JPH07162812A - 動き予測と、異なる内挿をする信号経路とを用いてビデオ信号を形成する方法および装置 - Google Patents

動き予測と、異なる内挿をする信号経路とを用いてビデオ信号を形成する方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動きベクトルの信頼度に関連して、内挿モー
ドを選択する方法および装置を提供すること。 【構成】 信号経路の出力信号を、入力信号の最小動き
予測誤差から得られる信頼度と関連してソフトスイッチ
ングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動き予測と、異なる内
挿をする信号経路とを用いてビデオ信号を形成する方法
および装置に関する。
【０００２】
【技術の背景】本発明の装置は、動き補償フィールドレ
ートアップコンバートシステムの一部であり、入力側に
存在しないテレビ画像の中間フィールドを動き補償内挿
により計算する。典型的な用途は、ディスプレイのフリ
ッカを低減するためのテレビ信号の５０Ｈｚから１００
Ｈｚへの変換である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの課題
は、関連する動きベクトルの信頼度に関連して、内挿モ
ードを選択する方法を提案することである。
【０００４】本発明の別の課題は、本発明の方法を実施
した装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、異なる
信号経路の出力信号を、ビデオ入力信号の、たとえばブ
ロックに基づく最小動き予測誤差から得られる信頼の程
度と関連して結合することにより達成される。
【０００６】原理的に、中間フィールドの全ての画素
を、動き補償内挿回路の直接の出力にすることができ
る。しかし、実際は正確に予測するには移動が早すぎ、
または複雑すぎる画像領域が常に存在する。出願人のヨ
ーロッパ特許第９３４０２５０５号明細書に’フォール
バック処理’が記載されており、そのような領域に、特
別な非補償フォールバックモードまたは他の類似のモー
ドを用いることができる。
【０００７】実際に最終出力は、動き補償内挿とフォー
ルバックモードとの間のフェード、すなわちソフトスイ
ッチの結果から得られ、前記スイッチは、予測された動
きベクトルの信頼度により制御される。信頼度は０から
１までの値をとり、ここで０（全く信頼できない）でフ
ォールバックモードだけを選択し、１（最大の信頼度）
で動き補償内挿だけを選択し、中間値で２つの間を両者
をミックスした線形補間をする。
【０００８】有利にも、信頼度は次の２つの成分を有す
る。すなわち、動き測定の誤差を反映している’基本的
信頼度’と移動速度に基づく信頼度とを有する。
【０００９】原理的に本発明の方法は、動き予測と、異
なる内挿、特に有利には動き補償内挿信号経路およびフ
ォールバック内挿信号経路とを用いてビデオ信号を形成
するのに適しており、前記異なる信号経路の出力信号
を、ビデオ入力信号の、特にブロックに基づく最小動き
予測誤差から得られる信頼の程度と関連して結合する。
【００１０】原理的に、本発明の動き予測と、異なる内
挿、たとえば動き補償内挿およびフォールバック内挿と
による信号経路とを用いてビデオ信号を形成する装置
は、以下の手段を有している。すなわち、動き補償内挿
手段およびフォールバック内挿手段を有しており、前記
両内挿手段は、前記ビデオ入力信号を受信し、それらの
出力画素値が、ビデオ入力信号のブロックに基づく最小
動き予測誤差、および関連するブロック動きベクトル、
または該ベクトル成分から結合手段で導出される信頼度
の値と関連して、別の結合手段で混成され、さらに前記
入力信号から、前記ブロックに基づく最小動き予測誤
差、および前記関連するブロック動きベクトル、または
該ベクトル成分を計算する動き予測手段、または伝送さ
れた入力信号のデータ流から、前記ブロックに基づく最
