JP5005629B2 - Motion vector correction device, motion vector correction method, image interpolation device, television receiver, video reproduction device, control program, and computer-readable recording medium - Google Patents

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Description

本発明は、原画間の動きベクトルを決定する動きベクトル補正装置、および、動きベクトル補正方法に関し、特に、画像補間装置、テレビジョン受像装置、映像再生装置、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a motion vector correction apparatus and a motion vector correction method for determining a motion vector between original pictures, and in particular, an image interpolation apparatus, a television receiver, a video reproduction apparatus, a control program, and a computer-readable recording. It relates to the medium.

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

図9は入力される60Hzの原画像と120Hzの出力画像との関係を示す図である。例えば、60Hzのプログレッシブ信号を120Hzの表示装置に写す場合、時間t−1における原画像9−1と時間tにおける原画像9−2とを用いて、時間的にちょうど半分(中間)の時刻において内挿画像9−3を作成して出力することにより、フレームレートを増やしている。   FIG. 9 is a diagram showing a relationship between an input 60 Hz original image and a 120 Hz output image. For example, when a 60 Hz progressive signal is copied to a 120 Hz display device, the original image 9-1 at time t-1 and the original image 9-2 at time t are used, and the time is exactly half (intermediate). The frame rate is increased by creating and outputting the interpolated image 9-3.

ここで、2枚の原画像から1枚の内挿画像を生成する一般的なプロセスについて説明する。まず、2枚の画像のうち動きベクトルを求める基準となる原画像を決める。図9における時刻tの画像をf(t)とすると、f(t−1)とf(t)とから内挿画像を生成する場合において、f(t−1)もしくはf(t)のいずれかを基準原画像とする。以下では、f(t−1)を基準画像とした場合について説明する。   Here, a general process for generating one interpolated image from two original images will be described. First, an original image serving as a reference for obtaining a motion vector is determined from the two images. Assuming that an image at time t in FIG. 9 is f (t), either f (t-1) or f (t) is generated when an interpolated image is generated from f (t-1) and f (t). Is the reference original image. Hereinafter, a case where f (t−1) is a reference image will be described.

図10は、ベクトルを算出するために基準画像をブロックに分割する例を示す図である。図10に示すとおり、基準画像であるf(t−1)は、動きベクトルを算出するための複数のブロックに分割される。図10における個所10−1のように、細い線で囲まれた部分は原画像のピクセルを意味し、この例では8ピクセル×8ピクセルの領域ごとに最小ブロック10−2を定義している。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which a reference image is divided into blocks in order to calculate a vector. As shown in FIG. 10, the reference image f (t−1) is divided into a plurality of blocks for calculating a motion vector. Like the portion 10-1 in FIG. 10, a portion surrounded by a thin line means a pixel of the original image, and in this example, a minimum block 10-2 is defined for each region of 8 pixels × 8 pixels.

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

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

次に、上記のようにして求められた動きベクトルを用いて内挿画像の各座標に対してベクトルの割付処理を行う。割付座標の単位は任意であるが、通常は基準画像のブロック単位より小さな領域が指定される。図10に示す例では、基準原画像を8ピクセル×8ピクセルで定義したので、例えば4ピクセル×2ピクセルのような小さな領域ごとに、内挿座標に対してベクトルが割り付けられる。   Next, vector allocation processing is performed on each coordinate of the interpolated image using the motion vector obtained as described above. The unit of the assigned coordinates is arbitrary, but usually an area smaller than the block unit of the reference image is designated. In the example shown in FIG. 10, since the reference original image is defined by 8 pixels × 8 pixels, a vector is assigned to the interpolated coordinates for each small region such as 4 pixels × 2 pixels.

内挿座標へのベクトルの割付について、簡略化のため、水平方向の1次元処理として図11を用いて説明する。図11は、内挿座標へのベクトルの割付の例を示す図である。基準原画像f(t−1)の座標xについて、矢印11−1で示す動きベクトルVxが求まったとすると、内挿画像を時間t−1と時間tのちょうど真ん中に内挿画像を作成する場合、Vxによって算出される内挿座標N(x)は、N(x)=x+Vx/2となる。   The assignment of vectors to interpolation coordinates will be described with reference to FIG. 11 as one-dimensional processing in the horizontal direction for the sake of simplicity. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of assigning vectors to interpolation coordinates. If the motion vector Vx indicated by the arrow 11-1 is obtained for the coordinate x of the reference original image f (t-1), the interpolated image is created in the middle of time t-1 and time t. , Vx, the interpolated coordinate N (x) is N (x) = x + Vx / 2.

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

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

以上が一般的な内挿画像を作成する処理であるが、さらに動きベクトルの信頼性を向上し、内挿画像におけるアーティファクトを減少させるため双方向ベクトルを導入した処理が提案されている。双方向ベクトルとは、図11においてf(t−1)を基準画像としてf(t)の画像を参照して前方向動きベクトルと、f(t)を基準画像としてf(t−1)の画像を参照した後方向動きベクトルとの両方向のベクトルのことをいう。   The above is a process for creating a general interpolated image, but a process that introduces a bidirectional vector has been proposed in order to further improve the reliability of the motion vector and reduce artifacts in the interpolated image. In FIG. 11, the bidirectional vector refers to the forward motion vector with reference to the image f (t) with f (t−1) as the reference image in FIG. 11, and f (t−1) with f (t) as the reference image. This refers to a vector in both directions with a backward motion vector referring to an image.

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

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

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

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

また、特許文献4には、1つ前の検出結果(f(t−1)フレームとf(t)フレームとの間の検出結果)を候補ベクトルとして用いて動きベクトルの検出を行う技術が開示されている。
特開平8−9339(1996年1月12日) 特開平7−336688(1995年12月22日) 特開平9−214899(1997年8月15日) 特開昭62−206980(1987年9月11日)
Patent Document 4 discloses a technique for detecting a motion vector using a previous detection result (a detection result between an f (t-1) frame and an f (t) frame) as a candidate vector. Has been.
JP-A-8-9339 (January 12, 1996) JP 7-336688 (December 22, 1995) JP 9-214899 (August 15, 1997) JP 62-206980 (September 11, 1987)

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

特許文献1に記載の構成は、内挿点に割り付けられたベクトルから原画上の競合点を検査し、作画の方向性を決めるものであって、原画上の「消える領域」、「現れる領域」を特定するものではなく、また、内挿座標において「消える領域」、「現れる領域」を特定するものでもない。そして、競合したベクトルのいずれについても片方向からの作画となり、また、正しくベクトル表現が可能な領域に対しても操作が行われてしまう。そのため、原画座標においては正しく検出できた有用なベクトルも「消える領域」上の非有用なベクトルも区別が出来ず、有用なベクトルについても候補ベクトルから外さざるを得ず、ベクトルの検出精度が落ちてしまう結果となり得る。   The configuration described in Patent Document 1 examines competing points on the original image from the vectors assigned to the interpolation points, and determines the direction of drawing, and the “disappearing area” and “appearing area” on the original image. Is not specified, and “disappearing area” and “appearing area” are not specified in the interpolated coordinates. Then, any of the competing vectors is drawn from one direction, and an operation is also performed on an area where vector expression can be correctly performed. For this reason, it is impossible to distinguish between useful vectors that have been correctly detected in the original image coordinates and non-useful vectors on the “disappearing area”, and it is necessary to exclude useful vectors from candidate vectors, resulting in reduced vector detection accuracy. Can result.

特許文献2には、原画におけるアンカバー領域(消える領域・現れる領域)を検出する構成が記載されている。特許文献2に記載の構成では、動きベクトルが検出されない領域や動きベクトルが割り付かず予測できない領域を、「消える領域」、「現れる領域」とするものである。このとき、原画における「消える領域」、「現れる領域」は、片方向の動きベクトルによって判定される。そして、近傍点に類似領域が存在するような原画においては、動きベクトルそのものが誤検出され易く、「消える領域」、「現れる領域」を誤抽出してしまう可能性が高い。   Patent Document 2 describes a configuration for detecting an uncovered area (disappearing area / appearing area) in an original image. In the configuration described in Patent Document 2, a region where a motion vector is not detected or a region where a motion vector is not allocated and cannot be predicted is referred to as a “disappearing region” or “appearing region”. At this time, the “disappearing area” and “appearing area” in the original image are determined by a one-way motion vector. In an original image in which a similar region exists at a nearby point, the motion vector itself is easy to be erroneously detected, and there is a high possibility that “disappearing region” and “appearing region” are erroneously extracted.

例えば、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間において、同じ形状の柱が等間隔で並んでいるような景色(背景)の中を物体が移動した場合、物体の移動によって柱が誤検出された場合であっても、f(t−1)とf(t)との間で異なる柱に向かう動きベクトルが検出されることがあり得る。つまり、f(t−1)とf(t)との間において、動きベクトルの始点の柱と終点の柱とが異なる柱であっても、柱の形状は同じであるため、動きベクトルの始点と終点の画素相関値は、「相関あり」を示し、動きベクトルが誤検出されることになる。さらに、動きベクトルの誤検出によって、内挿座標において、2つの動きベクトルが割り付く点も発生する。   For example, when an object moves in a landscape (background) in which columns of the same shape are arranged at equal intervals between the original image f (t−1) and the original image f (t), Even when a column is erroneously detected by movement, a motion vector directed to a different column between f (t−1) and f (t) may be detected. That is, even if the start column and the end column of the motion vector are different between f (t−1) and f (t), the shape of the column is the same, so the start point of the motion vector And the end point pixel correlation value indicates “correlated”, and the motion vector is erroneously detected. Furthermore, due to erroneous detection of motion vectors, there are also points where two motion vectors are assigned in the interpolated coordinates.

この場合、正しい動きベクトルの始点と終点の画素相関値も、誤検出された動きベクトルの始点と終点の画素相関値も、ともに低い値を示すことになり(すなわち、高い相関を示すことになり)、正しい動きベクトルを判別することができず、最終的に内挿座標に割り付けられる動きベクトルは、ノイズ成分や、ベクトル検出精度に依存する位相差に応じて選択されるため、誤選択されることがある。また、本来割り付けるべきでない内挿点に対して動きベクトルが割り付く場合もある。このため、内挿画像に破綻が生じてしまう結果となる。   In this case, both the pixel correlation value of the start point and end point of the correct motion vector and the pixel correlation value of the start point and end point of the erroneously detected motion vector both show low values (that is, high correlation is shown). ) The correct motion vector cannot be discriminated, and the motion vector finally assigned to the interpolated coordinates is selected in accordance with the noise component and the phase difference depending on the vector detection accuracy. Sometimes. In some cases, motion vectors are assigned to interpolation points that should not be assigned. For this reason, it results in the failure of the interpolated image.

また、特許文献3に記載の構成は、内挿画像におけるアンカバー領域(消える領域・現れる領域)を、原画におけるアンカバー領域および双方向ベクトルに基づいて予測する構成である。ここで、原画像におけるアンカバー領域は、特許文献2に記載されている方法、すなわち、片方向の動きベクトルのみを使用して判定されるため、類似した領域において、「消える領域」、「現れる領域」を誤抽出してしまうという上述の問題が発生する。   The configuration described in Patent Document 3 is a configuration that predicts an uncovered area (disappearing area / appearing area) in the interpolated image based on the uncovered area and the bidirectional vector in the original image. Here, since the uncovered area in the original image is determined using the method described in Patent Document 2, that is, using only a one-way motion vector, “disappearing area” and “appearing in similar areas. The above-described problem of erroneously extracting “region” occurs.

また、特許文献3に記載の構成では、「消える領域」、「現れる領域」の判定を原画座標で行い、その領域を演算処理して、更に内挿座標に移し、内挿点でベクトルを再割付する手法であり複雑になる。さらに、複数の内挿画を作成する場合には、内挿座標ごとに領域計算、再割付の構造が必要となり、構成が複雑化してコストアップの要因となる。   In the configuration described in Patent Document 3, “disappearing region” and “appearing region” are determined based on the original coordinates, the region is subjected to arithmetic processing, further moved to interpolation coordinates, and the vector is re-established at the interpolation point. It is a method of assignment and becomes complicated. Furthermore, when creating a plurality of interpolation images, a structure for area calculation and reallocation is required for each interpolation coordinate, which complicates the configuration and increases costs.

また、特許文献4に記載の構成では、過去に検出した結果を候補ベクトルとして動きベクトルの推定を行う手法が用いられるが、過去画f(t)から未来画f(t+1)に向かうベクトルにおいては、前回検出、すなわち、f(t−1)とf(t)との間の検出の結果、「消える領域」として示されたベクトルの結果は、類似した近傍点に割り付けられたものであり、動きの継続の候補にすべきではない。また、未来画f(t+1)から過去画f(t)に向かうベクトルにおいては、前回検出f(t)とf(t−1)との間の検出の結果、「現れる領域」として示されたベクトルの結果は、類似した近傍点に割り付けられたものであり、動きの継続の候補にすべきではない。   Further, in the configuration described in Patent Document 4, a method of estimating a motion vector using a result detected in the past as a candidate vector is used, but in a vector from a past image f (t) to a future image f (t + 1), As a result of the previous detection, i.e., the detection between f (t-1) and f (t), the vector result indicated as "disappearing region" is assigned to similar neighboring points, Should not be a candidate for continued movement. In addition, in the vector from the future image f (t + 1) to the past image f (t), the result of detection between the previous detection f (t) and f (t−1) is indicated as “appearing region”. Vector results are assigned to similar neighbors and should not be candidates for motion continuation.

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

本発明に係る動きベクトル補正装置は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The motion vector correction device according to the present invention provides any one of the second original images at a second time after the first time, starting from each block of the first original image at the first time. A forward motion vector detecting means for detecting a forward motion vector having a block as an end point, and a backward direction starting from each block of the second original image and having any block of the first original image as an end point When the interval between the backward motion vector detecting means for detecting the motion vector, the start point of the forward motion vector, and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold Determining means for determining the start point of the forward vector as a correction target block; and from the correction target block in a third original image at a third time before the first time. Appearance frequency of forward motion vector starting from a block within a predetermined range, and appearance frequency of forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block in the first original image And the motion vector determining means for determining the forward motion vector having the lowest appearance frequency as the predicted motion vector, and the forward motion vector starting from the correction target block is replaced with the predicted motion vector. And a correction means.

上記の構成によれば、前方向動きベクトル検出手段は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する。そして、後方向動きベクトル検出手段は、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する。   According to the above configuration, the forward motion vector detection means starts from each block of the first original image at the first time and starts the second original at the second time after the first time. A forward motion vector whose end point is one of the blocks of the image is detected. Then, the backward motion vector detecting means detects a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image.

また、上記の構成によれば、判定手段は、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する。   Further, according to the above configuration, the determination unit is configured such that an interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector is greater than a predetermined threshold. If it is larger, the start point of the forward vector is determined as a correction target block.

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

また、上記の構成によれば、予測動きベクトル決定手段は、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する。そして、補正手段は、補正対象ブロックにおける前方向動きベクトルを予測動きベクトルに置き換える。   According to the above configuration, the motion vector predictor determining unit starts the block within the predetermined range from the correction target block in the third original image at the third time before the first time. Is compared with the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image. The reduced forward motion vector is determined as the predicted motion vector. Then, the correcting unit replaces the forward motion vector in the correction target block with the predicted motion vector.

例えば、予測動きベクトル決定手段は、第1の原画像における補正対象ブロックを中心とする一定領域において検出された動きベクトルのヒストグラムデータと、第3の原画像において、第1の原画像における補正対象ブロックに対応するブロック(すなわち、第1の原画像における補正対象ブロックと同一の座標)を中心とする一定領域において検出された動きベクトルのヒストグラムデータとから、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを予測動きベクトルとして検出する。「消える領域」は、例えば物体の移動によって消える背景領域であり、本来背景領域の動きを示す前方向ベクトルが検出されるべきである。そして、「消える領域」周辺では、背景領域の前方向動きベクトルは時間の経過に伴って減少することになるため、「消える領域」周辺において減少する前方向動きベクトルを検出して、「消える領域」において誤検出された動きベクトルに置き換えることにより、過去画(内挿する画像に対して過去の時刻の原画)における動きベクトルを補正する。   For example, the predicted motion vector determination means includes the histogram data of the motion vector detected in a fixed region centered on the correction target block in the first original image, and the correction target in the first original image in the third original image. From the motion vector histogram data detected in a certain area centered on the block corresponding to the block (that is, the same coordinates as the correction target block in the first original image), the forward motion vector having the lowest appearance frequency Are detected as predicted motion vectors. The “disappearing region” is, for example, a background region that disappears due to the movement of an object, and a forward vector that originally indicates the movement of the background region should be detected. In addition, since the forward motion vector of the background region decreases with the passage of time around the “disappearing region”, the forward motion vector decreasing around the “disappearing region” is detected, and the “disappearing region” is detected. The motion vector in the past image (the original image of the past time with respect to the image to be interpolated) is corrected by replacing it with the motion vector erroneously detected in “.

