WO2006016454A1 - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

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Kazuhiko Ueda
Mitsuyasu Asano
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Definitions

  • Image processing apparatus and method recording medium, and program
  • the present invention relates to an image processing apparatus and method, a recording medium, and a program, and in particular, by suppressing image deterioration (blurred image) caused by imaging blurring, the video after frame rate conversion becomes clearer.
  • the present invention relates to an image processing apparatus and method, a recording medium, and a program that can be displayed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-59054
  • the present invention has been made in view of such a situation, and displays image after frame rate conversion more clearly by suppressing image deterioration (blurred image) caused by imaging blur. Is to be able to.
  • a first image processing apparatus of the present invention is an image processing apparatus that processes a moving image shot by a predetermined shooting device in units of access units, and accesses the moving image.
  • the high rate conversion means for executing a high rate conversion process for converting the rate of the unit from the current first rate to a higher second rate, and a plurality of access units constituting the moving image.
  • the detection means for detecting one or more parameter values indicating the characteristics of imaging blur that occurs when a moving image is shot by the shooting device and the high-rate conversion processing by the high-rate conversion means are executed.
  • each of the access units constituting the processing target is based on one or more values corresponding to the access unit to be processed among the parameter values detected by the detecting means.
  • Correction means for correcting the pixel value.
  • the high-rate conversion means can execute the high-rate conversion processing using the parameter value detected by the detection means.
  • the first rate may be the rate of the access unit when a moving image is shot by the shooting device.
  • the detection means uses each of the movement vectors in at least one of the pixels constituting the access unit to be processed as a parameter value. Can be detected as.
  • the high rate conversion means can execute a motion compensated frame interpolation process using the motion vector detected by the detection means as at least a part of the high rate conversion process.
  • the detection means may be configured to detect each of the shot speeds of the photographing device as a parameter value when each of the plurality of access units constituting the moving image is photographed by the photographing device. I'll do it.
  • the correcting means sets, as a pixel of interest, a pixel to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit, A filter characteristic conversion unit that converts a characteristic of a low-pass filter that indicates imaging blur according to a value corresponding to a target pixel among values of one or more parameters detected by the detection unit, and a characteristic that is obtained by the filter characteristic conversion unit.
  • An inverse filter generation unit that generates an inverse filter of the converted low-pass filter and an inverse filter generation unit that generates a predetermined block including the target pixel in the processing target access unit.
  • the correction unit sets a pixel to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit as a target pixel.
  • the filter characteristic conversion means for converting the characteristics of the low-pass filter indicating imaging blur according to the value corresponding to the target pixel, and the access unit to be processed Applying a low-pass filter whose characteristics have been converted by the filter characteristic conversion means to a given block containing the target pixel of the target pixel, and outputting the corrected pixel value of the target pixel obtained as a result as the first value Filtering And the difference between the pixel value before correction of the target pixel and the first value output from the filtering means.
  • the value is output as the second value.
  • the second value which is also output from the subtraction means and the power of the subtraction means, is calculated to the pixel value before correction of the target pixel, and the resulting added value is corrected to the target pixel. It is possible to create an addition means for outputting as a later pixel value.
  • the correcting means sets, as a pixel of interest, a pixel to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit, A first image signal corresponding to a group of pixels continuously arranged in a predetermined direction including a target pixel in an access unit to be processed is sequentially input, and the first image signal for N pixels (N is 1st delay means for delaying by a first delay time corresponding to an integer value of 1 or more, and outputting a second image signal obtained as a result, and a second delay output from the first delay means.
  • the image signal is sequentially input, and the second image signal is delayed by a second delay time corresponding to M pixels (M is an integer value of 1 or more including N), and the resulting third image signal is delayed.
  • Second delay means for outputting an image signal and first delay means Input first image signal, first delay means force output second image signal input to second delay means, and second delay means force output third image signal
  • the first delay unit uses the pixel value correcting unit for correcting the pixel value of the target pixel and the first delay unit according to the value corresponding to the target pixel among the parameter values detected by the detecting unit. Changing the delay time and changing the second delay time of the second delay means Means.
  • the first rate may be 30Hz and the second rate may be 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate may be 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate may be 240Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 100 Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 200 Hz.
  • An image processing method of a first image processing apparatus of the present invention is an image processing method of an image processing apparatus that processes a moving image shot by a predetermined shooting device in units of access units.
  • a high rate conversion step for performing a high rate conversion process for converting the rate of the access unit in the current rate from the current first rate to a higher second rate, and for each of the plurality of access units constituting the moving image
  • the detection step for detecting one or more parameter values indicating the characteristics of imaging blur that occurs when a moving image is shot by the shooting device, and the high rate conversion process by the high rate conversion step
  • the parameter value detected by the detection step process is Based on one or more values corresponding to the physical object of the access unit, characterized in that it comprises a correction step for correcting each pixel value forming the access unit to be processed.
  • the high rate conversion step may be a step of executing the high rate conversion process using the value of the parameter detected by the detection step process.
  • the first rate may be the rate of the access unit when a moving image is shot by the shooting device.
  • each of the movement vectors in at least one of the pixels constituting the processing target access unit is detected as a parameter value. Processing can be included.
  • the high rate conversion step may be a step of executing a motion compensated frame interpolation process using the motion vector detected by the detection step process as at least a part of the high rate conversion process.
  • the detection step may include a process of detecting each of the shutter speeds of the photographing device when each of the plurality of access units constituting the moving image is photographed by the photographing device as a parameter value. it can.
  • a pixel to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit is set as a target pixel, and the target pixel is set.
  • a filter characteristic conversion step for converting a characteristic of a low-pass filter indicating imaging blur according to a value corresponding to a target pixel among values of one or more parameters detected by the processing of the detection step, and a filter Inverse filter generation step for generating an inverse filter of a low-pass filter whose characteristics have been converted by the characteristic conversion step process, and an inverse filter generation step process for a predetermined block including the target pixel in the access unit to be processed
  • the pixel value of the pixel of interest is corrected by applying the inverse filter generated by It can be made to contain a filtering step that.
  • a pixel to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit is set as a target pixel, and the target pixel is set.
  • the difference from the first value output as the processing result of the step is calculated, and the difference value obtained as a result is output as the second value.
  • the correction step for each of the plurality of access units constituting the moving image, an image to be noted as a processing target among the pixels constituting the processing target access unit.
  • the first image signal corresponding to the pixel group continuously arranged in a predetermined direction including the target pixel is sequentially input as a step for the target pixel.
  • the first delay that delays the input first image signal by the first delay time corresponding to N pixels (N is an integer value of 1 or more) and outputs the resulting second image signal Step and the second image signal output as the processing result of the first delay step are sequentially input, and the input second image signal is divided into M pixels (M is one or more integers including N).
  • the pixel value of the target pixel is determined using the second image signal input as the processing target of the second delay step and the third image signal output as the processing result of the second delay step.
  • the first delay time of the first delay step is changed according to the pixel value correction step to be corrected and the value corresponding to the target pixel among the parameter values detected by the processing of the detection step.
  • the first rate may be 30Hz and the second rate may be 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate may be 240Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 100 Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 200 Hz.
  • a program of the first recording medium of the present invention is a program that is executed by a computer that controls image processing performed in units of access units on a moving image captured by a predetermined imaging device, A high rate conversion step for converting the rate of the access unit in the moving image from the current first rate to a second rate higher than the current first rate, and a high rate conversion step, and a plurality of access units constituting the moving image For each, a detection step for detecting one or more parameter values indicating characteristics of imaging blur that occurs when a moving image is captured by the imaging device and a high rate conversion process by a high rate conversion step are executed.
  • a first program of the present invention is a program that is executed by a computer that controls image processing performed in units of access units on a moving image shot by a predetermined shooting device.
  • a high rate conversion step for performing a high rate conversion process for converting the rate of the access unit in the current first rate to a second rate higher than the current first rate, and a plurality of access units constituting the moving image.
  • a detection step for detecting one or more parameter values indicating characteristics of imaging blur that occurs when a moving image is shot by the shooting device, and before or after the high-rate conversion processing by the high-rate conversion step is executed.
  • the parameter detected by the processing of the detection step is performed.
  • the program characterized by comprising a correction step for correcting each pixel value forming the access unit to be processed.
  • an access unit is used as a unit for a moving image photographed by a predetermined photographing apparatus.
  • Image processing is performed. More specifically, a high rate conversion process is performed in which the rate of the access unit in the moving image is converted from the current first rate to a higher second rate.
  • one or more parameter values indicating the characteristics of imaging blur that occurs when the moving image is captured by the imaging device are detected.
  • the second image processing device of the present invention captures a moving image captured by a predetermined capturing device and a moving image captured by the capturing device for each of a plurality of access units constituting the moving image.
  • the image processing for processing the moving image is performed.
  • a high-rate conversion process that converts the rate of the access unit in the supplied moving image from the current first rate to a higher rate than that of the second rate.
  • the first rate may be 30Hz and the second rate may be 120Hz.
  • the first rate may be 60 Hz and the second rate may be 120 Hz.
  • the first rate may be 60 Hz and the second rate may be 240 Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 100 Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 200 Hz.
  • a moving image is captured by a shooting device for each of a moving image shot by a predetermined shooting device and a plurality of access units constituting the moving image.
  • the image processing of the image processing device that processes the moving image A method for performing a high rate conversion process for converting a rate of an access unit in a moving image supplied from another image processing apparatus from a current first rate to a higher second rate.
  • the access units of the plurality of access units constituting the moving image to which other image processing apparatus power is supplied Each pixel value constituting the processing target access unit is based on one or more values corresponding to the processing target access unit among the supplied parameter values.
  • a correction step for correcting is performed before or after the conversion step and the high-rate conversion processing by the high-rate conversion step are executed.
  • the first rate may be 30Hz and the second rate may be 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate 120Hz.
  • the first rate may be 60Hz and the second rate may be 240Hz. [0046] The first rate may be 50 Hz and the second rate may be 100 Hz.
  • the first rate may be 50 Hz and the second rate may be 200 Hz.
  • the program of the second recording medium of the present invention captures a moving image by a photographing device for each of a moving image photographed by a predetermined photographing device and a plurality of access units constituting a moving image.
  • a program that is executed by a computer that controls image processing for a moving image when the value of one or more meters indicating the characteristics of imaging blur that occurs when the A high rate conversion step that performs a high rate conversion process that converts the rate of the access unit at the current first rate to a higher second rate, and a high rate conversion process by the high rate conversion step.
  • processing of the value of the given parameter for each of a plurality of access units constituting the given moving image Based on one or more values corresponding to the elephant access unit, characterized in that it comprises a correction step for correcting each pixel value forming the access unit to be processed.
  • a moving image is shot by a shooting device for each of a moving image shot by a predetermined shooting device and a plurality of access units constituting the moving image.
  • the program is executed by a computer that controls image processing for the moving image, and A high rate conversion step that performs a high rate conversion process that converts the rate of the access unit from the current first rate to a second rate that is higher than the current first rate, and a high rate conversion process by the high rate conversion step are performed.
  • the processing target of the given parameter values is processed.
  • a correction step for correcting each pixel value constituting the access unit to be processed based on one or more values corresponding to the access unit.
  • a moving image shot by a predetermined shooting device and a plurality of accesses constituting the moving image If each unit is given a value of one or more parameters indicating the characteristics of the imaging blur that occurs when moving images are captured by the imaging device, Image processing is performed on the moving image. More specifically, a high rate conversion process is performed to convert the rate of the access unit in a given moving image from the current first rate to a higher second rate. In addition, before or after the high-rate conversion process is executed, each of the plurality of access units constituting the given moving image corresponds to the access unit to be processed among the given parameter values. Based on a value of 1 or more, each pixel value constituting the access unit to be processed is corrected based on V.
  • the frame rate of a moving image can be converted to a frame rate larger than that at the time of input.
  • image deterioration blue image
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a diagram showing frequency characteristics of blurring of an image formed on a human retina.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating image processing executed by the image processing apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing frequency characteristics of imaging blur according to a movement vector (movement speed).
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of an imaging blur suppression processing unit in the image processing apparatus of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example different from FIG. 5 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit in the image processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example different from FIG. 5 and FIG. 6 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit in the image processing apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of an output signal of each unit of the imaging blur suppression processing unit of FIG.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example different from FIGS. 5, 6, and 7 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit in the image processing apparatus of FIG.
  • FIG. 10 is a timing chart showing an example of an output signal of each part of the imaging blur suppression processing unit in FIG. is there.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining camera shutter speed and imaging blur characteristics.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example different from FIG. 1 of the functional configuration of the image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a block diagram showing an example different from FIGS. 1 and 12 of the functional configuration of the image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an example different from FIGS. 1, 12, and 13 of the functional configuration of the image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a block diagram showing an example different from FIGS. 1, 12, 13, and 14 of the functional configuration of the image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a hardware configuration of all or part of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 1 shows an example of a functional configuration of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • the image processing apparatus 1 executes various image processing on moving image data in units of access units.
  • An access unit refers to a unit of a moving image such as a frame or a field, and specifically refers to, for example, all or a part of each frame (still image) constituting the moving image.
  • an access unit refers to a unit of a moving image such as a frame or a field, and specifically refers to, for example, all or a part of each frame (still image) constituting the moving image.
  • an access unit refers to a unit of a moving image such as a frame or a field, and specifically refers to, for example, all or a part of each frame (still image) constituting the moving image.
  • the image processing device 1 includes a high frame rate conversion unit 11, an imaging blur characteristic detection unit 12, and an imaging blur suppression processing unit 13.
  • a moving image signal such as a television broadcast signal is input to the high frame rate conversion unit 11 as moving image data in units of frames.
  • the high frame rate conversion unit 11 When a moving image having the first frame rate is input, the high frame rate conversion unit 11 performs a high frame rate conversion process on the moving image, and obtains a first frame rate obtained as a result. A moving image having a higher second frame rate is supplied to the imaging blur characteristic detection unit 12 and the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the high frame rate conversion process is a process executed when the first frame rate at the time of input is lower than the second frame rate at the time of output (display). This refers to the process of converting the first frame rate to a higher second frame rate by creating and inserting new frames between each of the constituent frames.
  • the first frame rate refers to the frame rate of the moving image at the time of input to the high frame rate conversion unit 11. Therefore, the first frame rate can be an arbitrary frame rate, but here, for example, it is assumed that it is a frame rate when a moving image is captured by an imaging device (not shown), that is, an imaging frame rate.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 detects the value of a parameter indicating the imaging blur characteristic for each of the frames constituting the moving image supplied from the high frame rate conversion unit 11.
  • the detection result of the imaging blur characteristic detection unit 12, that is, the parameter value indicating the imaging blur characteristic is supplied to the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the parameters indicating the characteristics of imaging blur are not particularly limited, and various parameters can be used. However, specific examples of parameters indicating the characteristics of imaging blur will be described later.
  • the number of detected parameter values indicating imaging blur characteristics within one frame is not particularly limited. For example, only one parameter value indicating imaging blur characteristics may be detected for one frame, or a parameter value indicating imaging blur characteristics for each pixel constituting the frame. May be detected individually one by one. Alternatively, one frame may be divided into several blocks, and a parameter value indicating the characteristics of imaging blur may be individually detected for each of the divided blocks.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 includes, for each of the frames constituting the moving image supplied from the high frame rate conversion unit 11, out of the parameter values detected by the imaging blur characteristic detection unit 12. Based on the value corresponding to the frame to be processed, each pixel value constituting the frame to be processed is corrected. That is, the imaging blur suppression processing unit 13 adjusts each pixel value of the frame to be processed according to the characteristics (parameter value) of the imaging blur for the processing target frame so that the imaging blur is suppressed. to correct.
  • the combination of the imaging blur characteristic detection unit 12 and the imaging blur suppression processing unit 13 is used in combination with the high frame rate conversion unit 11. It can also be used by the body, and can also be used in combination with other blocks (other image processing units that perform predetermined image processing) (not shown).
  • the combination of the imaging blur characteristic detection unit 12 and the imaging blur suppression processing unit 13 can achieve the effect of suppressing imaging blur.
  • a moving image displayed on a display device (not shown) is formed as an image on a human retina
  • the blur recognized by the human is a combination of the hold blur that the human follows the moving object included in the moving image and the above-described imaging blur that is added when the moving image is captured. .
  • the characteristic of the imaging blur is expressed as a low-pass filter as described later with reference to FIG. That is, the image signal after imaging blur is a signal equivalent to a signal obtained by applying this low-pass filter to the image signal before imaging blur (ideal image signal). Therefore, the frequency characteristic of the image signal after the imaging blur is deteriorated as compared with the image signal before the imaging blur. That is, in the image signal after the imaging blur, the gain generally decreases as the frequency becomes higher than the image signal before the imaging blur.
  • the hold blur characteristic here is also expressed as a low-pass filter in the same manner as the imaging blur characteristic. That is, the image signal after hold blur is a signal equivalent to a signal obtained by applying this low-pass filter to the image signal before hold blur (image signal after shooting blur).
  • the frequency characteristics of the image signal after hold blur are deteriorated compared to the image signal before hold blur. That is, in the image signal after hold blur, the gain generally decreases as the frequency becomes higher than the image signal before hold blur.
  • hold blur occurs only when the display device is a fixed pixel (hold) display device.
  • hold blur can be suppressed by performing high frame rate conversion processing on an image signal after imaging blur that has already fallen due to imaging blur.
  • the degradation of imaging blur does not change, and the effect of finally suppressing blur on the human retina is halved. This will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 is formed on the human retina when a real object is photographed while moving at a moving speed of 4 [pixel / frame] within the photographing range of the photographing apparatus (hereinafter referred to as a camera).
  • This shows the frequency characteristics of the blurred image.
  • the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain. However, each value on the horizontal axis shows the relative value when the Nyquist frequency is 1.
  • a curve h0 indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 2 indicates a human retina when no process for improving blur (including imaging blur and hold blur) is performed.
  • the frequency characteristic of the blur of the image formed above is shown. That is, in the example of FIG.
  • the display speed is doubled by high frame rate conversion processing (hold blur is improved), and the degree of imaging blur is improved by half, the human retina
  • the frequency characteristic of the blur of the image formed above is a curve h2 indicated by a solid line in the figure. That is, the moving image force input to the image processing apparatus 1 in FIG. 1 is subjected to the high frame rate conversion process by the high frame rate conversion unit 11, and the imaging blur suppression processing unit 13 further suppresses the imaging blur.
  • the frequency characteristic of the blur of the image formed on the retina when the human views the moving image is a curve h2.
  • the blur characteristics on the human retina are represented by the curves h0 to h2 in Fig. 2.
  • an imaging blur characteristic detection unit 12 and an imaging blur suppression processing unit 13 are provided.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 is not an essential component for the image processing apparatus of the present invention.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 sets the value corresponding to the processing target frame among the parameter values indicating the imaging blur characteristics detected by the imaging blur characteristic detection unit 12. Based on this, by correcting each pixel value of the frame to be processed, image degradation due to imaging blur for the frame after high frame rate conversion is suppressed. That is, by supplying the image signal output from the image processing apparatus of the present invention, such as the image processing apparatus 1, to a display device (not shown), the display device displays image degradation (blurred image) as a video corresponding to the image signal. It is possible to display clear images with reduced).
