JP2002171424A

JP2002171424A - 動画像処理方法、動画像処理装置および動画像表示装置

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Publication number: JP2002171424A
Application number: JP2000364949A
Authority: JP
Inventors: Yoshifusa Wada; 容房和田; Kenichi Kamijo; 憲一上條
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Also published as: GB2371703B; GB0128741D0; US6876367B2; US20020063702A1; GB2371703A

Abstract

(57)【要約】【課題】動画像の輝度変化に時間フィルタ処理を行う
際に、移動する対象物の動きに不自然さを感じることの
ない動画像処理方法、動画像処理装置および動画像表示
装置を提供する。【解決手段】入力データ変換部１は、入力される動画
像信号を画像処理するためのデータ形式（ディジタル動
画像信号）に変換する。画像メモリ部２は、入力データ
変換部１から出力されるディジタル動画像信号および、
フィルタ処理中のディジタル動画像信号を、フレーム単
位で複数フレーム分蓄積する。動き検出部３は、画像メ
モリ部２よりフレーム単位の画像を読み出し、フレーム
間で移動する対象物を検出し、そのエリアをマスクする
マスク信号を出力する。時間フィルタ処理部４は、マス
ク信号でマスクされてないエリアについて、時間フィル
タ処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビ、テレビゲ
ーム、ビデオ、コンピュータ等で輝度変化の激しい動き
を含んだ画像を見続けることによりもたらされる人体へ
のストレスを緩和する為に、動画像の輝度変化における
特定の周波数帯を減衰させる動画像処理方法、動画像処
理装置および動画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年コンピュータゲームの発展とコンピ
ュータグラフィツクス技術の進歩に伴い、種々様々な映
像がテレビやコンピュータディスプレイ上で表示される
ようになっている。それらの映像の中には、眩しい程の
像が速く動いたり激しく点滅する画像が含まれている。
このような輝度の時間変化の激しい画像は、見る者の興
味を引く反面、また強いストレスをも与えうる。このよ
うな刺激的に加工された画像を見ることによって、光感
受性障害（高橋剛夫「テレビ映像と光感受性発作−その
脳波診断と防止策−」（株）新興医学出版社）を起こす
ＶＤＴ（ビデオディスプレイターミナル）ストレスの存
在が確認されている。

【０００３】その防止策として、人間が特に敏感に感じ
る１０Ｈｚ前後を含む７〜６０Hｚ程度の周波数帯で輝
度変化する動画像信号について時間フィルタを行う方法
および装置が特許第２７９５２１４号公報に公開されて
いる。上記発明は、上記周波数帯での動画像信号の時間
変化を、輝度信号もしくはＲＧＢ（３原色：Ｒ（赤）、
Ｇ（緑）、Ｂ（青））信号の時間変化として、時間フィ
ルタ処理し上記周波数帯の周波数成分を減衰させること
によって、ＶＤＴの使用者に過度のストレスを与えるこ
とを防ぐものである。ＲＧＢの各信号は場合によりそれ
ぞれアナログからディジタルに変換してディジタル化さ
れた画像の輝度もしくはＲＧＢの各信号値に対して時間
フィルタ処理が行われている。なお、人間が最も敏感に
感じる周波数とは、例えばグレーの背景画面上に白黒の
点滅を白黒のコントラストと周波数を変えて表示し、コ
ントラストを落としても点滅を確認できる周波数を調べ
ることなどにより得られる。

