JPH11146344A - 画像信号処理装置 - Google Patents

画像信号処理装置

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JPH11146344A
JPH11146344A JP9307645A JP30764597A JPH11146344A JP H11146344 A JPH11146344 A JP H11146344A JP 9307645 A JP9307645 A JP 9307645A JP 30764597 A JP30764597 A JP 30764597A JP H11146344 A JPH11146344 A JP H11146344A
Authority
JP
Japan
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field
pixel
image signal
motion
signal processing
Prior art date
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Application number
JP9307645A
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English (en)
Inventor
Jun Hirai
純 平井
Takayasu Kon
孝安 今
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な方法で動き判定を正確に行い、
高品質なインターレースの静止画像が得られる画像信号
処理装置の実現を課題とする。 【解決手段】 インタレース画像信号の連続する第1な
いし第4のフィールドのうち、第1のフィールドと第3
のフィールドの同一箇所の画素信号レベルとの差の絶対
値および第2のフィールドと第4のフィールドの同一箇
所の画素信号レベルとの差の絶対値を演算する演算回路
5、6と、動きの基準となる閾値を設定する閾値生成回
路4と、演算回路5、6の演算結果が共に閾値よりも小
さいとき動きなしと判定する動き判定回路7、8、9
と、動きなしと判定された場合は、第2のフィールドの
検出画素および第4のフィールドの検出画素をそのまま
用い、動きありと判定された場合は1つのフィールドか
らの画素を用い、静止していると判定された部分は2つ
のフィールドからの画素を用いる画素選択手段とを設け
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、画像信号処理装置
に関し、特に動画像から静止画像を作成する画像信号処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カメラ一体型ビデオテープレコーダ(カ
ムコーダ)やビデオテープレコーダ等には、例えば、拡
大や縮小をおこなって拡大図や縮小図を出力したり、画
像の静止処理を行い、静止画を出画きせる電子スチル等
の機能が設けられたものが普及している。このような拡
大画及び静止画は、動画と異なり画像の画素単位で視覚
的に容易に認識可能である。
【0003】ところで、インターレース画像で2フィー
ルド分を出力するフレーム静止画の方法と、と1フィー
ルド分を出力するフィールド静止画をがある。フレーム
静止画では動いている部分は2つのフィールド間で移動
するためフリッカ状に2重に見える現象が生まれる。一
方のフィールド静止画では画面は完全に静止して見える
が走査線が半減しているために垂直解像度が低下して見
える。これを避けるために、動いている部分はフィール
ド画、静止している部分はフレーム画を用いたり、動き
の検出された画素の画像信号をフィールド内補間して出
力するなどのいわゆるプログレッシブ変換を行って、フ
リッカ等がなく解像度の低下のない高品質な画像を得る
試みがなされている。
【0004】しかしながら、従来の方法では、フィール
ドメモリが高価なこともあって、1フレーム内の2フィ
ールドを観測して動きを検出してプログレッシブ変換を
行っていた。このため、厳密に同じ位置の画素同志を比
較して動きを検出しているわけではない。したがって、
動き部分と静止部分の判定が不完全なことが多く、例え
ば480本の横縞模様は動き部分として判定されてしま
う。従って、静止部分の垂直高解像度成分が表示できな
い場合が多かった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
プログレッシブ変換を行う画像信号処理装置では、動き
判定を1フレーム内の2フィールド間の比較から動き判
定を行っていたため、動き判定が正確でなく、そのため
に静止部分でも垂直高解像度が十分に表示できないなど
の問題があった。
【0006】本発明はこの点を解決して、比較的簡単な