  • the combination of the imaging blur characteristic detection unit 12 and the imaging blur suppression processing unit 13 is preferably combined with the high frame rate conversion unit 11.
  • step S1 the high frame rate conversion unit 11 inputs a moving image of the first frame rate.
  • step S2 the high frame rate conversion unit 11 converts the frame rate of the moving image to a second frame rate higher than the first frame rate.
  • step S3 the imaging blur characteristic detection unit 12 detects one or more parameter values indicating the characteristics of the imaging blur from each frame constituting the moving image.
  • step S4 the imaging blur suppression processing unit 13 sets out of the parameter values detected by the imaging blur detection unit 12 for each of the frames constituting the moving image supplied from the high frame rate conversion unit 11. Each pixel value of the processing target frame is corrected based on one or more values corresponding to the processing target frame.
  • step S5 the imaging blur suppression processing unit 13 outputs a moving image in which the pixel value of each frame is corrected and the first frame rate is changed to the second frame rate.
  • the processing unit of each step is a moving image.
  • the transition condition force from the processing target step of steps S1 to S5 to the next step is the processing of the processing target step. This is equivalent to being applied to the entire moving image.
  • the processing unit of each step is a frame.
  • the transition condition from the processing target step of steps S1 to S5 to the next step. This is equivalent to the condition that the processing of the step is applied to one whole frame.
  • the processing unit of each step is a frame, which is equivalent to the continuous processing power of steps S1 to S5 for each frame being executed independently (in parallel) with other frames. is there.
  • the process of step S3 for the first frame is being performed, the process of step S2 for a different second frame may be performed in parallel. .
  • each pixel constituting the processing target frame is sequentially set to a pixel to be noted as a target of force processing (hereinafter referred to as a target pixel), and the target pixel is set. Therefore, at least steps S3 and S4 are often performed individually in sequence. That is, the processing unit of steps S3 and S4 is often a pixel.
  • step S3 is the process of the imaging blur characteristic detection unit 12
  • step S4 is processing of the imaging blur suppression processing unit 13. Therefore, in the following description, the processing unit of the imaging blur characteristic detection unit 12 and the imaging blur suppression processing unit 13 is assumed to be a pixel.
  • imaging blur suppression processing unit 13 in the image processing apparatus 1 of FIG. 1 will be described. Specifically, for example, some embodiments of the imaging blur suppression processing unit 13 in the case where an absolute value of a movement vector (hereinafter referred to as a movement speed) is used as a parameter indicating imaging blur characteristics. I will explain.
  • a movement speed an absolute value of a movement vector
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 for example, for each frame constituting the moving image, for each pixel constituting the processing target frame. Set each of them as a pixel of interest sequentially, detect the movement vector at the pixel of interest sequentially, and supply it to the imaging blur suppression processor 13 as a parameter value indicating the imaging blur characteristics of the pixel of interest. become.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 sequentially sets each pixel constituting the processing target frame as a target pixel for each of the frames constituting the moving image, Based on the absolute value of the movement vector at the target pixel among the movement vectors supplied from the imaging blur characteristic detection unit 12, that is, based on the movement speed at the target pixel, the pixel value of the target pixel is sequentially corrected. It will be.
  • the characteristics of imaging blur can generally be expressed in a form depending on the moving speed of the subject.
  • the moving speed of the subject is the subject within the frame when the subject is photographed with the camera when the subject itself moves in real space and the camera is fixed ( Naturally, the movement speed of the image) Furthermore, the moving speed of the subject here refers to the subject power when the subject is fixed in real space and the camera moves due to camera shake or when the subject and the camera move together in real space. This also includes the relative movement speed of the subject (image) within the frame when it was shot with.
  • the characteristic of the imaging blur depends on the moving speed of each pixel constituting the image of the subject. It can be expressed in a dependent form.
  • the moving speed of a pixel refers to a spatial distance between a pixel in a processing target frame and a corresponding pixel (corresponding point) in a frame before that.
  • the spatial distance between a pixel in the frame to be processed and the corresponding pixel (corresponding point) in the frame immediately before (temporarily before) K K is 0 or more
  • the moving speed at that pixel is ⁇ [pixel / frame].
  • the characteristic of the imaging blur at the target pixel is the movement speed ⁇ [pixel / It can be expressed in a form that depends on the size of the frame.
  • the frequency characteristics of the imaging blur at the target pixel are the curves ⁇ 2 in FIG. To ⁇ 4.
  • FIG. 4 shows the frequency characteristics of the imaging blur at the target pixel when the moving speed at the target pixel is 2, 3, 4 [pixel / frame].
  • the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents gain.
  • each value on the horizontal axis represents a relative value when the Nyquist frequency is 1.
  • the characteristics of the imaging blur at the target pixel can be expressed by a moving average filter (low-pass filter) when expressed in the spatial domain, as shown by the frequency characteristics ⁇ 2 to ⁇ 4 in Fig. 4. It is.
  • a transfer function indicating the moving average filter (low-pass filter) (hereinafter referred to as a transfer function of imaging blur) is described as ⁇ , and an ideal image in the case where imaging blur is generated without any force.
  • the signal (hereinafter referred to as the signal before imaging blur) is described as F in the frequency domain
  • the actual image signal output from the camera that is, the image signal in which imaging blur has occurred (hereinafter referred to as after imaging blur) (Referred to as a signal)
  • ⁇ in the frequency domain the signal G after imaging blur is expressed by the following equation (1).
  • G HXF ⁇ ⁇ ⁇ (!) [0111] Since the purpose of the present invention is to remove (suppress) the imaging blur, in order to achieve the object of the present invention, the signal G after the imaging blur and the known signal G are known. From the transfer function H of the imaging blur, the signal F before the imaging blur may be predicted and calculated. In other words, the prediction calculation of the following equation (2) should be executed!
  • inv (H) represents the inverse function of the transfer function H of the imaging blur. Since the imaging blur transfer function H has the characteristics of a low-pass filter as described above, the inverse function inv (H) naturally has the characteristics of a high-pass filter.
  • the characteristic of the transfer function H of imaging blur changes according to the moving speed. Specifically, for example, when the moving speed of the pixel of interest is 2, 3, 4 [pixel / frame], the frequency characteristic of the transfer function H of the imaging blur at the pixel of interest is the curve H2, the curve H3, Different characteristics are shown in each of the curves H4.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 changes the characteristics of the transfer function H of the imaging blur according to the moving speed to obtain the inverse function inv (H) of the transfer function H whose characteristics are changed, If the arithmetic processing of the above equation (2) is executed using the inverse function inv (H), the object of the present invention, that is, the object of removing (suppressing) the imaging blur can be achieved. .
  • the imaging blur suppression processing unit 13 performs the calculation process of the above equation (2). Processing in an equivalent space area may be performed. Specifically, for example, the imaging blur suppression processing unit 13 may execute the following first to third processes.
  • the first process is a process for converting the characteristics of a moving average filter (low-pass filter) indicating imaging blur at the target pixel according to the moving speed at the target pixel supplied from the imaging blur characteristic detection unit 12. It is. Specifically, for example, a process of preparing a moving average filter in advance for each of a plurality of moving speeds and selecting one corresponding to the moving speed at the target pixel from the plurality of moving average filters is as follows. It is an example of a 1st process.
  • the second process is a process having the following processing powers 2-1 to 2-3.
  • the process 2-1 is a process for displaying the frequency of the moving average filter by performing Fourier transform on the moving average filter whose characteristics are converted by the first process. Specifically, for example, when the moving speed of the pixel of interest is 2, 3, and 4 [pixel / frame], the process of obtaining each of the curves H2, H3, and H4 in Fig. 4 is 2-1 This is the process. In other words, considering the frequency domain, the process of obtaining the transfer function H of the imaging blur at the target pixel is the process 2-1.
  • the 2-2 process is a process for calculating the reciprocal of the moving average filter displayed in frequency by the 2-1 process.
  • this is the processing of the processing power 2-2 that generates the inverse function inv (H) of the transfer function H of the imaging blur shown in the above equation (2).
  • the process 2-3 is a process for performing an inverse Fourier transform on the reciprocal of the moving average filter displayed by the frequency calculated by the process 2-2.
  • the process of generating a high-pass filter (Wiener filter etc.) corresponding to the inverse function inv (H) is the process 2-3.
  • the process for generating the inverse filter of the moving average filter is the process 2-3.
  • the high-pass filter generated by the process 2-3 is referred to as an inverse moving average filter.
  • the third process is to input an image signal g in the spatial domain corresponding to the signal G in the above-described equation (2) in the frequency domain after imaging blur as an input image, and for the image signal g, This is a process to apply the inverse moving average filter generated by the 2-3 process.
  • the image signal f in the spatial region corresponding to the signal F in the above-described equation (2) in the frequency region before imaging blur is restored (predicted calculation).
  • the third process is a process of correcting the pixel value of the target pixel by applying an inverse moving average filter to a predetermined block including the target pixel in the processing target frame.
  • FIG. 5 shows an example of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit 13 that can execute the first to third processes. That is, FIG. 5 shows an embodiment of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of Fig. 5 includes a moving average filter (low-pass filter) characteristic conversion unit 21, an inverse moving average filter (high-pass filter) generation unit 22, and an inverse moving average filter unit 23 ( A noise-pass filter unit 23) is provided!
  • the moving average filter characteristic conversion unit 21 executes the first process described above.
  • the inverse moving average filter generation unit 22 executes the second process described above.
  • the inverse moving average filter unit 23 The third process described above is executed.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 is configured as shown in Fig. 5 while applying a force, the following new problem occurs. That is, as shown in the frequency characteristics H2 to H4 in FIG. 4, the moving average filter (the frequency characteristics) indicating the imaging blur includes a frequency at which the gain is zero. For this reason, it is difficult for the inverse moving average filter generation unit 22 to generate a complete inverse filter (complete inverse moving average filter) of the moving average filter. T, a new problem occurs. .
  • the process of the moving average filter unit 23 in FIG. 5, that is, the process of applying the inverse moving average filter (high pass filter) to the input image is the imaging blur of the frequency characteristics of the input image. It can be said that it is a process of raising the gain in the frequency band where the gain is attenuated by the low-pass filter shown.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 having the configuration shown in Fig. 5
  • the function of raising the gain in the frequency band where the gain has attenuated is provided.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 having the above may be employed.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 having the configuration of FIG. 6 may be employed. That is, FIG. 6 shows an embodiment different from FIG. 5 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 6 is provided with a moving average filter (Lonus filter) characteristic conversion unit 31 to an addition unit 34 in order to realize this function.
  • a moving average filter (Lonus filter) characteristic conversion unit 31 to an addition unit 34 in order to realize this function.
  • the moving average filter characteristic conversion unit 31 has basically the same function and configuration as the moving average filter characteristic conversion unit 21 of FIG. That is, the moving average filter characteristic conversion unit 31 converts the characteristic of the moving average filter (low-pass filter) indicating imaging blur according to the moving speed of the pixel of interest in the processing target frame (input image). Note that this moving speed is shown as a parameter value supplied from the imaging blur characteristic detector 12 in FIG. That is, this moving speed is supplied from the imaging blur characteristic detecting unit 12.
  • the moving average filter unit 32 (low-pass filter unit 32) converts the characteristics of the predetermined block including the target pixel in the processing target frame (input image) by the moving average filter characteristic conversion unit 31. Apply the moving average filter to correct the pixel value of the target pixel. The The pixel value of the target pixel corrected by the moving average filter unit 32 is supplied to the subtraction unit 33.
  • the pixel value of the target pixel corrected by the moving average filter unit 32 is input to the subtraction unit 33 with its polarity reversed.
  • the subtraction unit 33 also receives a pixel value before correction of the target pixel in the processing target frame (input image).
  • the subtraction unit 33 obtains a difference between the pixel value before correction of the target pixel and the pixel value of the target pixel corrected by the moving average filter unit 32, and sends the difference value to the addition unit 34. Supply.
  • the output of the adding unit 33 is referred to as a difference before and after the moving average filter.
  • the difference before and after the moving average filter is input to the adding unit 34.
  • the pixel value before correction of the target pixel in the processing target frame (input image) is also input to the adding unit 34.
  • the adding unit 34 adds the difference before and after the moving average filter to the pixel value before correction of the target pixel as a correction value, and outputs the addition result as an output image (part thereof).
  • the output image is a frame having corrected pixel value power or a moving image having a plurality of frame powers.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of Fig. 6 performs the processing for each pixel value constituting the processing target frame for each frame constituting the moving image.
  • Each pixel value is corrected by adding the difference before and after the corresponding moving average filter as a correction value.
  • the gain of the output signal of the adder 33 is as follows: become. That is, the difference between the gain of the input image signal and the gain of the input image signal after the moving average filter is applied at the frequency of interest is the gain of the output signal of the adder 33.
  • the gain of the output signal of the adding unit 33 is referred to as a differential gain before and after the moving average filter.
  • an output image output from the imaging blur suppression processing unit 13 (addition unit 34) in the example of FIG.
  • the gain of the output image signal is a value obtained by adding the difference gain before and after the moving average filter to the gain of the input image signal. That is, at each frequency, the gain of the output image signal is raised by the difference gain before and after the moving average filter, compared to the gain of the input image.
  • the entire imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 6 performs a process that is basically equivalent to the process of applying the high-pass filter.
  • the process of applying a high-pass filter to an image signal is a process of raising an edge.
  • the process of the imaging blur suppression processing unit 13 is a process aimed at raising an edge that has become dull due to imaging blur rather than aiming to raise an edge for so-called picture creation. It can be said that. Therefore, in order to achieve this purpose, the imaging blur suppression processing unit 13 uses the above-described causal relationship between the imaging blur and the movement speed (a relation that the characteristic of the imaging blur depends on the magnitude of the movement speed), It can be said that it controls the degree of standing (enno, amount). In other words, it can be said that the imaging blur suppression processing unit 13 can vary the degree of rising edge according to the moving speed of the edge portion (corresponding pixel). For example, in the examples of FIGS. 5 and 6 described above, the imaging blur suppression processing unit 13 converts the characteristics of a moving average filter (low-pass filter) that indicates imaging blur in accordance with the moving speed, thereby raising the edge. The degree is variable.
  • the degree of edge rise corresponds to the correction amount for each pixel value.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 varies the correction amount (edge standing degree) in accordance with the moving speed of the pixel of interest before the pixel of interest is corrected (at the time of input).
  • the method of adding the correction amount to the pixel value is simply applied. That is, the form of the imaging blur suppression processing unit 13 is not limited to the example of FIGS. 5 and 6 described above, and various forms can be taken.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 includes the following first delay unit, second delay unit, and correction. And a delay time changing unit.
  • the first delay unit sequentially inputs the first image signal corresponding to the pixel group (pixel group including the target pixel) arranged in the direction of the movement vector in the processing target frame. Then, the first image signal is delayed by the first delay time, and the resulting second image signal is output.
  • the first delay time is, for example, required for a partial signal corresponding to N pixels (N is an integer value of 1 or more) of the first image signal to be input to the first delay unit. Point to time.
  • the second delay unit sequentially receives the second image signal output from the first delay unit, delays the second image signal by the second delay time, and obtains the result. Outputs third image signal.
  • the second delay time is, for example, a partial signal corresponding to M pixels (M is an integer value of 1 or more including N) of the second image signal is input to the second delay unit. Refers to the time it takes to complete.
  • the correction unit determines the correction amount using the first signal to the third signal, and corrects the pixel value of the target pixel by adding the correction amount to the pixel value of the target pixel. .
  • the delay time changing unit changes the first delay time of the first delay unit according to the moving speed of the pixel of interest supplied from the imaging blur characteristic detection unit 12, and the second delay unit Change the second delay time.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 including the first delay unit, the second delay unit, the correction unit, and the delay time changing unit is configured as shown in FIG. 7, for example. can do. That is, FIG. 7 shows an embodiment different from FIGS. 5 and 6 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 7 includes an input unit 51, a variable DL unit 52 that is a first delay unit, a variable DL unit 53 that is a second delay unit, a correction unit 54-1, It includes a delay time changing unit 55 and an output unit 56.
  • the correction unit 54-1 includes a subtraction unit 61 through an addition unit 73.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of each output signal of each block of the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 7
  • the input unit 51 is supplied with an input image signal subjected to the high frame rate conversion processing by the high frame rate conversion unit 11, for example, the signal a in FIG.
  • the signal a input to the input unit 51 is supplied to the variable DL unit 52.
  • the variable DL unit 52 outputs, for example, the signal b in FIG. 8 that is delayed by the first delay time T with respect to the signal a.
  • the output signal b of the variable DL unit 52 is supplied to the variable DL unit 53.
  • the signal c of FIG. 8 delayed by the second delay time T with respect to the signal b that is, the signal c delayed by the time 2T with respect to the signal a is output from the variable DL unit 53.
  • the input signal a of the variable DL unit 52 and the output signal c of the variable DL unit 53 are supplied to the subtracting unit 61.
  • the subtracting unit 61 subtracts the signal a from the signal c, and supplies, for example, the signal d of FIG. Further, the signal d is supplied via the full-wave rectifying unit 62 to a negative unit 63 that converts a positive signal into a negative polarity.
  • the signal e in FIG. 8 is output from the signifying unit 63 and supplied to the subtracting unit 71.
  • the input signal a and the output signal b of the variable DL unit 52 are supplied to the subtraction unit 64.
  • the subtracting unit 64 subtracts the signal a from the signal b and supplies the full-wave rectifying unit 65 with the signal f of FIG. Further, the signal f passes through the full-wave rectifying unit 65 and the negative sign unit 66 to be converted into, for example, the signal g in FIG. 8 and supplied to the MIN output unit 70.
  • the input signal b of the variable DL unit 53 (the output signal b of the variable DL unit 52) and the output signal c are supplied to the subtraction unit 67.
  • the subtractor 67 subtracts the signal b from the signal c and obtains the result
  • the signal h in FIG. Further, the signal h passes through the full-wave rectifying unit 68 and the negative sign unit 69 and is converted into, for example, the signal i in FIG. 8 and supplied to the MIN output unit 70.
  • the MIN (minimum value) output unit 70 extracts the smaller one of the supplied signal g and signal i. Therefore, for example, the signal j in FIG. 8 is output from the MIN output unit 70 and supplied to the subtracting unit 71.
  • the subtracting unit 71 subtracts the signal j supplied from the MIN output unit 70 from the signal e supplied from the negative sign unit 63 and, for example, the signal k shown in FIG. To supply.
  • the signal k supplied to the slicing unit 72 is converted into, for example, the signal 1 in Fig. 8 and supplied to the adding unit 73.
  • the adding unit 73 adds the signal 1 supplied from the slicing unit 72 as a correction signal to the output signal b of the variable DL unit 52, and outputs, for example, the signal m in Fig. 8 obtained as a result.
  • the image signal is output via the output unit 56.
  • the first partial signal corresponding to the target pixel in the image signal b output from the variable DL unit 52 and input to the variable DL unit 53, the variable DL unit 5 Second partial signal input by the first delay time T before the partial time point corresponding to the target pixel of the image signal a input to 2 and the variable DL
  • the third partial signal output after the second delay time T from the approximate time when the partial signal corresponding to the target pixel is output from the image signal c output from the unit 53 the first signal is output.