【０００４】さらに、上記発明は、画像の内容に関わり
なく、画像全体の時間的変化を抽出し、変化量がある基
準以上の場合に時間フィルタ処理を行っていた。即ち、
アナログまたはディジタル信号で表現された画像におい
て輝度成分の時間変化の大きさあるいはＲＧＢ成分にデ
ィジタル化された画像の時間変化の大きさを画像全体に
渡って計測集計し、得られた画像の輝度変化量の大きさ
に応じて、時間周波数成分の減衰の程度を適応的に調節
する時間フィルタ処理を行っていた。また、動画像の中
に移動を行う対象物がある場合、対象物と背景画像の輝
度差が検出され対象物の視野に対する移動量、相対的な
移動速度に関わりなく、対象物の移動により背景画像と
の輝度差が検出されて、移動する対象物に対しても一様
に時間フィルタが掛けられていた。尚、動画像の中を移
動する対象物の認識に関しては、従来から、フレーム間
差分法、動きベクトル検出法や勾配法等のいくつかの方
法が知られており、作業量、装置の分量、画質、価格等
を勘案して最適な方式がそれぞれの装置、システムにお
いて選択されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のＶＤＴ障害の防止対策では、移動する対象物に対して
特別に処理しておらず、一様に時間フィルタ処理を行っ
ていたため、対象物のエッジ部分の像が不鮮明になり、
見る人は対象物の動きに不自然さを感じるという問題が
あった。この発明は、上述した事情を考慮してなされた
もので、動画像の輝度変化に時間フィルタ処理を行う際
に、移動する対象物の動きに不自然さを感じることのな
い動画像処理方法、動画像処理装置および動画像表示装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決すべ
く、請求項１に記載の発明は、動画像の画像変化の周波
数について、指定された特定の周波数域の周波数成分を
フィルタ処理により減衰させる動画像処理方法であっ
て、動画像の画面上を移動する対象物に対して選択的も
しくは一律にフィルタ処理による減衰量を減らすもしく
は前記フィルタ処理をしないよう制限することを特徴と
する。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、少なくと
も画像入力部、時間フィルタ処理部を備え、前記時間フ
ィルタ処理部が、動画像の画像変化の周波数について、
指定された特定の周波数域の周波数成分をフィルタ処理
により減衰させる動画像処理装置において、動画像の画
面上を移動する対象物を検出する動き検出手段と、動き
検出手段が検出した対象物に対してフィルタ処理による
減衰量を減らすもしくはフィルタ処理しないよう制限す
るフィルタ処理制限手段を具備したことを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載の動画像処理装置において、上記動き検出手段
は、大きさ、形状、輝度、彩色及び移動速度のいずれか
一つもしくは複数の要因に依存して対象物を検出するこ
とを特徴とする。また、請求項４に記載の発明は、請求
項２または請求項３に記載の動画像処理装置において、
上記フィルタ処理制限手段は、輝度または色の彩度のい
ずれか一つもしくは複数に対してフィルタ処理の制限を
行うことを特徴とする。

【０００９】また、請求項５に記載の発明は、請求項２
〜請求項４のいずれかに記載の動画像処理装置におい
て、上記フィルタ処理制限手段は、フィルタ処理による
減衰量を、一つもしくは複数の値より選定するもしくは
任意の値を指定することを特徴とする。また、請求項６
に記載の発明は、請求項２〜請求項５のいずれかに記載
の動画像処理装置において、圧縮画像データを復元する
復元処理手段を更に具備し、上記動き検出手段は、復元
処理手段より、移動する対象物についての情報を取得す
ることを特徴とする。また、請求項７に記載の発明は、
動画像表示装置において、請求項２〜請求項６のいずれ
かに記載の動画像処理装置と、動画像処理装置が処理し
た動画像情報を表示する表示手段とを具備すること特徴
とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態における
動画像処理装置について図を参照して説明する。図１
は、本発明の第一の実施形態における動画像処理装置お
よび動画像表示装置の構成を示すブロック図である。符
号１は、入力される動画像信号を受信し、画像処理する
ためのデータ形式に変換する入力データ変換部である。
例えば、入力される動画像信号がアナログ信号なら、Ａ
／Ｄ変換して所定のディジタル動画像信号に変換する。
２は、入力データ変換部１から出力されるディジタル動
画像信号および、フィルタ処理中のディジタル動画像信
号を、フレーム単位で複数フレーム分蓄積する画像メモ
リ部である。３は、画像メモリ部２よりフレーム単位の
画像を読み出し、フレーム間において移動する対象物
（以下、移動物体とする）があれば検出する動き検出部
である。４は、動画像の時間軸方向における画像変化の
周波数について、指定された特定の周波数域の周波数成
分を減衰させる時間フィルタ処理部である。５は、フィ
ルタ処理の終わったディジタル動画像データを所定の動
画像信号に変換する出力データ変換部である。

【００１１】６は、輝度変化の激しい動画像による人体
へのストレスの強さを、時間フィルタ処理部４での処理
中に使用する信号の減衰量を基に、所定の演算式で数値
化して表示する表示部である。７は、上記各処理部での
処理タイミングを制御する制御部である。また、制御部
７は、時間フィルタ処理部でのフィルタ処理を制限する
フィルタ処理制限部を具備する。尚、入力された動画像
信号がテレビジョン放送データ等のようなインターレー
スされた動画像信号である場合には、制御部７からの制
御により奇数フレームと偶数フレームとを区別して画像
メモリ部２に格納して、以後の処理も奇数フレームと偶
数フレームで別々に行う。また、時間フィルタ処理後の
動画像データが出力データ変換部５へ出力される際に
は、奇数フレームと偶数フレームが制御部７の制御によ
り合成される。以上により動画像処理装置８が構成され
る。９は、動画像処理装置８の出力である動画像信号を
表示する動画像表示部である。以上に示した動画像処理
装置８と動画像表示部９により動画像表示装置が構成さ
れる。尚、動画像表示部９の具体例としては、ＣＲＴ
（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）、液晶表示装置、
プロジェクターなどが挙げられる。