小動き予測誤差、および相関する前記ブロック動きベク
トル、または該ベクトル成分を抽出する動き情報抽出手
段を有している。
【００１１】本発明の別の実施例は、各実施態様から明
らかである。
【００１２】
【実施例】本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。
【００１３】動き測定の１つの方法は、出願人のヨーロ
ッパ特許第９３４０２１８８号明細書に記載のように、
サブブロックマッチングを用いる局所化処理が後続する
ブロックマッチングである。
【００１４】そのようなサブブロックマッチング処理
は、動きベクトルを生成し、その成分はメディアンフィ
ルタで処理される。動きベクトルの算出において、サブ
ブロックマッチング処理または他の全ての類似の処理
は、候補となる各動きベクトルに対する誤差（たとえ
ば、マッチングに用いられる２つのブロック内の対応す
る画素値の間の差分の絶対値または２乗の和）を生成
し、最小の誤差を与えるベクトルを選択する。
【００１５】この最小の誤差値は、図１に示す規則に従
って基本的信頼度を計算するために用いられる。このサ
ブブロックマッチング誤差ＳＢＭＥが零の場合、信頼度
ＣＦは最大値１をとる。誤差ＳＢＭＥがカットオフ値Ｃ
Ｖまで増加するにつれて、信頼度は最小値零まで減少す
る。その他に、サブブロックマッチング誤差と信頼度と
の間の類似の関係（たとえば、サイン関数、コサイン関
数、またはガウス関数の一部）も、そのような制限フィ
ルタに使用することができる。
【００１６】この基本的信頼度に関する１つの問題は、
通常サブブロックマッチング処理が、精密な背景を移動
する対象のエッジの周りに大きな誤差を生成し、信頼度
を低くするかまたは零にすることである。このことは、
動きベクトル自体は正しくエッジに追従しているとして
も、フォールバックモードを用いてエッジは内挿されて
いることを意味する。解決策は、サブブロック誤差をた
とえば３×３窓のランクオーダフィルタに通過させるこ
とである。フィルタはメディアンフィルタ、または別の
たとえば窓内の３番目に大きな誤差値を選択するランク
オーダフィルタにすることができる。
【００１７】有利にも信頼の尺度は、移動速度ＥＳを考
慮するように変更することができる。この変更の目的
は、動きベクトルを用いて予測することができ、かつ符
号化することのできる移動速度の範囲を超えて対象が加
速される場合、内挿モードをスムーズにフォールバック
モードに確実に切り換えるためである。適用することの
できる適当な規則の一例を図２に示す。ここでも移動速
度ＥＳと信頼度ＣＦとの間の他の関係（たとえば、異な
るスタート値ＳＶサイン関数、コサイン関数、またはガ
ウス関数の一部）を用いることもできる。
【００１８】その規則は、実の移動速度、または動きベ
クトルの２つの成分に別個に適用することができ、２つ
の結果の最小値または他の結合を用いる。たとえば、最
小値をとるかまたは乗算をとるかによって、その結果を
信頼性の主尺度とする。
【００１９】図３の信頼度の測定回路において、ビデオ
入力信号、たとえば５０Ｈｚ、２：１、または６０Ｈ
ｚ、２：１は、動き補償内挿回路ＭＣＩ、フォールバッ
クフィルタＦＦＩ、および動き予測器ＭＥに供給され
る。ソフトスイッチＳＳＷは、内挿回路ＭＣＩとフィル
タＦＦＩの出力信号に対して動作し、１００／１２０Ｈ
ｚ、２：１、または５０／６０Ｈｚ、１：１の形を有す
る最終的な出力信号Ｏを出力する。スイッチＳＳＷは、
結合器ＣＢから出力される信頼度信号ＣＦにより制御さ
れる。動き予測器ＭＥは、関連する動きベクトルのブロ
ックマッチング誤差ＢＭＥ、水平方向成分ＭＶＸ、およ
び垂直方向成分ＭＶＹを計算する。
【００２０】もし動き予測器が送信機内に配置され、図
３の回路が受信機、たとえばＴＶ受信機の一部であると
すると、これらの値を伝送することができる。その場
合、回路ＭＥは、マッチング誤差、および／または動き
