JPH05207432A - デジタル映像信号方式変換方法及び装置 - Google Patents

デジタル映像信号方式変換方法及び装置

Info

Publication number
JPH05207432A
JPH05207432A JP4224370A JP22437092A JPH05207432A JP H05207432 A JPH05207432 A JP H05207432A JP 4224370 A JP4224370 A JP 4224370A JP 22437092 A JP22437092 A JP 22437092A JP H05207432 A JPH05207432 A JP H05207432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
digital video
field
signal
interpolation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4224370A
Other languages
English (en)
Inventor
Clive H Gillard
ヘンリー ギラード クライブ
John W Richards
ウィリアム リチャーズ ジョン
Stephen M Keating
マーク キーティング スティーブン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Broadcast and Communications Ltd
Original Assignee
Sony Broadcast and Communications Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Broadcast and Communications Ltd filed Critical Sony Broadcast and Communications Ltd
Publication of JPH05207432A publication Critical patent/JPH05207432A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/01Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
    • H04N7/0135Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving interpolation processes
    • H04N7/014Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving interpolation processes involving the use of motion vectors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/01Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
    • H04N7/0102Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving the resampling of the incoming video signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方式変換後の出力信号により表示される画像
に人工歪が発生しないようにする。 【構成】 デジタル映像入力信号とデジタル映像出力信
号が異なるフレームレートとフレーム当り異なる画素ラ
イン数を有する場合、これらのデジタル映像入力信号を
デジタル映像出力信号に変換する方法において、デジタ
ル映像入力信号からプログレッシブ走査フォーマットに
よる第1のフレーム列を作成し、第1のフレーム列から
第2のフレーム列の少なくともいくつかのフレームを作
成する際、連続したこの第1フレーム列のフレーム間で
動き補正型時間補間を用いて、異なるフレームレートと
なるように第2のフレーム列を作成し、フレーム当り異
なる画素ライン数を与えるように垂直空間補間を行うよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デジタル映像信号の方
式変換方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高解像度デジタル映像に関し、異なった
フォーマット方式が世界各地で実用化されている。例え
ば、アメリカではSMPTE 240M方式が採用され、この方式
の特徴は、フレーム当り1125ライン、インターレー
ス比2:1、毎秒60フィールド及び有効画素領域フレ
ーム当り水平方向1920画素×垂直方向1035画素
である。他方、提案されているヨーロッパ方式は、フレ
ーム当り1250ライン、インターレース比2:1、毎
秒50フィールド及び有効画素領域フレーム当り水平方
向1920画素×垂直方向1152画素を特徴とするも
のである。これら2つの高解像度フォーマット方式の間
には、一方の方式で得られるか又は一方の方式に変換さ
れた映像を他方の方式に変換できるような手段が必要で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、デジタル入
力映像信号とデジタル出力映像信号が異なるフレームレ
ートとフレーム当り異なる画素ライン数を持つ場合の変
換方法及び装置において、出力信号により表示される画
像に人工歪(artifacts )が全く発生しないか或はほと
んど無いようにすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のデジタル映像信
号の方式変換方法は、例えば図3及び図4に示す如く、
デジタル映像入力信号とデジタル映像出力信号が異なる
フレームレートとフレーム当り異なる画素ライン数とを
有する場合、これらのデジタル映像入力信号をデジタル
映像出力信号に変換する方法において、デジタル映像入
力信号からプログレッシブ走査フォーマットによる第1
のフレームを作成し、第1のフレーム列から第2のフレ
ーム列の少なくともいくつかのフレームを作成する際、
連続したこの第1フレーム列のフレーム間で動き補正型
時間補間を用いて、異なるフレームレートとなるように
第2のフレーム列を作成し、フレーム当り異なる画素ラ
イン数を与えるように垂直空間補間を行うようにした。
【0005】また、本発明のデジタル映像信号の方式変
換装置は、第1のフレームレート及びフレーム当り第1
の画素ライン数を持つデジタル映像信号源となるデジタ
ル映像信号再生装置11と、第1のフレームレートとは
異なる第2のフレームレート及び第1の画素ライン数と
は異なるフレーム当りの第2の画素ライン数を有する、
供給されるデジタル映像信号を記録するデジタル映像信
号記録装置14と、デジタル映像信号再生装置11及び
デジタル映像信号記録装置14間に接続され、源信号の
フォーマットを供給される信号のフォーマットに変換す
る手段12とを具えるものである。
【0006】本発明は、動き補正型時間補間に垂直空間
補間を付加することにより、出力画像の劣化を殆ど起こ
さない。この動き補正型時間補間についてはあとで説明
するが、1990年11月7日公開のイギリス特許出願
第GB 2231228 A号及び対応するアメリカ出願(以下「先
願」と云う)に詳細に記載されている。