【００１２】次に、上述のように構成された動画像処理
装置８の動作について説明する。図２は図１に示した本
発明の第一の実施形態における動画像処理装置８の動作
を示すフロー図である。まず動画像信号を動画像処理装
置８へ入力する（ステップS１０）。次に、入力データ
変換部１が入力信号（例えばＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａ
ｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＣｏｍｉｔ
ｔｅｅｓｙｓｔｅｍ）テレビジョン信号）を所定のデ
ィジタル動画像データ（例えば各８ビットのＲＧＢデー
タ）へ変換する（ステップＳ１１）。次に、画像メモリ
部２が入力データ変換部１の出力するディジタル動画像
データをフレーム単位で順次格納する（ステップＳ１
２）。次に、動き検出部３は、画像メモリ部２に格納さ
れるディジタル動画像データを読み出し、フレーム間の
差分を取ることで、移動物体の検出を行い、移動物体が
移動した画像中の領域を時間フィルタ処理しないマスク
領域とするための信号である動画像マスク信号を時間フ
ィルタ処理部４へ出力する（ステップS１３）。

【００１３】次に、時間フィルタ処理部４は、画像メモ
リ部２からディジタル動画像データを読み出し、動画像
マスク信号でマスクされていない領域については、動画
像の輝度変化の周波数において特定の周波数帯を減衰さ
せる時間フィルタ処理を行う（ステップS１４）。ま
た、動画像マスク信号でマスクした領域では時間フィル
タ処理を行わない。以上のフィルタ処理制限は制御部７
が具備するフィルタ処理制限部が行う。また、動画像マ
スク信号で時間フィルタ処理をマスクするタイミング制
御は制御部７が行っている。尚、動き検出部３と時間フ
ィルタ処理部４の詳細な構成と動作については後述す
る。次に、出力データ変換部５は、時間フィルタ処理を
終えたディジタル動画像データを所定の動画像信号（例
えばＮＴＳＣテレビジョン信号）へ変換する（ステップ
Ｓ１５）。次に、出力データ変換部５は、変換後の動画
像信号を出力する（ステップＳ１６）。この動画像信号
を受けて、動画像表示部９は、時間フィルタ処理後の動
画像を表示する。以上により移動物体を考慮した時間フ
ィルタ処理を行うことができ、動画像の中で移動する移
動物体が不自然な形に見えるのを防ぐことができる。
尚、この時、時間フィルタ処理部４にて演算される値を
用いて、表示中（＝時間フィルタ処理中）の動画像が、
人体へ与えるストレスの強さを、数値化して表示部６へ
表示することができる。この数値化について詳しくは後
述する。また、動画像処理部８が表示部６を具備しない
場合は、上記数値をＯＳＤ（ＯｎＳｃｒｅｅｎＤｉ
ｓｐｌａｙ）処理して動画像信号出力に加算し、動画像
表示部９の画面の隅に文字情報として表示してもよい。

【００１４】次に、動き検出部３の詳細な構成と動作に
ついて、画像メモリ部２と合わせて以下に説明する。図
３は、本発明の第一の実施形態における画像メモリ部２
と、動き検出部３の内部構成について示すブロック図で
ある。まず画像メモリ部２の内部構成について説明す
る。符号２１は、入力されるディジタル動画像信号を最
初に格納する第一のフレームメモリである。また、２２
は、フレームメモリ２１が出力するディジタル動画像信
号を格納する第二のフレームメモリである。また、２３
は、フレームメモリ２２が出力するディジタル動画像信
号を格納する第三のフレームメモリである。

【００１５】次に、動き検出部３の内部構成について説
明する。符号３１は、フレームメモリ２１とフレームメ
モリ２２の差分画像Ｂ¹ _x,y（ｔ）を演算する差分画像処
理部である。同様に、フレームメモリ２２とフレームメ
モリ２３の差分画像Ｂ² _x,y（ｔ）を差分画像処理部３２
が演算する。また、３３、３４は、差分画像処理部３
１、差分画像処理部３２が出力する差分画像Ｂ
¹ _x,y（ｔ）、Ｂ² _x,y（ｔ）を指定された閾値との比較に
より２値化して２値化画像Ｇ（Ｂ¹ _x,y（ｔ））、Ｇ（Ｂ
² _x _,y（ｔ））を出力する２値化画像処理部である。ま
た、３５は、２値化画像Ｇ（Ｂ¹ _x,y（ｔ））とＧ（Ｂ²
_x,y（ｔ））のＡＮＤ論理の演算をすることで、動画像
マスクデータC_x,y（ｔ-１）を作成し動画像マスク信号
を出力する動画像マスクデータ作成部である。以下に動
画像マスクデータ作成部３５で演算される式を示す。 C_x,y（ｔ-１）＝Ｇ（Ｂ¹ _x,y（ｔ））∩Ｇ（Ｂ
² _x,y（ｔ））