ベクトル、および／またはその成分を、伝送された入力
信号のデータ流から抽出する。動き情報を内挿回路ＭＣ
Ｉに使用することもできる。
【００２１】誤差ＢＭＥは、ランクオーダフィルタＲＯ
ＦＩ、たとえばメディアンフィルタと、図１の規則に従
って動作する第１重み付けフィルタＬ１とを通り、結合
器ＣＢに供給される。
【００２２】水平方向のベクトル成分ＭＶＸは、第１メ
ディアンフィルタＭＦＩ１と、図２の規則に従って動作
する第２重み付けフィルタＬ２とを通り、結合器ＣＢに
供給される。
【００２３】垂直方向のベクトル成分ＭＶＹは、第２メ
ディアンフィルタＭＦＩ２と、図２の規則に従って動作
する第３重み付けフィルタＬ３とを通り、結合器ＣＢに
供給される。
【００２４】結合器ＣＢは、上述のように動作し、メモ
リ手段に記憶されているルックアップテーブルのように
作動することができる。フィルタＬ２とＬ３の規則を異
なるものにすることができる（異なる関数、または異な
るスタート値ＳＶ）。フィルタＬ１、Ｌ２、およびＬ３
に表示される規則をルックアップテーブルに記憶するこ
とができる。
【００２５】特定の画像データの特性（たとえば、カメ
ラ／フィルムのモード）の場合、異なる規則を選択する
ことができ、または規則メモリにダウンロードすること
ができる。
【００２６】色成分が、信号ＣＦにより、輝度成分と一
緒に制御されない場合、それらを色成分のために特に構
成された規則を有する図３の別の手段により処理するこ
とができる。
【００２７】また、本発明を標準変換、冗長度抑圧符号
化、デジタルＨＤＴＶ、デジタルＶＣＲ、およびＭＰＥ
Ｇ１またはＭＰＥＧ２装置（ＩＥＣ／ＩＳＯ標準）に用
いることができる。冗長度抑圧符号化の場合、フォール
バック処理は、フィールド内符号化にすることができ
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、動きベクトルの信頼度に
関連して、内挿モードを選択する方法および装置を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サブブロックマッチング誤差に対する信頼度に
関する規則の一例を示す線図である。
【図２】予測速度に対する信頼度に関する規則の一例を
示す線図である。
【図３】信頼度を測る装置のブロック図である。
【符号の説明】
ＭＣＩ 動き補正形内挿回路 ＦＦＩ フォールバックフィルタ ＳＳＷ ソフトスイッチ ＭＥ 動き予測器 ＲＯＦＩ ランクオーダフィルタ ＭＦＩ１ 第１メディアンフィルタ ＭＦＩ２ 第２メディアンフィルタ Ｌ１ 第１重み付けフィルタ Ｌ２ 第２重み付けフィルタ Ｌ３ 第３重み付けフィルタ ＣＢ 結合器
フロントページの続き (72)発明者 ミシェル ケルドランヴァ フランス国 ビショフスアイム リュ ド ラ フォンテーヌ 30 (72)発明者 ナディーヌ ボランダー フランス国 ストラスブール リュ ド ヴェルデュン ３

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動き予測（ＭＥ）と、異なる内挿、たと
    えば動き補償内挿(ＭＣＩ）およびフォールバック内挿
    （ＦＦＩ）をする信号経路とを用いてビデオ信号（Ｏ）
    を形成する方法において、前記異なる信号経路の出力信
    号を、特定のブロックに基づくビデオ入力信号（Ｉ）
    の、最小動き予測誤差（ＢＭＥ）から得られる信頼度
    （ＣＦ）と関連して結合（ＳＳＷ）することを特徴とす
    る動き予測と、異なる内挿をする信号経路とを用いてビ
    デオ信号を形成する方法。
  2. 【請求項２】 前記信頼度（ＣＦ）を、さらにブロック
    動きベクトル（ＭＶＸ，ＭＶＹ）から得ることを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記信頼度（ＣＦ）が、前記ブロック動
    きベクトルの水平方向成分（ＭＶＸ）および垂直方向成
