JP5006835B2 - エラー低減方法及びエラー低減装置 - Google Patents

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Description

本発明は、クロマアップサンプリングエラーを検出して低減するエラー低減方法及びエラー低減装置に関する。
図7は、クロマアップサンプリングエラー(CUE:Chroma Upsampling Error)と呼ばれるアーティファクト(データのエラーや信号の歪み)を示す図である。クロマアップサンプリングエラーとは、DVDの規格上、色信号の情報量が少ないため、単純にプログレッシブ化すると色情報が1ライン置きにしかないように見え、特に純赤のべた塗りなどがスダレ状に見えることをいう。
図7に示すように、垂直方向にダウンサンプルされたインタレース色差信号を誤って垂直方向にアップサンプリングした後にプログレッシブ化すると、クロマアップサンプリングエラーが発生する。このアーティファクトはコーミングと類似で垂直方向に高周波成分を有する。なお、図8に示すように、フレーム内でアップサンプリングすればこの問題は生じない。
図9は、従来のクロマアップサンプリングエラーの低減方法を示すフローチャートである。従来、このようなアーティファクトに対しては、図9に示すエラー低減方法がある。図9に示すように、色差コーミングを検出し(ステップS101)、色差コーミングが検出された場合は、垂直方向にローパスフィルタをかける(ステップS102)(例えば特許文献2参照)。
特開2006−500823号公報
しかしながら、このような従来の方法では、クロマアップサンプリングサラーではない意図的な垂直高周波成分を有する色差情報にもエラー低減処理を施してしまう場合がある。したがって、エラー低減処理による色差情報の劣化が発生するという問題点がある。
本発明に係るエラー低減方法は、4:2:2インタレース信号からクロマアップサンプリングエラーを検出するエラー検出方法であって、輝度信号の動きを検出し、動きがある場合は前記輝度信号に空間補間をし、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間をし、色差信号に対し、前記輝度信号に動きがある場合は空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であってコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施すものである。
本発明においては、輝度信号に動きがない場合であって輝度信号にコーミングがなく色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として色差信号に空間補間をすることで、クロマアップサンプリングエラーを精度よく検出し、低減することができる。
本発明に係るエラー低減方法は、4:2:2インタレース信号からクロマアップサンプリングエラーを検出するエラー検出方法であって、輝度信号の動きを検出し、動きがある場合は前記輝度信号に空間補間をし、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間をし、色差信号に対し前記輝度信号に動きがある場合は空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であってコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用し、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施すものである。
本発明においては、輝度信号に動きがない場合であって輝度信号にコーミングがなく色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用することで、クロマアップサンプリングエラーを精度よく検出し、低減することができる。
本発明に係るエラー低減装置は、4:2:2インタレース信号のクロマアップサンプリングエラーを低減するエラー低減装置であって、輝度信号の空間補間を行う輝度空間補間回路と、前記輝度信号の時間補間を行う輝度時間補間回路と、前記輝度信号の動きを検出する動き検出回路と、色差信号の時間補間を行う色差時間補間回路と、前記色差信号の空間補間を行う色差空間補間回路と、前記輝度時間補間回路の結果からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路と、前記色差時間補間回路の結果からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路と、前記色差時間補間回路の出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記コーミング無検出回路及び前記コーミング有検出回路の検出結果に基づき選択する第1のセレクタと、前記第1のセレクタの出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第2のセレクタと、前記輝度空間補間回路の出力と前記輝度時間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第3のセレクタとを有し、前記輝度信号に動きがある場合は前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であって前記輝度信号にコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施し、前記輝度信号に動きがある場合前記輝度信号に空間補間を施し、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間を施し出力するものである。