【００１６】次に、上述した動き検出部３の動作につい
て、画像メモリ部２と合わせて以下に説明する。図４
は、本発明の第一の実施形態における動き検出部３での
画像データの処理動作を示す図である。図４において
は、移動物体（図中の車）が移動する画像例での、各処
理後のデータ形態を示している。ここで、画像メモリ部
２において、フレームメモリ２１に図４に示す画像デー
タであるフレームＩ_x,y（ｔ）が格納され、フレームメ
モリ２２にフレームＩ_x,y（ｔ-１）が格納され、フレー
ムメモリ２３にフレームＩ_x,y（ｔ-２）が格納された状
態とする。

【００１７】この時、動き検出部３で以下の処理を行う
ことで動画像マスクデータを算出する。まず、差分画像
処理部３１がフレームＩ_x,y（ｔ）とフレームＩ_x,y（ｔ
-１）の差分画像Ｂ¹ _x,y（ｔ）を演算する。同時に、差
分画像処理部３２がフレームＩ_x,y（ｔ-１）とフレーム
Ｉ_x,y（ｔ-２）の差分画像Ｂ² _x,y（ｔ）を演算する。次
に、２値化画像処理部３３、３４は、差分画像Ｂ
¹ _x,y（ｔ）、Ｂ² _x,y（ｔ）を指定された閾値との比較に
より２値化して（図４では白黒化）２値化画像Ｇ（Ｂ ¹
_x,y（ｔ））、Ｇ（Ｂ² _x,y（ｔ））を出力する。次に、
動画像マスクデータ作成部３５は、２値化画像Ｇ（Ｂ¹
_x,y（ｔ））とＧ（Ｂ² _x,y（ｔ））のＡＮＤ論理の演算
をすることで、動画像マスクデータＣ_x,y（ｔ-１）を作
成する。以上に示した動作により、動き検出部３は動画
像マスクデータを作成する。また、図４に示す動画像マ
スクデータの黒部分（斜線部分）がフィルタ処理を制限
したい部分となる。

【００１８】尚、本実施形態では、輝度の違いにより動
き検出を行ったが、彩色の違いで検出してもよい。更
に、検出した輝度等の違いより、移動物体の大きさ（面
積）や形状を算出したり、移動物体の移動距離より移動
速度を算出して、動き検出の対象とするかの判断を行っ
てもよい。また、上述した実施形態では、移動物体の認
識方法として、フレーム間差分画像法を用いたが、この
限りではない。例えば、フレーム間で対応する画素を決
定して動きベクトルを抽出して移動体を認識する方法
や、フレームの空間図形上の空間的勾配の時間的変化を
抽出して動きベクトルを算出する勾配法など、他の種々
の方法について移動物体を検出する方法として用いても
よい。また、２値化画像処理部３３、３４において、ノ
イズ等によって間違って２値化された場合に対処する
為、拡大縮小処理法等によりノイズ成分を除去する機能
を加えてもよい。

【００１９】ここで、この動画像マスクデータから動画
像マスク信号を生成する方法の一例を以下に示す。例え
ば、画像メモリ部２から画像を読み出して時間フィルタ
処理部４で処理する場合、画像の左上の画素から順に時
間フィルタ処理しているとする。この時に画素毎の処理
タイミングに合わせて、動画像マスクデータを読み出す
ことで、動画像マスク信号となる。すなわち、図４の動
画像マスクデータにおいて白部分を”Ｈ”信号、黒部分
を”Ｌ”信号として読み出すことで動画像マスク信号と
して出力する。これにより、フィルタ処理したくない移
動物体の部分である黒部分の所では、”Ｌ”信号がフィ
ルタ処理部４へ入力され、この”Ｌ”信号をトリガにし
てフィルタ処理を止めるもしくは、フィルタ処理による
減衰量を調節することができる。

【００２０】次に、時間フィルタ部４の時間フィルタ処
理について、図５を用いて詳細に説明する。図５は、本
発明の第一の実施形態における時間フィルタ処理部４の
内部構成を画像メモリ部２と合わせて示すブロック図で
ある。符号４１〜４４は、フレームメモリ８１〜８５か
らデータを読み出して演算を行う演算処理部である。ま
た、フレームメモリ８１〜８５は、入力データであるＩ
_x,y（ｔ）や演算処理部４１〜４４の処理結果Ａ
¹ _x,y（ｔ）〜Ａ⁴ _x,y（ｔ）を格納する。次に、動画像マ
スクデータメモリ９１〜９４は、動き検出部３で作成さ
れる動画像マスクデータを、順次格納する為のメモリで
ある。尚、この動画像マスクデータメモリ９１〜９４か
ら読み出されるデータ列が、そのまま動画像マスク信号
となり時間フィルタ処理部４を制御する。