方法で動き判定を正確に行い、高品質なインターレース
の静止画像が得られる画像信号処理装置の実現を課題と
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、インタレース画像信号の第1のフレーム
を構成する第1および第2のフィールドと、この第1の
フレームに連続する第2のフレームを構成する第3およ
び第4のフィールドのうち、第1のフィールドの検出画
素の画素信号レベルと、第3のフィールドの同一箇所の
検出画素の画素信号レベルとの差の絶対値を演算する第
1の演算手段と、第2のフィールドの検出画素の画素信
号レベルと、第4のフィールドの同一箇所の検出画素の
画素信号レベルとの差の絶対値を演算する第2の演算手
段と、動きの基準となる閾値を設定する閾値設定手段
と、前記第1の演算手段が演算した差の絶対値および前
記第2の演算手段が演算した差の絶対値が共にこの閾値
設定手段が設定する閾値よりも小さいとき動きなしと判
定する動き判定手段と、この動き判定手段が動きなしと
判定した場合は、第2のフィールドの検出画素および第
4のフィールドの検出画素をそのまま用い、前記動き判
定手段が動きなしと判定しなかった場合は、第2のフィ
ールドの検出画素はそのまま用い、第4のフィールドの
検出画素を第2のフィールドの検出画素で置き換えて用
いる画素選択手段を具備することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるプログレッ
シブ変換を行う画像信号処理装置を添付図面を参照にし
て詳細に説明する。図1は、インターレースの2フレー
ム、4フィールドの画素配列の模式図である。図でTo
pは1つのフレームの第1フィールドを、Bottom
は1つのフレームの第2フィールドを表す。また、各画
素を表す表記は、例えば、t113は最初のt1が第1
フレームの第1フィールド(Top)を、後の13は第
1ラインの第3画素を表している。また図2は、t2と
b2を重ね合わせたインターレース表記を示している。
【0009】本発明のプログレッシブ変換を行う画像処
理装置では、インターレースの2フレーム、4フィール
ドの画像を用い、Top同士、Bottom同士の画素
ごとに差の絶対値をとり、その差が決められた閾値を越
えた部分は動き部分と判別し1つのフィールドからの画
素で統一し、閾値を越えなかった部分は動いていないと
判別し2つのフィールドの各画素を用いるようにする。
【0010】図1と図2に沿って説明する。まず、フィ
ールドの第2ラインの中央のt2のフィールドのt22
3とb2フィールドのb223とに着目する。ここで、
Top同士、Bottom同士の画素の画素信号レベル
の比較で |t223−t123|<Thでかつ|b223−b1
23|<Th の時には動きがない部分と考え、t223とb223を
そのまま用いる。これ以外の場合では動いていると考え
る。動いていると判定された場合は、t223はそのま
ま用いることにし、b223の画素はt223と同じ値
を用いるか又は(t223+t233)/2とする。又
はb223はそのまま用いることにし、t223の画素
はb223の値を用いるか又は(b213+b223)
/2とする。
【0011】これを一般式で表す。すなわち、t2のフ
ィールドのt2vhとb2vhに着目する。 |t2vh−t1vh|<Thかつ|b2vh−b1v
h|<Th の時には動きがない部分と考えt2vhとb2vhをそ
のまま用いる。これ以外の場合では動いていると考え
る。動いている場合は、t2vhはそのまま用いb2v
hの画素をt2vhの値又は(t2vh+t2(v+
1)h)/2とする。あるいは、b2vhはそのまま用
いt2vhの画素をb2vhの値又は(b2(v−1)
h+b2vh)/2とする。さらに、動きの識別および
画素の置き換えに関して周辺画素の平均値を用いても良
い。
【0012】以上に述べたようなアルゴリズムでプログ
レッシブ画像を合成し、インターレース画像の1フレー
ム分を順次走査して表示を行う場合のほかに、このアル
ゴリズムをインターレース画像の静止画のブレを防止す
るのに用い、ブレのないインターレースの静止画を表示
する場合がある。
【0013】この場合は閾値を大きめにするとフリッカ
ーが目立ち、小さめにすると垂直解像度が高くならない
場合が増えるので閾値を場合によって変化させた方が良
い場合がある。例えば、 1.階調によって変える フリッカーの目立ちやすい20IRE〜50IRE(輝
度が20%〜50%程度)付近の閾値を小さくする。 2.色相、色の飽和度によって変える 例えば赤系統では色が濃い場合は、フリツカーが目立
ち、輝度信号の高周波成分が少なくなるので閾値を大き
くする。実験的には輝度信号に着目して動きを識別する
だけで殆ど問題がないが、RGB各色又はY色差それぞ
れで識別したほうがより完全となる。
【0014】図3に、本発明の画像処理装置の一実施の
