(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタレース画像において連続する２個以上のフィールドにわたって展開されている同一画像を検出する同一画像検出方法であって、
(a) 現フィールド内に設定された領域内で垂直方向に隣接する２画素の組の各々に対して、前記２画素の値Ａ，Ａ’、前フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｘ、および後フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｙにもとづいて、差分値ｄＸ＝median（Ａ，Ａ’，Ｘ）−Ｘ、および差分値ｄＹ＝median（Ａ，Ａ’，Ｙ）−Ｙを算出する工程と、
(b) 基準値Ｔ１（＞０）に対して、abs（ｄＸ−ｄＹ）＜Ｔ１を満たす前記組の個数Ｎ１を計数する工程と、
(c) 基準値Ｔ２（＞０）と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＸ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ２を計数する工程と、
(d) 前記基準値Ｔ２と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＹ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ３を計数する工程と、
(e) 前記領域内の前記２画素のすべての組の個数Ｎに対して、前記個数Ｎ１が、所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ２＞Ｎ３であると同時に個数差Ｎ２−Ｎ３が、別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ３に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記前フィールドとが同一画像であると判定する工程と、
を備える同一画像検出方法。
【請求項２】
(f) 前記個数Ｎ１が、前記所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ３＞Ｎ２であると同時に個数差Ｎ３−Ｎ２が、前記別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ２に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定する工程を、さらに備える請求項１に記載の同一画像検出方法。
【請求項３】
(g) 前記工程(e) で前記現フィールドと前記前フィールドとが同一画像であると判定され、かつ、前記工程(f) で前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定されない場合に、前記後フィールドとその後のフィールドとが同一画像であると予測する工程を、さらに備える請求項２に記載の同一画像検出方法。
【請求項４】
インタレース画像において連続する２個以上のフィールドにわたって展開されている同一画像を検出する同一画像検出方法であって、
(a) 現フィールド内に設定された領域内で垂直方向に隣接する２画素の組の各々に対して、前記２画素の値Ａ，Ａ’、前フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｘ、および後フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｙにもとづいて、差分値ｄＸ＝median（Ａ，Ａ’，Ｘ）−Ｘ、および差分値ｄＹ＝median（Ａ，Ａ’，Ｙ）−Ｙを算出する工程と、
(b) 基準値Ｔ１（＞０）に対して、abs（ｄＸ−ｄＹ）＜Ｔ１を満たす前記組の個数Ｎ１を計数する工程と、
(c) 基準値Ｔ２（＞０）と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＸ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ２を計数する工程と、
(d) 前記基準値Ｔ２と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＹ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ３を計数する工程と、
(e) 前記領域内の前記２画素のすべての組の個数Ｎに対して、前記個数Ｎ１が、所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ３＞Ｎ２であると同時に個数差Ｎ３−Ｎ２が、別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ２に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定する工程と、