これにより、本発明に係る動きベクトル補正装置では、「消える領域」において誤検出された動きベクトルを、より信頼性の高い動きベクトルに補正することができる。したがって、原画において「消える領域」が含まれている場合において、内挿画像の精度を向上させることが可能となる。   Thereby, in the motion vector correction apparatus according to the present invention, a motion vector erroneously detected in the “disappearing region” can be corrected to a motion vector with higher reliability. Therefore, when the “disappearing area” is included in the original image, it is possible to improve the accuracy of the interpolated image.

本発明に係る動きベクトル補正方法は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出ステップと、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出ステップと、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定ステップと、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定ステップと、上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴としている。   The motion vector correction method according to the present invention includes any one of the second original images at a second time after the first time, starting from each block of the first original image at the first time. A forward motion vector detecting step for detecting a forward motion vector having a block as an end point, and a backward direction starting from each block of the second original image and having any block of the first original image as an end point When the interval between the backward motion vector detecting step for detecting the motion vector, the start point of the forward motion vector, and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold A determination step of determining the start point of the forward vector as a correction target block, and the correction target in the third original image at a third time before the first time. The appearance frequency of a forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the lock, and the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image. A predicted motion vector determining step for comparing the appearance frequency and determining a forward motion vector having the lowest appearance frequency as a predicted motion vector; and a forward motion vector starting from the correction target block as the predicted motion vector. And a correction step to be replaced.

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

本発明に係る動きベクトル補正装置は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The motion vector correction device according to the present invention provides any one of the second original images at a second time after the first time, starting from each block of the first original image at the first time. A forward motion vector detecting means for detecting a forward motion vector having a block as an end point, and a backward direction starting from each block of the second original image and having any block of the first original image as an end point When the interval between the backward motion vector detecting means for detecting the motion vector, the start point of the backward motion vector, and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold Determining means for determining the start point of the backward vector as a correction target block; and from the correction target block in a third original image at a third time before the first time. Appearance frequency of forward motion vector starting from a block within a predetermined range, and appearance frequency of forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block in the first original image And a predicted motion vector determining means for determining a reverse vector of the forward motion vector having the highest appearance frequency as a predicted motion vector, and a backward motion vector starting from the correction target block as the predicted motion. It is characterized by comprising correction means for replacing with a vector.

上記の構成によれば、前方向動きベクトル検出手段は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する。そして、後方向動きベクトル検出手段は、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する。   According to the above configuration, the forward motion vector detection means starts from each block of the first original image at the first time and starts the second original at the second time after the first time. A forward motion vector whose end point is one of the blocks of the image is detected. Then, the backward motion vector detecting means detects a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image.

また、上記の構成によれば、判定手段は、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する。   Further, according to the above configuration, the determination unit is configured such that an interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end block of the backward motion vector is greater than a predetermined threshold. If it is larger, the starting point of the backward vector is determined as a correction target block.

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

また、上記の構成によれば、予測動きベクトル決定手段は、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する。そして、補正手段は、補正対象ブロックにおける前方向動きベクトルを予測動きベクトルに置き換える。   According to the above configuration, the motion vector predictor determining unit starts the block within the predetermined range from the correction target block in the third original image at the third time before the first time. Is compared with the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image. An inverse vector of the increased forward motion vector is determined as a predicted motion vector. Then, the correcting unit replaces the forward motion vector in the correction target block with the predicted motion vector.

例えば、予測動きベクトル決定手段は、第1の原画像における補正対象ブロックを中心とする一定領域において検出された動きベクトルのヒストグラムデータと、第3の原画像において、第1の原画像における補正対象ブロックに対応するブロック(すなわち、第1の原画像における補正対象ブロックと同一の座標)を中心とする一定領域において検出された動きベクトルのヒストグラムデータとから、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを予測動きベクトルとして検出する。「現れる領域」は、例えば物体の移動によって現れる背景領域であり、本来背景領域の動きを示す後方向ベクトルが検出されるべきである。そして、「現れる領域」周辺では、背景領域の前方向動きベクトルは時間の経過に伴って増加することになるため、「現れる領域」周辺において増加する前方向動きベクトルを検出し、その逆ベクトルである後方向動きベクトルを、「現れる領域」において誤検出された動きベクトルに置き換えることにより、未来画(内挿する画像に対して未来の時刻の原画)における動きベクトルを補正する。   For example, the predicted motion vector determination means includes the histogram data of the motion vector detected in a fixed region centered on the correction target block in the first original image, and the correction target in the first original image in the third original image. From the motion vector histogram data detected in a fixed area centered on the block corresponding to the block (that is, the same coordinates as the correction target block in the first original image), the forward motion vector having the highest appearance frequency Are detected as predicted motion vectors. The “appearing area” is, for example, a background area that appears due to the movement of an object, and a backward vector that originally indicates the movement of the background area should be detected. In the vicinity of the “appearing area”, the forward motion vector in the background area increases as time passes. Therefore, the forward motion vector that increases in the vicinity of the “appearing area” is detected and the inverse vector is used. A motion vector in a future image (an original image at a future time with respect to an image to be interpolated) is corrected by replacing a certain backward motion vector with a motion vector erroneously detected in the “appearing region”.

これにより、本発明に係る動きベクトル補正装置では、「現れる領域」において誤検出された動きベクトルを、より信頼性の高い動きベクトルに補正することができる。したがって、原画において「現れる領域」が含まれている場合において、内挿画像の精度を向上させることが可能となる。   Thereby, in the motion vector correction apparatus according to the present invention, a motion vector erroneously detected in the “appearing region” can be corrected to a motion vector with higher reliability. Therefore, when an “appearing region” is included in the original image, the accuracy of the interpolated image can be improved.

本発明に係る動きベクトル補正方法は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出ステップと、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出ステップと、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定ステップと、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定ステップと、上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴としている。   The motion vector correction method according to the present invention includes any one of the second original images at a second time after the first time, starting from each block of the first original image at the first time. A forward motion vector detecting step for detecting a forward motion vector having a block as an end point, and a backward direction starting from each block of the second original image and having any block of the first original image as an end point When the backward motion vector detection step for detecting a motion vector, the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold A determination step of determining the start point of the backward vector as a correction target block, and the correction target in the third original image at a third time before the first time. The appearance frequency of a forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the lock, and the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image. A predicted motion vector determination step for comparing the appearance frequency and determining the inverse vector of the forward motion vector having the highest appearance frequency as a predicted motion vector, and a backward motion vector starting from the correction target block, And a correction step for replacing with a predicted motion vector.

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

本発明に係る画像補間装置では、上記判定手段は、上記第3の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルと、上記第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第3の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルとから、上記第3の原画像における上記補正対象ブロックを判定し、上記前方向動きベクトル検出手段は、上記第3の原画像における上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトル以外を、上記第1の原画像における前方向動きベクトルを推定するための候補ベクトルとして用いることが好ましい。   In the image interpolation device according to the present invention, the determination means includes a forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image; The correction target block in the third original image is determined from the backward motion vector starting from each block of the original image of 1 and ending in any block of the third original image, and the front The direction motion vector detection means uses a vector other than the forward motion vector starting from the correction target block in the third original image as a candidate vector for estimating the forward motion vector in the first original image. Is preferred.

上記の構成によれば、判定手段は、第3の原画像において補正対象ブロック、すなわち、第3の原画像における「消える領域」を判別し、前方向動きベクトル検出手段は、第3の原画像の「消える領域」における前方向動きベクトルを、第1の原画像における前方向動きベクトルを検出するための候補ベクトルとして用いない。つまり、ある時刻における原画像の前方向動きベクトルを検出する場合、1つ前の時刻における原画像の「消える領域」を始点とする前方向動きベクトルを、候補ベクトルとして用いない。   According to the above configuration, the determination unit determines the correction target block in the third original image, that is, the “disappearing area” in the third original image, and the forward motion vector detection unit detects the third original image. Is not used as a candidate vector for detecting the forward motion vector in the first original image. That is, when detecting the forward motion vector of the original image at a certain time, the forward motion vector starting from the “disappearing area” of the original image at the previous time is not used as a candidate vector.

これにより、候補ベクトルを利用して、第1の原画像(現在の原画像)における前方向動きベクトルを検出する場合、第3の原画像(前回の原画像)の「消える領域」において誤検出された前方向動きベクトルが候補ベクトルとして用いられないため、第1の原画像における前方向動きベクトルの検出精度を向上させることが可能となる。   Thus, when a forward motion vector in the first original image (current original image) is detected using the candidate vector, a false detection is made in the “disappearing region” of the third original image (previous original image). Since the forward motion vector thus set is not used as a candidate vector, it is possible to improve the detection accuracy of the forward motion vector in the first original image.

本発明に係る画像補間装置では、上記判定手段は、上記第3の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルと、上記第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第3の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルとから、上記第1の原画像における上記補正対象ブロックを判定し、上記後方向動きベクトル検出手段は、上記第1の原画像における上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトル以外を、上記第2の原画像における後方向動きベクトルを推定するための候補ベクトルとして用いることが好ましい。   In the image interpolation device according to the present invention, the determination means includes a forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image; The correction target block in the first original image is determined from the backward motion vector starting from each block of the original image of 1 and ending in any of the blocks of the third original image. The direction motion vector detection means uses a vector other than the backward motion vector starting from the correction target block in the first original image as a candidate vector for estimating the backward motion vector in the second original image. Is preferred.

上記の構成によれば、判定手段は、第1の原画像において補正対象ブロック、すなわち、第1の原画像における「現れる領域」を判別し、後方向動きベクトル検出手段は、第1の原画像の「現れる領域」における後方向動きベクトルを、第2の原画像における後方向動きベクトルを検出するための候補ベクトルとして用いない。つまり、ある時刻における原画像の後方向動きベクトルを検出する場合、1つ前の時刻における原画像の「現れる領域」を始点とする後方向動きベクトルを、候補ベクトルとして用いない。   According to the above configuration, the determination unit determines the block to be corrected in the first original image, that is, the “appearing region” in the first original image, and the backward motion vector detection unit detects the first original image. Are not used as candidate vectors for detecting the backward motion vector in the second original image. That is, when the backward motion vector of the original image at a certain time is detected, the backward motion vector starting from the “appearing region” of the original image at the previous time is not used as a candidate vector.

これにより、候補ベクトルを利用して、第2の原画像(現在の原画像)における後方向動きベクトルを検出する場合、第1の原画像(前回の原画像)の「現れる領域」において誤検出された後方向動きベクトルが候補ベクトルとして用いられないため、第2の原画像における後方向動きベクトルの検出精度を向上させることが可能となる。   Thus, when a backward motion vector in the second original image (current original image) is detected using the candidate vector, a false detection is performed in the “appearing region” of the first original image (previous original image). Since the backward motion vector thus set is not used as a candidate vector, it is possible to improve the detection accuracy of the backward motion vector in the second original image.

本発明に係る画像補間装置は、動きベクトル補正装置を備え、上記補正対象ブロックを始点とする予測動きベクトルと、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルとを用いて、上記第1の原画像と上記第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを決定する内挿ベクトル決定手段と、上記内挿ベクトル決定手段によって決定された内挿ベクトルに基づいて、上記内挿画像を生成する内挿画像生成手段とを備えていることを特徴としている。   An image interpolation device according to the present invention includes a motion vector correction device, and includes a predicted motion vector starting from the correction target block, and a forward motion vector or a backward motion vector starting from a block other than the correction target block. An interpolation vector determining means for determining an interpolation vector to be allocated to each block of the interpolation image to be interpolated between the first original image and the second original image, and the interpolation vector determination And an interpolation image generation means for generating the interpolation image based on the interpolation vector determined by the means.

上記の構成によれば、本発明に係る画像補間装置は、内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルとして、上記動きベクトル補正装置によって決定された予測動きベクトルを選択することが可能となる。   According to the above configuration, the image interpolation device according to the present invention can select the predicted motion vector determined by the motion vector correction device as the interpolation vector to be allocated to each block of the interpolation image.

これにより、本発明に係る画像補間装置は、原画において「消える領域」、「現れる領域」が含まれている場合、動きベクトルの信頼性を向上させることができるため、精度良く内挿画像を生成することが可能となる。   As a result, the image interpolating apparatus according to the present invention can improve the reliability of the motion vector when the original image includes the “disappearing region” and the “appearing region”, and thus can generate an interpolation image with high accuracy. It becomes possible to do.

本発明に係る画像補間装置では、上記内挿ベクトル決定手段は、上記補正対象ブロックを始点とする予測動きベクトルと、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルとの両方が上記内挿画像の同一のブロックに割り付く場合、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルを当該ブロックに割り付ける内挿ベクトルと決定することが好ましい。   In the image interpolation device according to the present invention, the interpolation vector determination means includes a predicted motion vector starting from the correction target block, and a forward motion vector or a backward motion vector starting from a block other than the correction target block. Are assigned to the same block of the interpolated image, a forward motion vector or a backward motion vector starting from a block other than the correction target block is determined as an interpolation vector to be assigned to the block. preferable.

上記の構成によれば、内挿画像のブロックにおいて、原画像において正しく検出された「消える領域」、「現れる領域」以外の領域を始点とする動きベクトルと、上記動きベクトル補正装置によって予測される予測動きベクトルを用いて補正した「消える領域」、「現れる領域」を始点とする動きベクトルとが競合した場合には、上記動きベクトル補正装置によって予測された動きベクトルではなく、原画において正確に検出された動きベクトルが内挿画像のブロックに割り付けられる。   According to the above configuration, in the block of the interpolated image, the motion vector starting from an area other than the “disappearing area” and “appearing area” correctly detected in the original image is predicted by the motion vector correction apparatus. If a motion vector starting from the “disappearing region” or “appearing region” corrected using the predicted motion vector competes with the motion vector predicted by the motion vector correction device, it is accurately detected in the original image. The motion vector thus assigned is assigned to the block of the interpolated image.

これにより、内挿画像の各ブロックには、より確実性の高い動きベクトルが優先的に割り付けられるため、内挿画像の精度をより一層向上させることができる。   Thereby, since the motion vector with higher certainty is preferentially assigned to each block of the interpolated image, the accuracy of the interpolated image can be further improved.

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

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

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

本発明に係る動きベクトル補正装置は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、上記補正対象ブロックにおける前方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The motion vector correction device according to the present invention provides any one of the second original images at a second time after the first time, starting from each block of the first original image at the first time. A forward motion vector detecting means for detecting a forward motion vector having a block as an end point, and a backward direction starting from each block of the second original image and having any block of the first original image as an end point The backward motion vector detection means for detecting the motion vector, the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector is less than a predetermined threshold value. If it is larger, the determination means for determining the start point of the forward vector as the correction target block, and the correction target block in the third original image at the third time before the first time. Frequency of appearance of a forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the block, and a forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image And the motion vector determining means for determining the forward motion vector having the lowest appearance frequency as the predicted motion vector, and replacing the forward motion vector in the correction target block with the predicted motion vector. And a correction means.

また、本発明に係る動きベクトル補正装置は、第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、上記補正対象ブロックにおける後方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   In addition, the motion vector correction apparatus according to the present invention starts from each block of the first original image at the first time, and any of the second original images at the second time after the first time. Forward motion vector detecting means for detecting a forward motion vector whose end point is the block, and each block of the second original image as a start point, and any block of the first original image as an end point The distance between the backward motion vector detecting means for detecting the backward motion vector, the start point of the backward motion vector, and the end point of the forward motion vector starting from the end block of the backward motion vector is a predetermined threshold value. Is larger than the determination means for determining the start point of the backward vector as the correction target block, and the correction in the third original image at the third time before the first time. Appearance frequency of forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the elephant block, and forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the first original image The predicted motion vector determining means for determining the inverse vector of the forward motion vector having the highest appearance frequency as the predicted motion vector, and the backward motion vector in the correction target block as the predicted motion. It is characterized by comprising correction means for replacing with a vector.

それゆえ、本発明に係る動きベクトル補正装置では、「消える領域」、「現れる領域」において誤検出された動きベクトルを、より信頼性の高い動きベクトルに補正することができるため、原画において「消える領域」、「現れる領域」が含まれている場合において、内挿画像の精度を向上させることが可能となる。   Therefore, in the motion vector correction apparatus according to the present invention, since the motion vector erroneously detected in the “disappearing region” and the “appearing region” can be corrected to a more reliable motion vector, “disappears” in the original image. When “region” and “appearing region” are included, the accuracy of the interpolated image can be improved.

