JPH0232835B2 - - Google Patents

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JPH0232835B2
JPH0232835B2 JP60000712A JP71285A JPH0232835B2 JP H0232835 B2 JPH0232835 B2 JP H0232835B2 JP 60000712 A JP60000712 A JP 60000712A JP 71285 A JP71285 A JP 71285A JP H0232835 B2 JPH0232835 B2 JP H0232835B2
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JP
Japan
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image
motion
signal
frame
image signal
Prior art date
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JP60000712A
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Japanese (ja)
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JPS61159880A (en
Inventor
Yutaka Tanaka
Daiji Nishizawa
Juichi Ninomya
Toshiro Oomura
Yasuichiro Kurita
Yoshimichi Ootsuka
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
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Priority to US06/814,493 priority patent/US4663665A/en
Priority to EP86100045A priority patent/EP0187641B1/en
Priority to DE8686100045T priority patent/DE3670554D1/en
Priority to CN86100610A priority patent/CN1003275B/en
Priority to KR1019860000027A priority patent/KR920001006B1/en
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、テレビジヨン画像信号のフレーム数
および走査線数を変換するテレビジヨン方式変換
方式に関し、特に、方式変換にもとなつて生ずる
複数の動き画像部分のぼけおよびジヤキーネスな
どの画質劣化を軽減し得るようにしたものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a television format conversion method for converting the number of frames and number of scanning lines of a television image signal. This is designed to reduce image quality deterioration such as blurring of parts and jaggedness.

(従来技術) 従来方式のテレビジヨン方式変換装置では、第
8図に示すように、Mライン/Nフイールド方式
のテレビジヨン信号をKライン/Lフイールドの
異種方式のテレビジヨン信号に変換するために、
補間フイルタ41と間引き回路42とにより、時
空間線形信号処理を行なつて、毎秒フイールド数
と走査線数を変換していた。例えば、N=60フイ
ールド/秒の入力テレビジヨン信号をL=50フイ
ールド/秒の出力テレビジヨン信号に変換する場
合には、第9図に示すように、入力信号の第1〜
第6フイールドを出力信号の5フイールドa〜e
に変換するのが変換周期となる。かかるフイール
ド数変換においては、連続した2フイールドの入
力画像信号の中間に位置する新たなフイールドの
出力画像信号を形成するのに、前後のフイールド
の入力画像信号の加重平均を求める線形信号処理
を行なう際、画像に動きがあると、加重平均を求
める2フイールドの入力画像信号の位置がずれて
いるので、画像のエツジ部にぼけやジヤキーネス
が生じ、動き画像が著しい画質劣化を来たす、と
いう重大な欠点があつた。
(Prior Art) As shown in FIG. 8, a conventional television format conversion device converts an M-line/N-field television signal into a K-line/L-field television signal of a different format. ,
An interpolation filter 41 and a thinning circuit 42 perform spatiotemporal linear signal processing to convert the number of fields and the number of scanning lines per second. For example, when converting an input television signal of N=60 fields/second to an output television signal of L=50 fields/second, the first to
The 6th field is the 5th field a~e of the output signal
The conversion period is the conversion to . In such field number conversion, linear signal processing is performed to obtain a weighted average of the input image signals of the preceding and following fields to form an output image signal of a new field located between the input image signals of two consecutive fields. When there is movement in an image, the positions of the input image signals of the two fields for which the weighted average is calculated are shifted, causing blurring and jaggedness at the edges of the image, which is a serious problem in that moving images cause a significant deterioration in image quality. There were flaws.

この従来の欠点は、単なる直線内挿を行なうた
めに必然的に生ずるものであり、本願発明者らに
よる同一出願人の特願昭59−244638号「テレビジ
ヨン方式変換方式」においては、画像の動き、動
きベクトルを検出し、画像位置を制御の上内挿す
る方式を提案し、通常の画像における前記欠点を
大幅に改善した。確かに画像の多くは特定の被写
体をフオローするパン、チルトのような単純な動
きのものが多く、この手法でかなりの効果は得ら
れるものの、同一画像中に比較的注目され易くか
つ異なつた動きをする複数の画像部分を含むもの
もあり、このような場合には画質改善効果が十分
得られない欠点があつた。
This conventional drawback naturally occurs due to simple linear interpolation. We proposed a method that detects motion and motion vectors and interpolates the image position in a controlled manner, thereby significantly improving the above-mentioned drawbacks of ordinary images. It is true that many of the images contain simple movements such as panning and tilting to follow a specific subject, and although this method can achieve a considerable effect, it is relatively easy to notice different movements in the same image. Some images include a plurality of image parts, and in such cases, there is a drawback that a sufficient effect of improving image quality cannot be obtained.

