(57)【要約】【課題】フレームレート変換時に動画像の画質に急激な変化が生じることを抑制するフレームレート変換装置を提供する。【解決手段】本発明に係るフレームレート変換装置１００は、所定の条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる動き補償強度を、開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定する動き補償強度設定部１１４を備えている。【選択図】図１
2010252117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフレーム上の各ブロックを始点とし、第２のフレーム上のいずれかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルに第１の係数を乗じて仮内挿ベクトルを検出する仮内挿ベクトル検出手段と、
上記仮内挿ベクトル検出手段において検出した仮内挿ベクトルに第２の係数を乗じて本内挿ベクトルを検出する本内挿ベクトル検出手段と、
上記本内挿ベクトル検出手段において検出した本内挿ベクトルを用いて、ある時刻に表示する内挿フレームを生成する内挿フレーム生成手段と、を備え、
上記本内挿ベクトル検出手段は、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を、当該開始フレームを表示する時刻から当該内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定することを特徴とするフレームレート変換装置。
【請求項２】
上記予め定められた条件とは、上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きくなる場合であり、
上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に小さくすることを特徴とする請求項１に記載のフレームレート変換装置。
【請求項３】
上記予め定められた条件とは、上記本内挿ベクトル検出手段において上記第２の係数が段階的に小さくされた後に、上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも小さくなる場合であり、
上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることを特徴とする請求項２に記載のフレームレート変換装置。
【請求項４】
動画像を構成するフレームの重複パターンを検出する検出手段をさらに備えており、
上記予め定められた条件とは、上記検出手段において重複パターンを検出した場合であり、
上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載のフレームレート変換装置。
【請求項５】
上記予め定められた条件は、上記第１のフレームにおける各画素の画素値と、上記第２のフレームにおいて当該第１のフレームにおける各画素に対応する位置に配置されている各画素の画素値との差分値の合計値が所定の閾値よりも大きくなるか、または、当該差分値の平均値が所定の閾値よりも大きくなる場合であり、
上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることを特徴とする請求項１に記載のフレームレート変換装置。
【請求項６】
上記予め定められた条件とは、当該フレームレート変換装置に入力される動画像のフレーム周波数が変更される場合であることを特徴とする請求項１に記載のフレームレート変換装置。
【請求項７】
上記本内挿ベクトル検出手段は、基準フレーム周期を単位として表現した上記経過時間と上記第２の係数の値との間の予め定められた対応関係に基づいて上記第２の係数を設定するものであり、入力動画像のフレーム周期を単位として表現した経過時間を上記基準フレーム周期を単位として表現した経過時間に換算したうえで、上記第２の係数の値を、上記基準フレーム周期を単位として表現した経過時間に対応する値に設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のフレームレート変換装置。
【請求項８】
第１のフレーム上の各ブロックを始点とし、第２のフレーム上のいずれかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
上記動きベクトル検出ステップにおいて検出した動きベクトルに第１の係数を乗じて仮内挿ベクトルを検出する仮内挿ベクトル検出ステップと、
上記仮内挿ベクトル検出ステップにおいて検出した仮内挿ベクトルに第２の係数を乗じて本内挿ベクトルを検出する本内挿ベクトル検出ステップと、
上記本内挿ベクトル検出ステップにおいて検出した本内挿ベクトルを用いて、ある時刻に表示する内挿フレームを生成する内挿フレーム生成ステップと、を含み、
上記本内挿ベクトル検出ステップは、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を、当該開始フレームを表示する時刻から当該内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定することを特徴とするフレームレート変換方法。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームレート変換装置を備えた動画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１から７のいずれか１項に記載のフレームレート変換装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョン受像機などの映像表示装置において映像信号を変換処理する処理装置に関するものであり、特には、動画像のフレームレートを変換処理するフレームレート変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
入力画像信号のフレーム間に画像を内挿することによりフレームレートを変換する技術は、一般的にＦＲＣ（Ｆｒａｍｅ Ｒａｔｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）と呼称されており、液晶表示装置などの動画像表示装置において実用化されている。より具体的には、ＦＲＣは、液晶パネルなどのホールド型表示に分類される表示デバイスにおいて生じるような動画ぼやけを改善したり、映画のフィルム映像などのようなフレーム周波数の低い映像における動画のがたつきを改善したりするために利用されている。
【０００３】
フレームレートを変換するための手法としては、単純に同じ画像を内挿画像としてフレーム間に挿入する手法、および、隣接フレーム間の線形補間によって内挿画像を生成して挿入する手法などの様々な手法が提案されている。これらの手法の１つに、動き補償型の内挿画像を生成してフレーム間に挿入する手法がある。この手法では、まず複数のフレームの画像から動きベクトルを求め、この動きベクトルを元に所望の内挿位置の画像を動き補償処理によって生成して挿入する。ここでの内挿位置とは、入力画像信号のフレーム間における時間的な位置を意味するものである。
【０００４】
動き補償処理によって生成される内挿画像は、フレーム間に１枚だけのこともあれば、複数枚であることもある。内挿画像の数は、入力画像信号のフレーム周波数と変換後のフレーム周波数に依存する。
【０００５】