〔実施の形態1〕
(画像補間装置1の概要)
図1は、本発明に係る画像補間装置1の構成を示すブロック図である。本発明に係る画像補間装置1は、遅延部2と動きベクトル検出部3(後方向動きベクトル検出部)および動きベクトル検出部4(前方向動きベクトル検出部)と状態記録部5と統計データ処理部6と双方向ベクトル比較部7(判定手段)とベクトル補正部8(予測動きベクトル決定手段、補正手段)とベクトル割付部9と作画部10とを備えている。
[Embodiment 1]
(Outline of the image interpolation device 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image interpolation apparatus 1 according to the present invention. An image interpolation apparatus 1 according to the present invention includes a delay unit 2, a motion vector detection unit 3 (backward motion vector detection unit), a motion vector detection unit 4 (forward motion vector detection unit), a state recording unit 5, and statistical data processing. A unit 6, a bidirectional vector comparison unit 7 (determination unit), a vector correction unit 8 (predicted motion vector determination unit, correction unit), a vector allocation unit 9, and a drawing unit 10

なお、動きベクトル補正装置100は、動きベクトル検出部3(後方向動きベクトル検出部)および動きベクトル検出部4(前方向動きベクトル検出部)と双方向ベクトル比較部7(判定手段)とベクトル補正部8(予測動きベクトル決定手段、補正手段)とを含んで構成されている。本実施の形態では、動きベクトル補正装置100は、画像補間装置1に一体的に備えられており、ベクトル割付部9や作画部10と共に画像補間装置1を形成している。   The motion vector correction apparatus 100 includes a motion vector detection unit 3 (backward motion vector detection unit), a motion vector detection unit 4 (forward motion vector detection unit), a bidirectional vector comparison unit 7 (determination means), and vector correction. Part 8 (predicted motion vector determination means, correction means). In the present embodiment, the motion vector correction apparatus 100 is provided integrally with the image interpolation apparatus 1, and forms the image interpolation apparatus 1 together with the vector allocation unit 9 and the drawing unit 10.

画像補間装置1は、外部から入力される映像信号に含まれる時刻tにおける原画像f(t)(第2の原画像、未来画)と、1つ前の時刻t−1における原画像f(t−1)(第1の原画像、過去画)とから、内挿画像を生成する。画像補間装置1では、外部からの映像信号は、遅延部2、および、作画部10に入力される。以下では、外部から時刻tにおける原画像f(t)を表す映像信号が入力されたときの処理について説明する。   The image interpolation device 1 includes an original image f (t) (second original image, future image) at time t included in a video signal input from the outside, and an original image f ( t-1) An interpolated image is generated from (first original image, past image). In the image interpolation device 1, an external video signal is input to the delay unit 2 and the drawing unit 10. Hereinafter, processing when a video signal representing the original image f (t) at time t is input from the outside will be described.

遅延部2は、入力された外部からの映像信号を遅延させて、作画部10に供給する。外部から原画像f(t)を表す映像信号が入力されるタイミングにおいて、遅延部2は、原画像f(t−1)を表す映像信号を出力する。遅延部2は、例えば、DDRなどのメモリによって構成される。   The delay unit 2 delays the input video signal from the outside and supplies it to the drawing unit 10. At a timing when a video signal representing the original image f (t) is input from the outside, the delay unit 2 outputs a video signal representing the original image f (t−1). The delay unit 2 is configured by a memory such as DDR, for example.

動きベクトル検出部3および4は、それぞれ原画像f(t)および原画像f(t−1)を基準画像として、双方向の動きベクトルを算出する。また、動きベクトル検出部3,4は、図2に示すように、原画像を複数のピクセルから成る複数のブロックに分割し、ブロック単位で動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部3,4は、ブロックマッチングや勾配法によって動きベクトルを算出するが、動きベクトルは他の方法によって算出されてもよい。動きベクトル検出部3,4は、検出した動きベクトルを、双方向ベクトル比較部7および統計データ処理部6に出力する。   The motion vector detection units 3 and 4 calculate bidirectional motion vectors using the original image f (t) and the original image f (t−1) as reference images, respectively. In addition, as shown in FIG. 2, the motion vector detection units 3 and 4 divide the original image into a plurality of blocks including a plurality of pixels, and detect a motion vector in units of blocks. The motion vector detection units 3 and 4 calculate a motion vector by block matching or a gradient method, but the motion vector may be calculated by another method. The motion vector detection units 3 and 4 output the detected motion vector to the bidirectional vector comparison unit 7 and the statistical data processing unit 6.

双方向ベクトル比較部7は、動きベクトル検出部3,4において検出された動きベクトルを比較し、比較結果に基づいて、「現れる領域」および「消える領域」(補正対象ブロック)を特定する。そして、双方向ベクトル比較部7は、動きベクトル検出部3,4において検出された動きベクトルと共に、「現れる領域」、「消える領域」を特定する情報を動きベクトル補正部8および統計データ処理部6に出力する。   The bidirectional vector comparison unit 7 compares the motion vectors detected by the motion vector detection units 3 and 4, and specifies “appearing region” and “disappearing region” (correction target block) based on the comparison result. Then, the bidirectional vector comparison unit 7 uses the motion vector detected by the motion vector detection units 3 and 4 together with the motion vector detected by the motion vector correction unit 8 and the statistical data processing unit 6 to identify the “appearing region” and “disappearing region” Output to.

統計データ処理部6は、動きベクトル検出部3,4からの動きベクトルの情報および双方向ベクトル比較部7からの「現れる領域」、「消える領域」を特定する情報を統計処理し、動きベクトルの統計データ(例えば、ヒストグラム)を算出し、状態記録部5に出力する。   The statistical data processing unit 6 statistically processes the motion vector information from the motion vector detection units 3 and 4 and the information specifying the “appearing region” and “disappearing region” from the bidirectional vector comparison unit 7, Statistical data (for example, a histogram) is calculated and output to the state recording unit 5.

動きベクトル補正部8は、動きベクトル検出部3,4において検出された動きベクトルのうち、「現れる領域」、「消える領域」において検出された動きベクトルを補正し、補正後の動きベクトルをベクトル割付部9に出力する。このとき、動きベクトル補正部8は、状態記録部5から統計データを読み出し、読み出した統計データに基づいて、「現れる領域」、「消える領域」における新たな動きベクトル(予測動きベクトル)を決定する。   The motion vector correction unit 8 corrects the motion vectors detected in the “appearing region” and “disappearing region” among the motion vectors detected by the motion vector detection units 3 and 4, and assigns the corrected motion vectors to the vectors. To the unit 9. At this time, the motion vector correction unit 8 reads the statistical data from the state recording unit 5 and determines new motion vectors (predicted motion vectors) in the “appearing region” and “disappearing region” based on the read statistical data. .

ベクトル割付部9は、動きベクトル補正部8からの補正後の動きベクトルを、内挿画像の各座標に割り付け、動きベクトルの割付情報を作画部10に出力する。割付座標の単位は任意であるが、本実施の形態では、基準画像のブロック単位より小さな領域が指定される。ベクトル割付部9は、内挿座標において複数の動きベクトルが競合する場合、補正後の動きベクトルに設定されている優先度に従って、内挿座標に割り付ける動きベクトルを決定する。   The vector assignment unit 9 assigns the corrected motion vector from the motion vector correction unit 8 to each coordinate of the interpolated image, and outputs the motion vector assignment information to the drawing unit 10. The unit of the assigned coordinates is arbitrary, but in this embodiment, an area smaller than the block unit of the reference image is designated. When a plurality of motion vectors compete in the interpolated coordinates, the vector allocating unit 9 determines a motion vector to be allocated to the interpolated coordinates according to the priority set for the corrected motion vector.

なお、上述した補正後の動きベクトルに設定された優先度だけでは競合が解消されない場合、ベクトル割付部9は、競合している動きベクトルのうち、最適な動きベクトルを選択する。最適な動きベクトルを決定する方法としては、内挿座標に割り付けられた動きベクトルによって指定される原画像f(t)と原画像f(t−1)の特定領域の相関が最も高いもので代表する。相関を表すデータ(相関値)の算出には、一般的に、輝度データが用いられるが、RGBのデータを使用してもよいし、YUVのデータを使用してもよい。相関値としては、対応する画素ごとに差分の絶対値を計算し加算した結果であるSAD(絶対差和)や対応する画素ごとに差分の絶対値を計算し加算した結果であるDFD(差の2乗和)などを算出する。また、ベクトル割付部9は、動きベクトルが未割付の内挿座標においては、ゼロベクトルを割り付ける。さらに、ベクトル割付部9は、メディアンフィルタなどによるフィルタ処理を行い、内挿画像の各座標に動きベクトルを割り付ける。そして、ベクトル割付部9は、内挿座標に割り付けられた動きベクトルの情報を、作画部10に出力する。   Note that if the conflict is not resolved only by the priority set for the corrected motion vector, the vector allocating unit 9 selects an optimal motion vector from the conflicting motion vectors. As a method for determining the optimum motion vector, the method having the highest correlation between the specific area of the original image f (t) and the original image f (t−1) designated by the motion vector assigned to the interpolation coordinates is representative. To do. In general, luminance data is used to calculate correlation data (correlation value). However, RGB data or YUV data may be used. As the correlation value, SAD (absolute sum of differences) obtained by calculating and adding the absolute value of the difference for each corresponding pixel, or DFD (difference of the difference) calculating and adding the absolute value of the difference for each corresponding pixel. Square sum) is calculated. The vector allocating unit 9 allocates a zero vector in the interpolated coordinates where the motion vector is not allocated. Further, the vector assigning unit 9 performs a filtering process using a median filter or the like, and assigns a motion vector to each coordinate of the interpolated image. Then, the vector allocating unit 9 outputs the motion vector information allocated to the interpolated coordinates to the drawing unit 10.

そして、作画部10は、ベクトル割付部9からの動きベクトルの割付情報に基づいて、原画像の映像信号から、内挿画像の各座標における映像信号を読み出し、内挿画像を生成する。   Then, based on the motion vector allocation information from the vector allocation unit 9, the drawing unit 10 reads the video signal at each coordinate of the interpolated image from the video signal of the original image, and generates an interpolated image.

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

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

図2(a)に示すとおり、原画像f(t−1)において、個所2−1のように細い線で囲まれた部分は、1ピクセル(画素)を表しており、8×8ピクセルの画素群ごとに検出ブロック2−2〜2−7を構成している。同様に、図2(b)に示すとおり、原画像f(t)においても、8×8ピクセルの画素群ごとに検出ブロック2−9〜2−13を構成している。原画像f(t−1)およびf(t)における白抜きの画素群は、移動する小物体Aを表している。また、図2(a)および(b)において、斜線等によって示される領域は、小物体Aの背景領域を表している。図2(a)および(b)において、同一の線種によって示されている領域は、同じ背景領域を表している。また、図2(a)の矢印2−7は、小物体Aの動きベクトルを示しており、矢印2−8は、背景領域の動きベクトルを示している。   As shown in FIG. 2 (a), in the original image f (t-1), a portion surrounded by a thin line like the part 2-1 represents one pixel (pixel), and is 8 × 8 pixels. Detection blocks 2-2 to 2-7 are configured for each pixel group. Similarly, as shown in FIG. 2B, in the original image f (t), detection blocks 2-9 to 2-13 are configured for each pixel group of 8 × 8 pixels. A white pixel group in the original images f (t−1) and f (t) represents the moving small object A. In FIGS. 2A and 2B, a region indicated by diagonal lines represents the background region of the small object A. In FIGS. 2A and 2B, regions indicated by the same line type represent the same background region. 2A indicates the motion vector of the small object A, and the arrow 2-8 indicates the motion vector of the background area.

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

動きベクトルの検出においては、「消える領域」、「現れる領域」が問題となる。例えば、検出ブロック3−5に示されている背景領域の画像は、未来画においては、小物体によって隠れてしまう「消える領域」である。つまり、原画像f(t−1)の検出ブロック3−5に示されている背景画像は、原画像f(t)では、移動してきた小物体によって隠れてしまっている。そのため、検出ブロック3−5については、正しい動きベクトルを検出することはできない。しかしながら、解が存在しないとする検出方法はない。したがって、検出ブロック3−5については、f(t)において検出ブロック3−5と類似する領域を示す動きベクトルが検出されることになる。   In motion vector detection, “disappearing areas” and “appearing areas” are problematic. For example, the image of the background area shown in the detection block 3-5 is a “disappearing area” that is hidden by a small object in the future image. That is, the background image shown in the detection block 3-5 of the original image f (t-1) is hidden by the moving small object in the original image f (t). Therefore, a correct motion vector cannot be detected for the detection block 3-5. However, there is no detection method that states that no solution exists. Therefore, for the detection block 3-5, a motion vector indicating a region similar to the detection block 3-5 is detected at f (t).

そして、本願発明に係る画像補間装置1は、「消える領域」、「現れる領域」における動きベクトルを判別し(すなわち、「消える領域」、「現れる領域」を検出し)、「消える領域」、「現れる領域」において検出された動きベクトルを、統計データに基づいて補正する。   The image interpolating apparatus 1 according to the present invention discriminates motion vectors in the “disappearing region” and the “appearing region” (that is, detects the “disappearing region” and the “appearing region”), and the “disappearing region”, “ The motion vector detected in the “appearing region” is corrected based on the statistical data.

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

図3では、原画像f(t−1)を基準として原画像f(t)に対して検出された動きベクトルが内挿座標に割り付けられる様子が示されている。図3に示す例では、動きベクトルは、過去画f(t−1)から未来画f(t)に対して求められており、理想的に求まったものとして示している。図3において、実線の矢印は、原画において検出された動きベクトルであって、内挿ブロックにおいて割り付けられた動きベクトルを示しており、破線の矢印は、原画において検出された動きベクトルであって、内挿ブロックにおける競合により割り付けられなかった動きベクトルを示しており、一点鎖線の矢印は、原画において検出されない動きベクトルであって、予め定められた条件にしたがって内挿ブロックに割り付けられた動きベクトルを示している。   FIG. 3 shows a state in which motion vectors detected for the original image f (t) with respect to the original image f (t−1) are assigned to the interpolation coordinates. In the example shown in FIG. 3, the motion vector is obtained from the past image f (t−1) to the future image f (t), and is shown as ideally obtained. In FIG. 3, a solid line arrow indicates a motion vector detected in the original image and indicates a motion vector allocated in the interpolation block, and a broken line arrow indicates a motion vector detected in the original image, A motion vector that has not been assigned due to contention in the interpolation block is shown, and an arrow with a one-dot chain line indicates a motion vector that is not detected in the original image and that is assigned to the interpolation block according to a predetermined condition. Show.

図3において、原画像f(t−1)は、検出ブロック3−1〜3−5を含んでおり、原画像f(t)は、検出ブロック3−6〜3−10を含んでいる。図3の検出ブロック3−1〜3−5は、図2(a)の検出ブロック2−2〜2−6に対応しており、図3の検出ブロック3−6〜3−10は、図2(b)の検出ブロック2−9〜2−13に対応している。   In FIG. 3, the original image f (t-1) includes detection blocks 3-1 to 3-5, and the original image f (t) includes detection blocks 3-6 to 3-10. The detection blocks 3-1 to 3-5 in FIG. 3 correspond to the detection blocks 2-2 to 2-6 in FIG. 2A, and the detection blocks 3-6 to 3-10 in FIG. This corresponds to the detection blocks 2-9 to 2-13 of 2 (b).

また、図3に示す例では、内挿画像fi(t−1)は、原画像f(t−1)と原画像f(t)との中間点において作成される。また、内挿画像fi(t−1)は、内挿ブロック3−11〜3−20を含んでいる。内挿ブロック3−11〜3−20には、基準となる原画像において検出された動きベクトルが割り付けられる。内挿ブロックは、検出ブロックよりも小さい領域であり、検出ブロックよりも少ない画素で構成されている。   In the example illustrated in FIG. 3, the interpolated image fi (t−1) is created at an intermediate point between the original image f (t−1) and the original image f (t). The interpolated image fi (t−1) includes interpolated blocks 3-11 to 3-20. A motion vector detected in the reference original image is assigned to the interpolation blocks 3-11 to 3-20. The interpolation block is an area smaller than the detection block, and includes fewer pixels than the detection block.

図3に示す例では、検出ブロック3−1における動きベクトルとして、背景画像の動きを示すベクトルが検出される。そして、検出ブロック3−1において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−11に割り付けられ、ベクトル3−21として示されている。以下では、内挿ブロックに割り付けられた動きベクトルを内挿ベクトルと呼ぶ。   In the example shown in FIG. 3, a vector indicating the motion of the background image is detected as the motion vector in the detection block 3-1. Then, the motion vector detected in the detection block 3-1 is allocated to the interpolation block 3-11 and is shown as a vector 3-21. Hereinafter, the motion vector assigned to the interpolation block is referred to as an interpolation vector.

また、検出ブロック3−2における動きベクトルとして、小物体の動きを示すベクトルが検出される。そして、検出ブロック3−2において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−15、3−16に割り付けられ、内挿ベクトル3−32、3−33として示されている。   Further, a vector indicating the motion of the small object is detected as the motion vector in the detection block 3-2. The motion vectors detected in the detection block 3-2 are allocated to the interpolation blocks 3-15 and 3-16, and are indicated as interpolation vectors 3-32 and 3-33.

