JPH1093930A - フレーム間相関検出装置 - Google Patents

フレーム間相関検出装置

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JPH1093930A
JPH1093930A JP24532296A JP24532296A JPH1093930A JP H1093930 A JPH1093930 A JP H1093930A JP 24532296 A JP24532296 A JP 24532296A JP 24532296 A JP24532296 A JP 24532296A JP H1093930 A JPH1093930 A JP H1093930A
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JP
Japan
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inter
frame correlation
frame
correlation value
image signal
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JP24532296A
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Tadahiro Oku
忠宏 奥
Mitsunori Omokawa
光教 面川
Nobuyuki Suzuki
信幸 鈴木
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小さな回路規模でフレーム間相関の有無を判定
でき、しかもノイズによる判定誤りを低減できるフレー
ム間相関検出装置を提供する。 【解決手段】入力画像信号101を1フレーム遅延させ
るフレーム遅延回路1と、1フレーム遅延された画像信
号102と入力画像信号101との画素単位の第1のフ
レーム間相関値103を算出する画素単位フレーム間相
関値演算回路2と、第1のフレーム間相関値103を第
1のしきい値と比較して画素単位のフレーム間相関の有
無を判定する画素単位フレーム間相関判定回路4と、第
1の判定結果105からフィールド単位の第2のフレー
ム間相関値106を算出するフィールド単位フレーム間
相関値演算回路5と、第2のフレーム間相関値106を
第2のしきい値と比較してフィールド単位のフレーム間
相関の有無を判定するフィールド単位フレーム間相関判
定回路6とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号における
フレーム間相関の有無を判定するフレーム間相関検出装
置に係り、特に、画像信号を符号化する際の前処理とし
て行われるフレームレート変換に好適なフレーム間相関
検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、映画などのフィルム素材に記録
された画像をテレビジョンフォーマットの画像信号に変
換するテレシネ装置では、フィルム上の画像を光学的に
読み取り24フレーム/秒の画像信号を取り出してか
ら、30フレーム/秒(60フィールド/秒)の画像信
号へと変換する。24フレーム/秒の画像信号を30フ
レーム/秒の画像信号に変換する変換方式には、入力の
画像信号の連続した2フレームのうち、初めのフレーム
を2フィールドで読み出し、次のフレームを3フィール
ドで読み出す2−3プルダウン方式などがある。
【0003】このようにテレシネ装置で得られた画像信
号は、例えば上述したプルダウン方式を例にとると、2
番目のフレームを3フィールドで読み出したとき、1番
目のフィールドと3番目のフィールドとが同一内容の画
像信号となり、通常の30フレーム/秒の画像信号に比
べて冗長度が高くなる。
【0004】一方、従来から動画などの画像信号の冗長
度を取り除き、情報量を圧縮して記録もしくは伝送する
ために、MPEG2(ITU−T勧告 H. 262)な
どによって規定された符号化方式によって、画像信号を
符号化することが行われている。
【0005】ここで、上述したテレシネ装置によって2
4フレーム/秒から30フレーム/秒に変換された画像
信号を符号化する場合、予め30フレーム/秒の画像信
号を24フレーム/秒の画像信号へとフレームレート変
換した後、上述したような符号化方式によって符号化し
た方が、30フレーム/秒のまま符号化する場合に比べ
