JPS61201580A - Interpolation device between fields - Google Patents
Interpolation device between fieldsInfo
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- JPS61201580A JPS61201580A JP60042361A JP4236185A JPS61201580A JP S61201580 A JPS61201580 A JP S61201580A JP 60042361 A JP60042361 A JP 60042361A JP 4236185 A JP4236185 A JP 4236185A JP S61201580 A JPS61201580 A JP S61201580A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、ラインインターレースされた画像情報につい
てフレーム間補間を行なう装置に係り、特に動きベクト
ルを用いたフィールド間補間装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an apparatus for performing interframe interpolation on line-interlaced image information, and more particularly to an interfield interpolation apparatus using motion vectors.
画像情報の帯域圧縮の一手法として、画像情報をナイキ
スト周波数以下の周波数で標本化する。As a method of band compression of image information, image information is sampled at a frequency equal to or lower than the Nyquist frequency.
す゛ブナイキスト・サンプリングが知られている。Subnyquist sampling is known.
サブナイキスト・サンプリングでは、本来伝送すべき点
の画一情報を間引いて伝送するため１．受信側で間引か
れた点の情報を補間する必要がある。In sub-Nyquist sampling, the uniform information of the points that should originally be transmitted is thinned out and transmitted. It is necessary to interpolate the information of the thinned out points on the receiving side.
補間には同一フィールド内の画像情報だけを用いて補間
するフィールド内福間と、１フィールド前の画像情報も
使用するフィールド間補間、ざらにフレーム間補間があ
る。Interpolation includes intra-field interpolation, which uses only image information within the same field, inter-field interpolation, which also uses image information from one field before, and inter-frame interpolation.
フィールド間補間は、現フィールドに存在しないが時間
的に最も近い１フィールド前の画像情報を使用するため
、正しく行なわれれば最も良好な結果を示す。しかしな
がら、フィールド間補間は静止画の場合は単純に重ね合
せるだけでよいが、動画の場合は現フィールドの画像と
１フィールド前の画像とが位置的にずれているため、単
純に重ね合せることはできない。Interfield interpolation uses image information from one field before, which does not exist in the current field but is temporally closest, and therefore provides the best results if performed correctly. However, with inter-field interpolation, it is sufficient to simply overlap still images, but in the case of moving images, the current field image and the image one field before are positionally shifted, so it is not possible to simply overlap them. Can not.
一方、フレーム間補間については、時間的に連続したフ
レーム間の画像全体の平行移動量を示す動きベクトルを
検出し、この動きベクトルを用いて現フレームの画像情
報に１フレーム前の画像をシフトして重ね合せるという
方法がある。この方法は、画面内の物体の移動はないが
、カメラの移動（パン）により画像全体が動く画像の補
間に有効である。フィールド間福間にも同様の方法を適
用できれば、画像品位は著しく向上すると考えられる。On the other hand, for interframe interpolation, a motion vector indicating the amount of translation of the entire image between temporally consecutive frames is detected, and this motion vector is used to shift the image of the previous frame to the image information of the current frame. There is a method of overlapping them. This method is effective for interpolating images in which objects within the screen do not move, but the entire image moves due to camera movement (panning). If a similar method can be applied to the inter-field areas, it is believed that the image quality will be significantly improved.
ところが、ここでいう動きベクトルは連続するフレーム
間の画像全体の動きを示すものであるから、この動きベ
クトルに従って１フィールド前の画像をシフトしたので
は、現フィールドとの間に位置ずれが生じてしまう。即
ち、ライン、インターレースによる画像において、フレ
ーム間では当然ライン位置が一致しているが、連続した
フィールド間ではライン位置が一致していない。例えば
２フィールドで１フレームが構成される場合、あるフィ
ールドのラインが全ラインのうちの奇数番目とすれば、
次のフィールドは偶数番目となる。However, since the motion vector here indicates the movement of the entire image between successive frames, if the image one field before is shifted according to this motion vector, a positional shift will occur between it and the current field. Put it away. That is, in a line or interlaced image, the line positions naturally match between frames, but the line positions do not match between consecutive fields. For example, when one frame is composed of two fields, if the line of a certain field is an odd number among all lines, then
The next field will be an even number.