例えば、図７に示すように、フレーム周波数が６０Ｈｚの画像信号を、フレーム周波数が１２０Ｈｚの画像信号に変換する場合には、フレーム間に１枚の内挿画像を挿入することになる。また、図８に示すように、フレーム周波数が２４Ｈｚの画像信号を、フレーム周波数が１２０Ｈｚの画像信号に変換する場合には、フレーム間に４枚の内挿画像を挿入することになる。このとき、図９に示すように、テレビ放送などの６０Ｈｚのインターレース信号のような、２４Ｈｚのフィルム映像を３−２プルダウン処理した事による重複画像が含まれる場合には、重複画像を取り除いた後に改めて４枚の内挿画像を生成して挿入することになる。図７〜図９は、従来のフレームレート変換手法を模式的に示す図である。
【０００６】
なお、図７〜図９では、入力画像を原画と表し、異なる画像の原画には異なる記号を付与して識別している。すなわち、重複画像の場合には同じ記号が付与されている。また、動き補償により生成される内挿画像を内挿画と表し、動き補償に用いられる原画と同じ記号を用いて示している。すなわち、原画Ａと原画Ｂからの動き補償で生成されて内挿される内挿画は内挿画ＡＢと表している。
【０００７】
しかし、このような動き補償型のフレームレート変換手法において内挿画の生成に用いられる動きベクトルは、常に正しく求められるとは限らない。正しく求められていない動きベクトルに基づいて内挿画を生成した場合には、映像が滑らかな動きとならず、動画像が崩れてしまうという問題がある。
【０００８】
このような問題を解決するための技術としては、例えば、特許文献１に開示されている技術を挙げることができる。特許文献１に記載されている技術では、動きが所定値より大きい場合、すなわち、動きベクトルが正しく求められない場合には、動き補償強度を小さくすることにより、動画像の崩れを抑制している。動き補償強度は、その値が大きいほど、内挿位置に相当する時間に表示されるべき画像に近い内挿画像が生成され、その値が小さいほど原画像に近い内挿画像が生成される。すなわち、動き補償強度が「０」である場合には、原画像と同一の内挿画像が生成されることになる。また、フレームレート変換が通常通り行われている場合、動き補償強度は「１」となる。
【０００９】
このように、特許文献１に記載されている技術では、動きベクトルが正しく求められないような場合には、原画像と同様か、あるいは原画像に近い画像を生成して内挿画像として挿入するため、動画像の崩れを目立たなくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１６７３９９号公報（平成２０年７月１７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に記載の技術では、動画像の崩れを十分に抑制するためには、動き補償の強度を「０」あるいは「０」に近い値とする必要がある。したがって、通常通りフレームレート変換を行った範囲の動画像と、動き補償強度を小さくしてフレームレート変換を行った範囲の動画像との間には、映像の滑らかさに大きな違いが生じることになる。
【００１２】
すなわち、通常通りフレームレート変換を行った範囲の動画像の部分から、動き補償強度を小さくしてフレームレート変換を行った範囲の動画像の部分に切り替わるとき、あるいはその逆のときに、映像における動きの滑らかさが大きく変わることになる。そのため、動画像を視聴する視聴者が映像に違和感および不快感が生じやすいという問題を有している。
【００１３】
ここで、動き補償強度が変化することになる場合の例を挙げる。動き補償強度が変化することになるケースとしては、上述したように、フレーム間の動きベクトルを正しく求められないケースがある。動きベクトルが正しく求められない場合としては、フレーム間において物体が高速に移動する場合がある。また、動画像においてシーンが切り替わる直前、直後のフレームにおいても、シーン切替直前のフレームにおける所定のブロックに相当するブロックがシーン切替直後のフレームにおいて存在しないことが多いため、動きベクトルを正しく求めることができない。
【００１４】
動き補償の強度が変化することになる他のケースとしては、テレビ放送などの３−２プルダウン処理された入力画像信号をフレームレート変換するケースがある。３−２プルダウン処理された入力画像信号では、まず入力信号が３−２プルダウン処理されたものであることを検出したのち、図９に示すように、元の２４Ｈｚ映像を取り出す。そして、取り出した２４Ｈｚの映像に所定枚の内挿画像を挿入することにより、所定のフレーム周波数の映像を生成する。しかし、入力画像信号が３−２プルダウン処理されたものであるか否かは、重複画像の出現パターンに基づいて判断する必要がある。そのため、入力画像信号が３−２プルダウン処理されているか否かの判定には一定の時間を要する。
【００１５】
当然のことながら、入力信号が３−２プルダウン処理されていることを検出するまでは、本来の２４Ｈｚの映像を取り出すことができないため、図１０に示すように、本来の２４Ｈｚの映像には存在しない重複画像を原画像として内挿画像を生成して挿入することに
より、フレームレート変換を行わなければならない。図１０は、入力画像信号が３−２プルダウン処理されていることを検出する前のフレームレート変換を模式的に示す図である。
【００１６】
図１０に示す内挿画像ＡＡは、同一の画像である原画像Ａのみに基づいて生成される内挿画像であるため、実際には原画像Ａと同一の画像である。したがって、重複画像が表示される時間は、フレームレート変換処理前とフレームレート変換処理後でほとんど変化しないため、フレームレート変換処理前とフレームレート変換処理後で映像の滑らかさにもほどんと変化はない。しかし、入力画像信号が３−２プルダウン処理されていることを検出した後は、図９に示すように本来の２４Ｈｚの映像の画像を原画像として内挿画像を生成して挿入するため、動きの滑らかな映像となる。
【００１７】
このように、３−２プルダウン処理された入力画像信号では、入力画像信号が３−２プルダウン処理されたものであるか否かの検出前と検出後で、映像における動きの滑らかさが大きく変化することになるため、映像を視聴する視聴者が映像に違和感および不快感が生じやすい。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、フレームレート変換時に動画像の画質に急激な変化が生じることを抑制するフレームレート変換装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係るフレームレート変換装置は、上記課題を解決するために、
第１のフレーム上の各ブロックを始点とし、第２のフレーム上のいずれかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルに第１の係数を乗じて仮内挿ベクトルを検出する仮内挿ベクトル検出手段と、
上記仮内挿ベクトル検出手段において検出した仮内挿ベクトルに第２の係数を乗じて本内挿ベクトルを検出する本内挿ベクトル検出手段と、
上記本内挿ベクトル検出手段において検出した本内挿ベクトルを用いて、ある時刻に表示する内挿フレームを生成する内挿フレーム生成手段と、を備え、
上記本内挿ベクトル検出手段は、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を、当該開始フレームを表示する時刻から当該内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定することを特徴としている。
【００２０】
本発明に係るフレームレート変換装置は、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる第２の係数を、開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示するある時刻までの経過時間に応じて設定する。
【００２１】