  • the correction amount of the level of the partial signal (pixel value of the target pixel) is determined.
  • the correction amount for the level of the first partial signal is the fourth partial signal corresponding to the target pixel in the signal 1 output from the slice unit 72 and input to the addition unit 73. This level. Then, in the addition unit 73, the level (correction amount) of the fourth partial signal of the signal 1 is added to the level of the first partial signal (the pixel value of the target pixel) of the signal b. Thus, the level of the first partial signal is corrected.
  • the correction amount (level of the fourth partial signal of signal 1) can be varied appropriately.
  • the level of the second partial signal described above of the signal a is separated by the target pixel force by N pixels corresponding to the first delay time T in the direction of the moving vector or in the opposite direction. It corresponds to the pixel value of the first other pixel.
  • the level of the fourth partial signal of the signal 1 is based on the pixel value of the target pixel, the pixel value of the first other pixel, and the pixel value of the second other pixel! / It can be said that this is the correction amount determined.
  • changing the first delay time T of the variable DL unit 52 and the second delay time T of the variable DL unit 53 according to the moving speed of the target pixel means that the first other image is changed. It can be said that this is to change the pixel used as the second and other pixels according to the moving speed of the target pixel.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 7 appropriately varies the first other pixel and the second other pixel in accordance with the moving speed of the target pixel.
  • the input image (input signal a) it is possible to output as the output image (output signal m) a signal with an edge portion that has been dulled by the image blur (as much as necessary).
  • the degraded portion (blurred image) caused by the imaging blur in each frame is almost restored to the state before the degradation (the state where there is no blurred image), and as a result, a clear image is not shown in the display device. Is displayed.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of Fig. 7 is not provided with the slice unit 72, for example, the signal n of Fig. 8 is output from the output unit 56 as a signal of the output image. It will be. In this case, for example, the level of the upward pulse becomes high, and the image displayed on the display device (not shown) becomes unnatural. In addition, the downward pulse forms a large recess in the center of the pulse, and the image displayed on a display device (not shown) becomes unnatural.
  • the correction unit 54-1 of the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of Fig. 7 includes two predetermined input / output signals of the variable DL unit 52 and the variable DL unit 53.
  • the three subtracted signals are full-wave rectified and negatively signed.
  • the signal 1 is used as a correction amount for the target pixel.
  • an output signal to which preshoot and overshoot are not added, for example, the output signal m of FIG. 8 is obtained.
  • an object of the present invention is to return (approach) the image signal after the imaging blur to the image signal before the imaging blur.
  • preshoot and overshoot are not added to the edge portion of the image signal before imaging blur. Therefore, when preshoot or overshoot is added to the output signal of the imaging blur suppression processing unit 13, it is difficult to say that the output signal is a signal obtained by restoring the image signal before imaging blur. That is, overcorrection is used as a correction for the purpose of suppressing imaging blur. Therefore, the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 7 outputs an output signal to which preshoot and overshoot are not added, that is, an image signal closer to the image signal before imaging blur.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 having the configuration of FIG. 7 is used as the imaging blur suppression processing unit 13 including the first delay unit, the second delay unit, the correction unit, and the delay time changing unit. I explained it.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 including the first delay unit, the second delay unit, the correction unit, and the delay time changing unit is naturally not limited to the example of FIG. 7, and various embodiments are implemented. It is possible to take
  • the imaging blur suppression processing unit 13 including the first delay unit, the second delay unit, the correction unit, and the delay time changing unit is not limited to the configuration of FIG. It can also be configured as shown in Fig. 9. That is, FIG. 9 shows an embodiment different from FIGS. 5, 6, and 7 of the functional configuration of the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 9 includes an input unit 51, a variable DL unit 52 that is a first delay unit, a variable DL unit 53 that is a second delay unit, a correction unit 54-2, It includes a delay time changing unit 55 and an output unit 56.
  • the correction unit 54-2 is also provided in the correction unit 54-1 in FIG.
  • a polarity inverting unit 74 to a multiplying unit 84 are further provided.
  • FIG. 10 is a timing chart showing an example of each output signal of each block different from the example of FIG. 7 in the imaging blur suppression processing unit 13 of the example of FIG. 9, that is, the polarity inversion unit 74 to multiplication
  • FIG. 10 is a timing chart showing an example of each output signal of each block different from the example of FIG. 7 in the imaging blur suppression processing unit 13 of the example of FIG.
  • the signal aa in FIG. 10 that is the same as the signal 1 in FIG. 8 is output from the slice unit 72 in FIG.
  • the output signal aa of the slice unit 72 is not added to the adder unit in the example of FIG.
  • the signals aa to nn including the output signal aa of the slice unit 72 are doubled in amplitude compared to the signals a to n including the signal 1 of FIG. . This is to clarify the time change of the signals aa to nn in FIG.
  • the subtracting unit 64 in FIG. 9 outputs the signal bb in FIG. 10, which is the same as the signal f in FIG. 8, for example.
  • the output signal bb of the subtraction unit 64 is supplied to the MAX output unit 75 and the MIN output unit 76 in addition to being supplied to the full wave rectification unit 65.
  • the output signal of the subtraction unit 67 in FIG. 9 is supplied to the polarity inverting unit 74 in addition to being supplied to the full-wave rectifying unit 68.
  • the signal supplied to the polarity inversion unit 74 is inverted in polarity, and as a result, for example, the signal cc of FIG. 10 is obtained, and this signal cc is connected to the MAX output unit 77 and Ml.
  • N output section 78 is supplied.
  • the AC output potential is supplied to each of the MAX output unit 75, the MIN output unit 76, the MAX output unit 77, and the MIN output unit 78.
  • the MAX output unit 75 outputs a signal dd that is a positive part of the output signal bb of the subtraction unit 64 as shown in FIG. 10, for example, and supplies it to the addition unit 79 Is done.
  • the negative of the output signal bb of the subtraction unit 64 for example, as shown in FIG.
  • a signal gg that is a polar part is output and supplied to the adder 81.
  • the MAX output unit 77 for example, as shown in FIG. 10
  • a signal 11 ⁇ which is a positive part of the output signal cc of the polarity inverting unit 74 is output and supplied to the adding unit 81.
  • the MIN output unit 78 for example, as shown in FIG. 10, a signal ee that is a negative polarity part of the output signal cc of the polarity inversion unit 74 is output and supplied to the addition unit 79.
  • the adding unit 79 adds the output signal dd of the MAX output unit 75 and the output signal ee of the MIN output unit 78, and supplies the resulting signal hh of Fig. 10 to the inverter amplifier 80, for example.
  • 81 calculates the output signal gg of the MIN output unit 76 and the output signal ff of the MAX output unit 77, and supplies the resulting signal jj in FIG. 10 to the inverter amplifier 82, for example.
  • the inverter amplifier 80 inverts the polarity of the output signal hh from the adder 79 to form a rectangular wave, and supplies the resulting signal ii in FIG.
  • the inverter amplifier 82 inverts the polarity of the output signal jj of the adder 81 to form a rectangular wave, and supplies the resulting signal kk of FIG. 10 to the adder 83, for example.
  • the adding unit 83 adds the output signal ii of the inverter amplifier 80 and the output signal kk of the inverter amplifier 82, and supplies the resulting signal 11 of FIG.
  • the output signal mm of the multiplication unit 84 is supplied as a correction signal to the addition unit 73.
  • the correction signal mm force The output signal of the variable DL unit 52 described above (the signal in Fig. 8). The same signal as b) is added and output as the signal nn force output image signal of FIG. 10, for example, via the output unit 56.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 in the example of FIG. 9 further separates the positive and negative parts of the subtraction signals bb and cc from the example of FIG. These signals are subjected to predetermined arithmetic processing, and the correction signal aa is obtained using the rectangular wave signal 11 obtained as a result. By controlling the polarity, it is possible to correct the output signal with a sharper edge (steep edges).
  • imaging blur suppression processing unit 13 in the image processing apparatus 1 of FIG. 1 to which the present invention is applied, the functional configurations of FIG. 5, FIG. 6, FIG. 7, and FIG. Each of the imaging blur suppression processing units 13 has been described.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 having these functional configurations, when correcting each pixel value, in the above-described example, the force using the moving speed (the absolute value of the moving vector) as a parameter.
  • any parameter can be used as long as it indicates the characteristics of imaging blur.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 can use the shutter speed of the camera at the time when the moving image to be processed is captured as a parameter indicating the characteristics of the imaging blur.
  • the upper diagram shows a case where the shotta speed is 1/30 second that is the same as the frame rate, and the lower diagram shows that the shotta speed is faster than the frame rate.
  • the figure shows the case of (1/3 0-Ts) seconds.
  • the horizontal axis represents the time axis
  • the vertical axis represents the ratio of the opening time of the shirt.
  • the ratio of the shatter opening time is, for example, that the shatter speed is V [seconds] (V is an arbitrary value greater than or equal to 0), the ratio of the first time when the shatter is opened is 0%, The percentage of the second time at which the shirt closes after V [seconds] elapses from the time is 100%, and the first time force is also the time Ta [second] up to the current time (Ta is an arbitrary value between 0 and V) (Ta / V) X 100 [%].
  • Ta is an arbitrary value between 0 and V
  • Ta / V X 100 [%].
  • the value in contact with the time axis is 100 [%]
  • the maximum value the highest value on each line
  • the proportion of the opening time of the shotta increases as it goes downward.
  • one detection element force frame of the camera corresponds to one pixel in the frame.
  • the shotta speed is 1/30 sec
  • one detection element of the camera enters the shotta for 1/30 sec.
  • the integrated value of light is output as the pixel value of the corresponding pixel.
  • the shotta speed is (l / 30-Ts) seconds
  • the shotta is incident from the detection element of the camera for (l / 30-Ts) seconds.
  • the integrated value of light is output as the pixel value of the corresponding pixel.
  • the shirt speed corresponds to the light accumulation time in the detection element.
  • the direction force when the shatter speed is 1/30 seconds than when the shutter speed is (l / 30-Ts) seconds.
  • Light that is different from the light corresponding to the object for example, background light, is incident on the detection element by a time Ts [second].
  • Ts [second] the force when the shutter speed is 1/30 second than when the shutter speed is (l / 30-Ts) seconds.
  • the pixel value output from one detector element includes the background, etc., which is different from the object.
  • the ratio at which the accumulated value of light is mixed increases. As a result, the degree of imaging blur increases.
  • the shot speed can also be used as a parameter indicating the characteristics of imaging blur, similar to the moving speed.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 in Fig. 1 is supplied from, for example, the high frame rate conversion unit 11.
  • the shutter speed of each frame is detected and supplied to the imaging blur suppression processing unit 13 as a parameter indicating imaging blur characteristics.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 can appropriately correct each pixel value by executing the above-described series of processing using the shirter speed instead of the moving speed.
  • the configuration of the imaging blur suppression processing unit 13 when using this shotta speed can be basically the same as that when using the moving speed. That is, the imaging blur suppression processing unit 13 having any of the functional configurations of FIGS.
  • FIGS. 12 to 15 shows a functional block diagram of another embodiment of an image processing apparatus to which the present invention is applied.
  • the image processing apparatus 101 in FIG. 12 includes a high frame rate conversion unit 11, an imaging blur characteristic detection unit 12, and an imaging blur suppression processing unit 13 in the same manner as the image processing apparatus 1 in FIG. Is done.
  • the object of the correction processing of the imaging blur suppression processing unit 13 is an input moving image of the image processing device 101, that is, a high frame rate by the high frame rate conversion unit 11. It is a moving image before rate conversion processing is performed. Therefore, the imaging blur characteristic detection unit 12 also detects a parameter value indicating the characteristics of the imaging blur from the moving image before the high frame rate conversion processing is performed by the high frame rate conversion unit 11, and The detection result is supplied to the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the image processing of the image processing apparatus 101 in FIG. 12 is processing in which each of the steps Sl, S3, S4, S2, and S5 in the image processing in FIG. 3 is executed in that order. It becomes.
  • the image processing apparatus 102 in FIG. 13 is similar to the image processing apparatus 1 in FIG. 1 and the image processing apparatus 101 in FIG. 12, and includes a high frame rate conversion unit 11, an imaging blur characteristic detection unit 12, In addition, the imaging blur suppression processing unit 13 is configured.
  • the object of correction processing of the imaging blur suppression processing unit 13 is the same as the image processing apparatus 1 of FIG. This is a moving image obtained as a result of being applied by the high frame rate conversion unit 11. That is, the imaging blur suppression processing unit 13 performs a correction process on the moving image after the high frame rate conversion process is performed.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 of the image processing apparatus 102 in FIG. 13 does not perform the high frame rate conversion process from the input moving image, that is, before the high frame rate conversion unit 11 performs the high frame rate conversion process.
  • the parameters indicating the characteristics of imaging blur are detected from the This is supplied to the image blur suppression processing unit 13. That is, the imaging blur suppression processing unit 13 of the image processing apparatus 102 in FIG. 13 uses the value of the detected parameter of the moving image before the high frame rate conversion process to calculate each pixel value. Correct it.
  • the image processing of the image processing apparatus 102 in FIG. 13 is also executed in the same flow as the image processing in FIG. 3, that is, each of steps Sl, S2, S3, S4, and S5. These processes are executed in that order.
  • the processing in step S3 is “the moving image before the high frame rate conversion processing, that is, the characteristics of the imaging blur from each of the frames constituting the moving image input in the processing in step S1. Detects the value of the parameter indicating ".”
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 is included in another image processing device 111 (hereinafter, referred to as an image signal generation device 111 in accordance with the description of the drawings). Is provided together with the superimposing portion 121.
  • the moving image input to the image signal generation device 111 is supplied to the imaging blur characteristic detection unit 12 and the superimposition unit 121.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 detects a parameter value indicating the characteristics of the imaging blur from the moving image and supplies the parameter to the superimposition unit 121.
  • the superimposing unit 121 superimposes the value of the parameter indicating the imaging blur characteristic on the moving image, and outputs a signal obtained as a result.
  • a moving image (signal) on which a parameter value indicating the characteristics of imaging blur is superimposed is supplied from the image signal generation device 111. It will be.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 separates the parameter value indicating the imaging blur characteristic and the moving image to form a separated moving image. For each frame, each pixel value is corrected based on the parameter value indicating the characteristics of the separated imaging blur.
  • the high frame rate conversion unit 11 has the motion corrected by the imaging blur suppression processing unit 13.
  • a high frame rate conversion process is performed on the image, and a moving image obtained as a result, that is, a moving image converted to a high frame rate and corrected is output.
  • the high frame rate conversion unit 11 separates the parameter value indicating the imaging blur characteristic and the moving image, and separates the moving image.
  • a high frame rate conversion process is performed on the image, and a moving image obtained as a result, that is, a moving image converted to a high frame rate is supplied to the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the parameter value indicating the characteristic of the imaging blur separated by the high frame rate conversion unit 11 is also supplied to the imaging blur suppression processing unit 13.
  • the imaging blur suppression processing unit 13 is based on the parameter value indicating the characteristics of imaging blur for each of the frames constituting the moving image converted to the high frame rate! / Then, each pixel value is corrected, and a moving image obtained as a result, that is, a moving image that has been corrected and converted to a high frame rate is output.
  • the high frame rate conversion unit 11 can execute the up-conversion process by using the parameter value detected by the imaging blur characteristic detection unit 12.
  • motion compensated frame interpolation is usually performed in many cases.
  • the imaging blur characteristic detection unit 12 can detect a movement vector as a parameter value. Therefore, the high frame rate conversion unit 11 can execute the motion compensation type frame interpolation process by using the movement margin detected by the imaging blur characteristic detection unit 12.
  • the entire image processing apparatus 1 in FIG. 1 or a part thereof for example, the imaging blur suppression processing unit 13
  • the entire image processing apparatus 101 in FIG. 12 or a part thereof the image processing in FIG.
  • the whole or a part of the processing apparatus 102, the whole or a part of the image processing apparatus 112 in FIG. 14, and the whole or a part of the image processing apparatus 131 in FIG. 15 may be configured by a computer as shown in FIG. it can.
  • FIG. 16 various processing is performed according to a program recorded in a CPU (Central Processing Unit) 201 ROM (Read Only Memory) 202 or a program loaded from a storage unit 208 to a RAM (Random Access Memory) 203. Execute.
  • the RAM 203 also appropriately stores data necessary for the CPU 201 to execute various processes.
  • the CPU 201, ROM 202, and RAM 203 are connected to each other via a bus 204.
  • An input / output interface 205 is also connected to the bus 204.
  • the input / output interface 205 includes an input unit 206 including a keyboard and a mouse, an output unit 207 including a display, a storage unit 208 including a hard disk, a modem, a terminal adapter, and the like.
  • a communication unit 209 is connected.
  • a communication unit 209 performs communication processing with other image processing apparatuses via a network including the Internet.
  • the drive 210 is also connected to the input / output interface 205 as necessary, and a removable recording medium 311 made of a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a semiconductor memory, or the like is appropriately attached to read the force.
  • the issued computer program is installed in the storage unit 208 as necessary.
  • the programs that make up the software execute various functions by installing a computer embedded in dedicated hardware or various programs. For example, it is installed from a network or a recording medium into a general-purpose personal computer or the like.
  • the recording medium including such a program is distributed to provide a program to the user separately from the apparatus main body, and is a magnetic disk (floppy) on which the program is recorded.
  • Disk includes compact disk-read only memory (CD-ROM), DVD (digital versatile disk)), magneto-optical disk (including MD (minin disk)), or semiconductor memory Recording media (package media)
  • CD-ROM compact disk-read only memory
  • DVD digital versatile disk
  • MD magneto-optical disk
  • semiconductor memory Recording media packet media
  • it is composed of a ROM 202 in which a program is recorded, a hard disk included in the storage unit 208, etc. provided to the user in a state of being incorporated in the apparatus main body in advance.
  • the system represents the entire apparatus including a plurality of processing apparatuses and processing units.
  • the first frame rate (frame frequency) of the input video signal and the second frame rate (frame) of the output video signal are not particularly limited and may be any combination.
  • 60 (or 30) [13 ⁇ 4] may be adopted as the first frame rate of the input video signal
  • 120 [H z] may be adopted as the second frame rate of the output video signal.
  • 60 (or 30) [13 ⁇ 4] can be adopted as the first frame rate of the input video signal
  • 240 [H z] can be adopted as the second frame rate of the output video signal.
  • 50 [Hz] corresponding to PAL (Phase Alternation by Line) system is adopted as the first frame rate of the input video signal, and 100 [Hz] as the second frame rate of the output video signal.
  • 200 [Hz] can be used.
  • 48 Hz corresponding to telecine can be adopted as the first frame rate of the input video signal, and a predetermined frequency higher than that can be adopted as the second frame rate of the output video signal. it can.
  • the existing content is made high-quality by performing the high frame rate conversion processing in the above-described various embodiments on the input video signal derived from such an existing television system or the like. It becomes possible to display.

