JP5245783B2 - フレーム補間装置、方法、及びプログラム、フレームレート変換装置、映像再生装置、映像表示装置 - Google Patents
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Description
シーン検出制御部(1102)は、映像フレーム毎に、その映像フレーム内の動きが一様であるシーンを検出する。
探索中心重み付加部(304)は、各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、その各ブロックの探索中心から動かない状態を示すものほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出する。
図1は、フレーム補間装置の実施形態の構成例を示している。このフレーム補間装置は、シーン選別部101、記憶部102、動きベクトル探索部103、補間ベクトル生成部104、及び補間画像生成部105を備える。
3に出力する。このシーン検出結果信号は、補間効果のあるシーンが検出されたときにON(有効)となり、それ以外の場合はOFF(無効)となる。補間効果のあるシーンとは、例えば、縦横等の一定の方向に等速でスクロールしているようなシーンである。
画面内平均動きベクトルは、記憶部102に保持され、次の時刻での動きベクトル探索において、シーン検出結果信号がONのときに、予測ベクトルとして参照される。シーンが検出されているときには、予測ベクトルの近傍が最適な動きベクトルの候補となり、次の時刻における探索結果も、この予測ベクトルの近傍から得られる可能性が高くなる。結果として、シーン検出時には、画面内のすべての動きベクトルが平均動きベクトルに揃ってきて、次の映像フレームでもシーン選別が有効に作用するように帰還がかかる。
重み付け選択処理部303は、シーン選別部101からのシーン検出結果信号と、静止判定部302からの静止判定信号を入力する。そして、重み付け選択処理部303は、図4(a)に示されるように、シーン検出結果信号がスクロールシーンの検出を示すフレームで、静止判定信号が静止領域を示さないブロックについては、相関計算部301の出力をベクトル中心重み付加部305に接続する。また、重み付け選択処理部303は、図4(a)に示されるように、シーン検出結果信号がスクロールシーンの検出を示すフレームで、静止判定信号が静止領域を示すブロックについては、相関計算部301の出力を探索中心重み付加部304に接続する。更に、重み付け選択処理部303は、図4(b)に示されるように、シーン検出結果信号がスクロールシーンを検出していないフレームについては、静止領域/動領域のブロックにかかわらず、相関計算部301の出力を探索中心重み付加部304に接続する。
ック503を求める。そして、ブロック501とブロック503のマッチングを行い、動きベクトル候補512に対する類似度を計算する。図5では、動きベクトル候補(−2,−1)に対するパターンマッチングが行われる様子を示している。
静止判定部302は、ブロック内における映像の変化度と、静止状態を示す動きベクトル候補の類似度を用いて、ブロック毎に動きがあるか否かを判定する。
図7(a)及び(b)の例では、動きベクトルの探索範囲が(±2,±2)であるものとする。この場合、相関計算部301は、静止状態を示す動きベクトル候補(0,0)を中心とする、25(=5×5)個の動きベクトル候補について類似度を計算し、類似度値
テーブル701を出力する。類似度値テーブル701において、水平方向は動きベクトル候補のx成分を表し、垂直方向は動きベクトル候補のy成分を表す。そして、セル(x,y)に記された値は、動きベクトル候補(x,y)について得られた類似度を表している。
一方、図7(b)では、前の時刻で求められた画面内平均動きベクトルを例えば(+1,0)とすれば、それに対応する座標(+1,0)の重み値が“0”とされ、そこから遠ざかるにつれて同心円状に値が大きくなる重みが設定される。
102 記憶部
103、1902、2101 動きベクトル探索部
104 補間ベクトル生成部
105、1903、2103 補間画像生成部
301 相関計算部
302 静止判定部
303 重み付け選択処理部
304 探索中心重み付加部
305 ベクトル中心重み付加部
306 最終選定部
311、312、1311、1312、1313 映像フレーム
501、502、503 ブロック
511 参照画像
512 動きベクトル候補
701、1111、1113 類似度値テーブル
702、1112、1114 重み値テーブル
801 直線
1001、1802、1313 補間フレーム
1011 動きベクトル
1012 ベクトル
1013 補間ベクトル
1101 特徴量計算部
1102 シーン検出制御部
1111 ばらつき計算部
1112 画面内平均動きベクトル計算部
1201 テロップ検出部
1301 フレーム補間装置
1302 遅延器
1303 スイッチ
1401 映像データ記憶装置
1402 デコード装置
1403 フレームレート変換装置
1404、1502 ディスプレイ
1501 静止領域除外部
1501 映像データ受信機
1601 CPU
1602 メモリ
1603 入力装置
1604 出力装置
1605 外部記憶装置
1606 媒体駆動装置
1607 ネットワーク接続装置
1608 バス
1701 外部装置
1702 情報処理装置
1801、1803 フレーム
2001 大領域
2002 中領域
2003 小領域
2102 動きベクトルメモリ
Claims (6)
- 入力される映像フレーム内のブロック毎に動きベクトルを求め、得られた動きベクトルから補間フレームを生成するフレーム補間装置であって、
映像フレーム毎に、画面内の動きベクトルを平均して、画面内平均動きベクトルを計算する画面内平均動きベクトル計算部と、
映像フレーム毎に、該映像フレーム内の動きが一様であるシーンを検出するシーン検出制御部と、
現在の映像フレーム内の各ブロックに対する複数の動きベクトル候補のそれぞれについて、該現在の映像フレームと前記前の映像フレームとの相関値を計算する相関計算部と、