本発明に係るエラー低減装置は、4:2:2インタレース信号のクロマアップサンプリングエラーを低減するエラー低減装置であって、輝度信号の空間補間を行う輝度空間補間回路と、前記輝度信号の時間補間を行う輝度時間補間回路と、前記輝度信号の動きを検出する動き検出回路と、色差信号の時間補間を行う色差時間補間回路と、前記色差信号の空間補間を行う色差空間補間回路と、前記色差時間補間回路の結果が入力される垂直ローパスフィルタと、前記輝度時間補間回路の結果からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路と、前記色差時間補間回路の結果からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路と、前記色差時間補間回路の出力と前記垂直ローパスフィルタの出力のいずれかを、前記コーミング無検出回路及び前記コーミング有検出回路の検出結果に基づき選択する第1のセレクタと、前記第1のセレクタの出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第2のセレクタと、前記輝度空間補間回路の出力と前記輝度時間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第3のセレクタとを有し、前記輝度信号に動きがある場合は前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であって前記輝度信号にコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として当該色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用し、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施し、前記輝度信号に動きがある場合前記輝度信号に空間補間を施し、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間を施し出力するものである。
本発明によれば、精度よくクロマアップサンプリングエラーを検出、低減することができるエラー検出方法及び回路、並びにエラー低減方法及び回路を提供することができる。
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、色差情報に加え輝度情報を利用することで、クロマアップサンプリングエラーを精度良く検出するクロマアップサンプリングエラーの検出方法に適用したものである。
第1の実施の形態
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。本実施の形態に係るエラー低減装置1は、4:2:2プログレッシブ信号からクロマアップサンプリングエラーを検出してエラーを低減する。このエラー低減装置1は、輝度信号からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路としてのコーミング検出回路11、色差信号からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路としてのコーミング検出回路12と、色差信号が入力される垂直ローパスフィルタ13と、コーミング検出回路11及びコーミング検出回路12の検出結果に基づき選択信号を出力するAND回路14と、色差信号と垂直ローパスフィルタが施された色差信号のいずれかを、選択信号に基づき選択するセレクタ15とを有する。このエラー低減装置1は、輝度信号にコーミングがなく色差信号にコーミングが発生している場合、色差信号に垂直ローパスフィルタを適用して出力することにより、エラーを低減する。なお、輝度信号は、そのまま出力する。
図2は、本実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。図2に示すように、コーミング検出回路11により輝度信号のコーミングを検出する(ステップS1)。コーミングがある場合は、意図的な垂直方向の高周波成分と判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わず、そのまま色差信号を出力する。次に、コーミング検出回路12により色差信号のコーミングを検出する(ステップS2)。ここでコーミングがない場合は、クロマアップサンプリングエラーでないと判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わない。コーミングがある場合、クロマアップサンプリングエラーであると判断し、エラー低減処理を実施する。本実施の形態においては、色差信号に垂直ローパスフィルタを適用する(ステップS3)。なお、上述したように、輝度信号は、そのまま出力する。
本実施の形態においては、クロマアップサンプリングエラーの特徴である、輝度にコーミングが存在せず、且つ色差にコーミングが存在するという条件をエラー検出の条件としているため、クロマアップサンプリングエラー検出を精度よく行うことができる。従ってエラー低減処理による色差情報の劣化を防ぐことができる。
第2の実施の形態
図3は、本発明の第2の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。本実施の形態に係るエラー低減装置2は、4:2:0インタレース色差信号から垂直アップサンプルにより生成された4:2:2インタレース色差信号をプログレッシブ化するエラー低減装置である。このエラー低減装置2は、輝度信号の空間補間を行う輝度空間補間回路21と、輝度信号の時間補間を行う輝度時間補間回路22と、輝度信号の動きを検出する動き検出回路23と、色差信号の時間補間を行う色差時間補間回路24と、色差信号の空間補間を行う色差空間補間回路25とを有する。さらに、輝度時間補間回路22の結果からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路としてのコーミング検出回路26と、色差時間補間回路24の結果からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路としてのコーミング検出回路27とを有する。
エラー低減装置2は、さらに、コーミング検出回路26及びコーミング検出回路27の検出結果に基づき選択信号を出力するAND回路28と、色差時間補間回路24の出力と色差空間補間回路25の出力のいずれかを、選択信号に基づき選択する第1のセレクタ29と、第1のセレクタ29の出力と色差空間補間回路25の出力のいずれかを、動き検出回路23の検出結果に基づき選択する第2のセレクタ30と、輝度空間補間回路21の出力と輝度時間補間回路22の出力のいずれかを、動き検出回路23の検出結果に基づき選択する第3のセレクタ31とを有する。
