JP6255751B2 - 画像処理プログラムおよび画像処理装置 - Google Patents
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Description
なお、本明細書において、トップフィールド画像とは、インターレース画像に含まれる奇数又は偶数行の画像(最初の行を奇数番号からナンバリングする場合には、奇数行の画像であり、最初の行を偶数番号からナンバリングする場合には、偶数行の画像である。以下、同様)のことだけでなく、プログレッシブ画像に含まれる奇数又は偶数行の画像のことも意味するものとする。ボトムフィールド画像についても、同様である。
ところで、タイムライン上の複数のフレームを見れば、移動体と非移動体とを区別することが容易になる。タイムライン上の複数のフレームにおいては、移動体は、異なる位置に存在するが、非移動体は同じ位置に存在するからである。
なお、トップフィールド画像とボトムフィールド画像とを比較する動作(第2観点)と、フレーム内の非移動体の影響を低減する動作(第3観点)との両方が実行される場合においては、両ステップの先後は問わない。
なお、トップフィールド画像及びボトムフィールド画像に対応するフレームを生成する場合には、トップフィールド画像及びボトムフィールド画像のどちらにも対応する1枚のフレームを生成する場合と、トップフィールド画像及びボトムフィールド画像にそれぞれ対応する2枚のフレームを生成する場合とが含まれるものとする。また、トップフィールド画像に対応するフレームを生成する場合には、トップフィールド画像をそのまま新たなフレームとする場合と、トップフィールド画像の欠落している行をボトムフィールド画像を用いることなく補完した画像を生成する場合と、トップフィールド画像の欠落している行をボトムフィールド画像を用いて補完した画像を生成する場合とが含まれるものとする。ボトムフィールド画像に対応するフレームを生成する場合についても、同様である。
ここでは、インターレース解除の結果、トップフィールド画像及びボトムフィールドにそれぞれ対応する2枚のフレームが生成される。従って、新たなフレームにおいて、元のフレームの有する情報の欠損が抑制される。
<1.画像処理装置の概要>
図1に示す画像処理装置1は、本発明に係る画像処理装置の一実施形態である。画像処理装置1は、汎用のパーソナルコンピュータである。画像処理装置1には、本発明に係る画像処理プログラムの一実施形態である画像処理プログラム2が、これを格納するCD−ROM等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体等から提供され、インストールされている。画像処理プログラム2は、動画および静止画に対する画像処理を支援するためのアプリケーションソフトウェアである。画像処理プログラム2は、画像処理装置1に後述する動作に含まれるステップを実行させる。
制御部40は、ユーザが入力部20を介して所定の操作を行ったことを検知すると、画像処理プログラム2を起動する。画像処理プログラム2が起動されると、基本画面W1(図2参照)がディスプレイ10上に表示される。なお、ディスプレイ10上に表示される画面、ウィンドウ、ボタンその他の全ての要素の表示は、表示制御部42により制御される。
基本画面W1は、オリジナル画像領域51への画像データの取込みの命令をユーザから受け付ける。オリジナル画像領域51へ取り込まれた画像データは、後述する再生処理及び画像処理の対象になる。制御部40は、静止画ファイル又は動画ファイルから、オリジナル画像領域51へ画像データを取り込む。なお、本明細書において、静止画ファイルとは、静止画形式のデータファイルであり、動画ファイルとは、動画形式のデータファイルである。
オリジナル画像領域51へ静止画ファイル群が取り込まれると、表示制御部42は、基本画面W1上に表示ウィンドウW2(図3参照)を重ねて表示させる。表示ウィンドウW2は、オリジナル画像領域51へ取り込まれた静止画ファイル群のタイムラインの数だけ作成される。
以下、選択フレーム群に対する画像処理について説明する。画像処理部41は、ノイズ除去、シャープネス、明るさ/コントラスト/彩度調整、画像解像度、回転、文字/矢印/モザイクの付加などの複数の画像処理モジュールを実行可能である。画像処理モジュールは、画像処理プログラム2に組み込まれている。
次に、インターレース解除処理及びスクイーズ拡大処理について説明する。インターレース解除処理及びスクイーズ拡大処理は、オリジナル画像領域51への静止画ファイル群の取込み処理(以下、データ取込み処理)の中で自動的に実行される処理である。
