JPS62206978A - 動画像信号のフレ−ム間適応内插方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はフィールドインターレースヲ行っている動画像
信号に対してフレーム間に新〆たなフレームを内挿によ
り合成する動画像信号のフレーム間内挿方式の改善に関
するものである。

（従来の技術） 動画像信号の符号化方式のひとつとして、動き補償技術
を用いたフレーム間高能率符号化方式や標準フレーム数
変換方式に関する研究開発が活発に行われている。この
動き補償を行うためには、動画像信号の動き量を高精度
で推定する技術が要求され、標本化された画素信号のひ
とつひとつ（以下、「画素」と称す）に関して行う方法
と、ある一定数の画素をブロック形にまとめて動き量の
推定を行う方法とがある。このうち後者のブロック単位
で動き量の推定を行う方法が一般に広く採用されている
ので、以下の説明ではこの方法について詳しく述べる。

なお、前者の画素単位で行う方式も後者のブロック単位
を画素単位に置き換えるだけでほぼ同様に行える。

動画像信号の動き量をブロック単位で推定する場合には
、１フレームを例えば横方向８画素、縦方向８ラインの
計６４画素からなるブロック単位に分ける。次に、現フ
レーム内の各ブロック単位ごとにひとつ前のフレーム内
よシ、 （１）ブロック内信号パターンの類似性を用いて動き量
を推定する方法（特開昭５５−．１６２６８３〜５）。

（２）フレーム内信号勾配及びフレーム間信号差分値の
物理的対応等により動き量を推定する方法（特開昭６Ｏ
−１５８７８６）。

等が知られている。

このように推定された動き量を用いてフレーム間に新た
なフレームを内挿により求める方法としては動き補正フ
レーム間内挿、動き補正フィールド間内挿等が考えられ
る。動き補正フィールド間内挿は、画像信号を走査線を
横から見るように表せば、第３図（、）に示すように、
内挿信号（○印）に対して例えば、動き補正して得られ
る同一フィールド内の位置に対して最も隣接した２走査
線（×２フィールド分）（×印）を動き補正した上で動
き補正して得られる同一フィールド内の位置に対して最
も隣接した２走査線（×印）（×２フィールド分）を動
き補正した上でフィールド間で選択し、これ等を用いて
行う。但し、点線は推定した動き量を示す。一方、動き
補正フレーム間内挿は第３図（ｂ）に示すように内挿信
号（○印）に対して例えば動き補正して得られる同一フ
ィールド内の位置に対して最も隣接した２走査線（×２
フィールド分）を動き補正した上でフレーム間で選択し
これ等を用いて行う。

一方、動きの大きい画像信号においては動き部分がかな
りぼけており、このような部分に対しては第４図に示す
フレーム内内挿を用い、内挿走査線位置に関してフレー
ム内で上下の走査線の荷重平均により良好な内挿信号が
得られる。同図において、実線は同一フレーム内偶数番
目走査線、点線は同一フレーム内奇数番目走査線をそれ
ぞれ示している＠ 以上３種類の各内挿方法について簡単に説明したが、こ
れらの内挿方法は次のような特徴をそれぞれ有している
。

（１）動き補正フレーム間内挿 この方法は推定された動き量の推定精度が高い場合には
非常に高い内挿品質が達成できるが、推定精度の低下に
伴い該当する内挿品質は急速に劣化する。

（２）動き補正フィールド間内挿 この方法は広範囲の動画像に対して良好な内挿特性を有
し、動き量の推定精度の低下に対して内挿品質の劣化は
（１〕の方式よりずっと小さいが、テレビジ目ン信号等
インターレースされた信号に対して静止部分の内挿画像
に解像度の劣下を伴う。

（３）フレーム内内挿 この方法は大きな動き量に対しては良好な内挿品質を与
え、推定された動き量の精度が低下した場合に有効な方
法となるが、静止部分の解像度を低下させると共に小か
ら中程度の動き量に対して内挿画像に動きの滑らかさの
再現性が劣化する。