形態の要部のブロック図である。図3で、1、2、3は
それぞれフィールドメモリー1、フィールドメモリー2
およびフィールドメモリー3である。また、4は閾値生
成回路、5は第1の差の絶対値演算回路、6は第2の差
の絶対値演算回路である。また、7は第1の比較回路、
8は第2の比較回路、9はAND回路、10は切り換え
スイッチである。
【0015】図3に沿って信号の流れを説明する。入力
信号はフィールドメモリー1〜3へ順次送られる。出力
はフィールドメモリー2の出力を重心として得るように
している。入力信号と2フィールド遅れた信号の差の絶
対値(たとえばb1−b2)を第1の差の絶対値演算回
路5で求める。1フィールド遅れた信号と3フィールド
遅れた信号の差の絶対値2(たとえばt1−t2)を第
2の差の絶対値演算回路6で求める。一方、閾値生成回
路4ではフィールドメモリー2の出力から階調の信号を
得て予め決められたルックアップテーブルを参照して閾
値を生成する。
【0016】次に第1の差の絶対値演算回路5で求めた
差の絶対値1と閾値生成回路4で生成された閾値とを第
1の比較回路7で比較する。さらに、第2の差の絶対値
演算回路6で求めた差の絶対値2と閾値とを第2の比較
回路8で比較する。いずれの比較回路7、8でも、差の
絶対値が閾値よりも低い場合をそれぞれ1とし、AND
回路9でANDをとる。このANDの結果が1の場合、
静止部分とし、0の場合は動いている部分とする。この
信号に従い切り換えスイッチスイッチ10を切り替え
る。以上の実施の形態で述べた4つのフィールド間の関
係は請求項に示したようにそれぞれ入れ替えても差支え
ないことは明らかである。また1水平ライン下の検出画
素との加算平均の代わりに1水平ライン上の検出画素と
の加算平均を用いても差支えないことも明らかであろ
う。
【0017】以上のように本発明では、 (1)インターレース画像の4フィールド分を用い画素
同士を比較する事により動いている部分を抽出し、動い
ている部分は1つのフィールドからの画素を用い、静止
している部分は2つのフィールドからの画素を用いてイ
ンターレース画像からプログレッシプ画像を変換する回
路が実現できる。 (2)インターレース画像の4フィールド分を用い画素
同士を比較する事により動いている部分を抽出し、動い
ている部分は1つのフィールドからの画素を用い、静止
している部分は2つのフィールドからの画素を用いてイ
ンターレースの動画からインターレースの静止画を得る
回路が実現できる。したがって、 (3)この(2)の回路を用いVTRやビデオディスク
の変速再生画(逆転を含む、スロー、スティル、2倍速
などの高速再生など)をインターレースの静止画の羅列
で表示する回路が実現できる。 (4)この(1)で得られたプログレッシブ画を用いて
表示の時間当たりの枚数を増やすことの可能なした映像
表示装置が実現できる。(例えば、PALのノンフリッ
カーテレビ等) (5)既に画像圧縮(MPEG等)機能を有している画
像処理装置では画像圧縮に用いるメモリーを流用してこ
の4フィールド分のメモリーにすることができる。 (6)画像圧縮(MPEG等)された信号を復号して用
いる場合のイントラフレームを含むことができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1お
よび請求項2の発明は、インタレース画像信号の第1の
フレームを構成する第1および第2のフィールドと、こ
の第1のフレームに連続する第2のフレームを構成する
第3および第4のフィールドのうち、第1のフィールド
の検出画素の画素信号レベルと、第3のフィールドの同
一箇所の検出画素の画素信号レベルとの差の絶対値を演
算する第1の演算手段と、第2のフィールドの検出画素
の画素信号レベルと、第4のフィールドの同一箇所の検
出画素の画素信号レベルとの差の絶対値を演算する第2
の演算手段と、動きの基準となる閾値を設定する閾値設
定手段と、第1の演算手段が演算した差の絶対値および
第2の演算手段が演算した差の絶対値が共にこの閾値設
定手段が設定する閾値よりも小さいとき動きなしと判定
する動き判定手段と、この動き判定手段が動きなしと判
定した場合は、第1のフィールドの検出画素、第2のフ
ィールドの検出画素、第3のフィールドの検出画素およ
び第4のフィールドの検出画素をそのまま用い、動き判
定手段が動きなしと判定しなかった場合は、第2のフィ
ールドの検出画素はそのまま用い、第4のフィールドの
検出画素を第2のフィールドの検出画素で置き換えて用
いる画素選択手段を設ける。これにより、比較的簡単な
方法で動き判定を正確に行い、インターレース画像から
破綻なく動き部分と静止部分の識別が可能になり、静止
している垂直高解像度成分が動き成分と誤認することを
防止し、インターレース画像からプログレッシプ画像、
または、インターレース動画からインタレース静止画を
得ることができる。また、既にMPEG等の画像圧縮機