このようなライン位置の異なる画像を、ライン位置が同
一のフレーム間についての動きベクトルに基いて重ね合
せても正常な画像は得られない。Even if such images with different line positions are superimposed on each other based on motion vectors between frames with the same line position, a normal image cannot be obtained.
本発明の目的は、画像全体が平行移動している画像につ
いてフィールド補間を正しく行なうことができるフィー
ルド間補間装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an interfield interpolation device that can correctly perform field interpolation on an image whose entire image is translated in parallel.
本発明は上記目的を達成するため、フレーム間について
の動きベクトルをフィールド間についての動きベクトル
に変換し、その変換された動きベクトルに基いてフィー
ルド間補間を行なうようにしたものである。In order to achieve the above object, the present invention converts a motion vector between frames into a motion vector between fields, and performs interfield interpolation based on the converted motion vector.
即ち、本発明に係るフィールド間補間装置は、ラインイ
ンターレースによりｎフィールドで１フレームを構成す
る画像情報を受け、時間的に連続するフレーム間の画像
全体の平行移動量を示すフレーム間動きベクトルを検出
する動きベクトル検出手段と、この手段により得られた
フレーム間動きベクトルを時間的に連続したフィールド
間の画像全体の動きを示すフィールド間動きベクトルに
変換する動きベクトル変換手段と、この手段により得ら
れたフィールド間動きベクトルを用いて現フィールドの
画像情報にそれより１フィールド前の画像情報を相対位
置を合せて重ね合せる補間手段とを備えたことを特徴と
する。That is, the interfield interpolation device according to the present invention receives image information that constitutes one frame with n fields by line interlacing, and detects an interframe motion vector indicating the amount of translation of the entire image between temporally consecutive frames. a motion vector detecting means for detecting a motion vector obtained by this means; a motion vector converting means for converting an inter-frame motion vector obtained by this means into an inter-field motion vector indicating a movement of the entire image between temporally consecutive fields; The present invention is characterized by comprising an interpolation means for superimposing the image information of the current field with the image information of the previous field by matching the relative position using the inter-field motion vector.
本発明における動きベクトル変換手段は、具体的には例
えばフレーム間動きベクトルを積分する手段と、現フィ
ールドで得られる積分値と、それより１フィールド前に
１ｑられる積分値との差をフィールド間動きベクトルと
して算出する手段と、フレーム間動きベクトルが所定回
数連続して零を示したとき積分手段をリセットする手段
により実現される。Specifically, the motion vector conversion means in the present invention includes, for example, a means for integrating an inter-frame motion vector, and converts the difference between the integral value obtained in the current field and the integral value obtained by 1q one field before the inter-frame motion vector. This is realized by means for calculating the motion vector as a vector, and means for resetting the integrating means when the inter-frame motion vector continuously shows zero a predetermined number of times.
本発明によれば、画像全体が平行移動する画像について
は従来不可能であったフィールド間補間を正しく行なう
ことができる。これによりサブナイキストサンプリング
により伝送された画像を、より高品位に再現することが
可能となる。According to the present invention, it is possible to correctly perform interfield interpolation, which was previously impossible, for an image in which the entire image is translated in parallel. This makes it possible to reproduce images transmitted by sub-Nyquist sampling with higher quality.
第１図は本発明の一実施例に係るフィールド間補間装置
の構成を示す図である。第１図において、入力端子１に
は例えばサブナイキストサンプリングされ、かつ量子化
された。ｎフィールドで１フレームを構成する画像情報
が入力される。この入力画像情報はフィールドメモリ２
および補間フィルタ３に供給される。補間フィルタ３は
、入力端子１から直接供給される現フィールドの画像情
報に、フィールドメモリ２から供給される１フィールド
前の画像情報を重ね合せることにより、出力端子４にフ
ィールド間補間された画像情報を送り出す。フィールド
メモリ２は入力端子１に入力された画像情報が静止画の
情報である場合は、入力された画像情報を単純に１フイ
一ルド分の時間だけ遅延するが、動画の情報である場合
は、現フィールドの画像情報と１フィールド前の画像情
報が相対位置が一致した状態で正しく重なるように、フ
ィールド間動きベクトルに従ってその読出しアドレスが
シフトされるか、または遅延時間が制卸される。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an interfield interpolation device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, input terminal 1 is subjected to sub-Nyquist sampling and quantization, for example. Image information constituting one frame with n fields is input. This input image information is stored in field memory 2.
