JPH11341445A - フレ―ムフォ―マット変換方法 - Google Patents

フレ―ムフォ―マット変換方法

Info

Publication number
JPH11341445A
JPH11341445A JP11124834A JP12483499A JPH11341445A JP H11341445 A JPH11341445 A JP H11341445A JP 11124834 A JP11124834 A JP 11124834A JP 12483499 A JP12483499 A JP 12483499A JP H11341445 A JPH11341445 A JP H11341445A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
decompressed image
motion
format
image
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.)
Granted
Application number
JP11124834A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4322349B2 (ja
Inventor
Edouard Francois
フランソワ エドワール
Philippe Guillotel
ギヨテル フィリップ
Jean-Francois Vial
ヴィヤル ジャン・フランソワ
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.)
Technicolor SA
Original Assignee
Thomson Multimedia SA
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 Thomson Multimedia SA filed Critical Thomson Multimedia SA
Publication of JPH11341445A publication Critical patent/JPH11341445A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4322349B2 publication Critical patent/JP4322349B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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
    • H04N7/0117Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal
    • H04N7/0122Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal the input and the output signals having different aspect ratios

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ビデオ画像の連続するフレームか
らなる伸張画像メモリを用いて、4/3フォーマットの
フレームから完全な16/9のフレームを生成すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明は、フレームを大きなフォーマッ
トのフレームに変換する処理であることを特徴とする。
先行する伸張画像に関する現在の画像の動きを推定し、
現行フレームに対する先行する伸張画像の動きを補償す
る。そして、次の現行フレームの動き推定のための先行
する伸張画像となる更新された伸張画像を与えるため
に、現行フレームからのデータを考慮して先行する伸張
画像の更新をし、大きなフォーマットのフレームを得る
ために、更新された伸張画像からのデータを用いて、現
行フレームを完成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、4/3から16/
9へのTVフォーマットの変換方法および、変換方法を
実行する変換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】通常は、4/3から16/9へのTVフ
ォーマットの変換は、それぞれ違った方法で行われる。
図1(a)は4/3のカメラで撮影したものとする画像
をまた、図1(b)は16/9のカメラで撮影したもの
とする画像を示す。図2は4/3のTVフォーマットを
16/9へのTVフォーマットに変換する既知の方法を
示したものである。
【0003】最も単純な方法は、図2(a)に示すよう
に、4/3のフォーマットを保持し、16/9のフレー
ムの空の部分を黒の帯で埋めることである。もう一つの
形式の方法は、16/9のフレームを得るために、4/
3の原画のフレームを歪ませるか又は、切り取ることで
ある。 −図2(b)に示すように、4/3のフレームを水平方
向にズームする。
【0004】−図2(c)に示すように、ズームし、上
下を切り取る。 −図2(d)に示すように、同様にズームし、字幕を残
すために上方部のみを切り取る。 −図2(e)に示すように、ズーム係数がフレーム内で