（発明が解決しようとする問題点） 強く望まれている。特に、どの内挿方法も“動き量の推
定精度に大きく依存しており、動き量の推定精度を常に
高くすれば良いわけであるが、動画像の内容にかかわら
ず常に高精度の動き量を推定することは現状の技術では
困難である。従って、動き量の推定精度が変動しても高
品質の内挿方法が要求されていたが、上述の如〈従来の
内挿方法では困難であった。

本発明は上述した従来技術の欠点に鑑みなされたもので
、動き量の推定精度の変動に左右されることなく常に高
品質の内挿を行うことができる動画像信号のフレーム間
適応内挿方式を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の特徴は、動き量の推定精度パラメータ（以後、
「検定量α」と呼ぶ）、検定量αの大きさに応じて動き
補正フレーム間内挿方法、動き補正フィールド間内挿方
法及びフレーム内内挿方法を順次選択し、適応的に内挿
を行うことにある。

（発明の原理） まず本発明の原理について説明する。

本発明では検定量αの太ききに応じて内挿方法を切り換
えて用いる。用いる内挿方式をＩ、フレーム内内挿をＩ
φ−Ｆｌ、動き補正フィールド間内挿をＩＭＣ−Ｆｌ及
び動き補正フレーム間内挿をＩＭＣ−ＦＲとすれば、 Ｉ　＝　中）　Ｉφ−ＦＩ十（１−ε＠Ｘｍｃｘ）ＩＭ
Ｃ−ＦＩ＋（１−η（（り）ＩＭＣ−ＦＲ）　・・・（
１）となる。ただし、ε＠）及びη＠）は検定量αの関
数である。

第５図は係数ε（ロ）及びη（ロ）と検定量αとの関係
を図示したものである。同図において、検定量αが閾値
Ｔ１よりも小１い（動き量の推定精度が高い）場合は、
εに）とη＠）とが共に零であり、（１）式から動き補
正フレーム間内挿（Ａ領域）を使用する。次に、検定量
αが閾値Ｔ１と閾値Ｔ２との間（Ｔ１りα〈Ｔ２）にあ
る場合は、ε（ロ）が零（Ｔ＋点）から１（１２点）へ
−次間数的に変化し、η＠）は閾値Ｔ工を境にして零か
ら１へ変化する。従って、検定量αがＴ１＜α＜　Ｔ　
２の時は、フレーム内内挿と動き補正フィールド間内挿
との荷重和を用いる（Ｂ領域）。さらに、検定量αが閾
値Ｔ２よりも大（α≧Ｔ２）の場合は、ε＠）及びη＠
）が共に１であるので（１）式よυフレーム内内挿を用
いる（Ｃ領域）。

なお、閾値Ｔｌ及びＴ２は検出した動き量によっても異
なるが通常−標本点（画素）当シ約１０゜２０程度とな
る。検定量αは動き補正がすでに行われている直前フィ
ールドＦ１及び１フレーム前のフィールドＦ２とこれか
ら動き補正を行うべき現フィールドＦｏとの間の絶対差
分（ｌ　ＦＯＦＩ　Ｉ及びＩＦＯｐｚｌ）をそれぞれ該
当するブロックごとに求めて、その和が最大となった時
の値である。

以上のように、本発明は動き量の推定値の精度結果によ
り、最適な内挿方式を用いて内挿品質を大幅に向上させ
たものである。

（実施例） 以下に図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の実施例であり、フレーム間適応内挿方
式のブロック図である。図において、１は画像信号、２
は現フィールドの画像信号を記憶するだめのフィールド
メモリ（以下、「ＦＭ」と称す）、３はＦＭ２よりも１
フィールド前の入力信号を記憶するためのＦＭ、４はＦ
Ｍ３よりも１フィールド前（Ｆ　Ｍ　２よりも１フレー
ム前）の入力信号を記憶するだめのＦＭ、ＦＭ２　、Ｆ
Ｍ３及びＦＭ４の内容は動き量の推定値信号８だけシフ
トしたブロックを読み出してフレーム内内挿値計算回路
５（以下、「ＩＮＴＡ　Ｊと称す）、動き補正フィール
ド間内挿値計算回路６（以下、「ＩＮＴＢＪと称す）及
び動き補正フレーム間内挿値計算回路７（以下、ｌ’−
ＩＮＴＣＪと称す）によりそれぞれの内挿値が計算され
る。なお、ＩＮＴＢ６及びＩＮＴ　７は別途検出されて
いる動き量の推定値８（この求め方は従来から行われて
いるブロック内信号のパターンの類似度あるいはフレー
ム間信号差分値等により計算されているものとし、ここ
では推定方法についての説明は省略する）によυ動き量
が補正きれる。