【0007】デジタル映像出力信号(以下、単に「出力
信号」という。)がデジタル入力映像信号(以下、単に
「入力信号」という。)より大きなフレーム当りの有効
画素ライン数を持つ場合(例えばSMPTE 240M方式をヨー
ロッパ方式に変換する場合)、フレーム当りの有効画素
ライン数を増加させるために垂直空間補間を動き補正型
時間補間後に行うのがよい。
【0008】あるいは出力信号が入力信号より小さなフ
レーム当りの有効画素ライン数を有する場合(例えばヨ
ーロッパ方式からSMPTE 240M方式へ変換する場合)、フ
レーム当りの有効画素ライン数を減少させるために垂直
空間補間を動き補正型時間補間前に行うのがよい。
【0009】このような手順で補間を行うことにより、
動き補正形の時間補間で発生させるフレーム当りの画素
数が低減できる。
【0010】入力信号が2:1のインターレースフィー
ルド走査フォーマットである場合、プログレッシブ走査
フォーマットによる第1のフレームを作成する際に、か
かる第1フレーム列の各フレームが入力信号の各フィー
ルド毎に作成される。
【0011】また、処理回数を多くするためと、スロー
モションにおける変換処理のモニタを可能にするために
は、入力信号のフィールドがN回の反復レートで反復さ
れ、反復する入力信号のNフィールド毎に第1のフレー
ム列の新たなフレームを発生させるのがよい。
【0012】出力信号が2:1のインターレースフィー
ルド走査フォーマットである場合、第2フレーム列の各
フレームは、一対の2:1のインターレース走査フィー
ルドから成り、異なる量の時間補間を連続する第2フレ
ーム列のフィールドに適用すればよい。
【0013】特に、入力信号がフィールドレート60H
z 、2:1のインターレースフィールド走査フォーマッ
トを有し、出力信号がフィールドレート50HZ 、2:
1のインターレースフィールド走査フォーマットを有す
る場合(例えばSMPTE 240M方式からヨーロッパ方式へ変
する場合)、第2フレーム列において連続する5つのフ
ィールドを1群とした4つの群を、連続する第1フレー
ム列の各フレーム間の方向に、夫々o+0.2、o+
0.4及びo+0.8(ただし、oは一定のオフセット
値)の時間補間を行うことにより発生させるようにす
る。
【0014】この場合、一定のオフセット値oを0.1
とするのがよい。
【0015】あるいは入力信号がフィールドレート50
Hz 、2:1のインターレースフィールド走査フォーマ
ットを有し、出力信号がフィールドレート60Hz 、
2:1インターレースフィールド走査フォーマットを有
する場合(例えばヨーロッパ方式からSMPTE 240M方式へ
変換する場合)、第2フレーム列において連続する6つ
のフィールドを1群とした5つの群を、連続する第1フ
レーム列の各フレーム間の方向に、夫々o+0.83
3、o+0.667、o+0.5、o+0.333及び
o+0.167(ただし、oは一定のオフセット値)の
時間補間を行うことにより発生させるようにする。
【0016】この場合、一定のオフセット値oは0.0
83とするのがよい。
【0017】いずれの場合にも一定のオフセット値o
は、択一的に0とすることができる。
【0018】また、この場合には、群中の残存フィール
ドについては時間補間を施すことなく発生させる。
【0019】しかしながら、ノイズのレベル変調を低減
させるために、群中の残存フィールドが、連続する第1
フレーム列の各フレーム間の方向にoの時間補間を行う
ことにより発生させることも出来る。
【0020】さらに、第2フレーム列の各フィールド内
の各画素値が、各々の時間補間量に応じて重み付けされ
た夫々の連続するフレーム中の各画素値から導出される
ようにする。
【0021】
【実施例】先願に詳細に述べられ且つ図1に概略的に示
すように、あるフィールド(フレーム)レートから他の
フィールド(フレーム)レートへ変換する高解像度デジ
タル映像の方式変換は、デジタルビデオテープレコーダ
(VTR)11を用いて反復するフィールド(フレー
ム)により低速度で変換すべき信号を再生し、この変換
すべき信号を方式変換器12に供給して反復するフィー
ルド(フレーム)の変換信号を出力し、フレームメモリ
13で反復する各フィールド(フレーム)の1つを記憶
すると共に、フレームメモリ13から一時的に記憶され
たフィールド(フレーム)を同時に出力してデジタルV
TR14に記憶させることにより行う。上記各構成部分
は、入出力装置16、17、18が接続されたシステム
コントローラ15により制御されると共に、モニタ1
9、20が入出力信号を表示するために設けられてい
る。
【0022】先願に詳細に述べられ且つ図2に概略的に
示すように、方式変換器12はプログレッシブ(連続)
走査変換器42及び動き補正型時間補間器48から成
り、このプログレッシブ走査変換器42は入力フィール
ド(フレーム)から一連のプログレッシブ走査フレーム
を作成し、動き補正型時間補間器48はプログレッシブ
走査フレームから出力フィールド(フレーム)を発生す
る。但しこの出力フィールド(フレーム)はプログレッ
シブ走査フレームと時間的に全てが整合されているとは
限らない。時間的に整合させるためには、先願に詳述さ
れている一連の構成部分43〜47が、或る出力フィー
ルド(フレーム)中における各画素(又はその回りの小
区域)毎に1つの動きベクトルを発生させ、少なくとも
時間的に整合されていない出力フレーム中の各画素値
を、出力画素から空間的にずれ、また時間的に前後する
プログレッシブ走査フレーム中の画素値から、各動きベ
クトルに応じたベクトル及び2つのプログレッシブ走査
フレーム間の出力フィールド(フレーム)の時間的なオ
フセットによって導出する。
【0023】先願の構成においては、高解像度映像信号
は種々のフォーマットをもつことができるが、2つの電
気的フォーマットの1つに、毎秒60フィールド、2:
1のインターレースフォーマット、又は毎秒30フレー
ムのプログレッシブ走査フォーマットがある。例えば、
この信号はSMPTE 240M方式のものであり、更にフレーム
当り1125ライン、1920×1035個の有効画素
の特徴を有する。一方、他にも高解像度映像信号に関し
ては提案中のヨーロッパ方式等があり、提案されたヨー
ロッパ方式は、フレーム当り1250ライン、毎秒50
フィールド、2:1のインターレース及びフレーム当り
有効画素1920×1152個を特徴とするものであ
る。先願に詳述されている構成は、あとで説明するよう
にSMPTE 240M方式とヨーロッパ方式間を変換するように
改変できる。
【0024】図5及び6は、夫々SMPTE 240M方式とヨー
ロッパ方式によるフレームを示すものである。これら方
式間の変換を行うためには、フィールドレートの変更
(60Hz から50Hz へ、又はその逆)と共に、フレ
ーム当りの画素ライン数(1035から1152へ、又
はその逆)を変更させる必要があることが判る。
【0025】始めにフィールド速度の変更について考え
ると、SMPTE 240M方式からヨーロッパ方式へ変換するた
めには、図7に示した概念が取られる。7図のAは、SM
PTE240Mの入力信号の内、一連の5つのフレーム(1〜
5)を示し、各フレームは奇数(0)及び偶数(E)の
フィールドを持っている。先願に詳述されている動き適
合技法を使用したプログレッシブ走査変換器42(図
3)を用いて、同図Aの入力信号からプロブレッシブ走
査方式による同図Dの一連のフレーム(1〜8)が形成
される。従って同図Dのフレームは、60Hz のフレー
ムレートとなる。同図Dのこのフレームは時間補間器4