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Abstract

本発明は、撮像ボケに起因する画像劣化(ボケ画像)を抑制することで、フレームレート変換後の映像をより一段と鮮明に表示させることができるようにする画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。高フレームレート変換部11は、入力された動画像に対して高フレームレート変換処理を施す。撮像ボケ抑制処理部13は、動画像を構成する複数のフレームのそれぞれについて、撮像ボケ特性検出部12により検出された撮像ボケの特性を示すパラメータの値のうちの処理対象のフレームに対応する1以上の値に基づいて、処理対象のフレームを構成する各画素値を補正する。これにより、入力時に比べて高フレームレート動画像であって、撮像ボケが抑制されるように各画素値が適切に補正された動画像が出力されるのである。本発明は、テレビジョンシステムに適用可能である。

Description

明 細 書
画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム
技術分野
[0001] 本発明は、画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、 撮像ボケに起因する画像劣化 (ボケ画像)を抑制することで、フレームレート変換後 の映像をより一段と鮮明に表示させることができる画像処理装置および方法、記録媒 体、並びにプログラムに関する。
背景技術
[0002] 近年、映像 (動画像)を表示するための映像信号変換装置において、入力側のテレ ビジョン方式と出力側のテレビジョン方式との間でフレームまたはフィールド周波数が 一定の同期関係がない場合でも、映像の品質を劣化させずに表示させる手法として 、フレームレートを調整する手法 (以下、フレームレート変換手法と称する)が考えら れている (特許文献 1参照)。
特許文献 1:特開平 7-59054号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、特許文献 1等の従来のフレームレート変換手法を利用してフレームレ ートを増やす場合には、撮影時に発生する動きボケ (以下、撮像ボケと称する)につ いての考慮がなされていな力つた。これにより、撮像ボケに起因する画像劣化 (ボケ 画像)は特に改善されずにそのまま残り、その結果、鮮明な映像を表示装置に表示さ せることは困難になるという課題があった。
[0004] 本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、撮像ボケに起因する画像 劣化 (ボケ画像)を抑制することで、フレームレート変換後の映像をより一段と鮮明に 表示させることができるようにするものである。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明の第 1の画像処理装置は、所定の撮影装置により撮影された動画像を、ァク セスユニットを単位として処理する画像処理装置であって、動画像におけるアクセス ユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高 レート変換処理を実行する高レート変換手段と、動画像を構成する複数のアクセスュ ニットのそれぞれについて、撮影装置により動画像が撮影されるときに発生する撮像 ボケの特性を示すパラメータの値を 1以上検出する検出手段と、高レート変換手段に よる高レート変換処理が実行される前または後に、動画像を構成する複数のアクセス ユニットのそれぞれについて、検出手段により検出されたパラメータの値のうちの処 理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスュ ニットを構成する各画素値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
[0006] 高レート変換手段は、検出手段で検出されたパラメータの値を利用して高レート変 換処理を実行するようにすることができる。
[0007] 第 1のレートは、撮影装置により動画像が撮影されたときのアクセスユニットのレート であるようにすることができる。
[0008] 検出手段は、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理 対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの少なくとも 1つの画素における移動 ベクトルのそれぞれを、パラメータの値として検出するようにすることができる。
[0009] 高レート変換手段は、高レート変換処理の少なくとも一部として、検出手段で検出さ れた移動ベクトルを利用する動き補償型フレーム補間処理を実行するようにすること ができる。
[0010] 検出手段は、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれが撮影装置によ り撮影されたときの撮影装置のシャツタ速度のそれぞれを、パラメータの値として検出 するよう〖こすることがでさる。
[0011] 補正手段は、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理 対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画素を 注目画素として設定し、検出手段により検出された 1以上のパラメータの値のうちの 注目画素に対応する値に応じて、撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換す るフィルタ特性変換手段と、フィルタ特性変換手段により特性が変換されたローパス フィルタの逆フィルタを生成する逆フィルタ生成手段と、処理対象のアクセスユニット のうちの注目画素を含む所定のブロックに対して、逆フィルタ生成手段により生成さ れた逆フィルタをかけることで、注目画素の画素値を補正するフィルタリング手段とを 有するよう〖こすることがでさる。
[0012] 補正手段は、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理 対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画素を 注目画素として設定し、検出手段により検出された 1以上のパラメータの値のうちの 注目画素に対応する値に応じて、撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換す るフィルタ特性変換手段と、処理対象のアクセスユニットのうちの注目画素を含む所 定のブロックに対して、フィルタ特性変換手段により特性が変換されたローノ スフィル タをかけ、その結果得られる注目画素の補正された画素値を第 1の値として出力する フィルタリング手段と、注目画素の補正前の画素値と、フィルタリング手段から出力さ れた第 1の値との差分を演算し、その結果得られる差分値を第 2の値として出力する 減算手段と、減算手段力も出力された第 2の値を、注目画素の補正前の画素値にカロ 算し、その結果得られる加算値を、注目画素の補正後の画素値として出力する加算 手段とを有するよう〖こすることがでさる。
[0013] 補正手段は、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理 対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画素を 注目画素として設定し、処理対象のアクセスユニットのうちの、注目画素を含む所定 の方向に連続して並ぶ画素群に対応する第 1の画像信号が順次入力され、その第 1 の画像信号を、 N画素分 (Nは 1以上の整数値)に対応する第 1の遅延時間だけ遅延 させ、その結果得られる第 2の画像信号を出力する第 1の遅延手段と、第 1の遅延手 段から出力された第 2の画像信号が順次入力され、その第 2の画像信号を、 M画素 分 (Mは、 Nを含む 1以上の整数値)に対応する第 2の遅延時間だけ遅延させ、その 結果得られる第 3の画像信号を出力する第 2の遅延手段と、第 1の遅延手段に入力 された第 1の画像信号、第 1の遅延手段力 出力されて第 2の遅延手段に入力された 第 2の画像信号、および、第 2の遅延手段力 出力された第 3の画像信号を利用して 、注目画素の画素値を補正する画素値補正手段と、検出手段により検出されたパラ メータの値のうちの注目画素に対応する値に応じて、第 1の遅延手段の第 1の遅延時 間を変更するとともに、第 2の遅延手段の第 2の遅延時間を変更する遅延時間変更 手段とを有するようにすることができる。
[0014] 第 1のレ -トは 30Hzであり、第 2のレ -トは 120Hzであるようにすることができる。
[0015] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -ト 120Hzであるようにすることができる。
[0016] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -トは 240Hzであるようにすることができる。
[0017] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 100Hzであるようにすることができる。
[0018] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 200Hzであるようにすることができる。
[0019] 本発明の第 1の画像処理装置の画像処理方法は、所定の撮影装置により撮影され た動画像を、アクセスユニットを単位として処理する画像処理装置の画像処理方法で あって、動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれより も高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ステップと、 動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、撮影装置により動画 像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの値を 1以上検出す る検出ステップと、高レート変換ステップによる高レート変換処理が実行される前また は後に、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、検出ステツ プの処理により検出されたパラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応 する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスユニットを構成する各画素値を補正 する補正ステップとを含むことを特徴とする。
[0020] 高レート変換ステップは、検出ステップの処理により検出されたパラメータの値を利 用して高レート変換処理を実行するステップであるようにすることができる。
[0021] 第 1のレートは、撮影装置により動画像が撮影されたときのアクセスユニットのレート であるようにすることができる。
[0022] 検出ステップは、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、 処理対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの少なくとも 1つの画素における 移動ベクトルのそれぞれを、パラメータの値として検出する処理を含むようにすること ができる。
[0023] 高レート変換ステップは、高レート変換処理の少なくとも一部として、検出ステップの 処理により検出された移動ベクトルを利用する動き補償型フレーム補間処理を実行 するステップであるようにすることができる。 [0024] 検出ステップは、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれが撮影装置 により撮影されたときの撮影装置のシャツタ速度のそれぞれを、パラメータの値として 検出する処理を含むようにすることができる。
[0025] 補正ステップは、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、 処理対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画 素を注目画素として設定し、注目画素に対するステップとして、検出ステップの処理 により検出された 1以上のパラメータの値のうちの注目画素に対応する値に応じて、 撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換するフィルタ特性変換ステップと、フィ ルタ特性変換ステップの処理により特性が変換されたローパスフィルタの逆フィルタ を生成する逆フィルタ生成ステップと、処理対象のアクセスユニットのうちの注目画素 を含む所定のブロックに対して、逆フィルタ生成ステップの処理により生成された逆フ ィルタをかけることで、注目画素の画素値を補正するフィルタリングステップとを含む ようにすることができる。
[0026] 補正ステップは、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、 処理対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画 素を注目画素として設定し、注目画素に対するステップとして、検出ステップの処理 により検出された 1以上のパラメータの値のうちの注目画素に対応する値に応じて、 撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換するフィルタ特性変換ステップと、処 理対象のアクセスユニットのうちの注目画素を含む所定のブロックに対して、フィルタ 特性変換ステップの処理により特性が変換されたローパスフィルタをかけ、その結果 得られる注目画素の補正された画素値を第 1の値として出力するフィルタリングステツ プと、注目画素の補正前の画素値と、フィルタリングステップの処理結果として出力さ れた第 1の値との差分を演算し、その結果得られる差分値を第 2の値として出力する 減算ステップと、減算ステップの処理結果として出力された第 2の値を、注目画素の 補正前の画素値に加算し、その結果得られる加算値を、注目画素の補正後の画素 値として出力する加算ステップとを含むことを特徴とする。
[0027] 補正ステップは、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、 処理対象のアクセスユニットを構成する各画素のうちの処理対象として注目すべき画 素を注目画素として設定し、注目画素に対するステップとして、処理対象のアクセス ユニットのうちの、注目画素を含む所定の方向に連続して並ぶ画素群に対応する第 1の画像信号が順次入力され、入力された第 1の画像信号を、 N画素分 (Nは 1以上 の整数値)に対応する第 1の遅延時間だけ遅延させ、その結果得られる第 2の画像 信号を出力する第 1の遅延ステップと、第 1の遅延ステップの処理結果として出力さ れた第 2の画像信号が順次入力され、入力された第 2の画像信号を、 M画素分 (M は、 Nを含む 1以上の整数値)に対応する第 2の遅延時間だけ遅延させ、その結果得 られる第 3の画像信号を出力する第 2の遅延ステップと、第 1の遅延ステップの処理 対象として入力された第 1の画像信号、第 1の遅延ステップの処理結果として出力さ れて第 2の遅延ステップの処理対象として入力された第 2の画像信号、および、第 2 の遅延ステップの処理結果として出力された第 3の画像信号を利用して、注目画素 の画素値を補正する画素値補正ステップと、検出ステップの処理により検出されたパ ラメータの値のうちの注目画素に対応する値に応じて、第 1の遅延ステップの第 1の 遅延時間を変更するとともに、第 2の遅延ステップの第 2の遅延時間を変更する遅延 時間変更ステップとを含むようにすることができる。
[0028] 第 1のレ -トは 30Hzであり、第 2のレ -トは 120Hzであるようにすることができる。
[0029] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -ト 120Hzであるようにすることができる。
[0030] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -トは 240Hzであるようにすることができる。
[0031] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 100Hzであるようにすることができる。
[0032] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 200Hzであるようにすることができる。
[0033] 本発明の第 1の記録媒体のプログラムは、所定の撮影装置により撮影された動画 像に対して、アクセスユニットを単位として施す画像処理の制御を行うコンピュータに 実行させるプログラムであって、動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の 第 1のレートからそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する 高レート変換ステップと、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ いて、撮影装置により動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラ メータの値を 1以上検出する検出ステップと、高レート変換ステップによる高レート変 換処理が実行される前または後に、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれ ぞれについて、検出ステップの処理により検出されたパラメータの値のうちの処理対 象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスユニット を構成する各画素値を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする。
[0034] 本発明の第 1のプログラムは、所定の撮影装置により撮影された動画像に対して、 アクセスユニットを単位として施す画像処理の制御を行うコンピュータに実行させるプ ログラムであって、動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートか らそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ス テツプと、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、撮影装置 により動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの値を 1 以上検出する検出ステップと、高レート変換ステップによる高レート変換処理が実行 される前または後に、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て 、検出ステップの処理により検出されたパラメータの値のうちの処理対象のアクセスュ ニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスユニットを構成する各 画素値を補正する補正ステップとを含むことを特徴とするプログラム。
[0035] 本発明の第 1の画像処理装置および方法、第 1の記録媒体、並びに、第 1のプログ ラムにおいては、所定の撮影装置により撮影された動画像に対して、アクセスユニット を単位とする画像処理が施される。詳細には、動画像におけるアクセスユニットのレ ートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高レート変換処 理が実行される。また、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについ て、撮影装置により動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメ ータの値が 1以上検出される。そして、高レート変換処理が実行される前または後に 、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについて、検出されたパラメ ータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処 理対象のアクセスユニットを構成する各画素値が補正される。
[0036] 本発明の第 2の画像処理装置は、所定の撮影装置により撮影された動画像と、動 画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ ヽての、撮影装置により動画 像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上のパラメータの値とが他 の画像処理装置から供給されてきた場合、その動画像に対して処理を施す画像処 理装置であって、他の画像処理装置力 供給された動画像におけるアクセスユニット のレートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高レート変 換処理を実行する高レート変換手段と、高レート変換手段による高レート変換処理が 実行される前または後に、他の画像処理装置から供給された動画像を構成する複数 のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、他の画像処理装置から供給されたパラメ一 タの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理 対象のアクセスユニットを構成する各画素値を補正する補正手段とを備えることを特 徴とする。
[0037] 第 1のレ -トは 30Hzであり、第 2のレ -トは 120Hzであるようにすることができる。
[0038] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -ト 120Hzであるようにすることができる。
[0039] 第 1のレ -トは 60Hzであり、第 2のレ -トは 240Hzであるようにすることができる。
[0040] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 100Hzであるようにすることができる。
[0041] 第 1のレ -トは 50Hzであり、第 2のレ -トは 200Hzであるようにすることができる。
[0042] 本発明の第 2の画像処理装置の画像処理方法は、所定の撮影装置により撮影され た動画像と、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについての、撮影 装置により動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上のパラメ ータの値とが他の画像処理装置から供給されてきた場合、その動画像に対して処理 を施す画像処理装置の画像処理方法であって、他の画像処理装置から供給された 動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ステップと、高レート 変換ステップによる高レート変換処理が実行される前または後に、他の画像処理装 置力も供給された動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、他 の画像処理装置力 供給されたパラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニット に対応する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスユニットを構成する各画素値 を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする。
[0043] 第 1のレートは 30Hzであり、第 2のレートは 120Hzであるようにすることができる。
[0044] 第 1のレートは 60Hzであり、第 2のレート 120Hzであるようにすることができる。
[0045] 第 1のレートは 60Hzであり、第 2のレートは 240Hzであるようにすることができる。 [0046] 第 1のレートは 50Hzであり、第 2のレートは 100Hzであるようにすることができる。
[0047] 第 1のレートは 50Hzであり、第 2のレートは 200Hzであるようにすることができる。