一方、動き量の精度でちる検定量αは検定量検出回路９
により、各ＦＭ２　、ＦＭ３及びＦＭ４から読み出した
該当するブロックごとのｌ　ＦＭ２−　ＦＭ３１及びｌ
　ＦＭ、−ＦＭ４１の絶対差分を求め嘔らに全ブロック
の絶対差分和が最大となる値（検定量α）を計算により
求める。求めた検定量αは係数算出回路１０のη（ロ）
及びε（ロ）のテーブルへ入力され、該当する係数η＠
）及びε（ロ）を求めると共にこれらの１の補数である
（１−η＠）及び（１−ε＠）が求められて出力される
。これらの係数及び１の補数は合成回路１１に入力でれ
る。この合成回路１１は第２図の構成からなシ、Ａ＝η
（ロ）Ｘ　（ＩＭｃ−ｒｘ）・Ｂ＝（１−η（Ｃｔ））
Ｘ　（ＩＭＣ−ＦＲ）、Ｃ＝（１−ε（α））Ｘ（Ａ十
Ｂ）、Ｄ＝ε（ロ）Ｘ（Ｉφ−ＦＩ）及びＩ＝Ｃ＋Ｄが
それぞれ求められる。このＩが用いる内挿方式となる。

なお、係数η（ロ）及びε（ロ）は事前に実験結果等に
よりテーブルを作成しておき、求めた検定量αを代入し
て求めるものでるる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は動き量の推定値の精度結果
により、フレーム内内挿、動き補正フレーム間内挿及び
動き補正フィールド間内挿方式のうちひとつあるいは荷
重和を適応的に用いて内挿品質を大幅に向上泗せること
が可能で６１、その効果は極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例でろシフレーム間内挿方式のブ
ロック図、 第２図は本発明の合成回路の概略図、 第３図（ａ）は従来の動き補正フィールド間内挿方式の
概念図、 第３図（ｂ）は従来の動き補正フレーム間内挿方式第４
図は従来のフレーム内内挿方式の概念図、第５図は本発
明による動き量推定値の精度結果と係数η（ロ）、εに
）との関係図でおる。 １・・・入力（画像）信号、２，３．４・・・フィール
ドメモリ、５・・・フレーム内内挿値計算回路、６・・
・動き補正フィールド間内挿値計算回路、７・・・動き
補正フレーム間内挿値計算回路、８・・・動き量の推定
値信号、９・・・検定量検出回路、１０・・・係数算出
回路、１１・・・合成回路。 特許出願人　国際電信電話株式会社 特許出願代理人　　弁理士　山　本　恵　−本発Ｈ帽１
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２フィールドで１フレームを構成する動画像信号のフレ
   ーム間に新たなフレームを内挿するフレーム間内挿方式
   において、 該画像信号の現フィールドと該現フィールドよりも１フ
   ィールド前の直前フィールドと前記現フィールドよりも
   １フレーム前の前フィールドとの内容を記憶する手段と
   、 予め求められている動き量の推定値を参照しながら該記
   憶手段から内容を読み出してフレーム内内挿値、動き補
   正フィールド間内挿値及び動き補正フレーム間内挿値を
   計算する手段と、 該動き量の推定値の精度を検定する手段と、該検定手段
   の結果をもとに該フレーム内内挿値、該動き補正フィー
   ルド間内挿値及び該動き補正フレーム間内挿値の各々の
   値を制御して合成する手段とを有し、前記検定結果によ
   り前記３つの内挿値を選択して用いることを特徴とする
   動画像信号のフレーム間適応内挿方式。