て、効率的に符号化を行えることが知られている。
【0006】このフレームレート変換においては、30
フレーム/秒の画像信号を同一内容、つまりフレーム間
相関の強い2フィールドの画像信号が重複して出力され
ないように24フレーム/秒の画像信号に変換するた
め、30フレーム/秒の画像信号におけるフレーム間相
関の有無を判定することが必要になる。
【0007】従来のフレーム間相関検出装置では、図6
に示されるように、フレーム遅延回路61においてイン
タレースの入力画像信号を1フレーム遅延させ、差分・
絶対値化回路62において入力画像信号と1フレーム遅
延した画像信号との画素単位のフレーム間差分の絶対値
をとり、加算器63において画素単位のフレーム間差分
の絶対値を1フィールド期間だけ累積加算してフィール
ド単位のフレーム間相関値を求め、比較器64において
フィールド単位のフレーム間相関値をしきい値TH3と
比較することでフィールド単位のフレーム間相関の有無
を判定している。
【0008】このように従来のフレーム間相関検出装置
では、画素単位のフレーム間差分の絶対値を累積加算す
ることでフィールド単位のフレーム間相関値を求めてい
た。従って、累積加算を行うための加算器のビット幅が
大きくなり、回路規模が増大する。例えば、入力画像信
号を8ビット、画素のレベルが0〜255、1フィール
ドの画素サイズが水平方向720画素、垂直方向240
ラインの場合、8ビット+27ビット(255×720
×240)の加算器が必要となる。
【0009】また、上述したようなテレシネ装置によっ
てフィルム上の画像を画像信号に変換する場合、画像信
号に主として光学系で発生するノイズが加わるが、従来
のフレーム間相関検出装置では画素単位のフレーム間差
分の絶対値を累積加算するため、このようなノイズも累
積加算され、フレーム間相関値はノイズの影響を大きく
受けてしまう。そのため、フレーム間相関の有無を判定
する際にフレーム間相関値と比較するしきい値をノイズ
量に応じて設定しても、効果的にノイズの影響を除去す
ることができず、判定誤りが生じることがあった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のフレーム間相関検出装置では、画素単位のフレーム間
差分の絶対値を累積加算して得られるフレーム間相関値
に基づいてフレーム間相関の有無を判定するので、累積
加算を行うための回路規模が増大し、またノイズの影響
を大きく受けるため、判定誤りが生じやすいという問題
があった。
【0011】本発明は、小さな回路規模でフレーム間相
関の有無を判定でき、しかもノイズによる判定誤りを低
減できるフレーム間相関検出装置を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、画素単位のフレーム間相関の有無を判定した
後、特定の画像領域単位もしくは全画像領域のフレーム
間相関値を算出することを骨子としている。
【0013】すなわち、本発明に係るフレーム間相関検
出装置は、入力画像信号を1フレーム分の時間遅延させ
て出力する遅延手段と、この遅延手段から出力される画
像信号と入力画像信号との画素単位の第1のフレーム間
相関値を算出する第1の相関値算出手段と、この第1の
フレーム間相関値を予め設定された第1のしきい値と比
較し、第1のフレーム間相関値が第1のしきい値より小
さい画素について画素単位のフレーム間相関が有ると判
定する第1の判定手段と、この第1の判定手段の判定結
果に基づいて、特定の画像領域単位または全画像領域の
第2のフレーム間相関値を算出する第2の相関値算出手
段と、この第2のフレーム間相関値を予め設定された第
2のしきい値と比較し、第2のフレーム間相関値が第2
のしきい値より大きいとき特定の画像領域単位または全
画像領域のフレーム間相関が有ると判定する第2の判定
手段とを備えている。
【0014】ここで、第2の相関値検出手段では、入力
画像信号がインタレースときは、特定の画像領域をフィ
ールドとしてフィールド単位の第2のフレーム間相関値
を算出し、また入力画像信号がノンインタレースのとき
は、全画像領域すなわちフレーム単位の第2のフレーム
間相関値を算出する。
【0015】このように構成されたフレーム間相関検出
装置においては、特定の画像領域単位または全画像領域
の第2のフレーム間相関値は、第1の判定手段によって
画素単位のフレーム間相関があると判定された画素のみ
に基づいて算出されるため、従来のフレーム間相関検出
装置のように画素単位のフレーム間差分の絶対値を累積