(発明の効果) 本発明の目的は、上述の残された欠点をも除去
し、方式変換を施すべきテレビジヨン信号の画像
に複数の異なつた部分があつても、変換出力画像
信号の動きぼけやジヤキーネスによる画質劣化を
大幅に軽減し得るようにした方式変換装置を提供
することにある。
(Effects of the Invention) It is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned remaining drawbacks, and to eliminate motion blur in the converted output image signal even if the image of the television signal to be subjected to format conversion has a plurality of different parts. An object of the present invention is to provide a format conversion device that can significantly reduce image quality deterioration due to image quality and jitteriness.

(発明の構成) すなわち、本発明方式変換装置は、テレビジヨ
ン方式のフレーム数を変換するに当り、連続した
NおよびN+1フレームの原画像信号から、直線
内挿により新たなフレームの直線内挿画像信号を
形成するとともに、前記原画像を複数の領域に分
割して、それぞれの領域の画像の移動の方向およ
び距離に応じた動きベクトルを検出し、これらの
ベクトルに応じて前記NおよびN+1フレームの
原画像信号全体をそれぞれ移動させた複数のNお
よびN+1フレームの動き補償画像信号を形成し
て、複数の新たなフレームの動き補償内挿画像信
号を形成し、NおよびN+1フレームの前記原画
像信号と、前記複数のNおよびN+1フレームの
動き補償画像信号とにおけるそれぞれのフレーム
間差の絶対値から、それら絶対値の最小値に対応
する前記直線内挿画像信号、もしくは前記複数の
動き補償内挿画像信号のいずれかを選択すること
により、変換出力画像信号を形成するようにした
ことを特徴とするものである。
(Structure of the Invention) That is, when converting the number of frames of a television system, the system conversion device of the present invention converts the original image signals of consecutive N and N+1 frames into a linearly interpolated image of a new frame by linear interpolation. At the same time as forming a signal, the original image is divided into a plurality of regions, a motion vector is detected according to the direction and distance of movement of the image in each region, and the N and N+1 frames are determined according to these vectors. forming a plurality of N and N+1 frames of motion compensated image signals by respectively shifting the entire original image signal to form a plurality of new frames of motion compensated interpolated image signals; and the motion compensated image signals of the plurality of N and N+1 frames, the linearly interpolated image signal corresponding to the minimum value of these absolute values, or the plurality of motion compensated interpolants. The present invention is characterized in that a converted output image signal is formed by selecting one of the image signals.

(実施例) 本発明実施例の説明に先立ち本発明装置の理解
を容易にするため、本発明に関連ある前記特願昭
59−244638号の実施例を図面を参照して説明す
る。
(Example) Before explaining the embodiments of the present invention, in order to facilitate understanding of the apparatus of the present invention, the above-mentioned patent application related to the present invention will be described.
The embodiment of No. 59-244638 will be described with reference to the drawings.

前記特許出願によるテレビジヨン方式変換装置
における動き補償型フレーム数変換部の構成例を
第10図に示す。図示の構成によるフレーム数変
換部においては、順次走査画像信号を線形補間フ
イルタ14,15,16,19、動き調整バツフ
アメモリ22,23および動き、動きベクトル検
出回路24に供給する。線形補間フイルタは、従
来慣用のものと同様に、入力順次走査画像信号に
対して連続した2フレーム信号の加重平均による
線形内挿を施し、新たな内挿フレーム画像信号を
形成する。一方、動き調整バツフアメモリ22,
23は、一旦記憶した順次走査画像信号につい
て、動き、動きベクトル検出回路24によつて検
出した一方向性ベクトル、すなわち、撮像カメラ
のパン、チルトなどによる移動の方向およびフレ
ーム内挿タイミングに対応した制御信号θ1,θ2
より、それぞれ制御したメモリアドレスの画像信
号を読出すことにより、画像の信号波形のなまり
を補償した動き補償内挿画像信号を形成する。な
お、この制御信号θ1,θ2は1画目、すなわち、変
換1フレーム毎に形成されるものとする。
FIG. 10 shows an example of the configuration of a motion compensated frame number converter in the television system converter according to the patent application. In the frame number converter having the illustrated configuration, sequentially scanned image signals are supplied to linear interpolation filters 14, 15, 16, 19, motion adjustment buffer memories 22, 23, and motion and motion vector detection circuit 24. The linear interpolation filter performs linear interpolation on the input progressive scanning image signal by a weighted average of two consecutive frame signals to form a new interpolated frame image signal, as in the conventional one. On the other hand, the motion adjustment buffer memory 22,
23 is a unidirectional vector detected by the motion vector detection circuit 24 for the sequentially scanned image signal once stored, that is, the direction of movement due to panning, tilting, etc. of the imaging camera and the frame interpolation timing. By reading the image signals at the memory addresses controlled by the control signals θ 1 and θ 2 , a motion-compensated interpolated image signal that compensates for the rounding of the signal waveform of the image is formed. It is assumed that the control signals θ 1 and θ 2 are generated for each first frame, that is, for each converted frame.

