JPH0754978B2 - 動き補正型フレーム数変換方法 - Google Patents

動き補正型フレーム数変換方法

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JPH0754978B2
JPH0754978B2 JP61061170A JP6117086A JPH0754978B2 JP H0754978 B2 JPH0754978 B2 JP H0754978B2 JP 61061170 A JP61061170 A JP 61061170A JP 6117086 A JP6117086 A JP 6117086A JP H0754978 B2 JPH0754978 B2 JP H0754978B2
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frames
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俊郎 大村
泰市郎 栗田
佑一 二宮
台次 西澤
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、テレビジョン方式の変換にあたって走査線数
の変換とともに行なうフレーム数の変換に際し、連続し
た2フレームの原画像信号に基づいて画像の動きに応じ
て補正を施した新たなフレームの内挿画像信号を形成す
る動き補正型フレーム数変換方法に関し、特に、連続し
た2フレームのいずれか一方のみにおいて画郭を外れる
部分のフレーム数変換力画像信号に所要画像信号の欠除
に起因した画像の淫れが生じないようにしたものであ
る。
(従来の技術) 従来のこの種動き補正型フレーム数変換方法において
は、例えば、本願人の出願に係る特願昭59−244638号明
細書に記載のように、連続した2フレームの原画像信号
から線形内挿により新たなフレームの内挿画像信号を形
成するとともに、原画像信号が表わす画像全体について
検出した平行移動の方向および距離に応じて内挿画像信
号が表わす画像全体を平行移動させた動き補正画像信号
を形成し、原画像信号のフレーム間差と動き補正画像信
号のフレーム間差とを比較してフレーム間差が小さい方
を内挿フレームの画像信号とすることによりフレーム数
変換出力画像信号を形成するようにしていた。すなわ
ち、従来のこの種動き補正型フレーム数変換方法におい
ては、原画像信号が表わす画像全体について検出した画
像の動きベクトルに基づいて画像全体に一様に動き補正
を施し、あるいは、少なくとも比較的広い面積の画像部
分の全体について検出した画像の動きに基づいてその画
像部分全体に一様に動き補正を施していた。
(発明が解決しようとする問題点) したがって、画像がなす画郭の周縁部に位置する画像部
分に大きい動きがあった場合には、フレーム数変換のた
めに新たに設ける内挿フレームの画像信号を形成するた
めの内挿補間を施すべき前後の連続した2フレームのう
ち、該当する画像部分の動きの方向および大きさによっ
て決まるいずれか一方のフレーム、例えば、該当する画
像部分が画郭の左方向に移動しているときには、第2図
(a)〜(d)に順次に示すようにして内挿フレームに
先行する前フレームにおける動き画像部分の一部が画郭
から外れる場合が屡々生じ、かかる場合には、フレーム
間内挿を行なうべき連続した2フレームのうち、いずれ
か一方のフレームにおける動き画像信号が欠除すること
になる。したがって、画像がなす画郭の周縁部において
は、かかる動き画像部分の一部欠除に起因して、連続し
た2フレーム間に施すべきフレーム間内挿画像信号の形
成が正常に行なわれないのみならず、通例、連続した少
なくとも2フレームのフレーム間差に基づいて行なわれ
る画像の動き検出にも支障を来たすおそれがある。特
に、かかる画像の動き検出に支障を来たした場合には以
後の信号処理が著しく乱されて、表示画像の周縁部に許
容し難い顕著な画質劣化が生ずる可能性があった。
すなわち、例えば、第2図(a)に示すように柱状の移
動物体が、画面上、右方向に動きベクトルvの大きさで
動いたきとに、フレーム数変換回路に連続した2フレー
ムとして入力する現フレームの画像(3)および前フレ
ームの画像(2)はテレビジョンカメラの蓄積効果によ
ってそれぞれ第2図(d)および(b)に示すように水
平方向に拡大された画像(3e)および(2e)となる。し
たがって、内挿フレームの画像はかかる連続2フレーム
の画像(2e),(3e)に対する位置内挿によって第2
(c)に示すようになるが、従来方法の動き補正型フレ
ーム数変換においては、前フレームの画像(2e)に動き
ベクトルv1の大きさだけ、また、現フレームの画像(3e
に動きベクトルv2の大きさだけ、それぞれ位置の補正を
施した2通りの動き補正画像信号の和の1/2としてかか
る内挿画像信号を形成していたのであるから、前フレー
ムの画像(2e)の第2図(b)に点線により示した部分
が画郭から外れて欠除している場合には、内挿画像信号
に上述したような画像の歪み乃至乱れが生ずる、という
問題点があった。
本発明の目的は、上述した従来の問題点を解決し、画像
がなす画郭の周縁部において動き画像部分の一部が画郭
から外れた場合においても内挿フレームの画像にかかる
画像部分の欠除に起因した画像の歪みや乱れが生じて画
