(57)【要約】【課題】  動画の滑らかさを失わずに、インターレス走査の入力動画像を基に、この入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成する。【解決手段】  出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（対象出力フレーム）の各画素（対象画素）についての動画補間画素を、入力動画像に含まれる入力フィールドの画素を基にして、第１の加重加算により生成する動画補間画素生成手段４０５と、対象画素についての静止画補間画素を、入力動画像に含まれる入力フィールドの画素を基にして、第２の加重加算により生成する静止画補間画素生成手段４０７と、対象画素についての動き量を、入力動画像を基に生成する動き量生成手段４２１と、対象画素を、動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、動き量に応じた重みを利用した第３の加重加算により生成する対象画素生成手段４２３とを備える。【選択図】        図１３
2007082096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターレス走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法において、
前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の各画素（以下、「対象画素」という。）についての動画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第１の加重加算により生成する動画補間画素生成ステップと、
前記対象画素についての静止画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第２の加重加算により生成する静止画補間画素生成ステップと、
前記対象画素についての動き量を、前記入力動画像を基に生成する動き量生成ステップと、
前記対象画素を、前記動画補間画素と前記静止画補間画素とを基にして、前記動き量に応じた重みを利用した第３の加重加算により生成する対象画素生成ステップと、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記動画補間画素生成ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の入力フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある入力フィールド（以下、「第１入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素、前記第１フィールドの次のフィールド（以下、「第２入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素又はその双方を少なくとも基にして前記動画像補間画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項３】
請求項１に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記静止画補間画素生成ステップでは、前記対象出力フレームの前にある複数の入力フィールド（以下、「先行入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素、前記先行入力フィールド群の後の複数の入力フィールド（以下、「後続入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素又はその双方を少なくとも基にして前記静止画補間画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項４】
請求項１に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記動き量生成ステップは、
前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記対象画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、
前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記対象画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記動き量を算出する最終動き量算出ステップと、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項５】
請求項４に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記第１動き量算出ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある奇数入力フィールド（以下、「第１奇数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１奇数フィールドの次の奇数フィールド（以下、「第２奇数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第１の動き量を算出し、
前記第２動き量算出ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある偶数入力フィールド（以下、「第１偶数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１偶数フィールドの次の偶数フィールド（以下、「第２偶数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第２の動き量を算出することを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項６】
請求項１に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測するステップを更に備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項７】
プログレッシブ走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法において、
前記入力動画像に含まれる複数の入力フレームのうちの前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の直前にある入力フレーム（以下、「第１入力フレーム」という。）から前記対象出力フレームまでの期間及び前記対象出力フレームから前記第１入力フレームの次の入力フレーム（以下、「第２入力フレーム」という。）までの期間に基づいて、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みを算出する重み算出ステップと、
前記対象出力フレームの各画素（以下、「対象画素」という。）を、前記第１入力フレームの少なくとも１つの画素と、前記第２入力フレームの少なくとも１つの画素とを、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みに基づいて加重加算することにより生成する対象画素生成ステップと、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項８】
請求項７に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記対象画素生成ステップでは、前記対象画素を生成するために利用する前記第２入力フレームの画素（以下、「後続画素」という。）の前記第１入力フレームの前記後続画素と空間的に同一の位置にある画素（以下、「先行画素」という）に対する動き量が所定値未満である場合には、前記加重加算は行なわず、前記先行画素を利用し、前記後続画素を利用せずに前記対象画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項９】
請求項７に記載のフレーム周波数変換方法において、
前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測するステップを更に備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項１０】
請求項７に記載のフレーム周波数変換方法において、
インターレス走査の動画像を基に前記プログレッシブ走査の入力動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換ステップを更に備え、
前記インターレス／プログレッシブ変換ステップは、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出ステップと、
前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出ステップで算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する中間画素生成ステップと、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法。
【請求項１１】
テレビモニタのフレーム周波数を制御するための方法において、
前記テレビモニタに出力するべき複数のフレームを前記複数のフレームの出力部のフレーム周波数に合わせてフレームバッファに順次書き込む書込みステップと、
前記複数のフレームを前記テレビモニタのフレーム周波数に合わせて前記フレームバッファから順次読み出す読出しステップと、
前記フレームバッファに格納されているフレーム数を基に、前記テレビモニタのフレーム周波数を制御する制御ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
前記フレームの出力部において、インターレス走査の動画像を基にプログレッシブ走査の動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換ステップを更に備え、
前記インターレス／プログレッシブ変換ステップは、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出ステップと、
前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出ステップで算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する画素生成ステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