撮像カメラを速度v1でパンしながら、速度v1
移動物体例えば人物を背景例えば樹木とともに撮
像している状態を示すと、かかる場合には、移動
物体がカメラのパン方向にパン速度と同じ速度で
平行移動していることになるので、移動物体につ
いては、カメラに対する相対速度が零となるか
ら、移動物体像は画面上においては静止画像領域
となり、反対に、静止している背景の方が画面上
では動き画像領域となる。動き・動きベクトル検
出回路24においては、入力順次走査画像信号の
フレーム間差信号に基づいて制御信号θ1,θ2を検
出し、その制御信号θ1,θ2より前述したように動
き調整バツフアメモリ22,23を制御して入力
順次走査画像信号の動き画像領域に対して画像の
動きによるぼけやジヤキーネスを補償した動き補
償内挿画像信号を形成させる。次にその動き補償
内挿画像信号と直線内挿画像信号を加重加算して
合成する際に、フレーム間差信号が小さい方の内
挿画像信号に対する加重比を大きくするように可
変係数器17および18をそれぞれ制御するよう
にした制御信号θ3を形成する。
In this case, the moving object moves in the panning direction of the camera at the same speed as the panning speed. Since the moving object is moving in parallel with the speed, the relative speed to the camera is zero, so the moving object image becomes a still image area on the screen, and conversely, the moving object image becomes a static image area on the screen. becomes a moving image area on the screen. In the motion/motion vector detection circuit 24, control signals θ 1 and θ 2 are detected based on the inter-frame difference signal of the input sequential scanning image signal, and the control signals θ 1 and θ 2 are used to detect the motion adjustment buffer memory as described above. 22 and 23 are controlled to form a motion compensated interpolated image signal that compensates for blur and jerkiness due to image movement in the moving image area of the input sequentially scanned image signal. Next, when the motion compensated interpolation image signal and the linear interpolation image signal are weighted and combined, the variable coefficient unit 17 and A control signal θ 3 is formed to control each of the signals 18 and 18 respectively.

したがつて、線形補間フイルタからの直線内挿
画像信号を可変係数器17に供給するとともに、
動き調整バツフアメモリ22,23からの動き補
償内挿画像信号を可変係数器18に供給し、それ
らの可変係数器17および18の各係数lおよび
(1−l)を動き・動きベクトル検出回路24か
らの上述した制御信号θ3により相補的に可変制御
したうえで、それらの可変係数器の出力画像信号
を加算器20により加算合成し、Mライン/Lフ
レーム方式のフレーム数変換出力順次走査画像信
号として取出せば、パン撮像出力画像信号に対し
ては、画面上動き画像領域となる大面積の背景画
像は、画像の動きによるぼけやジヤキーネスの少
ない動き補償内挿画像信号成分の大きい変換出力
画像となり、また、画面上静止画像領域となる移
動物体画像は、線形補間による完全な直線内挿画
像信号成分の大きい変換出力画像信号となり、そ
の結果、従来の直線内挿補間のみに比し、画面全
体として画像の動きによる画質劣化が極めて少な
いフレーム数変換出力画像信号が得られる。
Therefore, while supplying the linear interpolation image signal from the linear interpolation filter to the variable coefficient unit 17,
The motion compensation interpolation image signals from the motion adjustment buffer memories 22 and 23 are supplied to the variable coefficient unit 18, and the respective coefficients l and (1-l) of the variable coefficient units 17 and 18 are supplied from the motion/motion vector detection circuit 24. After complementary variable control using the control signal θ 3 described above, the output image signals of these variable coefficient units are added and synthesized by the adder 20, and the frame number conversion output sequential scanning image signal of the M line/L frame method is obtained. For the pan imaging output image signal, a large-area background image that is a moving image area on the screen becomes a converted output image with a large motion compensation interpolation image signal component with less blur and jaggedness due to image movement. In addition, a moving object image that is a still image area on the screen becomes a converted output image signal with a large linear interpolation image signal component by linear interpolation, and as a result, the entire screen is As a result, a frame number-converted output image signal with extremely little image quality deterioration due to image movement can be obtained.

しかしながら前記特許出願では、すでに述べた
ように、特定の被写体をフオローするカメラのパ
ン、チルトによる画像に対しては十分効果が得ら
れるものであるが、例えば第2図に示すような同
一画面中に左右に向つて走行する自動車が、目立
つ大きさ存在する特殊な画像の場合には、効果が
十分得られない欠点がある。これは画面中におい
て1つしか動きベクトル検出動き調整機能を備え
ていないためであり、本発明はこのような特殊な
画像の場合を含めてフレーム変換における画質劣
化を低減しようとするものである。
However, as mentioned above, in the above patent application, although it is sufficiently effective for images created by panning and tilting the camera to follow a specific subject, for example, when shooting images on the same screen as shown in Figure 2, In the case of a special image in which a car traveling left and right is conspicuously large, there is a drawback that the effect cannot be obtained sufficiently. This is because only one screen has a motion vector detection motion adjustment function, and the present invention aims to reduce image quality deterioration during frame conversion, including in the case of such special images.