表示制御部42は、ユーザが入力部20を介して所定の操作を行ったことを検知すると、基本画面W1上に環境設定ウィンドウW3(図5参照)を重ねて表示させる。環境設定ウィンドウW3は、インターレース解除設定及びスクイーズ拡大設定のON/OFFの設定をユーザから受け付ける。
以下、図6及び図7を参照しつつ、データ取込み処理の詳細について説明する。なお、上記のとおり、データ取込み処理は、ユーザが入力部20を介して対象画像データを指定しつつ、その取込みの命令を入力した時に開始する。
まず、ステップS1では、画像処理部41が、対象画像データをデコードし、対象フレーム群をRAM上に展開する。
次に、図8を参照しつつ、上述のステップS4に含まれる、対象フレーム群F1,・・・,FKがインターレース画像群であるか否かを判断するための処理(以下、インターレース検出処理)について説明する。
以下、図9を参照しつつ、上述のステップS5に含まれる、対象フレーム群F1,・・・,FKのフィールドオーダーを判断するための処理(以下、フィールドオーダー検出処理)について説明する。
まず、ステップS31では、フィールドオーダー判断部44が、対象フレーム群F1,・・・,FKの中から、タイムライン上で隣り合うフレーム対のうち、変化の大きい上位L組のフレーム対を特定する。なお、ここでは、ステップS21の結果が流用される。
まず、ステップS32では、フィールドオーダー判断部44が、ステップS22の結果を流用し、フレームOI’,EI’,OI+1’,EI+1’を取得する(図15のb1参照)。
画像処理プログラム2は、多種多様な静止画及び動画に対する画像処理を取り扱うことができるが、例えば、警察等の機関が事件の捜査のために防犯カメラの監視映像を解析するのにも利用され得る。防犯カメラの監視映像を解析していくためには、監視映像を静止画単位で画像処理していくことが重要になり得るが、インターレース画像に現れるギザギザやちらつきは、静止画において問題となり易い。従って、画像データの取込み時にインターレース解除処理を自動的に実行する画像処理プログラム2の上記機能は、防犯カメラの監視映像を画像処理するのに特に有用である。
<4−1>
上記実施形態では、対象フレーム群の本体データを画像処理することにより、対象フレーム群がインターレース画像群であるか否かが自動的に判断される。そして、対象フレーム群がインターレース画像群であると判断された場合には、自動的にインターレース解除される。従って、インターレース画像であることを示すフラグをメタデータとして記録しているようなデータ形式のフレームに限らず、多種多様なデータ形式のフレームに対し、インターレース画像であるか否かを正しく判断することができる。
上記実施形態では、同じ対象フレームのトップフィールド画像とボトムフィールド画像とを比較し(ステップS23)、また、異なる複数の対象フレームを用いて非移動体の影響を低減した(ステップS24)後、移動体の存否が判断される(ステップS25)。すなわち、移動体が強調され、非移動体のノイズが低減された後、移動体の存否が判断される。従って、対象フレーム群がインターレース画像であるか否かを精度よく判断することができる。
上記実施形態では、インターレース画像群であると判断された対象フレーム群のフィールドオーダーが自動的に判断される(ステップS5)。また、ステップS10,S11で生成されるプログレッシブフレーム群は、ステップS6,S7により、ステップS5で判断されたフィールドオーダーに従って正しく順序付けられることになる。従って、プログレッシブフレーム群の配列は、時間の流れと整合し、真っ直ぐ進む移動体は、真っ直ぐ進んでいるものとして記録され、行きつ戻りつしながら進むように記録されることはない。
上記実施形態では、インターレース解除の結果、対象フレーム群に含まれる各フレームに対し、トップフィールド画像及びボトムフィールド画像にそれぞれ対応する2枚のフレームが生成される。従って、新たなプログレッシブフレーム群において、元の対象フレーム群の有する情報の欠損が抑制される。
上記実施形態では、対象フレーム群が全体としてインターレース方式であるか否かを判断するために、対象フレーム群に含まれる一部のフレーム(L組のフレーム対)に対してのみステップS22〜S25が実行される。従って、計算の負荷を下げることができる。そして、全体としてインターレース方式であると判断された場合には、そのような対象フレーム群全体がインターレース解除される(ステップS10,S11)。従って、一部の対象フレームのみがインターレース解除され、フレームレートに歪みが生じてしまうことがない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。