このエラー低減装置2は、輝度信号に動きがある場合は色差信号に空間補間をほどこす。また、輝度信号に動きがない場合であって輝度信号にコーミングがなく色差信号にコーミングが発生している場合はクロマアップサンプリングエラーが発生しているとしてエラー低減処理を実施する。具体的には、色差信号に空間補間を施す。さらに、輝度信号に動きがなくクロマアップサンプリングエラーがない場合は色差信号に時間補間を施す。また、輝度信号に動きがある場合は、輝度信号に空間補間を施し、輝度信号に動きがない場合は、輝度信号に時間補間を施し出力する。
動き検出回路23は、フレーム間で輝度信号に一定以上の変化があれば動きありと判断する。空間補間回路21、25は、フレームで補間を行う。時間補間回路22、24は、フレームで補間を行う。AND回路28は、コーミング検出回路26にてコーミングなしと判断され、コーミング検出回路27にてコーミングありと判断された場合、ハイを出力し、第1のセレクタ29において空間補間回路25からの出力を選択する。また、動き検出回路23で動きが検出された場合、第2のセレクタ30で空間補間回路25の出力を選択する。同様に、第3のセレクタ31で空間補間回路21の出力を選択する。
図4は、本実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。図4に示すように、動き検出回路23にて輝度信号の動きを検出する(ステップS11)。ここで、動きがなしと判断された場合、時間補間回路24により色差信号を時間補間する(ステップS12)。次に、コーミング検出回路26にて輝度信号のコーミングがあるか否を判断する(ステップS13)。コーミングが有と判断された場合、意図的な垂直方向の高周波成分と判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わない。次に、色差のコーミングがあるか否かを判断する(ステップS14)。コーミングがない場合は、クロマアップサンプリングエラーでないと判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わない。一方、コーミングがある場合、クロマアップサンプリングエラーであると判断し、低減処理を実行する。先ず、色差信号の時間補間をキャンセルし(ステップS15)、色差信号の空間補間を実施する(ステップS16)。なお、本実施の形態においては、色差時間補間をキャンセルするものとして説明したが、図3に示すように、色差信号については、時間補間及び空間補間のいずれも実施しておき、コーミング検出回路26、27の結果に応じて、いずれかを選択するようにしてもよい。
本実施の形態においては、クロマアップサンプリングエラーの特徴である、輝度にコーミングが存在せず、且つ色差にコーミングが存在するという条件をエラー検出の条件としているため、クロマアップサンプリングエラー検出を精度よく行うことができる。従ってエラー低減処理による色差情報の劣化を防ぐことができる。
第3の実施の形態
図5は、本発明の第3の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。本実施の形態に係るエラー低減装置3は、4:2:2インタレース信号のクロマアップサンプリングエラーを低減し、4:2:2プログレッシブ信号を出力するエラー低減装置である。なお、図5に示す第3の実施の形態において、図3に示す第2の実施の形態と同一構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。本実施の形態にかかるエラー低減装置3は、色差時間補間回路24の結果が入力される垂直ローパスフィルタ32を有している。第1のセレクタ29は、AND回路28が出力する選択信号により、時間補間回路24の出力か、垂直ローパスフィルタ32の出力を選択して出力する。第2のセレクタ30は、動き検出回路23の動き検出結果に基づき、第1のセレクタ29の出力か、空間補間回路25の出力を選択して出力する。
このエラー低減装置3は、輝度信号に動きがある場合は色差信号に空間補間を施す。輝度信号に動きがない場合であって輝度信号にコーミングがなく色差信号にコーミングが発生している場合はクロマアップサンプリングエラーが発生しているとしてエラー低減処理を実施する。具体的には、色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用する。また、輝度信号に動きがなくクロマアップサンプリングエラーがない場合は色差信号に時間補間を施す。さらに、輝度信号に動きがある場合輝度信号に空間補間を施し、動きがない場合は輝度信号に時間補間を施し出力する。
図6は、本発明の第3の実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。図6に示すように、先ず、動き検出回路23にて輝度信号の動きを検出する(ステップS21)。動きがない場合、色差信号に時間補間を施す(ステップS22)。次に、輝度信号にコーミングがあるか否かを判断する(ステップS23)。コーミングがある場合は、クロマアップサンプリングエラーでないと判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わない。次に、色差信号のコーミングがあるか判断する(ステップS24)。コーミングがない場合は、意図的な垂直方向の高周波成分と判断してクロマアップサンプリングエラーの低減処理は行わない。
一方、コーミングがある場合は、クロマアップサンプリングエラーとし、クロマアップサンプリングエラー低減処理を実行する。ここでは、例えば、垂直方向にローパスフィルタを適用する(ステップS25)。これを画素単位にエラー検出・低減することで必要な画素にのみエラー低減処理が適用されるようにする。なお、本実施の形態においては、垂直方向にローパスフィルタを適用して、クロマアップサンプリングエラーの低減処理を実行するが、ローパスフィルタ以外の方法でエラー低減処理を実行してもよいことは勿論である。
また、輝度信号の動きありと判断された場合は、色差信号に空間補間を施し出力する(ステップS26)。なお、輝度信号については、動きありと判断されたら空間補間を施し、動きなしと判断されたら時間補間を施す。
本実施の形態においては、クロマアップサンプリングエラーの特徴である、輝度にコーミングが存在せず、且つ色差にコーミングが存在するという条件をエラー検出の条件としているため、クロマアップサンプリングエラー検出を精度よく行うことができる。従ってエラー低減処理による色差情報の劣化を防ぐことができる。
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。