    分（ＭＶＹ）の値から導出されることを特徴とする請求
    項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記動き予測誤差（ＢＭＥ）の値を２次
    元のランクオーダフィルタ手段（ＲＯＦＩ）に通し、前
    記信頼度（ＣＦ）を形成するために用いることを特徴と
    する請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ブロック動きベクトル、または該ベ
    クトルの成分（ＭＶＸ，ＭＶＹ）の値をメディアンフィ
    ルタ手段（ＭＦＩ１，ＭＦＩ２）に通し、前記信頼度
    （ＣＦ）を形成するために用いることを特徴とする請求
    項２から４までのいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記動き予測誤差（ＢＭＥ）、および／
    または前記ブロック動きベクトル、または該ベクトルの
    成分（ＭＶＸ，ＭＶＹ）の値、またはその前処理した値
    を制限するフィルタ手段（Ｌ１，ｌ２，Ｌ３）に通し、
    前記信頼度(ＣＦ）を形成するために用いることを特徴
    とする請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記信頼度（ＣＦ）を形成するために、
    前記動き予測誤差(ＢＭＥ）、および／または前記ブロ
    ック動きベクトル、または該ベクトルの成分（ＭＶＸ，
    ＭＶＹ）の値またはその前置処理した値から、最小値を
    とり、またはこれらの値を乗算することを特徴とする請
    求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 動き予測（ＭＥ）と、異なる内挿信号経
    路、たとえば動き補償内挿（ＭＣＩ）信号経路およびフ
    ォールバック内挿（ＦＦＩ）信号経路とを用いてビデオ
    信号（Ｏ）を形成する装置において、 動き補償内挿手段（ＭＣＩ）およびフォールバック内挿
    手段（ＦＦＩ）を有しており、前記両内挿手段は、前記
    ビデオ入力信号（Ｉ）を受信し、それらの出力画素値
    が、ビデオ入力信号（Ｉ）のブロックに基づく最小動き
    予測誤差（ＢＭＥ）、および関連するブロック動きベク
    トル、または該ベクトル成分（ＭＶＸ，ＭＶＹ）から結
    合手段（ＣＢ）で導出される信頼度の値（ＣＦ）と関連
    して、別の結合手段（ＳＳＷ）で混成され、 さらに前記入力信号（Ｉ）から、前記ブロックに基づく
    最小動き予測誤差（ＢＭＥ）、および前記関連するブロ
    ック動きベクトル、または該ベクトル成分（ＭＶＸ，Ｍ
    ＶＹ）を計算する動き予測手段（ＭＥ）、または伝送さ
    れた入力信号のデータ流から、前記ブロックに基づく最
    小動き予測誤差（ＢＭＥ）、および相関する前記ブロッ
    ク動きベクトル、または該ベクトル成分（ＭＶＸ）を抽
    出する動き情報抽出手段（ＭＥ）を有することを特徴と
    する請求項１から８までのいずれか１項記載の方法に関
    する動き予測と、異なる内挿をする信号経路とを用いて
    ビデオ信号を形成する装置。
  9. 【請求項９】 前記信頼度（ＣＦ）を形成するために、
    前記ブロックに基づく最小動き予測誤差（ＢＭＥ）、お
    よび前記関連するブロック動きベクトル、または該ベク
    トル成分（ＭＶＸ，ＭＶＹ）を、ランクオーダフィルタ
    手段（ＲＯＦＩ）またはメディアンフィルタ手段（ＭＦ
    Ｉ１，ＭＦＩ２）および／または制限フィルタ手段（Ｌ
    １，Ｌ２，Ｌ３）を通して、前記結合手段（ＣＢ）にて
    結合することを特徴とする請求項８記載の装置。
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