能を有している場合はほとんどコストを高くせずに実現
することができる。
【0019】また、本発明の請求項3の発明では、動き
判定手段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択
手段は第4のフィールドの検出画素はそのまま用い、第
2のフィールドの検出画素を第4のフィールドの検出画
素で置き換えて用いる。
【0020】また、本発明の請求項4の発明では、動き
判定手段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択
手段は第1のフィールドの検出画素はそのまま用い、第
3のフィールドの検出画素を第1のフィールドの検出画
素で置き換えて用いる。
【0021】また、本発明の請求項5の発明では、動き
判定手段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択
手段は第3のフィールドの検出画素はそのまま用い、第
1のフィールドの検出画素を第3のフィールドの検出画
素で置き換えて用いる。
【0022】本発明の請求項6の発明では、動き判定手
段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択手段は
第4のフィールドの検出画素はそのまま用い、第2のフ
ィールドの検出画素を第4のフィールドの検出画素と第
4のフィールドの検出画素の1水平ライン上または下の
検出画素との加算平均で置き換えて用いる。
【0023】本発明の請求項7の発明では、動き判定手
段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択手段は
第2のフィールドの検出画素はそのまま用い、第4のフ
ィールドの検出画素を第2のフィールドの検出画素と第
2のフィールドの検出画素の1水平ライン上または下の
検出画素との加算平均で置き換えて用いる。
【0024】本発明の請求項8の発明では、動き判定手
段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択手段は
第3のフィールドの検出画素はそのまま用い、第1のフ
ィールドの検出画素を第3のフィールドの検出画素と第
3のフィールドの検出画素の1水平ライン上または下の
検出画素との加算平均で置き換えて用いる。
【0025】本発明の請求項9の発明では、動き判定手
段が動きなしと判定しなかった場合は、画素選択手段は
第1のフィールドの検出画素はそのまま用い、第3のフ
ィールドの検出画素を第1のフィールドの検出画素と第
1のフィールドの検出画素の1水平ライン上または下の
検出画素との加算平均で置き換えて用いる。これらによ
り、請求項1と請求項2の場合と同様、比較的簡単な方
法で動き判定を正確に行い、インターレース画像から破
綻なく動き部分と静止部分の識別が可能になり、インタ
ーレース画像からプログレッシプ画像、または、インタ
ーレース動画からインタレース静止画を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるインターレース画像の2フ
レーム、4フィールドの画素配列の模式図。
【図2】図1に示す2フィールドを組み合わせたインタ
ーレース表記の模式図。
【図3】本発明の画像処理装置の一実施の形態の要部の
ブロック図。
【符号の説明】
1、2、3…フィールドメモリー、4…閾値生成回路、
5、6…差の絶対値演算回路、7、8…比較回路、9…
AND回路、10…切り換えスイッチ。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インタレース画像信号の第1のフレーム
    を構成する第1および第2のフィールドと、この第1の
    フレームに連続する第2のフレームを構成する第3およ
    び第4のフィールドのうち、第1のフィールドの検出画
    素の画素信号レベルと、第3のフィールドの同一箇所の
    検出画素の画素信号レベルとの差の絶対値を演算する第
    1の演算手段と、 第2のフィールドの検出画素の画素信号レベルと、第4
    のフィールドの同一箇所の検出画素の画素信号レベルと
    の差の絶対値を演算する第2の演算手段と、 動きの基準となる閾値を設定する閾値設定手段と、 前記第1の演算手段が演算した差の絶対値および前記第
    2の演算手段が演算した差の絶対値が共にこの閾値設定
    手段が設定する閾値よりも小さいとき動きなしと判定す
    る動き判定手段と、 この動き判定手段が動きなしと判定した場合は、第1の
    フィールドの検出画素、第2のフィールドの検出画素、
    第3のフィールドの検出画素および第4のフィールドの
    検出画素をそのまま用いる画素選択手段を具備すること
    を特徴とする画像信号処理装置。