第1図に本発明装置の実施例の構成を示す。前
記特願昭59−244638号発明実施例の構成図第10
図と本発明実施例の構成図第1図とを比較すれば
明らかなごとく、本発明の骨子は前記特願昭59−
244638号を一歩進めた発明である。第10図では
動き調整バツフアメモリの組22,23は単に1
個であつたが、第1図においては複数組6,7存
在する(第1図では4組の例を示してある)。こ
れによつて第2図に示すような同一画面中に2個
以上の大きさの被写体をフオローしようとするも
のである。
FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the device of the present invention. Block diagram No. 10 of the embodiment of the invention of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 59-244638
As is clear from the comparison between the figure and FIG. 1, which is a block diagram of an embodiment of the present invention, the gist of the present invention is
This invention is one step further than No. 244638. In FIG. 10, the movement adjustment buffer memory set 22, 23 is simply 1
However, in FIG. 1, there are a plurality of sets 6, 7 (an example of 4 sets is shown in FIG. 1). With this, it is possible to follow objects of two or more sizes on the same screen as shown in FIG.

また第10図は直線内挿画像信号(19の出
力)と動き補償内挿画像信号(21の出力)とは
混合される20前に、動き・動きベクトル検出回
路24からの制御信号θ3により制御された相補的
可変係数l、1−lが乗ぜられているのに対し、
第1図ではまず連続したNおよびN+1フレーム
の原画像信号から形成した直線内挿の新たなフレ
ームの直線内挿画像信号(1,2,3,4,5で
形成、第10図の13,14,15,16,19
に対応しこの部分は同じ)と、動きベクトル検出
回路9により検出された複数の動きベクトルによ
り制御された複数のNおよびN+1フレームの動
き補償画像信号(それぞれ6,7の出力)から形
成した複数の新たなフレームの動き補償内挿画像
信号(それぞれ8の出力)とを用意し、Nおよび
N+1フレームの原画像信号と、複数のNおよび
N+1フレームの動き補償画像信号(それぞれ
6,7の出力)とにおけるそれぞれのフレーム間
差の絶対値(それぞれ10の出力)を最小値ラベ
ル検出回路11に導いて、それらフレーム間差の
絶対値を比較して最小値を求め、それら絶対値の
最小値に対する前記直線内挿画像信号、もしくは
前記複数の動き補償内挿画像信号のいずれかを信
号選択回路12で選択し、変換出力画像信号を得
ている(Mライン/NフレームをMライン/Lフ
レームに変換)。
Furthermore, in FIG. 10, the linear interpolation image signal (output of 19) and the motion compensation interpolation image signal (output of 21) are controlled by the control signal θ 3 from the motion/motion vector detection circuit 24 before being mixed 20. While multiplied by controlled complementary variable coefficients l, 1-l,
In FIG. 1, first, a new frame of linearly interpolated image signals (formed by 1, 2, 3, 4, 5, 13, 13 in FIG. 10, 14, 15, 16, 19
, and this part is the same), and a plurality of N and N+1 frames of motion compensated image signals (outputs of 6 and 7, respectively) controlled by a plurality of motion vectors detected by the motion vector detection circuit 9. New frames of motion-compensated interpolated image signals (8 outputs each) are prepared, and N and N+1 frames of original image signals and multiple N and N+1 frames of motion-compensated image signals (6 and 7 outputs, respectively) are prepared. ) and (10 outputs each) are led to the minimum value label detection circuit 11, the absolute values of these interframe differences are compared to find the minimum value, and the minimum value of these absolute values is The signal selection circuit 12 selects either the linearly interpolated image signal for the linear interpolation image signal or the plurality of motion compensated interpolated image signals to obtain the converted output image signal (M lines/N frames are converted into M lines/L frames). Conversion to).

以上が本発明装置構成の主要部分の説明である
が、次に第1図示の動きベクトル検出回路の中味
についてその一実施例を記述し、画面中目立つた
動きをする複数の動き画像部分に対応する動きベ
クトルの正しい検出法を明らかにする。
The above is an explanation of the main parts of the configuration of the device of the present invention.Next, an example of the contents of the motion vector detection circuit shown in the first diagram will be described, and it will correspond to a plurality of moving image parts that make noticeable movements on the screen. We will clarify the correct method for detecting motion vectors.