変わり、中心部では1付近であり、フレームの境界部で
最大値をとるように、線形にズームする。
【0005】これらの方法の間では、妥協が行われる。
最後の形式は、境界部で失った情報を特別な技術で作り
出すことを目的にしている。 −境界の列やラインの複製。 −図2(F)に示すような、ミラー効果。
【0006】−物体のエッジや、フラクタルを考慮した
変形が適用されたパディング方法。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これらの異なった方法
を、TV受像機の中において直接又は、ビデオ放送前の
後処理工程で適用することができる。これらの技術が後
処理において行われても、16/9のカメラで撮影され
たシーンのフレーム全体の真の情報を生成することはで
きないことは明らかである。
【0008】4/3フォーマットの画像の固有の情報を
使用する場合、これら全ての技術は、偽の情報(この付
加情報は画像の失われた真の部分を表さない)を付加
し、情報を抑圧し又は、画像を歪ませることによって、
全ての画像の品質を劣化させる。本発明の目的は、上述
の問題点を解消することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の構成は、所定の
フォーマットの連続するフレームよりなるビデオシーケ
ンスを、大きなフォーマットのフレームに変換するフォ
ーマット変換方法であって、先行する伸張画像に関し
て、現行フレームの動き推定を行い、現行フレームに関
して、先行する伸張画像の動きを補償し、次の現行フレ
ームの動き推定のための先行する伸張画像となる更新さ
れた伸張画像を与えるための現行フレームからのデータ
を考慮して、先行する伸張画像の更新を行い、大きなフ
ォーマットのフレームを得るために、更新された伸張画
像からのデータを考慮して現行フレームを完成させるこ
とを特徴とする。
【0010】本発明の他の構成は、所定のフォーマット
の連続するフレームよりなるビデオシーケンスを、大き
なフォーマットのフレームに変換するフォーマット変換
方法であって、変換は2つの経路で行われる。一つは連
続するフレーム間の動きを推定し、動き補償されたフレ
ームを用いて伸張画像を作成する。もう一つは、計算さ
れた動きを考慮しそして、大きなフォーマットに対応す
る伸張画像データを用いて完成させた伸張画像に関する
シーケンスの各フレームを配置することを特徴とする。
【0011】また、本発明は、特に、動き推定が2Dの
明らかな動きのアフィンモデル化に基づいた全体的な動
きのロバスト推定であることを特徴とする。また,本発
明は、動き推定がフレーム輝度の空間時間グラディエン
トに基づいていることを特徴とする。本発明はまた、1
6/9のTV受像機に関し、フォーマット変換方法を実
行する変換器を有していることを特徴とする。
【0012】本発明は、ビデオ画像の連続するフレーム
からなる伸張画像メモリを用いて、4/3フォーマット
のフレームから完全な16/9のフレームを生成するこ
とを目的とする。請求項の伸張画像生成処理方法は、連
続する4/3のフレームを累積し、理想的には16/9
フォーマット又はそれ以上の大きな画像を発生するため
に混合する。もし、カメラとシーンの背景が完全に静止
しているなら、この方法は、4/3のフレームと全く同
じサイズの最終フレームを生成する。しかし、カメラが
動くとすぐに(そして特にパン動作が行われたとき)、
シーンの大部分がビデオ画像の連続するフレームを通し
て見える。それゆえ、シーンの、大きなフレームを生成
することが可能となる。この大きなフレームが伸張画像
メモリに記憶されているなら、この伸張画像によって4
/3のフレームは完成されることができ、あたかも16
/9のカメラで撮ったように見えるシーンの16/9の
フレームを生成する。
【0013】ビデオ画像の連続するフレームからなる伸
張画像メモリを用いた16/9フレームの失われた部分
の再構成によって、歪みが無く又は、偽の情報が無く、
画質を向上した16/9のフレームを得ることができ
る。その他の特徴と優位性は、以下の制限の無い実施例
により明らかになろう。
【0014】
【発明の実施の形態】図3は16/9フレームを再構成
する伸張メモリの使用を示す。左右の点線で示されてい
る境界2により制限された4/3フレーム1は、拡張さ
れるべき現行フレームに関係している。16/9のフレ
ーム3は、4/3の現行フレームとシーケンスの隣接フ
レームのデータから再構成されたフレームである。その
ような再構成を行うために、伸張画像メモリ4は先行す
るフレーム又は後行するフレーム(後述するオフライン
環境が使用された場合)からの処理されたデータを記憶
する。例えば、4/3フレームの右にある三角形の部分
は、次の4/3フレームのこの三角形の部分のみに関連
した16/9サイズに対応するデータを使用すること
で、伸張画像メモリの中で完成し、16/9フレームに
表示される典型的な伸張画像は、パン動作により撮られ
たシーンの大きな画像であろう。
【0015】処理の実行は考慮される環境によって、わ
ずかに異なる。 −オンライン環境 変換処理は、オンラインで行われる。オンラインは、実
時間の、例えばTV受像機で直接行われる場合である。
この場合には、伸張画像は、ビデオ画像に沿って順次更
新される。従って、ビデオ画像の始まりでは、終わりで
よりも小さく、伸張画像サイズの増加に伴って、16/