これによって、本発明に係るフレームレート変換装置では、第２の係数を所定の値に変更する場合であっても、第２の係数を、当該第２の係数の変更を開始する開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定することができるため、第２の係数の変更を開始する直前と開始した直後との間で第２の係数が大きく変化することを抑制することができる。すなわち、本発明に係るフレームレート変換装置では、フレームレート変換時において、第２の係数が変更されたときに動画像の画質が急激に変化することを抑制することができる効果を奏する。
【００２２】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、動きベクトルに乗じる比率の変
更を開始する直前と直後において、映像の動きの滑らかさが大きく変化することを抑制することができ、視聴者が感じる違和感および不快感を低減することができる。
【００２３】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、上記予め定められた条件とは、上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きくなる場合であり、上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に小さくすることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きくなることによる動画像の画質の劣化を防ぐために、第２の係数を小さくする場合であっても、第２の係数が急激に小さくなることを抑制することができる。これによって、動き量が大きい映像に切り替わる直後に、動画像の画質が急激に劣化することを抑制することができる効果を奏する。
【００２５】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、動き量の大きな映像の場合であっても、映像の動きの滑らかさが急激に悪くなることに起因した視聴者の違和感および不快感を低減することができる。
【００２６】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、上記予め定められた条件とは、上記本内挿ベクトル検出手段において上記第２の係数が段階的に小さくされた後に、上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも小さくなる場合であり、上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、動きベクトルの大きさが上記所定の閾値よりも小さくなり、第２の係数の値を本来の値にまで戻す場合であっても、第２の係数が急激に大きくなることを抑制することができる。これによって、動き量が大きい映像から動き量が小さい映像に切り替わる直後に、動画像の画質が急激に良好となることを抑制することができる効果を奏する。
【００２８】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、動き量の大きな映像から動き量の小さな映像に戻る場合であっても、映像の動きの滑らかさが急激に良くなることに起因した視聴者が感じる違和感および不快感を低減することができる。
【００２９】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、動画像を構成するフレームの重複パターンを検出する検出手段をさらに備えており、上記予め定められた条件とは、上記検出手段において重複パターンを検出した場合であり、上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、本発明に係るフレームレート変換装置に入力されるフレームにおいて重複パターンが検出された直前直後において、第２の係数が急激に変化することを抑制することができる。これによって、動画像を構成するフレームにおける重複パターンが検出された直後に、動きの滑らかさが急激に良好になることを抑制することができる効果を奏する。
【００３１】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、映像の動きの滑らかさが急激に
良くなることに起因した視聴者が感じる違和感および不快感を低減することができる。
【００３２】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、上記予め定められた条件は、上記第１のフレームにおける各画素の画素値と、上記第２のフレームにおいて当該第１のフレームにおける各画素に対応する位置に配置されている各画素の画素値との差分値の合計値が所定の閾値よりも大きくなるか、または、当該差分値の平均値が所定の閾値よりも大きくなる場合であり、上記本内挿ベクトル検出手段は、当該予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる上記第２の係数を上記経過時間に応じて段階的に大きくすることが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、第１のフレームにおける各画素の画素値と、第２のフレームにおいて第１のフレームにおける各画素に対応する位置に配置されている各画素の画素値との差分値の合計値が所定の閾値よりも大きくなるか、または、差分値の平均値が所定の閾値よりも大きくなる場合、すなわち動画像においてシーンチェンジが生じた場合であっても、第２の係数が急激に大きくなることを抑制することができる。これによって、シーンチェンジの直後に、動きの滑らかさが急激に悪化することを抑制することができる効果を奏する。
【００３４】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、シーンチェンジが生じる場合であっても、映像の動きの滑らかさが急激に悪化することに起因した視聴者が感じる違和感および不快感を低減することができる。
【００３５】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、上記予め定められた条件とは、当該フレームレート変換装置に入力される動画像のフレーム周波数が変更される場合であることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、本発明に係るフレームレート変換装置に入力される動画像のフレーム周波数が変更された場合に、第２の係数を開始する開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示する時刻までの経過時間に応じて設定する。これによって、本発明に係るフレームレート変換装置に入力される動画像のフレーム周波数が変更された直後に、動きの滑らかさが急激に変化することを抑制することができる効果を奏する。
【００３７】
そのため、本発明に係るフレームレート変換装置では、入力される動画像のフレーム周波数が変更された場合であっても、映像の動きの滑らかさが急激に変化することに起因した視聴者が感じる違和感および不快感を低減することができる。
【００３８】
本発明に係るフレームレート変換装置では、さらに、上記本内挿ベクトル検出手段は、基準フレーム周期を単位として表現した上記経過時間と上記第２の係数の値との間の予め定められた対応関係に基づいて上記第２の係数を設定するものであり、入力動画像のフレーム周期を単位として表現した経過時間を上記基準フレーム周期を単位として表現した経過時間に換算したうえで、上記第２の係数の値を、上記基準フレーム周期を単位として表現した経過時間に対応する値に設定することが好ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、入力される動画像のフレーム周期を単位とした経過時間を基準フレーム周期を単位として表現した経過時間に換算することができる。