動きベクトルの検出方法 すでに説明したように、本発明では同一画像に
含まれる複数の異なつた動き画像部分に対して適
切な動き補償を行なつた内挿画像信号を形成する
ために、第1図示の動きベクトル検出回路24を
設けて、前記異なつた複数の動き画像部分に対応
する動きベクトルを検出している。
Motion Vector Detection Method As already explained, in the present invention, in order to form an interpolated image signal in which appropriate motion compensation has been performed for a plurality of different motion image parts included in the same image, the method shown in FIG. A motion vector detection circuit 24 is provided to detect motion vectors corresponding to the plurality of different motion image parts.

この場合に適合する正しい動きベクトルを検出
するために、本発明では特に、方式変換すべき画
像信号を対象とする異なつた動き画像部分の数や
統計的な画面上の位置などに対応した複数の領域
に分割するとともに、各分割領域からの動きベク
トル検出にあたり、所要の動き画像における動き
ベクトル量に対応する荷重検出法を適用した。
In order to detect the correct motion vector suitable for this case, the present invention particularly provides a plurality of motion vectors corresponding to the number of different motion image parts and the statistical positions on the screen of the image signal to be converted. In addition to dividing the image into regions, in detecting motion vectors from each divided region, a load detection method corresponding to the amount of motion vectors in the required motion image was applied.

以下にこの検出方法の具多例につて第3図を参
照して説明する。第3図aは画像の複数領域への
分割例として左右・上下に分割した場合(4分
割)を示す。各動きベクトルはこの分割領域毎に
検出するために、各分割領域内には第3図bに示
すごとく多数の動きベクトル検出小ブロツクを設
けてある。この小ブロツクは一画面全体で4000個
程度したがつて一分割領域には1000個程度にな
る。
Examples of this detection method will be explained below with reference to FIG. FIG. 3a shows an example of dividing an image into a plurality of regions, in which the image is divided horizontally and vertically (four divisions). In order to detect each motion vector in each divided area, a large number of motion vector detection small blocks are provided in each divided area as shown in FIG. 3b. There are about 4,000 small blocks in one entire screen, so there are about 1,000 in one divided area.

各小ブロツクの大きさは、検出すべき動きベク
トルの最大値を考慮して定められ、その範囲に含
まれる画素数は第3図cに示すごとく例えば垂直
方向上下4ライン、水平方向左右20サンプル程度
に選ばれる。したがつて小ブロツクの中心の画素
Pijに対して、この画素から各サンプル点に向う
動きベクトルVnは320程度考慮することができ
る。
The size of each small block is determined by taking into account the maximum value of the motion vector to be detected, and the number of pixels included in that range is, for example, 4 lines vertically (up and down) and 20 samples horizontally (left and right), as shown in Figure 3c. selected according to degree. Therefore, the center pixel of the small block
For Pij, about 320 motion vectors Vn from this pixel to each sample point can be considered.

動きベクトル検出小ブロツクを利用する所要の
動きベクトル検出法には、周知のマツチング法な
どがあり、詳細は省略するが、その大要は次の通
りである。画像信号のNおよびN+1フレーム信
号において、例えばNフレームの画像の各小ブロ
ツク毎にベクトルVnの移動を与えた後にN+1
フレーム信号との差を求め、各小ブロツクにおけ
る差の総和が最小となるベクトルをもつて動きベ
クトルとするものである。この関係を式で表わせ
ば次のようになる。
Required motion vector detection methods that utilize motion vector detection small blocks include the well-known matching method, and the details are omitted, but the gist is as follows. In N and N+1 frame signals of image signals, for example, after giving a movement of vector Vn to each small block of the N frame image, N+1
The difference from the frame signal is determined, and the vector that minimizes the sum of the differences in each small block is determined as a motion vector. This relationship can be expressed as follows.

Dvn=nij=1 dvnpij ただしDVnはベクトルVnの移動を与えたNフ
レーム信号とN+1フレーム信号との差の各ブロ
ツクの総和、dvnpijは小ブロツクPijにおけるベ
クトルVnを与えたNフレーム信号とN+1フレ
ーム信号との差、mは小ブロツクの数である。
Dvn= nij=1 dvnpij where DVn is the sum of each block of the difference between the N frame signal giving the movement of the vector Vn and the N+1 frame signal, and dvnpij is the sum of the difference between the N frame signal giving the vector Vn and N+1 in the small block Pij The difference from the frame signal, m, is the number of small blocks.

この式で表わされる動きベクトル検出法では、
画像の一様な動き部分の大小、動き量の大きさに
は無関係に動きベクトルが検出される欠点があ
り、本発明に適用する動きベクトル検出法として
は不充分である。その理由は画像領域を分割した
とはいえ、同一分割画像領域においても異なつた
動きの画像部分を含むこともあり、またこの領域
内のほとんどの画像には動きがないが、注目され
る小面積の動き画像部分が存在することもあるか
らである。
In the motion vector detection method expressed by this formula,
This method has the drawback that a motion vector is detected regardless of the size of a uniformly moving portion of an image and the amount of motion, and is therefore insufficient as a motion vector detection method applied to the present invention. The reason for this is that although the image area is divided, even the same divided image area may contain image parts with different movements, and most of the images within this area have no movement, but a small area that attracts attention This is because there may be a moving image portion.