9フレームが徐々に完成される。
【0016】−オフライン環境 変換処理は、オンラインで行われる。これは、16/9
フレームの生成に遅延があることを意味し、TV受像機
に直接適用する可能性は少ない。この場合には、処理
は、製作後処理として使用されるべきである。しかし、
MPEG−4規格に関連して、伸張画像メモリのこの形
式は符号化器において計算され、そのままで、それ以上
の計算はしないデコーダに伝送される。
【0017】図4は、オンライン環境での処理と後述す
るアルゴリズムを示す。処理の第1ステップ5は、動き
データを得るために、現行フレームデータと先行する伸
張画像データの間の動き推定を行う。第2ステップ6
は、これらの動きデータ(動きベクトル)を用いて、先
行する伸張画像データから動き補償された伸張画像デー
タを計算する。第3ステップ7は、これらの伸張画像デ
ータと現行フレームデータから、伸張画像の更新を行
う。これらの現行の4/3フレームに関連した更新され
た伸張画像データは、次の現行4/3フレームを受けた
ときに、先行する伸張画像データとして使用されるため
に第1及び第2のステップへ帰還する。第4ステップ8
は、現行フレームデータと更新された伸張画像データを
受け完全な現行16/9フレームを得るための16/9
フレーム充填を行う。
【0018】最初は、伸張画像はビデオ画像の最初の原
画フレームである。そして、先行する伸張画像が与えら
れ、第1ステップ5において、この伸張画像と現行4/
3原画フレームとの間で全体的な動き推定が行われる。
動きモデルに関しては、ビデオシーケンス中の2Dの明
らかな動きのアフィンモデル化が選択される。計算の複
雑さ(6つのパラメータのみが用いられる)と物理的な
現実性(2Dの明らかな動きを正しく表現する)の最良
の妥協ためである。
【0019】フレーム中の点(x、y)の2D動きベク
トル
【0020】
【外1】
【0021】は、6つの動きパラメータθ=(a,b,
α,β,γ,δ)を用いて、次のような方法でモデル化
される。
【0022】
【数1】
【0023】パラメータは、フレーム全体に対して計算
される。画素の座標をx,yとすると、動きベクトルは
これらのパラメータから導き出される。この計算は、大
きな動きのときには失敗する可能性が有る密過ぎる動き
領域検出を避けることができる。全体的な動き推定処理
は、視覚の流れの制限式により、2Dの明らかな動きに
関係したフレーム輝度の空間−時間グラディエントに基
づいている。
【0024】時間tのフレームの座標x,yの画素の輝
度Ix,y,t は、時間dtの間の動きdx,dyの後に変
化しないとすると、次のようになる、 Ix,y,t =Ix +dx,y+dy,t+dt 1次の展開により、次の式を与える。
【0025】
【数2】
【0026】ΔIx .dx+ΔIy .dx+ΔIt =0 と単純化できる。ここで、ΔIx ,ΔIy とΔIt は、
輝度関数の推定された微分係数である。ΔIx とΔIy
は、それぞれ同一ライン上の同一コラムの画素とその隣
接画素間の輝度差として計算され、ΔIt は、画素と隣
接フレームの動き補償された対応する画素間の輝度差と
して計算される。
【0027】実際にはΔIx dx+ΔIy dx+ΔIt
はゼロではなく、動きと輝度の近似によるノイズ(誤
差)である。これは、下記(誤差)を、各画素(x,
y)に対して考慮する必要がある。 ε(x,y,θ)=dx.ΔIx +dx.ΔIy +ΔIt =(a+α.x+γ.y).ΔIx +(b+β.x+δ.y).ΔIy +ΔIt この動きモデルパラメータ推定の基本的な問題は、フレ
ームの小領域が違った動きであっても、支配的な動きを
識別することである。この問題を解決する最も良い方法
はロバスト推定法である。それは、推定仮定での誤った
サンプルの削除を可能とする。本例では、選択された方
法は、繰り返し再重み付けのされた最小の正方形より得
られる。変数ε(x,y)は、各画素の同じ分散の独立
集中ガウス法則として、分散されていると仮定される。
大きな動きが推定できるために、多種の解像度方法が処
理方法に適用される。2つのフレームの多種の解像度の
ピラミッドが最初に生成される。そして、評価処理方法
が、最も粗い解像度から最も細かい解像度まで適用され
る。そこでは、所定レベルにおいて、動きパラメータの
初期推定値として粗いレベルからの評価値を使用する。
【0028】分散
【0029】
【外2】
【0030】(^は推定値)は、初期は所定値が与えら
れる。例えば50である。同様に、初期の全体的な動き
パラメータベクトル
【0031】
【外3】
【0032】は、次のように設定される。 −ビデオ画像の処理が開始したときは、ヌルベクトル、 −処理が現行フレームより開始した場合にはより高い解
像度レベルを考慮して再規格化された、前値(以前のベ
クトル)、 そして、繰り返し処理が適用される。
【0033】kを現在の繰り返し番号とする。動きパラ
メータベクトルの推定値
【0034】
【外4】
【0035】から、伸張画像の動き補償が達成され、空
間−時間グラディエントマップが計算される。最初の推
定値qは順次校正され、校正値が小さくなるまで連続し
て処理が行われる。各画素(x,y)に対して、各繰り
返し重み係数wck(x,y)が評価される。
【0036】
【数3】
【0037】重み付け係数wck(x,y)と共に、重
み付けされた最小正方形方法を用いて、