加算する方法に比べて、小さな回路規模で第2のフレー
ム間相関値が求まる。特に、第2のフレーム間相関値を
画素単位のフレーム間相関が有ると判定された画素の数
をカウントして求めるようにすれば、第2の相関値算出
手段はビット数の小さい簡単なカウンタ回路を用いて実
現できる。
【0016】また、第1および第2のしきい値をそれぞ
れ入力画像信号のノイズの大きさに対応させて大きく設
定すれば、第1の判定手段でノイズの影響が除去される
ので、第2の判定手段ではノイズの影響を受けにくくな
って判定誤りが低減され、また、第2の判定手段でのフ
レーム間相関の有無の判定感度がノイズに応じて適切に
制御される。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態に係
るフレーム間相関検出装置の構成を示すブロック図であ
る。このフレーム間相関検出装置は、フレーム遅延回路
1、画素単位フレーム間相関値演算回路2、ノイズ測定
回路3、画素単位フレーム間相関判定回路4、フィール
ド単位フレーム間相関値演算回路5およびフィールド単
位フレーム間相関判定回路6により構成されている。
【0018】入力画像信号101は例えばインタレース
信号であり、フレーム遅延回路1、画素単位フレーム間
相関値演算回路2およびノイズ測定回路3に入力され
る。画素単位フレーム間相関値演算回路2は、フレーム
遅延回路1で1フレーム分の時間遅延された画像信号1
02と入力画像信号101との画素単位のフレーム間相
関値(第1のフレーム間相関値)103を算出する。こ
の第1のフレーム間相関値103は、画素単位フレーム
間相関判定回路4に入力される。
【0019】ノイズ測定回路3は、入力画像信号101
のノイズの大きさを測定し、その大きさを表すノイズデ
ータ104を出力する。ノイズデータ104は、画素単
位フレーム間相関判定回路4およびフィールド単位フレ
ーム間相関判定回路6に入力される。
【0020】画素単位フレーム間相関判定回路4は、第
1のフレーム間相関値103をノイズデータ104で表
されるノイズの大きさに対応させて設定される第1のし
きい値と比較して、画素単位のフレーム間の有無を判定
し、第1の判定結果105を出力する。この第1の判定
結果105は、フィールド単位フレーム間相関値演算回
路5に入力される。
【0021】フィールド単位フレーム間相関値演算回路
5は、第1の判定結果105からフィールド単位のフレ
ーム間相関値(第2のフレーム間相関値)106を算出
する。この第2のフレーム間相関値106は、フィール
ド単位フレーム間相関判定回路6に入力される。
【0022】フィールド単位フレーム間相関判定回路6
は、第2のフレーム間相関値106をノイズデータ10
4で表されるノイズの大きさに対応させて設定される第
2のしきい値と比較して、フィールド単位のフレーム間
相関の有無を判定し、第2の判定結果107を出力す
る。
【0023】次に、図1中の各構成要素について図2〜
図5を参照して詳細に説明する。図2は、画素単位フレ
ーム間相関値演算回路2の構成を示すブロック図であ
る。この画素単位フレーム間相関値演算回路2は、差分
回路21および絶対値化回路22により構成され、差分
回路21で入力画像信号101と1フレーム遅延された
画像信号102との差分値を算出した後、絶対値化回路
22でこの差分値の絶対値を求め、その値を第1のフレ
ーム間相関値103として出力する。
【0024】図3は、画素単位フレーム間相関判定回路
4の構成を示すブロック図である。この画素単位フレー
ム間相関判定回路3は、切り替え信号発生回路31、セ
レクタ32および比較器33により構成され、セレクタ
32には予め設定された所定のしきい値TH1aおよび
しきい値TH1b(ただし、TH1a>TH1b)が入
力されている。
【0025】セレクタ32は、ノイズデータ104で表
されるノイズの大きさに基づいて切り替え信号発生回路
31から出力される切り替え信号により制御され、ノイ
ズの大きさが所定の値より大きいときはしきい値TH1
aを、そうでないときはしきい値TH1bをそれぞれ選
択し、それを第1のしきい値TH1として比較器33に
出力する。
【0026】比較器33は、第1のフレーム間相関値1
03を第1のしきい値TH1と比較して画素単位のフレ
ーム間相関の有無を判定する。すなわち、第1のフレー
ム間相関値103が第1のしきい値TH1より小さい画
素については、画素単位のフレーム間相関が有ると判定
し、1画素当たり1ビットで表現された第1の判定結果