8に加えられると共に、他の回路43〜47に加えら
れ、動き補正形時間補間技法を用いることによって、同
図Gに示すように2:1でインターレース走査され、5
0Hz のフィールドレートを持つ一連のフィールド10
´、1E´、・・・・3E´を発生、即ちヨーロッパ方式の
フィールドレートに変換される。
【0026】さらに、図8及び9を参照してフィールド
レートの変換動作を詳述する(図8の後に図9が続
く)。左方のカラムAは、20分の1の速度で再生され
るVTR11(図1)(この場合、SMPTE 240M方式のV
TR)のビデオテープ上の一連のフィールド10、1
E、20、2E、・・・・を示すものである。このため、各
フィールドはカラムBに示すように20回反復される。
反復されるフィールドの20個毎に1フィールドがプロ
グレッシブ走査変換器42(図2)内の3つのフィール
ドメモリC1 、C2 、C3 の1つに夫々蓄積される。従
って これらフィールドメモリは、図8のカラムCに示
される如く、直前の3つの入力フィールドを含むことに
なる。また、プログレッシブ走査変換器42はフィール
ドメモリC1、C2、C3 の3つのフィールドから、カラ
ムDに示す2つに分かれた一連のプログレッシブ走査フ
レーム1、2、3、・・・・を形成し、それらのフレームが
交互にフレームメモリD1 及びD2 に保持されるので、
これらフレームメモリには直前の2つのプログレッシブ
走査フレームが含まれる。フレーム1、2、3、・・・・は
先願に詳述された動き適合技法を用いて発生される。フ
レームメモリD1 、D2に保持されたフレームは、入力
フィールド10、1E、20、2E、・・・・が変わるのと
同じレートで発生されることに注目すべきである。時間
補間器48はフレームメモリD1 、D2 内の対となった
フレームから、先願の動き補正形時間補間技法を使っ
て、時間補間されたフィールド10´、1E´、20
´、2E´、・・・・を発生する。これは以下詳述するカラ
ムEに示される。
【0027】カラムEにはカラムBの反復入力フィール
ドの20個毎に新たなフィールドが発生し、時間補間器
48により新たに発生した各フィールド10´、1E
´、20´、2E´、・・・・は、カラムEに示す如く毎秒
50フィールドで20回反復され、反復されたフィール
ドはフレームメモリ13(図1)に出力される。20個
の出力フィールド毎に1つのフィールドが、図8のカラ
ムFに示す如く一時的にフレームメモリ13に格納さ
れ、格納されたフィールドが図9のカラムGに示される
如く断続記録モードで動作しているVTR14(図1)
(この場合、ヨーロッパ方式のVTR)に50Hz で断
続して同時に出力される。従って、VTR14により記
録される映像フィールドレートは、ヨーロッパ方式とな
る。
【0028】図7〜9に示した概念と先願に説明されて
いる概念との違いは、時間補間器48の時間解像度(時
間補間比)が修正されていることである。図7から判る
ように、最初の出力フィールド10´はプログレッシブ
走査フレーム1と時間的に整合しているので、この出力
フィールド10´は、単純にフレーム1の奇数番目のラ
インを取ることにより発生できる。或はノイズレベル変
調を少なくするために、図10に示すように、フィール
ド10´は時間的に整合された動きベクトルのフレーム
端で時間的に補間するようにしてもよい。即ち、出力フ
ィールド10´内の位置(x、y)の画素値O(x、
y)は、前又は時間的に整合されたフレーム1の位置
(x、y)(又はその回りの小区域)の画素値P(x、
y)と次のフレーム2内の位置(x+m(x、y)、y
+n(x、y))における画素値S(x+m(x、
y)、y+n(x、y))とを平均化することにより得
られる。次のフレーム2は、動きベクトル(m(x、
y)、n(x、y))により出力画素位置(x、y)か
ら変位している。言い換えれば、出力フィールド10´
については、 O(x、y)={P(x、y)+S(x+m(x、y)、y+n(x、y))} /2 で表せる。
【0029】次の出力フィールド1E´について、出力
画素は図11に示すように、各々の動きベクトルに沿っ
た方向において5分の1補間される。即ち、出力フィー
ルド1E´は、 O(x、y)={P(x−0.2m(x、y)、y−0.2n(x、y)) +S(x+0.8m(x、y)、y+0.8(x、y))}/2 となる。
【0030】出力フィールド20´、2E´及び30´
については、出力画素は図12、13及び14に示すよ
うに、各動きベクトルに沿って夫々5分の2、5分の3
及び5分の4補間される。即ち、 フィールド20´ O(x、y)={P(x−0.4m(x、y)、y−0.4n(x、y)) +S(x+0.6m(x、y)、y+0.6n(x、y))}/2 フィールド2E´ O(x、y)={P(x−0.6m(x、y)、y−0.6n(x、y)) +S(x+0.4m(x、y)、y+0.4n(x、y))}/2 フィールド30´ O(x、y)={P(x−0.8m(x、y)、y−0.8n(x、y)) +S(x+0.2m(x、y)、y+0.2n(x、y))}/2
【0031】5つのフィールド出力10´〜30´にお
いて、異なるフィールドの各動きベクトルに沿って距離
を変えることに加え、或る場合には時間的なオフセット
を補正するように前後のフレームP、S内の画素値に重
み付けすることが有利となることがある。即ち、異なる
フィールドの出力画素値O(x、y)は次のように作成
するのである。 フィールド10´ O(x、y)=1.0P(x、y)+0.0S(x+m(x、y)、y+n(x 、y)) 或は O(x、y)=P(x、y) フィールド1E´ O(x、y)=0.8P(x−0.2m(x、y)、y−0.2n(x、y)) +0.2S(x+0.8m(x、y)、y+0.8n(x、y)) フィールド20´ O(x、y)=0.6P(x−0.4m(x、y)、y−0.4n(x、y)) +0.4S(x+0.6m(x、y)、y+0.6n(x、y)) フィールド2E´ O(x、y)=0.4P(x−0.6m(x、y)、y−0.6n(x、y)) +0.6S(x+0.4m(x、y)、y+0.4n(x、y)) フィールド30´ O(x、y)=0.2P(x−0.8m(x、y)、y−0.8n(x、y)) +0.8S(x+0.2m(x、y)、y+0.2n(x、y))
【0032】動きベクトル方向に沿って他の時間補間
比、例えば0.1、0.3、0.5、0.7及び0.9
も使用できることは勿論である。この場合、画素値に重
み付を行い、出力画素値を次のように計算できる。 フィールド10´ O(x、y)=0.9P(x−0.1m(x、y)、y−0.1n(x、y)) +0.1S(x+0.9m(x、y)、y+0.9n(x、y)) フィールド1E´ O(x、y)=0.7P(x−0.3m(x、y)、y−0.3n(x、y)) +0.3S(x+0.7m(x、y)、y+0.7n(x、y)) フィールド20´ O(x、y)=0.5P(x−0.5m(x、y)、y−0.5n(x、y)) +0.5S(x+0.5m(x、y)、y+0.5n(x、y)) フィールド2E´ O(x、y)=0.3P(x−0.7m(x、y)、y−0.7n(x、y)) +0.7S(x+0.3m(x、y)、y+0.3n(x、y)) フィールド30´ O(x、y)=0.1P(x−0.9m(x、y)、y−0.9n(x、y)) +0.9S(x+0.1m(x、y)、y+0.1n(x、y))
【0033】これにより、出力フィールドが、図10〜
14に示した方法により発生したフィールドから10分
の1フィールド期間だけ遅れることになる。