また、検出ブロック3−3における動きベクトルとして、背景の動きを示すベクトルが検出される。そして、検出ブロック3−3において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−14、3−15に割り付けられ、内挿ベクトル3−23、3−28として示されている。ここで、内挿ブロック3−15において、物体の動きを示すベクトル3−32と背景の動きを示すベクトル3−28とが競合するが、最終的に作画に用いられる動きベクトルは1つである。したがって、ベクトルの競合が発生した場合に作画に用られる動きベクトルを決定するための条件が予め定められ、その条件にしたがって、最終的に1つの動きベクトルを決定することになる。図3に示す例では、内挿ブロック3−15には、予め定められた条件にしたがって、小物体の動きを示すベクトル3−32が割り付けられるものとする。   Further, a vector indicating the background motion is detected as the motion vector in the detection block 3-3. And the motion vector detected in the detection block 3-3 is allocated to the interpolation blocks 3-14 and 3-15, and is shown as the interpolation vectors 3-23 and 3-28. Here, in the interpolation block 3-15, the vector 3-32 indicating the motion of the object competes with the vector 3-28 indicating the motion of the background, but there is finally one motion vector used for drawing. . Therefore, a condition for determining a motion vector used for drawing when a vector conflict occurs is determined in advance, and one motion vector is finally determined according to the condition. In the example illustrated in FIG. 3, it is assumed that a vector 3-32 indicating the motion of a small object is assigned to the interpolation block 3-15 according to a predetermined condition.

また、検出ブロック3−4における動きベクトルとして、背景の動きを示すベクトルが検出される。そして、検出ブロック3−4において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−16、3−17に割り付けられ、内挿ベクトル3−29、3−34として示されている。ここで、内挿ブロック3−16において、物体の動きを示すベクトル3−33と背景の動きを示すベクトル3−29とが競合する。図3に示す例では、内挿ブロック3−16には、予め定められた条件にしたがって、小物体の動きを示すベクトル3−33が割り付けられるものとする。   Also, a vector indicating the background motion is detected as the motion vector in the detection block 3-4. The motion vectors detected in the detection block 3-4 are allocated to the interpolation blocks 3-16 and 3-17, and are indicated as interpolation vectors 3-29 and 3-34. Here, in the interpolation block 3-16, the vector 3-33 indicating the motion of the object competes with the vector 3-29 indicating the background motion. In the example illustrated in FIG. 3, it is assumed that a vector 3-33 indicating the motion of a small object is assigned to the interpolation block 3-16 according to a predetermined condition.

なお、図3は、内挿ブロック3−12、3−13、3−18、3−19には、割り付くベクトルが存在しない例として示している。一般的に、内挿点に割り付けられるベクトルが存在しない場合、作画は不可能になってしまう。そのため、動きベクトルの割付処理においては、より広い範囲の内挿ブロックに割り付くようなベクトル割付の条件が予め設定されている。それでも割り付かない場合には、ゼロベクトルを割り付けてもよいし、周辺の内挿ブロックに割り付けられているベクトルの平均値を用いてもよい。   FIG. 3 shows an example in which no vector to be allocated exists in the interpolation blocks 3-12, 3-13, 3-18, and 3-19. In general, if there is no vector assigned to the interpolation point, drawing becomes impossible. For this reason, in the motion vector allocation process, vector allocation conditions are set in advance so as to be allocated to a wider range of interpolation blocks. If the assignment is still not made, a zero vector may be assigned, or an average value of vectors assigned to surrounding interpolation blocks may be used.

図3に示す例では、動きベクトルが割り付けられなかった内挿ブロック(未割付けブロック)に対して、未割付けブロックに隣接する内挿ブロックに割り付けられた内挿ベクトルを割り付ける。これにより、図3に示す例では、内挿ブロック3−12、3−13、3−18、3−19に対して、それぞれ、隣接する内挿ブロック3−11、3−14、3−17、3−20に割り付けられているとベクトルと同じベクトルが割り付けられる。内挿ブロック3−12、3−13、3−18、3−19に割り付けられるベクトルは、それぞれ、内挿ベクトル3−26、3−27、3−30、3−31として示されている。   In the example shown in FIG. 3, an interpolation vector assigned to an interpolation block adjacent to an unallocated block is allocated to an interpolation block (unallocated block) to which no motion vector is allocated. Thereby, in the example shown in FIG. 3, with respect to the interpolation blocks 3-12, 3-13, 3-18, 3-19, respectively, the adjacent interpolation blocks 3-11, 3-14, 3-17 are provided. , 3-20, the same vector as the vector is allocated. The vectors assigned to the interpolation blocks 3-12, 3-13, 3-18, 3-19 are shown as interpolation vectors 3-26, 3-27, 3-30, 3-31, respectively.

(3)内挿画像の作画
次に、内挿ベクトルを用いた内挿画像の作画方法について説明する。内挿画像を作画する方法としては、過去画f(t−1)もしくは未来画f(t)のいずれか片側から作画する方法と、過去画および未来画の双方から作画する方法とがある。
(3) Drawing of Interpolated Image Next, a method of drawing an interpolated image using the interpolation vector will be described. As a method of drawing an interpolated image, there are a method of drawing from either one of the past image f (t-1) or the future image f (t) and a method of drawing from both the past image and the future image.

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

このとき、過去画f(t−1)のみから内挿画fi(t−1)を作画する場合、
P(x,y)=Pp(x−Vx×1/2,y−Vy×1/2)
となる。また、未来画f(t)のみから内挿画fi(t−1)を作画する場合、
P(x,y)=Pf(x+Vx×1/2,y+Vy×1/2)
となる。さらに、過去画f(t−1)および未来画f(t)の双方向から作画する場合、
P(x,y)=α×Pp(x−Vx×1/2,y−Vy×1/2)+(1−α)×Pf(x+Vx×1/2,y+Vy×1/2)
となる。
At this time, when drawing the interpolated image fi (t−1) from only the past image f (t−1),
P (x, y) = Pp (x−Vx × 1/2, y−Vy × 1/2)
It becomes. Also, when drawing the interpolated image fi (t-1) from only the future image f (t),
P (x, y) = Pf (x + Vx × 1/2, y + Vy × 1/2)
It becomes. Furthermore, when drawing from the bidirectional of the past image f (t-1) and the future image f (t),
P (x, y) = α × Pp (x−Vx × 1/2, y−Vy × 1/2) + (1−α) × Pf (x + Vx × 1/2, y + Vy × 1/2)
It becomes.

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

さらに動きベクトルの信頼性を向上し、内挿画像におけるアーティファクトを減少させるため、双方向ベクトルを用いて作画する構成であってもよい。双方向ベクトルとは、f(t−1)を基準画像としてf(t)の画像を参照することで前方向動きベクトルを求めるだけでなく、f(t)を基準画像としてf(t−1)の画像を参照することで後方向動きベクトルを求めた、両方向のベクトルのことである。例えば、内挿座標に対して、前方向動きベクトルのみを割付けたものと、後方向動きベクトルのみを割付けたものを用意し、それぞれ割付けられたベクトルをもとにf(t−1)とf(t)の特定領域に対する画像の相関が高いベクトルを最終ベクトルとして決定することで、ベクトルの信頼性を向上させることが可能となる。   Furthermore, in order to improve the reliability of the motion vector and reduce artifacts in the interpolated image, the image may be drawn using a bidirectional vector. The bi-directional vector not only obtains the forward motion vector by referring to the image of f (t) with f (t−1) as the reference image, but also f (t−1) with f (t) as the reference image. ), The backward motion vector is obtained by referring to the image in (2). For example, for the interpolated coordinates, there are prepared those assigned only the forward motion vector and those assigned only the backward motion vector, and f (t−1) and f based on the assigned vectors. By determining a vector having a high image correlation with respect to the specific region (t) as the final vector, the reliability of the vector can be improved.

(消える領域・現れる領域の問題点)
上述したとおり、動きベクトルの検出においては、「消える領域」、「現れる領域」に起因して発生する動きベクトルの誤検出により、内挿画像が破綻してしまうという問題がある。特に、近接して存在する複数の類似した景色を背景にして物体が移動する原画像において、従来技術の方法では、「消える領域」、「現れる領域」を正確に検出することは困難であり、誤検出された動きベクトルに基づいて生成される内挿画像の精度は著しく低下する。
(Problems of disappearing and appearing areas)
As described above, in motion vector detection, there is a problem that an interpolated image breaks down due to erroneous detection of motion vectors caused by “disappearing regions” and “appearing regions”. In particular, in an original image in which an object moves against a background of a plurality of similar scenery existing in close proximity, it is difficult to accurately detect “disappearing region” and “appearing region” by the conventional method. The accuracy of the interpolated image generated based on the erroneously detected motion vector is significantly reduced.

「消える領域」、「現れる領域」により、内挿画像が破綻してしまう例について、図4を用いて、より詳細に説明する。図4は、等間隔で並ぶ同じ形状の複数の柱を背景にして物体が移動する様子を示す図であり、(a)は、時刻t−1における原画像f(t−1)と時刻tにおける原画像f(t)とを示す図であり、(b)は、(a)に示す原画像から生成された内挿画像を示す図である。図4(a)には、物体の動きを表す動きベクトルVaと、2本の柱の間の空間の動きを表す動きベクトルVbおよびVcが示されている。動きベクトルVbおよびVcの始点は、原画像f(t−1)において異なる背景領域だが、いずれの動きベクトルの終点も、原画像f(t)において同一の背景領域を指し示している。   An example in which an interpolated image breaks down due to “disappearing area” and “appearing area” will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which an object moves with a plurality of columns having the same shape arranged at equal intervals in the background. FIG. 4A illustrates an original image f (t−1) and a time t at time t−1. FIG. 4B is a diagram illustrating an original image f (t) in FIG. 2, and FIG. 5B is a diagram illustrating an interpolated image generated from the original image illustrated in FIG. FIG. 4A shows a motion vector Va representing the motion of the object and motion vectors Vb and Vc representing the motion of the space between the two pillars. The start points of the motion vectors Vb and Vc are different background regions in the original image f (t−1), but the end points of all the motion vectors point to the same background region in the original image f (t).

図4(a)に示す例では、動きベクトルVcの始点と終点とは、異なる背景を示しているが、非常に類似しているため画素相関値が「相関あり」を示し、誤検出されている。そして、この誤検出された動きベクトルに基づいて内挿画像を生成した場合、図4(b)に示すように、柱が消えて表示され、内挿画像が破綻してしまうことになる。   In the example shown in FIG. 4A, the starting point and the ending point of the motion vector Vc show different backgrounds. However, since they are very similar, the pixel correlation value indicates “correlated” and is erroneously detected. Yes. Then, when an interpolated image is generated based on the erroneously detected motion vector, as shown in FIG. 4 (b), the column disappears and is displayed, and the interpolated image breaks down.

そこで、本願発明に係る画像補間装置1では、「消える領域」、「現れる領域」において検出された動きベクトルをより正確に判別し、当該動きベクトルを統計データに基づいて補正する。以下では、画像補間装置1の特徴的構成について、図5〜8を用いて詳細に説明する。   Therefore, in the image interpolation device 1 according to the present invention, the motion vectors detected in the “disappearing region” and the “appearing region” are more accurately determined, and the motion vector is corrected based on the statistical data. Below, the characteristic structure of the image interpolation apparatus 1 is demonstrated in detail using FIGS.

(消える領域の検出およびベクトルの補正)
以下では、本発明に係る画像補間装置1における「消える領域」の検出および動きベクトルの補正について詳細に説明する。
(Disappearing area detection and vector correction)
Hereinafter, detection of “disappearing region” and correction of a motion vector in the image interpolation device 1 according to the present invention will be described in detail.

はじめに、「消える領域」の検出について説明する。図5は、「消える領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、原画像f(t−1)およびf(t)において検出した双方向の動きベクトルを示す図である。図5は、図4(a)に示す複数の柱を背景にして物体が移動する様子を示す画像を、物体の動き方向の断面をとって1次元表示したものである。図5に示す原画像f(t−1)およびf(t)は、それぞれ、図4(a)に示す原画像f(t−1)およびf(t)に対応している。また、図5では、原画像f(t−1)の1つ前の原画像f(t−2)(第3の原画像)も示されている。   First, detection of “disappearing area” will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining detection of “disappearing region” and correction of motion vectors, and shows bidirectional motion vectors detected in the original images f (t−1) and f (t). is there. FIG. 5 is a one-dimensional display of an image showing the movement of an object with the plurality of pillars shown in FIG. The original images f (t−1) and f (t) shown in FIG. 5 correspond to the original images f (t−1) and f (t) shown in FIG. 4A, respectively. FIG. 5 also shows an original image f (t-2) (third original image) immediately before the original image f (t-1).

図5において、原画像f(t−1)は、検出ブロック5−14〜5―26に分割されている。検出ブロック5−14〜5−19は、図4(a)に示す移動する物体を表す領域であり、検出ブロック5−20、5−23、および、5−24は、図4(a)に示す柱の間を表す領域であり、検出ブロック5−21、5−22、5−25、および、5−26は、図4(a)に示す柱を表す領域である。同様に、原画像f(t)は、検出ブロック5−27〜5−39に分割されている。検出ブロック5−27〜5−36は、移動する物体を表す領域であり、検出ブロック5−37は、柱の間を表す領域であり、検出ブロック5−38および5−39は、柱を表す領域である。   In FIG. 5, the original image f (t−1) is divided into detection blocks 5-14 to 5-26. The detection blocks 5-14 to 5-19 are regions representing moving objects shown in FIG. 4A, and the detection blocks 5-20, 5-23, and 5-24 are shown in FIG. The detection blocks 5-21, 5-22, 5-25, and 5-26 are areas that represent the columns shown in FIG. 4A. Similarly, the original image f (t) is divided into detection blocks 5-27 to 5-39. The detection blocks 5-27 to 5-36 are areas representing moving objects, the detection block 5-37 is an area representing between the columns, and the detection blocks 5-38 and 5-39 represent the columns. It is an area.

図5では、原画像f(t−1)および原画像f(t)のそれぞれを基準として互いの原画像に対して検出された対向する動きベクトル(双方向ベクトル)が示されている。また、図5では、原画像f(t−2)を基準として原画像f(t−1)に対して検出された動きベクトルが示されている。   FIG. 5 shows opposing motion vectors (bidirectional vectors) detected for each original image with reference to each of the original image f (t−1) and the original image f (t). FIG. 5 shows a motion vector detected for the original image f (t−1) with the original image f (t−2) as a reference.

本発明に係る画像補間装置1では、動きベクトル検出部4は、図5に示すように、原画像f(t−1)を基準画像として、原画像f(t)に対する動きベクトルを検出する。つまり、過去画f(t−1)の各検出ブロックを始点とし、未来画f(t)のいずれかの検出ブロックを終点とする前方向動きベクトルが検出される。また、画像補間装置1では、動きベクトル検出部3は、図5に示すように、原画像f(t)を基準画像として、原画像f(t−1)に対する動きベクトルを検出する。つまり、未来画f(t)の各検出ブロックを始点とし、過去画f(t−1)のいずれかの検出ブロックを終点とする後方向動きベクトルが算出される。そして、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロックごとに、動きベクトル検出部3,4において検出された双方向の動きベクトルを比較する。   In the image interpolation apparatus 1 according to the present invention, the motion vector detection unit 4 detects a motion vector for the original image f (t) using the original image f (t−1) as a reference image, as shown in FIG. That is, a forward motion vector starting from each detection block of the past image f (t−1) and ending at any detection block of the future image f (t) is detected. Further, in the image interpolation apparatus 1, the motion vector detection unit 3 detects a motion vector for the original image f (t-1) using the original image f (t) as a reference image, as shown in FIG. That is, a backward motion vector is calculated that starts from each detection block of the future image f (t) and ends at any detection block of the past image f (t−1). Then, the bidirectional vector comparison unit 7 compares the bidirectional motion vectors detected by the motion vector detection units 3 and 4 for each detection block.

双方向ベクトル比較部7は、動きベクトル検出部4において検出された原画像f(t−1)の各検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルについて、各前方向動きベクトルの終点となる原画像f(t)の検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと比較し、それらの対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが、大きさが等しい逆向きのベクトルであるか否かを判定する。つまり、前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点が、当該前方向動きベクトルの始点と一致するか否かを判定する。   The bidirectional vector comparison unit 7 is an original image that is an end point of each forward motion vector with respect to a forward motion vector starting from each detection block of the original image f (t−1) detected by the motion vector detection unit 4. Compared with the backward motion vector starting from the detection block of f (t), it is determined whether or not the opposing forward motion vector and backward motion vector are opposite vectors of equal magnitude. To do. That is, it is determined whether or not the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector matches the start point of the forward motion vector.