【0038】
【外5】
【0039】の推定が行われる。
【0040】
【数4】
【0041】dθkの推定のための重み付けされた最小
正方形方法は、前の繰り返しに対応したパラメータに関
する動きパラメータの分散の計算よりなる。それは、フ
レーム全体で、重み付けされた正方形の誤差の合計の最
小化ができる。各変数(パラメータ)の重み付けられた
正方形の誤差の合計の微分係数は、ゼロにされ、6つの
パラメータのための6つの等式が与えられる。
【0042】そして、重み付けされたDFDのみを考慮
してノイズの分散が再び推定され、次の結果を得る。
【0043】
【数5】
【0044】フレーム全体のDFDの平均値はゼロと仮
定される。全体の動きパラメータベクトルは、更新さ
れ、
【0045】
【数6】
【0046】シーケンスの最初のフレームの最初の繰り
返しでは、動きはゼロとされる(動きパラメータベクト
ルはヌルベクトル)。この仮定は、低解像度のフレーム
に対応し、そこでは、動きは小さいと考えることができ
る。ΔIt(x,y)の計算は、同じ座標(動き無し)
を持った連続フレームの画素間の輝度差に対応する。他
の繰り返しに対しては、ΔIt(x,y)は、DFD又
は、移動したフレーム差に対応する。それは、動きベク
トルにより関連した画素の輝度差分値である。
【0047】処理は、推定された全体的な動きパラメー
タの校正の振幅が所定のしきい値よりも小さくなるまで
繰り返される。得られる動きパラメータベクトル
【0048】
【外6】
【0049】は、支配的な動きパラメータベクトルのロ
バスト推定値と考えられる。連続する繰り返し(通常2
つ又は3つの繰り返しで十分である)は、フレームの中
で支配的でない(通常は前景)動きの滑らかさを最小化
する。また、結果は通常は背景に対応する全体的な動き
に対応する。第2ステップ6では、先行する伸張画像
は、この伸張画像を4/3フレームに正しく重ねるため
に推定された全体的な動きパラメータを用いて動き補償
される。次のステップ7は、現在の4/3フレームを考
慮して動き補償された伸張画像を更新する。このステッ
プでは、先行する伸張画像と現在の4/3フレームから
の更新された伸張画像が生成される。そして、以下に説
明する更新された伸張画像は、現在の4/3フレームか
らのデータを用いて充填される。
【0050】ビデオシーケンスの伸張画像の発生は、シ
ーケンスの連続フレームを動き補償することにより正確
に同じレイヤの幾つかの画像の累算に基づいている。幾
つかの技術が適用される。例えば、アプローチとして
は、動き基準上で、セグメント化、シーン中の違うレイ
ヤを引き出す連続フレームなどで構成される。これは、
背景レイヤを分離し、その他のものを削除する。
【0051】このセグメント化処理は、全体的な動きと
非常に異なっている動き部分(前景部分)で域領を重み
付けする上述した全体的な動き推定を行う際には必要無
い。この全体的な動きは、背景レイヤの動きに対応す
る。勿論、フレーム中では、背景の動きが支配的である
と仮定する。背景の動きが支配的であると決定する方法
は、推定された分散分析に基づいている。もし分散が非
常に大きいなら、動き推定−伸張画像生成の処理は停止
されて、フォーマット変換は従来の方法で行われる。
【0052】伸張画像を生成する2つの方法は、以後に
説明する。しかし、処理では、別の技術が使用される。
ステップ6で、全体的な動き補正により、一旦現行フレ
ームに対して現在の伸張画像が決定されたなら、2つの
種類の画素が存在する。 −現在のレイヤのフレームに対応しない現行フレームの
全く新たな画素、 −現在のレイヤのフレームに対応する現行フレームの冗
長画素。
【0053】次のステップ7では、動き補償された伸張
画像と現在の4/3フレームからの伸張画像の更新を行
う。便宜上、先行する動き補償された伸張フレームをE
xtFrn-1 とする。伸張フレームを更新する第1の方
法は、1次のフィルタを使用することである。通常は背
景レイヤである伸張フレームは、オンラインで更新され
る。この方法では、全く新たな画素は単にレイヤ又は伸
張フレームの初期化と考えられる。
【0054】ExtFrn =Frn (x,y) 冗長画素は次の1次フィルタを用いて先行する伸張フレ
ームの画素に混合される。 ExtFrn (x,y)=αFrn (x,y)+(1−
α)ExtFr n-1 (x,y) αは全く新たな重みを制御できる係数である。
【0055】図5は先行する伸張フレームと現行フレー
ムの混合を示す。濃い灰色は、先行する伸張フレーム9
と現行フレーム10の一部分の冗長画素を示し、薄い灰
色部分は現行フレームのみの一部である全く新たな画素
である。この方法は、1つの伸張フレームメモリと、現
行フレームメモリのみが必要である。この方法は、現行
フレームの全ての画素は考慮するのだが、連続フィルタ
リングは背景レイヤに対応しない画素の重みも減少させ
る。
【0056】第2の方法は、伸張画像の更新にメディア
ンフィルタを使用するものである。この方法は、全体的
な動き補償とレイヤに属する各画素のメディアンフィル
タ後に4/3フレームの幾つかの原画を累算する。これ
は、伸張画像メモリとメディアンフィルタで考慮される
分のフレームのフレームメモリが必要である。
【0057】図6は、現行レイヤフレーム11と連続す
るフレーム12、13、14、15の混合を示す。この
例では、現行レイヤフレームを計算する分析窓は、5フ