インターレス走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換装置において、
前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の各画素（以下、「対象画素」という。）についての動画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第１の加重加算により生成する動画補間画素生成手段と、
前記対象画素についての静止画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第２の加重加算により生成する静止画補間画素生成手段と、
前記対象画素についての動き量を、前記入力動画像を基に生成する動き量生成手段と、
前記対象画素を、前記動画補間画素と前記静止画補間画素とを基にして、前記動き量に応じた重みを利用した第３の加重加算により生成する対象画素生成手段と、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記動画補間画素生成手段では、前記入力動画像に含まれる複数の入力フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある入力フィールド（以下、「第１入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素、前記第１フィールドの次のフィールド（以下、「第２入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素又はその双方を少なくとも基にして前記動画像補間画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記静止画補間画素生成手段では、前記対象出力フレームの前にある複数の入力フィールド（以下、「先行入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素、前記先行入力フィールド群の後の複数の入力フィールド（以下、「後続入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素又はその双方を少なくとも基にして前記静止画補間画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記動き量生成手段は、
前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記対象画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出手段と、
前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記対象画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出手段と、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記動き量を算出する最終動き量算出手段と、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記第１動き量算出手段では、前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある奇数入力フィールド（以下、「第１奇数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１奇数フィールドの次の奇数フィールド（以下、「第２奇数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第１の動き量を算出し、
前記第２動き量算出手段では、前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある偶数入力フィールド（以下、「第１偶数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１偶数フィールドの次の偶数フィールド（以下、「第２偶数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第２の動き量を算出することを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１８】
請求項１３に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測する手段を更に備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項１９】
プログレッシブ走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換装置において、
前記入力動画像に含まれる複数の入力フレームのうちの前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の直前にある入力フレーム（以下、「第１入力フレーム」という。）から前記対象出力フレームまでの期間及び前記対象出力フレームから前記第１入力フレームの次の入力フレーム（以下、「第２入力フレーム」という。）までの期間に基づいて、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みを算出する重み算出手段と、
前記対象出力フレームの各画素（以下、「対象画素」という。）を、前記第１入力フレームの少なくとも１つの画素と、前記第２入力フレームの少なくとも１つの画素とを、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みに基づいて加重加算することにより生成する対象画素生成手段と、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記対象画素生成手段では、前記対象画素を生成するために利用する前記第２入力フレームの画素（以下、「後続画素」という。）の前記第１入力フレームの前記後続画素と空間的に同一の位置にある画素（以下、「先行画素」という）に対する動き量が所定値未満である場合には、前記加重加算は行なわず、前記先行画素を利用し、前記後続画素を利用せずに前記対象画素を生成することを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載のフレーム周波数変換装置において、
前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測する手段を更に備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項２２】
請求項１９に記載のフレーム周波数変換装置において、
インターレス走査の動画像を基に前記プログレッシブ走査の入力動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換手段を更に備え、
前記インターレス／プログレッシブ変換手段は、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出手段と、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出手段と、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出手段と、
前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出手段で算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する中間画素生成手段と、
を備えることを特徴とするフレーム周波数変換装置。
【請求項２３】
テレビモニタのフレーム周波数を制御するための装置において、
前記テレビモニタに出力するべき複数のフレームを前記複数のフレームの出力部のフレーム周波数に合わせてフレームバッファに順次書き込む書込み手段と、
前記複数のフレームを前記テレビモニタのフレーム周波数に合わせて前記フレームバッファから順次読み出す読出し手段と、
前記フレームバッファに格納されているフレーム数を基に、前記テレビモニタのフレーム周波数を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置において、
前記フレームの出力部において、インターレス走査の動画像を基にプログレッシブ走査の動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換手段を更に備え、
前記インターレス／プログレッシブ変換手段は、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出手段と、
前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出手段と、
前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出手段と、
前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出手段で算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する画素生成手段と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２５】
コンピュータに請求項１乃至１２の何れか１項に記載の方法を行なわせるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターレス走査又はプログレッシブ走査の入力動画像を基に、この入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法、フレーム周波数変換装置及びフレーム周波数変換プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータにもテレビチューナが内蔵されたり接続されるようになり、パーソナルコンピュータは、テレビチューナが受信したテレビ放送を表示したり、録画したり、再生したりすることができるようになってきている。
【０００３】