を備える同一画像検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インタレース画像において連続する２個以上のフィールドにわたって展開されている同一画像を検出する同一画像検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インタレース画像の各フィールドにラインを補間することにより、インタレース画像をノンインタレース画像へと変換するフィールド補間を行う際には、画像の動きが検出され、その結果にもとづいて、フィールド間補間とフィールド内補間とが、適応的に切り替えて実行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、映画フィルムの画像、あるいはＣＧ（コンピュータグラフィクス）で作成された画像などでは、図３が示すように、１枚の画像が複数のフィールドにまたがって展開されている。このようなインタレース画像に対しては、動き検出にもとづく通常のフィールド補間を行うよりも、同一の画像が展開されている連続するフィールドを検出し、それらのフィールドを組み合わせることによって、ノンインタレース画像を得る方が、元の画像により忠実で、高い画質を得ることができるはずである。
【０００４】
この発明は、従来のフィールド補間における上記した問題点を解消して高画質のノンインタレース画像を得ることを可能にする同一画像検出方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の方法は、インタレース画像において連続する２個以上のフィールドにわたって展開されている同一画像を検出する同一画像検出方法であって、(a)現フィールド内に設定された領域内で垂直方向に隣接する２画素の組の各々に対して、前記２画素の値Ａ，Ａ’、前フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｘ、および後フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｙにもとづいて、差分値ｄＸ＝median（Ａ，Ａ’，Ｘ）−Ｘ、および差分値ｄＹ＝median（Ａ，Ａ’，Ｙ）−Ｙを算出する工程と、(b)基準値Ｔ１（＞０）に対して、abs（ｄＸ−ｄＹ）＜Ｔ１を満たす前記組の個数Ｎ１を計数する工程と、(c)基準値Ｔ２（＞０）と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＸ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ２を計数する工程と、(d)前記基準値Ｔ２と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＹ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ３を計数する工程と、(e)前記領域内の前記２画素のすべての組の個数Ｎに対して、前記個数Ｎ１が、所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ２＞Ｎ３であると同時に個数差Ｎ２−Ｎ３が、別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ３に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記前フィールドとが同一画像であると判定する工程と、を備える。
【０００６】
第２の発明の方法は、第１の発明の同一画像検出方法において、(f)前記個数Ｎ１が、前記所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ３＞Ｎ２であると同時に個数差Ｎ３−Ｎ２が、前記別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ２に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定する工程を、さらに備える。
【０００７】
第３の発明の方法は、第２の発明の同一画像検出方法において、(g)前記工程(e)で前記現フィールドと前記前フィールドとが同一画像であると判定され、かつ、前記工程(f)で前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定されない場合に、前記後フィールドとその後のフィールドとが同一画像であると予測する工程を、さらに備える。
【０００８】