【0034】フィールドレートをヨーロッパ方式からSM
PTE 240M方式へ変換するためには、図15に示した概念
を取る。同図Aは、ヨーロッパ方式の入力信号の内4フ
レーム(1〜4)を示し、各フレームは奇数(0)及び
偶数(E)を有する。同図Aの入力信号から、先願に述
べられている動き適合技法を使用したプログレッシブ走
査変換器42(図4)により、同図Dの一連のプログレ
ッシブ走査フォーマットのフレームが作成される。従っ
て同図Dのフレームは50Hz のフレームレートを持つ
ことになる。このフレームは時間補間器48に印加され
ると共に、関連する回路43〜47(図4)に供給さ
れ、動き補正型時間補間技法を採用して2:1でインタ
ーレース走査され、フィールドレート60Hz を持つ同
図Gに示す一連のフィールド10´、1E´、・・・・4E
´を発生、即ちSMPTE 240M方式に変換される。
【0035】更に、このフィールドレートの変換動作の
詳細を図16及び17に示す(図17は16に続く)。
左方のカラムAは20分の1の速度で動作するVTR1
1(図1)(この場合、ヨーロッパ方式のVTR)で再
生されるビデオテープ上の一連のフィールド10、1
E、20、2E、・・・・を示し、各フィールドはカラムB
に示す如く20回反復される。反復フィールドの20回
毎に1フィールドがプログレッシブ走査変換器42(図
4)内の3つのフィールドメモリC1、C2、C3の1つ
に夫々格納される。これらのフィールドメモリは、図1
6のカラムCに示されるように、直前の3つの入力フィ
ールドを格納するようにする。プログレッシブ走査変換
器42は、フィールドメモリC1 、C2 、C3 の3つの
フィールドから、カラムDに示す2つに分かれた一連の
プログレッシブ走査フレーム1、2、3、・・・・を形成す
る。カラムDのフレームは交互にフレームメモリD1 、
D2に格納され、これらのフレームメモリは直前の2つ
に分かれた一連のプログレッシブ走査フレームを格納す
ることになる。フレーム1、2、3、・・・・は先願の動き
適合技法により発生される。ここで注目すべきは、フレ
ームメモリD1 、D2に格納されたフレームが、入力フ
ィールド10、1E、20、2E、・・・・が変化するのと
同じレートで発生することである。時間補間器48(図
4)は、フレームメモリD1 、D2 の対のフレームか
ら、先願の動き補正型時間補間を修正した技法を用い
て、時間的に補間されたフィールド10´、1E´、2
0´・・・・を発生する。その詳細をカラムEにおいて下記
のように説明する。
【0036】カラムBの反復入力フィールドの3分の5
0毎にカラムEに新たなフィールドが発生し、時間補間
器48によって生じた新たな各フィールド10´、1E
´、20´、2E´、・・・・は、カラムEに示すように毎
秒60フィールドで20回反復され、これらの反復フィ
ールドはフレームメモリ13(図1)に出力される。図
16のカラムFに示されるように、20個の出力フィー
ルド毎に1つのフィールドが夫々フレームメモリ13に
記録され、格納されたフィールドがカラムGに示す断続
記録モードで動作するVTR14(図1)(この場合、
SMPTE 240M方式のVTR)に断続して毎秒60フィール
ドで同時に出力される。従って、VTR14に記録され
た映像のフィールドレートはSMPTE 240M方式のフォーマ
ットとなる。
【0037】図15〜17の方式において、時間補間器
48の時間解像度(時間補間比)は、前述した図10〜
14のフレーム(フィールド)と相似するように修正す
る必要がある。最初の出力フィールド10´は、プログ
レッシブ走査フレーム1と時間的に整合するので、フレ
ーム1の奇数ラインを取ることにより単純に発生でき
る。或はノイズレベル変調を低減させるために、フィー
ルド10′は、動きベクトルの整合したフレーム端で時
間的に補間出来る。即ち、出力フィールド10′内の位
置(x、y)の画素値O(x、y)は、前の或は時間的
に整合したフレーム1の位置(x、y)(又はその回り
の小区域)の画素値P(x、y)と、次のフレーム2の
位置(x+m(x、y)、y+n(x、y))(又はそ
の回りの小区域)の画素値S(x+m(x、y)、y+
n(x、y))との平均を取ることにより得られる。上
記次のフレーム2は出力画素位置(x、y)から動きベ
クトル(m(x、y)、n(x、y))によって変位し
ている。言い換えれば、出力フィールド10´について
は、 O(x、y)={P(x、y)+S(x+m(x、y)、y+n(x、y))} /2 となる。
【0038】次の出力フィールド1E´については、出
力画素は各動きベクトル方向に沿って、6分の5補間さ
れる。即ち、出力フィールド1E´については、 O(x、y)={P(x−0.833m(x、y)、y−0.833n (x、y))+S(x+0.167m(x、y)、 y+0.167n(x、y))}/2
【0039】出力フィールド20´、2E´、30´及
び3E´については、出力画素は各動きベクトル方向に
夫々3分の2、2分の1、3分の1及び6分の1の補間
が行われる。即ち、 フィールド20´ O(x、y)={P(x−0.667m(x、y)、y−0.667n (x、y))+S(x+0.333m(x、y)、 y+0.333n(x、y))}/2 フィールド2E´ O(x、y)={P(x−0.500m(x、y)、y−0.500n (x、y))+S(x+0.500m(x、y)、 y+0.500n(x、y))}/2 フィールド30´ O(x、y)={P(x−0.333m(x、y)、y−0.333n (x、y))+S(x+0.667m(x、y)、 y+0.667n(x、y))}/2 フィールド3E´ O(x、y)={P(x−0.167m(x、y)、y−0.167n (x、y))+S(x+0.833m(x、y)、 y+0.833n(x、y))}/2
【0040】ここで注目すべきは、各動きベクトル方向
に沿って、例えば12分の11、4分の3、12分の
7、12分の5、4分の1及び12分の1の他の時間補
間も可能であることである。この場合、画素値に重み付
けを付加すると、フィールド中6つのフィールドの画素
値は下記のように計算される。 フィールド10´ O(x、y)=0.083P(x−0.917m(x、y)、y−0.917n (x、y))+0.917S(x+0.083m(x、y)、y+ 0.083n(x、y)) フィールド1E´ O(x、y)=0.250P(x−0.750m(x、y)、y−0.750n (x、y))+0.750S(x+0.250m(x、y)、y+ 0.250n(x、y)) フィールド20´ O(x、y)=0.417P(x−0.583m(x、y)、y−0.583n (x、y))+0.583S(x+0.417m(x、y)、y+ 0.417n(x、y)) フィールド2E´ O(x、y)=0.583P(x−0.417m(x、y)、y−0.417n (x、y))+0.417S(x+0.583m(x、y)、y+ 0.583n(x、y)) フィールド30´ O(x、y)=0.750P(x−0.250m(x、y)、y−0.250n (x、y))+0.250S(x+0.750m(x、y)、y+ 0.750n(x、y)) フィールド3E´ O(x、y)=0.917P(x−0.083m(x、y)、y−0.083n (x、y))+0.083S(x+0.917m(x、y)、y+ 0.917n(x、y))
【0041】上述したように、SMPTE 240M方式とヨーロ
ッパ方式間で変換を行う場合、フィールドレートの変更
に加え、1035画素と1152画素間のフレーム当り