前記現在の映像フレーム内の各ブロックが静止領域か否かを判定する静止判定部と、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、該各ブロックの探索中心から動かない状態を示すものほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出する探索中心重み付加部と、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、前記画面内平均動きベクトルに近いほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出するベクトル中心重み付加部と、
前記現在の映像フレーム内の各ブロック毎に、前記シーン検出制御部によるシーン検出結果と前記静止判定部による判定結果に基づいて、前記探索中心重み付加部又は前記ベクトル中心重み付加部の何れかを選択し、前記相関計算部が出力する相関値を与える重み付け選択処理部と、
前記探索中心重み付加部又は前記ベクトル中心重み付加部が算出する動きベクトルを選択して出力する最終選定部と、
を含み、
前記重み付け選択処理部は、
前記シーン検出制御部が前記シーンを検出し、かつ前記静止判定部が静止領域を判定していないときに、前記ベクトル中心重み付加部を選択し、
前記シーン検出制御部が前記シーンを検出していないとき、又は前記静止判定部が静止領域を判定しているときに、前記探索中心重み付加部を選択する、
ことを特徴とするフレーム補間装置。 - 請求項1に記載のフレーム補間装置を備えたフレームレート変換装置。
- 映像データ記憶装置と請求項2に記載のフレームレート変換装置とを備え、該フレームレート変換装置は、該映像データ記憶装置から出力される映像データの補間を行うことで、フレームレートを変換することを特徴とする映像再生装置。
- 映像データ受信機と請求項2に記載のフレームレート変換装置とを備え、該フレームレート変換装置は、該映像データ受信機が受信した映像データの補間を行うことで、フレームレートを変換することを特徴とする映像表示装置。
- 入力される映像フレーム内のブロック毎に動きベクトルを求め、得られた動きベクトルから補間フレームを生成するフレーム補間方法であって、
映像フレーム毎に、画面内の動きベクトルを平均して、画面内平均動きベクトルを計算する画面内平均動きベクトル計算ステップと、
映像フレーム毎に、該映像フレーム内の動きが一様であるシーンを検出するシーン検出制御ステップと、
現在の映像フレーム内の各ブロックに対する複数の動きベクトル候補のそれぞれについて、該現在の映像フレームと前記前の映像フレームとの相関値を計算する相関計算ステップと、
前記現在の映像フレーム内の各ブロックが静止領域か否かを判定する静止判定ステップと、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、該各ブロックの探索中心から動かない状態を示すものほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出する探索中心重み付加ステップと、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、前記画面内平均動きベクトルに近いほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出するベクトル中心重み付加ステップと、
前記現在の映像フレーム内の各ブロック毎に、前記シーン検出制御ステップが前記シーンを検出し、かつ前記静止判定ステップが静止領域を判定していないときに、前記ベクトル中心重み付加ステップを選択し、前記シーン検出制御ステップが前記シーンを検出していないとき、又は前記静止判定ステップが静止領域を判定しているときに、前記探索中心重み付加ステップを選択し、前記相関計算ステップが出力する相関値を与える重み付け選択処理ステップと、
前記探索中心重み付加ステップ又は前記ベクトル中心重み付加ステップが算出する動きベクトルを選択して出力する最終選定ステップと、
を含むことを特徴とするフレーム補間方法。 - 入力される映像フレーム内のブロック毎に動きベクトルを求め、得られた動きベクトルから補間フレームを生成するフレーム補間処理を実行するコンピュータに、
映像フレーム毎に、画面内の動きベクトルを平均して、画面内平均動きベクトルを計算する画面内平均動きベクトル計算ステップと、
映像フレーム毎に、該映像フレーム内の動きが一様であるシーンを検出するシーン検出制御ステップと、
現在の映像フレーム内の各ブロックに対する複数の動きベクトル候補のそれぞれについて、該現在の映像フレームと前記前の映像フレームとの相関値を計算する相関計算ステップと、
前記現在の映像フレーム内の各ブロックが静止領域か否かを判定する静止判定ステップと、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、該各ブロックの探索中心から動かない状態を示すものほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出する探索中心重み付加ステップと、
前記各ブロック内の複数の動きベクトル候補の各相関値に対して、前記画面内平均動きベクトルに近いほど選択され易くなるような重み付けを行った上で、前記複数の動きベクトル候補の中から1つの動きベクトル候補を算出するベクトル中心重み付加ステップと、
前記現在の映像フレーム内の各ブロック毎に、前記シーン検出制御ステップが前記シーンを検出し、かつ前記静止判定ステップが静止領域を判定していないときに、前記ベクトル中心重み付加ステップを選択し、前記シーン検出制御ステップが前記シーンを検出していないとき、又は前記静止判定ステップが静止領域を判定しているときに、前記探索中心重み付加ステップを選択し、前記相関計算ステップが出力する相関値を与える重み付け選択処理ステップと、
前記探索中心重み付加ステップ又は前記ベクトル中心重み付加ステップが算出する動きベクトルを選択して出力する最終選定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
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