質を著しく損なうことのないようにした動き補正型フレ
ーム数変換方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明動き補正型フレーム数変換方法は、テ
レビジョン方式の変換にあたって走査線数の変換ととも
に行なうフレーム数の変換に際し、連続した2フレーム
の原画像信号から線形内挿により形成した新たなフレー
ムの内挿画像信号と前記原画像信号について検出した画
像の動きに応じ当該原画像信号を動きベクトルによって
補正した動き補正画像信号とを前記原画像信号もしくは
前記動き補正画像信号のフレーム間差の大きさに応じた
前記内挿画像信号と前記動き補正画像信号との荷重加算
によりフレーム数変換出力画像信号を形成する動き補正
型フレーム数変換方法において、前記連続した2フレー
ムのいずれか一方のみにおいて画郭外れる部分の原画像
信号については前記荷重加算に替えて前記連続した2フ
レームの他方における該当部分の前記原画像信号を動き
ベクトルによって補正した動き補正画像信号のみに基づ
いて該当部分のフレーム数変換出力画像信号を形成する
ようにしたことを特徴とするものである。
第2図(a)〜(d)に示した例について述べれば、動
き画像部に画郭外はみ出しのない方の動き補正画像、す
なわち、例えば第2図(d)に示した現フレームの画像
(3e)に位置の補正を施したもののみを用いて内挿画像
信号を形成することにより、画郭周縁部に画像の歪みや
乱れが生じないようにする。
(作 用) したがって、本発明方法の動き補正フレーム数変換にお
いては、所要画像信号の一部欠除に起因して画像周縁部
に許容し難い画質劣化が生ずるおそれは全くなくなる。
(実施例) 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳細に説明
する。
本発明方法による動き補正型フレーム数変換を行なう回
路装置の構成例を第1図に示す。図示の構成によりNフ
レーム方式画像信号をMフレーム方式画像信号に変換す
る動き補正型フレーム数変換装置においては、Nフレー
ム方式の入力画像信号をフレームメモリ1に供給してフ
レーム順次に書込みおよび読出しを行ない、フレームメ
モリ1から1フレーム期間遅延して読出した前フレーム
の画像信号(2)および同時にフレームメモリ1に書込
む現フレームの画像信号(3)を、バッファメモリ2お
よび3にそれぞれ書込むとともに、線形内挿回路4に供
給する。線形内挿回路4においては、前フレームの画像
信号(2)および現フレームの画像信号(3)にフレー
ム間線形内挿を施して内挿画像信号(a)を取出し、切
換えスイッチ10の端子aに導く。
一方、パッファメモリ2および3においては、ベクトル
検出回路9に例えば上述した前フレームの画像信号
(2)および現フレームの画像信号(3)など連続した
少なくとも2フレームの画像信号の相互関係に基づき、
第2図につき前述した如きベクトルv1およびv2を検出
し、それらの動きベクトルv1およびv2をバッファメモリ
2および3にそれぞれ供給してそれらのバッファメモリ
2および3に書込んである前フレームの画像信号(2)
および現フレームの画像信号(3)を、それらの動きベ
クトルv1およびv2の方向および大きさにそれぞれ対応し
た位置補正を施したタイミングそれぞれ読出すことによ
り、動き補正を施した前フレームの画像信号(b)およ
び動き補正を施した現フレームの画像信号(d)をそれ
ぞれ形成し、切換えスイッチ7の端子bおよびdにそれ
ぞれ導くとともに、加算器5に導いて得た和信号を係数
器6に導いて1/2の係数を乗じ、その結果得られるそれ
ぞれ動き補正を施した前フレームおよび現フレームの平
均の画像信号、すなわち、それぞれの動きベクトルによ
る荷重平均の画像信号(c)を切換えスイッチ7の端子
cに導き、後述するようにして制御回路8から印加する
制御信号により切換えを制御して端子b,c,dのいずれか
から選び出した動き補正画像信号(e)を切換えスイッ
チ10の端子eに導く。
切換えスイッチ10においては、前フレームおよび現フレ
ームの画像信号(2)および(3)、あるいは、それぞ
れ動き補正を施した前フレームおよび現フレームの画像
信号(b)および(d)のフレーム間差の大きさにより
切換えを制御して、端子aからの内挿画像信号(a)お
よび端子eからの動き補正画像信号(e)のいずれかを
Mフレーム方式画像信号として取出す。なお、従来のこ
の種動き補正型フレーム数変換方法においては、切換え
スイッチ7を設けず、加算器5および係数器6からの前
フレームと現フレームとを荷重平均した動き補正画像信
号(c)のみを動き補正画像信号(e)として直接に切
換えスイッチ10の端子eに導いてた。
しかして、制御回路8においては、ベクトル検出回路9
により検出した動きベクトルvにより、つぎの諸条件に
従って切換えスイッチ7の切換えを制御する。
なお、制御回路8により制御して、従来方法におけると
同様の連続2フレーム荷重平均の動き補正画像信号
(c)以外に本発明による動き補正画像信号(b)もし
くは(d)を動き補正画像信号(e)として選び出す可
能性があるのは、前述したように動き補正を施した内挿
画像信号を形成すべき連続2フレームの一方の画像信号
に画郭からのはみ出しによる欠除が生ずる第3図に陰影
を施して示す幅Δvの縦周縁部(1),(2)および幅