and is supplied to the interpolation filter 3. The interpolation filter 3 superimposes the image information of the current field directly supplied from the input terminal 1 with the image information of the previous field supplied from the field memory 2, so that the inter-field interpolated image information is output to the output terminal 4. send out. If the image information input to input terminal 1 is still image information, field memory 2 simply delays the input image information by the time equivalent to one field; The read address is shifted or the delay time is controlled in accordance with the inter-field motion vector so that the image information of the current field and the image information of the previous field are correctly overlapped with the same relative position.
フィールド間動きベクトルは、次のようにして得られる
。即ち、入力端子１に入力された画像情報はフレーム間
動きベクトル検出回路４にも供給され、フレーム間の画
像全体の平行移動量（移動の方向と大きさ）を示す動き
ベクトル、つまりフレーム間動きベクトルが検出される
。このフレーム間動きベクトルの検出方法は公知であり
、例えば連続するフレームにおける画像情報の相関（相
互相関、差分相関など）を画素毎にとり、相関性の最も
高い画素の移動方向および゛大きさをフレーム間動きベ
クトルとすればよい。こうして検出されたフレーム間動
きベクトルは、動きベクトル変換回路５によりフィール
ド間の画像全体の平行移動量を示すフィールド間動きベ
クトルに変換される。このフィールド間動きベクトルが
、フィールドメモリ２に供給される。The inter-field motion vector is obtained as follows. That is, the image information input to the input terminal 1 is also supplied to the inter-frame motion vector detection circuit 4, and the motion vector indicating the amount of parallel movement (direction and magnitude of movement) of the entire image between frames, that is, the inter-frame motion A vector is detected. This method of detecting inter-frame motion vectors is well known. For example, the correlation (cross-correlation, differential correlation, etc.) of image information in consecutive frames is taken for each pixel, and the moving direction and size of the pixel with the highest correlation are determined in the frame. It may be a motion vector. The inter-frame motion vector thus detected is converted by the motion vector conversion circuit 5 into an inter-field motion vector indicating the amount of parallel movement of the entire image between fields. This inter-field motion vector is supplied to the field memory 2.
フィールド間動きベクトル変換回路５は、例えば第２図
のような構成によって実用される。これは１フレームを
構成するフィールド数ｎが２の場合の例である。The inter-field motion vector conversion circuit 5 is put to practical use, for example, with a configuration as shown in FIG. This is an example where the number n of fields constituting one frame is two.
第２図において、端子１１に入力されるフレーム間動き
ベクトル検出回路４からのフレーム間動きベクトルは、
積分回路１２とゼロ検出器１３に供給される。積分回路
１２は加算器１４と２つのラッチメモリ１５．１６によ
って構成され、巡回型積分を行なう。即ち、加算器１４
は現フィールドの時点で供給されるフレーム間動きベク
トルと、ラッチメモリ１５．１６を通して得られる２フ
ィールド前の時点で得られたフレーム間動きベクトルと
を加算する。これにより加算器１４の出力に、積分され
た動きベクトルが得られる。一方、ゼロ検出器１３は入
力されたフレーム間動きベクトルが所定回数置を示した
とき、ラッチメモリ１５゜１６にリセットパルスを供給
し、メモリ１５゜１６の内容を初期値（例えば零）にリ
セットせしめる。これは検出されたフレーム間動きベク
トルに誤りが生じたときや、動きベクトルが検出されな
いとき、その影響が長時間残らないようにするためであ
る。In FIG. 2, the interframe motion vector from the interframe motion vector detection circuit 4 input to the terminal 11 is
The signal is supplied to an integrating circuit 12 and a zero detector 13. The integrating circuit 12 is composed of an adder 14 and two latch memories 15 and 16, and performs cyclic integration. That is, adder 14
adds the interframe motion vector supplied at the time of the current field and the interframe motion vector obtained at the time two fields before, which is obtained through the latch memory 15.16. As a result, an integrated motion vector is obtained at the output of the adder 14. On the other hand, when the input interframe motion vector indicates a predetermined number of positions, the zero detector 13 supplies a reset pulse to the latch memory 15゜16, and resets the contents of the memory 15゜16 to an initial value (for example, zero). urge This is to prevent the influence from remaining for a long time when an error occurs in the detected interframe motion vector or when no motion vector is detected.