そのため、本発明に適用する動きベクトル検出
においては、DVnからその最小値に対応するVn
を直接求めるのではなくて、所要の荷重係数Wn
をかけたWn×DVnについて、その最小値に対応
するVnを求めるようにしている。
Therefore, in motion vector detection applied to the present invention, from DVn to Vn corresponding to its minimum value.
Rather than directly finding the required load factor Wn
For the multiplied Wn×DVn, Vn corresponding to the minimum value is found.

第3図d〜fはこの荷重係数の例を示したもの
である。第3図dの場合は、特に水平方向の比較
的大きな動きベクトルが検出されやすく、垂直方
向や小さい動きベクトルは検出され難くしようと
する場合の荷重例であり、画面上水平方向に一定
速度以上で移動する画像部分から動きベクトルを
検出したい場合に適用される。
Figures 3d to 3f show examples of this load factor. The case shown in Figure 3 d is an example of a load in which relatively large motion vectors in the horizontal direction are likely to be detected, while small motion vectors in the vertical direction are difficult to detect. This is applied when you want to detect a motion vector from a moving image part.

第3図eは特に垂直方向の比較的大きな動きベ
クトルを検出する場合、第3図fは垂直、水平方
向の比較的大きな動きベクトルを検出する場合の
荷重例である。
FIG. 3e shows an example of a load when a relatively large motion vector in the vertical direction is detected, and FIG. 3f shows an example of a load when a relatively large motion vector in the vertical and horizontal directions is detected.

第3図d,e,f何れかの場合にも検出されや
すい方向のベクトルの荷重係数は小さく、検出さ
れ難い方向の荷重係数を大きくとることに注目さ
れたい。
Note that in any of cases d, e, and f in FIG. 3, the weighting coefficient for vectors in directions that are easy to detect is small, and the weighting coefficient for vectors in directions that are difficult to be detected is large.

次の最小値ラベル検出回路11から信号選択回
路12にいたる部分の本発明の適用して好適な実
施例について述べる。
Next, a preferred embodiment in which the present invention is applied to the portion from the minimum value label detection circuit 11 to the signal selection circuit 12 will be described.

動き補償内挿画像信号の画質改善 これまでに、直線内挿画像信号と複数の動き補
償内挿画像信号とから、フレーム間差の絶対値の
最小値もしくは、フレーム間差信号の総和に荷重
係数を乗じた上で求めた最小値に応じて、所要の
内挿画像信号を選択し、変換出力画像信号とする
ことを述べたが、当該サンプル点に関する前記最
小値のみによつて内挿画像信号を選択すると、直
線内挿画像部分と複数の動き補償内挿画像部分
間、または動き補償内挿画像部分相互間の接続点
などでいわゆる虫くい状の画質劣化を生ずる場合
がある。
Improving the image quality of motion-compensated interpolated image signals Up to now, from a linear interpolated image signal and multiple motion-compensated interpolated image signals, a weighting coefficient has been applied to the minimum absolute value of the inter-frame difference or the sum of the inter-frame difference signals. As described above, the required interpolated image signal is selected according to the minimum value obtained by multiplying by If this is selected, so-called bug-like image quality deterioration may occur at connection points between a linear interpolation image portion and a plurality of motion-compensated interpolation image portions, or between motion-compensation interpolation image portions.

この画質劣化を防止するための構成例を第4図
に示す。第4図中の最小値のラベル検出回路11
および信号選択回路12は本発明の実施例である
第1図中の同名のブロツクを同じであり、第4図
ではこの両回路ブロツクの間にエリヤフイルタ3
1を設けて前記の虫くい状画質劣化を防止するよ
うにした。
FIG. 4 shows an example of a configuration for preventing this image quality deterioration. Minimum value label detection circuit 11 in Fig. 4
The signal selection circuit 12 and the signal selection circuit 12 have the same block with the same name in FIG. 1 which is an embodiment of the present invention, and in FIG.
1 is provided to prevent the above-mentioned bug-like image quality deterioration.