の画素数も変更する必要がある。これを達成するための
最も簡単な方法は、プログレッシブ走査変換器42(図
8及び図16のカラムD)或は時間補間器48(図8及
び図16のカラムE)により発生したフレーム中の所定
のライン数を、反復させるか或は低減させることであ
る。例えば、1035画素のライン数から1152画素
のライン数へ拡張するためには、更に(1152−10
35=117画素ライン)の増加を要し、これはカラム
Dのフレームを1035/117=8.846番目毎の
ライン、即ち8、17、26、44番目のライン・・・・を
反復させることで達成できる。或は1152ラインから
1035ラインに縮小するためには、117画素ライン
分を落とすことが必要になるが、これはカラムDのフレ
ームの1152/117=9.846毎のライン、即ち
9、19、29、39、49、59、68番目のライン
・・・・を落とすことにより達成できる。しかし、この簡略
方法では画像に目につき易い人工歪が発生する。
【0042】かかる簡略方法よりはむしろ、有限インパ
ルス応答(FIR)フィルタを用いて垂直空間補間を行
う方がよい。この方法は、以前より従来の映像フォーマ
ット間の変換を行う場合ライン数を変換させるために使
用されていたものである。
【0043】かかる空間補間の詳細は2つの刊行物に記
載されている(J.W.Richards、H.Przybyla共著
「Digitaler Video−Normwandler−デジタルビデオ
の方式変換」、1988年2月及び3月のFernseh &
Kino Technik 誌、2巻及び3巻、西ドイツ ハイデ
ルベルク、ドクター・アルフレッド ヒューティク出版
社発行)。
【0044】SMPTE 240M方式からヨーロッパ方式へ変換
する場合、有効画素ライン数を増加させるための垂直空
間補間を、動き補正形時間補間後に空間補間器50(図
3)により行うのがよい。これは時間補間が両補間動作
の中でより多くの処理を行うので、時間的補間をフィー
ルド当りの画素数を少なくして行えるためである。これ
に対し、ヨーロッパ方式からSMPTE 240M方式へ変換する
場合には、時間補間を行うフィールド当りの画素数を減
少させるために、例えば空間補間器51(図4)をプロ
グレッシブ走査変換器42の前に又はその構成要素とし
て配置し、時間補間前に垂直空間補間を行うようにする
とよい。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、動
き補正型時間補間及び垂直空間補間とを用いて、フォー
マットが異なる映像方式間の方式変換を行うようにした
ので、人工歪による画質劣化のない、高品質の画像が得
られる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】デジタル映像信号の方式変換装置の従来例を示
すブロック図である。
【図2】図1の装置の要部を示すブロック図である。
【図3】本発明方法の実施例を示すブロック図である。
【図4】本発明方法の他の実施例を示すブロック図であ
る。
【図5】SMPTE 240M方式フォーマットを示す概略図であ
る。
【図6】ヨーロッパ方式フォーマットを示す概略図であ
る。
【図7】SMPTE 240M方式からヨーロッパ方式へ変換する
場合の入力及び出力フィールド間の時間関係を説明する
図である。
【図8】図7の変換動作を詳細に説明する図である。
【図9】図7の変換動作を詳細に説明する図8のつづき
である。
【図10】本発明に用いる異なる時間補間比の例を示す
説明図である。
【図11】本発明に用いる異なる時間補間比の例を示す
説明図である。
【図12】本発明に用いる異なる時間補間比の例を示す
説明図である。
【図13】本発明に用いる異なる時間補間比の例を示す
説明図である。
【図14】本発明に用いる異なる時間補間比の例を示す
説明図である。
【図15】ヨーロッパ方式からSMPTE 240M方式へ変換す
る場合の入力及び出力フィールド間の時間関係を示す説
明図である。
【図16】図15の変換動作を詳細に説明する図であ
る。
【図17】図15の変換動作を詳細に説明する図16の
つづきである。
【符号の説明】
11 デジタル映像信号再生装置 14 デジタル映像信号記録装置 12 方式変換器 42 プログレッシブ走査変換器 48 時間補間器 50 空間補間器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クライブ ヘンリー ギラード イギリス国 RG24 0XQ,ハンプシャ ー,ベーシングストーク,チャイネハム, カフォード ビレッジ,サフロン クロー ス47 (72)発明者 ジョン ウィリアム リチャーズ イギリス国 SO20 6AP,ハンプシャ ー,ストックブリッジ,チルボルトン,ダ ーンフォード クロース 17 (72)発明者 スティーブン マーク キーティング イギリス国 RG6 3AB,バークシャ ー,レディング,ロウアー アーリー,ハ ンチンドン クロース 28

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】デジタル映像入力信号とデジタル映像出力
    信号が異なるフレームレートとフレーム当り異なる画素
    ライン数を有する場合、これらのデジタル映像入力信号
    をデジタル映像出力信号に変換する方法において、 上記デジタル映像入力信号からプログレッシブ走査フォ
    ーマットによる第1のフレーム列を作成し、 上記第1のフレーム列から第2のフレーム列の少なくと
    もいくつかのフレームを作成する際、連続したこの第1
    フレーム列のフレーム間で動き補正型時間補間を用い
    て、異なるフレームレートとなるように第2のフレーム
    列を作成し、 フレーム当り異なる画素ライン数を与えるように垂直空
    間補間を行うことを特徴とするデジタル映像信号方式変
    換方法。
  2. 【請求項2】デジタル出力映像信号がデジタル入力映像
    信号より大きなフレーム当りの有効画素ライン数を有す
    る場合、フレーム当りの有効画素ライン数を増加させる
    ために垂直空間補間を動き補正型時間補間後に行うこと
    を特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】デジタル出力映像信号がデジタル入力映像
    信号より小さなフレーム当りの有効画素ライン数を有す
    る場合、フレーム当りの有効画素ライン数を減少させる
    ために垂直空間補間を動き補正型時間補間前に行うこと
    を特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】デジタル映像入力信号が2:1のインター
    レースフィールド走査フォーマットである場合、プログ
    レッシブ走査フォーマットによる第1のフレーム列を作
    成する際に、かかる第1フレーム列の各フレームが上記
    デジタル映像入力信号の各フィールド毎に作成されるこ
    とを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】デジタル映像入力信号のフィールドがN回
    の反復レートで反復され、反復する上記デジタル映像入
    力信号のNフィールド毎に第1のフレーム列の新たなフ
    レームを発生させることを特徴とする請求項4記載の方
    法。
  6. 【請求項6】デジタル映像出力信号が2:1のインター
    レースフィールド走査フォーマットである場合、第2フ
    レーム列の各フレームは、一対の2:1のインターレー