なお、双方向ベクトル比較部7における対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが等しいか否かの判定処理は、動きベクトルの検出精度を考慮して幅をもたせてもよい。つまり、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きいか否か(予め定められた範囲内にあるか否か)を判定し、所定の閾値よりも大きい場合には「消える領域」と判定する構成であってもよい。ここで、所定の閾値(予め定められた範囲)としては、動きベクトルの検出精度に応じたブロック数を設定可能な構成であってよく、特に限定はされない。   It should be noted that the process of determining whether or not the opposing forward motion vector and the backward motion vector are equal in the bidirectional vector comparison unit 7 may have a width in consideration of the detection accuracy of the motion vector. That is, whether the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector is greater than a predetermined threshold (within a predetermined range) It is also possible to adopt a configuration in which it is determined whether or not the area disappears when the threshold value is larger than a predetermined threshold. Here, the predetermined threshold (predetermined range) may be configured such that the number of blocks corresponding to the motion vector detection accuracy can be set, and is not particularly limited.

双方向ベクトル比較部7での比較処理の一例について、図12を用いて説明する。図12は、双方向ベクトル比較部7での処理を説明するための図である。原画像f(t−1)からf(t)への前方向動きベクトルの検出を行った結果、f(t−1)上のあるブロックにおいて前方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)が検出されたとする。図12において、ブロック12−1〜12−4は、原画像f(t)からf(t−1)に対して後方向検出を行う場合のf(t)上の固定ブロックである。ブロック12−5は、f(t−1)上のあるブロックにおける前方向検出のベクトル検出結果が(Vxft1,Vyft1)を示したときに、f(t)上に割り付けられたエリアとする。すなわち、ブロック12−5は、f(t−1)を始点とする前方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)の終点のブロックである。また、ブロック12−1〜12−4において求まった後方向ベクトルを(Vxbt1,Vybt1)〜(Vxbt4,Vybt4)とする。このとき、双方向ベクトル比較部7は、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとの比較処理を行い、
|Vxft1+Vxbt1|<Vxth
|Vxft1+Vxbt2|<Vxth
|Vxft1+Vxbt3|<Vxth
|Vxft1+Vxbt4|<Vxth
のいずれかが成立し、かつ
|Vyft1+Vybt1|<Vyth
|Vyft1+Vybt2|<Vyth
|Vyft1+Vybt3|<Vyth
|Vyft1+Vybt4|<Vyth
のいずれかが成立する場合、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとは等しい、すなわち、前方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)の終点のブロック12−5を始点とする後方向動きベクトルの終点が、当該前方向動きベクトルの始点と一致(あるいは所定の範囲内に存在)すると判定する。ここで、Vxth、Vythは、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが等しいか否かを判定する基準として予め定められた閾値であって、設定によって変更可能である。
An example of comparison processing in the bidirectional vector comparison unit 7 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining the processing in the bidirectional vector comparison unit 7. As a result of detecting the forward motion vector from the original image f (t-1) to f (t), the forward motion vector (Vxft1, Vyft1) is detected in a certain block on f (t-1). To do. In FIG. 12, blocks 12-1 to 12-4 are fixed blocks on f (t) when backward detection is performed on the original images f (t) to f (t-1). Block 12-5 is an area allocated on f (t) when the vector detection result of forward detection in a certain block on f (t-1) indicates (Vxft1, Vyft1). That is, the block 12-5 is a block at the end of the forward motion vector (Vxft1, Vyft1) starting from f (t-1). Further, the backward vectors obtained in the blocks 12-1 to 12-4 are (Vxbt1, Vybt1) to (Vxbt4, Vybt4). At this time, the bidirectional vector comparison unit 7 performs a comparison process between the opposing forward motion vector and the backward motion vector,
| Vxft1 + Vxbt1 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt2 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt3 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt4 | <Vxth
Is true, and | Vyft1 + Vybt1 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt2 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt3 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt4 | <Vyth
If either of the above holds, the opposite forward motion vector and the backward motion vector are equal, that is, the backward motion vector starting from the end block 12-5 of the forward motion vector (Vxft1, Vyft1). It is determined that the end point coincides (or exists within a predetermined range) with the start point of the forward motion vector. Here, Vxth and Vyth are thresholds predetermined as a reference for determining whether or not the opposing forward motion vector and backward motion vector are equal, and can be changed by setting.

つまり、検出された前方向動きベクトルと、当該前方向動きベクトルが指し示す終点周辺のブロックの後方向ベクトルとの差が一定値以下のとき(前方向と後方向ベクトルは向きが逆であるため、加算した結果がゼロとなるのが理想)、前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点が、当該前方向動きベクトルの始点と一致すると判断する。   That is, when the difference between the detected forward motion vector and the backward vector of the block around the end point indicated by the forward motion vector is equal to or less than a certain value (because the forward and backward vectors have opposite directions, The result of the addition is ideally zero), and it is determined that the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector coincides with the start point of the forward motion vector.

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

双方向ベクトル比較部7について、図5を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、以下では、説明を簡単にするため、比較ブロックを1ブロック単体として記す。双方向ベクトル比較部7は、図5に示す検出ブロック5−14〜5−26を始点とする前方向動きベクトルについて、各前方向動きベクトルの終点の検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと比較する。   The bidirectional vector comparison unit 7 will be described below with reference to FIG. In the following, the comparison block is described as a single block for the sake of simplicity. The bidirectional vector comparison unit 7 uses the backward motion vector starting from the detection block of the end point of each forward motion vector, for the forward motion vector starting from the detection blocks 5-14 to 5-26 shown in FIG. Compare.

例えば、原画像f(t−1)の検出ブロック5−24を始点とする前方向動きベクトル5−40の終点は、原画像f(t)の検出ブロック5−37であり、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック5−37を始点とする後方向動きベクトル5−41と前方向動きベクトル5−40とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部7は、前方向動きベクトル5−40および後ろ方向動きベクトル5−41について、いずれも、ゼロベクトルであり、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが等しいと判定する。   For example, the end point of the forward motion vector 5-40 starting from the detection block 5-24 of the original image f (t-1) is the detection block 5-37 of the original image f (t). The unit 7 compares the backward motion vector 5-41 starting from the detection block 5-37 with the forward motion vector 5-40. In this case, the bidirectional vector comparison unit 7 is both a zero vector for the forward motion vector 5-40 and the backward motion vector 5-41, and the start point of the forward motion vector and the forward motion vector It is determined that the end point of the backward motion vector starting from the end point is equal.

また、例えば、原画像f(t−1)の検出ブロック5−23を始点とする前方向動きベクトル5−42の終点は、原画像f(t)の検出ブロック5−37であり、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック5−37を始点とする後方向動きベクトル5−41と前方向動きベクトル5−42とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック5−23の前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   Further, for example, the end point of the forward motion vector 5-42 starting from the detection block 5-23 of the original image f (t-1) is the detection block 5-37 of the original image f (t). The vector comparison unit 7 compares the backward motion vector 5-41 starting from the detection block 5-37 with the forward motion vector 5-42. In this case, the bidirectional vector comparison unit 7 determines that the start point of the forward motion vector of the detection block 5-23 is different from the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector. .

双方向ベクトル比較部7は、原画像f(t−1)の全ての検出ブロックについて同様の判定処理を実行する。図5に示す例では、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック5−20〜5−23を始点とする前方向動きベクトルについて、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   The bidirectional vector comparison unit 7 performs the same determination process for all detection blocks of the original image f (t−1). In the example illustrated in FIG. 5, the bidirectional vector comparison unit 7 determines the forward motion vector start point and the forward motion vector end point for the forward motion vector starting from the detection blocks 5-20 to 5-23. It is determined that the end point of the backward motion vector as the start point is different.

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

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

つまり、原画像f(t−1)における検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルと、当該前方向動きベクトルの終点となる原画像f(t)における検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルとを比較し、前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが反対向きで大きさが等しいベクトルであるか否かを判定することによって、時間的に前の時刻における原画像f(t−1)には表示されているが、時間的に後の時刻における原画像f(t)に表示されない「消える領域」を検出することができる。図5に示す例では、原画像f(t−1)における検出ブロック5−20〜5−23が「消える領域」として特定される。   That is, the forward motion vector starting from the detection block in the original image f (t−1), and the backward motion vector starting from the detection block in the original image f (t) that is the end point of the forward motion vector. To determine whether the forward motion vector and the backward motion vector are opposite in direction and equal in magnitude, thereby obtaining the original image f (t−1) at the previous time in time. Is displayed, but the “disappearing area” that is not displayed in the original image f (t) at a later time in time can be detected. In the example illustrated in FIG. 5, the detection blocks 5-20 to 5-23 in the original image f (t−1) are specified as “disappearing areas”.

次に、「消える領域」における動きベクトルの補正について説明する。図5では、「消える領域」である原画像f(t−1)の検出ブロック5−20〜5−23において検出された前方向動きベクトルは、類似の領域を指し示す誤検出された動きベクトルである。したがって、前方向動きベクトルを内挿画像の作画に利用する場合には、「消える領域」における誤検出された前方向動きベクトルを補正する必要がある。   Next, correction of the motion vector in the “disappearing region” will be described. In FIG. 5, the forward motion vector detected in the detection blocks 5-20 to 5-23 of the original image f (t−1) which is the “disappearing region” is a falsely detected motion vector indicating a similar region. is there. Therefore, when the forward motion vector is used for drawing the interpolated image, it is necessary to correct the erroneously detected forward motion vector in the “disappearing region”.

本発明に係る画像補間装置1では、原画像f(t−1)の「消える領域」における動きベクトルの補正を行う場合、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−1)の動きベクトルの統計データと原画像f(t−1)の1つ前の時刻における原画像f(t−2)の動きベクトルの統計データとに基づいて補正する。   In the image interpolating apparatus 1 according to the present invention, when the motion vector in the “disappearing region” of the original image f (t−1) is corrected, the motion vector correction unit 8 performs the motion vector of the original image f (t−1). And the statistical data of the motion vector of the original image f (t-2) at the time immediately before the original image f (t-1).

より具体的には、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−1)において「消える領域」の検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける前方向動きベクトルのヒストグラムデータと、原画像f(t−2)において当該「消える領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける前方向動きベクトルのヒストグラムデータとを比較し、最も頻度の減少した前方向動きベクトルを、原画像f(t−1)の「消える領域」における動きベクトルとして決定する。   More specifically, the motion vector correction unit 8 includes the histogram data of the forward motion vector in the detection block within a predetermined range around the detection block of the “disappearing region” in the original image f (t−1). Compared with the histogram data of the forward motion vector in the detection block within the predetermined range centering on the detection block corresponding to the “disappearing area” in the original image f (t−2), the frequency is most decreased. The forward motion vector is determined as the motion vector in the “disappearing area” of the original image f (t−1).

つまり、「消える領域」では、物体が進入してくることになり、時間の経過に伴って、背景領域が減少する。したがって、背景領域の前方向動きベクトルは減少することになる。そこで、「消える領域」における動きベクトルを、前回検出した動きベクトルと今回検出した前方向動きベクトルのヒストグラムデータにおいて、最も頻度の減少した動きベクトルに補正する。   That is, in the “disappearing region”, the object enters, and the background region decreases with the passage of time. Therefore, the forward motion vector in the background area is reduced. Therefore, the motion vector in the “disappearing region” is corrected to the motion vector with the lowest frequency in the histogram data of the motion vector detected last time and the forward motion vector detected this time.

なお、本実施の形態では、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−2)および原画像f(t−1)における動きベクトルのヒストグラムデータを状態記録部5から読み出して比較する。また、統計データ処理部6は、動きベクトル検出部3,4において検出された動きベクトルのデータと双方向ベクトル比較部7において判定された「消える領域」を特定するデータとを受け取り、原画像f(t−1)において「消える領域」の検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける動きベクトルのヒストグラムデータと、原画像f(t−2)において原画像f(t−1)の「消える領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける動きベクトルのヒストグラムデータとを算出し、状態記録部5に格納する。このとき、ヒストグラムデータのうち、上位のデータのみを状態記録部5に記憶させる構成であってもよい。また、統計データ処理部6は、双方向ベクトル比較部7からの「現れる領域」、「消える領域」の情報に基づいて、「現れる領域」、「消える領域」以外の領域の動きベクトルについて、統計データを算出する構成であってもよい。すなわち、統計データから、「現れる領域」、「消える領域」における動きベクトルのデータを除く構成とすることで、統計データの精度をより向上させることが可能となる。   In the present embodiment, the motion vector correction unit 8 reads out the histogram data of the motion vectors in the original image f (t−2) and the original image f (t−1) from the state recording unit 5 and compares them. The statistical data processing unit 6 receives the motion vector data detected by the motion vector detection units 3 and 4 and the data specifying the “disappearing region” determined by the bidirectional vector comparison unit 7, and receives the original image f. In (t-1), the motion vector histogram data in the detection block within a predetermined range centering on the detection block of the “disappearing region”, and the original image f (t−1) in the original image f (t−2). The motion vector histogram data in the detection block within a predetermined range centering on the detection block corresponding to the “disappearing area” is calculated and stored in the state recording unit 5. At this time, only the upper data of the histogram data may be stored in the state recording unit 5. Further, the statistical data processing unit 6 performs statistical processing on motion vectors in regions other than the “appearing region” and the “disappearing region” based on the “appearing region” and “disappearing region” information from the bidirectional vector comparison unit 7. The structure which calculates data may be sufficient. That is, the accuracy of statistical data can be further improved by excluding the motion vector data in the “appearing area” and “disappearing area” from the statistical data.

図5に示す例では、動きベクトル補正部8は、例えば、原画像f(t−1)の「消える領域」(検出ブロック5−20〜5−23)に含まれる各検出ブロックを中心に5ブロックの範囲内の動きベクトルのヒストグラムと、原画像f(t−2)において原画像f(t−1)の「消える領域」に対応する領域(検出ブロック5−7〜5−10)に含まれる各検出ブロックを中心に5ブロックの範囲内の動きベクトルのヒストグラムと比較する。図5に示す例では、原画像f(t−2)と原画像f(t−1)との間で「消える領域」に含まれる各検出ブロックを中心として5ブロックの範囲内において出現頻度が最も減少した動きベクトルはゼロベクトルである。したがって、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−1)の「消える領域」(検出ブロック5−20〜5−23)における動きベクトルとしてゼロベクトルを設定する。   In the example shown in FIG. 5, the motion vector correction unit 8 is, for example, 5 centered on each detection block included in the “disappearing area” (detection blocks 5-20 to 5-23) of the original image f (t−1). Histograms of motion vectors within the block range and areas corresponding to “disappearing areas” of the original image f (t−1) in the original image f (t−2) (detection blocks 5-7 to 5-10) Each detected block is compared with a histogram of motion vectors within a range of 5 blocks. In the example illustrated in FIG. 5, the appearance frequency is within a range of 5 blocks centering on each detection block included in the “disappearing region” between the original image f (t−2) and the original image f (t−1). The most reduced motion vector is the zero vector. Therefore, the motion vector correction unit 8 sets a zero vector as a motion vector in the “disappearing region” (detection blocks 5-20 to 5-23) of the original image f (t−1).

なお、上述の説明では、説明を簡単にするために、図4に示す原画像をモデル化した図5に基づいて、「消える領域」を中心に5ブロックの範囲内のヒストグラムデータを算出する構成として説明したが、ヒストグラムデータを算出する範囲は「消える領域」を中心に5ブロックに限定されることはなく、原画像の種類等に応じてヒストグラムデータを算出するブロック数が設定される構成であってよく、特に限定はされない。   In the above description, in order to simplify the description, a configuration for calculating histogram data within a range of 5 blocks centering on the “disappearing region” based on FIG. 5 in which the original image shown in FIG. 4 is modeled. As described above, the range for calculating the histogram data is not limited to 5 blocks centered on the “disappearing area”, and the number of blocks for calculating the histogram data is set according to the type of the original image. There may be, and it does not specifically limit.

そして、動きベクトル補正部8は、補正後の動きベクトルをベクトル割付部9に供給する。このとき、動きベクトル補正部8は、「消える領域」の動きベクトルについて、内挿画像への割付処理における優先順位を落とす指示子、すなわち、内挿ブロックにおいて競合が発生した場合には内挿ベクトルとして選択しないことを指示する優先度指示情報をベクトル割付部9に供給する。ベクトル割付部9は、動きベクトル補正部8からの優先度指示情報に基づいて内挿ブロックへの割付処理を行い、内挿画像に割り付けた動きベクトル、すなわち、内挿ベクトルを作画部10に供給する。   Then, the motion vector correction unit 8 supplies the corrected motion vector to the vector allocation unit 9. At this time, the motion vector correction unit 8 uses an indicator that lowers the priority in the allocation process to the interpolated image for the motion vector of the “disappearing region”, that is, the interpolation vector when contention occurs in the interpolation block. Is supplied to the vector allocating unit 9. The vector allocation unit 9 performs allocation processing to the interpolation block based on the priority instruction information from the motion vector correction unit 8 and supplies the motion vector allocated to the interpolated image, that is, the interpolation vector, to the drawing unit 10. To do.