このエリヤフイルタ31の構成は例えば第5図
のように、複数の1Hメモリ33、1サンプルメ
モリ34などからなり、二次元的なサンプル領域
を形成するフイルタである。第6図は当該サンプ
ル点を中心とする二次元的サンプル領域とその領
域に収容されたデータの例を示したものである。
この例では当該サンプル点を中心に垂直5サンプ
ル、水平15サンプル75のサンプル領域をもつてい
る。また収容されたデータはラベルを“0”と
“1”の2つの場合を示した。この2種のラベル
は例えば2種の動きベクトルに対応するものと考
えればよい。第6図の収容データの場合、第1図
の構成では、第6図の中央ハツチ部分(当該サン
プル点)のデータであるラベル“1”の内挿画像
信号が選択されることとなるが、この構成例では
サンプル領域に含まれる“0”および“1”のラ
ベルのそれぞれの数がチエツクされ、第5図の比
較回路36において別に設定したスレシホールド
レベルと比較され、スレシホールド以上の数のラ
ルが出力される。第6図のサンプル領域では総数
75なので38以上の数のラベルが出力される。
For example, as shown in FIG. 5, the area filter 31 is composed of a plurality of 1H memories 33, 1 sample memories 34, etc., and is a filter that forms a two-dimensional sample area. FIG. 6 shows an example of a two-dimensional sample area centered on the sample point and data stored in the area.
In this example, there is a sample area of 75 samples with 5 vertical samples and 15 horizontal samples centered around the sample point. Also, the stored data showed two cases with labels "0" and "1". These two types of labels may be considered to correspond to, for example, two types of motion vectors. In the case of the stored data in FIG. 6, with the configuration in FIG. 1, the interpolated image signal with the label "1", which is the data in the central hatched part (the sample point) in FIG. 6, is selected. In this configuration example, the number of "0" and "1" labels included in the sample area is checked and compared with a separately set threshold level in the comparator circuit 36 of FIG. A number of rals are output. In the sample area of Figure 6, the total number
75, so more than 38 labels will be output.

なおラベルが3種以上の場合も同様であるが、
その場合は最大の数のラベルが出力され、対応す
る内挿画像信号を選択する。
The same applies if there are three or more types of labels,
In that case, the maximum number of labels will be output and the corresponding interpolated image signal will be selected.

第7図は虫くい状画質劣化防止の他の構成例で
ある。最小値判定回路の入力に対して、それらの
判定出力のそれぞれに対して前記のエリヤフイル
タを設け、それらのフイルタ出力値のうち最大値
を判定して当該サンプル点のラベルとし内挿信号
の選択を行なうものである。
FIG. 7 shows another configuration example for preventing the bug-like image quality deterioration. For the input of the minimum value judgment circuit, the above-mentioned area filter is provided for each judgment output, and the maximum value among the output values of these filters is judged and used as a label for the sample point and an interpolated signal is selected. This is what we do.

(発明の効果) 以上述べてきたように、本発明装置を使用すれ
ば、テレビジヨン画像信号のフレーム数を変換す
るに際し、比較的目につき易くかつ異なつた画像
部分が複数個あつても変換に伴つて生ずるぼけお
よびジヤキーネスなどの画質劣化を軽減すること
ができる。
(Effects of the Invention) As described above, if the device of the present invention is used, the number of frames of a television image signal can be converted even if there are a plurality of image parts that are relatively easily visible and different. It is possible to reduce image quality deterioration such as blurring and jaggedness that occurs.

また本発明装置の動きベクトル検出方法に従来
にない荷重係数手法を用いることにより、あらか
じめ目につき易い方向の移動を強調して検出でき
るので、より良好なフレーム数変換が可能であ
る。
Further, by using an unprecedented weighting coefficient method in the motion vector detection method of the apparatus of the present invention, movement in a direction that is easily seen can be emphasized and detected in advance, so that better frame number conversion is possible.