[0048] 本発明の第 2の記録媒体のプログラムは、所定の撮影装置により撮影された動画 像と、動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれについての、撮影装置に より動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上のノ メータの 値とが与えられた場合、その動画像に対する画像処理の制御を行うコンピュータに実 行させるプログラムであって、与えられた動画像におけるアクセスユニットのレートを、 現在の第 1のレートからそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実 行する高レート変換ステップと、高レート変換ステップによる高レート変換処理が実行 される前または後に、与えられた動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞ れについて、与えられたパラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応 する 1以上の値に基づいて、処理対象のアクセスユニットを構成する各画素値を補正 する補正ステップとを含むことを特徴とする。
[0049] 本発明の第 2のプログラムは、所定の撮影装置により撮影された動画像と、動画像 を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ ヽての、撮影装置により動画像が 撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上のパラメータの値とが与えら れた場合、その動画像に対する画像処理の制御を行うコンピュータに実行させるプロ グラムであって、与えられた動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1の レートからそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レー ト変換ステップと、高レート変換ステップによる高レート変換処理が実行される前また は後に、与えられた動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ ヽて、 与えられたパラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値 に基づ!/、て、処理対象のアクセスユニットを構成する各画素値を補正する補正ステツ プとを含むことを特徴とする。
[0050] 本発明の第 2の画像処理装置および方法、第 2の記録媒体、並びに第 2のプロダラ ムにおいては、所定の撮影装置により撮影された動画像と、動画像を構成する複数 のアクセスユニットのそれぞれについての、撮影装置により動画像が撮影されるとき に発生する撮像ボケの特性を示す 1以上のパラメータの値とが与えられた場合、その 動画像に対して画像処理が施される。詳細には、与えられた動画像におけるアクセス ユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高 レート変換処理が実行される。また、高レート変換処理が実行される前または後に、 与えられた動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ ヽて、与えられ たパラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づ V、て、処理対象のアクセスユニットを構成する各画素値が補正される。
発明の効果
[0051] 以上のごとぐ本発明によれば、動画像のフレームレートを入力時よりも大きいフレ ームレートに変換させることができる。特に、撮像ボケに起因する画像劣化 (ボケ画像 )を抑制することで、フレームレート変換後の動画像をより一段と鮮明に表示させるこ とがでさる。
図面の簡単な説明
[0052] [図 1]本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の一例を示すブロック図であ る。
[図 2]人間の網膜上で形成される像のボケの周波数特性を示す図である。
[図 3]図 1の画像処理装置が実行する画像処理を説明するフローチャートである。
[図 4]移動ベクトル (移動速度)に応じた撮像ボケの周波数特性を示す図である。
[図 5]図 1の画像処理装置のうちの撮像ボケ抑制処理部の機能的構成の一例を示す ブロック図である。
[図 6]図 1の画像処理装置のうちの撮像ボケ抑制処理部の機能的構成の図 5とは異 なる例を示すブロック図である。
[図 7]図 1の画像処理装置のうちの撮像ボケ抑制処理部の機能的構成の図 5と図 6と は異なる例を示すブロック図である。
[図 8]図 7の撮像ボケ抑制処理部の各部の出力信号の例を示すタイミングチャートで ある。
[図 9]図 1の画像処理装置のうちの撮像ボケ抑制処理部の機能的構成の図 5、図 6、 および図 7とは異なる例を示すブロック図である。
[図 10]図 9の撮像ボケ抑制処理部の各部の出力信号の例を示すタイミングチャートで ある。
[図 11]カメラのシャツタ速度と、撮像ボケの特性とを説明する図である。
[図 12]本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の図 1とは異なる例を示すブ ロック図である。
[図 13]本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の図 1と図 12とは異なる例を 示すブロック図である。
[図 14]本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の図 1、図 12、および図 13 とは異なる例を示すブロック図である。
[図 15]本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の図 1、図 12、図 13、および 図 14とは異なる例を示すブロック図である。
[図 16]本発明が適用される画像処理装置の全部または一部分のハードウェア構成 の一例を示すブロック図である。
符号の説明
[0053] 1 画像処理装置, 11 高フレームレート変換部, 12 撮像ボケ特性検出部, 13 撮像ボケ抑制処理部, 21 移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)特性変換部, 22 逆移動平均フィルタ (ノ、ィパスフィルタ)生成部, 23 移動平均フィルタ部(ノ、 ィパスフィルタ部), 31 移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)特性変換部, 32 移 動平均フィルタ部(ローパスフィルタ部), 33 加算部, 34 加算部, 51 入力部 , 52 可変 DL部, 53 可変 DL部, 54— 1, 54— 2 補正部, 55 遅延時間 変更部, 56 出力部, 101, 102, 112, 131 画像処理装置, 201 CPU, 2 02 ROM, 203 RAM, 208 記憶部, 211 リムーバブル記録媒体 発明を実施するための最良の形態
[0054] 次に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
[0055] 図 1は、本発明が適用される画像処理装置の機能的構成の一例を示して!/ヽる。
[0056] この画像処理装置 1は、動画像データに対する各種画像処理をアクセスユニット単 位で実行する。アクセスユニットとは、フレームやフィールドといった動画像の単位を 指し、具体的には例えば、動画像を構成する各コマ (静止画像)全体またはその一部 分を指す。 ただし、以下、説明の簡略上、画像処理装置 1は、動画像データに対する各種画像 処理をフレーム単位で実行するとする。
[0057] この画像処理装置 1は、図 1に示されるように、高フレームレート変換部 11、撮像ボ ケ特性検出部 12、および、撮像ボケ抑制処理部 13から構成される。
[0058] 高フレームレート変換部 11には、例えば、テレビジョン放送信号等の動画像信号が 、フレーム単位の動画像データとして入力される。
[0059] なお、以下、動画像と、それに対応する動画像データとを個々に区別する必要がな い場合、これらをまとめて動画像と単に称する。同様に、フレームと、それに対応する フレームデータとを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめてフレームと単 に称する。
[0060] 高フレームレート変換部 11は、第 1のフレームレートの動画像が入力された場合、 その動画像に対して高フレームレート変換処理を施し、その結果得られる、第 1のフ レームレートよりも高い第 2のフレームレートの動画像を撮像ボケ特性検出部 12と撮 像ボケ抑制処理部 13に供給する。
[0061] 高フレームレート変換処理とは、入力時の第 1のフレームレートが出力(表示)時の 第 2のフレームレートよりも低い場合に実行される処理であって、入力時の動画像を 構成する各フレームのそれぞれの間に、新たなフレームを創造してそれぞれ挿入す ることで、第 1のフレームレートをそれよりも高 、第 2のフレームレートに変換する処理 を指す。
[0062] なお、第 1のフレームレートとは、高フレームレート変換部 11に入力された時点の動 画像のフレームレートを指す。従って、第 1のフレームレートは、任意のフレームレート となり得るが、ここでは例えば、図示せぬ撮影装置により動画像が撮影されたときのフ レームレート、即ち、撮像フレームレートであるとする。
[0063] 撮像ボケ特性検出部 12は、高フレームレート変換部 11から供給された動画像を構 成する各フレームのそれぞれにつ ヽて、撮像ボケの特性を示すパラメータの値を検 出する。
撮像ボケ特性検出部 12の検出結果、即ち、撮像ボケの特性を示すパラメータの値は 、撮像ボケ抑制処理部 13に供給される。 [0064] なお、撮像ボケの特性を示すパラメータは、特に限定されず様々なパラメータの採 用が可能である。ただし、撮像ボケの特性を示すパラメータの具体例については後 述する。
[0065] また、 1つのフレーム内での、撮像ボケの特性を示すパラメータの値の検出個数も 特に限定されない。例えば、 1つのフレームに対して、撮像ボケの特性を示すパラメ ータの値が 1つのみ検出されてもよいし、そのフレームを構成する各画素毎に、撮像 ボケの特性を示すパラメータの値が 1つずつ個別に検出されてもよい。或いは、その 1つのフレームが幾つかのブロックに分割され、分割された各ブロック毎に、撮像ボケ の特性を示すパラメータの値が 1つずつ個別に検出されてもよい。
[0066] 撮像ボケ抑制処理部 13は、高フレームレート変換部 11から供給された動画像を構 成する各フレームのそれぞれについて、撮像ボケ特性検出部 12により検出されたパ ラメータの値のうちの処理対象のフレームに対応する値に基づいて、処理対象のフレ ームを構成する各画素値を補正する。即ち、撮像ボケ抑制処理部 13は、処理対象 のフレームについての撮像ボケの特性 (パラメータの値)に応じて、処理対象のフレ 一ムの各画素値を、その撮像ボケが抑制されるように補正する。
[0067] これにより、各フレームの各画素値が補正されることで撮像ボケが抑制された動画 像であって、入力時の第 1のフレームレートよりも高い第 2のフレームレートに変換さ れた動画像が、撮像ボケ抑制処理部 13から画像処理装置 1の外部に出力される。
[0068] なお、図 1の例では、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13との組は、 高フレームレート変換部 11と組み合わせて用いられているが、当然ながら、その組単 体で用いることも可能であるし、また、図示せぬ他のブロック(所定の画像処理を施す 他の画像処理部)と組み合わせて用いることも可能である。
[0069] 即ち、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13との組だけで、撮像ボケを 抑制するという効果を奏することが可能になる。ただし、この効果をより顕著にするた めには、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13との組に対して、上述した ように、高フレームレート変換部 11を組み合わせると好適である。以下、この理由に ついて説明していく。
[0070] 図示せぬ表示装置に表示される動画像が人間の網膜上に像として形成される際に その人間に認識されるボケは、その人間が動画像に含まれる動物体を追従視するこ とによるホールドボケと、その動画像の撮像時に加わる上述した撮像ボケとを組み合 わせたものである。
[0071] ここで 、う撮像ボケの特性は、図 4等を参照して後述するように、ローパスフィルタと して表される。即ち、撮像ボケ後の画像信号とは、撮像ボケ前の画像信号 (理想的な 画像信号)に対してこのローパスフィルタがかけられた信号と等価な信号である。従つ て、撮像ボケ後の画像信号は、撮像ボケ前の画像信号と比較して、その周波数特性 が落ちてしまう。即ち、撮像ボケ後の画像信号においては、撮像ボケ前の画像信号と 比較して、高周波数になればなる程ゲインが一般的に落ちてしまう。
[0072] ここでいうホールドボケの特性もまた、撮像ボケの特性と同様にローパスフィルタとし て表される。即ち、ホールドボケ後の画像信号とは、ホールドボケ前の画像信号 (撮 像ボケ後の画像信号)に対してこのローパスフィルタがかけられた信号と等価な信号 である。
従って、ホールドボケ後の画像信号は、ホールドボケ前の画像信号と比較して、その 周波数特性が落ちてしまう。即ち、ホールドボケ後の画像信号においては、ホールド ボケ前の画像信号と比較して、高周波数になればなる程ゲインが一般的に落ちてし まう。ただし、ホールドボケは、表示装置が固定画素 (ホールド)表示装置の時にのみ 発生する。
[0073] 従って、周波数特性が撮像ボケのため既に落ちている撮像ボケ後の画像信号に対 して、高フレームレート変換処理を施すことで、ホールドボケを抑制すること自体は可 能である。しかしながら、このような高フレームレート変換処理を施したとしても、撮像 ボケの劣化は変わらず、最終的に人間の網膜上におけるボケを抑制させるという効 果は半減してしまう。このことを、図 2を参照して説明する。
[0074] 図 2は、撮影装置 (以下、カメラと称する)の撮影範囲内で移動速度 4 [画素/フレー ム]で移動して 、る実物体を撮影した時における、人間の網膜上で形成される像のボ ケの周波数特性を示している。図 2において、横軸は周波数を、縦軸はゲインのそれ ぞれを示している。ただし、横軸の各値は、ナイキスト周波数が 1とされた場合の相対 値を示している。 [0075] 図 2にお 、て、同図中一点鎖線で示される曲線 h0は、ボケ (撮像ボケもホールドボ ケも含む)を改善するための処理が特に施されていない場合における、人間の網膜 上で形成される像のボケの周波数特性を示している。即ち、図 1の例では画像処理 装置 1に入力される動画像が、仮に画像処理装置 1に入力されること無く(処理される こと無く)そのまま表示装置に供給されて表示された場合に、人間がその動画像を見 たときに網膜上で形成される像のボケの周波数特性が、曲線 h0である。
[0076] これに対して、例えば高フレームレート変換処理により表示速度が倍にされると、ホ 一ルドボケのみは改善され、その結果、人間の網膜上で形成される像のボケの周波 数特性は、同図中点線で示される曲線 hiになる。即ち、図 1の画像処理装置 1に入 力された動画像が、高フレームレート変換部 11により高フレームレート変換処理が施 され、その後、仮に撮像ボケ抑制処理部 13に入力されること無く(撮像ボケが改善さ れること無く)表示装置に供給されて表示された場合、人間がその動画像を見たとき に網膜上で形成される像のボケの周波数特性が、曲線 hiである。
[0077] また、例えば本発明が適用されて、高フレームレート変換処理により表示速度が倍 にされ (ホールドボケが改善され)、かつ撮像ボケの度合いが半分に改善されると、人 間の網膜上で形成される像のボケの周波数特性は、同図中実線で示される曲線 h2 になる。即ち、図 1の画像処理装置 1に入力された動画像力 高フレームレート変換 部 11により高フレームレート変換処理が施され、さらに、撮像ボケ抑制処理部 13によ り撮像ボケが抑制された上で表示装置に供給されて表示された場合、人間がその動 画像を見たときに網膜上で形成される像のボケの周波数特性が、曲線 h2である。
[0078] 曲線 hiと曲線 h2とを比較するに、高フレームレート変換処理によりホールドボケの みが改善されただけでは、人間の網膜上におけるボケの特性の改善は不十分であり 、さらに撮像ボケの改善も必要なことがわかる。し力しながら、上述したように、従来の 手法では、撮像ボケの改善が必要なことは特に考慮されずに、高フレームレート変換 処理が単に行われていた。
[0079] そこで、図 1の実施例の他、後述する図 12や図 13等の実施例で示される本発明の 画像処理装置においては、高フレームレート変換部 11の他さらに、撮像ボケの改善 を目的として、即ち、人間の網膜上のけるボケの特性を図 2の曲線 h0から曲線 h2のよ うに改善することを目的として、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13と が設けられているのである。ただし、後述する図 14と図 15の実施例で示されるように 、撮像ボケ特性検出部 12は、本発明の画像処理装置にとって必須な構成要素では ない。
[0080] 即ち、撮像ボケ抑制処理部 13は、各フレームのそれぞれについて、撮像ボケ特性 検出部 12により検出された撮像ボケの特性を示すパラメータの値のうちの処理対象 のフレームに対応する値に基づ 、て、処理対象のフレームの各画素値を補正するこ とで、高フレームレート変換後のフレームについての撮像ボケに起因する画像劣化を 抑制しているのである。即ち、画像処理装置 1など、本発明の画像処理装置から出力 された画像信号を図示せぬ表示装置に供給することで、表示装置は、その画像信号 に対応する映像として、画像劣化 (ボケ画像)が抑制された鮮明な映像を表示するこ とが可能になるのである。
[0081] このように、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13との組は、高フレー ムレート変換部 11と組み合わされると好適である。
[0082] 次に、図 3のフローチャートを参照して、力かる図 1の機能的構成を有する画像処理 装置 1の画像処理について説明する。
[0083] ステップ S1において、高フレームレート変換部 11は、第 1のフレームレートの動画 像を入力する。
[0084] ステップ S2において、高フレームレート変換部 11は、動画像のフレームレートを、 第 1のフレームレートよりも高い第 2のフレームレートに変換する。
[0085] 第 1のフレームレートから第 2のフレームレートに変換された動画像力 高フレーム レート変換部 11から撮像ボケ検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13とに供給されると、 処理はステップ S3に進む。
[0086] ステップ S3において、撮像ボケ特性検出部 12は、動画像を構成する各フレームの それぞれの中から、撮像ボケの特性を示すパラメータの値を 1以上検出する。
[0087] 動画像を構成する各フレームのそれぞれにつ ヽての撮像ボケの特性を示すパラメ ータの 1以上の値が、撮像ボケ特性検出部 12から撮像ボケ抑制処理部 13に供給さ れると、処理はステップ S4に進む。 [0088] ステップ S4において、撮像ボケ抑制処理部 13は、高フレームレート変換部 11から 供給された動画像を構成する各フレームのそれぞれについて、撮像ボケ検出部 12 により検出されたパラメータの値のうちの処理対象のフレームに対応する 1以上の値 に基づいて、処理対象のフレームの各画素値を補正する。
[0089] ステップ S5において、撮像ボケ抑制処理部 13は、各フレームの画素値が補正され 、かつ、第 1のフレームレートから第 2のフレームレートに変更された動画像を出力す る。
[0090] これにより、図 3の画像処理は終了となる。
[0091] なお、上述した説明では、説明の簡略上、ステップ S1乃至 S5の各ステップの処理 は、動画像が処理単位とされた。ただし、実際には、フレームが処理単位となる場合 が多々ある。
[0092] 図 3の画像処理において、各ステップの処理単位が動画像であるとは、ステップ S1 乃至 S5のうちの処理対象のステップから次のステップへの移行条件力 処理対象の ステップの処理が動画像全体に対して施されるという条件になることと等価である。
[0093] これに対して、図 3の画像処理において、各ステップの処理単位がフレームであると は、ステップ S1乃至 S5のうちの処理対象のステップから次のステップへの移行条件 力 処理対象のステップの処理が 1つのフレーム全体に対して施されるという条件に なることと等価である。換言すると、各ステップの処理単位がフレームであるとは、各フ レームのそれぞれに対するステップ S1乃至 S5の連続処理力 他のフレームとは独 立して(並行して)実行されることと等価である。この場合、例えば、第 1のフレームに 対するステップ S3の処理が実行されているときに、それとは異なる第 2のフレームに 対するステップ S2の処理が並行して実行されているようなことが起こり得る。
[0094] さらに、実際には、処理対象のフレームを構成する各画素のそれぞれ力 処理の対 象として注目すべき画素(以下、注目画素と称する)に順次設定されて、その注目画 素に対して、少なくともステップ S3と S4の処理が順次個別に施されていくことが多々 ある。即ち、ステップ S3と S4の処理単位は画素であることが多々ある。
[0095] そこで、以下の説明においても、ステップ S3と S4の処理は画素単位であるとして説 明していく。即ち、ステップ S3の処理とは撮像ボケ特性検出部 12の処理であり、ステ ップ S4の処理とは撮像ボケ抑制処理部 13の処理である。従って、以下の説明にお V、ては、撮像ボケ特性検出部 12と撮像ボケ抑制処理部 13の処理単位は画素である として説明していく。
[0096] 次に、図 1の画像処理装置 1のうちの、撮像ボケ抑制処理部 13の幾つかの実施の 形態例について説明していく。具体的には例えば、撮像ボケの特性を示すパラメ一 タとして、移動ベクトルの絶対値 (以下、移動速度と称する)を利用する場合の撮像ボ ケ抑制処理部 13の幾つかの実施の形態例について説明していく。
[0097] 撮像ボケの特性を示すパラメータとして移動速度が利用される場合、撮像ボケ特性 検出部 12は、例えば、動画像を構成する各フレームのそれぞれについて、処理対象 のフレームを構成する各画素のそれぞれを注目画素として順次設定し、注目画素に おける移動ベクトルを順次検出し、それを、注目画素における撮像ボケの特性を示 すパラメータの値として撮像ボケ抑制処理部 13に順次供給していくことになる。
[0098] 従って、撮像ボケ抑制処理部 13は、例えば、動画像を構成する各フレームのそれ ぞれにつ 、て、処理対象のフレームを構成する各画素のそれぞれを注目画素として 順次設定し、撮像ボケ特性検出部 12から供給された移動ベクトルのうちの注目画素 における移動ベクトルの絶対値に基づいて、即ち、注目画素における移動速度に基 づ 、て、注目画素の画素値を順次補正して 、くことになる。
[0099] ここで、移動速度が、撮像ボケの特性を示すパラメータとして採用可能な理由につ いて説明する。
[0100] 撮像ボケの特性は、一般的に被写体の移動速度に依存した形態で表すことが可能 である。
[0101] なお、被写体の移動速度とは、実空間において被写体自体が移動してカメラが固 定されている場合に、その被写体がカメラで撮影されたときの、フレーム内での被写 体 (画像)の移動速度を当然ながら含む。さらに、ここで言う被写体の移動速度とは、 実空間において被写体が固定されてカメラが手振れ等により移動した場合、または、 実空間において被写体とカメラとが共に移動した場合に、その被写体力 Sカメラで撮影 されたときの、フレーム内での被写体 (画像)の相対的な移動速度も含む。
[0102] 従って、撮像ボケの特性は、被写体の画像を構成する各画素における移動速度に 依存した形態で表すことができる。
[0103] 画素における移動速度とは、処理対象のフレーム内の画素と、それよりも前のフレ ーム内の対応する画素 (対応点)との間の空間的な距離を指す。例えば、処理対象 のフレーム内の画素と、その直前(時間的に 1つ前)のフレーム内の対応する画素( 対応点)との間の空間的な距離が、 K (Kは、 0以上の任意の整数値)画素分である 場合、その画素における移動速度とは、 Κ [画素/フレーム]になる。