【００２１】各画素の輝度をフレーム間で時間フィルタ
処理するには、図５に示すように複数個のフレームメモ
リ８１〜８５を多段に縦続接続して行う。この段数がフ
ィルタの段数であり、フィルタの効果と処理画像の時間
的な滑らかさを調整するパラメータとなる。また、フィ
ルタの効果と、許容できる装置のコストを鑑みて１０段
以下のフィルタの段数が現実的である。図５に示す実施
形態では、４段の時間フィルタ処理であり、時間フィル
タ処理部４の各段の演算処理部４１〜４４と、画像メモ
リ部２の各段のフレームメモリ８１〜８５がそれぞれ組
として１段のフィルタ機能となる。フレーム単位で入力
される動画像に順次各段の処理を行うことで全体として
滑らかなフィルタ処理を実現する。それと同時に、動画
像マスク信号により移動物体への時間フィルタ処理を制
御している。

【００２２】次に、図５で示した時間フィルタ処理部４
の動作について画像メモリ部２と合わせて説明する。初
段のフィルタにおいては、入力された画像のフレームメ
モリ８１内のデータＩ_x,y（ｔ）と、フレームメモリ８
２内に格納される演算処理部４１の前回の処理結果Ａ¹
_x,y（ｔ-１）と、その時点での動画像マスクデータメモ
リ９１に格納されるＣ¹ _x,y（ｔ）と、その時点での時定
数τ（ｔ）から、演算処理部４１が以下の式を演算する
ことでフレームデータＡ¹ _x,y（ｔ）を求める。Ａ¹ _x,y(t)＝τ(t)・Ａ¹ _x,y(t-1)＋（１−τ(t)）・Ｉ_x,y(t) … Ｃ¹ _x,y(t)＝１の時Ａ¹ _x,y(t)＝Ｉ_x,y(t) … Ｃ¹ _x,y(t)＝０の時次に、演算処理部４１は、フレームメモリ８２に処理後
の画像データＡ¹ _x,y（ｔ）を書き込む。尚、上記式のＣ
¹ _x,y（ｔ）＝０は、図４の動画像マスクデータの説明で
移動物体のある黒（”L”）の部分、Ｃ¹ _x,y（ｔ）＝１
は図４の説明で静止画像部分となる白（”H”）の部分
に相当する。また、制御部７には、動画像マスクデータ
（Ｃ¹ _x,y（ｔ）…）の値によって、演算処理部４１〜４
４での演算処理を制御するフィルタ処理制限部が具備さ
れている。

【００２３】尚、時定数τ（ｔ）は、1フレーム間にお
ける画像全体の輝度変化、すなわち人間が感じる時間変
化的な視覚刺激の量により設定される、時間フィルタ処
理の時定数である。この時定数τ（ｔ）は、フィルタの
段数別に設定してもよく種々の値をとる。実際の算出方
法としては、図示していないが時間フィルタ処理部４
に、画像の輝度変化を求める輝度変化抽出処理部を具備
し、この輝度変化抽出処理部が、制御部７からの指令に
より、画像メモリ部２から最新のフレームデータとしき
い値算定の為の画像データを取り込み、両画像の同一点
の画素における輝度値の差を求め、これを全画素分加算
する。この加算値を画像中の最大の明るさで規格化し有
効減衰量Ｅ（ｔ）を求める。ここで、有効減衰量の大き
さににより、時間フィルタに使用する時定数の関数τ
（ｔ）を設定する。この関数で使われる定数は、時間フ
ィルタの効果、即ち効き具合により臨床学的に選定でき
る。更に、光感受性障害の臨床検査用等の目的により、
複数個の定数を設定できる、もしくは任意の値に設定で
きる。また、上述したτ（ｔ）やＥ（ｔ）の計算式等の
詳細については特許第２７９５２１４号公報に公開され
ている。更に、動画像が人体に与えるストレスの強さを
数値化して表示部６に表示する場合、上記の時定数τ
（ｔ）や有効減衰量Ｅ（ｔ）を用いて数値化し表示する
ことができる。また、時間フィルタ処理後の動画像信号
の有効減衰量Ｅ（ｔ）を求め時間フィルタ処理前の動画
像信号の有効減衰量Ｅ（ｔ）との差を求めることで、時
間フィルタ処理の効果を数値化でき、それを表示部６に
表示してもよい。