本発明の第1の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。 本発明の第2の実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態にかかるエラー低減装置を示すブロック図である。 本発明の第3の実施の形態にかかるエラー低減装置の動作を示すフローチャートである。 クロマアップサンプリングエラーを示す図である。 正常にアップサンプリングした場合を示す図である。 従来のクロマアップサンプリングエラーの低減方法を示すフローチャートである。
符号の説明
1、2、3 エラー低減装置
11、12、26、27 コーミング検出回路
13 垂直ローパスフィルタ
14、28 AND回路
15 セレクタ
21、25 空間補間回路
22、24 時間補間回路
23 動き検出回路
29 第1のセレクタ
30 第2のセレクタ
31 第3のセレクタ
32 垂直ローパスフィルタ

Claims (4)

  1. 4:2:2インタレース信号からクロマアップサンプリングエラーを検出するエラー検出方法であって、
    輝度信号の動きを検出し、動きがある場合は前記輝度信号に空間補間をし、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間をし、
    色差信号に対し、前記輝度信号に動きがある場合は空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であってコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施す、エラー低減方法。
  2. 4:2:2インタレース信号からクロマアップサンプリングエラーを検出するエラー検出方法であって、
    輝度信号の動きを検出し、動きがある場合は前記輝度信号に空間補間をし、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間をし、
    色差信号に対し前記輝度信号に動きがある場合は空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であってコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用し、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施す、エラー低減方法。
  3. 4:2:2インタレース信号のクロマアップサンプリングエラーを低減するエラー低減装置であって、
    輝度信号の空間補間を行う輝度空間補間回路と、
    前記輝度信号の時間補間を行う輝度時間補間回路と、
    前記輝度信号の動きを検出する動き検出回路と、
    色差信号の時間補間を行う色差時間補間回路と、
    前記色差信号の空間補間を行う色差空間補間回路と、
    前記輝度時間補間回路の結果からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路と、
    前記色差時間補間回路の結果からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路と、
    前記色差時間補間回路の出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記コーミング無検出回路及び前記コーミング有検出回路の検出結果に基づき選択する第1のセレクタと、
    前記第1のセレクタの出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第2のセレクタと、
    前記輝度空間補間回路の出力と前記輝度時間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第3のセレクタとを有し、
    前記輝度信号に動きがある場合は前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であって前記輝度信号にコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施し、前記輝度信号に動きがある場合前記輝度信号に空間補間を施し、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間を施し出力する、エラー低減装置。
  4. 4:2:2インタレース信号のクロマアップサンプリングエラーを低減するエラー低減装置であって、
    輝度信号の空間補間を行う輝度空間補間回路と、
    前記輝度信号の時間補間を行う輝度時間補間回路と、
    前記輝度信号の動きを検出する動き検出回路と、
    色差信号の時間補間を行う色差時間補間回路と、
    前記色差信号の空間補間を行う色差空間補間回路と、
    前記色差時間補間回路の結果が入力される垂直ローパスフィルタと、
    前記輝度時間補間回路の結果からコーミングがないことを検出するコーミング無検出回路と、
    前記色差時間補間回路の結果からコーミングがあることを検出するコーミング有検出回路と、
    前記色差時間補間回路の出力と前記垂直ローパスフィルタの出力のいずれかを、前記コーミング無検出回路及び前記コーミング有検出回路の検出結果に基づき選択する第1のセレクタと、
    前記第1のセレクタの出力と前記色差空間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第2のセレクタと、
    前記輝度空間補間回路の出力と前記輝度時間補間回路の出力のいずれかを、前記動き検出回路の検出結果に基づき選択する第3のセレクタとを有し、
    前記輝度信号に動きがある場合は前記色差信号に空間補間をし、前記輝度信号に動きがない場合であって前記輝度信号にコーミングがなく前記色差信号にコーミングがある場合はクロマアップサンプリングエラーが有として当該色差信号に時間補間をした後垂直ローパスフィルタを適用し、前記輝度信号に動きがなく前記クロマアップサンプリングエラーがない場合は前記色差信号に時間補間を施し、前記輝度信号に動きがある場合前記輝度信号に空間補間を施し、動きがない場合は前記輝度信号に時間補間を施し出力するエラー低減装置。
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