105を出力する。
【0027】図4は、フィールド単位フレーム間相関値
演算回路5の構成を示すブロック図である。このフィー
ルド単位フレーム間相関値演算回路5はカウンタ回路4
1によって構成されており、1画素当たり1ビットで表
現された第1の判定結果105を入力して、画素単位の
フレーム間相関が有ると判定された画素の数を1フィー
ルド期間カウントし、そのカウント値を第2のフレーム
間相関値106として出力する。
【0028】図5は、フィールド単位フレーム間相関判
定回路6の構成を示すブロック図である。このフィール
ド単位フレーム間相関判定回路6は、切り替え信号発生
回路51、セレクタ52および比較器53により構成さ
れ、セレクタ52には予め設定された所定のしきい値T
H2aおよびしきい値TH2b(ただし、TH2a>T
H2b)が入力されている。
【0029】セレクタ52は、ノイズデータ104で表
されるノイズの大きさに基づいて切り替え信号発生回路
51から出力される切り替え信号により制御され、ノイ
ズの大きさが所定の値より大きいときは判定感度が高く
なるようにしきい値TH2aを、そうでないときは判定
感度が低くなるようにしきい値TH2bをそれぞれ選択
し、それを第2のしきい値TH2として比較器53に出
力する。
【0030】比較器53は、第2のフレーム間相関値1
06を第2のしきい値TH2と比較してフィールド単位
のフレーム間相関の有無を判定する。すなわち、第2の
フレーム間相関値106が第2のしきい値TH2より大
きいフィールドについては、フィールド単位のフレーム
間相関があると判定し、第2の判定結果107を出力す
る。
【0031】以上述べたとおり、本実施形態において
は、画素単位フレーム間相関値演算回路2において画素
単位の第1のフレーム間相関値103を算出し、この第
1のフレーム間相関値103に基づいて画素単位フレー
ム間相関判定回路4において画素単位のフレーム間相関
の有無を判定する。さらに、フィールド単位フレーム間
相関値演算回路5においてフィールド単位の第2のフレ
ーム間相関値106を算出し、この第2のフレーム間相
関値106に基づいてフィールド単位フレーム間相関判
定回路6においてフィールド単位のフレーム間相関の有
無を判定する。
【0032】この場合、第2のフレーム間相関値106
を1フィールド期間における画素単位のフレーム間相関
があると判定された画素の数としているので、フィール
ド単位フレーム間相関値演算回路5はビット数の少ない
カウンタ回路41によって構成することができ、従来の
フレーム間相関検出装置のようにフレーム間差分の絶対
値を累積加算する場合に比べて、大幅に回路規模を縮小
できる。具体的には、入力画像信号101を8ビット、
1フィールドの画像サイズが水平方向720画素、垂直
方向240ラインの場合、従来のフレーム間相関検出装
置では前述したように9ビット+27ビットの加算器を
必要としたのに対し、本実施形態におけるカウンタ回路
41は、最大720×240の数を表現できればよいの
で、18ビットカウンタでよい。
【0033】また、第1のしきい値TH1および第2の
しきい値は、入力画像信号101のノイズの大きさに対
応させて大きく設定される。この場合、画素単位フレー
ム間相関判定回路4においてノイズの影響が除去され、
フィールド単位フレーム間相関判定回路6でノイズの影
響を受けにくくなる。さらに、フィールド単位のフレー
ム間相関の有無の判定感度がノイズに応じて適切に制御
されるので、ノイズによる判定誤りを軽減できる。
【0034】上記実施形態においては、第1のしきい値
TH1および第2のしきい値TH2を予め設定された二
つのしきい値TH1a,TH1bおよびTH2a,TH
2bからそれぞれ選択したが、第1のしきい値TH1お
よび第2のしきい値TH2を入力画像信号101のノイ
ズの大きさに対応させて、さらに多段階に変化させるよ
うにしてもよい。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば画
素単位のフレーム間相関の有無を判定した後、特定の画
像領域単位もしくは全画像領域のフレーム間相関値を算
出することにより、小さな回路規模でフレーム間相関の
有無を判定でき、しかもノイズによる判定誤りを低減で
きるフレーム間相関検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るフレーム間相関検出
装置の構成を示すブロック図
【図2】図1中の画素単位フレーム間相関値演算回路の