【００２４】次に、次段のフィルタにおいては、同様に
フレームメモリ８３に格納される演算処理部４２の前回
の処理結果Ａ² _x,y（ｔ-１）と、フレームメモリ８２に
格納される初段フィルタの出力Ａ¹ _x,y（ｔ）とより以下
の式を演算処理部４２が演算して画像データＡ
² _x,y（ｔ）を求め、フレームメモリ８３に書き込む。Ａ² _x,y(t)＝τ(t)・Ａ² _x,y(t-1)＋（１−τ(t)）・Ａ¹ _x,y(t) … Ｃ² _x,y(t)= １の時Ａ² _x,y(t)＝Ａ¹ _x,y(t) … Ｃ² _x,y(t)=０の時３段目以降におけるｊ段目のフィルタの出力Ａ
^j _x,y（ｔ）は、同様にしてｊ段目のフレームメモリ内に
格納されるｊ段目の演算処理部の前回の処理結果Ａ^j _x,y
（ｔ-１）と前段（ｊ−１段）の処理結果Ａ^j-1 _x,y（ｔ-
１）とからｊ段目の演算処理部が求め、ｊ段目のフレー
ムメモリへ書き込む。Ａ^j _x,y(t)＝τ(t)・Ａ^j _x,y(t-1)＋（１−τ(t)）・Ａ^j-1 _x,y(t) … Ｃ^j _x,y(t) =１の時Ａ^j _x,y(t)＝Ａ^j-1 _x,y(t) … Ｃ^j _x,y(t)=０の時ここで、演算処理部４１〜４４は、各々が時間分割で演
算を行う。場合により演算処理部４１〜４４は、前段の
出力を得て疑似並列に演算を行うこともできる。以上に
より、時間フィルタ処理部４は、時間フィルタ処理を動
画像マスク信号の制御を受けながら行う。尚、上述した
実施形態では、輝度についての時間フィルタ処理を示し
たが、この限りではない。例えば、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ
（青）のそれぞれに同じようにフィルタ処理を行っても
よく。また、上記三色の内のいずれか一色または二色の
みフィルタ処理を行ったり、各色のフィルタ処理による
減衰量を各々設定してフィルタ処理を行ってもよい。更
に、ＲＧＢのみならず、種々の色相においても同様であ
る。

【００２５】次に、本発明の第２の実施形態における時
間フィルタ処理部４の動作について以下に説明する。上
記に示した本発明の第１の実施形態では、移動物体には
フィルタ作用を及ぼさないようにする処理を行ってい
た。第２の実施形態として、フィルタ作用を弱めて作用
させる場合には、一般的に記述するならばｊ段目の演算
処理部は、下記式によって演算処理を行う。ｊ段目のフ
ィルタの出力Ａ^j _x,y(t)は、弱める割合のフィルタ制限
用変数ｑ（０≦ｑ≦１）を用いるとＡ^j _x,y(t)＝τ(t)・Ａ^j _x,y(t-1)＋（１−τ(t)）・Ａ^j-1 _x,y(t) … Ｃ^j _x,y(t)=１の時（式１）Ａ^j _x,y(t)＝ｑ・Ａ^j-1 _x,y(t)＋(１−ｑ)・{τ(t)・Ａ^j _x,y(t-1)＋(１-τ(t))・Ａ^j ^-1 _x,y (t)} … Ｃ^j _x,y(t)=０の時（式２）上記の式を使ったフィルタ処理の実施形態として、本発
明の第二の実施形態における時間フィルタ処理部４の処
理フローについて図６に示す。

【００２６】まず、入力データ変換部１より画像データ
が入力される（ステップＳ６１）。次に、時間フィルタ
処理部４が時定数τ（ｔ）を設定する（ステップＳ６
２）。同時に、動き検出部３が移動物体の抽出を行い、
動画像マスクデータを生成する（ステップＳ６３）。次
に、その動画像マスクデータより生成する動画像マスク
信号により移動物体部分（マスク部分）であるか判別す
る（ステップＳ６４）。ここで、移動物体部分でなかっ
た場合（ステップＳ６４のＮＯ）、時間フィルタ処理部
４は、時間フィルタの時定数として上記の（式１）を用
いたτ（ｔ）を使用して減衰させた画像を算出する（ス
テップＳ６５）。また、移動物体部分でであった場合
（ステップＳ６４のＹＥＳ）、時間フィルタ処理部４
は、フィルタ制限用変数ｑを設定する（ステップＳ６
６）。次に、時間フィルタ処理部４は、上記（式２）を
用いて減衰させた画像を算出する（ステップＳ６７）。
以上で算出した画像のタイミングを合わせて合成し、出
力することで、時間フィルタ処理を終了する。以上によ
り、移動する移動物体に関してはフィルタ制限用変数ｑ
により制限をかけた時間フィルタ処理、それ以外の背景
等は通常の時間フィルタ処理を行うことができる。尚、
時間フィルタが多段フィルタの場合、時定数τ（ｔ）の
設定は、フィルタの段毎に各々行ってもよい。また、ス
テップＳ６３はステップＳ６２と同時処理ではなく、順
次処理でもよい。