レームからなる。フレーム12から15は、現行レイヤ
フレーム11に対して配置される。メディアンフィルタ
がかけられるとき、現行レイヤフレームを計算するのに
奇数個のフレームが使用される。対応する画素数が偶数
のとき、上述したように重み係数αを使用して、フィル
タリングが行われる。
【0058】ステップ7で一度伸張画像が作成される
と、ステップ8で最終の16/9フレーム充填が行われ
る。16/9フレームの中心部分は、4/3フレームに
より充填される。初期の16/9フレームの更新のた
め、例えば上述した1次のフィルタにより、フィルタリ
ンとしての混合方法が行われる。勿論、他の混合方法も
使用できる。どの場合にも、16/9の残りの部分は、
前述した他の技術の1つで充填されねばならない。
【0059】図7と8は、オフライン環境での処理を示
し、以下にアルゴリズムのステップを説明する。オンラ
イン環境との差のみを説明する。オフラインの場合に
は、処理は2つの経路で動作する。第1に、一度、伸張
画像が全体のビデオ画像(又はその大きな一部)の分析
から作成される。そして、この再構成が完成後、充填処
理が新しい経路に適用される。そして、連続する16/
9フレームは、同様の単一な伸張画像により充填され
る。
【0060】図7は、第1の経路に対応し、伸張画像の
生成を行う。第1ステップ16は、ビデオ画像の連続す
る4/3フレーム間の動き推定を行う。連続する全体的
な動きベクトルが計算され、4/3フレームと共に第2
ステップ17へ送られる。第2ステップ17では、連続
する4/3フレームへの動き補償を行う。動き補償され
た連続する4/3フレームと連続する全体的な動きベク
トルは、ステップ18で処理され、完全な伸張画像が発
生される。
【0061】図8は、4/3から16/9への変換を完
成する第2の経路を示す。第1ステップ19は、現行フ
レームと、第1の経路で計算された全体的な動きを用い
て、完成した伸張画像の動き補償を行う第1の経路で計
算された完成した伸張画像を受ける。第2ステップ20
は、現行フレームと、現行4/3フレームの充填を行う
ための前ステップからの動き補償された伸張画像を受け
る。第1の経路の間、シーケンスの各フレームは、ステ
ップ17で先行するフレームに対する動き補償が行わ
れ、位置が調整されたこの連続するフレームは、ステッ
プ18で、完全な伸張画像を生成する。この伸張画像の
更新は、オンライン環境でも同様な方法で行われる。
【0062】−1次フィルタを用いての更新、 −メディアンフィルタを用いての更新。 このフィルタリングは、全体的な動き補償と、レイヤに
属する各画素のメディアンフィルタリング後に4/3フ
レームの原画の幾つかを累算する。第2の経路は、現在
の4/3フレームに関する伸張画像を配置する。この動
き補償は、第1の経路で計算され記憶された全体的な動
きパラメータを使用する。そして、配置された伸張画像
からのデータを使用して、4/3フレーム上に16/9
フレーム充填が行われる。
【0063】図9は、ビデオ画像21から29の9個の
フレームを示す。第1の経路では、全ての組が一緒に扱
われ、最終的に1つの伸張画像が生成される。シーケン
スを記憶する多くのフレームメモリが必要とされ、従っ
て、オンライン環境での方法よりも多くのメモリを消費
する。最終の伸張画像を再構成する継続時間は、処理さ
れるべきフレーム数に依存する。
【0064】
【発明の効果】本発明により、ビデオ画像の連続するフ
レームからなる伸張画像メモリを用いた16/9フレー
ムの失われた部分の再構成によって、歪みが無く又は、
偽の情報が無く、画質を向上した16/9のフレームを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は4/3の原画のフレームを示す図であ
り、(b)は16/9の原画のフレームを示す図であ
る。
【図2】(a)から(f)は、従来のフォーマットを4
/3から16/9に変換する方法示す図である。
【図3】16/9フレームを再構成するための伸張画像
メモリの使用例を示す図である。
【図4】オンライン環境での処理の実行アルゴリズムを
示す図である。
【図5】現行伸張フレームと現行フレームの混合を示す
図である。
【図6】オンラインの場合の現行レイヤフレームと連続
するフレームの混合を示す図である。
【図7】オフライン環境での処理の実行アルゴリズムを
示す図である。
【図8】オフライン環境での処理の実行アルゴリズムを
示す図である。
【図9】オフラインの場合の現行レイヤフレームと連続
するフレームの混合を示す図である。
【符号の説明】
1 4/3フレーム 2 境界 3 16/9フレーム 4 伸張画像メモリ 5 第1ステップ 6 第2ステップ 7 第3ステップ 8 第4ステップ 9 先行する伸張フレーム 10 現行フレーム 11現在のレイヤのフレーム 12、13、14、15 連続するフレーム 16 第1ステップ 17 第2ステップ 18 第3ステップ 19 第1ステップ 20 第2ステップ 21〜29 フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ ギヨテル フランス国,35770 ヴェルン・シュル・ セシュ,リュ・ド・シャトーブリアン 60 (72)発明者 ジャン・フランソワ ヴィヤル フランス国,35000 レンヌ,リュ・サ ン・マロ 29