    ス走査フィールドから成り、異なる量の時間補間を連続
    する第2フレーム列のフィールドに適用することを特徴
    とする請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】デジタル映像入力信号がフィールドレート
    60Hz 、2:1のインターレースフィールド走査フォ
    ーマットを有し、 デジタル映像出力信号がフィールドレート50Hz 、
    2:1のインターレースフィールド走査フォーマットを
    有する場合、 第2フレーム列において連続する5つのフィールドを1
    群とした4つの群を、連続する第1フレーム列の各フレ
    ーム間の方向に、夫々o+0.2、o+0.4、o+
    0.6及びo+0.8(ただし、oは一定のオフセット
    値)の時間補間を行うことより発生させることを特徴と
    する請求項6記載の方法。
  8. 【請求項8】上記一定のオフセット値oを0.1とした
    ことを特徴とする請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】デジタル映像入力信号がフィールドレート
    50Hz 、2:1のインターレースフィールド走査フォ
    ーマットを有し、 デジタル映像出力信号がフィールドレート60Hz 、
    2:1のインターレースフィールド走査フォーマットを
    有する場合、 第2フレーム列において連続する6つのフィールドを1
    群とした5つの群を、連続する第1フレーム列の各フレ
    ーム間の方向に、夫々o+0.833、o+0.66
    7、o+0.5、o+0.333及びo+0.167
    (ただし、oは一定のオフセット値)の時間補間を行う
    ことにより発生させることを特徴とする請求項6記載の
    方法。
  10. 【請求項10】上記一定のオフセット値oが0.083
    であることを特徴とする請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】上記一定のオフセット値oがゼロである
    ことを特徴とする請求項7または9記載の方法。
  12. 【請求項12】上記群中の残存フィールドについては時
    間補間を施さないことを特徴とする請求項11記載の方
    法。
  13. 【請求項13】上記群中の残存フィールドが、連続する
    第1フレーム列の各フレーム間の方向にoの時間補間を
    行うことにより発生されることを特徴とする請求項7〜
    11のいずれかに記載の方法。
  14. 【請求項14】第2フレーム列の各フィールド内の各画
    素値が、各々の時間補間量に応じて重み付けされた夫々
    の連続するフレーム中の各画素値から導出されることを
    特徴とする請求項6〜13のいずれかに記載の方法。
  15. 【請求項15】第1のフレームレート及びフレーム当り
    第1の画素ライン数を持つデジタル映像信号源となるデ
    ジタル映像信号再生装置と、 上記第1のフレームレートとは異なる第2のフレームレ
    ート及び上記第1の画素ライン数とは異なるフレーム当
    り第2の画素ライン数を有する、供給されるデジタル映
    像信号を記録するデジタル映像信号記録装置と、 上記デジタル映像信号再生装置及び上記デジタル映像信
    号記録装置間に接続され、源信号のフォーマットを上記
    供給される信号のフォーマットに変換する手段と、 を具えることを特徴とするデジタル映像信号変換装置。
JP4224370A 1991-08-27 1992-08-24 デジタル映像信号方式変換方法及び装置 Pending JPH05207432A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9118340A GB2259212B (en) 1991-08-27 1991-08-27 Standards conversion of digital video signals
GB9118340:0 1991-08-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05207432A true JPH05207432A (ja) 1993-08-13

Family

ID=10700514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4224370A Pending JPH05207432A (ja) 1991-08-27 1992-08-24 デジタル映像信号方式変換方法及び装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5303045A (ja)
JP (1) JPH05207432A (ja)
GB (1) GB2259212B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010136367A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Sharp Corp 効率的な映像時空間アップスケーリング

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111980A1 (de) * 1991-04-12 1992-10-15 Thomson Brandt Gmbh Verfahren zur codierung
GB2281835B (en) * 1993-09-08 1998-04-22 Sony Uk Ltd Method and apparatus for synchronising video signals
EP0696401B1 (en) * 1994-03-01 2001-05-30 SNELL & WILCOX LIMITED Scanning converter for video display
JP3604732B2 (ja) * 1994-07-01 2004-12-22 キヤノン株式会社 映像システム
JPH09101765A (ja) * 1995-07-31 1997-04-15 Canon Inc 画像処理装置
US6014182A (en) 1997-10-10 2000-01-11 Faroudja Laboratories, Inc. Film source video detection
US6108041A (en) * 1997-10-10 2000-08-22 Faroudja Laboratories, Inc. High-definition television signal processing for transmitting and receiving a television signal in a manner compatible with the present system
US6618439B1 (en) 1999-07-06 2003-09-09 Industrial Technology Research Institute Fast motion-compensated video frame interpolator
ATE354138T1 (de) * 2001-06-06 2007-03-15 Koninkl Philips Electronics Nv Umsetzungseinheit und -verfahren und bildverarbeitungsvorrichtung