  2. 【請求項2】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第2のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第4のフィールドの検出画素
    を第2のフィールドの検出画素で置き換えて用いること
    を特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
  3. 【請求項3】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第4のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第2のフィールドの検出画素
    を第4のフィールドの検出画素で置き換えて用いること
    を特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
  4. 【請求項4】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第1のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第3のフィールドの検出画素
    を第1のフィールドの検出画素で置き換えて用いること
    を特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
  5. 【請求項5】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第3のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第1のフィールドの検出画素
    を第3のフィールドの検出画素で置き換えて用いること
    を特徴とする請求項1に記載の画像信号処理装置。
  6. 【請求項6】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第4のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第2のフィールドの検出画素
    を第4のフィールドの検出画素と第4のフィールドの検
    出画素の1水平ライン上または下の検出画素との加算平
    均で置き換えて用いることを特徴とする請求項1に記載
    の画像信号処理装置。
  7. 【請求項7】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第2のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第4のフィールドの検出画素
    を第2のフィールドの検出画素と第2のフィールドの検
    出画素の1水平ライン上または下の検出画素との加算平
    均で置き換えて用いることを特徴とする請求項1に記載
    の画像信号処理装置。
  8. 【請求項8】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第3のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第1のフィールドの検出画素
    を第3のフィールドの検出画素と第3のフィールドの検
    出画素の1水平ライン上または下の検出画素との加算平
    均で置き換えて用いることを特徴とする請求項1に記載
    の画像信号処理装置。
  9. 【請求項9】 前記動き判定手段が動きなしと判定しな
    かった場合は、前記画素選択手段は第1のフィールドの
    検出画素はそのまま用い、第3のフィールドの検出画素
    を第1のフィールドの検出画素と第1のフィールドの検
    出画素の1水平ライン上または下の検出画素との加算平
    均で置き換えて用いることを特徴とする請求項1に記載
    の画像信号処理装置。
  10. 【請求項10】 前記閾値設定手段は輝度レベルに応じ
    て閾値を選択設定することを特徴とする請求項1ないし
    請求項9のいずれかに記載の画像信号処理装置。
  11. 【請求項11】 前記閾値設定手段は色相または色の飽
    和度に応じて閾値を選択設定することを特徴とする請求
    項1ないし請求項9のいずれかに記載の画像信号処理装
    置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8224033B2 (en) 2008-06-24 2012-07-17 Mediatek Inc. Movement detector and movement detection method

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