また、動きベクトル補正部8は、「消える領域」の動きベクトルについて、過去画、すなわち、内挿時刻よりも前の時刻における原画像f(t−1)から作画することを指示する作画指示情報をベクトル割付部9に供給する。作画指示情報としては、例えば、上述した過去画及び未来画の双方向から作画する場合の式において、ブレンド率α=1として作画することを指示する情報が供給される。そして、ベクトル割付部9は、「消える領域」の動きベクトルを内挿画像に割り付けた場合、内挿ベクトルと共に作画指示情報を作画部10に供給する。そして、作画部10は、ベクトル割付部9からの内挿ベクトルおよび作画指示情報を用いて内挿画像を作画する。   The motion vector correction unit 8 also draws the motion vector of the “disappearing area” from the past image, that is, the original image f (t−1) at a time before the interpolation time. Is supplied to the vector allocation unit 9. As the drawing instruction information, for example, information instructing to draw with the blend ratio α = 1 in the formula in the case of drawing from the past image and the future image is supplied. When the motion vector of the “disappearing area” is assigned to the interpolated image, the vector assigning unit 9 supplies the drawing instruction information together with the interpolation vector to the drawing unit 10. Then, the drawing unit 10 draws an interpolation image using the interpolation vector and the drawing instruction information from the vector allocation unit 9.

図6は、「消える領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、補正後の動きベクトルを用いて内挿画像に動きベクトルを割り付ける様子を示す図である。図6の原画像f(t−1)における検出ブロック6−1〜6−6は、図5の原画像f(t−1)における検出ブロック5−19〜5−24に対応している。上述のとおり、原画像f(t−1)の「消える領域」(検出ブロック5−20〜5−23、すなわち、検出ブロック6−2〜6−5)にはゼロベクトルが設定されている。   FIG. 6 is a diagram for explaining the “disappearing region” detection and the motion vector correction, and shows how a motion vector is assigned to an interpolated image using the corrected motion vector. Detection blocks 6-1 to 6-6 in the original image f (t-1) in FIG. 6 correspond to the detection blocks 5-19 to 5-24 in the original image f (t-1) in FIG. As described above, a zero vector is set in the “disappearing area” of the original image f (t−1) (detection blocks 5-20 to 5-23, that is, detection blocks 6-2 to 6-5).

図6は、t−0.75、t−0.5、t−0.25の各時刻における内挿画像f(t−0.75)、f(t−0.5)、f(t−0.25)を内挿する場合の例を示している。図6に示すとおり、内挿画像f(t−0.25)の内挿ブロック6−7では、動きベクトルの競合は発生しておらず、ベクトル割付部9は、原画像f(t−1)の「消える領域」である検出ブロック6−3における動きベクトルを内挿ベクトルとして割り付ける。一方、内挿画像f(t−0.5)の内挿ブロック6−8、および、内挿画像f(t−0.75)の内挿ブロック6−9では、動きベクトルの競合が発生している。   FIG. 6 illustrates the interpolated images f (t-0.75), f (t-0.5), and f (t−t−) at the times t−0.75, t−0.5, and t−0.25. 0.25) is shown as an example of interpolation. As shown in FIG. 6, no motion vector competition occurs in the interpolation block 6-7 of the interpolated image f (t-0.25), and the vector allocating unit 9 performs the original image f (t-1). The motion vector in the detection block 6-3 which is the “disappearing area” of FIG. On the other hand, motion vector contention occurs in the interpolation block 6-8 of the interpolated image f (t-0.5) and the interpolation block 6-9 of the interpolated image f (t-0.75). ing.

この場合、上述したとおり、ベクトル割付部9は、動きベクトル補正部8から、内挿ブロックにおいて競合が発生した場合には、「消える領域」の動きベクトルを内挿ベクトルとして選択しないことを指示する優先度指示情報を受けている。そのため、内挿ブロック6−8においては、「消える領域」である検出ブロック6−3における動きベクトルは内挿ベクトルとして選択されず、検出ブロック6−1において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして選択する。同様に、内挿ブロック6−9では、「消える領域」である検出ブロック6−3における動きベクトルは内挿ベクトルとして選択されない。   In this case, as described above, the vector allocation unit 9 instructs the motion vector correction unit 8 not to select the motion vector of the “disappearing region” as the interpolation vector when a conflict occurs in the interpolation block. Receives priority indication information. Therefore, in the interpolation block 6-8, the motion vector in the detection block 6-3 that is the “disappearing region” is not selected as the interpolation vector, and the motion vector detected in the detection block 6-1 is used as the interpolation vector. select. Similarly, in the interpolation block 6-9, the motion vector in the detection block 6-3 that is the “disappearing region” is not selected as the interpolation vector.

また、上述のとおり、作画部10は、「消える領域」の動きベクトルについて、過去画、過去画から作画する作画指示情報を受けている。そのため、作画部10は、例えば、「消える領域」の動きベクトルが割り付けられた内挿画像f(t−0.25)の内挿ブロック6−7について、原画像f(t−1)の検出ブロック6−3の画像を用いて作画する。   Further, as described above, the drawing unit 10 receives the drawing instruction information for drawing from the past image and the past image with respect to the motion vector of the “disappearing area”. Therefore, for example, the drawing unit 10 detects the original image f (t−1) for the interpolation block 6-7 of the interpolation image f (t−0.25) to which the motion vector of the “disappearing region” is assigned. Drawing is performed using the image of block 6-3.

これにより、本発明に係る画像補間装置1では、「消える領域」において誤検出された動きベクトルを、より信頼性の高い動きベクトルに補正することができる。したがって、原画において「消える領域」が含まれている場合において、内挿画像の精度を向上させることが可能となる。   Thereby, in the image interpolation apparatus 1 according to the present invention, a motion vector erroneously detected in the “disappearing region” can be corrected to a motion vector with higher reliability. Therefore, when the “disappearing area” is included in the original image, it is possible to improve the accuracy of the interpolated image.

(現れる領域の検出およびベクトルの補正)
以下では、本発明に係る画像補間装置1における「現れる領域」の検出および動きベクトルの補正について詳細に説明する。
(Detection of appearing area and vector correction)
Hereinafter, detection of “appearing regions” and correction of motion vectors in the image interpolation device 1 according to the present invention will be described in detail.

はじめに、「現れる領域」の検出について説明する。図7は、「現れる領域」の検出および動きベクトルの補正を説明するための図であって、原画像f(t−1)およびf(t)において検出した双方向の動きベクトルを示す図である。図7は、図4(a)に示すような複数の柱を背景にして物体が移動する様子を示す画像を、物体の動き方向の断面をとって1次元表示したものである。また、図7では、原画像f(t−1)の1つ前の原画像f(t−2)(第3の原画像)も示されている。   First, detection of “appearing area” will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining detection of “appearing region” and correction of motion vectors, and shows bidirectional motion vectors detected in the original images f (t−1) and f (t). is there. FIG. 7 is a one-dimensional display of an image showing how an object moves against a background of a plurality of columns as shown in FIG. FIG. 7 also shows an original image f (t-2) (third original image) immediately before the original image f (t-1).

図7において、原画像f(t−1)は、検出ブロック7−14〜7―26に分割されている。検出ブロック7−21〜7−26は、図4(a)に示す移動する物体を表す領域であり、検出ブロック7−15、7−16、7−19、および、7−20は、図4(a)に示す柱を表す領域であり、検出ブロック7−14、7−17、および、7−18は、図4(a)に示す柱の間を表す領域である。同様に、原画像f(t)は、検出ブロック7−27〜7−39に分割されている。検出ブロック7−38〜7−39は、移動する物体を表す領域であり、検出ブロック7−28、7−29、7−32、7−33、7−36、および、7−37は、柱を表す領域であり、検出ブロック7−27、7−30、7−31、7−34、および、7−35は、柱の間を表す領域である。   In FIG. 7, the original image f (t-1) is divided into detection blocks 7-14 to 7-26. The detection blocks 7-21 to 7-26 are areas representing moving objects shown in FIG. 4A, and the detection blocks 7-15, 7-16, 7-19, and 7-20 are shown in FIG. It is an area | region showing the pillar shown to (a), and detection block 7-14, 7-17, and 7-18 are areas showing between the pillars shown to Fig.4 (a). Similarly, the original image f (t) is divided into detection blocks 7-27 to 7-39. The detection blocks 7-38 to 7-39 are areas representing moving objects, and the detection blocks 7-28, 7-29, 7-32, 7-33, 7-36, and 7-37 are columns. The detection blocks 7-27, 7-30, 7-31, 7-34, and 7-35 are areas representing between the columns.

図7では、原画像f(t−1)および原画像f(t)のそれぞれを基準として互いの原画像に対して検出された対向する動きベクトル(双方向ベクトル)が示されている。また、図5では、原画像f(t−2)を基準として原画像f(t−1)に対して検出された動きベクトルが示されている。   FIG. 7 shows opposing motion vectors (bidirectional vectors) detected for the original images with reference to the original image f (t−1) and the original image f (t). FIG. 5 shows a motion vector detected for the original image f (t−1) with the original image f (t−2) as a reference.

本発明に係る画像補間装置1では、動きベクトル検出部4は、図7に示すように、原画像f(t−1)を基準画像として、原画像f(t)に対する動きベクトルを検出する。つまり、過去画f(t−1)の各検出ブロックを始点とし、未来画f(t)のいずれかの検出ブロックを終点とする前方向動きベクトルが検出される。また、画像補間装置1では、動きベクトル検出部3は、図7に示すように、原画像f(t)を基準画像として、原画像f(t−1)に対する動きベクトルを検出する。つまり、未来画f(t)の各検出ブロックを始点とし、過去画f(t−1)のいずれかの検出ブロックを終点とする後方向動きベクトルが算出される。そして、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロックごとに、動きベクトル検出部3,4において検出された双方向の動きベクトルを比較する。   In the image interpolation apparatus 1 according to the present invention, the motion vector detection unit 4 detects a motion vector for the original image f (t) using the original image f (t−1) as a reference image, as shown in FIG. That is, a forward motion vector starting from each detection block of the past image f (t−1) and ending at any detection block of the future image f (t) is detected. Further, in the image interpolation apparatus 1, the motion vector detection unit 3 detects a motion vector for the original image f (t-1) using the original image f (t) as a reference image, as shown in FIG. That is, a backward motion vector is calculated that starts from each detection block of the future image f (t) and ends at any detection block of the past image f (t−1). Then, the bidirectional vector comparison unit 7 compares the bidirectional motion vectors detected by the motion vector detection units 3 and 4 for each detection block.

双方向ベクトル比較部7は、動きベクトル検出部4において検出された原画像f(t−1)の各検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルについて、各前方向動きベクトルの終点となる原画像f(t)の検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと比較し、それらの対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが、反対向きで大きさが等しいベクトルであるか否かを判定する。つまり、後方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする前方向動きベクトルの終点が、当該後方向動きベクトルの始点と一致するか否かを判定する。   The bidirectional vector comparison unit 7 is an original image that is an end point of each forward motion vector with respect to a forward motion vector starting from each detection block of the original image f (t−1) detected by the motion vector detection unit 4. Compared with the backward motion vector starting from the detection block of f (t), it is determined whether or not the opposing forward motion vector and the backward motion vector are opposite in the opposite direction and equal in magnitude. To do. That is, it is determined whether or not the end point of the forward motion vector starting from the end block of the backward motion vector matches the start point of the backward motion vector.

なお、上述した双方向ベクトル比較部7における対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが等しいか否かの判定処理は、動きベクトルの検出精度を考慮して幅をもたせてもよい。つまり、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きいか否か(予め定められた範囲内にあるか否か)を判定し、所定の閾値よりも大きい場合には「現れる領域」と判定する構成であってもよい。ここで、所定の閾値(予め定められた範囲)としては、動きベクトルの検出精度に応じたブロック数を設定可能な構成であってよく、特に限定はされない。   Note that the above-described determination process of whether or not the opposing forward motion vector and the backward motion vector are equal in the bidirectional vector comparison unit 7 may have a width in consideration of the detection accuracy of the motion vector. That is, whether the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end block of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold (within a predetermined range) It is also possible to adopt a configuration in which the “appearing region” is determined when the value is larger than a predetermined threshold. Here, the predetermined threshold (predetermined range) may be configured such that the number of blocks corresponding to the motion vector detection accuracy can be set, and is not particularly limited.

双方向ベクトル比較部7での比較処理の一例について、図12を用いて説明する。図12は、双方向ベクトル比較部7での処理を説明するための図である。原画像f(t)からf(t−1)への後方向動きベクトルの検出を行った結果、f(t)上のあるブロックにおいて後方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)が検出されたとする。図12において、ブロック12−1〜12−4は、原画像f(t−1)からf(t)に対して前方向検出を行う場合のf(t−1)上の固定ブロックである。ブロック12−5は、f(t)上のあるブロックにおける後方向検出のベクトル検出結果が(Vxft1,Vyft1)を示したときに、f(t−1)上に割り付けられたエリアとする。すなわち、ブロック12−5は、f(t)を始点とする後方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)の終点のブロックである。また、ブロック12−1〜12−4において求まった前方向ベクトルを(Vxbt1,Vybt1)〜(Vxbt4,Vybt4)とする。このとき、双方向ベクトル比較部7は、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとの比較処理を行い、
|Vxft1+Vxbt1|<Vxth
|Vxft1+Vxbt2|<Vxth
|Vxft1+Vxbt3|<Vxth
|Vxft1+Vxbt4|<Vxth
のいずれかが成立し、かつ
|Vyft1+Vybt1|<Vyth
|Vyft1+Vybt2|<Vyth
|Vyft1+Vybt3|<Vyth
|Vyft1+Vybt4|<Vyth
のいずれかが成立する場合、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとは等しい、すなわち、後方向動きベクトル(Vxft1,Vyft1)の終点のブロック12−5を始点とする前方向動きベクトルの終点が、当該後方向動きベクトルの始点と一致(あるいは所定の範囲内に存在)すると判定する。ここで、Vxth、Vythは、対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが等しいか否かを判定する基準として予め定められた閾値であって、設定によって変更可能である。
An example of comparison processing in the bidirectional vector comparison unit 7 will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining the processing in the bidirectional vector comparison unit 7. It is assumed that the backward motion vector (Vxft1, Vyft1) is detected in a certain block on f (t) as a result of detecting the backward motion vector from the original image f (t) to f (t-1). In FIG. 12, blocks 12-1 to 12-4 are fixed blocks on f (t-1) when forward detection is performed on the original images f (t-1) to f (t). The block 12-5 is an area allocated on f (t-1) when the vector detection result of backward detection in a certain block on f (t) indicates (Vxft1, Vyft1). That is, the block 12-5 is a block at the end of the backward motion vector (Vxft1, Vyft1) starting from f (t). Further, the forward vectors obtained in the blocks 12-1 to 12-4 are (Vxbt1, Vybt1) to (Vxbt4, Vybt4). At this time, the bidirectional vector comparison unit 7 performs a comparison process between the opposing forward motion vector and the backward motion vector,
| Vxft1 + Vxbt1 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt2 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt3 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt4 | <Vxth
Is true, and | Vyft1 + Vybt1 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt2 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt3 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt4 | <Vyth
Is true, the forward motion vector and the backward motion vector that face each other are equal, that is, the forward motion vector starting from the end block 12-5 of the backward motion vector (Vxft1, Vyft1). It is determined that the end point coincides (or exists within a predetermined range) with the start point of the backward motion vector. Here, Vxth and Vyth are thresholds predetermined as a reference for determining whether or not the opposing forward motion vector and backward motion vector are equal, and can be changed by setting.

つまり、検出された後方向動きベクトルと、当該後方向動きベクトルが指し示す終点周辺のブロックの前方向ベクトルとの差が一定値以下のとき(前方向と後方向ベクトルは向きが逆であるため、加算した結果がゼロとなるのが理想)、後方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする前方向動きベクトルの終点が、当該後方向動きベクトルの始点と一致すると判断する。   That is, when the difference between the detected backward motion vector and the forward vector of the block around the end point indicated by the backward motion vector is equal to or less than a predetermined value (because the forward and backward vectors have opposite directions, It is ideal that the result of the addition is zero), and it is determined that the end point of the forward motion vector starting from the end block of the backward motion vector coincides with the start point of the backward motion vector.

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

双方向ベクトル比較部7について、図7を用いて説明すれば、以下のとおりである。なお、以下では、説明を簡単にするため、比較ブロックを1ブロック単体として記す。双方向ベクトル比較部7は、図7に示す検出ブロック7−27〜7−39を始点とする後方向動きベクトルについて、各後方向動きベクトルの終点の検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルと比較する。   The bidirectional vector comparison unit 7 will be described below with reference to FIG. In the following, the comparison block is described as a single block for the sake of simplicity. The bidirectional vector comparison unit 7 uses the forward motion vector starting from the detection block at the end point of each backward motion vector as to the backward motion vector starting from the detection block 7-27 to 7-39 shown in FIG. Compare.