【００４０】
これによって、入力される動画像のフレーム周期が基準フレーム周期と異なる場合であっても、入力される動画像のフレーム周期における第２の係数の値を基準フレーム周期を単位とした予め定められた対応関係に基づいて設定することができる効果を奏する。
【００４１】
本発明に係るフレームレート変換方法では、上記課題を解決するために、
第１のフレーム上の各ブロックを始点とし、第２のフレーム上のいずれかのブロックを終点とする動きベクトルに基づいて生成した内挿フレームを上記第１のフレームと上記第２のフレームとの間に内挿することにより、動画像のフレームレートを変換するフレームレート変換装置におけるフレームレート変換方法であって、
上記動きベクトルに乗じる比率を所定値に変更する場合、上記比率の変更を開始する開始フレームから上記比率を当該所定値とする終了フレームまでの間において、上記比率を上記開始フレームからの経過時間に応じて設定する設定ステップと、
上記開始フレームから上記終了フレームまでの間に内挿される内挿フレームの原フレームとなる第１のフレーム上の各ブロックを始点とする動きベクトルに対して、当該内挿フレームの内挿される位置に対応する上記経過時間に応じて設定された比率を乗じることにより算出した内挿ベクトルに基づいて、内挿フレームを生成する生成ステップと、
を含むことを特徴としている。
【００４２】
上記の構成によれば、本発明に係るフレームレート変換装置と同様の作用効果を奏する。
【００４３】
また、本発明に係るフレームレート変換装置を備えた動画像表示装置も本発明の範疇に含まれる。
【００４４】
さらに、本発明に係るフレームレート変換装置を動作させるためのプログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させることを特徴とするプログラムおよび該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に含まれる。
【発明の効果】
【００４５】
以上説明したように、本発明に係るフレームレート変換装置では、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルに乗じる第２の係数を、開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示するある時刻までの経過時間に応じて設定する。
【００４６】
これによって、本発明に係るフレームレート変換装置では、第２の係数を所定の値に変更する場合であっても、第２の係数を当該第２の係数の変更を開始する開始フレームを表示する時刻から内挿フレームを表示するある時刻までの経過時間に応じて設定することができるため、第２の係数の変更を開始する直前と開始した直後との間で第２の係数が大きく変化することを抑制することができる。すなわち、本発明に係るフレームレート変換装置では、フレームレート変換時において、第２の係数が変更されたときに動画像の画質が急激に変化することを抑制することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るフレームレート変換装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】内挿画像の生成に用いられる内挿ベクトルを模式的に示した図である。
【図３】開始フレームからの経過フレーム数に応じて設定される動き補償強度の設定の一例を示す図である。
【図４】動き補償強度設定部が動き補償強度の設定の際に参照するグラフの一例を示す図であり、（ａ）は比例式を示し、（ｂ）はルックアップテーブルを示す。
【図５】動きベクトルの大きさにより動き補償強度を変化させる場合の一例を示す図である。
【図６】入力画像における重複画像の出現パターンの検出により動き補償強度を変化させる場合の一例を示す図である。
【図７】６０Ｈｚの映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合の処理を模式的に示す図である。
【図８】２４Ｈｚの映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合の処理を模式的に示す図である。
【図９】６０Ｈｚの３−２プルダウン処理された映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合の処理を模式的に示す図である。
【図１０】６０Ｈｚの３−２プルダウン処理された映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合の処理であって、３−２プルダウンされた映像であることを検出する前の処理を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明に係るフレームレート変換装置の一実施形態について、図１〜図６を参照しつつ以下に説明する。なお、本発明は、フィールド信号および内挿フィールド信号ならびにフレーム信号および内挿フレームのいずれに対しても適用することができる。本実施形態では、フレーム信号および内挿フレームを例に挙げて説明するが、本明細書等における「フレーム」については、「フィールド」と読み換えるようにしてもよい。
【００４９】
（フレームレート変換装置１００の構成）
まず、本発明に係るフレームレート変換装置の構成について、図１を参照しつつ以下に説明する。図１は、フレームレート変換装置１００の要部構成を示すブロック図である。
【００５０】
図１に示すように、フレームレート変換装置１００は、前処理部１１０、動きベクトル検出部１１１、内挿ベクトル算出部１１２、画像特徴検出部１１３、動き補償強度設定部１１４、内挿画像生成部１１５、フレームメモリ１１６、フレームメモリ１１７および内挿ベクトルメモリ１１８を備えている。これら各部材の詳細について、以下に説明する。
【００５１】
（前処理部１１０）
前処理部１１０は、フレームレート変換装置１００に入力される入力画像信号を、後段の処理において処理しやすい形式に変換する。
【００５２】
より具体的には、前処理部１１０では、入力されたＲＧＢ画像を輝度画像にする処理、入力された画像のサイズを縮小する処理、入力された画像に低域通過フィルタを施す処理などを実行する。これらの処理は、後段の処理における負荷低減および各種検出処理における精度向上に寄与する処理である。
【００５３】
（動きベクトル検出部１１１）
動きベクトル検出部１１１は、参照フレームｎを分割した動きベクトル探索ブロックのうちの任意の動きベクトル探索ブロックを構成する画素集合を、その動きベクトル探索ブロックに対応する参照フレームｎ＋１の探索範囲内において検出し、対応付けを行う。すなわち、参照フレームｎにおける動きベクトル探索ブロックのブロック（画素集合）が参照フレームｎ＋１においてどれだけ移動しているかを示す値を検出する。すなわち、動きベクトル検出部１１１は、参照フレームｎと参照フレームｎ＋１との間における動きベク
トルを検出するものであると換言することができる。
【００５４】
なお、動きベクトル検出部１１１は、対象とする動きベクトルの探索ブロックを左から右へ連続的にずらすと共に、上から下へ連続的にずらすことにより、すなわち、参照フレームｎにおける全ての動きベクトル探索ブロックにおいて同様に動きベクトルを検出することにより、参照フレームｎと参照フレームｎ＋１との間における１フレーム分の動きベクトルを検出する。
【００５５】
本実施形態では、計算量の軽減のために、ブロック単位で動きベクトルを検出する場合を例に挙げて説明しているが、画素単位で動きベクトルを検出するようにしてもよい。
【００５６】
（内挿ベクトル算出部１１２）