上述のインターレース解除処理が実行されるタイミングは、データ取込み処理の実行時に限られない。例えば、インターレース解除処理を、選択フレーム群に対して実行可能な画像処理モジュールの1つとして実装し、画像データの取り込み後、ユーザの命令を受けて実行されるようにしてもよい。また、再生処理時に実行されるようにしてもよい。
上記実施形態では、対象フレーム群がインターレース画像群であるか否かを判断するために、対象フレーム群に含まれる一部のフレームに対してのみステップS22〜S25が実行されたが、全てのフレームに対して実行されてもよい。また、上記実施形態では、インターレース解除を行う場合には、対象フレーム群全体に対してのみインターレース解除が可能であったが、一部の対象フレームのみに対するインターレース解除を可能にしてもよい。
ステップS9で判定される、スクイーズ拡大を行うための条件は、上述したものに限られない。異なるアスペクト比で再生することを前提に、異なるアスペクト比で記録されたと考えられる画像データの画像サイズであれば、任意のものを採用し得る。
上記実施形態では、同じ対象フレームに属する2枚のフィールド画像どうし(より正確には、2枚のフィールド画像にそれぞれ由来する2枚のフレームどうし)を比較するステップ(ステップS23)の後に、複数の対象フレームを比較するステップS24が実行された。しかしながら、複数の対象フレームを比較するステップの後に、同じ対象フレームに属する2枚のフィールド画像どうしを比較するステップを実行してもよい。例えば、2枚の対象フレームの差分画像を生成した後に、その差分画像をインターレース解除して2枚のフィールド画像を生成し、それらの差分画像をさらに生成し、その後、ステップS25の二値化処理を行うようにしてもよい。
差分画像からノイズを低減する方法は、ステップS24の方法に限られず、様々な公知の技術を利用することができる。例えば、上述した方法に代えて又は加えて、膨張収縮処理を実行してもよい。これにより、非移動体に対応する比較的小さな領域は消えるが、移動体に対応する比較的大きな領域を残すことができる。
上記実施形態では、インターレース解除により、1枚の対象フレームから2枚のプログレッシブフレームが生成されるようになっていたが、1枚の対象フレームから生成されるプログレッシブフレームの枚数は、1枚であってもよいし、3枚以上であってもよい。
ステップS10,S11におけるプログレッシブフレームの生成の態様は、上述したものに限られず、対象フレームのトップフィールド画像及びボトムフィールド画像の少なくとも一方に対応するフレームを生成する限り、任意の態様を採用することができる。例えば、トップフィールド画像及びボトムフィールド画像を補完することなく、そのままインターレース解除後のフレームとしてもよい。
ステップS22において、まず、インターレース判断部43は、所定のルールに従って、フレームFI,FI+1から特定のエリアZ1を除外した後、この特定のエリアZ1が除外されたフレームFI,FI+1をトップフィールド画像OI,OI+1とボトムフィールド画像EI,EI+1とに分離するようにしてもよい(図17参照)。ここで、除外される特定のエリアZ1とは、例えば、フレームの下方の横に細長い領域である。この場合、特定のエリアZ1の位置を特定するための所定のルールとして、例えば、フレームの下方のX%を除外するようにする(又は、フレームの上方のX%を残すようにする)等の情報が、予め定められているものとすればよい。なお、特定のエリアZ1を除外するのは、そのようなエリアZ1には、時刻等の字幕の情報が表示されることが多いからである。言い換えると、特定のエリアZ1を残した状態では、以後のステップS23〜S25において、差分画像QI,QI+1,RI上に字幕の変化が反映されてしまい、移動体の存否を正しく判断することができなくなり得るからである。
上記実施形態では、オリジナル画像領域51へ取り込まれた画像データは、全て静止画ファイルとして保存されるようになっていた。しかしながら、オリジナル画像領域51へ取り込まれた画像データを、動画ファイルとして保存するようにしてもよい。
2 画像処理プログラム
41 画像処理部(インターレース解除部)
43 インターレース判断部
44 フィールドオーダー判断部
F1,・・・,FK 対象フレーム群(フレーム)
O1,・・・,OK トップフィールド画像群(トップフィールド画像)
E1,・・・,EK ボトムフィールド画像群(ボトムフィールド画像)
H1,・・・,H2K プログレッシブフレーム群(新たなフレーム)
Claims (10)
- フレームの本体データを画像処理することにより、前記フレームがタイムライン上の異なるタイミングのトップフィールド画像及びボトムフィールド画像を含むインターレース画像であるか、プログレッシブ画像であるかを判断するステップと、