例えば、原画像f(t)の検出ブロック7−33を始点とする後方向動きベクトル7−40の終点は、原画像f(t−1)の検出ブロック7−20であり、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック7−20を始点とする前方向動きベクトル7−41と後方向動きベクトル7−40とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部7は、後方向動きベクトル7−40および前方向動きベクトル7−41について、いずれも、ゼロベクトルであり、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点とが等しいと判定する。   For example, the end point of the backward motion vector 7-40 starting from the detection block 7-33 of the original image f (t) is the detection block 7-20 of the original image f (t-1). The unit 7 compares the forward motion vector 7-41 starting from the detection block 7-20 with the backward motion vector 7-40. In this case, the bidirectional vector comparison unit 7 is both a zero vector for the backward motion vector 7-40 and the forward motion vector 7-41, and the starting point of the backward motion vector and the backward motion vector It is determined that the end point of the forward motion vector starting from the end point is equal.

また、例えば、原画像f(t)の検出ブロック7−37を始点とする後方向動きベクトル7−42の終点は、原画像f(t−1)の検出ブロック7−20であり、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック7−20を始点とする前方向動きベクトル7−41と後方向動きベクトル7−42とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部7は、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   For example, the end point of the backward motion vector 7-42 starting from the detection block 7-37 of the original image f (t) is the detection block 7-20 of the original image f (t-1), and is bidirectional. The vector comparison unit 7 compares the forward motion vector 7-41 starting from the detection block 7-20 with the backward motion vector 7-42. In this case, the bidirectional vector comparison unit 7 determines that the start point of the backward motion vector is different from the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector.

双方向ベクトル比較部7は、原画像f(t)の全ての検出ブロックについて同様の判定処理を実行する。図7に示す例では、双方向ベクトル比較部7は、検出ブロック7−34〜7−37を始点とする後方向動きベクトルについて、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   The bidirectional vector comparison unit 7 performs the same determination process for all detection blocks of the original image f (t). In the example illustrated in FIG. 7, the bidirectional vector comparison unit 7 determines the backward motion vector start point and the backward motion vector end point for the backward motion vector starting from the detection blocks 7-34 to 7-37. It is determined that the end point of the forward motion vector as the start point is different.

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

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

つまり、原画像f(t)における検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと、当該後方向動きベクトルの終点となる原画像f(t−1)における検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルとを比較し、後方向動きベクトルと前方向動きベクトルとが反対向きで大きさが等しいか否かを判定することによって、時間的に前の時刻における原画像f(t−1)に表示されないが、時間的に後の時刻における原画像f(t)には表示される「現れる領域」を検出することができる。図7に示す例では、原画像f(t)における検出ブロック7−34〜7−37が「現れる領域」として特定される。   That is, the backward motion vector starting from the detected block in the original image f (t), and the forward motion vector starting from the detected block in the original image f (t−1) serving as the end point of the backward motion vector Are not displayed in the original image f (t−1) at the previous time in time by determining whether or not the backward motion vector and the forward motion vector are opposite in direction and equal in magnitude. The “appearing region” displayed in the original image f (t) at a later time in time can be detected. In the example illustrated in FIG. 7, the detection blocks 7-34 to 7-37 in the original image f (t) are identified as “appearing areas”.

次に、「現れる領域」における動きベクトルの補正について説明する。図7では、「現れる領域」である原画像f(t)の検出ブロック7−34〜7−37において検出された後方向動きベクトルは、類似の領域を指し示す誤検出された動きベクトルである。したがって、後方向動きベクトルを内挿画像の作画に利用する場合には、「現れる領域」における誤検出された後方向動きベクトルを補正する必要がある。   Next, motion vector correction in the “appearing region” will be described. In FIG. 7, the backward motion vectors detected in the detection blocks 7-34 to 7-37 of the original image f (t) that is an “appearing region” are erroneously detected motion vectors that indicate similar regions. Accordingly, when the backward motion vector is used for drawing the interpolated image, it is necessary to correct the backward motion vector that is erroneously detected in the “appearing region”.

本発明に係る画像補間装置1では、原画像f(t)の「現れる領域」における動きベクトルの補正を行う場合、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−1)の動きベクトルの統計データと原画像f(t−1)の1つ前の時刻における原画像f(t−2)の動きベクトルの統計データとに基づいて補正する。   In the image interpolating apparatus 1 according to the present invention, when the motion vector in the “appearing region” of the original image f (t) is corrected, the motion vector correction unit 8 calculates the motion vector statistics of the original image f (t−1). Correction is performed based on the data and the statistical data of the motion vector of the original image f (t-2) at the time immediately before the original image f (t-1).

より具体的には、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−1)において「現れる領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける前方向動きベクトルのヒストグラムデータと、原画像f(t−2)において当該「現れる領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける前方向動きベクトルのヒストグラムデータとを比較し、最も頻度の増加した前方向動きベクトルの逆方向のベクトルを、原画像f(t)の「現れる領域」における動きベクトルとして決定する。   More specifically, the motion vector correction unit 8 is a histogram of the forward motion vector in the detection block within a predetermined range centering on the detection block corresponding to the “appearing region” in the original image f (t−1). The data is compared with the histogram data of the forward motion vector in the detection block within a predetermined range centering on the detection block corresponding to the “appearing region” in the original image f (t−2). A vector in the reverse direction of the increased forward motion vector is determined as a motion vector in the “appearing region” of the original image f (t).

つまり、「現れる領域」では、物体が遠ざかってゆくことになり、時間経過に伴って、背景領域が増加する。したがって、背景領域の前方向動きベクトルは増加することになる。そこで、「現れる領域」における動きベクトルを、前回検出した動きベクトルと今回検出した前方向動きベクトルのヒストグラムデータにおいて、最も頻度の増加した動きベクトルの逆ベクトルに補正する。   That is, in the “appearing area”, the object moves away, and the background area increases with time. Therefore, the forward motion vector of the background area increases. Therefore, the motion vector in the “appearing region” is corrected to the inverse vector of the motion vector with the highest frequency in the histogram data of the motion vector detected last time and the forward motion vector detected this time.

なお、本実施の形態では、動きベクトル補正部8は、原画像f(t−2)および原画像f(t−1)における動きベクトルのヒストグラムデータを状態記録部5から読み出して比較する。また、統計データ処理部6は、動きベクトル検出部3,4において検出された動きベクトルのデータと双方向ベクトル比較部7において判定された「現れる領域」を特定するデータとを受け取り、原画像f(t−1)において「現れる領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける動きベクトルのヒストグラムデータと、原画像f(t−2)において原画像f(t−1)の「現れる領域」に対応する検出ブロックを中心として予め定められた範囲内の検出ブロックにおける動きベクトルのヒストグラムデータとを算出し、状態記録部5に格納する。このとき、ヒストグラムデータのうち、上位のデータのみを状態記録部5に記憶させる構成であってもよい。   In the present embodiment, the motion vector correction unit 8 reads out the histogram data of the motion vectors in the original image f (t−2) and the original image f (t−1) from the state recording unit 5 and compares them. The statistical data processing unit 6 receives the motion vector data detected by the motion vector detection units 3 and 4 and the data specifying the “appearing region” determined by the bidirectional vector comparison unit 7, and receives the original image f In (t-1), the motion vector histogram data in a detection block within a predetermined range centering on the detection block corresponding to the “appearing region”, and the original image f (t−) in the original image f (t−2). The motion vector histogram data in the detection block within a predetermined range centering on the detection block corresponding to the “appearing area” of 1) is calculated and stored in the state recording unit 5. At this time, only the upper data of the histogram data may be stored in the state recording unit 5.

図7に示す例では、動きベクトル補正部8は、例えば、原画像f(t−1)において原画像f(t)の「現れる領域」に対応する領域(検出ブロック7−21〜7−24)に含まれる各検出ブロックを中心に5ブロックの範囲内の動きベクトルのヒストグラムと、原画像f(t−2)において原画像f(t)の「現れる領域」に対応する領域(検出ブロック7−8〜7−11)に含まれる各検出ブロックを中心に5ブロックの範囲内の動きベクトルのヒストグラムと比較する。図7に示す例では、原画像f(t−2)と原画像f(t−1)との間で「現れる領域」に対応する検出ブロックを中心として5ブロックの範囲内において出現頻度が最も増加した動きベクトルはゼロベクトルであり、その逆方向のベクトルもまたゼロベクトルとなる。したがって、動きベクトル補正部8は、原画像f(t)の「現れる領域」(検出ブロック7−34〜7−37)における動きベクトルとしてゼロベクトルを設定する。   In the example illustrated in FIG. 7, the motion vector correction unit 8, for example, in the original image f (t−1), an area (detection blocks 7-21 to 7-24) corresponding to the “appearing area” of the original image f (t). Histograms of motion vectors within a range of 5 blocks centering on each detection block included in), and an area (detection block 7) corresponding to the “appearing area” of the original image f (t) in the original image f (t−2). The detected blocks included in -8 to 7-11) are compared with a histogram of motion vectors within a range of 5 blocks centered on each detected block. In the example shown in FIG. 7, the appearance frequency is the highest in the range of 5 blocks centered on the detection block corresponding to the “appearing region” between the original image f (t−2) and the original image f (t−1). The increased motion vector is a zero vector, and the vector in the opposite direction is also a zero vector. Therefore, the motion vector correction unit 8 sets a zero vector as a motion vector in the “appearing region” (detection blocks 7-34 to 7-37) of the original image f (t).

なお、上述の説明では、説明を簡単にするために、図4に示すような原画像をモデル化した図7に基づいて、「現れる領域」を中心に5ブロックの範囲内のヒストグラムデータを算出する構成として説明したが、ヒストグラムデータを算出する範囲は「現れる領域」を中心に5ブロックに限定されることはなく、原画像の種類等に応じてヒストグラムデータを算出するブロック数が設定される構成であってよく、特に限定はされない。   In the above description, in order to simplify the description, histogram data within a range of 5 blocks centering on the “appearing region” is calculated based on FIG. 7 in which the original image as shown in FIG. 4 is modeled. However, the range for calculating the histogram data is not limited to 5 blocks centering on the “appearing region”, and the number of blocks for calculating the histogram data is set according to the type of the original image and the like. It may be a configuration and is not particularly limited.

そして、動きベクトル補正部8は、補正後の動きベクトルをベクトル割付部9に供給する。このとき、動きベクトル補正部8は、「現れる領域」の動きベクトルについて、内挿画像への割付処理における優先順位を落とす指示子、すなわち、内挿ブロックにおいて競合が発生した場合には内挿ベクトルとして選択しないことを指示する優先度指示情報をベクトル割付部9に供給する。ベクトル割付部9は、動きベクトル補正部8からの優先度指示情報に基づいて内挿ブロックへの割付処理を行い、内挿画像に割り付けた動きベクトル、すなわち、内挿ベクトルを作画部10に供給する。   Then, the motion vector correction unit 8 supplies the corrected motion vector to the vector allocation unit 9. At this time, the motion vector correction unit 8 uses an indicator that lowers the priority in the allocation process to the interpolated image with respect to the motion vector of the “appearing region”, that is, the interpolation vector when contention occurs in the interpolation block. Is supplied to the vector allocating unit 9. The vector allocation unit 9 performs allocation processing to the interpolation block based on the priority instruction information from the motion vector correction unit 8 and supplies the motion vector allocated to the interpolated image, that is, the interpolation vector, to the drawing unit 10. To do.

また、動きベクトル補正部8は、「現れる領域」の動きベクトルについて、未来画、すなわち、内挿時刻よりも後の時刻における原画像f(t)から作画することを指示する作画指示情報をベクトル割付部9に供給する。そして、ベクトル割付部9は、「現れる領域」の動きベクトルを内挿画像に割り付けた場合、内挿ベクトルと共に作画指示情報を作画部10に供給する。そして、作画部10は、ベクトル割付部9からの内挿ベクトルおよび作画指示情報を用いて内挿画像を作画する。   In addition, the motion vector correction unit 8 vectorizes the drawing instruction information for instructing the drawing of the motion vector of the “appearing region” from the future image, that is, the original image f (t) at a time later than the interpolation time. Supply to the allocation unit 9. Then, when the motion vector of the “appearing region” is assigned to the interpolated image, the vector assigning unit 9 supplies the drawing instruction information together with the interpolation vector to the drawing unit 10. Then, the drawing unit 10 draws an interpolation image using the interpolation vector and the drawing instruction information from the vector allocation unit 9.

図8は、「現れる領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、補正後の動きベクトルを用いて内挿画像に動きベクトルを割り付ける様子を示す図である。図8の原画像f(t−1)における検出ブロック8−1〜8−6は、図7の原画像f(t−1)における検出ブロック7−20〜7−24に対応している。上述のとおり、原画像f(t−1)の「現れる領域」(検出ブロック7−34〜7−37、すなわち、検出ブロック8−11〜8−14)にはゼロベクトルが設定されている。   FIG. 8 is a diagram for explaining detection of an “appearing region” and correction of a motion vector, and shows a state in which a motion vector is assigned to an interpolated image using the corrected motion vector. The detection blocks 8-1 to 8-6 in the original image f (t-1) in FIG. 8 correspond to the detection blocks 7-20 to 7-24 in the original image f (t-1) in FIG. As described above, zero vectors are set in the “appearing regions” (detection blocks 7-34 to 7-37, that is, detection blocks 8-11 to 8-14) of the original image f (t−1).

図8は、t−0.75、t−0.5、t−0.25の各時刻における内挿画像f(t−0.75)、f(t−0.5)、f(t−0.25)を内挿する場合の例を示している。図8に示すとおり、内挿画像f(t−0.75)の内挿ブロック8−9では、動きベクトルの競合は発生しておらず、ベクトル割付部9は、原画像f(t)の「現れる領域」である検出ブロック8−12における動きベクトルを内挿ベクトルとして割り付ける。また、内挿画像f(t−0.5)の内挿ブロック8−8においても、動きベクトルの競合が発生していないため、ベクトル割付部9は、原画像f(t)の「現れる領域」である検出ブロック8−12における動きベクトルを内挿ベクトルとして割り付ける。一方、内挿画像f(t−0.25)の内挿ブロック8−7では、動きベクトルの競合が発生している。   FIG. 8 shows the interpolated images f (t-0.75), f (t-0.5), and f (t−t−) at each time of t−0.75, t−0.5, and t−0.25. 0.25) is shown as an example of interpolation. As shown in FIG. 8, in the interpolation block 8-9 of the interpolated image f (t-0.75), no motion vector conflict has occurred, and the vector allocating unit 9 performs the processing for the original image f (t). A motion vector in the detection block 8-12 which is an “appearing region” is assigned as an interpolation vector. In addition, in the interpolation block 8-8 of the interpolated image f (t-0.5), no motion vector conflict has occurred. Therefore, the vector allocating unit 9 displays the “appearing region of the original image f (t). The motion vector in the detection block 8-12 is assigned as an interpolation vector. On the other hand, motion vector contention occurs in the interpolation block 8-7 of the interpolated image f (t-0.25).

この場合、上述したとおり、ベクトル割付部9は、動きベクトル補正部8から、内挿ブロックにおいて競合が発生した場合には、「現れる領域」の動きベクトルを内挿ベクトルとして選択しないことを指示する優先度指示情報を受けている。そのため、内挿ブロック8−7においては、「現れる領域」である検出ブロック8−12における動きベクトルは内挿ベクトルとして選択されず、検出ブロック8−2において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして選択する。   In this case, as described above, the vector allocation unit 9 instructs the motion vector correction unit 8 not to select the motion vector of the “appearing region” as the interpolation vector when competition occurs in the interpolation block. Receives priority indication information. Therefore, in the interpolation block 8-7, the motion vector in the detection block 8-12 that is an “appearing region” is not selected as the interpolation vector, and the motion vector detected in the detection block 8-2 is used as the interpolation vector. select.

なお、座標(x,y)からのベクトル(Vx,Vy)を、f(t)とf(t+1)との間の時間的に1/kの位置におけるフレームに割り付ける一般式は、(x+1/k×Vx,y+1/k×Vy)となるが、「現れる領域」の割り付けは、(x−(1−1/k)×Vx,y−(1−1/k)×Vy)として割り付ける。   A general formula for assigning a vector (Vx, Vy) from coordinates (x, y) to a frame at a position 1 / k in time between f (t) and f (t + 1) is (x + 1 / k × Vx, y + 1 / k × Vy), but the “appearing area” is allocated as (x− (1-1 / k) × Vx, y− (1-1 / k) × Vy).

また、上述したとおり、作画部10は、「現れる領域」の動きベクトルについて、未来画から作画する作画指示情報を受けている。そのため、作画部10は、例えば、「現れる領域」の動きベクトルが割り付けられた内挿画像f(t−0.5)の内挿ブロック8−8および内挿画像f(t−0.75)の内挿ブロック8−9について、原画像f(t)の検出ブロック8−12の画像を用いて作画する。   Further, as described above, the drawing unit 10 receives drawing instruction information for drawing from a future image with respect to the motion vector of the “appearing region”. Therefore, for example, the drawing unit 10 inserts the interpolation block 8-8 and the interpolation image f (t-0.75) of the interpolation image f (t-0.5) to which the motion vector of the “appearing region” is assigned. The interpolation block 8-9 is drawn using the image of the detection block 8-12 of the original image f (t).