【００２７】次に、動画像中の動画像マスク信号でマス
クする部分において、その部分専用で算出する時定数τ
₁（ｔ）もしくは通常の時定数τ（ｔ）のどちらかを選
択して時間フィルタ処理を行う場合の時間フィルタ処理
部４について以下に説明する。尚、時定数τ₁（ｔ）の
算出式は時定数τ（ｔ）と同じでよく、式中の定数を任
意の値に変更することで、時定数τ（ｔ）と違う値を算
出する。また、時間フィルタ処理における算出式は、マ
スク部分に関らず（Ｃ^j _x,y（ｔ）＝１、０に関らず）上
記の（式１）の計算式を用いる。そして、時定数τ
（ｔ）を、マスク部分（Ｃ^j _x,y（ｔ）＝０の時）におい
て時定数τ₁（ｔ）に置換して計算する。図７は、本発
明の第三の実施形態における時間フィルタ処理部４の処
理フローについて示す図である。まず１フレームの画像
データが入力データ変換部１より入力される（ステップ
Ｓ７１）。次に、過去の画像データが貯蔵されているか
確認する（ステップＳ７２）。

【００２８】ここで、最初の入力画像データにおいては
（ステップＳ７２の無し）、過去の画像データの貯蔵が
画像メモリ部２に無く、フレーム間処理ができないの
で、制御部７は、入力画像データをそのまま出力すると
共に画像メモリ部２に貯蔵する（ステップＳ８２）。ま
た、画像メモリ部２に貯蔵データが有った場合（ステッ
プＳ７２の有り）、動き検出部３は、画像メモリ部２よ
り画像データを読み出す（ステップＳ７３）。次に、動
き検出部３は、読み出した画像データと入力された画像
データを基に移動物体の抽出を行う（ステップＳ７
４）。この時、動画像マスクデータを生成し、画像メモ
リ部２へ格納し、制御部７が時間フィルタ処理４の処理
タイミングに合わせて、動画像マスクデータを読み出す
ことで動画像マスク信号を生成する。次に、時間フィル
タ処理部４は、時間フィルタの時定数τ（ｔ）を設定す
る（ステップＳ７５）。次に、時間フィルタ処理部４
は、動画像マスク信号を基に移動物体の部分（マスク部
分）であるかどうか判断する（ステップＳ７６）。

【００２９】ここで、移動物体の部分でなかった場合
（ステップＳ７６のＮＯ）、時定数τ（ｔ）で時間フィ
ルタ処理を行う（ステップＳ７７）。また、移動物体の
部分であった場合（ステップＳ７６のＹＥＳ）、時間フ
ィルタ処理部４は、時定数τ（ｔ）を使うか、時定数τ
₁（ｔ）を使うか選択する（ステップＳ７８）。ここ
で、時定数τ（ｔ）を選択した場合（ステップＳ７８の
ＮＯ）、時間フィルタ処理部４は、ステップＳ７７へ進
む。また、時定数τ₁（ｔ）を選択した場合（ステップ
Ｓ７８のＹＥＳ）、時定数τ（ｔ）を時定数τ₁（ｔ）
に変換する（ステップＳ７９）。次に、時間フィルタ処
理部４は、時定数τ₁（ｔ）で時間フィルタ処理を行う
（ステップＳ８０）。次に、時間フィルタ処理部４は、
１フレームの処理が完了したか判別する（ステップＳ８
１）。ここで、１フレームの処理が完了していない場合
（ステップＳ８１のＮＯ）、ステップＳ７６へ戻る。ま
た、１フレームの処理が完了した場合（ステップＳ８１
のＹＥＳ）、１フレームの画像データを出力し、計算結
果を画像メモリ部２へ貯蔵する（ステップＳ８２）。

【００３０】以上により、複数フレームの動画像につい
て、移動する移動物体の内選択された部分にある移動物
体には、減衰量を弱めたもしくは減衰無しの時定数τ₁
（ｔ）の時間フィルタ処理を行う。また、それ以外の背
景もしくは移動する移動物体の内選択されて無い部分に
ある移動物体には、時定数τ（ｔ）の時間フィルタ処理
を行う。これにより、移動物体の大きさや色等でＶＤＴ
ストレスへの影響を判断し、違う時定数を選択して時間
フィルタ処理を行うことができる。上記移動物体のＶＤ
Ｔストレスへの影響は、画面全体の大きさに対する移動
物体の大きさと移動速度により人の感じ方が異なるの
で、臨床学的データに基づいて決められる。例えば移動
物体の面積が画面の面積に対して１／１００以上の場合
は、ＶＤＴストレスが高いと判断され時定数τ（ｔ）の
時間フィルタ処理を行う。