前記フレームが前記プログレッシブ画像であると判断された場合には、前記フレームをインターレース解除せず、新たなフレームを生成しないが、前記フレームが前記インターレース画像であると判断された場合には、前記フレームをインターレース解除し、新たなフレームを生成するステップと
をコンピュータに実行させる、
画像処理プログラム。 - 前記フレームが前記インターレース画像であるか否かを判断するステップは、前記トップフィールド画像と前記ボトムフィールド画像とを比較し、前記フレーム内における移動体の存否を判断することにより、前記フレームが前記インターレース画像であるか否かを判断するステップである、
請求項1に記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームが前記インターレース画像であるか否かを判断するステップは、前記タイムライン上の複数の前記フレームの前記本体データを用いて、前記フレーム内の非移動体の影響を低減した後、前記フレーム内における移動体の存否を判断することにより、前記フレームが前記インターレース画像であるか否かを判断するステップである、
請求項1又は2に記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームが前記インターレース画像であるか否かを判断するステップは、前記タイムライン上のフレーム群に含まれる少なくとも一部の前記フレームの前記本体データを画像処理することにより、前記フレーム群が一群の前記インターレース画像であるか否かを判断するステップであり、
前記フレームをインターレース解除するステップは、前記フレーム群が一群の前記インターレース画像であると判断された場合に、前記フレーム群をインターレース解除し、前記新たなフレーム群を生成するステップである、
請求項1から3のいずれかに記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームが前記インターレース画像であると判断された場合には、前記フレームの前記本体データを画像処理することにより、前記トップフィールド画像及び前記ボトムフィールド画像のフィールドオーダーを判断するステップ、
をさらにコンピュータに実行させる、
請求項1から4のいずれかに記載の画像処理プログラム。 - 前記フィールドオーダーを判断するステップは、前記タイムライン上の第1フレームの前記トップフィールド画像と、前記タイムライン上の第2フレームの前記ボトムフィールド画像との第1差分と、前記第1フレームの前記ボトムフィールド画像と、前記第2フレームの前記トップフィールド画像との第2差分とを比較し、前記第1差分及び前記第2差分の大小に応じて、前記フィールドオーダーを判断するステップである、
請求項5に記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームをインターレース解除するステップは、前記新たなフレームとして、前記トップフィールド画像及び前記ボトムフィールド画像の少なくとも一方に対応するフレームを生成するステップである、
請求項1から6のいずれかに記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームをインターレース解除するステップは、前記新たなフレームとして、前記トップフィールド画像及び前記ボトムフィールド画像にそれぞれ対応する2枚のフレームを生成するステップである、
請求項1から7のいずれかに記載の画像処理プログラム。 - 前記フレームをインターレース解除するステップは、前記新たなフレームとして、前記トップフィールド画像及び前記ボトムフィールド画像にそれぞれ対応する2枚のフレームを生成し、前記判断されたフィールドオーダーに従って、前記2枚のフレームを順序付けるステップである、
請求項5又は6に記載の画像処理プログラム。 - フレームの本体データを画像処理することにより、前記フレームがタイムライン上の異なるタイミングのトップフィールド画像及びボトムフィールド画像を含むインターレース画像であるか、プログレッシブ画像であるかを判断するインターレース判断部と、
前記フレームが前記プログレッシブ画像であると判断された場合には、前記フレームをインターレース解除せず、新たなフレームを生成しないが、前記フレームが前記インターレース画像であると判断された場合には、前記フレームをインターレース解除し、新たなフレームを生成するインターレース解除部と
を備える、
画像処理装置。
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