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定のフォーマットの一連のフレームよ
    りなるビデオシーケンスを、大きなフォーマットのフレ
    ームに変換するフォーマット変換方法であって、 先行する伸張画像に関して、現在フレームの動き推定を
    行い、 現在フレームに関して、先の伸張画像の動きを補償し、 次の現在フレームの動き推定のための先の伸張画像とな
    る更新された伸張画像を与えるための現在フレームから
    のデータを考慮して、先行する伸張画像の更新を行い、 大きなフォーマットをフレームに与えるために、更新さ
    れた伸張画像からのデータで現在フレームを完成させる
    ことを特徴とするフレームフォーマット変換方法。
  2. 【請求項2】 所定のフォーマットの一連のフレームよ
    りなるビデオシーケンスを、大きなフォーマットのフレ
    ームに変換するフォーマット変換方法であって、 変換は2つの経路で行われ、 1つ(16,17,18)は、順次フレーム間の動きを
    推定し(16)、動き補償(17)されたフレームでシ
    ーケンスの伸張画像を生成し(18)、 他は(19,20)、計算された動きを考慮して伸張画
    像に関するシーケンスの各フレームを配置し(19)、
    大きなフォーマットに対応する伸張画像データを用いて
    変換を完成させる(20)ことを特徴とするフレームフ
    ォーマット変換方法。
  3. 【請求項3】 動き推定は、2Dの明らかな動きのアフ
    ィンモデル化に基づいた、全体的な動きのロバスト推定
    であることを特徴とする請求項1または2記載のフレー
    ムフォーマット変換方法。
  4. 【請求項4】 動き推定は、フレーム輝度の空間−時間
    グラディエントに基づいていることを特徴とする請求項
    1または2記載のフレームフォーマット変換方法。
  5. 【請求項5】 動き推定は、 −座標x,yの各画素に、画素座標のアフィン関数であ
    る成分dx,dy dx=a+αx+γy dy=b+βx+δy よりなる動きベクトルを付随させ、 −再重み付けされた最小正方形の方法を ε(x,y,θ)=dx.ΔI+dy.ΔIy +Δ
    t 、 ここでΔIx ,ΔIy ,ΔIt は、推定された、水平、
    垂直および時間の輝度グラディエントである誤差εに適
    用することにより、パラメータa,α,γ,b,β,δ
    を計算することを特徴とする請求項3または4記載のフ
    レームフォーマット変換方法。
  6. 【請求項6】 動き推定は、多種の解像度のピラミッド
    フレーム構造を用いた階層的な推定であることを特徴と
    する請求項3乃至5のうちいずれか一項記載のフレーム
    フォーマット変換方法。
  7. 【請求項7】 伸張画像の更新は、 −密度の高い動きベクトルフィールド推定と、レイヤを
    分離する動きセグメント化を実行することにより伸張画
    像の正確なレイヤ(背景レイヤ)を決定し、 −同一レイヤに対応する現行フレームの新しい画素を加
    算することにより伸張画像レイヤを完成させる各ステッ
    プよりなることを特徴とする請求項1記載のフレームフ
    ォーマット変換方法。
  8. 【請求項8】 伸張画像の生成は、 −密度の高い動きベクトルフィールド推定と、レイヤを
    分離する動きセグメント化により伸張画像の正確なレイ
    ヤ(背景レイヤ)を決定し、 −動き補償されたフレームからの伸張画像の正確なレイ
    ヤの画像を蓄積し、 −蓄積画像の対応する画素に対し、後方でメディアンフ
    ィルタリングを行うステップよりなることを特徴とする
    請求項2記載のフレームフォーマット変換方法。