【００３１】次に、圧縮データ復元処理を備える場合の
動画像処理装置８について以下に説明する。図８は、本
発明の第四の実施形態における動画像処理装置８’の概
略構成を示す図である。入力データ変換部１、画像メモ
リ部２、時間フィルタ部４、出力データ変換部５、表示
部６、制御部７は、上述した実施形態と同じ構成、動作
である。圧縮データ復元部１０１は、ＭＰＥＧ２等の圧
縮された動画像信号が入力された場合に、その圧縮をデ
コードする。また、移動物体の認識および切り出しも行
う。動き検出部１０２は、圧縮データ復元部１０１から
移動物体の情報を得て、移動する移動物体を抽出する。
以上により動画像処理装置８’は、圧縮された動画像信
号を時間フィルタ処理する。その際に、動き検出部１０
２は、圧縮データ復元部１０１から、移動物体の情報を
得るので、移動物体の検出をより容易に確実に行うこと
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、人
間が敏感に感じる７〜６０Ｈｚ程度の周波数における動
画像信号の時間変化を、時間フィルタ処理により減衰さ
せることによって、使用者へ過度のストレスを与えるこ
とを防止、緩和するとともに、動きのある画像に対して
時間フィルタ処理しないようにするか、もしくは時間フ
ィルタ処理の効果を制限することができる。これによ
り、動画像における移動する対象物に対する不自然な動
きを感じさせず、心地よい画像鑑賞ができるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態における動画像処理装
置および動画像表示装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の第一の実施形態における動画像処理装
置８の動作を示すフロー図である。

【図３】本発明の第一の実施形態における画像メモリ部
２と、動き検出部３の内部構成について示すブロック図
である。

【図４】本発明の第一の実施形態における動き検出部３
での画像データの処理動作を示す図である。

【図５】本発明の第一の実施形態における時間フィルタ
処理部４の内部構成を画像メモリ部２と合わせて示すブ
ロック図である。

【図６】本発明の第二の実施形態における時間フィルタ
処理部４の処理フローについて示す図である。

【図７】本発明の第三の実施形態における時間フィルタ
処理部４の処理フローについて示す図である。

【図８】本発明の第四の実施形態における動画像処理装
置８’の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１入力データ変換部２画像メモリ部３動き検出部４時間フィルタ処理部５出力データ変換部６表示部７制御部８動画像処理装置９動画像表示部１０１圧縮データ復元部１０２動き検出部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動画像の画像変化の周波数について、指
定された特定の周波数域の周波数成分をフィルタ処理に
より減衰させる動画像処理方法であって、前記動画像の画面上を移動する対象物に対して選択的も
しくは一律に前記フィルタ処理による減衰量を減らすも
しくは前記フィルタ処理をしないよう制限することを特
徴とする動画像処理方法。
【請求項２】少なくとも画像入力部、時間フィルタ処
理部を備え、前記時間フィルタ処理部が、動画像の画像
変化の周波数について、指定された特定の周波数域の周
波数成分をフィルタ処理により減衰させる動画像処理装
置において、前記動画像の画面上を移動する対象物を検出する動き検
出手段と、前記動き検出手段が検出した対象物に対して前記フィル
タ処理による減衰量を減らすもしくはフィルタ処理しな
いよう制限するフィルタ処理制限手段を具備したことを
特徴とする動画像処理装置。
【請求項３】前記動き検出手段は、大きさ、形状、輝
度、彩色及び移動速度のいずれか一つもしくは複数の要
因に依存して対象物を検出することを特徴とする請求項
２に記載の動画像処理装置。
【請求項４】前記フィルタ処理制限手段は、輝度また
は色の彩度のいずれか一つもしくは複数に対してフィル
タ処理の制限を行うことを特徴とする請求項２または請
求項３に記載の動画像処理装置。
【請求項５】前記フィルタ処理制限手段は、前記フィ
ルタ処理による減衰量を、一つもしくは複数の値より選
定するもしくは任意の値を指定することを特徴とする請
求項２〜請求項４のいずれかに記載の動画像処理装置。
【請求項６】圧縮画像データを復元する復元処理手段
を更に具備し、前記動き検出手段は、前記復元処理手段より、移動する
対象物についての情報を取得することを特徴とする請求
項２〜請求項５のいずれかに記載の動画像処理装置。
【請求項７】請求項２〜請求項６のいずれかに記載の
動画像処理装置と、前記動画像処理装置が処理した動画像情報を表示する動
画像表示手段とを具備すること特徴とする動画像表示装
置。