減算器１７は積分回路１２の加算器１４から現フィール
ドで得られるフレーム間動きベクトルの積分値と、ラッ
チメモリ１５から得られる現フィールドの１フィールド
前におけるフレーム間動きベクトルの積分値との差をと
り、それを端子１８へフィールド間動きベクトルとして
出力する。The subtracter 17 calculates the difference between the integrated value of the interframe motion vector obtained in the current field from the adder 14 of the integrating circuit 12 and the integrated value of the interframe motion vector obtained from the latch memory 15 in one field before the current field. and outputs it to the terminal 18 as an inter-field motion vector.
このようにして得られるフィールド間動きベクトルは、
現フィールドと１フィールド前の時点におけるフレーム
間動きベクトルの積分値の差であるため、例えばカメラ
の移動速度が変化する等によりフレーム間動きベクトル
が加速度的に変化した場合でも、画像全体の平行移動量
を正しく示す。The inter-field motion vector obtained in this way is
This is the difference between the integral value of the inter-frame motion vector between the current field and one field before, so even if the inter-frame motion vector changes at an accelerating rate due to changes in camera movement speed, for example, the entire image will not be translated in parallel. Indicate quantity correctly.
第３図は動きベクトル変換回路５の他の構成例を示した
もので、積分回路２０が減算器２１と１つのラッチメモ
リ２２によって構成されている。FIG. 3 shows another example of the configuration of the motion vector conversion circuit 5, in which an integration circuit 20 is configured by a subtracter 21 and one latch memory 22.
この場合は、ゼロ検出器１３の出力によってラッチメモ
リ２２がリセットされると、現フィールドと１フィール
ド前におけるフレーム間動きベクトルの積分値との差が
新たにラッチメモリ２２に蓄積され、その次からは現フ
ィールドにおけるフレーム間動きベクトルと、ラッチメ
モリ２２に蓄えられている１フィールド前におけるフレ
ーム間動きベクトルの積分値の差が減算器２１から得ら
れ、これが端子１８のフィールド間動きベクトルとして
出力される。このような構成の動きベクトル変換回路に
おいても、第２図に示した動きベクトル変換回路と全く
同様に、適確なフィールド間動きベクトルを得ることが
できる。In this case, when the latch memory 22 is reset by the output of the zero detector 13, the difference between the current field and the integral value of the inter-frame motion vector one field before is newly stored in the latch memory 22, and from the next The difference between the integral value of the interframe motion vector in the current field and the interframe motion vector in the previous field stored in the latch memory 22 is obtained from the subtracter 21, and this is output as the interfield motion vector at the terminal 18. Ru. Even in the motion vector conversion circuit having such a configuration, it is possible to obtain an accurate inter-field motion vector, just like the motion vector conversion circuit shown in FIG.
以上述べたように、本発明によればフレーム間動きベク
トルをフィールド間動きベクトルに変換し、それに基い
て現フィールドの画像情報と１フィールド前の画像情報
とを相対位置を合せて重ね合せることにより、従来では
静止画のみに適用可能とされていたフィールド間補間を
、カメラの移動等により平行移動するような画像につい
ても実施できることになり、サブナイキストサンプリン
グされた画像を非常に高品位に再現することが可能とな
る。As described above, according to the present invention, an inter-frame motion vector is converted into an inter-field motion vector, and based on this, the image information of the current field and the image information of one field before are superimposed by matching their relative positions. , inter-field interpolation, which was conventionally applicable only to still images, can now be performed on images that are translated in parallel due to camera movement, etc., making it possible to reproduce sub-Nyquist sampled images with extremely high quality. becomes possible.