  9. 【請求項9】 先行する伸張画像の更新は、 −先行する伸張画像の対応する画素を持つ現行フレーム
    の冗長画素を決定し、 −先行する伸張画像と現行フレームの中の対応する値に
    フィルタをかけることによりこれらの冗長画素の値を計
    算するステップよりなることを特徴とする請求項1記載
    のフレームフォーマット変換方法。
  10. 【請求項10】 伸張画像の生成は、 −先行する伸張画像の対応する画素を持つ現行フレーム
    の冗長画素を決定し、 −先行する伸張画像と現行フレームの対応する値にフィ
    ルタをかけることによりこれらの冗長画素の値を計算す
    るステップよりなることを特徴とする請求項2記載のフ
    レームフォーマット変換方法。
  11. 【請求項11】 伸張画像の更新は、 −動き補償された後、いくつかのフレームを先行する伸
    張画像に積算し、 −次の伸張画像を与えるために、蓄積されたフレームと
    伸張フレームの対応する画素にフィルタをかけるステッ
    プよりなることを特徴とする請求項1記載のフレームフ
    ォーマット変換方法。
  12. 【請求項12】 伸張画像の生成は、 −動き補償された後、いくつかのフレームを積算し、 −伸張画像を得るために、蓄積されたフレームの対応す
    る画素にフィルタをかけるステップよりなることを特徴
    とする請求項2記載のフレームフォーマット変換方法。
  13. 【請求項13】 フィルタリングは、1次のフィルタリ
    ングであることを特徴とする請求項10乃至12のうち
    いずれか一項記載のフレームフォーマット変換方法。
  14. 【請求項14】 フィルタリングは、メディアンフィル
    タリングであることを特徴とする請求項10乃至12の
    うちいずれか一項記載のフレームフォーマット変換方
    法。
  15. 【請求項15】 更新処理は、ミラー効果、パディン
    グ、境界の繰り返しのような1つ又は混合された方法を
    用いて、残りの穴を充填することを特徴とする請求項1
    乃至14のうちいずれか一項記載のフレームフォーマッ
    ト変換方法。
  16. 【請求項16】 所定のフォーマットは4/3TVフォ
    ーマットであり、大きなフォーマットは16/9TVフ
    ォーマットであることを特徴とする請求項1乃至15の
    うちいずれか一項記載のフレームフォーマット変換方
    法。
  17. 【請求項17】 所定のフォーマットは16/9TVフ
    ォーマットであり、大きなフォーマットは4/3TVフ
    ォーマットであることを特徴とする請求項1乃至16の
    うちいずれか一項記載のフレームフォーマット変換方
    法。
  18. 【請求項18】 16/9テレビジョン受像機は、請求
    項1記載のフレームフォーマット変換方法を実行する変
    換器を含むことを特徴とする。
JP12483499A 1998-05-06 1999-04-30 フレームフォーマット変換方法 Expired - Fee Related JP4322349B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98401092:6 1998-05-06
EP98401092A EP0955770B1 (en) 1998-05-06 1998-05-06 Frame format conversion process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11341445A true JPH11341445A (ja) 1999-12-10
JP4322349B2 JP4322349B2 (ja) 2009-08-26