US7953219B2 (en) * 2001-07-19 2011-05-31 Nice Systems, Ltd. Method apparatus and system for capturing and analyzing interaction based content
EP1423967A2 (en) * 2001-09-06 2004-06-02 Nice Systems Ltd. Recording of interactions between a customer and a sales person at a point of sales
US7728870B2 (en) 2001-09-06 2010-06-01 Nice Systems Ltd Advanced quality management and recording solutions for walk-in environments
AU2002337592A1 (en) * 2001-09-24 2003-04-07 Nice Systems Ltd. System and method for the automatic control of video frame rate
AU2002361483A1 (en) * 2002-02-06 2003-09-02 Nice Systems Ltd. System and method for video content analysis-based detection, surveillance and alarm management
US20050128304A1 (en) * 2002-02-06 2005-06-16 Manasseh Frederick M. System and method for traveler interactions management
US7436887B2 (en) 2002-02-06 2008-10-14 Playtex Products, Inc. Method and apparatus for video frame sequence-based object tracking
US7761544B2 (en) 2002-03-07 2010-07-20 Nice Systems, Ltd. Method and apparatus for internal and external monitoring of a transportation vehicle
JP4462823B2 (ja) * 2002-11-20 2010-05-12 ソニー株式会社 画像信号の処理装置および処理方法、それに使用される係数データの生成装置および生成方法、並びに各方法を実行するためのプログラム
US9712665B2 (en) 2003-04-09 2017-07-18 Nice Ltd. Apparatus, system and method for dispute resolution, regulation compliance and quality management in financial institutions
WO2005018097A2 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Nice Systems Ltd. Apparatus and method for audio content analysis, marking and summing
KR20060084849A (ko) * 2003-09-04 2006-07-25 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 비디오 신호들의 견고한 디인터레이싱
AU2003276661A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-26 Nice Systems Ltd. Apparatus and method for event-driven content analysis
EP1634225A4 (en) * 2004-03-10 2008-01-16 Nice Systems Ltd DEVICE AND METHOD FOR GENERATING CONTENT-BASED FOLLOW-UP
US7086139B2 (en) * 2004-04-30 2006-08-08 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Methods of making magnetic write heads using electron beam lithography
US8204884B2 (en) * 2004-07-14 2012-06-19 Nice Systems Ltd. Method, apparatus and system for capturing and analyzing interaction based content
WO2006021943A1 (en) * 2004-08-09 2006-03-02 Nice Systems Ltd. Apparatus and method for multimedia content based
US8724891B2 (en) * 2004-08-31 2014-05-13 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Apparatus and methods for the detection of abnormal motion in a video stream
US8078463B2 (en) 2004-11-23 2011-12-13 Nice Systems, Ltd. Method and apparatus for speaker spotting
CA2590153A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Nice Systems Ltd. Upgrading performance using aggregated information shared between management systems
US8005675B2 (en) * 2005-03-17 2011-08-23 Nice Systems, Ltd. Apparatus and method for audio analysis
WO2006106496A1 (en) * 2005-04-03 2006-10-12 Nice Systems Ltd. Apparatus and methods for the semi-automatic tracking and examining of an object or an event in a monitored site
US7386105B2 (en) * 2005-05-27 2008-06-10 Nice Systems Ltd Method and apparatus for fraud detection
WO2007017853A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Nice Systems Ltd. Apparatus and methods for the detection of emotions in audio interactions