構成を示すブロック図
【図3】図1中の画素単位フレーム間相関判定回路の構
成を示すブロック図
【図4】図1中のフィールド単位フレーム間相関値演算
回路の構成を示すブロック図
【図5】図1中のフィールド単位フレーム間相関判定回
路の構成を示すブロック図
【図6】従来のフレーム間相関検出装置の構成を示すブ
ロック図
【符号の説明】
1…フレーム遅延回路 2…画素単位フレーム間相関値演算回路 3…ノイズ測定回路 4…画素単位フレーム間相関判定回路 5…フィールド単位フレーム間相関値演算回路 6…フィールド単位フレーム間相関判定回路 21…差分回路 22…絶対値化回路 31…切り替え信号発生回路 32…セレクタ 33…比較器 41…カウンタ回路 51…切り替え信号発生回路 52…セレクタ 53…比較器 101…入力画像信号 102…1フレーム遅延した画像信号 103…第1のフレーム間相関値 104…ノイズデータ 105…第1の判定結果 106…第2のフレーム間相関値 107…第2の判定結果

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力画像信号を1フレーム分の時間遅延さ
    せて出力する遅延手段と、 この遅延手段から出力される画像信号と前記入力画像信
    号との画素単位の第1のフレーム間相関値を算出する第
    1の相関値算出手段と、 この第1のフレーム間相関値を予め設定された第1のし
    きい値と比較し、第1のフレーム間相関値が第1のしき
    い値より小さい画素について画素単位のフレーム間相関
    が有ると判定する第1の判定手段と、 この第1の判定手段の判定結果に基づいて、特定の画像
    領域単位または全画像領域の第2のフレーム間相関値を
    算出する第2の相関値算出手段と、 この第2のフレーム間相関値を予め設定された第2のし
    きい値と比較し、第2のフレーム間相関値が第2のしき
    い値より大きいとき前記特定の画像領域単位または全画
    像領域のフレーム間相関が有ると判定する第2の判定手
    段とを備えたことを特徴とするフレーム間相関検出装
    置。
  2. 【請求項2】インタレースの入力画像信号を1フレーム
    分の時間遅延させて出力する遅延手段と、 この遅延手段から出力される画像信号と前記入力画像信
    号との画素単位の第1のフレーム間相関値を算出する第
    1の相関値算出手段と、 この第1のフレーム間相関値を予め設定された第1のし
    きい値と比較し、この第1のしきい値より小さい画素に
    ついて画素単位のフレーム間相関が有ると判定する第1
    の判定手段と、 この第1の判定手段の判定結果に基づいて、フィールド
    単位の第2のフレーム間相関値を算出する第2の相関値
    算出手段と、 この第2のフレーム間相関値を予め設定された第2のし
    きい値と比較し、第2のフレーム間相関値が第2のしき
    い値より大きいときフィールド単位のフレーム間相関が
    有ると判定する第2の判定手段とを備えたことを特徴と
    するフレーム間相関検出装置。
  3. 【請求項3】前記第1および第2のしきい値の少なくと
    もいずれか一方を前記入力画像信号のノイズの大きさに
    対応させて大きく設定する手段を備えたことを特徴とす
    る請求項1または2に記載のフレーム間相関検出装置。
  4. 【請求項4】前記第2の相関値算出手段は、前記第2の
    判定手段より前記画素単位のフレーム間相関が有ると判
    定された画素の数をカウントして前記第2のフレーム間
    相関値を算出することを特徴とする請求項1または2に
    記載のフレーム間相関検出装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007053697A (ja) * 2005-08-19 2007-03-01 Toshiba Corp デジタルノイズ低減装置及び方法及び映像信号処理装置
US7233361B2 (en) 2002-07-13 2007-06-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for and method of detecting whether incoming image signal is in film mode

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