日本やその他のいくつかの国では、テレビ放送のためにＮＴＳＣ方式を採用している。ＮＴＳＣ方式では、色副搬送波の周波数との調整を図るために、フィールド周波数が６０Ｈｚではなく、約５９．９４Ｈｚ（＝６０×（１０００／１００１）Ｈｚ）となっている。従って、フレーム周波数は、３０Ｈｚではなく、約２９．９７Ｈｚ（＝３０×（１０００／１００１）Ｈｚ）となっている。また、ＮＴＳＣチューナが出力する信号に対してＩＰ(Interlace/Progressive)変換を行なうことにより得られた動画像のフレーム周波数は、５９．９４Ｈｚである。
【０００４】
他方、パーソナルコンピュータのテレビモニタの代表的なリフレッシュレート（フレーム周波数に対応する。）は、丁度６０Ｈｚである。また、他のリフレッシュレートも設定できるようになっているパーソナルコンピュータも多い。
【０００５】
そうすると、表示するテレビ画像のフレーム周波数とテレビモニタのリフレッシュレートが異なるため、パーソナルコンピュータは、この違いを解決するための処理をする必要がある。
【０００６】
従来、このための処理として、一部のフレームの間引きや２度表示を行なっているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−８０３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、一部のフレームの間引きや２度表示を行なうことにより、フレーム周波数の調整をする場合には、間引きの前後や２度表示の部分で動画像の滑らかさが失われ、不自然となる。
【０００８】
そこで、本発明は、動画の滑らかさを失わずに、インターレス走査又はプログレッシブ走査の入力動画像を基に、この入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法、フレーム周波数変換装置及びフレーム周波数変換プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点によれば、インターレス走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法において、前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の各画素（以下、「対象画素」という。）についての動画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第１の加重加算により生成する動画補間画素生成ステップと、
前記対象画素についての静止画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第２の加重加算により生成する静止画補間画素生成ステップと、前記対象画素についての動き量を、前記入力動画像を基に生成する動き量生成ステップと、前記対象画素を、前記動画補間画素と前記静止画補間画素とを基にして、前記動き量に応じた重みを利用した第３の加重加算により生成する対象画素生成ステップと、を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法が提供される。
【００１０】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記動画補間画素生成ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の入力フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある入力フィールド（以下、「第１入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素、前記第１フィールドの次のフィールド（以下、「第２入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素又はその双方を少なくとも基にして前記動画像補間画素を生成するようにしてもよい。
【００１１】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記静止画補間画素生成ステップでは、前記対象出力フレームの前にある複数の入力フィールド（以下、「先行入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素、前記先行入力フィールド群の後の複数の入力フィールド（以下、「後続入力フィールド群」という。）の画素のうちの前記対象画素と空間的に同一の位置にあり時間的に最も近い位置にある画素又はその双方を少なくとも基にして前記静止画補間画素を生成するようにしてもよい。
【００１２】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記動き量生成ステップは、前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記対象画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記対象画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記動き量を算出する最終動き量算出ステップと、を備えるようにしてもよい。
【００１３】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記第１動き量算出ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の奇数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある奇数入力フィールド（以下、「第１奇数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１奇数フィールドの次の奇数フィールド（以下、「第２奇数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第１の動き量を算出し、前記第２動き量算出ステップでは、前記入力動画像に含まれる複数の偶数フィールドのうちの前記対象出力フレームの直前にある偶数入力フィールド（以下、「第１偶数入力フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素及び前記第１偶数フィールドの次の偶数フィールド（以下、「第２偶数フィールド」という。）の画素のうちの前記対象画素から空間的に最も近い位置にある少なくとも１つの画素を基にして前記第２の動き量を算出するようにしてもよい。
【００１４】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測するステップを更に備えるようにしてもよい。
【００１５】
本発明の第２の観点によれば、プログレッシブ走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法において、前記入力動画像に含まれる複数の入力フレームのうちの前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の直前にある入力フレーム（以下、「第１入力フレーム」という。）から前記対象出力フレームまでの期間及び前記対象出力フレームから前記第１入力フレームの次の入力フレーム（以下、「第２入力フレーム」という。）までの期間に基づいて、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みを算出する重み算出ステップと、前記対象出力フレームの各画素（以下、「対象画素」という。）を、前記第１入力フレームの少なくとも１つの画素と、前記第２入力フレームの少なくとも１つの画素とを、前記第１入力フレームの重みと前記第２入力フレームの重みに基づいて加重加算することにより生成する対象画素生成ステップと、を備えることを特徴とするフレーム周波数変換方法が提供される。
【００１６】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記対象画素生成ステップでは、前記対象画素を生成するために利用する前記第２入力フレームの画素（以下、「後続画素」という。）の前記第１入力フレームの前記後続画素と空間的に同一の位置にある画素（以下、「先行画素」という）に対する動き量が所定値未満である場合には、前記加重加算は行なわず、前記先行画素を利用し、前記後続画素を利用せずに前記対象画素を生成するようにしてもよい。
【００１７】
上記のフレーム周波数変換方法において、前記対象出力フレームに対応した垂直同期信号のタイミングを、出力フレーム周波数及びグラフィック部から出力され、逐次サンプルされた走査線番号を基に推測するステップを更に備えるようにしてもよい。
【００１８】
上記のフレーム周波数変換方法において、インターレス走査の動画像を基に前記プログレッシブ走査の入力動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換ステップを更に備え、前記インターレス／プログレッシブ変換ステップは、前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出ステップと、前記プログレッシブ走査の入力動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出ステップで算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する中間画素生成ステップと、を備えるようにしてもよい。
【００１９】
本発明の第３の観点によれば、テレビモニタのフレーム周波数を制御するための方法において、前記テレビモニタに出力するべき複数のフレームを前記複数のフレームの出力部のフレーム周波数に合わせてフレームバッファに順次書き込む書込みステップと、前記複数のフレームを前記テレビモニタのフレーム周波数に合わせて前記フレームバッファから順次読み出す読出しステップと、前記フレームバッファに格納されているフレーム数を基に、前記テレビモニタのフレーム周波数を制御する制御ステップと、を備えることを特徴とする方法が提供される。
【００２０】