Δyの横周縁部(3),(4)のみである。
ここで、Vx:水平方向ベクトル Vx max:水平方向ベクトルの最大値 Vy:垂直方向ベクトル Vy max:垂直方向ベクトルの最大値 V=(Vx,Vy):動きベクトル とし、走査の方向をベクトルの正方向とすると、第2図
につき前述したベクトルv1,v2に対してv=v1−v2とな
る。しかして、制御回路8においてはつぎの各条件
(1)〜(5)の切換え制御を行なう。
条件(1) 縦周縁部(1)において、 vxのとき:切換えスイッチ7の端子dから現フレーム
の動き補正画像信号(d)を取出す。
vx<0のとき:切換えスイッチ7の端子bから前フレー
ムの動き補正画像信号(b)を取出す。
条件(2) 縦周縁部(2)において vxのとき:切換えスイッチ7の端子bから前フレーム
の動き補正画像信号(b)を取出す。
vx<0のとき:切換えスイッチ7の端子dから現フレー
ムの動き補正画像信号(d)を取出す。
条件(3) 縦周縁部(3)において vyのとき:切換えスイッチ7の端子dから現フレーム
の動き補正画像信号(a)を取出す。
vy<0のとき:切換えスイッチ7の端子bから前フレー
ムの動き補正画像信号(b)を取出す。
条件(4) 横周縁部(4)において vyのとき:切換えスイッチ7の端子bから前フレーム
の動き補正画像信号(b)を取出す。
vy<0のとき:切換えスイッチ7の端子dから現フレー
ムの動き補正画像信号(d)を取出す。
条件(5) 周縁部(1)〜(4)以外の画郭内におい
ては切換えスイッチ7の端子cから2フレーム荷重平均
の動き補正画像信号(c)を取出す。
なお、第3図に示した縦横周縁部(1)〜(4)の幅Δ
x,Δyは、周縁部画像の欠除により動き補正画像信号の
歪乃至乱れが生ずる可能性のある最大幅として、 Δx=2Vx max,Δy=2y max に設定するのが好適である。
また、切換スイツチは10は、動きベクトルが検出された
ときには、画像周縁部においても端子eに切換え接続さ
れているものとする。
また、画郭周縁部においては、上述したように、前フレ
ームもしくは現フレームの動き補正画像信号(b)もし
くは(d)のみによって動き補正の内挿画像信号(e)
を形成するので、2フレーム荷重平均の動き補正画像信
号(c)を用いる画郭中心部に比して画像の信号対ノイ
ズ比が多少劣化するが、画像の周縁部であるから実質的
な画質劣化とはならない。
(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、従来のこの種動き補正
型フレーム数変換方法においては、画像の画郭全面に亘
つて同一の動き補正を施したフレーム間内挿を行なって
いたためにフレーム間内挿を施す連続2フレームの一方
の周縁部に生ずる画像の欠除によって内挿フレームの画
郭の周縁部に画像の歪み乃至乱れが生じていたのに対
し、本発明動き補正型フレーム数変換方法においては、
画郭周縁部における動き補正に画像の欠除を生じていな
い方のフレームのみを用いて巧みに内挿画像信号を形成
するので、画郭の全面に亘り実質的に画質劣化のないフ
レーム数変換画像が得られる、という顕著な効果が挙げ
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法による動き補正型フレーム数変換装
置の構成例を示すブロック線図、 第2図(a)〜(d)はフレーム間内挿画像形成の態様
の例を順次に示す線図、 第3図は本発明方法による内挿画像の動き補正を適用す
る範囲の画郭部分に斜線陰影を施して示す線図である。 1……フレームメモリ、2,3……バッファメモリ 4……線形内挿回路、5……加算器 6……係数器、7,10……切換スイッチ 8……制御回路、9……ベクトル検出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 佑一 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 西澤 台次 東京都世田谷区砧1丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】テレビジョン方式の変換にあたって走査線
    数の変換とともに行なうフレーム数の変換に際し、連続
    した2フレームの原画像信号から線形内挿により形成し
    た新たなフレームの内挿画像信号と前記原画像信号につ
    いて検出した画像の動きに応じ当該原画像信号を動きベ
    クトルによって補正した動き補正画像信号とを前記原画
    像信号もしくは前記動き補正画像信号のフレーム間差の
    大きさに応じた前記内挿画像信号と前記動き補正画像信
    号との荷重加算によりフレーム数変換出力画像信号を形
    成する動き補正型フレーム数変換方法において、前記連
    続した2フレームのいずれか一方のみにおいて画郭を外
    れる部分の原画像信号については前記荷重加算に替えて
    前記連続した2フレームの他方における該当部分の前記
    原画像信号を動きベクトルによって補正した動き補正画
    像信号のみに基づいて該当部分のフレーム数変換出力画
    像信号を形成するようにしたことを特徴とする動き補正
    型フレーム数変換方法。
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