[0104] この場合、被写体の画像を構成する各画素のうちの所定の 1つが注目画素に設定 されているとすると、注目画素における撮像ボケの特性は、注目画素における移動速 度 Κ [画素/フレーム]の大小に依存した形態で表すことができる。
[0105] より具体的には例えば、注目画素の移動速度が 2, 3, 4 [画素/フレーム]のそれぞ れの場合、注目画素における撮像ボケの周波数特性のそれぞれは、図 4の曲線 Η2 乃至 Η4のそれぞれで表すことができる。
[0106] 即ち、図 4は、注目画素における移動速度が 2, 3, 4 [画素/フレーム]のそれぞれ の場合についての、注目画素における撮像ボケの周波数特性のそれぞれを示して いる。図 4において、横軸は周波数を、縦軸はゲインのそれぞれを示している。ただし 、横軸の各値は、ナイキスト周波数が 1とされた場合の相対値を示している。
[0107] 以上の内容が、移動速度が、撮像ボケの特性を示すパラメータとして採用可能な理 由である。
[0108] ところで、図 4の周波数特性 Η2乃至 Η4の形態力 わ力るように、注目画素におけ る撮像ボケの特性は空間領域で表現すると、移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)で 表すことが可能である。
[0109] 即ち、この移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)を示す伝達関数 (以下、撮像ボケの 伝達関数と称する)を Ηと記述し、撮像ボケが仮に発生しな力つた場合の理想的な画 像信号 (以下、撮像ボケ前の信号と称する)を周波数領域で Fと記述し、かつ、カメラ から出力される実際の画像信号、即ち、撮像ボケが発生した画像信号 (以下、撮像ボ ケ後の信号と称する)を周波数領域で Ηと記述すると、撮像ボケ後の信号 Gは、次の 式(1)のように表される。
[0110] G = H X F · · · (!) [0111] 本発明においては撮像ボケを取り除く(抑制する)ことが目的とされているので、この 本発明の目的を達成するためには、既知である撮像ボケ後の信号 Gと、既知である 撮像ボケの伝達関数 Hとから、撮像ボケ前の信号 Fを予測演算すればよい。即ち、次 の式 (2)の予測演算が実行されればよ!、。
[0112] F = inv(H) X G · · · (2)
[0113] 式(2)において、 inv(H)は、撮像ボケの伝達関数 Hの逆関数を示している。上述し たように撮像ボケの伝達関数 Hがローパスフィルタの特性を持つことから、その逆関 数 inv(H)も、当然ながらハイパスフィルタの特性を持つ。
[0114] また、上述したように、撮像ボケの伝達関数 Hは、移動速度に応じてその特性が変 化する。具体的には例えば、注目画素における移動速度が 2, 3, 4 [画素/フレーム] のそれぞれの場合、注目画素における撮像ボケの伝達関数 Hの周波数特性は、図 4 の曲線 H2,曲線 H3,曲線 H4のそれぞれに示されるような相異な特性となる。
[0115] 従って、撮像ボケ抑制処理部 13は、移動速度に応じて撮像ボケの伝達関数 Hの特 性を変更して、特性が変更された伝達関数 Hの逆関数 inv(H)を求め、その逆関数 inv (H)を用いて上述した式 (2)の演算処理を実行すれば、本発明の目的、即ち、撮像ボ ケを取り除く(抑制する)という目的を達成することが可能になる。
[0116] 或いは、上述した式(2)の演算は周波数領域の演算であるので、本発明の目的を 達成するために、撮像ボケ抑制処理部 13は、上述した式(2)の演算処理と等価な空 間領域での処理を実行してもよい。具体的には例えば、撮像ボケ抑制処理部 13は、 次のような第 1乃至第 3の処理を実行してもよい。
[0117] 第 1の処理とは、撮像ボケ特性検出部 12から供給された注目画素における移動速 度に応じて、注目画素における撮像ボケを示す移動平均フィルタ(ローパスフィルタ) の特性を変換する処理である。具体的には例えば、複数の移動速度毎に移動平均 フィルタを 1つずつ予め用意しておき、複数の移動平均フィルタの中から、注目画素 における移動速度に対応する 1つを選択する処理が、第 1の処理の一例である。
[0118] 第 2の処理とは、次の第 2—1乃至第 2— 3の処理力 なる処理である。
[0119] 第 2— 1の処理とは、第 1の処理により特性が変換された移動平均フィルタに対して フーリエ変換を施すことにより、その移動平均フィルタを周波数表示する処理である。 具体的には例えば、注目画素における移動速度が 2, 3, 4 [画素/フレーム]のそれ ぞれの場合、図 4の曲線 H2,曲線 H3,曲線 H4のそれぞれを得る処理が第 2—1の 処理である。即ち、周波数領域で考えると、注目画素における撮像ボケの伝達関数 Hを求める処理が第 2— 1の処理である。
[0120] 第 2— 2の処理とは、第 2— 1の処理により周波数表示された移動平均フィルタの逆 数を算出する処理である。即ち、周波数領域で考えると、上述した式 (2)に示される、 撮像ボケの伝達関数 Hの逆関数 inv(H)を生成する処理力 第 2— 2の処理である。
[0121] 第 2— 3の処理とは、第 2— 2の処理により算出された、周波数表示された移動平均 フィルタの逆数に対して逆フーリエ変換を施す処理である。即ち、逆関数 inv(H)に対 応するハイパスフィルタ(ウイーナーフィルタ等)を生成する処理が第 2— 3の処理であ る。換言すると、移動平均フィルタの逆フィルタを生成する処理が第 2— 3の処理であ る。なお、以下、第 2— 3の処理により生成されるハイパスフィルタを、逆移動平均フィ ルタと称する。
[0122] 第 3の処理とは、撮像ボケ後の周波数領域の上述した式(2)の信号 Gに対応する 空間領域の画像信号 gを入力画像として入力し、その画像信号 gに対して、第 2— 3の 処理により生成された逆移動平均フィルタをかける処理である。この第 3の処理により 、撮像ボケ前の周波数領域の上述した式 (2)の信号 Fに対応する空間領域の画像 信号 fが復元(予測演算)されることになる。具体的には例えば、処理対象のフレーム のうちの注目画素を含む所定のブロックに対して逆移動平均フィルタをかけることで、 注目画素の画素値を補正する処理が、第 3の処理である。
[0123] 力かる第 1乃至第 3の処理を実行可能な撮像ボケ抑制処理部 13の機能的構成の 一実施例が、図 5に示されている。即ち、図 5は、撮像ボケ抑制処理部 13の機能的 構成の一実施例を示して 、る。
[0124] 図 5の例の撮像ボケ抑制処理部 13には、移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)特性 変換部 21、逆移動平均フィルタ (ハイパスフィルタ)生成部 22、および、逆移動平均 フィルタ部 23 (ノヽィパスフィルタ部 23)が設けられて!/、る。
[0125] 移動平均フィルタ特性変換部 21は、上述した第 1の処理を実行する。逆移動平均 フィルタ生成部 22は、上述した第 2の処理を実行する。逆移動平均フィルタ部 23は、 上述した第 3の処理を実行する。
[0126] し力しながら、撮像ボケ抑制処理部 13が図 5のように構成された場合、次のような新 たな課題が発生してしまう。即ち、図 4の周波数特性 H2乃至 H4にも示されるように、 撮像ボケを示す移動平均フィルタ (その周波数特性)には、ゲインが 0となる周波数が 含まれている。このため、逆移動平均フィルタ生成部 22は、その移動平均フィルタの 完全な逆フィルタ (完全な逆移動平均フィルタ)を生成するのは困難である、 t 、う新 たな課題が発生してしまう。
[0127] ところで、図 5の移動平均フィルタ部 23の処理、即ち、逆移動平均フィルタ(ハイパ スフィルタ)を入力画像に対してかける処理とは、入力画像の周波数特性のうちの、 撮像ボケを示すローパスフィルタによりゲインが減衰してしまった周波数帯において、 そのゲインを持ち上げる処理であるとも言える。
[0128] そこで、この新たな課題を解決するためには、図 5の構成の撮像ボケ抑制処理部 1 3を採用する代わりに、ゲインが減衰してしまった周波数帯域において、そのゲインを 持ち上げる機能を有する撮像ボケ抑制処理部 13を採用すればよ 、。具体的には例 えば、図 6の構成の撮像ボケ抑制処理部 13を採用すればよい。即ち、図 6は、撮像 ボケ抑制処理部 13の機能的構成の図 5とは異なる実施例を示している。
[0129] 換言すると、図 6の例の撮像ボケ抑制処理部 13には、この機能を実現するために、 移動平均フィルタ(ローノ スフィルタ)特性変換部 31乃至加算部 34が設けられている
[0130] 移動平均フィルタ特性変換部 31は、図 5の移動平均フィルタ特性変換部 21と基本 的に同様の機能と構成を有している。即ち、移動平均フィルタ特性変換部 31は、撮 像ボケを示す移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)の特性を、処理対象のフレーム( 入力画像)内の注目画素の移動速度に応じて変換する。なお、この移動速度は、図 6にお 、ては、撮像ボケ特性検出部 12から供給されるパラメータ値として示されて ヽ る。即ち、この移動速度は、撮像ボケ特性検出部 12から供給される。
[0131] 移動平均フィルタ部 32 (ローパスフィルタ部 32)は、処理対象のフレーム (入力画像 )内の注目画素を含む所定のブロックに対して、移動平均フィルタ特性変換部 31に より特性が変換された移動平均フィルタをかけることで、注目画素の画素値を補正す る。移動平均フィルタ部 32により補正された注目画素の画素値は、減算部 33に供給 される。
[0132] 即ち、減算部 33には、移動平均フィルタ部 32により補正された注目画素の画素値 が極性反転されて入力される。減算部 33にはまた、処理対象のフレーム (入力画像) のうちの注目画素の補正前の画素値が入力される。
[0133] そこで、減算部 33は、注目画素の補正前の画素値と、移動平均フィルタ部 32によ り補正された注目画素の画素値との差分を求め、その差分値を加算部 34に供給す る。なお、以下、加算部 33の出力を、移動平均フィルタ前後の差分と称する。
[0134] このようにして、加算部 34には、移動平均フィルタ前後の差分が入力される。加算 部 34にはまた、処理対象のフレーム(入力画像)内の注目画素の補正前の画素値が 入力される。
[0135] そこで、加算部 34は、注目画素の補正前の画素値に対して、移動平均フィルタ前 後の差分を補正値として加算し、その加算結果を出力画像 (その一部)として出力す る。即ち、出力画像とは、補正された各画素値力もなるフレーム、或いは、それらの複 数のフレーム力もなる動画像である。
[0136] 以上の内容をまとめると、図 6の例の撮像ボケ抑制処理部 13は、動画像を構成する 各フレームのそれぞれにつ 、て、処理対象のフレームを構成する各画素値に対して 、対応する移動平均フィルタ前後の差分を補正値としてそれぞれ加算することで、各 画素値を補正している。
[0137] このような図 6の例の撮像ボケ抑制処理部 13の空間領域での処理は、周波数領域 で考えると次のようになる。
[0138] 即ち、加算部 33の出力信号である移動平均フィルタ前後の差分を周波数領域で 考えた場合、所定の周波数に着目すると、加算部 33の出力信号のゲインとは、次の ようなゲインになる。即ち、着目された周波数において、入力画像信号のゲインと、移 動平均フィルタがかけられた後の入力画像信号のゲインとの差分が、加算部 33の出 力信号のゲインとなる。以下、加算部 33の出力信号のゲインを、移動平均フィルタ前 後の差分ゲインと称する。
[0139] 従って、図 6の例の撮像ボケ抑制処理部 13 (加算部 34)から出力される出力画像 信号を周波数領域で考えた場合、所定の周波数に着目すると、出力画像信号のゲ インは、入力画像信号のゲインに対して、移動平均フィルタ前後の差分ゲインが加算 された値となっている。即ち、各周波数のそれぞれにおいて、出力画像信号のゲイン は、入力画像のゲインに比較して、移動平均フィルタ前後の差分ゲイン分だけ持ち 上げられている。
[0140] 換言すると、図 6の例の撮像ボケ抑制処理部 13全体では、ハイパスフィルタをかけ る処理と基本的に等価な処理を実行していることになる。
[0141] 以上、撮像ボケ抑制処理部 13の実施の形態例として、ハイパスフィルタをかける処 理を実行する図 5の例と、ハイパスフィルタをかける処理と基本的に等価な処理を実 行する図 6の例とについて説明した。
[0142] ところで、画像信号に対してハイパスフィルタをかける処理とは、エッジを立たせる 処理であるとも言える。即ち、撮像ボケ抑制処理部 13の処理とは、結局、いわゆる絵 作りのためにエッジを立たせることを目的とするのではなぐ撮像ボケにより鈍ってしま つたエッジを立たせることを目的とする処理であると言える。従って、この目的を達成 するため、撮像ボケ抑制処理部 13は、撮像ボケと移動速度との上述した因果関係( 撮像ボケの特性は移動速度の大小に依存すると言う関係)を利用して、エッジの立た せ度合 (ェンノ、ンス量)を制御していると言える。即ち、撮像ボケ抑制処理部 13は、 エッジ部分 (対応する画素)の移動速度に応じて、エッジの立たせ度合を可変して ヽ ると言える。例えば、上述した図 5と図 6の例では、撮像ボケ抑制処理部 13は、移動 速度に応じて、撮像ボケを示す移動平均フィルタ(ローパスフィルタ)の特性を変換す ることで、エッジの立たせ度合を可変しているのである。
[0143] また、エッジの立たせ度合と、各画素値に対する補正量とは対応して!/、る。
[0144] 従って、本発明においては、撮像ボケ抑制処理部 13は、注目画素における移動速 度に応じて補正量 (エッジの立たせ度合)を可変して、注目画素の補正前の (入力時 )の画素値に対してその補正量を加算する手法が単に適用されていればよいことに なる。即ち、撮像ボケ抑制処理部 13の形態は上述した図 5と図 6の例に限定されず、 様々な形態を取ることが可能である。
[0145] 例えば、撮像ボケ抑制処理部 13は、次のような第 1の遅延部、第 2の遅延部、補正 部、および、遅延時間変更部を備えるように構成することができる。
[0146] 即ち、第 1の遅延部は、処理対象のフレームのうちの、移動ベクトルの方向に連続 して並ぶ画素群 (注目画素を含む画素群)に対応する第 1の画像信号が順次入力さ れると、その第 1の画像信号を第 1の遅延時間だけ遅延させ、その結果得られる第 2 の画像信号を出力する。なお、第 1の遅延時間とは、例えば第 1の画像信号のうちの 、N画素 (Nは 1以上の整数値)分に対応する部分信号が第 1の遅延部に入力される のに要する時間を指す。
[0147] 第 2の遅延部は、第 1の遅延部から出力された第 2の画像信号が順次入力され、そ の第 2の画像信号を第 2の遅延時間だけ遅延させ、その結果得られる第 3の画像信 号を出力する。なお、第 2の遅延時間とは、例えば第 2の画像信号のうちの、 M画素( Mは、 Nを含む 1以上の整数値)分に対応する部分信号が第 2の遅延部に入力され るのに要する時間を指す。
[0148] 補正部は、第 1の信号乃至第 3の信号を利用して補正量を決定し、その補正量を、 注目画素の画素値に加算することで、注目画素の画素値を補正する。
[0149] 遅延時間変更部は、撮像ボケ特性検出部 12から供給された注目画素の移動速度 に応じて、第 1の遅延部の第 1の遅延時間を変更するとともに、第 2の遅延部の第 2の 遅延時間を変更する。
[0150] このように、注目画素の移動速度に応じて第 1の遅延時間と第 2の遅延時間が適切 に変更されると、それに伴い、第 2の信号と第 3の信号の形態 (波形)も変更される。 従って、第 1の信号乃至第 3の信号を利用して決定される補正量も、注目画素の移 動速度に応じて変更される。これにより、撮像ボケが発生しているエッジ部分を、撮像 ボケが発生した分だけ適切に立たせることが可能になり、その結果、フレームレート 変換後のフレームについての撮像ボケに起因する画像劣化 (ボケ画像)を抑制する ことが可能になる。そして、最終的には、鮮明な映像を表示装置に表示させることが 可能になるのである。
[0151] かかる第 1の遅延部、第 2の遅延部、補正部、および、遅延時間変更部を備える撮 像ボケ抑制処理部 13は、具体的には例えば、図 7に示されるように構成することがで きる。 即ち、図 7は、撮像ボケ抑制処理部 13の機能的構成の図 5や図 6とは異なる実施例 を示している。
[0152] 図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13は、入力部 51、第 1の遅延部である可変 DL部 52、第 2の遅延部である可変 DL部 53、補正部 54— 1、遅延時間変更部 55、および 、出力部 56から構成される。補正部 54—1は、減算部 61乃至加算部 73から構成さ れる。
[0153] 以下、図 8に示される各信号を参照しつつ、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13の 詳細な構成 (各ブロックの接続形態)とその動作について併せて説明する。即ち、図 8は、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13の各ブロックのそれぞれの出力信号の例を 示すタイミングチャートである。
[0154] 図 7において、入力部 51には、高フレームレート変換部 11により高フレームレート 変換処理が施された入力画像の信号、例えば、図 8の信号 aが供給される。この入力 部 51に入力された信号 aは可変 DL部 52に供給される。すると、可変 DL部 52からは 、信号 aに対して第 1の遅延時間 Tだけ遅延された例えば図 8の信号 bが出力される。 可変 DL部 52の出力信号 bは可変 DL部 53に供給される。すると、信号 bに対して第 2の遅延時間 Tだけ遅延された例えば図 8の信号 c、即ち、信号 aに対して時間 2Tだ け遅延された信号 cが、可変 DL部 53から出力される。
[0155] 可変 DL部 52の入力信号 aと可変 DL部 53の出力信号 cとが減算部 61に供給され る。減算部 61は、信号 cから信号 aを減算し、その結果得られる例えば図 8の信号 dを 全波整流部 62に供給する。さらに、この信号 dは、全波整流部 62を介して、正極性 の信号を負極性に変換する負号化部 63に供給される。その結果、負号化部 63から は、例えば図 8の信号 eが出力されて、減算部 71に供給される。
[0156] また、可変 DL部 52の入力信号 aと出力信号 bとが減算部 64に供給される。減算部 64は、信号 bカゝら信号 aを減算し、その結果得られる例えば図 8の信号 fを全波整流 部 65に供給する。さらに、この信号 fは、全波整流部 65と負号ィ匕部 66を通過すること により、例えば図 8の信号 gに変換されて、 MIN出力部 70に供給される。
[0157] また、可変 DL部 53の入力信号 b (可変 DL部 52の出力信号 b)と出力信号 cとが減 算部 67に供給される。減算部 67は、信号 cから信号 bを減算し、その結果得られる例 えば図 8の信号 hを全波整流部 68に供給する。さらに、この信号 hは、全波整流部 68 と負号ィ匕部 69を通過することにより、例えば図 8の信号 iに変換されて、 MIN出力部 7 0に供給される。
[0158] MIN (最小値)出力部 70は、供給された信号 gと信号 iとのうちの小さい方を取り出 す。従って、 MIN出力部 70からは、例えば図 8の信号 jが出力され減算部 71に供給 される。
[0159] 減算部 71は、負号ィ匕部 63から供給された信号 eから、 MIN出力部 70から供給され た信号 jを減算し、その結果得られる例えば図 8の信号 kをスライス部 72に供給する。
[0160] スライス部 72に供給された信号 kは、例えば図 8の信号 1に変換されて、加算部 73 に供給される。
[0161] 加算部 73は、可変 DL部 52の出力信号 bに対して、スライス部 72から供給された信 号 1を補正信号として加算して、その結果得られる例えば図 8の信号 mを出力画像の 信号として出力部 56を介して出力する。
[0162] 換言すると、補正部 54—1においては、可変 DL部 52から出力されて可変 DL部 53 に入力された画像信号 bのうちの注目画素に対応する第 1の部分信号、可変 DL部 5 2に入力された画像信号 aのうちの注目画素に対応する部分信号が入力された略時 点よりも第 1の遅延時間 Tだけ前に入力された第 2の部分信号、および、可変 DL部 5 3から出力された画像信号 cのうちの注目画素に対応する部分信号が出力された略 時点から第 2の遅延時間 Tだけ後に出力された第 3の部分信号を利用して、第 1の部 分信号のレベル (注目画素の画素値)の補正量が決定される。即ち、第 1の部分信号 のレベル (注目画素の画素値)に対する補正量とは、スライス部 72から出力され加算 部 73に入力される信号 1のうちの注目画素に対応する第 4の部分信号のレベルであ る。そして、加算部 73において、信号 bのうちの第 1の部分信号のレベル (注目画素 の画素値)に対して、信号 1のうちの第 4の部分信号のレベル (補正量)が加算される ことで、第 1の部分信号のレベルが補正されるのである。
[0163] 従って、可変 DL部 52の第 1の遅延時間 Tと、可変 DL部 53の第 2の遅延時間 Tとを 、注目画素における移動速度に応じて適切に可変させることで、注目画素に対する 補正量 (信号 1のうちの第 4の部分信号のレベル)を適切に可変させることができる。 [0164] 換言すると、信号 aのうちの上述した第 2の部分信号のレベルとは、移動ベクトルの 方向または逆方向に、第 1の遅延時間 Tに対応する N画素分だけ注目画素力 離間 した第 1の他の画素の画素値に相当する。同様に、信号 cのうちの上述した第 3の部 分のレベルとは、移動ベクトルの方向または逆方向に、第 2の遅延時間 Tに対応する M ( = N)画素分だけ注目画素から離間した第 2の他の画素の画素値に相当する。
[0165] 従って、信号 1のうちの第 4の部分信号のレベルとは、注目画素の画素値、第 1の他 の画素の画素値、および第 2の他の画素の画素値に基づ!/、て決定された補正量で あると言える。また、可変 DL部 52の第 1の遅延時間 Tと可変 DL部 53の第 2の遅延 時間 Tとを、注目画素の移動速度に応じて可変させることとは、結局、第 1の他の画 素と第 2の他の画素として採用する画素を、注目画素の移動速度に応じて可変させ ることであると言える。
[0166] 以上のように、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13は、注目画素の移動速度に応じ て第 1の他の画素と第 2の他の画素とを適切に可変することで、入力画像 (入力信号 a)に比較して、撮像ボケによって鈍った分だけ (必要な分だけ)エッジ部分が立った 信号を出力画像(出力信号 m)として出力することが可能になる。これにより、各フレ ーム内の撮像ボケに起因する劣化部分 (ボケ画像)が劣化前の状態 (ボケ画像がな い状態)にほぼ回復し、その結果、鮮明な映像が図示せぬ表示装置に表示されるの である。
[0167] なお、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13にスライス部 72が仮に設けられな力つた 場合には、例えば図 8の信号 nが出力画像の信号として出力部 56から出力されること になる。この場合、例えば上向きのパルスではレベルが高くなつて、図示せぬ表示装 置に表示される画像が不自然になる。また下向きのパルスではパルスの中央に大き な凹部が形成されて、図示せぬ表示装置に表示される画像が不自然になる。
[0168] これに対して、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13においては、スライス部 72が設 けられているので、このような不自然な画像の形成を防止することが可能になる。
[0169] また、上述したように、図 7の例の撮像ボケ抑制処理部 13の補正部 54— 1は、可変 DL部 52と可変 DL部 53との入出力信号のうちの所定の 2つの信号を減算して得ら れる減算信号のうちの、 3つの減算信号をそれぞれ全波整流して負号ィ匕し、これらの 3つの信号に対して所定の演算処理を施した後に、負極性の信号成分である信号 1 のみを取り出して、その信号 1を、注目画素に対する補正量として利用する。これによ り、プリシュート及びオーバーシュートが付加されることがない出力信号、例えば図 8 の出力信号 mが得られる。