内挿ベクトル算出部１１２は、動きベクトル検出部１１１において検出した動きベクトルから、仮内挿ベクトルを算出する。仮内挿ベクトルは、実際に内挿画像を生成する際に用いる内挿ベクトルの算出に先立って算出されるベクトルである。仮内挿ベクトルは、内挿フレームの時間的位置に応じて算出される。例えば、参照フレームｎと参照フレームｎ＋１との間に１枚の内挿フレームを内挿する場合、内挿する内挿フレームの仮内挿ベクトルの大きさは、検出した動きベクトルの半分の大きさとなる。
【００５７】
（画像特徴検出部１１３）
画像特徴検出部１１３は、フレームメモリ１１６に記録されている入力画像とフレームレート変換装置１００に入力された入力画像とを比較することにより、シーンチェンジおよび重複画像の特定の出現パターンを検出する。シーンチェンジおよび重複画像の検出のより具体的な方法について、シーンチェンジ、重複画像の出現パターンの検出の順に以下に説明する。
【００５８】
画像特徴検出部１１３は、参照フレームｎと参照フレームｎ＋１とを比べることにより、映像シーンの切り替え（シーンチェンジ）を検出する。シーンチェンジの具体的な検出方法については、特に限定されるものではない。例えば、参照フレームｎの各画素の輝度値と参照フレームｎ＋１の各画素の輝度値との差分絶対値を算出し、算出した差分絶対値の合計値が所定の閾値以上である場合にはシーンチェンジがあったと判定するようにすればよい。また、他の方法としては、参照フレームｎにおける各画素の輝度値のヒストグラムと参照フレームｎ＋１における各画素の輝度値のヒストグラムを求めるようにしてもよい。この場合には、求めたヒストグラムの階級ごとに輝度値の差分絶対値を算出し、算出した差分絶対値が所定の閾値以上の場合にシーンチェンジがあったと判定するようにすればよい。
【００５９】
画像特徴検出部１１３は、重複画像の有無の履歴に基づいて、重複画像の出現パターンを検出する。例えば、３−２プルダウン映像の場合、重複画像である場合を「有」、重複画像でない場合を「無」で表現すると、重複画像の出現パターンは「有−有−無−有−無」となる。したがって、画像特徴検出部１１３は、５枚の参照フレームにおいて「有−有−無−有−無」のパターンで重複画像が出現する場合には、入力画像信号が３−２プルダウン映像であると判定する。また、画像特徴検出部１１３は、３−２プルダウン映像以外の重複画像を有する映像を判定することもできる。例えば、「有−無−有−無」のパターンで重複画像が出現する場合には、入力画像信号が２−２プルダウン映像であると判定するようにすることもできる。
【００６０】
なお、重複画像であるか否かは、シーンチェンジの場合と同様に、参照フレームｎの輝度値と参照フレームｎ＋１の輝度値との差分を算出することにより判定するようにすればよい。もちろん、重複画像であるか否かの判定については、これに限定されるものではな
く、他の手法を用いてもよい。
【００６１】
画像特徴検出部１１３において検出された検出結果は、動きベクトル検出部１１１および動き補償設定部１１４に対して通知される。画像特徴検出部１１３から重複画像の出現パターンに関する通知を受けた動きベクトル検出部１１１では、重複画像ではない画像間において動きベクトルの検出を行う。
【００６２】
（動き補償強度設定部１１４）
動き補償強度設定部１１４は、内挿ベクトル算出部１１２において算出した仮内挿ベクトルから、内挿画像の生成に用いる実際の内挿ベクトルを算出するための動き補償強度を設定する。このとき、動き補償強度設定部１１４は、画像特徴検出部１１３からの通知を受けて動き補償強度を変化させるか否かを決定する。
【００６３】
動き補償強度設定部１１４における動き補償強度の設定の詳細については、下記に詳述するため、ここではその説明を省略する。
【００６４】
（内挿画像生成部１１５）
内挿画像生成部１１５は、フレームレート変換のために内挿される内挿画像を生成する。そして、画像の出力タイミングに合わせて生成した内挿画像を出力する。また、内挿画像生成部１１５は、原画像を出力する際には、内挿画像の代わりに、フレームメモリ１１７から読み出した原画像を出力する。
【００６５】
内挿画像生成部１１５では、動き補償強度設定部１１４において設定した動き補償強度を仮内挿ベクトルに乗じることにより算出した内挿ベクトルに基づいて、内挿画像を生成する。例えば、動き補償強度設定部１１４において設定された動き補償強度が「１．０」である場合、内挿ベクトル算出部１１２において算出した仮内挿ベクトルに対して「１．０」を乗じたベクトルを内挿ベクトルとするため、ベクトルの大きさは変化しない。
【００６６】
一方、動き補償強度設定部１１４において設定された動き補償強度が「０．０」である場合、内挿ベクトル算出部１１２において算出した仮内挿ベクトルに対して「０．０」を乗じるため、内挿ベクトルは、（０，０）となる。すなわち、内挿画像を生成する参照フレーム（原画像）と同一の画像が内挿画像として出力されることになる。
【００６７】
また、動き補償強度設定部１１４において設定された動き補償強度が「０．５」である場合、内挿ベクトル算出部１１２において算出された仮内挿ベクトルが（２，−４）であったとすると、内挿ベクトルは（２×０．５，−４×０．５）＝（１，−２）となる。この場合、仮内挿ベクトルが（２，−４）であった内挿画像は、内挿ベクトルが（１，−２）である画像として生成される。
【００６８】
このように、本実施形態における「動き補償強度」とは、どの程度原画像に近い画像を生成するのかを示す値と換言することができる。すなわち、動き補償強度が「０．０」である場合には原画像との差異が０％であり、動き補償強度が「１．０」である場合には、本来内挿画像として生成されるべき画像が生成される。本実施形態では、内挿画像生成部１１５において生成する内挿画像を原画像に近づける場合には動き補償強度を小さくすると表現し、内挿画像生成部１１５において生成する内挿画像を本来の内挿画像に近づける場合には動き補償強度を大きくするとも表現する。
【００６９】
なお、本実施形態では、動き補償強度を「０．０」から「１．０」の範囲の数値で示すが、後に２５６で除算することを前提として０から２５６の整数で表現することもできる。
【００７０】
ここで、本明細書等における「内挿ベクトル」とは、内挿画像の画素を求めるために、原画像のどの領域（ブロック）を用いるかを示す情報を表すベクトルである。より具体的には、内挿ベクトルは、内挿画像中の処理対象の画素もしくは領域と原画像中の参照すべき画素もしくは領域との相対的な位置関係を２次元のベクトルで表した情報である。
【００７１】
内挿ベクトルは、動きベクトルから算出されるベクトルであるため、動きベクトルを検出したブロック毎に求められることになる。
【００７２】
図２には、画素ごとに内挿ベクトルを表現した例を示している。図２では、画素数が縦８画素、横８画素のフレームを例に挙げて示している。また、図２では、フレーム上の画素の位置を（０，０）から（７，７）として表現している。図２に示すように、内挿画像における（３，３）の位置の画素値を求める際に、原画像の（３，３）の位置の画素値を参照することを示す内挿ベクトルは（０，０）となる。また、内挿画像の（５，３）の位置の画素値を求める際に、原画像の（７，２）の位置の画素値を参照することを示す内挿ベクトルは（２，−１）となる。なお、図２では画素ごとに内挿ベクトルを表現する場合を示しているが、ブロック単位で表現する場合であっても同様である。
【００７３】
なお、本実施形態では、内挿画像生成部１１５における内挿画像の生成時に、実際の内挿画像の生成に用いる内挿ベクトルを算出する場合を例に挙げて説明しているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、内挿ベクトル算出部１１２において、動き補償強度設定部１１４において設定した動き補償強度を仮内挿ベクトルに乗じることにより、内挿画像の生成に実際に用いる内挿ベクトルを算出し、内挿ベクトルメモリ１１８に記録おくようにしてもよい。