またさらに最小値ラベル検出回路と信号選択回
路の間にエリヤフイルタを設けた信号処理をする
ことにより、内挿画像信号が異なる部分間の境目
のいわゆる虫くい状の画質劣化を除去してより良
好なフレーム数変換を可能とすることができる。
Furthermore, by performing signal processing by installing an area filter between the minimum value label detection circuit and the signal selection circuit, the so-called bug-like image quality deterioration at the boundary between different parts of the interpolated image signal can be removed and improved. Frame number conversion can be made possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明装置の実施例の構成を示す図、
第2図は本発明の1特徴を説明するための挿絵図
で、第2図aはNフレーム画像(原画像)、第2
図bはN+1フレーム画像(原画像)、第2図c
は直線内挿画像、第2図dは車Aに対する動き補
償内挿画像、第2図eは車Bに対する動き補償内
挿画像を示す図、第3図は本発明の動きベクトル
検出方法を説明するための図で、第3図aは画像
分割の例を示し、第3図bはその1画像分割領域
の小ブロツクへの分割を示し、第3図cはその1
小ブロツクを示し、第3図d,e,fは各々荷重
係数の例を示す図、第4,5,6,7図は本発明
装置のエリヤフイルタの働きを説明するための
図、第8,9,10図は従来方式の変換装置を説
明するための図である。 1,13……フレーム順位回路、2,14……
フレームメモリ、3,4,15,16,17,1
8……係数垂算器、5,8,19,20,21…
…加算器、6,7,22,23……動き調整バツ
フアメモリ、9……動きベクトル検出回路、10
……絶対値回路(ABS)、11……最小値ラベル
検出回路、12……信号選択回路、24……動
き・動きベクトル検出回路、31……エリヤフイ
ルタ、32……最大値判定回路、33……1Hメ
モリ、34……1サンプルメモリ、35……総和
加算、34……比較回路、41……補間フイル
タ、42……間引き回路。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the device of the present invention;
Fig. 2 is an illustration for explaining one feature of the present invention. Fig. 2a is an N frame image (original image),
Figure b is the N+1 frame image (original image), Figure 2 c
is a linear interpolation image, FIG. 2d is a motion-compensated interpolation image for car A, FIG. 2e is a motion-compensated interpolation image for car B, and FIG. 3 explains the motion vector detection method of the present invention. Figure 3a shows an example of image division, Figure 3b shows the division of one image division area into small blocks, and Figure 3c shows the division of one image division area into small blocks.
3d, e, and f are diagrams each showing an example of a load coefficient; FIGS. 4, 5, 6, and 7 are diagrams for explaining the function of the area filter of the device of the present invention; and FIG. 8 is a diagram showing a small block. , 9 and 10 are diagrams for explaining a conventional conversion device. 1, 13...Frame order circuit, 2, 14...
Frame memory, 3, 4, 15, 16, 17, 1
8... Coefficient accumulator, 5, 8, 19, 20, 21...
...Adder, 6, 7, 22, 23...Motion adjustment buffer memory, 9...Motion vector detection circuit, 10
... Absolute value circuit (ABS), 11 ... Minimum value label detection circuit, 12 ... Signal selection circuit, 24 ... Motion/motion vector detection circuit, 31 ... Area filter, 32 ... Maximum value judgment circuit, 33 ... 1H memory, 34 ... 1 sample memory, 35 ... total sum addition, 34 ... comparison circuit, 41 ... interpolation filter, 42 ... thinning circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 テレビジヨン方式のフレーム数を変換するに
当り、連続したNおよびN+1フレームの原画像
信号から、直線内挿により新たなフレームの直線
内挿画像信号を形成するとともに、前記原画像を
複数の領域に分割して、それぞれの領域の画像の
移動の方向および距離に応じた動きベクトルを検
出し、これらのベクトルに応じて前記NおよびN
+1フレームの原画像信号全体をそれぞれ移動さ
せた複数のNおよびN+1フレームの動き補償画
像信号を形成して、複数の新たなフレームの動き
補償内挿画像信号を形成し、NおよびN+1フレ
ームの前記原画像信号と、前記複数のNおよびN
+1フレームの動き補償画像信号とにおけるそれ
ぞれのフレーム間差の絶対値から、それら絶対値
の最小値に対応する前記直線内挿画像信号、もし
くは前記複数の動き補償内挿画像信号のいずれか
を選択することにより、変換出力画像信号を形成
するようにしたことを特徴とする方式変換装置。 2 前記それら絶対値の最小値を求めるに際し、
ベクルトVnの移動を支えたNフレーム信号とN
+1フレーム信号との差の各小ブロツクの総和
に、所望の係数を乗じた上で最小値を求めること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方式変
換装置。 3 前記いずれかを選択するに際し、最小値のラ
ベル検出回路と信号選択回路間にエリヤフイルタ
を設けて信号処理をおこない、異なる内挿画像信
号が出力される新たなフレームの互いに異なる領
域の境界の、虫くい状画質劣化を防止したことを
特徴する特許請求の範囲第1項記載の方式変換装
置。
[Scope of Claims] 1. In converting the number of frames of a television system, a linearly interpolated image signal of a new frame is formed by linear interpolation from the original image signals of consecutive N and N+1 frames, and The original image is divided into a plurality of regions, a motion vector is detected according to the direction and distance of movement of the image in each region, and the above-mentioned N and N are detected according to these vectors.
forming a plurality of N and N+1 frames of motion compensated image signals by respectively shifting the entire +1 frame of the original image signal to form a plurality of new frames of motion compensated interpolated image signals; The original image signal and the plurality of N and N
Select either the linearly interpolated image signal or the plurality of motion-compensated interpolated image signals corresponding to the minimum value of the absolute values from the absolute values of the inter-frame differences between the +1 frame motion-compensated image signal and the motion-compensated image signal of +1 frame. A system conversion device characterized in that a converted output image signal is formed by performing the following steps. 2. When determining the minimum value of those absolute values,
N frame signal and N that supported the movement of vector Vn
2. The system conversion device according to claim 1, wherein the minimum value is determined by multiplying the sum of each small block of the difference from the +1 frame signal by a desired coefficient. 3. When selecting one of the above, an area filter is provided between the minimum value label detection circuit and the signal selection circuit to perform signal processing, and the boundary between different regions of a new frame in which different interpolated image signals are output is detected. 2. The system conversion device according to claim 1, wherein the system conversion device prevents a bug-like image quality deterioration.
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