上記の方法において、前記フレームの出力部において、インターレス走査の動画像を基にプログレッシブ走査の動画像を生成するインターレス／プログレッシブ変換ステップを更に備え、前記インターレス／プログレッシブ変換ステップは、前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の奇数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第１の動き量を算出する第１動き量算出ステップと、前記インターレス走査の動画像に含まれる複数の偶数フィールドから前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての第２の動き量を算出する第２動き量算出ステップと、前記第１の動き量と前記第２の動き量を基に、前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素についての動き量を算出する最終動き量算出ステップと、前記プログレッシブ走査の動画像の各フレームの各画素を、前記インターレス走査の動画像を基に得られた動画補間画素と静止画補間画素とを基にして、最終動き量算出ステップで算出された前記動き量に応じた重みを利用した加重加算により生成する画素生成ステップと、を備えるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、インターレス走査の入力動画像を基に、該入力動画像とはフレーム周波数が異なるプログレッシブ走査の出力動画像を生成するためのフレーム周波数変換方法において、前記出力動画像に含まれるべき各出力フレーム（以下、「対象出力フレーム」という。）の各画素（以下、「対象画素」という。）についての動画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第１の加重加算により生成する動画補間画素生成ステップと、前記対象画素についての静止画補間画素を、前記入力動画像に含まれる少なくとも１つの入力フィールドの少なくとも１つの画素を基にして、第２の加重加算により生成する静止画補間画素生成ステップと、前記対象画素についての動き量を、前記入力動画像を基に生成する動き量生成ステップと、前記対象画素を、前記動画補間画素と前記静止画補間画素とを基にして、前記動き量に応じた重みを利用した第３の加重加算により生成する対象画素生成ステップと、を備えるので、一部の入力フィールドが欠落したり、一部の入力フィールドがそのまま複数回出力されることを避けることができ、従って、動画の滑らかさが失われない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００２３】
［実施形態１］
図１は、実施形態１によるフレーム周波数変換装置の全体の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１を参照すると、ＩＰ(Interlace/Progressive)変換処理部１０１は、例えば、ＮＴＳＣチューナから出力されるインターレス走査の動画像を入力し、この動画像に対しインターレス／プログレッシブ変換を行なう。そして、ＩＰ変換処理部１０１は、この変換により得られたプログレッシブ走査の動画像を各フレーム毎にフレームバッファ１０２に書き込む。また、ＩＰ変換処理部１０１は、パーソナルコンピュータのシステムクロック１０３から入力する現在時刻を参照して、プログレッシブ走査の動画像の各フレームに対して現在時刻を付加し、これも各フレームに関連付けてフレームバッファ１０２に書き込む。ＩＰ変換処理部１０１が行なうＩＰ変換処理については、後述するが、ＩＰ変換処理部１０１は、一般に利用されているＩＰ変換処理を行なっても良い。
【００２５】
垂直同期信号取得部１０４は、パーソナルコンピュータのマザーボードに挿入されているグラフィックカード１０５又はマザーボードに内蔵されているグラフィックチップから出力ビデオ信号の垂直同期信号を取得する。この垂直同期信号の周波数は、例えば、６０Ｈｚである。そして、垂直同期信号取得部１０４は、グラフィックカード１０５等から垂直同期信号を取得したならば、その直後に補間処理部１０６を起動する。垂直同期信号取得部１０４は、その起動の際、システムクロック１０３から得られた現在時刻を補間処理部１０６に供給する。なお、出力フレームの時刻よりも後の時刻が付された入力フレームを補間処理部１０６がフレームバッファ１０２から取得できるように、出力フレームの時刻にオフセットを持たせてもよい。すなわち、例えば、出力フレームの時刻をシステムクロックから得た時刻から４５ミリ秒過去の時刻とすることにより、出力フレームの時刻よりも後の時刻が付された入力フレームを補間処理部１０６が取得できるようにしてもよい。
【００２６】
補間処理部１０６は、起動されると、フレームバッファ１０２から必要なフレームを読み出し、読み出したフレームを基に出力フレームを生成し、生成したフレームをグラフィックカード１０５内の表示メモリ１０５−１に書き込む。
【００２７】
グラフィックカード１０５は、表示メモリ１０５−１に書き込まれた出力フレームをテレビモニタ１０７に出力する。
【００２８】
次に、ＩＰ変換処理部１０１の構成及びこれが行なうＩＰ変換処理について説明する。
【００２９】
図２は、ＩＰ変換部１０１の構成を示すブロック図である。
【００３０】
第１のフィールド・メモリ２０１−１は、処理対象となっているフィールドの１つ先のフィールドの画像データを格納する。第２のフィールド・メモリ２０１−２は、処理対象となっているフィールドの画像データを格納する。第３のフィールド・メモリ２０１−３は、処理対象となっているフィールドの１つ前のフィールドの画像データを格納する。
【００３１】
画像データ書込部２０３は、第１乃至第３のフィールド・メモリ２０１−１、２０１−２及び２０１−３に画像データを書き込む。なお、第１乃至第３のフィールド・メモリ２０１−１、２０１−２及び２０１−３をリング・バッファ構成とし、循環的に、３つのフィールドの画像データをこれらのフィールド・メモリに格納するようにしても良い。
【００３２】
動画補間画素生成部２０５は、第２のフィールド・メモリ２０１−２に格納されている画像データを基に、動画補間画素を生成する。
【００３３】
動画補間画素生成部２０５は、基本的には、例えば、現在処理の対象となっているフィールドの番号をｎ、そのフィールドにおいて、補間するべき画素として現在処理の対象となっている画素の垂直方向位置をｉ、そのフィールドにおいて、補間するべき画素として現在処理の対象となっている画素の水平方向位置をｊとした場合、式（１）に従って、動画補間画素Ａ（ｎ，ｉ，ｊ）を生成する。ここで、ｉは、実在する走査線と補間するべき走査線とを合わせて数えた場合の位置である。
【００３４】
【数１】
2007082096.tif 000003
ここで、ｘ（ｎ，ｉ−１，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの処理の対象となっている画素の１つ上の画素の値であり、ｘ（ｎ，ｉ＋１，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの処理の対象となっている画素の１つ下の画素の値である。上記では、これらの２つの画素の値の平均値を処理の対象となっている画素の値としているが、これらの２つの画素のうちの１つの画素の値を処理の対象となっている画素の値としてもよい。また、処理の対象となっているフィールドの画素のうちの処理の対象となっている画素の所定の近傍の画素の値の加重平均を処理の対象となっている画素の値としてもよい。
【００３５】
静止画補間画素生成部２０７は、第１のフィールド・メモリ２０１−１に格納されている画素データ及び第３のフィールド・メモリ２０１−３に格納されている画素データを基に、静止画画素を生成する。例えば、現在処理の対象となっているフィールドの番号をｎ、そのフィールドにおいて、補間するべき画素として現在処理の対象となっている画素の垂直方向位置をｉ、そのフィールドにおいて、補間するべき画素として現在処理の対象となっている画素の水平方向位置をｊとした場合、式（２）に従って、動画補間画素Ｂ（ｎ，ｉ，ｊ）を生成する。
【００３６】
【数２】
2007082096.tif 000004
ここで、ｘ（ｎ−１，ｉ，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの１つ前のフィールドの画素のうち、処理の対象となっている画素と同一の位置（ｉ，ｊ）にある画素の値であり、ｘ（ｎ＋１，ｉ，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの１つ後のフィールドの画素のうち、処理の対象となっている画素と同一の位置（ｉ，ｊ）にある画素の値である。上記では、これらの２つの画素の値の平均値を処理の対象となっている画素の値としているが、これらの２つの画素のうちの１つの画素の値を処理の対象となっている画素の値としてもよい。また、処理の対象となっているフィールドの近傍のフィールドの画素のうちの処理の対象となっている画素と同一の位置にある画素の値の加重平均を処理の対象となっている画素の値としてもよい。
【００３７】
差分計算部２０９は、処理の対象となっているフィールドの処理の対象となっている画素についての差分Ｃ（ｎ，ｉ，ｊ）を式（３）に従って求める。
【００３８】
【数３】
2007082096.tif 000005
ここで、ｘ（ｎ−１，ｉ，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの１つ前のフィールドの画素のうち、処理の対象となっている画素と同一の位置（ｉ，ｊ）にある画素の値であり、ｘ（ｎ＋１，ｉ，ｊ）は、処理の対象となっているフィールドの１つ後のフィールドの画素のうち、処理の対象となっている画素と同一の位置（ｉ，ｊ）にある画素の値である。差分Ｃ（ｎ，ｉ，ｊ）は、動き量の基本となる。
【００３９】
差分補正部２１１は、式（４）に従って、Ｃを補正することにより、補正された差分Ｄ（ｎ，ｉ，ｊ）を求める。
【００４０】
【数４】
2007082096.tif 000006
ここで、Δｃの値は、ノイズのレベル等により決定され、補正値保持部２１３に格納されている。
【００４１】
差分累積部２１５は、累積動き量メモリ２１７に格納されている累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）を式（５）に従って更新する。
【００４２】
【数５】
2007082096.tif 000007
ここで、ＴＨの値は、視覚特性等により決定され、しきい値保持部２１９に格納されている。ＴＨの値は、例えば、１６である。
【００４３】