【００７４】
（フレームメモリ１１６、１１７）
フレームメモリ１１６および１１７は、入力画像信号から得られたフレーム画像を一時的に保持するメモリである。フレームメモリ１１６および１１７は、少なくとも１枚のフレーム画像を保持する。
【００７５】
フレームメモリ１１６に保持されるフレーム画像は、画像特徴検出部１１３におけるシーンチェンジおよび重複画像の特定の出現パターンを検出に用いられると共に、動きベクトル検出部１１２における動きベクトルの検出に用いられる。なお、３−２プルダウン映像の検出のためには、フレームメモリ１１６において５枚のフレーム画像を保持できることが好ましい。
【００７６】
フレームメモリ１１７に保持されるフレーム画像は、内挿画像生成部１１５における内挿画像の生成に用いられる。すなわち、内挿画像生成部１１５では、フレームメモリ１１７から読み出した原画像および動き補償強度から算出された内挿ベクトルに基づいて内挿画像を生成する。
【００７７】
（内挿ベクトルメモリ１１８）
内挿ベクトルメモリ１１８は、内挿ベクトル算出部１１２において算出した仮内挿ベクトルを保持するためのメモリである。内挿ベクトル算出部１１２において算出された仮内挿ベクトルは、内挿画像生成部１１５において内挿画像の生成が行われるタイミングまで、内挿ベクトルメモリ１１８に保持されることになる。
【００７８】
なお、図１では、フレームメモリ１１６、１１７および内挿ベクトルメモリ１１８をそれぞれ別のメモリとして図示しているが、もちろんこれに限定されるものではない。１つのメモリ上にフレームメモリ１１６、１１７および内挿ベクトルメモリ１１８の機能を有
する領域を確保できる場合には、１つのメモリにより実現するようにしてもよい。
【００７９】
（動き補償強度の設定）
次に、仮内挿ベクトルから内挿ベクトルを算出する際に用いられる動き補償強度の設定の詳細について以下に説明する。
【００８０】
動き補償強度設定部１１４は、動き補償強度の変更を開始する開始フレームからの経過時間に応じて、動き補償強度を設定する。動き補償強度設定部１１４における動き補償強度の設定例について図３を参照しつつ以下に説明する。図３は、動き補償強度設定部１１４における動き補償強度の設定例を示す図である。
【００８１】
図３では、動き補償強度の変更を開始する開始フレームを原画Ａとし、９フレームをかけて動き補償強度を１．０から０．０に変更する場合の例を示している。図３に示すように、各内挿フレームを生成するための動き補償強度は、開始フレームである原画Ａからの経過時間（すなわち、経過フレーム）に応じて設定される。言い換えれば、原画Ａからの経過時間が長くなるほど（すなわち、原画Ａからの経過フレーム数が多くなるほど）、動き補償強度が小さくなるように設定される。
【００８２】
図３における経過フレーム数が２である内挿画ＡＢ２には、本来であれば（動き補償強度が１．０であれば）、原画Ａから０．２ｍｓｅｃ経過した時点の画像が内挿画像として内挿される。しかし、経過フレーム数が２である内挿画ＡＢ２における動き補償強度は「０．８」であるため、内挿画ＡＢ２を生成するための内挿ベクトルは、仮内挿ベクトルをさらに０．８倍した大きさになる。すなわち、内挿画ＡＢ２として内挿される内挿画像は、原画Ａから０．１６ｍｓｅｃ（０．２×０．８＝０．１６）経過した時点に相当する画像となる。
【００８３】
また、図３における経過フレーム数が４である内挿画ＡＢ４には、本来であれば（動き補償強度が１．０であれば）、原画Ｂの手前０．１ｍｓｅｃの時点の画像が内挿画像として内挿される。しかし、経過フレーム数が４である内挿画ＡＢ４における動き補償強度は「０．６」であるため、内挿画ＡＢ４を生成するための内挿ベクトルは、仮内挿ベクトルをさらに０．６倍した大きさになる。すなわち、内挿画ＡＢ４として内挿される内挿画像は、原画Ｂの手前０．０６ｍｓｅｃ（−０．１×０．６＝−０．０６）の時点に相当する画像となる。
【００８４】
なお、図３では、連続する２枚の原画像間を超える時間で動き補償強度を変化させる場合を例に挙げて説明しているが、連続する２枚の原画像間に収まる時間で動き補償強度を変化させるようにしても同様である。また、図３では説明上の計算を容易にするため、原画像のフレーム間隔を０．５ｍｓｅｃ、内挿画像の間隔を０．１ｍｓｅｃ（つまり原画像間に４枚の内挿画像生成）としているが、もちろんこれに限定されるものではない。すなわち、実際には、入力のフレーム周波数および原画像のフレーム間の内挿枚数によってこれらの時間間隔は異なる値となる。
【００８５】
続いて、動き補償強度として設定する数値の算出方法の詳細について、以下に説明する。動き補償強度として設定する数値は、例えば、図４（ａ）に示すような比例式に基づいて設定するようにしてもよいし、図４（ｂ）に示すようなルックアップテーブルに基づいて設定するようにしてもよい。図４（ａ）および（ｂ）は、動き補償強度の設定の際に参照するグラフの一例を示す図であり、（ａ）は比例式を示し、（ｂ）はルックアップテーブルを示す。
【００８６】
図４（ａ）に示す比例式では、横軸に開始フレームからの経過時間、縦軸に動き補償強
度をとっている。図４（ｂ）に示すルックアップテーブルでは、図４（ａ）に示す比例式とは異なり、横軸が開始フレームからの経過フレーム数となっているが、横軸の開始フレームからの経過時間は、開始フレームからの経過フレーム数と同義であるため、図４（ｂ）における横軸は、開始フレームからの経過時間読み換えてもよい。
【００８７】
図４（ａ）に示すような比例式の場合、動き補償強度として設定される数値は、開始フレームからの経過時間毎に一定値が加算または減算されることになる。
【００８８】
図４（ｂ）に示すようなルックアップテーブルは、開始フレームからの経過時間ｔにおける動き補償強度をｐとした場合の、動き補償強度ｐを求める任意の関数ｐ＝ｆ（ｔ）を表すものである。ここで、上述したように、経過時間は経過フレーム数と読み換えることができるため、図４（ｂ）に示すルックアップテーブルは、経過フレーム数ｎに対するテーブルを示していることになる。なお、経過フレーム数は、入力フレーム数であってもよいし、出力フレーム数のいずれであってもよい。
【００８９】
ここで、図４（ｂ）に示すルックアップテーブルは、動き補償強度の変更を開始する開始フレーム（経過フレーム数０）からのフレーム数が増加するにつれて、段階的に動き補償強度が小さくなるテーブルである。逆のテーブル、すなわち動き補償強度の値の変更を開始する開始フレーム（経過フレーム数０）からのフレーム数が増加するにつれて、段階的に動き補償強度が大きくなるルックアップテーブルについては、別に用意するようにすればよい。また、図４（ｂ）に示すルックアップテーブルにおける経過フレーム数を逆に読み換えることにより、動き補償強度が小さくなる場合のルックアップテーブルと、動き補償強度が大きくなる場合のルックアップテーブルとを共通化するようにしてもよい。
【００９０】
なお、図４（ｂ）に示すルックアップテーブルは、不図示のメモリに記録しておくようにすればよい。また、フレームメモリ１１６、１１７および内挿ベクトルメモリ１１８を１つのメモリとする場合には、そのメモリに記録するようにしてもよい。
【００９１】
（動き補償強度設定部１１４における処理）
次に、動き補償強度設定部１１４における動き補償強度の設定について、図５を参照しつつ以下に説明する。図５は、動きベクトルの大きさにより動き補償強度を変化させる場合の一例を示す図である。なお、本項では、図４（ｂ）に示すようなルックアップテーブルを参照して動き補償強度を設定する場合を例に挙げて説明する。図５では、開始フレームから９フレームをかけて動き補償強度を所定の値（０．０または１．０）とする場合を例に挙げて説明している。
【００９２】
図５における「イ」の時点より前のフレームは、動き補償強度が０．０であり、原画像と同一の画像が内挿画像として内挿されている状態となっているものとする。このとき、図５における「イ」の時点において、動きベクトル検出部１１１において検出される動きベクトルのベクトル長が所定の閾値よりも小さくなった場合、動き補償強度設定部１１４は、ルックアップテーブルを参照して、動き補償強度の変更を開始する。すなわち、動きベクトルの検出に用いた参照フレームｎを開始フレームとし、参照フレームｎから段階的に動き補償強度を大きくする。ここでは、図５に示すように、動き補償強度設定部１１４は、参照フレームｎから数えて１０フレーム目のフレーム（終了フレーム）における動き補償強度を１．０とする。
【００９３】
次に、図５における「ロ」の時点において、動きベクトル検出部１１１において検出される動きベクトルのベクトル長が所定の閾値よりも大きくなった場合、動き補償強度設定部１１４は、ルックアップテーブルを参照して、動き補償強度の変更を開始する。すなわち、動きベクトルの検出に用いた参照フレームｎを開始フレームとし、参照フレームｎか
ら段階的に動き補償強度を小さくする。ここでは、図５に示すように、動き補償強度設定部１１４は、参照フレームｎから数えて１０フレーム目のフレーム（終了フレーム）における動き補償強度を０．０とする。
【００９４】
この後も、動き補償強度設定部１１４は、動きベクトル検出部１１１において検出した動きベクトルの大きさに基づいて、各内挿フレームにおける動き補償強度を変更するようにすればよい。
【００９５】
なお、本明細書等において、動きベクトルのベクトル長が所定の閾値よりも大きい場合には、参照フレームｎにおける動きベクトル探索ブロックを構成する画素集合が、その動きベクトル探索ブロックに対応する参照フレームｎ＋１の探索範囲内において検出できない場合も含まれる。
【００９６】
また、図５では、動き補償強度を変更した後、次に動き補償強度を変更するまで、変更した動き補償強度を用いているが、もちろんこれに限定されるものではない。例えば、動き補償強度の変更後には、予め定められた所定の値の動き補償強度を用いるようにしてもよい。
【００９７】
（動き補償強度の変更開始のタイミング）
図５を用いた説明では、動きベクトル検出部１１１において検出した動きベクトルのベクトル長が所定の閾値よりも大きいか、または小さい場合に、動き補償強度の変更を開始する場合を例に挙げて説明しているが、動き補償強度の変更開始のタイミングはこれに限定されるものではない。動き補償強度の変更開始のタイミングの他の例について以下に説明する。
【００９８】
動き補償強度の変更開始のタイミングの他の例としては、重複画像の出現パターンの検出時を挙げることができる。すなわち、画像特徴検出部１１３が入力画像に特定の重複画像の出現パターンを検出した時点で、動き補償強度設定部１１４が動き補償強度の変更を開始するようにしてもよい。画像特徴検出部１１３が入力画像に特定の重複画像の出現パターンを検出した時点で動き補償強度の変更を開始する場合の例を図６を参照して説明する。
【００９９】
図６における「ハ」の時点において、フレームレート変換装置１００に規則的な重複パターンを持つ入力画像信号が入力され始めたとする。上述したように、画像特徴検出部１１３における入力画像信号に規則的な重複パターンがあるか否かの検出にはタイムラグが生じるため、画像特徴検出部１１３が入力画像信号に規則的な重複パターンがあることを検出するのは、図６における「ニ」の時点となる。すなわち、図６における「ハ」の時点から「ニ」の時点までの動き補償強度は変更されない。
【０１００】
画像特徴検出部１１３において入力画像信号に規則的な重複パターンがあることが検出されると（図６における「ニ」の時点）、動き補償強度設定部１１４は、ルックアップテーブルを参照して、動き補償強度の変更を開始する。すなわち、重複パターンの検出に用いたフレーム画像のうち、最も新しいフレーム画像を開始フレームとし、開始フレームから段階的に動き補償強度を大きくする。ここでは、図６に示すように、動き補償強度設定部１１４は、開始フレームから数えて１０フレーム目のフレーム（終了フレーム）における動き補償強度を１．０とする。
【０１０１】
この後も、動き補償強度設定部１１４は、画像特徴検出部１１３において入力画像の重複パターンが検出される度に、各内挿フレームにおける動き補償強度を変更するようにすればよい。
【０１０２】
動き補償強度の変更開始のタイミングのさらに別の例としては、画像特徴検出部１１３においてシーンチェンジを検出したときを挙げることができる。
【０１０３】
画像特徴検出部１１３におけるシーンチェンジの具体的な検出手法については、上述したため、ここではその説明を省略する。画像特徴検出部１１３におけるシーンチェンジの検出をトリガとして動き補償強度の変更を開始する場合、シーンチェンジの検出において用いた参照フレームｎ＋１を開始フレームするようにすればよい。開始フレームからの経過フレーム数の増加に伴って動き補償強度の値を大きくするようにすればよい。
【０１０４】
また、動き補償強度の変更開始のタイミングのさらに別の例としては、フレームレート変換装置１００に入力されるフレーム周波数（またはフィールド周波数）が変化したことをトリガとして動き補償強度の変更を開始するようにしてもよい。この場合、フレーム周波数の変化は、画像特徴検出部１１３において検出するようにすればよい。
【０１０５】
（ルックアップテーブルの共有化）
本実施形態では、動き補償強度の設定に用いるルックアップテーブルが１つである場合を例に挙げて説明している。しかし、例えば、３−２プルダウン処理された６０Ｈｚの映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合には、実際には２４Ｈｚの映像を１２０Ｈｚの映像にフレームレート変換する場合と同等の時間で動き補償強度を変化させることになる。このような場合、６０Ｈｚのフレーム周波数のルックアップテーブルおよび２４Ｈｚのフレーム周波数のルックアップテーブルの２つのルックアップテーブルを用意する。
【０１０６】
フレーム周波数分のルックアップテーブルを用意しない場合には、下記のようにすることにより、ルックアップテーブルの共有化を図ることができる。
【０１０７】
例えば、ｆ１Ｈｚのフレーム周波数でのルックアップテーブルにおいて、動き補償強度を所定の値にまで変更させる経過フレーム数がｎフレームであったとする。このとき、フレームレート変換装置１００に入力されるフレーム周波数がｆ２Ｈｚに変更された場合、動き補償強度を所定の値にまで変更させる経過フレーム数がｍフレームとする必要がある。
【０１０８】
このとき、動き補償強度を所定の値とするために要する時間は、フレーム周波数ｆ１Ｈｚの場合は、ｎ／ｆ１であり、フレーム周波数ｆ２Ｈｚの場合は、ｍ／ｆ２となる。すなわち、ｎ／ｆ１＝ｍ／ｆ２であるため、ｍ＝ｆ２／ｆ１×ｎとなる。
【０１０９】
言い換えれば、フレーム周波数がｆ２Ｈｚに変更された場合、これまで用いた経過フレーム数としてｎの値の代わりに、ｍの値にｆ１／ｆ２を乗じた値を用いるにより、動き補償強度の値を設定することができる。これによって、フレームレート変換装置１００において基準となるルックアップテーブルを１つ記録させておくことにより、フレーム周波数が変化した場合であっても、当該ルックアップテーブルの経過フレーム数を適宜変更して共有化することができる。
【０１１０】
ｆ２／ｆ１は、小数点以下を切り捨て、切り上げあるいは四捨五入するなどして経過フレーム数が整数になるようにすればよい。
【０１１１】
（フレームレート変換装置１００の利点）
以上説明したように、フレームレート変換装置１００では、動き補償強度を所定値に変更する場合、開始フレームから終了フレームまでの間において、開始フレームからの経過
時間に応じて動き補償強度を設定する。そして、開始フレームから終了フレームまでの間に内挿される内挿フレームを生成する際に用いる内挿ベクトルを動き補償強度を用いて算出する。
【０１１２】
これによって、フレームレート変換装置１００では、動き補償強度を所定値に変更する場合であっても、動き補償強度の変更を開始する開始フレームからの経過時間に応じて動き補償強度を設定することができるため、動き補償強度の変更を開始した直後に動き補償強度が大きく変化することを防止することができる。すなわち、フレームレート変換装置１００では、フレームレート変換時において動き補償強度が変化することによる動画像の画質の急激な変化を抑制することができる。
【０１１３】
また、フレームレート変換装置１００では、動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも大きくなることによる動画像の画質の劣化を防ぐために、動き補償強度を小さくする場合であっても、動き補償強度が急激に小さくなることを抑制することができる。これによって、動き量が大きい映像に切り替わった直後に動画像の画質が急激に劣化することを抑制することができる。
【０１１４】
また、フレームレート変換装置１００では、動きベクトルの大きさが所定の閾値よりも小さくなり、動き補償強度を本来の数値にまで戻す場合であっても、動き補償強度が急激に大きくなることを抑制することができる。これによって、動き量が大きい映像から動き量が小さい映像に切り替わった直後に動画像の画質が急激に良好となることを抑制することができる。
【０１１５】
また、フレームレート変換装置１００では、入力されるフレームにおいて重複パターンが検出された場合であっても、動き補償強度が急激に大きくなることを抑制することができる。これによって、動画像を構成するフレームにおける重複パターンが検出された直後に動画像の画質が急激に良好になることを抑制することができる。
【０１１６】
また、フレームレート変換装置１００では、シーンチェンジが生じた直前直後において、動き補償強度が急激に大きくなることを抑制することができる。これによって、シーンチェンジの直後に、動画像の画質が急激に悪化することを抑制することができる。
【０１１７】
また、フレームレート変換装置１００では、入力される動画像のフレーム周波数が変更された直後の映像における動きの滑らかさが急激に変化することを抑制することができる。
【０１１８】
（プログラムおよび記録媒体）
最後に、フレームレート変換装置１００に含まれている各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成すればよい。または、次のように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１１９】
すなわち、フレームレート変換装置１００は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、および、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても達成できる。
【０１２０】
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアであるフレームレート変換装置１００のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、
ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していればよい。フレームレート変換装置１００に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータとしてのフレームレート変換装置１００（またはＣＰＵあるいはＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すればよい。
【０１２１】
プログラムコードをフレームレート変換装置１００に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、たとえば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などとすることができる。
【０１２２】
また、フレームレート変換装置１００を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介してフレームレート変換装置１００に供給する。この通信ネットワークはフレームレート変換装置１００にプログラムコードを供給できるものであればよく、特定の種類または形態に限定されない。たとえばインターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｐｒｉｖａｔｅ
Ｎｅｔｗｏｒｋ）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等であればよい。
【０１２３】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。たとえばＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１２４】
（付記事項）
なお、本発明に係るフレームレート変換装置は、下記のように表現することもできる。
【０１２５】
時刻ｔ１に表示する第１のフレーム上の各ブロックを始点とし、時刻ｔ２に表示する第２のフレーム上のいずれかのブロックを終点とする動きベクトルｖを導出する動きベクトル導出手段と、
上記動きベクトル検出手段において検出した動きベクトルｖに係数α＝ｔ／（ｔ２−ｔ１）を乗じて仮内挿ベクトルｗ（ｔ）＝αｖを検出する仮内挿ベクトル検出手段と、
上記仮内挿ベクトル検出手段において検出した仮内挿ベクトルｗ（ｔ）に係数βを乗じて本内挿ベクトルｗ’（ｔ）＝βｗ（ｔ）を検出する本内挿ベクトル検出手段と、
上記本内挿ベクトル検出手段において検出した本内挿ベクトルｗ’（ｔ）を用いて、時刻ｔに表示する内挿フレームを生成する内挿フレーム生成手段と、を備え、
上記本内挿ベクトル検出手段は、予め定められた条件を満たす開始フレームより後に内挿する内挿フレームに対応する仮内挿ベクトルｗ（ｔ）に乗じる係数βを、当該開始フレームを表示する時刻ｔ０から当該内挿フレームを表示する時刻ｔまでの経過時間ｔ−ｔ０に応じて設定するフレームレート変換装置。
【０１２６】
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲において種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技
術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係るフレームレート変換装置は、テレビジョン受像機などの映像表示装置において好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１００      フレームレート変換装置
１１０      前処理部
１１１      動きベクトル検出部（動きベクトル検出手段）
１１２      内挿ベクトル算出部（仮内挿ベクトル検出手段）
１１３      画像特徴検出部
１１４      動き補償強度設定部（本内挿ベクトル検出手段）
１１５      内挿画像生成部（内挿フレーム生成手段）
１１６      フレームメモリ
１１７      フレームメモリ
１１８      内挿ベクトルメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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