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではな
く、例えば実施例では１フレームが２フィールドで構成
される画像情報についてのフィールド補間を説明したが
、本発明は１フレームが３あφいはそれ以上の数のフィ
ールドからなる画像情報にも適用が可能である。また、
動きベクトル変換回路の具体的な構成についても、前記
例に限定されるものではなく、例えば時間的に連続する
２フレームにおけるフレーム間動きベクトルの平均値を
フィールド間動きベクトルとするような単純なものであ
っても構わない。その他、本発明は要旨を逸鋭しない範
囲で種々変形実施することができる。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments; for example, in the embodiment, field interpolation for image information in which one frame is composed of two fields has been described, but the present invention is applicable to fields in which one frame consists of 3 fields. It can also be applied to image information consisting of a larger number of fields. Also,
The specific configuration of the motion vector conversion circuit is not limited to the above example, but may be a simple one in which, for example, the average value of inter-frame motion vectors in two temporally consecutive frames is used as an inter-field motion vector. It doesn't matter. In addition, the present invention can be modified in various ways without departing from the gist thereof.
第１図は本発明の一実施例に係るフィールド間補間装置
の構成を示すブロック図、第２図は本発明のフィールド
間補間装置における動きベクトル変換回路の一例を示す
ブロック図、第３図は動きベクトル変換回路の他の例を
示すブロック図である。
１・・・画像情報入力端子、２・・・フィールドメモリ
、３・・・補間フィルタ、４・・・出力端子、５・・・
フレーム間動きベクトル検出回路、１２，２０・・・積
分回路、１３・・・ゼロ検出器、１４・・・加算器、１
５．１６゜２２・・・ラッチメモリ、１７．２１・・・
減算器。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an interfield interpolation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an example of a motion vector conversion circuit in the interfield interpolation device of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing another example of a motion vector conversion circuit. 1... Image information input terminal, 2... Field memory, 3... Interpolation filter, 4... Output terminal, 5...
Inter-frame motion vector detection circuit, 12, 20... Integrating circuit, 13... Zero detector, 14... Adder, 1
5.16°22...Latch memory, 17.21...
Subtractor.
Claims (2)
レームを構成する画像情報を受け、時間的に連続するフ
レーム間の画像全体の平行移動量を示すフレーム間動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、この手段
により得られたフレーム間動きベクトルを時間的に連続
したフィールド間の画像全体の動きを示すフィールド間
動きベクトルに変換する動きベクトル変換手段と、この
手段により得られたフィールド間動きベクトルを用いて
現フィールドの画像情報にそれより１フィールド前の画
像情報を相対位置を合せて重ね合せる補間手段とを備え
たことを特徴とするフィールド間補間装置。(1) A motion vector detection means that receives image information that constitutes one frame with n fields by line interlacing and detects an interframe motion vector that indicates the amount of parallel movement of the entire image between temporally consecutive frames, and this means motion vector conversion means for converting the inter-frame motion vector obtained by 1. An interfield interpolation device comprising: interpolation means for overlapping image information of a field with image information of one field prior to the image information of the field while aligning relative positions thereof.
ルを積分する手段と、この積分手段から現フィールドで
得られる積分値と、それより１フィールド前に得られる
積分値との差をフィールド間動きベクトルとして算出す
る手段と、フレーム間動きベクトルが所定回数連続して
零を示したとき前記積分手段をリセットする手段とを含
んで構成されたものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のフィールド間補間装置。(2) The motion vector conversion means includes means for integrating an inter-frame motion vector, and converts the difference between the integral value obtained from the integrating means in the current field and the integral value obtained one field before the inter-frame motion vector into an inter-field motion vector. and means for resetting the integrating means when the inter-frame motion vector continuously shows zero a predetermined number of times. Interfield interpolator as described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042361A JPH0620302B2 (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Interpolator between fields |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60042361A JPH0620302B2 (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Interpolator between fields |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61201580A true JPS61201580A (en) | 1986-09-06 |
| JPH0620302B2 JPH0620302B2 (en) | 1994-03-16 |
Family
ID=12633896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60042361A Expired - Lifetime JPH0620302B2 (en) | 1985-03-04 | 1985-03-04 | Interpolator between fields |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620302B2 (en) |
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| JPH0620302B2 (en) | 1994-03-16 |
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