上式に従って、累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）を計算することにより、あるフィールドである量の動きが検出された場合には、そのフィールドでは、累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）は、その前のフィールドでの累積動き量にその動きの量を加算してから１引いた値又は、動き量が大きい場合には、しきい値ＴＨとなり、それから１フィールド経過する度に１ずつ減少する。こうすることにより、動き検出は、尾を引くこととなる。これにより、動きがあった後に動画部が間違って静止画部であると判断される可能性を低くすることができる。動画部が間違って静止画部であると判断された場合には、動画部として正しく処理された時に算出される補間値とは全く異なった補間値が算出され、視覚上問題となる。一方、静止画部が間違って動画部であると判断された場合には、解像度が落ちるだけであり、視覚上問題とはならない。特に、実際に動きが検出された部分の周辺の静止画部は、動画部であると間違って判断されたとしても、その部分の解像度の低下は実際に動きがある部分によるマスキング効果により視覚されない。従って、式（５）を導入して、動画部が間違って静止画部と判断される可能性を低くすることの長所は、静止画部が間違って動画部と判断される可能性が増える欠点を上回るので、式（５）を導入することは、全体として、画質改善に役立つ。また、文字が固定されているテロップ部等の多くの静止画部は、その部分から動きが検出されることがないので、式（５）を導入しても、間違って、動画部であると判断されることはない。
【００４４】
動き量計算部２２１は、式（６）に従って動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を算出する。
【００４５】
【数６】
2007082096.tif 000008
合成補間画素生成部２２３は、式（７）に従って合成補間画素ｘ’（ｎ，ｉ，ｊ）を計算する。
【００４６】
【数７】
2007082096.tif 000009
選択部２２５は、ライン毎に実在画素ｘ（ｎ，ｉ，ｊ）と補間画素ｘ’（ｎ，ｉ，ｊ）を切り換えて、プログレッシブ走査の画像データを出力する。
【００４７】
なお、図２にその構成を示すＩＰ変換処理部１０１は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータを図２にその構成を示すＩＰ変換処理部１０１として機能させるためのプログラムをコンピュータが記録媒体から読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００４８】
次に、式（６）に従って動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を計算することの効果について説明する。
【００４９】
図３に示すように、白い平坦な背景上を黒い縦線が右に移動する場合を想定する。また、考察を容易にするために、動き累積量ｍ（ｉ，ｊ）を式（８）に従って計算するものとする。
【００５０】
【数８】
2007082096.tif 000010
そうすると、式（６）を用いずに、仮に、式（９）に従って、動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を計算することとすると、図３に示すように、動きが検出されずに、静止画補間画素により補間が行われることとなり、コーミングが発生する。
【００５１】
【数９】
2007082096.tif 000011
すなわち、図３において、四角の画素は元々ある画素であり、丸の画素は補完するべき画素である。例えば、画素１３４と画素３３４との差分の絶対値が画素２３４の動き量となるが、この値はゼロであるため、画素２３４は、静止画画素であると間違って判断される。そうすると、画素１３４と画素３３４の平均値が画素２３４の補間値となり、画素２３４は白となってしまう。画素２１４、２５４についても同様である。そうすると、画素２２４、２４４、２６４が正しく黒であるのに対し、画素２１４、２３４、２５４は間違って白となってしまい、コーミングが発生する。
【００５２】
一方、本発明に従って、式（６）に従って、動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を計算することとすると、図４に示すように、正しく動きが検出され、動画補間画素により補間が行われることとなり、コーミングが発生しない。
【００５３】
すなわち、図４において、図３の場合と同様に、四角の画素は元々ある画素であり、丸の画素は補完するべき画素である。例えば、画素１３４と画素３３４との差分の絶対値に画素０４４と画素２４４との差分の絶対値の和としきい値ＴＨのうちの大きい方が画素２３４の動き量となるが、この大きい方の値はしきい値ＴＨであるため、画素２３４は、動画画素であると正しく判断される。そうすると、画素２２４と画素２４４の平均値が画素２３４の補間値となり、画素２３４は黒となる。画素２１４、２５４についても同様である。そうすると、画素２２４、２４４、２６４が正しく黒であり、且つ、画素２１４、２３４、２５４も正しく黒であるため、コーミングは発生しない。
【００５４】
このように、式（６）に従って動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を計算することにより、動画画素が間違って静止画画素であると判断されることを回避することができる。
【００５５】
また、式（６）において、番号ｎに対応した入力フィールドが偶数フィールドである場合には、ｍ（ｉ，ｊ）は、偶数フィールドから検出された動き量であり、ｍ（ｉ＋１、ｊ）は、奇数フィールドから検出された動き量である。同様に、式（６）において、番号ｎに対応した入力フィールドが奇数フィールドである場合には、ｍ（ｉ，ｊ）は、奇数フィールドから検出された動き量であり、ｍ（ｉ＋１、ｊ）は、偶数フィールドから検出された動き量である。すなわち、偶数フィールドと奇数フィールドのうちの一方のフィールドから検出することができなかった動きを他方のフィールドから検出することができる場合があることを利用して動き量Ｍ（ｉ、ｊ）を用いることとしている。
【００５６】
次に、図２にその構成を示すＩＰ変換処理部１０１により行われるインターレス／プログレッシブ変換方法について説明する。
【００５７】
図５を参照すると、まず、動画補間画素生成部２０５は、式（１）に従って、動画補間画素を生成する（ステップＳ３０１）。次に、静止画補間画素生成部２０７は、式（２）に従って、静止画補間画素を生成する（ステップＳ３０３）。次に、差分計算部３０９は、式（３）に従って、差分を計算する（ステップＳ３０５）。次に、差分補正部２１１は、式（４）に従って、差分を補正する（ステップＳ３０７）。次に、差分累積部２１５は、式（５）に従って、累積動き量を更新する（ステップＳ３０９）。次に、動き量計算部２２１は、式（６）に従って、動き量を計算する（ステップＳ３１１）。次に、合成補間画素生成部２２３は、式（７）に従って、合成補間画素を生成する（ステップＳ３１５）。
【００５８】
次に、補間処理部１０６の構成及びこれが行なう補間処理について説明する。
【００５９】
図６を参照すると、出力フレーム時刻入力部１０６−１は、垂直同期信号取得部１０４から各出力フレームの時刻を入力する。
【００６０】
入力フレーム時刻参照部１０６−２は、フレームバッファ１０２に格納されている各入力フレームの時刻を参照して、現在処理の対象となっている出力フレームの時刻の直前の入力フレーム時刻（第１入力フレーム時刻）及び第１入力フレーム時刻の直後の入力フレーム時刻（第２入力フレーム時刻）を検出する。
【００６１】
第１入力フレーム読出部１０６−３は、入力フレーム時刻参照部１０６−２から第１入力フレーム時刻を入力し、更に、第１入力フレーム時刻に対応する入力フレーム（第１入力フレーム）をフレームバッファ１０２から読み出す。
【００６２】
第２入力フレーム読出部１０６−４は、入力フレーム時刻参照部１０６−２から第２入力フレーム時刻を入力し、更に、第２入力フレーム時刻に対応する入力フレーム（第２入力フレーム）をフレームバッファ１０２から読み出す。
【００６３】
重み算出部１０６−５は、下に示す式（１０）に従って、出力フレーム時刻ｔｏｕｔ、第１入力フレーム時刻ｔｉｎ１及び第２入力フレーム時刻ｔｉｎ２を基に、第１入力フレームと第２入力フレームを加重加算するための重みｗ１、ｗ２を算出する。
【００６４】
【数１０】
2007082096.tif 000012
加重加算部１０６−６は、下に示す式（１１）に従って、第１入力フレームの各画素ｘ１（ｉ、ｊ）と第２入力フレームの各画素ｘ２（ｉ、ｊ）を加重加算することにより、出力フレームの各画素ｙ（ｉ、ｊ）を生成し、これを表示メモリ１０５−１に書き込む。
【００６５】
【数１１】
2007082096.tif 000013
次に、図６にその構成を示す補間処理部１０６により行われる補間処理方法について説明する。
【００６６】
図７を参照すると、まず、出力フレーム時刻入力部１０６−１は、出力フレーム時刻を垂直同期信号取得部１０４から入力する（ステップＳ３２１）。次に、入力フレーム時刻参照部１０６−２は、第１入力フレーム時刻及び第２入力フレーム時刻を検出する（ステップＳ３２３、Ｓ３２５）。次に、重み算出部１０６−５は、加重加算のための重みを算出する（ステップＳ３２７）。次に、ステップＳ３３１〜Ｓ３３７を繰り返す（ステップＳ３２９）。ステップＳ３３１では、第１入力フレーム読出部１０６−３は、第１入力フレームの画素をフレームバッファ１０２から読み出す。次に、第２入力フレーム読出部１０６−４は、第２入力フレームの画素をフレームバッファ１０２から読み出す（ステップＳ３３３）。次に、加重加算部１０６−６は、加重加算により出力フレームの画素を生成し（ステップＳ３３５）、これを表示メモリ１０５−１に書き込む（ステップＳ３３７）。ステップＳ３２９の繰返しを、複数の画素毎に行なって、メモリへのアクセス数を減らしてもよい。
【００６７】
なお、図６にその構成を示す補間処理部１０６は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータを図６にその構成を示す補間処理部１０６として機能させるためのプログラムをコンピュータが記録媒体から読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００６８】
実施形態１によれば、出力フレームの各画素を、第１入力フレームの画素と第２入力フレームの画素を基に、第１入力フレームから出力フレームまでの期間と出力フレームから第２入寮フレームまでの期間とに基づいた重みで加重加算するので、出力動画像の動きに不自然さが生ずることがなく、その動きが滑らかとなる。
【００６９】
［実施形態２］
実施形態２は、基本的な構成に関しては、実施形態１と同様である。しかし、実施形態２は、実施形態１と比較して、第２入力フレームの各画素毎に動き量を見て、その動き量が所定値未満であると判断された場合には、第２入力フレームの画素を利用せずに、第１入力フレームの画素から出力フレームの画素を生成する点が異なる。これにより、そのような画素については、加重加算部１０６−６による加重加算の処理を省略することができるので、演算量を減らすことができる。また、そのように省略しても、出力フレームの画質はさほど劣化しない。
【００７０】