Family

ID=8235359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12483499A Expired - Fee Related JP4322349B2 (ja) 1998-05-06 1999-04-30 フレームフォーマット変換方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6421089B1 (ja)
EP (1) EP0955770B1 (ja)
JP (1) JP4322349B2 (ja)
CN (1) CN1155234C (ja)
DE (1) DE69841158D1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001078384A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Kabushiki Kaisha Yamashita Denshi Sekkei Dispositif de traitement de l'image
JP2008028880A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びにプログラム

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101569241A (zh) * 2006-12-21 2009-10-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 显示光辐射的系统、方法、计算机可读介质和用户界面
EP2617025B1 (en) * 2010-09-13 2019-05-08 Barry Lynn Jenkins Delivering and controlling streaming interactive media comprising renderable geometric, texture and lighting data

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2578984B2 (ja) * 1989-07-06 1997-02-05 松下電器産業株式会社 映像信号変換回路
JP2842913B2 (ja) * 1990-01-24 1999-01-06 株式会社日立製作所 ワイドテレビジョン信号処理回路
JP3060475B2 (ja) * 1990-03-13 2000-07-10 ソニー株式会社 テレビジョン受像機
JP3257788B2 (ja) * 1990-05-01 2002-02-18 ソニー株式会社 画像表示装置
JP2907988B2 (ja) * 1990-10-05 1999-06-21 株式会社日立製作所 ワイドテレビジョン受信機
EP0514819B1 (en) * 1991-05-23 1996-05-01 Hitachi, Ltd. Wide-screen television receiver with aspect ratio conversion function and method of displaying a magnified range
US5287188A (en) * 1992-01-07 1994-02-15 Thomson Consumer Electronics, Inc. Horizontal panning for wide screen television
US5262856A (en) 1992-06-04 1993-11-16 Massachusetts Institute Of Technology Video image compositing techniques
DE69329717T2 (de) * 1992-10-09 2001-05-10 Sony Corp Erzeugung und Aufnahme von Bildern
JP3253478B2 (ja) * 1995-03-20 2002-02-04 シャープ株式会社 映像記録装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001078384A1 (fr) * 2000-04-07 2001-10-18 Kabushiki Kaisha Yamashita Denshi Sekkei Dispositif de traitement de l'image
JP2008028880A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Sony Corp 画像処理装置および方法、並びにプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP4322349B2 (ja) 2009-08-26
US6421089B1 (en) 2002-07-16
EP0955770B1 (en) 2009-09-16
EP0955770A1 (en) 1999-11-10
DE69841158D1 (de) 2009-10-29
CN1155234C (zh) 2004-06-23
CN1239377A (zh) 1999-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5943445A (en) Dynamic sprites for encoding video data
US6229570B1 (en) Motion compensation image interpolation—frame rate conversion for HDTV
US5557684A (en) System for encoding image data into multiple layers representing regions of coherent motion and associated motion parameters
US6625333B1 (en) Method for temporal interpolation of an image sequence using object-based image analysis
Jeon et al. Coarse-to-fine frame interpolation for frame rate up-conversion using pyramid structure
US8279341B1 (en) Enhancing the resolution and quality of sequential digital images
KR20200130105A (ko) 비디오 프레임 보간을 위한 cnn-기반의 시스템 및 방법
EP1639829B1 (en) Optical flow estimation method
US8711938B2 (en) Methods and systems for motion estimation with nonlinear motion-field smoothing
JP2002191051A (ja) 圧縮システム、監視システム、および場面の交替を検出する方法
WO2002089046A1 (en) Video enhancement using multiple frame techniques
EP1864502A2 (en) Dominant motion estimation for image sequence processing
US7197075B2 (en) Method and system for video sequence real-time motion compensated temporal upsampling
Dubois Motion-compensated filtering of time-varying images
US6930728B2 (en) Scan conversion apparatus
CN109658361B (zh) 一种顾及运动估计误差的运动场景超分辨率重建方法
JP4870081B2 (ja) 変形可能なメッシュを用いた動き推定のための方法
US7110453B1 (en) Motion or depth estimation by prioritizing candidate motion vectors according to more reliable texture information
KR100798283B1 (ko) 글로벌 모션 추정 방법 및 장치
US20060098886A1 (en) Efficient predictive image parameter estimation
CN114339030A (zh) 一种基于自适应可分离卷积的网络直播视频稳像方法
Barreto et al. Motion estimation techniques in super-resolution image reconstruction: a performance evaluation
Wang et al. Improved super-resolution reconstruction from video
JP4322349B2 (ja) フレームフォーマット変換方法
KR100243137B1 (ko) 옵티컬 플로우를 예측하는 국부 이장방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060330

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080722

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081020

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081023

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090512

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120612

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees