(57)【要約】【課題】ＩＰ（Interlace-Progressive）変換を簡易な処理で品質良く行う。【解決手段】ＣＰＵ１１は奇数フィールドと偶数フィールドとから構成されるインターレース方式の画像データを入力Ｉ／Ｆ１２により取り込む。ＣＰＵ１１は取り込まれた画像データに対し、動体検出部１５により、奇数フィールドのラインと、このラインと垂直方向に隣接する偶数フィールドのラインとの間の画素毎の色度差により画像データの動き部分を検出する。動き部分が検出されると、ＣＰＵ１１は補間データ作成部１７により動き部分を構成する画素に対応する補間データを作成し、動き部分の画素を作成した補間データで置き換える。【選択図】      図２
2008079029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフィールドと第２のフィールドとから構成されるインターレース方式の画像データを受け取る手段と、
前記受け取った画像データの第１のフィールドのラインと、前記第１のフィールドのラインと垂直方向に隣接する第２のフィールドのラインとの間の画素毎の色度差により前記画像データの動き部分を検出する検出手段と、
前記検出された動き部分を構成する第１のフィールドの画素と、前記第１のフィールドの画素と垂直方向に上下に隣接する第２のフィールドの画素とを用いて補間データを作成する作成手段と、
前記第１のフィールドの画素を前記作成された補間データに置き換える置換手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記検出された動き部分を構成する第１のフィールドのラインと、前記第１のフィールドのラインと垂直方向に隣接する第２のフィールドのラインとの間の画素毎の輝度差により動き部分であるか否かを再判定する再判定手段をさらに備え、
前記作成手段は、前記検出手段により動き部分として検出され、かつ再判定手段により動き部分として再判定された部分を構成する第１のフィールドの画素と、前記第１のフィールドの画素と垂直方向に上下に隣接する第２のフィールドの画素とを用いて補間データを作成することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インターレース方式の映像データをプログレッシブ方式に変換する画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インターレース方式で撮像された映像データをプログレッシブ方式に変換する（以下、ＩＰ（Interlace-Progressive）変換と称する）と、動きの大きい部分の輪郭に櫛型ノイズが発生する。従来、このノイズを低減させるために、奇数及び偶数フィールドの情報を単純平均化する手法が一般的であった。しかし、この手法では、動体が２重に再生されたり、単純平均化することにより動体の輪郭がぼやけたり、映像全体の解像度が下がるという問題があった。
【０００３】
そこで、フレーム画像から動きのある領域を検出して、検出された領域に対して補間データを作成することで垂直解像度を改善する手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平２−６５４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記手法では、動きのある領域を検出する際に複雑な処理を行うため、ＣＰＵの負荷が増大し処理に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ＩＰ変換を簡易な処理で品質良く行うことができる画像処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明に係わる画像処理装置は、第１のフィールドと第２のフィールドとから構成されるインターレース方式の画像データを受け取る手段と、前記受け取った画像データの第１のフィールドのラインと、前記第１のフィールドのラインと垂直方向に隣接する第２のフィールドのラインとの間の画素毎の色度差により前記画像データの動き部分を検出する検出手段と、前記検出された動き部分を構成する第１のフィールドの画素と、前記第１のフィールドの画素と垂直方向に上下に隣接する第２のフィールドの画素とを用いて補間データを作成する作成手段と、前記第１のフィールドの画素を前記作成された補間データに置き換える置換手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
上記画像処理装置によれば、インターレース映像の色差信号を用いて、垂直方向のみに着目して動き部分を検出し、検出された動き部分についてのみ補間データを作成して、動き部分の画素データを作成した補間データで置き換える。これにより、簡易な処理で動き部分の検出を行い、静止部分の解像度を落とさずに、動き部分の品質を改善することが可能となる。
【０００８】
また、この発明の画像処理装置は、前記検出された動き部分を構成する第１のフィールドのラインと、前記第１のフィールドのラインと垂直方向に隣接する第２のフィールドのラインとの間の画素毎の輝度差により動き部分であるか否かを再判定する再判定手段をさらに備え、前記作成手段は、前記検出手段により動き部分として検出され、かつ再判定手段により動き部分として再判定された部分を構成する第１のフィールドの画素と、前記第１のフィールドの画素と垂直方向に上下に隣接する第２のフィールドの画素とを用いて補間データを作成することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、色差信号から検出された動き部分について、さらに輝度信号により動き部分であるか否かを再判定し、動き部分として再判定された部分について補間データを作成するようにする。このようにする構成することで、色差信号から検出された動き部分のうち輝度の差が少ない画素では、補間データの作成処理を行わないため、ＣＰＵの負荷を軽減し、処理の高速化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
したがってこの発明によれば、ＩＰ変換を簡易な処理で品質良く行うことができる画像処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１は、この発明に係わる画像処理装置を用いた画像伝送システムの一例を示す概略構成図である。このシステムにおいて、画像処理装置２は、カメラ１から入力されるインターレース方式の画像データに対しＩＰ変換処理を行う。変換後のデータはエンコーダ（ＥＮＣ）３に出力され、圧縮処理されたのち、ネットワークＮＷを介して受信側に送信される。受信側では、デコーダ（ＤＥＣ）４において受信したデータを伸張し、モニタ５に出力する。
【００１２】
図２は、この発明に係わる画像処理装置２の一実施形態の構成を示すブロック図である。  
画像処理装置２は、マイクロプロセッサ等の中央処理ユニット（ＣＰＵ）１１と、入力インタフェース（入力Ｉ／Ｆ）１２と、フィールドメモリ１３と、ワーキングメモリ１４と、動体検出部１５と、輝度判定部１６と、補間データ作成部１７と、出力インタフェース（出力Ｉ／Ｆ）１８とを備える。
【００１３】
ＣＰＵ１１は、カメラ１から入力されるインターレース方式の画像データを入力Ｉ／Ｆ１２により取り込み、画像データの奇数フィールドをフィールドメモリ１３に記憶する。動体検出部１５は、フィールドメモリ１３から奇数フィールドのラインを読み出すと共に、このラインと垂直方向に隣接する偶数フィールドのラインを入力Ｉ／Ｆ１２から取り込み、２つのライン間の画素毎の色度の差から画像データの動き部分を検出する。輝度判定部１６は、動体検出部１５により検出された動き部分を構成する２ライン間の画素毎の輝度の差により動き部分であるか否かの再判定を行う。
【００１４】
ＣＰＵ１１は、輝度判定部１６により動き部分として再判定された画素をワーキングメモリ１４にコピーする。補間データ作成部１７は、ワーキングメモリ１４にコピーされた動き部分の画素をもとに補間データを作成する。ＣＰＵ１１は、動き部分を構成する画素を作成された補間データで置き換えることで、静止部分の解像度は落とさずに、動き部分の品質が改善された画像データを出力Ｉ／Ｆ１８から出力する。
【００１５】
次に、このように構成される画像処理装置２の動作について詳細に説明する。図３は、画像処理装置２におけるＩＰ変換処理の手順とその内容を示すフローチャートである。図４は、ＩＰ変換処理の手法を説明する図である。  
ステップＳ３１において、ＣＰＵ１１は、奇数フィールドのラインと、このラインと垂直方向に隣接する偶数フィールドのラインの列ｍの画素データを読み込む。次に、ステップＳ３２において、ＣＰＵ１１は動体検出部１５により２ライン間の各画素の色度を比較し、色度の差がある場合に当該画像データの動き部分として検出する。例えば、図４において１Ｃ１と２Ｃ１とを比較し、色度の差が検出されない場合には静止部分と判定し、ステップＳ３１に移行し、次の列ｍ＋１の処理を行う。また、動体検出部１５において、予め色度の差の閾値を定めておき、色度の差が閾値以上であれば、動き部分として検出し、色度の差が閾値より小さい場合には、静止部分と判定するようにしても良い。
【００１６】
ステップＳ３２において、動き部分と検出された場合には、ステップＳ３３に移行して、ＣＰＵ１１は、輝度判定部１６により、上記２ライン間の画素の輝度の差が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する。この判定で輝度の差が閾値より小さいと判定された場合には、動き部分から除外し、ステップＳ３１に移行し、次の列ｍ＋１の処理を行う。ステップＳ３３の判定において、輝度の差が閾値以上と判定された場合には、ステップＳ３４において、ＣＰＵ１１は、例えば、列ｍの偶数フィールドのラインの輝度データと、このラインに隣接する上下の奇数フィールドの輝度データをワーキングメモリ１４に記憶させる。例えば、図４において、列２の偶数フィールドのラインの輝度データ２Ｙ２と、奇数フィールドのラインの輝度データ１Ｙ２，３Ｙ２がワーキングメモリ１４に記憶されたものとする。
【００１７】
そして、ＣＰＵ１１は、補間データ作成部１７によりワーキングメモリ１４に記憶された輝度データをもとに補間データを作成する。まず、ステップＳ３５において、それぞれの輝度データに対しフィルタ処理を行い補正する。このフィルタ処理により動き部分をぼかして画像を滑らかにする。そして、ステップＳ３６において、この補正データから中間値を演算する。図４に示すように、ワーキングメモリ１４に記憶された輝度データ１Ｙ２、２Ｙ２、３Ｙ２が各フィルタ（Filter0，Filter1，Filter2）を通して１Ｗ２、２Ｗ２、３Ｗ２と補正され、これら補正データから輝度データの中間値２Ｗ２´が求められる。
【００１８】
ＣＰＵ１１は、上記求められた中間値２Ｗ２´を補間データとして、偶数フィールドの輝度データ２Ｙ２を中間値２Ｗ２´に置換する。そして、ステップＳ３７において、ワーキングメモリ１４をクリアする。このように、垂直方向に隣接するライン間で画素毎に上記ステップＳ３１〜Ｓ３７までの処理を繰り返し行う。なお、ステップＳ３４〜Ｓ３６の補間データの作成処理において、輝度データと同様に色度データの補間データを作成し、輝度データ及び色度データの補間データで、画像データの偶数フィールドの輝度データ及び色度データを置き換えるようにすることもできる。
【００１９】
以上述べたように上記実施形態では、奇数フィールドのラインと、このラインと垂直方向に隣接する偶数フィールドのラインとの間の画素毎の色差信号から画像データの動き部分を検出する。さらに、検出された動き部分を構成する２ライン間の画素毎の輝度の差が閾値以上か否かを判定する。この判定において、輝度の差が閾値以上と判定された場合に偶数フィールドに隣接する上下の奇数フィールドの輝度値を用いて補間データを作成するようにする。このように垂直方向のみに着目して動き部分を検出することで、ＩＰ変換を簡易な処理で品質良く行うことが可能となる。
【００２０】
また、色差信号から検出された動き部分について、さらに輝度信号により輝度の差が閾値以上か否かを判定し、輝度の差が閾値以上と判定された場合にのみ補間データを作成するようにしている。これにより、輝度の差が少ない場合には、補間データ作成処理を行わないため、さらにＣＰＵの負荷を軽減し、処理の高速化を図ることが可能となる。
【００２１】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、この画像処理装置２は、カメラ１、或いはエンコーダ２にユニットとして設けられてもよい。また、画像処理装置２がデコーダ４とモニタ５の間で用いられる場合もあり、デコーダ４にユニットとして設けられてもよい。また、動体検出部１５、輝度判定部１６、補間データ作成部１７は、プログラムとしてメモリに格納される構成であってもよい。他にも画像処理装置２の構成及びＩＰ変換処理の手順とその内容についてもこの発明に逸脱しない範囲で種々に変形して実施できる。
【００２２】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明に係わる画像処理装置を用いた画像伝送システムの一例を示す概略構成図。
【図２】この発明に係わる画像処理装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示す画像処理装置におけるＩＰ変換処理の手順とその内容を示すフローチャート。
【図４】ＩＰ変換処理の手法を説明する図。
【符号の説明】
【００２４】
１…カメラ、２…画像処理装置、３…エンコーダ、４…デコーダ、５…モニタ、ＮＷ…ネットワーク、１１…ＣＰＵ、１２…入力インタフェース、１３…フィールドメモリ、１４…ワーキングメモリ、１５…動体検出部、１６…輝度判定部、１７…補間データ作成部、１８…出力インタフェース。
【図１】
2008079029.tif 000003
【図２】
2008079029.tif 000004
【図３】
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【図４】
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