[0170] 即ち、本発明の目的は、撮像ボケ後の画像信号を撮像ボケ前の画像信号に戻す( 近づける)ことである。撮像ボケ前の画像信号のエッジ部分には、当然ながらプリシュ ートとオーバーシュートとは付加されていない。従って、撮像ボケ抑制処理部 13の出 力信号にプリシュートまたはオーバーシュートが付加されている場合、その出力信号 は、撮像ボケ前の画像信号が復元された信号であるとは言い難い。即ち、撮像ボケ の抑制を目的とする補正としては過補正となっている。そこで、図 7の例の撮像ボケ 抑制処理部 13では、プリシュートとオーバーシュートとが付加されていない出力信号 、即ち、撮像ボケ前の画像信号により近い画像信号を出力するようにしているのであ る。
[0171] 以上、第 1の遅延部、第 2の遅延部、補正部、および、遅延時間変更部を備える撮 像ボケ抑制処理部 13として、図 7の構成を有する撮像ボケ抑制処理部 13につ ヽて 説明したた。ただし、第 1の遅延部、第 2の遅延部、補正部、および、遅延時間変更 部を備える撮像ボケ抑制処理部 13は、当然ながら図 7の例に限定されず、様々な実 施の形態を取ることが可能である。
[0172] 具体的には例えば、第 1の遅延部、第 2の遅延部、補正部、および、遅延時間変更 部を備える撮像ボケ抑制処理部 13は、上述した図 7の構成の他、図 9に示されるよう に構成することもできる。即ち、図 9は、撮像ボケ抑制処理部 13の機能的構成の図 5 、図 6、および図 7とは異なる実施例を示している。
[0173] なお、図 9の例の撮像ボケ抑制処理部 13において、図 7の例の撮像ボケ抑制処理 部 13と同一の機能と構成を有するブロックについては、図 7と対応する符号を付して ある。
[0174] 図 9の例の撮像ボケ抑制処理部 13は、入力部 51、第 1の遅延部である可変 DL部 52、第 2の遅延部である可変 DL部 53、補正部 54— 2、遅延時間変更部 55、および 、出力部 56から構成される。補正部 54— 2には、図 7の補正部 54—1にも設けられて いる減算部 61乃至加算部 73に加えて、極性反転部 74乃至乗算部 84がさらに設け られている。
[0175] 即ち、図 7と図 9とを比較するに、入力部 51、可変 DL部 52、可変 DL部 53、遅延時 間変更部 55、出力部 56、および、補正部 54— 2のうちの減算部 61乃至加算部 73ま での構成は同一とされている。
[0176] そこで、以下、図 10に示される各信号を参照しつつ、図 9の例の撮像ボケ抑制処理 部 13のうちの図 7の例とは異なる部分、即ち、極性反転部 74乃至乗算部 84の詳細 な構成 (各ブロックの接続形態)とその動作についてさらに説明する。即ち、図 10は、 図 9の例の撮像ボケ抑制処理部 13のうちの図 7の例とは異なる各ブロックのそれぞれ の出力信号の例を示すタイミングチャートである。
[0177] 例えばいま、図 9のスライス部 72からは、図 8の信号 1と同一の図 10の信号 aaが出力 されているとする。ただし、このスライス部 72の出力信号 aaは、図 9の例では、加算部
73に供給されずに、乗算部 84に供給されている。
[0178] なお、図 10においては、このスライス部 72の出力信号 aaを含む信号 aa乃至信号 nn は、図 8の信号 1を含む信号 a乃至 nに比較して振幅が 2倍にされている。図 10の信号 aa乃至信号 nnの時間変化を明瞭にするためである。
[0179] また、図 9の減算部 64からは、例えば図 8の信号 fと同一の図 10の信号 bbが出力さ れている。ただし、この減算部 64の出力信号 bbは、全波整流部 65に供給される他さ らに、 MAX出力部 75と MIN出力部 76とに供給されている。
[0180] また、図 9の減算部 67の出力信号は、全波整流部 68に供給される他さらに、極性 反転部 74に供給されて ヽる。極性反転部 74に供給された信号はその極性が反転さ れて、その結果、例えば図 10の信号 ccが得られ、この信号 ccが MAX出力部 77と Ml
N出力部 78とに供給されている。
[0181] また、 MAX出力部 75、 MIN出力部 76、 MAX出力部 77、および、 MIN出力部 78 のそれぞれには、交流接地電位が供給される。
[0182] これによつて、 MAX出力部 75からは、例えば図 10に示されるような、減算部 64の 出力信号 bbの正極性の部分である信号 ddが出力されて、加算部 79に供給される。
MIN出力部 76からは、例えば図 10に示されるような、減算部 64の出力信号 bbの負 極性の部分である信号 ggが出力されて、加算部 81に供給される。 MAX出力部 77か らは、例えば図 10に示されるような、極性反転部 74の出力信号 ccの正極性の部分で ある信号 11^出力されて、加算部 81に供給される。 MIN出力部 78からは、例えば図 10に示されるような、極性反転部 74の出力信号 ccの負極性の部分である信号 eeが 出力されて、加算部 79に供給される。
[0183] 加算部 79は、 MAX出力部 75の出力信号 ddと、 MIN出力部 78の出力信号 eeとを 加算し、その結果得られる例えば図 10の信号 hhをインバーターアンプ 80に供給する 加算部 81は、 MIN出力部 76の出力信号 ggと、 MAX出力部 77の出力信号 ffとをカロ 算し、その結果得られる例えば図 10の信号 jjをインバーターアンプ 82に供給する。
[0184] インバーターアンプ 80は、加算部 79の出力信号 hhの極性を反転して矩形波に成 形し、その結果得られる例えば図 10の信号 iiを加算部 83に供給する。同様に、イン バーターアンプ 82は、加算部 81の出力信号 jjの極性を反転して矩形波に成形し、そ の結果得られる例えば図 10の信号 kkを加算部 83に供給する。
[0185] 加算部 83は、インバーターアンプ 80の出力信号 iiと、インバーターアンプ 82の出 力信号 kkとを加算し、その結果得られる例えば図 10の信号 11を乗算部 84に供給する
[0186] このようにして、乗算部 84においては、加算部 83の出力信号 11とスライス部 72の出 力信号 aaが供給されるので、それらの信号 11と信号 aaとが乗算され、その結果得られ る例えば図 10の信号 mm、即ち、スライス部 72の出力信号 aaの傾きの符号が変化し た部分の極性が反転された信号 mmが出力される。
[0187] そしてこの乗算部 84の出力信号 mmが補正信号として加算部 73に供給されて、こ の加算部 73において、この補正信号 mm力 上述した可変 DL部 52の出力信号(図 8 の信号 bと同一の信号)に加算され、その結果得られる例えば図 10の信号 nn力 出 力画像の信号として出力部 56を介して出力されるのである。
[0188] 以上説明したように、図 9の例の撮像ボケ抑制処理部 13は、図 7の例に対してさら に、減算信号 bb, ccの正極性の部分と負極性の部分とを分離し、これらの信号に対し て所定の演算処理を施して、その結果得られる矩形波信号 11を用いて補正信号 aaの 極性を制御することによって、さらに出力信号の輪郭を鋭角にした (エッジを急峻に する)補正を行うことができる。
[0189] 以上、本発明が適用される図 1の画像処理装置 1のうちの撮像ボケ抑制処理部 13 の実施の形態として、図 5、図 6、図 7、および図 9の機能的構成をそれぞれ有する撮 像ボケ抑制処理部 13につ 、て説明した。
[0190] これらの機能的構成を有する撮像ボケ抑制処理部 13は、各画素値の補正を行う際 、上述した例では、移動速度 (移動ベクトルの絶対値)をパラメータとして使用した力 この移動速度の他、撮像ボケの特性を示すパラメータであれば任意のパラメータを使 用することができる。
[0191] 具体的には例えば、撮像ボケ抑制処理部 13は、撮像ボケの特性を示すパラメータ として、処理対象の動画像を撮影した時点のカメラのシャツタ速度を利用することがで きる。
なぜならば、例えば図 11に示されるように、シャツタ速度が違うと同図中の時間 Ts分 だけ撮像ボケの度合 ヽも異なるカゝらである。
[0192] 即ち、図 11において、上側の図は、シャツタ速度がフレーム速度と同一の 1/30秒で ある場合の図を示しており、下側の図は、シャツタ速度がフレーム速度よりも早い(1/3 0-Ts)秒である場合の図を示している。図 11の両図とも、横軸は時間軸を表しており 、縦軸はシャツタ開口時間の割合を表している。シャツタ開口時間の割合とは、例え ば、シャツタ速度を V [秒] (Vは、 0以上の任意の値)とし、シャツタが開口された第 1の 時刻の割合を 0%とし、第 1の時刻から V [秒]が経過してシャツタが閉じる第 2の時刻 の割合を 100%とし、かつ、第 1の時刻力も現時刻までの時間 Ta [秒] (Taは、 0以上 V以下の任意の正値)とした場合に、(Ta/V) X 100[%]で示される割合である。こ の場合、図 11の両図の縦軸において、時間軸と接する値が 100[%]になり、最大値( 各直線の最上位の値)が 0[%]になる。即ち、図 11の両図の縦軸においては、下方 にいく程、シャツタ開口時間の割合は大きくなつていくのである。
[0193] 例えばいま、カメラの 1つの検出素子力 フレーム内の 1つの画素に対応していると する。この場合、図 11の上側の図に示されるように、シャツタ速度が 1/30秒であるとき には、カメラの 1つの検出素子からは、シャツタが開口している 1/30秒間に入射された 光の積分値が、対応する画素の画素値として出力される。これに対して、シャツタ速 度が(l/30-Ts)秒である場合には、カメラの 1つの検出素子からは、シャツタが開口し ている(l/30-Ts)秒間に入射された光の積分値が、対応する画素の画素値として出 力される。
[0194] 即ち、シャツタ速度は、検出素子における光の蓄積時間に対応している。従って、 例えば、実空間において所定の検出素子の前を横切って移動するオブジェクトが存 在する場合、シャツタ速度が(l/30-Ts)秒のときよりも 1/30秒のときの方力 その検出 素子には、オブジェクトに対応する光とは異なる光、例えば、背景の光が時間 Ts [秒] 分だけ多く入射されてしまうことになる。これにより、シャツタ速度が(l/30-Ts)秒のと きよりも 1/30秒のときの方力 1つの検出素子から出力される画素値の中に、オブジェ タトとは異なる背景等の光の蓄積値が混合される割合が多くなつてしまう。その結果、 撮像ボケの度合 ヽが大きくなつてしまう。
[0195] 以上の内容をまとめると、シャツタ速度が遅くなればなるほど、撮像ボケの度合いが 大きくなる。即ち、シャツタ速度は、撮像ボケの一特性を示していると言える。従って、 シャツタ速度も、移動速度と同様に、撮像ボケの特性を示すパラメータとして利用する ことが可能である。
[0196] なお、このようなシャツタ速度が、撮像ボケの特性を示すパラメータとして利用される 場合には、図 1の撮像ボケ特性検出部 12は、例えば、高フレームレート変換部 11か ら供給された動画像 (データ)に付加されているヘッダ情報などを解析することで、各 フレームのシャツタ速度を検出し、それらを撮像ボケの特性を示すパラメータとして、 撮像ボケ抑制処理部 13に供給することができる。撮像ボケ抑制処理部 13は、例えば 、移動速度の代わりにこのシャツタ速度を利用して上述した一連の処理を実行するこ とで、各画素値を適切に補正することができる。このシャツタ速度を利用する場合の 撮像ボケ抑制処理部 13の構成は、移動速度を利用する場合のそれと基本的に同様 の構成を取ることができる。即ち、上述した図 5、図 6、図 7、および図 9のいずれの機 能的構成を有する撮像ボケ抑制処理部 13も、シャツタ速度をパラメータ値として利用 して上述した一連の処理を実行することで、各画素値を適切に補正することができる [0197] 以上、本発明が適用される画像処理装置の実施の形態として、図 1に示される機能 的構成を有する画像処理装置 1について説明したが、本発明は、図 1の例に限定さ れず、その他様々な実施の形態を取ることが可能である。
[0198] 具体的には例えば、図 12乃至図 15のそれぞれには、本発明が適用される画像処 理装置の他の実施の形態の機能ブロック図が示されている。
[0199] 例えば、図 12の画像処理装置 101は、図 1の画像処理装置 1と同様に、高フレーム レート変換部 11、撮像ボケ特性検出部 12、および、撮像ボケ抑制処理部 13から構 成される。
[0200] ただし、図 12の画像処理装置 101においては、撮像ボケ抑制処理部 13の補正処 理の対象は、画像処理装置 101の入力動画像、即ち、高フレームレート変換部 11に より高フレームレート変換処理が施される前の動画像である。このため、撮像ボケ特 性検出部 12も、高フレームレート変換部 11により高フレームレート変換処理が施され る前の動画像の中から、撮像ボケの特性を示すパラメータの値を検出し、その検出 結果を撮像ボケ抑制処理部 13に供給して 、る。
[0201] 従って、図 12の画像処理装置 101の画像処理は、図 3の画像処理のうちの、ステツ プ Sl、 S3、 S4、 S2、および S5のそれぞれの処理がその順番で実行される処理とな る。
[0202] また、例えば、図 13の画像処理装置 102は、図 1の画像処理装置 1や図 12の画像 処理装置 101と同様に、高フレームレート変換部 11、撮像ボケ特性検出部 12、およ び、撮像ボケ抑制処理部 13から構成される。
[0203] この図 13の画像処理装置 102においては、撮像ボケ抑制処理部 13の補正処理の 対象は、図 1の画像処理装置 1と同様に、入力動画像に対して高フレームレート変換 処理が高フレームレート変換部 11により施された結果得られる動画像である。即ち、 撮像ボケ抑制処理部 13は、高フレームレート変換処理が施された後の動画像に対し て補正処理を施す。
[0204] ただし、図 13の画像処理装置 102の撮像ボケ特性検出部 12は、入力動画像の中 から、即ち、高フレームレート変換部 11により高フレームレート変換処理が施される前 の動画像の中から、撮像ボケの特性を示すパラメータを検出し、その検出結果を撮 像ボケ抑制処理部 13に供給している。即ち、図 13の画像処理装置 102の撮像ボケ 抑制処理部 13は、高フレームレート変換処理が施される前の動画像の中力 検出さ れたパラメータの値を利用して、各画素値を補正して 、る。
[0205] 以上のことから、図 13の画像処理装置 102の画像処理も、図 3の画像処理と同様 の流れで実行される処理、即ち、ステップ Sl、 S2、 S3、 S4、および S5のそれぞれの 処理がその順番で実行される処理となる。ただし、ステップ S3の処理は、「高フレー ムレート変換処理が施される前の動画像、即ち、ステップ S1の処理で入力された動 画像を構成する各フレームのそれぞれの中から、撮像ボケの特性を示すパラメータ の値を検出する」という処理になる。
[0206] このような図 12の画像処理装置 101と図 13の画像処理装置 102とに対して、図 14 の画像処理装置 112と図 15の画像処理装置 131とは、高フレームレート変換部 11と 撮像ボケ抑制処理部 13とから構成され、撮像ボケ特性検出部 12はその構成要素に 含んでいない。
[0207] 即ち、図 14と図 15に示されるように、撮像ボケ特性検出部 12は、他の画像処理装 置 111 (以下、図面の記載にあわせて、画像信号生成装置 111と称する)内に重畳 部 121とともに設けられて ヽる。この画像信号生成装置 111に入力された動画像は、 撮像ボケ特性検出部 12と重畳部 121とに供給される。撮像ボケ特性検出部 12は、こ の動画像の中から、撮像ボケの特性を示すパラメータの値を検出し、重畳部 121〖こ 供給する。重畳部 121は、この動画像に対して、撮像ボケの特性を示すパラメータの 値を重畳し、その結果得られる信号を出力する。
[0208] 従って、図 14の画像処理装置 112と図 15の画像処理装置 131には、撮像ボケの 特性を示すパラメータの値が重畳された動画像 (信号)が画像信号生成装置 111か ら供給されてくる。
[0209] そこで、例えば、図 14の画像処理装置 112では、撮像ボケ抑制処理部 13が、撮像 ボケの特性を示すパラメータの値と動画像とを分離して、分離された動画像を構成す る各フレームのそれぞれにつ ヽて、分離された撮像ボケの特性を示すパラメータの 値に基づ 、て各画素値を補正する。
[0210] 次に、高フレームレート変換部 11が、撮像ボケ抑制処理部 13により補正された動 画像に対して高フレームレート変換処理を施し、その結果得られる動画像、即ち、高 フレームレートに変換され、かつ補正がなされた動画像を出力する。
[0211] 以上のことから、図 14の画像処理装置 112の画像処理は、図 3の画像処理のうち の、ステップ Sl、 S4、 S2、および S 5のそれぞれの処理がその順番で実行される処 理となる。
[0212] これに対して、例えば、図 15の画像処理装置 131では、高フレームレート変換部 1 1が、撮像ボケの特性を示すパラメータの値と動画像とを分離して、分離された動画 像に対して高フレームレート変換処理を施し、その結果得られる動画像、即ち、高フ レームレートに変換された動画像を撮像ボケ抑制処理部 13に供給する。このとき、高 フレームレート変換部 11により分離された撮像ボケの特性を示すパラメータの値も、 撮像ボケ抑制処理部 13に供給される。
[0213] 次に、撮像ボケ抑制処理部 13が、高フレームレートに変換された動画像を構成す る各フレームのそれぞれにつ 、て、撮像ボケの特性を示すパラメータの値に基づ!/ヽ て各画素値を補正し、その結果得られる動画像、即ち、補正がなされ、かつ高フレー ムレートに変換された動画像を出力する。
[0214] ところで、上述した図 1の画像処理装置 1、図 12の画像処理装置 101、図 13の画 像処理装置 102、図 14の画像処理装置 112、または、図 15の画像処理装置 131に おいて、高フレームレート変換部 11は、撮像ボケ特性検出部 12で検出されたパラメ 一タの値を利用してアップコンバート処理を実行することができる。このアップコンパ ート処理が実行されているときには、通常、動き補償型フレーム補間が行われている ことが多い。また、上述したように、撮像ボケ特性検出部 12は、パラメータの値として 移動ベクトルを検出することができる。従って、高フレームレート変換部 11は、撮像ボ ケ特性検出部 12で検出された移動べ外ルを利用して動き補償型フレーム補間処理 を実行することができる。
[0215] ところで、上述した一連の処理(或!/、はそのうちの一部分の処理)は、ハードウェア により実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。
[0216] この場合、図 1の画像処理装置 1全体若しくはその一部分 (例えば、撮像ボケ抑制 処理部 13等)、図 12の画像処理装置 101全体若しくはその一部分、図 13の画像処 理装置 102全体若しくはその一部分、図 14の画像処理装置 112全体若しくはその 一部分、および、図 15の画像処理装置 131全体若しくはその一部分は、例えば、図 16に示されるようなコンピュータで構成することができる。
[0217] 図 16において、 CPU (Central Processing Unit) 201 ROM (Read Only Memory) 202に記録されているプログラム、または記憶部 208から RAM (Random Access Mem ory) 203にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。 RAM203にはま た、 CPU201が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶され る。
[0218] CPU201, ROM202,および RAM203は、バス 204を介して相互に接続されている 。このバス 204にはまた、入出力インタフェース 205も接続されている。
[0219] 入出力インタフェース 205には、キーボード、マウスなどよりなる入力部 206、デイス プレイなどよりなる出力部 207、ハードディスクなどより構成される記憶部 208、および 、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部 209が接続されている。通信 部 209は、インターネットを含むネットワークを介して他の画像処理装置との通信処理 を行う。
[0220] 入出力インタフェース 205にはまた、必要に応じてドライブ 210が接続され、磁気デ イスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記 録媒体 311が適宜装着され、それら力 読み出されたコンピュータプログラムが、必 要に応じて記憶部 208にインストールされる。
[0221] 一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成する プログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種の プログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎 用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
[0222] このようなプログラムを含む記録媒体は、図 16に示されるように、装置本体とは別に 、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁 気ディスク(フロッピディスクを含む)、光ディスク(CD- ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む)、光磁気ディスク(MD (Min卜 Disk)を 含む)、もしくは半導体メモリなどよりなるリムーバブル記録媒体 (パッケージメディア) 211により構成されるだけでなぐ装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提 供される、プログラムが記録されている ROM202や、記憶部 208に含まれるハードデ イスクなどで構成される。
[0223] なお、本明細書にぉ 、て、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは 、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理 されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
[0224] また、上述したように、本明細書にぉ 、て、システムとは、複数の処理装置や処理 部により構成される装置全体を表すものである。
[0225] さらにまた、上述の各種実施の形態で実行される高フレームレート変換処理におい て、入力映像信号の第 1のフレームレート(フレーム周波数)と、出力映像信号の第 2 のフレームレート(フレーム周波数)との組み合わせは、特に限定されず任意の組み 合わせで良い。具体的には例えば、入力映像信号の第 1のフレームレートとして 60 ( または 30)〔1¾〕を採用し、かつ、出力映像信号の第 2のフレームレートとして 120[H z]を採用することができる。例えば、入力映像信号の第 1のフレームレートとして 60 ( または 30)〔1¾〕を採用し、かつ、出力映像信号の第 2のフレームレートとして 240 [H z]を採用することができる。例えば、入力映像信号の第 1のフレームレートとして、 PA L (Phase Alternation by Line)方式に対応する 50〔Hz〕を採用し、かつ、出力映像信 号の第 2のフレームレートとして 100 [Hz]や 200 [Hz]を採用することができる。例え ば、入力映像信号の第 1のフレームレートとして、テレシネに対応する 48〔Hz〕を採用 し、かつ、出力映像信号の第 2のフレームレートとしてそれ以上の所定の周波数を採 用することができる。
[0226] なお、このような既存のテレビジョン方式等に由来する入力映像信号に対して、上 述の各種実施の形態における高フレームレート変換処理を施すことで、既存のコンテ ンッを高品位に表示することが可能になる。

Claims

請求の範囲
[1] 所定の撮影装置により撮影された動画像を、アクセスユニットを単位として処理する 画像処理装置において、