WO2007086042A2 (en) * 2006-01-25 2007-08-02 Nice Systems Ltd. Method and apparatus for segmentation of audio interactions
US8725518B2 (en) * 2006-04-25 2014-05-13 Nice Systems Ltd. Automatic speech analysis
WO2007135656A1 (en) * 2006-05-18 2007-11-29 Nice Systems Ltd. Method and apparatus for combining traffic analysis and monitoring center in lawful interception
US7706625B2 (en) * 2006-06-09 2010-04-27 Siemens Aktiengesellschaft Trilateral filter for medical diagnostic imaging
US7822605B2 (en) * 2006-10-19 2010-10-26 Nice Systems Ltd. Method and apparatus for large population speaker identification in telephone interactions
US7631046B2 (en) * 2006-10-26 2009-12-08 Nice Systems, Ltd. Method and apparatus for lawful interception of web based messaging communication
US7577246B2 (en) * 2006-12-20 2009-08-18 Nice Systems Ltd. Method and system for automatic quality evaluation
US20080189171A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Nice Systems Ltd. Method and apparatus for call categorization
US8571853B2 (en) * 2007-02-11 2013-10-29 Nice Systems Ltd. Method and system for laughter detection
US7599475B2 (en) * 2007-03-12 2009-10-06 Nice Systems, Ltd. Method and apparatus for generic analytics
US20090012826A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Nice Systems Ltd. Method and apparatus for adaptive interaction analytics

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE34265T1 (de) * 1982-11-30 1988-05-15 British Telecomm Uebertragung eines fernsehsignals.
US4698674A (en) * 1986-03-06 1987-10-06 Vsp, Inc. Interlace/non-interlace data converter
JP2578859B2 (ja) * 1987-12-25 1997-02-05 日本電気株式会社 テレビジョン信号方式変換装置
GB2223141A (en) * 1988-09-21 1990-03-28 Sony Corp Slow motion video signal generator with motion compensated interpolation
US4876596A (en) * 1988-10-25 1989-10-24 Faroudja Y C Film-to-video converter with scan line doubling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010136367A (ja) * 2008-12-03 2010-06-17 Sharp Corp 効率的な映像時空間アップスケーリング

Also Published As

Publication number Publication date
GB9118340D0 (en) 1991-10-09
GB2259212A (en) 1993-03-03
GB2259212B (en) 1995-03-29
US5303045A (en) 1994-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05207432A (ja) デジタル映像信号方式変換方法及び装置
US4672442A (en) Frame rate conversion system in television signal
US5793435A (en) Deinterlacing of video using a variable coefficient spatio-temporal filter
US5610662A (en) Method and apparatus for reducing conversion artifacts
JPH077713A (ja) ビデオ信号処理方式
JPS6318394B2 (ja)
JP2937334B2 (ja) ビデオ信号を表示する方法及び装置
US7295245B2 (en) Method and apparatus for converting frame rate using time shifting and motion compensation
JP2005167887A (ja) 動画像フォーマット変換装置及び方法
JP2000253365A (ja) 解像度変換方法および解像度変換装置
JP3596520B2 (ja) 画像信号処理装置及び方法
JP4090764B2 (ja) 映像信号処理装置
EP0817478A1 (en) Process for interpolating frames for film mode compatibility
US5430489A (en) Video to film conversion
JP2000259146A (ja) 画像表示装置
US7362375B2 (en) Scanning conversion apparatus and method
JP4847688B2 (ja) インターレース−プログレッシブ変換器及びその変換方法
WO1993015586A1 (en) A partial interpolation method and apparatus for frame rate conversion
JPH077660A (ja) ビデオ信号の方式変換方法
JP3883585B2 (ja) ビデオフレームレート変換方式
JP3304424B2 (ja) 画像変換装置
WO2000065830A1 (fr) Dispositif et procede de conversion d'image
JPH0622210A (ja) ビデオ−フィルム変換シミュレーション方法及び装置
JPS6346091A (ja) 立体テレビジヨン方式
JPH0479509B2 (ja)