図８は、実施形態２によるフレーム周波数変換装置の全体の構成を示すブロック図である。図８を図１と比較すると明らかなように、実施形態２によるフレーム周波数変換装置が実施形態１によるフレーム周波数変換装置と異なる点は、動き量バッファ１０８が追加され、これに伴い接続が増加した点及び補間処理部１０６が補間処理部１０６Ｂに変更された点である。
【００７１】
動き量バッファ１０８は、フレームバッファ１０２に格納される各入力フレームの各画素毎に動き量計算部２２１（図２）が算出した動き量を格納する。
【００７２】
図９は、実施形態２による補間処理部１０６Ｂの構成を示すブロック図である。図９を図２と比較すると明らかなように、実施形態２による補間処理部１０６Ｂが実施形態１による補間処理部１０６と異なる点は、第２入力フレーム画素動き量読出部１０６−７、省略判断部１０６−８、スイッチ１０６−９が追加され、これに伴い、接続が増加した点である。
【００７３】
第２入力フレーム画素動き量読出部１０６−７は、第２入力フレームの各画素に対応した動き量を動き量バッファ１０８から読み出す。
【００７４】
省略判断部１０６−８は、第２入力フレーム画素動き量読出部１０６−７が読み出した動き量が所定のしきい値未満であるか否かを判断し、そうである場合には、対応する画素について、第２入力フレーム読出部１０６−４による読出し、加重加算部１０６−６による加重加算を休止させ、スイッチ１０６−９に対しては、第１入力フレーム読出部１０６−３が読み出した画素を選択させる。そうでない場合には、第２入力フレーム読出部１０６−４及び加重加算部１０６−６は、実施形態１と同様に動作し、スイッチ１０６−９は、加重加算部１０６−６の出力を選択する。
【００７５】
第２入力フレーム画素動き量読出部１０６−７が読み出した動き量と比較する所定のしきい値は、例えば、動き量の取りうる値が０からＸであるとし、Ｘが大きいほど動き量が大きいことを表すとした場合、Ｘとしてもよい。但し、Ｘよりも小さな値としてもよい。画質劣化の程度と演算量削減の程度とを考慮して、適切な値に設定する。ＣＰＵの演算能力や現在の負荷を検出し、これを考慮してもよい。Ｘの値が大きいほど、演算量削減の効果が大きいが、画質劣化の程度が相対的に大きくなる。
【００７６】
次に、図９にその構成を示す補間処理部１０６Ｂにより行われる補間処理方法について説明する。
【００７７】
図１０を参照すると、まず、出力フレーム時刻入力部１０６−１は、出力フレーム時刻を垂直同期信号取得部１０４から入力する（ステップＳ３４１）。次に、入力フレーム時刻参照部１０６−２は、第１入力フレーム時刻及び第２入力フレーム時刻を検出する（ステップＳ３４３、Ｓ３４５）。次に、重み算出部１０６−５は、加重加算のための重みを算出する（ステップＳ３４７）。次に、ステップＳ３５１〜Ｓ３６３を繰り返す（ステップＳ３４９）。ステップＳ３５１では、第１入力フレーム読出部１０６−３は、第１入力フレームの画素をフレームバッファ１０２から読み出す。次に、第２入力フレーム画素動き量読出部１０６−７は、動き量バッファ１０８から現在の画素の動き量を読み出す（ステップＳ３５３）。次に、省略判断部１０６−８は、読み出した動き量が所定のしきい値未満であるか否かを判断する（ステップＳ３５５）。
【００７８】
そうである場合には（ステップＳ３５５でＹＥＳ）、スイッチ１０６−９は、第１フレーム画素を選択し（ステップＳ３５７）、それを表示メモリ１０５−１に書き込む（ステップＳ３６５）。
【００７９】
そうでない場合には（ステップＳ３５５でＮＯ）、第２入力フレーム読出部１０６−４は、第２入力フレームの画素をフレームバッファ１０２から読み出す（ステップＳ３５９）。次に、加重加算部１０６−６は、加重加算により出力フレームの画素を生成する（ステップＳ３６１）。次に、スイッチ１０６−９は、加重加算により生成した画素を選択し（ステップＳ３６３）、それを表示メモリ１０５−１に書き込む（ステップＳ３６５）。ステップＳ３４９の繰返しを、複数の画素毎に行なって、メモリへのアクセス数を減らしてもよい。
【００８０】
また、動き量の算出及びこれに基づいた判断とその判断に基づいた条件動作を各画素毎に行なう代わりに、例えば、Ｍ×Ｎ画素のブロック毎に行なってもよい。それに応じて、ＩＰ変換処理部１０１での動き量の生成方法をブロック毎のものに変えてもよい。
【００８１】
なお、図９にその構成を示す補間処理部１０６Ｂは、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータを図９にその構成を示す補間処理部１０６Ｂとして機能させるためのプログラムをコンピュータが記録媒体から読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００８２】
［実施形態３］
実施形態１及び２では、ＩＰ変換処理部１０１と補間処理部１０６又は１０６Ｂとを別々に設けていたが、実施形態３では、これらを一体化する。
【００８３】
図１１及び図１２を参照して、実施形態３の原理について説明する。図１１及び図１２は、時間軸を横にとり、画面の垂直軸を縦にとって、入力フィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）、ｆ（ｎ＋２）と出力フレームＦ（ｍ）の或る水平方向位置における断面を示している。また、出力フレームにおいて二重丸で示しているのは、現在生成しようとしている画素（対象画素）ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）である。ここで、ｉは、フレーム内でのライン番号であり、ｊはライン内での画素番号である。また、入力フィールドｆ（ｎ）は、出力フレームＦ（ｍ）の直前のフィールドであり、入力フィールドｆ（ｎ＋１）は、入力フィールドｆ（ｎ）の直後の入力フィールドである。
【００８４】
図１１（ａ）は、入力フィールドｆ（ｎ）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ、ｉ、ｊ）がある場合において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）についての動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成する方法の一例を示している。入力フィールドｆ（ｎ）において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）に空間的に最も近い画素は画素ｘ（ｎ、ｉ、ｊ）であり、入力フィールドｆ（ｎ＋１）において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）に空間的に最も近い画素はｘ（ｎ＋１、ｉ−１、ｊ）とｘ（ｎ＋１、ｉ＋１、ｊ）である。
【００８５】
出力フレームＦ（ｍ）の時刻をｔｏｕｔ、入力フィールドｆ（ｎ）の時刻をｔｉｎ１、入力フィールドｆ（ｎ＋１）の時刻をｔｉｎ２とした場合、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するための加重加算における重みｗ１、ｗ２を下に示す式（１２）により算出する。
【００８６】
【数１２】
2007082096.tif 000014
そして、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を下に示す式（１３）により算出する。
【００８７】
【数１３】
2007082096.tif 000015
但し、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を下に示す式（１４）又は式（１５）により算出してもよい。
【００８８】
【数１４】
2007082096.tif 000016
【００８９】
【数１５】
2007082096.tif 000017
また、重みｗ１＞ｗ２の場合に、式（１４）を利用し、そうでない場合に、式（１５）を利用するようにしてもよい。
【００９０】
また、式（１３）、式（１４）、式（１５）に現れる入力画素以外の入力画素（例えば、フィールドｆ（ｎ）やｆ（ｎ＋１）の位置（ｉ、ｊ）の近傍の画素）も用いて動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を算出してもよい。
【００９１】
図１１（ｂ）は、入力フィールドｆ（ｎ＋１）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ、ｉ’、ｊ）がある場合において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）についての動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ’、ｊ）を生成する方法の一例を示している。入力フィールドｆ（ｎ＋１）において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）に空間的に最も近い画素は画素ｘ（ｎ＋１、ｉ’、ｊ）であり、入力フィールドｆ（ｎ）において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）に空間的に最も近い画素はｘ（ｎ、ｉ’−１、ｊ）とｘ（ｎ、ｉ’＋１、ｊ）である。
【００９２】
出力フレームＦ（ｍ）の時刻をｔｏｕｔ、入力フィールドｆ（ｎ）の時刻をｔｉｎ１、入力フィールドｆ（ｎ＋１）の時刻をｔｉｎ２とした場合、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ’、ｊ）を生成するための加重加算における重みｗ１、ｗ２を上に示す式（１２）により算出する。
【００９３】
そして、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ’、ｊ）を下に示す式（１６）により算出する。
【００９４】
【数１６】
2007082096.tif 000018
但し、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ’、ｊ）を下に示す式（１７）又は式（１８）により算出してもよい。
【００９５】
【数１７】
2007082096.tif 000019
【００９６】
【数１８】
2007082096.tif 000020
また、重みｗ１＞ｗ２の場合に、式（１７）を利用し、そうでない場合に、式（１８）を利用するようにしてもよい。
【００９７】
また、式（１６）、式（１７）、式（１８）に現れる入力画素以外の入力画素（例えば、フィールドｆ（ｎ）やｆ（ｎ＋１）の位置（ｉ、ｊ）の近傍の画素）も用いて動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ’、ｊ）を算出してもよい。
【００９８】
図１２（ａ）は、入力フィールドｆ（ｎ）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ、ｉ、ｊ）がある場合において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）についての静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成する方法の一例を示している。基本的には、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）は、出力フレームＦ（ｍ）の近くにある１以上の入力フレームの画素のうち、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）と空間的に同一位置にある画素を基にして生成する。入力フィールドｆ（ｎ）において、空間的に対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）と同一の位置にある画素は画素ｘ（ｎ、ｉ、ｊ）であり、入力フィールドｆ（ｎ＋２）において、空間的に対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）と同一位置にある画素はｘ（ｎ＋２、ｉ、ｊ）である。
【００９９】
出力フレームＦ（ｍ）の時刻をｔｏｕｔ、入力フィールドｆ（ｎ）の時刻をｔｉｎ１、入力フィールドｆ（ｎ＋２）の時刻をｔｉｎ２とした場合、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するための加重加算における重みｗ１、ｗ２を上に示す式（１２）により算出する。
【０１００】
そして、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を下に示す式（１９）により算出する。
【０１０１】
【数１９】
2007082096.tif 000021
但し、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を下に示す式（２０）又は式（２１）により算出してもよい。
【０１０２】
【数２０】
2007082096.tif 000022
【０１０３】
【数２１】
2007082096.tif 000023
また、重みｗ１＞ｗ２の場合に、式（２０）を利用し、そうでない場合に、式（２１）を利用するようにしてもよい。
【０１０４】
また、式（１９）、式（２０）、式（２１）に現れる入力画素以外の入力画素（例えば、ｘ（ｎ−２、ｉ、ｊ）、ｘ（ｎ＋４、ｉ、ｊ））も用いて静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を算出してもよい。
【０１０５】
図１２（ｂ）は、入力フィールドｆ（ｎ＋１）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ＋１、ｉ’、ｊ）がある場合において、対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）についての静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）を生成する方法の一例を示している。基本的には、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）は、出力フレームＦ（ｍ）の近くにある１以上の入力フレームの画素のうち、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）と空間的に同一位置にある画素を基にして生成する。入力フィールドｆ（ｎ−１）において、空間的に対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）と同一の位置にある画素は画素ｘ（ｎ−１、ｉ’、ｊ）であり、入力フィールドｆ（ｎ＋１）において、空間的に対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）と同一位置にある画素はｘ（ｎ＋１、ｉ’、ｊ）である。
【０１０６】
出力フレームＦ（ｍ）の時刻をｔｏｕｔ、入力フィールドｆ（ｎ−１）の時刻をｔｉｎ１、入力フィールドｆ（ｎ＋１）の時刻をｔｉｎ２とした場合、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）を生成するための加重加算における重みｗ１、ｗ２を上に示す式（１２）により算出する。
【０１０７】
そして、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）を下に示す式（２２）により算出する。
【０１０８】
【数２２】
2007082096.tif 000024
但し、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）を下に示す式（２３）又は式（２４）により算出してもよい。
【０１０９】
【数２３】
2007082096.tif 000025
【０１１０】
【数２４】
2007082096.tif 000026
また、重みｗ１＞ｗ２の場合に、式（２３）を利用し、そうでない場合に、式（２４）を利用するようにしてもよい。
【０１１１】
また、式（２２）、式（２３）、式（２４）に現れる入力画素以外の入力画素（例えば、ｘ（ｎ−３、ｉ、ｊ）、ｘ（ｎ＋３、ｉ、ｊ））も用いて静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ’、ｊ）を算出してもよい。
【０１１２】
このようにして、対象画素についての動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）と静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を算出する。ここで、ｉはｉ及びｉ’を代表して表している。
【０１１３】
そして、対象画素についての動き量Ｍ（ｉ、ｊ）を求め、動き量に基づいた重みで動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）と静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）とを加重加算することにより対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成する。
【０１１４】
動き量Ｍ（ｉ，ｊ）の算出方法及び対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するための加重加算の方法としては、実施形態１と同様なものを利用することができる。以下、これらについて説明する。
【０１１５】
入力フィールドｆ（ｎ）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ、ｉ、ｊ）がある場合には、対象画素についての差分Ｃ（ｍ、ｉ、ｊ）を下に示す式（２５）に従って求める。
【０１１６】
【数２５】
2007082096.tif 000027
入力フィールドｆ（ｎ＋１）に対象画素ｙ（ｍ、ｉ’、ｊ）と空間的に同一位置の画素ｘ（ｎ＋１、ｉ’、ｊ）がある場合には、対象画素についての差分Ｃ（ｍ、ｉ’、ｊ）を下に示す式（２６）に従って求める。
【０１１７】
【数２６】
2007082096.tif 000028
差分Ｃ（ｍ，ｉ，ｊ）又はＣ（ｍ，ｉ’，ｊ）は、動き量の基本となる。
【０１１８】
次に、下に示す式（２７）に従ってＣ（ｍ、ｉ、ｊ）を補正することにより、補正された差分Ｄ（ｍ，ｉ，ｊ）を求める。ここで、ｉは、ｉ及びｉ’を代表するが、これは以下同様である。
【０１１９】
【数２７】
2007082096.tif 000029
ここで、Δｃの値は、ノイズのレベル等により決定された値である。
【０１２０】
次に、メモリに格納されている累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）を下に示す式（２８）に従って更新する。
【０１２１】
【数２８】
2007082096.tif 000030
ここで、ＴＨの値は、視覚特性等により決定された値である。ＴＨの値は、例えば、１６である。
【０１２２】
上に示す式（２８）に従って、累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）を計算することの効果は実施形態１で説明したとおりである。
【０１２３】
次に、下に示す式（２９）に従って動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を算出する。
【０１２４】
【数２９】
2007082096.tif 000031
式（２９）において、ｍ（ｉ、ｊ）とｍ（ｉ＋１、ｊ）のうちの何れか一方は入力偶数フィールドから検出された累積動き量であり、他方は入力奇数フィールドから検出された累積動き量である。
【０１２５】
次に、下に示す式（３０）に従って対象画素ｙ（ｍ，ｉ，ｊ）を算出する。
【０１２６】
【数３０】
2007082096.tif 000032
次に、実施形態３によるフレーム周波数変換装置の構成について図１３を参照して説明する。
【０１２７】
図１３を参照すると、画像データ書込部４０３は、ＮＴＳＣチューナ等から出力されたインターレス走査の動画像を入力し、各フィールドを第１から第４のフィールドメモリ４０１−１〜４０１−４に書き込む。また、各フィールドを書き込む時の時刻をシステムクロック４４１から取得し、それもフィールドメモリに書き込む。更に、各フィールドが偶数フィールドであるのか奇数フィールドであるのかを、例えば、入力動画像の同期信号等から検出し、或いは、ＮＴＳＣチューナから入力し、それに関する情報もフィールドメモリに書き込む。フィールドメモリの数を増やして、出力フレーム時間が変動した場合であっても、何れかのフィールドメモリに確実に入力フィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）、ｆ（ｎ＋２）が格納されるようにしてもよい。
【０１２８】
垂直同期信号取得部１０４は、プログレッシブ走査の出力動画像の垂直同期信号をグラフィックカード１０５から取得し、垂直同期信号を取得した時刻を出力フレームの時刻としてシステムクロック１０３から取得する。なお、出力フレームの時刻よりも後の時刻が付された入力フレームを利用できるように、出力フレームの時刻にオフセットを持たせてもよい。すなわち、例えば、出力フレームの時刻をシステムクロックから得た時刻から４５ミリ秒過去の時刻とすることにより、出力フレームの時刻よりも後の時刻が付された入力フレームを利用できるようにしてもよい。