これにより、本発明に係る画像補間装置1では、「現れる領域」において誤検出された動きベクトルを、より信頼性の高い動きベクトルに補正することができる。したがって、原画において「現れる領域」が含まれている場合において、内挿画像の精度を向上させることが可能となる。   Thereby, in the image interpolation device 1 according to the present invention, a motion vector erroneously detected in the “appearing region” can be corrected to a motion vector with higher reliability. Therefore, when an “appearing region” is included in the original image, the accuracy of the interpolated image can be improved.

(変形例)
なお、本発明に係る画像補間装置1は、新たに動きベクトルを検出する場合、過去に検出した動きベクトルを、候補ベクトルとして、新たに検出する動きベクトルの推定に用いる構成であってもよい。例えば、原画像f(t−1)とf(t)との間の動きベクトルを検出する場合、前回の検出結果、すなわち、原画像f(t−2)とf(t−1)との間で検出された動きベクトルを候補ベクトルとして用いる。
(Modification)
The image interpolation apparatus 1 according to the present invention may be configured to use a previously detected motion vector as a candidate vector for estimation of a newly detected motion vector when a new motion vector is detected. For example, when detecting a motion vector between the original images f (t−1) and f (t), the previous detection result, that is, the original images f (t−2) and f (t−1) The motion vector detected between them is used as a candidate vector.

つまり、原画像f(t−2)を始点として原画像f(t−1)を終点とする前方向動きベクトルを、原画像f(t−1)を始点として原画像f(t)を終点とする前方向動きベクトルの候補ベクトルとして用いることができ、原画像f(t−1)を始点として原画像f(t−2)を終点とする後方向動きベクトルを、原画像f(t)を始点として原画像f(t−1)を終点とする後方向動きベクトルの候補ベクトルとして用いることができる。   That is, the forward motion vector starting from the original image f (t-2) and ending at the original image f (t-1) is set as the forward motion vector, and the original image f (t-1) is set as the starting point and the original image f (t) is set as the end point. Can be used as a candidate vector of the forward motion vector, and a backward motion vector starting from the original image f (t-1) and ending at the original image f (t-2) is used as the original image f (t). Can be used as a candidate vector of a backward motion vector starting from the original image f (t-1).

ここで、画像補間装置1では、過去画f(t−1)を基準として未来画f(t)への前方向動きベクトルを検出する場合、原画像f(t−2)からf(t−1)に対して検出した前方向動きベクトルのうち、「消える領域」に含まれる検出ブロックを始点とする動きベクトルについては、候補ベクトルとして参照することを禁止する。また、「現れる領域」に含まれる検出ブロックの動きベクトルについては、重み付けの変更や候補ベクトルの増加など、新規候補を積極的に探すようにしてベクトルの収束を早める。   Here, in the image interpolation device 1, when detecting a forward motion vector to the future image f (t) with reference to the past image f (t-1), the original image f (t-2) to f (t- Of the forward motion vectors detected for 1), a motion vector starting from a detection block included in the “disappearing region” is prohibited from being referred to as a candidate vector. For the motion vector of the detection block included in the “appearing region”, the convergence of the vector is accelerated by actively searching for new candidates such as changing the weighting or increasing the number of candidate vectors.

また、画像補間装置1では、未来画f(t)を基準として過去画f(t−1)への後方向動きベクトルを検出する場合、原画像f(t−1)からf(t−2)に対して検出した後方向動きベクトルのうち、「現れる領域」に含まれる検出ブロックを始点とする動きベクトルについては、候補ベクトルとして参照することを禁止する。あるいは、前回検出(f(t−2)とf(t−1)との間の検出)と今回検出(f(t−1)とf(t)との間の検出)のヒストグラムデータにおいて最も頻度の増加した動きベクトルを候補ベクトルの代替とすることにより、収束性を改善し、誤検出を防止する構成であってもよい。   Further, in the image interpolation device 1, when detecting a backward motion vector to the past image f (t−1) with the future image f (t) as a reference, the original image f (t−1) to f (t−2) is detected. Among the backward motion vectors detected for), the motion vector starting from the detection block included in the “appearing region” is prohibited from being referred to as a candidate vector. Alternatively, in the histogram data of the previous detection (detection between f (t-2) and f (t-1)) and the current detection (detection between f (t-1) and f (t)) A configuration may be employed in which convergence is improved and erroneous detection is prevented by substituting a motion vector having increased frequency as a candidate vector.

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

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

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

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

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

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

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

本発明に係る画像補間装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image interpolation apparatus 1 which concerns on this invention. 小物体が移動する映像の原画像を示す図であり、(a)は、内挿画像に対して時間的に過去の原画像f(t―1)を示す図であり、(b)は、内挿画像に対して時間的に未来の原画像f(t)を示す図である。It is a figure which shows the original image of the image | video which a small object moves, (a) is a figure which shows the past original image f (t-1) temporally with respect to an interpolation image, (b), It is a figure which shows the future original image f (t) temporally with respect to an interpolation image. 内挿画像の作画処理を説明するための図であって、図2(a)および(b)に示す原画像と内挿画像を、小物体Aの動き方向の断面をとって一次元表示した図である。It is a figure for demonstrating the drawing process of an interpolation image, Comprising: The original image and interpolation image which were shown to Fig.2 (a) and (b) were taken, and the cross section of the moving direction of the small object A was taken and displayed one-dimensionally FIG. 等間隔で並ぶ同じ形状の複数の柱を背景にして物体が移動する様子を示す図であり、(a)は、時刻t−1における原画像f(t−1)と時刻tにおける原画像f(t)とを示す図であり、(b)は、(a)に示す原画像から生成された内挿画像を示す図である。It is a figure which shows a mode that an object moves against the background of the several column of the same shape arranged in equal intervals, (a) is the original image f (t-1) in the time t-1, and the original image f in the time t It is a figure which shows (t), (b) is a figure which shows the interpolation image produced | generated from the original image shown to (a). 「消える領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、原画像f(t−1)およびf(t)において検出した双方向の動きベクトルを示す図である。It is a figure for demonstrating the detection of a "disappearing area | region", and correction | amendment of a motion vector, Comprising: It is a figure which shows the bidirectional | two-way motion vector detected in the original images f (t-1) and f (t). 「消える領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、補正後の動きベクトルを用いて内挿画像に動きベクトルを割り付ける様子を示す図である。It is a figure for demonstrating the detection of a "disappearing area | region", and correction | amendment of a motion vector, Comprising: It is a figure which shows a mode that a motion vector is allocated to an interpolation image using the corrected motion vector. 「現れる領域」の検出および動きベクトルの補正を説明するための図であって、原画像f(t−1)およびf(t)において検出した双方向の動きベクトルを示す図である。It is a figure for demonstrating the detection of an "appearing area | region", and correction | amendment of a motion vector, Comprising: It is a figure which shows the bidirectional | two-way motion vector detected in the original images f (t-1) and f (t). 「現れる領域」の検出および動きベクトルの補正について説明するための図であって、補正後の動きベクトルを用いて内挿画像に動きベクトルを割り付ける様子を示す図である。It is a figure for demonstrating detection of an "appearing area | region", and correction | amendment of a motion vector, Comprising: It is a figure which shows a mode that a motion vector is allocated to an interpolation image using the motion vector after correction | amendment. 入力される60Hzの原画像と120Hzの出力画像との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 60Hz original image and 120Hz output image which are input. 動きベクトルを算出するために基準画像をブロックに分割する例を示す図である。It is a figure which shows the example which divides | segments a reference | standard image into a block, in order to calculate a motion vector. 内挿座標へのベクトルの割付の例を示す図である。It is a figure which shows the example of allocation of the vector to an interpolation coordinate. 双方向ベクトル比較部での処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process in a bidirectional vector comparison part.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像補間装置
2 遅延部
3 動きベクトル検出部(後方向動きベクトル検出手段)
4 動きベクトル検出部(前方向動きベクトル検出手段)
5 状態記録部
6 統計データ処理部
7 双方向ベクトル比較部(判定手段)
8 動きベクトル補正部(予測動きベクトル決定手段、補正手段)
9 ベクトル割付部
10 作画部
100 動きベクトル補正装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image interpolation apparatus 2 Delay part 3 Motion vector detection part (backward motion vector detection means)
4. Motion vector detection unit (forward motion vector detection means)
5 Status recording unit 6 Statistical data processing unit 7 Bidirectional vector comparison unit (determination means)
8 Motion vector correction unit (predicted motion vector determination means, correction means)
9 Vector allocation unit 10 Drawing unit 100 Motion vector correction device

Claims (12)

第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、
上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、
前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、
上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、
上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とする動きベクトル補正装置。
A forward motion vector starting from each block of the first original image at the first time and ending at any block of the second original image at the second time after the first time Forward motion vector detecting means for detecting;
A backward motion vector detecting means for detecting a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image;
When the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold, the start point of the forward vector is determined as the correction target block Determination means to perform,
In the third original image at a third time before the first time, the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block, and the first original image Prediction motion in which the forward motion vector having the lowest appearance frequency is determined as a predicted motion vector by comparing with the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the image Vector determination means;
A motion vector correction apparatus comprising: correction means for replacing a forward motion vector starting from the correction target block with the predicted motion vector.
第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出手段と、
上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出手段と、
後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定手段と、
上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定手段と、
上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とする動きベクトル補正装置。
A forward motion vector starting from each block of the first original image at the first time and ending at any block of the second original image at the second time after the first time Forward motion vector detecting means for detecting;
A backward motion vector detecting means for detecting a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image;
If the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the start point of the backward vector is determined as the correction target block. Determination means to perform,
In the third original image at a third time before the first time, the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block, and the first original image Compare the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the image, and determine the reverse vector of the forward motion vector with the highest appearance frequency as the predicted motion vector Predictive motion vector determining means to perform,
A motion vector correction apparatus comprising: correction means for replacing a backward motion vector starting from the correction target block with the predicted motion vector.
上記判定手段は、
上記第3の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルと、上記第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第3の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルとから、上記第3の原画像における上記補正対象ブロックを判定し、
上記前方向動きベクトル検出手段は、
上記第3の原画像における上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトル以外を、上記第1の原画像における前方向動きベクトルを推定するための候補ベクトルとして用いることを特徴とする請求項1または2に記載の動きベクトル補正装置。
The determination means is
Starting from each block of the third original image, the forward motion vector starting from any block of the first original image and each block of the first original image as the starting point, the third The correction target block in the third original image is determined from the backward motion vector whose end point is any block of the original image of
The forward motion vector detection means includes
2. The forward motion vector other than the forward motion vector starting from the correction target block in the third original image is used as a candidate vector for estimating the forward motion vector in the first original image. Or the motion vector correction apparatus according to 2;
上記判定手段は、
上記第3の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルと、上記第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第3の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルとから、上記第1の原画像における上記補正対象ブロックを判定し、
上記後方向動きベクトル検出手段は、
上記第1の原画像における上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトル以外を、上記第2の原画像における後方向動きベクトルを推定するための候補ベクトルとして用いることを特徴とする請求項1または2に記載の動きベクトル補正装置。
The determination means is
Starting from each block of the third original image, the forward motion vector starting from any block of the first original image and each block of the first original image as the starting point, the third Determining the correction target block in the first original image from a backward motion vector whose end point is any block of the original image of
The backward motion vector detecting means is
2. A vector other than a backward motion vector starting from the correction target block in the first original image is used as a candidate vector for estimating a backward motion vector in the second original image. Or the motion vector correction apparatus according to 2;
請求項1から4までのいずれか1項に記載の動きベクトル補正装置を備えた画像補間装置であって、
上記補正対象ブロックを始点とする予測動きベクトルと、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルとを用いて、上記第1の原画像と上記第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを決定する内挿ベクトル決定手段と、
上記内挿ベクトル決定手段によって決定された内挿ベクトルに基づいて、上記内挿画像を生成する内挿画像生成手段とを備えていることを特徴とする画像補間装置。
An image interpolation apparatus comprising the motion vector correction apparatus according to any one of claims 1 to 4,
Using the predicted motion vector starting from the correction target block and the forward or backward motion vector starting from a block other than the correction target block, the first original image and the second original image are used. An interpolation vector determining means for determining an interpolation vector to be assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the images;
An image interpolation device comprising: an interpolation image generation unit configured to generate the interpolation image based on the interpolation vector determined by the interpolation vector determination unit.
上記内挿ベクトル決定手段は、
上記補正対象ブロックを始点とする予測動きベクトルと、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルとの両方が上記内挿画像の同一のブロックに割り付く場合、上記補正対象ブロック以外のブロックを始点とする前方向動きベクトルまたは後方向動きベクトルを当該ブロックに割り付ける内挿ベクトルと決定することを特徴とする請求項5に記載の画像補間装置。
The interpolation vector determination means is
When both the predicted motion vector starting from the correction target block and the forward motion vector or the backward motion vector starting from a block other than the correction target block are allocated to the same block of the interpolated image, 6. The image interpolation apparatus according to claim 5, wherein a forward motion vector or a backward motion vector starting from a block other than the correction target block is determined as an interpolation vector to be assigned to the block.
請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像補間装置を備えていることを特徴とするテレビジョン受像装置。   A television receiver comprising the image interpolation device according to any one of claims 1 to 6. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の画像補間装置を備えていることを特徴とする映像再生装置。   A video reproduction device comprising the image interpolation device according to any one of claims 1 to 6. 第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出ステップと、
上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出ステップと、
前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定ステップと、
上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の減少した前方向動きベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定ステップと、
上記補正対象ブロックを始点とする前方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とする動きベクトル補正方法。
A forward motion vector starting from each block of the first original image at the first time and ending at any block of the second original image at the second time after the first time A forward motion vector detection step to detect;
A backward motion vector detecting step of detecting a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image;
When the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold, the start point of the forward vector is determined as the correction target block A determination step to:
In the third original image at a third time before the first time, the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block, and the first original image Prediction motion in which the forward motion vector having the lowest appearance frequency is determined as a predicted motion vector by comparing with the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the image A vector determination step;
A motion vector correction method comprising: a correction step of replacing a forward motion vector starting from the correction target block with the predicted motion vector.
第1の時刻における第1の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻における第2の原画像のいずれかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する前方向動きベクトル検出ステップと、
上記第2の原画像の各ブロックを始点として、上記第1の原画像のいずれかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する後方向動きベクトル検出ステップと、
後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルの始点を補正対象ブロックと判定する判定ステップと、
上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度と、上記第1の原画像において上記補正対象ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とする前方向動きベクトルの出現頻度とを比較し、最も出現頻度の増加した前方向動きベクトルの逆ベクトルを、予測動きベクトルとして決定する予測動きベクトル決定ステップと、
上記補正対象ブロックを始点とする後方向動きベクトルを、上記予測動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とする動きベクトル補正方法。
A forward motion vector starting from each block of the first original image at the first time and ending at any block of the second original image at the second time after the first time A forward motion vector detection step to detect;
A backward motion vector detecting step of detecting a backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image;
If the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the start point of the backward vector is determined as the correction target block. A determination step to:
In the third original image at a third time before the first time, the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within a predetermined range from the correction target block, and the first original image Compare the appearance frequency of the forward motion vector starting from a block within the predetermined range from the correction target block in the image, and determine the reverse vector of the forward motion vector with the highest appearance frequency as the predicted motion vector A prediction motion vector determination step to be performed;
A motion vector correction method, comprising: a correction step of replacing a backward motion vector starting from the correction target block with the predicted motion vector.
請求項1から4までのいずれか1項に記載の動きベクトル補正装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御プログラム。   A control program for operating the motion vector correction apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the computer functions as each of the above-described means. 請求項11に記載の制御プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   The computer-readable recording medium which has recorded the control program of Claim 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012089986A (en) 2010-10-18 2012-05-10 Mitsubishi Electric Corp Image processing device and method, and image display device and method
JP6878091B2 (en) * 2017-03-31 2021-05-26 キヤノン株式会社 Image processing equipment, image processing methods, and programs
JP7185496B2 (en) * 2018-11-06 2022-12-07 日本放送協会 Video interpolation device and program
EP3854093A4 (en) 2019-01-02 2021-10-27 Huawei Technologies Co., Ltd. A hardware and software friendly system and method for decoder-side motion vector refinement with decoder-side bi-predictive optical flow based per-pixel correction to bi-predictive motion compensation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09214899A (en) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Image prediction processing method an its device
JP2001326941A (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Moving picture coding device, moving picture coding method, recording medium recorded with moving picture coding program, motion vector judging device, motion vector judging method and recording medium recorded with motion vector judging program

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