第４の発明の方法は、インタレース画像において連続する２個以上のフィールドにわたって展開されている同一画像を検出する同一画像検出方法であって、(a)現フィールド内に設定された領域内で垂直方向に隣接する２画素の組の各々に対して、前記２画素の値Ａ，Ａ’、前フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｘ、および後フィールド内で前記２画素の中心に対応する位置での画素値Ｙにもとづいて、差分値ｄＸ＝median（Ａ，Ａ’，Ｘ）−Ｘ、および差分値ｄＹ＝median（Ａ，Ａ’，Ｙ）−Ｙを算出する工程と、(b)基準値Ｔ１（＞０）に対して、abs（ｄＸ−ｄＹ）＜Ｔ１を満たす前記組の個数Ｎ１を計数する工程と、(c)基準値Ｔ２（＞０）と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＸ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ２を計数する工程と、(d)前記基準値Ｔ２と前記基準値Ｔ１とに対して、abs（ｄＹ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす前記組の個数Ｎ３を計数する工程と、(e)前記領域内の前記２画素のすべての組の個数Ｎに対して、前記個数Ｎ１が、所定の基準の下で前記個数Ｎに近いか、または、Ｎ３＞Ｎ２であると同時に個数差Ｎ３−Ｎ２が、別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ２に近いか、少なくとも一方である場合に、前記現フィールドと前記後フィールドとが同一画像であると判定する工程と、を備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態によるフィールド補間方法の処理手順を示すフローチャートである。また、図２は、図１の処理に関する説明図である。これらの図において、縦軸Ｖは、画面上の垂直方向（ラインに垂直な方向）を表し、横軸Ｈは画面上の水平方向（ラインに平行な方向）を表している。符号(i-1),(i),(i+1)は、時間の流れに沿ってインタレース画像のフィールドに付番された識別番号を表している。フィールド(i)が、現フィールドであり、フィールド(i-1)は、それよりも１つ過去の前フィールドに対応し、フィールド(i+1)は、１つ未来の後フィールドに対応する。
【００１０】
図２において、符号Ａ，Ａ’は、現フィールド(i)内に上下に隣接する画素の組を表し、符号Ｘは、前フィールド(i-1)内で２画素Ａ，Ａ’の中心に対応した位置の画素を表し、符号Ｙは、後フィールド(i+1)内で２画素Ａ，Ａ’の中心に対応した位置の画素を表している。また、図２において、水平に延びる平行な帯は、各フィールド内に存在するライン（走査線）を表している。
【００１１】
カラー画像においては、演算の対象とされる画素値としては、好ましくは、Ｙ成分（輝度成分）が選ばれるが、他の成分を用いることも可能であり、また、三成分のそれぞれについて、個別に同様の演算を行うことも可能である。なお、以下では、説明を簡潔なものとするために、画素とその値（画素値）とを、同一の符号で表す。
【００１２】
図１の同一画像検出処理が開始されると、まず、現フィールド(i)内の２画素の組（Ａ，Ａ’）の各々に対して、差分値ｄＸ＝median（Ａ，Ａ’，Ｘ）−Ｘ、および差分値ｄＹ＝median（Ａ，Ａ’，Ｙ）−Ｙが、算出される（ステップＳ１）。ここで、記号「median」は中間値を表す。つぎのステップＳ２では、現フィールド(i)内に領域が設定され、基準値Ｔ１（＞０）および基準値Ｔ２（＞０）が設定される。領域は、現フィールド(i)のすべてでも、一部でも良い。また、領域は、あらかじめ設定され、ステップＳ１において、差分値ｄＸ，ｄＹの算出は、領域内の組（Ａ，Ａ’）に対してのみ行われても良い。
【００１３】
基準値Ｔ１，Ｔ２は、定数であっても良く、また、例えば、１／４×abs（Ａ−Ａ’）などのように変数であっても良い。ここで、記号「abs」は絶対値を表す。また、基準値Ｔ１，Ｔ２は互いに同一に設定されても、異なる値に設定されても良い。また、差分値ｄＸ，ｄＹには、さらに、ローパスフィルタなどのフィルタ処理が施され、フィルタ処理後の値が、後のステップで利用されてもよい。
【００１４】
ステップＳ２では、さらに、４個の個数Ｎ，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３が計数される。個数Ｎは、領域内のすべての組（Ａ，Ａ’）の個数である。個数Ｎ１は、領域内で、abs（ｄＸ−ｄＹ）＜Ｔ１を満たす組（Ａ，Ａ’）の個数である。個数Ｎ２は、領域内で、abs（ｄＸ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす組（Ａ，Ａ’）の個数である。さらに、個数Ｎ３は、領域内で、abs（ｄＹ）＜Ｔ２とabs（ｄＸ−ｄＹ）≧Ｔ１とを同時に満たす組（Ａ，Ａ’）の個数である。なお、領域があらかじめ設定されており、これに属する組（Ａ，Ａ’）の全個数Ｎが既知である場合には、全個数Ｎの計数は行われなくてもよい。
【００１５】
つぎに、領域内の組（Ａ，Ａ’）の全個数Ｎに対して、個数Ｎ１が、所定の基準の下で個数Ｎに近いか、または、Ｎ２＞Ｎ３であると同時に個数差Ｎ２−Ｎ３が、別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ３に近いかが、判定される（ステップＳ３）。この判定において、肯定的な判定結果が得られれば、現フィールド(i)と前フィールド(i-1)とが同一画像であると判定され（ステップＳ４）、否定的な判定結果が得られれば、現フィールド(i)と前フィールド(i-1)とが同一画像ではないと判定される（ステップＳ５）。