前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも 高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換手段と、 前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、前記撮影装 置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの 値を 1以上検出する検出手段と、
前記高レート変換手段による前記高レート変換処理が実行される前または後に、前 記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれについて、前記検出手 段により検出された前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応 する 1以上の値に基づいて、処理対象の前記アクセスユニットを構成する各画素値を 補正する補正手段と を備えることを特徴とする画像処理装置。
[2] 前記高レート変換手段は、前記検出手段で検出された前記パラメータの値を利用 して前記高レート変換処理を実行する
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[3] 前記第 1のレートは、前記撮影装置により前記動画像が撮影されたときのアクセス ユニットのレートである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[4] 前記検出手段は、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれ について、処理対象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの少なくと も 1つの画素における移動ベクトルのそれぞれを、前記パラメータの値として検出する ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[5] 前記高レート変換手段は、前記高レート変換処理の少なくとも一部として、前記検 出手段で検出された前記移動べ外ルを利用する動き補償型フレーム補間処理を実 行する
ことを特徴とする請求項 4に記載の画像処理装置。
[6] 前記検出手段は、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれ が前記撮影装置により撮影されたときの前記撮影装置のシャツタ速度のそれぞれを、 前記パラメータの値として検出する
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[7] 前記補正手段は、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
前記検出手段により検出された 1以上の前記パラメータの値のうちの前記注目画素 に対応する値に応じて、前記撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換するフィ ルタ特性変換手段と、
前記フィルタ特性変換手段により特性が変換された前記ローパスフィルタの逆フィ ルタを生成する逆フィルタ生成手段と、
処理対象の前記アクセスユニットのうちの前記注目画素を含む所定のブロックに対 して、前記逆フィルタ生成手段により生成された前記逆フィルタをかけることで、前記 注目画素の画素値を補正するフィルタリング手段と
を有することを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[8] 前記補正手段は、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
前記検出手段により検出された 1以上の前記パラメータの値のうちの前記注目画素 に対応する値に応じて、前記撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換するフィ ルタ特性変換手段と、
処理対象の前記アクセスユニットのうちの前記注目画素を含む所定のブロックに対 して、前記フィルタ特性変換手段により特性が変換された前記ローパスフィルタをか け、その結果得られる前記注目画素の補正された画素値を第 1の値として出力する フィルタリング手段と、
前記注目画素の補正前の画素値と、前記フィルタリング手段から出力された前記第 1の値との差分を演算し、その結果得られる差分値を第 2の値として出力する減算手 段と、
前記減算手段から出力された前記第 2の値を、前記注目画素の補正前の前記画 素値に加算し、その結果得られる加算値を、前記注目画素の補正後の画素値として 出力する加算手段と
を有することを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[9] 前記補正手段は、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
処理対象の前記アクセスユニットのうちの、前記注目画素を含む所定の方向に連 続して並ぶ画素群に対応する第 1の画像信号が順次入力され、入力された前記第 1 の画像信号を、 N画素分 (Nは 1以上の整数値)に対応する第 1の遅延時間だけ遅延 させ、その結果得られる第 2の画像信号を出力する第 1の遅延手段と、
第 1の遅延手段力 出力された前記第 2の画像信号が順次入力され、入力された 前記第 2の画像信号を、 M画素分 (Mは、 Nを含む 1以上の整数値)に対応する第 2 の遅延時間だけ遅延させ、その結果得られる第 3の画像信号を出力する第 2の遅延 手段と、
前記第 1の遅延手段に入力された前記第 1の画像信号、前記第 1の遅延手段から 出力されて前記第 2の遅延手段に入力された前記第 2の画像信号、および、前記第 2の遅延手段から出力された前記第 3の画像信号を利用して、前記注目画素の画素 値を補正する画素値補正手段と、
前記検出手段により検出された前記パラメータの値のうちの前記注目画素に対応 する値に応じて、前記第 1の遅延手段の前記第 1の遅延時間を変更するとともに、前 記第 2の遅延手段の前記第 2の遅延時間を変更する遅延時間変更手段と
を有することを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[10] 前記第 1のレートは 30Hzであり、前記第 2のレートは 120Hzである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。 [11] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレート 120Hzである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[12] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレートは 240Hzである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[13] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 100Hzである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[14] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 200Hzである
ことを特徴とする請求項 1に記載の画像処理装置。
[15] 所定の撮影装置により撮影された動画像を、アクセスユニットを単位として処理する 画像処理装置の画像処理方法にぉ 、て、
前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも 高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ステップと、 前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、前記撮影装 置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの 値を 1以上検出する検出ステップと、
前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれについて、前記検 出ステップの処理により検出された前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセス ユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象の前記アクセスユニットを構成 する各画素値を補正する補正ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
[16] 前記高レート変換ステップは、前記検出ステップの処理により検出された前記パラメ 一タの値を利用して前記高レート変換処理を実行するステップである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[17] 前記第 1のレートは、前記撮影装置により前記動画像が撮影されたときのアクセス ユニットのレートである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[18] 前記検出ステップは、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞ れについて、処理対象の前記アクセスユニットを構成する各画素のうちの少なくとも 1 つの画素における移動ベクトルのそれぞれを、前記パラメータの値として検出する処 理を含む
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[19] 前記高レート変換ステップは、前記高レート変換処理の少なくとも一部として、前記 検出ステップの処理により検出された前記移動ベクトルを利用する動き補償型フレー ム補間処理を実行するステップである
ことを特徴とする請求項 18に記載の画像処理方法。
[20] 前記検出ステップは、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞ れが前記撮影装置により撮影されたときの前記撮影装置のシャツタ速度のそれぞれ を、前記パラメータの値として検出する処理を含む
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[21] 前記補正ステップは、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
前記注目画素に対するステップとして、
前記検出ステップの処理により検出された 1以上の前記パラメータの値のうちの前 記注目画素に対応する値に応じて、前記撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を 変換するフィルタ特性変換ステップと、
前記フィルタ特性変換ステップの処理により特性が変換された前記ローパスフィ ルタの逆フィルタを生成する逆フィルタ生成ステップと、
処理対象の前記アクセスユニットのうちの前記注目画素を含む所定のブロックに 対して、前記逆フィルタ生成ステップの処理により生成された前記逆フィルタをかける ことで、前記注目画素の画素値を補正するフィルタリングステップと
を含むことを特徴とする請求項 15に記載の情報処理方法。
[22] 前記補正ステップは、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
前記注目画素に対するステップとして、 前記検出ステップの処理により検出され た 1以上の前記パラメータの値のうちの前記注目画素に対応する値に応じて、前記 撮像ボケを示すローパスフィルタの特性を変換するフィルタ特性変換ステップと、 処理対象の前記アクセスユニットのうちの前記注目画素を含む所定のブロックに 対して、前記フィルタ特性変換ステップの処理により特性が変換された前記ローパス フィルタをかけ、その結果得られる前記注目画素の補正された画素値を第 1の値とし 前記注目画素の補正前の画素値と、前記フィルタリングステップの処理結果として 出力された前記第 1の値との差分を演算し、その結果得られる差分値を第 2の値とし て出力する減算ステップと、
前記減算ステップの処理結果として出力された前記第 2の値を、前記注目画素の 補正前の前記画素値に加算し、その結果得られる加算値を、前記注目画素の補正 後の画素値として出力する加算ステップと
を含むことを特徴とする請求項 15に記載の情報処理方法。
前記補正ステップは、
前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ 、て、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する前記各画素のうちの処理対象として注目すべき 画素を注目画素として設定し、
前記注目画素に対するステップとして、
処理対象の前記アクセスユニットのうちの、前記注目画素を含む所定の方向に連 続して並ぶ画素群に対応する第 1の画像信号が順次入力され、入力された前記第 1 の画像信号を、 N画素分 (Nは 1以上の整数値)に対応する第 1の遅延時間だけ遅延 させ、その結果得られる第 2の画像信号を出力する第 1の遅延ステップと、
第 1の遅延ステップの処理結果として出力された前記第 2の画像信号が順次入力 され、入力された前記第 2の画像信号を、 M画素分 (Mは、 Nを含む 1以上の整数値 )に対応する第 2の遅延時間だけ遅延させ、その結果得られる第 3の画像信号を出力 する第 2の遅延ステップと、
前記第 1の遅延ステップの処理対象として入力された前記第 1の画像信号、前記 第 1の遅延ステップの処理結果として出力されて前記第 2の遅延ステップの処理対象 として入力された前記第 2の画像信号、および、前記第 2の遅延ステップの処理結果 として出力された前記第 3の画像信号を利用して、前記注目画素の画素値を補正す る画素値補正ステップと、
前記検出ステップの処理により検出された前記パラメータの値のうちの前記注目 画素に対応する値に応じて、前記第 1の遅延ステップの前記第 1の遅延時間を変更 するとともに、前記第 2の遅延ステップの前記第 2の遅延時間を変更する遅延時間変 更ステップと
を含むことを特徴とする請求項 15に記載の情報処理方法。
[24] 前記第 1のレートは 30Hzであり、前記第 2のレートは 120Hzである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[25] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレート 120Hzである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[26] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレートは 240Hzである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[27] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 100Hzである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[28] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 200Hzである
ことを特徴とする請求項 15に記載の画像処理方法。
[29] 所定の撮影装置により撮影された動画像に対して、アクセスユニットを単位として施 す画像処理の制御を行うコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも 高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ステップと、 前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、前記撮影装 置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの 値を 1以上検出する検出ステップと、 前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれについて、前記検 出ステップの処理により検出された前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセス ユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象の前記アクセスユニットを構成 する各画素値を補正する補正ステップと
を含むプログラムを記録していることを特徴とする記録媒体。
[30] 所定の撮影装置により撮影された動画像に対して、アクセスユニットを単位として施 す画像処理の制御を行うコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートからそれよりも 高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ステップと、 前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、て、前記撮影装 置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示すパラメータの 値を 1以上検出する検出ステップと、
前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれについて、前記検 出ステップの処理により検出された前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセス ユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象の前記アクセスユニットを構成 する各画素値を補正する補正ステップと
を含むことを特徴とするプログラム。
[31] 所定の撮影装置により撮影された動画像と、
前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、ての、前記撮影 装置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上の パラメータの値と
が他の画像処理装置から供給されてきた場合、その動画像に対して処理を施す画 像処理装置において、
前記他の画像処理装置力 供給された前記動画像におけるアクセスユニットのレ ートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高レート変換処 理を実行する高レート変換手段と、 前記高レート変換手段による前記高レート変換処理が実行される前または後に、前 記他の画像処理装置から供給された前記動画像を構成する複数の前記アクセスュ ニットのそれぞれにつ 、て、前記他の画像処理装置力 供給された前記パラメータの 値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対象 の前記アクセスユニットを構成する各画素値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
[32] 前記第 1のレートは 30Hzであり、前記第 2のレートは 120Hzである
ことを特徴とする請求項 31に記載の画像処理装置。
[33] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレート 120Hzである
ことを特徴とする請求項 31に記載の画像処理装置。
[34] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレートは 240Hzである
ことを特徴とする請求項 31に記載の画像処理装置。
[35] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 100Hzである
ことを特徴とする請求項 31に記載の画像処理装置。
[36] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 200Hzである
ことを特徴とする請求項 31に記載の画像処理装置。
[37] 所定の撮影装置により撮影された動画像と、
前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、ての、前記撮影 装置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上の パラメータの値と
が他の画像処理装置から供給されてきた場合、その動画像に対して処理を施す画 像処理装置の画像処理方法にぉ 、て、
前記他の画像処理装置力 供給された前記動画像におけるアクセスユニットのレ ートを、現在の第 1のレートからそれよりも高 、第 2のレートに変換する高レート変換処 理を実行する高レート変換ステップと、
前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、前記他の画像処理装置から供給された前記動画像を構成する複数の前記アクセス ユニットのそれぞれにつ 、て、前記他の画像処理装置力 供給された前記パラメータ の値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1以上の値に基づいて、処理対 象の前記アクセスユニットを構成する各画素値を補正する補正ステップと
を含むことを特徴とする画像処理方法。
[38] 前記第 1のレートは 30Hzであり、前記第 2のレートは 120Hzである
ことを特徴とする請求項 37に記載の画像処理方法。
[39] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレート 120Hzである
ことを特徴とする請求項 37に記載の画像処理方法。
[40] 前記第 1のレートは 60Hzであり、前記第 2のレートは 240Hzである
ことを特徴とする請求項 37に記載の画像処理方法。
[41] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 100Hzである
ことを特徴とする請求項 37に記載の画像処理方法。
[42] 前記第 1のレートは 50Hzであり、前記第 2のレートは 200Hzである
ことを特徴とする請求項 37に記載の画像処理方法。
[43] 所定の撮影装置により撮影された動画像と、
前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、ての、前記撮影 装置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上の パラメータの値と
が与えられた場合、その動画像に対する画像処理の制御を行うコンピュータに実行 させるプログラムであって、
与えられた前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートか らそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ス テツプと、
前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、与えられた前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ ヽ て、与えられた前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1 以上の値に基づ!/、て、処理対象の前記アクセスユニットを構成する各画素値を補正 する補正ステップと を含むプログラムを記録して ヽることを特徴とする記録媒体。
[44] 所定の撮影装置により撮影された動画像と、 前記動画像を構成する複数のアクセスユニットのそれぞれにつ 、ての、前記撮影 装置により前記動画像が撮影されるときに発生する撮像ボケの特性を示す 1以上の パラメータの値と
が与えられた場合、その動画像に対する画像処理の制御を行うコンピュータに実行 させるプログラムであって、
与えられた前記動画像におけるアクセスユニットのレートを、現在の第 1のレートか らそれよりも高い第 2のレートに変換する高レート変換処理を実行する高レート変換ス テツプと、
前記高レート変換ステップによる前記高レート変換処理が実行される前または後に 、与えられた前記動画像を構成する複数の前記アクセスユニットのそれぞれにつ ヽ て、与えられた前記パラメータの値のうちの処理対象のアクセスユニットに対応する 1 以上の値に基づ!/、て、処理対象の前記アクセスユニットを構成する各画素値を補正 する補正ステップと を含むことを特徴とするプログラム。
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