【００１６】
上記した所定の基準にもとづく判定として、例えば、基準値α（０＜α＜１）を用いて、Ｎ１／Ｎ≧αであるか否かの判定を採用することができる。また、上記した別の基準にもとづく判定として、例えば、基準値β（０＜β＜１）を用いて、（Ｎ２−Ｎ３）／（Ｎ−Ｎ１−Ｎ３）≧βであるか否かの判定を採用することができる。この場合に、基準値α、βとして、通常は、例えば、15/16＜α，β＜１など、１に近い値を設定するが、比較している２フィールドが同一画像であると予測されている場合には、基準値βを、例えば、β＝1/4など小さい値に設定する。このように、予測によって判定基準値を変動させることで、同一画像の検出漏れや誤検出を防ぎ、検出精度を高めることができる。
【００１７】
つぎに、領域内の組（Ａ，Ａ’）の全個数Ｎに対して、個数Ｎ１が、上記した所定の基準の下で個数Ｎに近いか、または、Ｎ３＞Ｎ２であると同時に個数差Ｎ３−Ｎ２が、上記した別の所定の基準の下で個数差Ｎ−Ｎ１−Ｎ２に近いかが、判定される（ステップＳ６）。この判定において、肯定的な判定結果が得られれば、現フィールド(i)と後フィールド(i+1)とが同一画像であると判定され（ステップＳ７）、否定的な判定結果が得られれば、現フィールド(i)と後フィールド(i+1)とが同一画像ではないと判定される（ステップＳ８）。
【００１８】
つぎに、ステップＳ３で肯定的判定結果が得られ、かつ、ステップＳ６で否定的判定結果が得られたか否かが判定される（ステップＳ９）。この判定において肯定的な判定結果が得られると、後フィールド(i+1)とその後のフィールド(i+2)とが同一画像であると予測される（ステップＳ１０）。以上の処理が終了すると、同一画像検出処理は完了する。
【００１９】
以上の処理を通じて、現フィールド(i)と前フィールド(i-1)、現フィールド(i)と後フィールド(i+1)が、同一画像を展開する連続したフィールドに該当するか否かが判定される。その結果を用いてフィールド補間を行うことにより、インタレース画像が映画フィルム等の画像を含む場合でも、フィールド間補間とフィールド内補間との間でのみ適応的に切り替えてフィールド補間を実行する従来の方法に比べて、より高画質のノンインタレース画像を得ることが可能となる。
【００２０】
さらに、後フィールド(i+1)とその後のフィールド(i+2)が、同一画像を展開する連続したフィールドに該当するか否かについての予測も行われる。この予測結果をつぎの同一画像判定に利用することによって、同一画像の検出精度を高めることができる。
【００２１】
【発明の効果】
第１の発明の方法では、現フィールド内に設定される領域内で、所定の条件を満たす隣接する２画素の組を計数し、それらを比較することによって、簡単な演算手順で現フィールドと前フィールドとが同一画像であるか否かが判定される。この結果を用いてフィールド補間を行うことにより、インタレース画像が映画フィルム等の画像を含む場合でも、高画質のノンインタレース画像を得ることが可能となる。
【００２２】
第２の発明の方法では、現フィールドと後フィールドとが同一画像であるか否かについても判定されるので、その結果を用いて後フィールドとそのつぎのフィールドとが同一画像であるか否かについても予測を行うことができ、さらにその結果を用いて、次の同一画像判定を行うことができる。それにより、同一画像の検出精度を高めることができる。
【００２３】
第３の発明の方法では、後フィールドとその後フィールドとが同一画像であるか否かについての予測が行われるので、その結果を用いて、次の同一画像判定を行うことができる。それにより、同一画像の検出精度を高めることができる。
【００２４】
第４の発明の方法では、現フィールド内に設定される領域内で、所定の条件を満たす隣接する２画素の組を計数し、それらを比較することによって、簡単な演算手順で現フィールドと後フィールドとが同一画像であるか否かが判定される。この結果を用いてフィールド補間を行うことにより、インタレース画像が映画フィルム等の画像を含む場合でも、高画質のノンインタレース画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態の方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】図１に沿った処理に関する説明図である。
【図３】従来のフィールド補間方法の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
(i)  現フィールド
Ａ，Ａ’，Ｘ，Ｙ  画素
ｄＸ，ｄＹ  差分値
Ｎ，Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３  個数
Ｔ１，Ｔ２  基準値
【図１】
0004412436.tif 000002
【図２】
0004412436.tif 000003
【図３】
0004412436.tif 000004