【０１２９】
出力フレーム時刻入力部４３２は、垂直同期信号取得部１０４から各出力フレームＦ（ｍ）の時刻を取得する。
【０１３０】
入力フィールド時刻参照部４３５は、第１から第４のフィールドメモリ４０１−１−〜４０１−４からフィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）及びｆ（ｎ＋２）それぞれの時刻を取得する。
【０１３１】
偶奇フィールド参照部４３７は、第１から第４のフィールドメモリ４０１−１−〜４０１−４からフィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）及びｆ（ｎ＋２）がそれぞれ偶数フィールドであるのか奇数フィールドであるのかに関する情報を取得する。
【０１３２】
重み算出部４３９は、出力フィールドＦ（ｍ）の時刻、フィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）及びｆ（ｎ＋２）それぞれの時刻及びフィールドｆ（ｎ−１）、ｆ（ｎ）、ｆ（ｎ＋１）及びｆ（ｎ＋２）がそれぞれ偶数フィールドであるのか奇数フィールドであるのかに関する情報に基づいて、出力フレームＦ（ｍ）の各画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）についての動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）及び静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するための重みを算出する。
【０１３３】
つまり、例えば、動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を式（１３）に基づいて算出するのか又は式（１６）に基づいて算出するのかを、入力フィールドｆ（ｎ）が偶数フィールドであるのか又は奇数フィールドであるのかに関する情報と対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）のライン番号ｉが偶数であるのか奇数であるのかに関する情報に基づいて、決定し、更に、それぞれの場合の加重加算における重みを出力フィールドの時刻、フィールドｆ（ｎ）及びｆ（ｎ＋１）の時刻を式（１２）に代入することにより算出する。なお、上述したように、式（１３）の代わりに式（１４）又は式（１５）を固定的又は適応的に利用したり、式（１６）の代わりに式（１７）又は式（１８）を固定的又は適応的に利用するための重みを算出してもよい。
【０１３４】
また、例えば、静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を式（１９）に基づいて算出するのか又は式（２２）に基づいて算出するのかを、入力フィールドｆ（ｎ）が偶数フィールドであるのか又は奇数フィールドであるのかに関する情報と対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）のライン番号ｉが偶数であるのか奇数であるのかに関する情報に基づいて、決定し、更に、それぞれの場合の加重加算における重みを出力フィールドの時刻、フィールドｆ（ｎ）及びｆ（ｎ＋２）の時刻又は出力フィールドの時刻、フィールドｆ（ｎ−１）及びｆ（ｎ＋１）を式（１２）に代入することにより算出する。なお、上述したように、式（１９）の代わりに式（２０）又は式（２１）を固定的又は適応的に利用したり、式（２２）の代わりに式（２３）又は式（２４）を固定的又は適応的に利用するための重みを算出してもよい。
【０１３５】
動画補間画素生成部４０５は、各対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）についての動画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するために必要な重みを重み算出部３２９から入力し、その重みに基づいて、必要な画素を第２から第３のフィールドメモリ４０１−２〜４０１−３から読み出し、入力した重みと読み出した画素に基づいて静止画補間画素ｙｍ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成する。
【０１３６】
静止画補間画素生成部４０７は、各対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）についての静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成するために必要な重みを重み算出部３２９から入力し、その重みに基づいて、必要な画素を第１から第４のフィールドメモリ４０１−１〜４０１−４から読み出し、入力した重みと読み出した画素に基づいて静止画補間画素ｙｓ（ｍ、ｉ、ｊ）を生成する。
【０１３７】
差分計算部４０９は、フィールドｆ（ｎ）が偶数フィールドであるのか又は奇数フィールドであるのかに関する情報と対象画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）のライン番号ｉが偶数であるのか奇数であるのかに関する情報に基づいて、どのフィールドのどの画素を基に差分計算をするべきであるのかを判断し、その結果に基づいて必要な画素を第１のフィールドメモリ４０１−１及び第３のフィールドメモリ４０１−３又は第２のフィールドメモリ４０１−２及び第４のフィールドメモリ４０１−４から読み出し、読み出した画素を基に、式（２５）又は式（２６）に基づいて差分Ｃ（ｍ、ｉ、ｊ）を算出する。
【０１３８】
差分補正部４１１は、式（２７）に従って、Ｃを補正することにより、補正された差分Ｄ（ｍ，ｉ，ｊ）を求める。
【０１３９】
ここで、Δｃの値は、ノイズのレベル等により決定され、補正値保持部４１３に格納されている。
【０１４０】
差分累積部４１５は、累積動き量メモリ４１７に格納されている累積動き量ｍ（ｉ，ｊ）を式（２８）に従って更新する。
【０１４１】
ここで、ＴＨの値は、視覚特性等により決定され、しきい値保持部４１９に格納されている。ＴＨの値は、例えば、１６である。
【０１４２】
動き量計算部４２１は、式（２９）に従って動き量Ｍ（ｉ，ｊ）を算出する。
【０１４３】
合成補間画素生成部４２３は、式（３０）に従って合成補間画素ｙ（ｍ，ｉ，ｊ）を算出する。合成補間画素ｙ（ｍ、ｉ、ｊ）は、表示メモリ１０５−１に書き込まれる。
【０１４４】
なお、図１３にその構成を示すフレーム周波数変換装置は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータを図１３にその構成を示すフレーム周波数変換装置として機能させるためのプログラムをコンピュータが記録媒体から読み込んで実行することによっても実現することができる。
【０１４５】
［実施形態４］
実施形態１乃至３では、グラフィックカードが垂直同期信号を外部に出力することを前提とし、垂直同期信号取得部１０４がこの垂直同期信号を取得することとしていた。しかし、出力動画像の垂直同期信号をグラフィックカード等から得られない場合がある。しかし、このような場合であっても、出力動画像の現在のスキャンライン値（走査線番号）及びリフレッシュレート（フレーム周波数）をグラフィックカード等から得られることが多い。
【０１４６】
実施形態４は、出力動画像の垂直同期信号をグラフィックカード等から得られないが、出力動画像の現在のスキャンライン値及びリフレッシュレートをグラフィックカード等から得られる場合に対応したものである。つまり、実施形態１乃至３では、各出力フレームの垂直同期信号を取得するたびに、１つの出力フレームを生成していたのであるが、実施形態４では、各出力フレームの垂直同期信号が生成される時刻をスキャンライン値及びリフレッシュレートを基に推測し、新たな垂直同期信号が生成されたと予測された時刻において、１つの出力フレームを生成する。
【０１４７】
次に、この方法について説明する。図１４を参照すると、左側のステップＳ５０１〜Ｓ５０７では、垂直解像度の推定値を算出する。ここで、垂直解像度とは、１フレーム当たりのスキャンライン数（以下、単に「スキャンライン数」という。）である。
【０１４８】
まず、スキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅをゼロに初期化する（ステップＳ５０１）。次に、現在のスキャンライン値Ａをグラフィックカード等からサンプリングすることにより取得する（ステップＳ５０３）。次に、ステップＳ５０３で取得したスキャンライン値Ａが現在保持しているスキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅよりも大きいか否かを判断し、そうであれば、スキャンライン値Ａをスキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅに代入する（ステップＳ５０５）。次に、ステップＳ５０１を実行した時刻から所定時間経過したか否かを判断し、そうであれば、処理を終了し、そうでなければ、ステップＳ５０３に戻る（ステップＳ５０７）。ステップＳ５０３からＳ５０７のループを所定時間継続することにより、スキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅは、実際のスキャンライン数の推定値となる。
【０１４９】
ステップＳ５０３からＳ５０７のループを抜けたならば、現在のスキャンライン値Ａをグラフィックカード等からサンプリングすることにより取得する（ステップＳ５１１）。次に、リフレッシュレートの逆数（＝フレーム周期）に（現在のスキャンライン値Ａ／スキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅ）を乗ずることにより、最後の垂直同期信号の発生時刻から現在時刻までの経過時間を推定する（ステップＳ５１３）。次に、システムクロックから取得した現在のシステム時間から、ステップＳ５１３で推定した経過時間を減算することにより、最後の垂直同期信号の発生時刻を推定する（ステップＳ５１５）。次に、今回のループのステップＳ５１５で発生時刻が推定された垂直同期信号が前回のループのステップＳ５１５で発生時刻が推定された垂直同期信号の次の垂直同期信号であるか否かを判断する（ステップＳ５１７）。このためには、例えば、今回のループのステップＳ５１５で推定された発生時刻が前回のループのステップＳ５１５で推定された発生時刻にフレーム周期の半分の時間を加算した時刻よりも遅いか否かを判断する。こうすることにより、推定値であるスキャンライン数ＭａｘＳｃａｎＬｉｎｅが実際のスキャンライン数に対して誤差を含んでいても、ステップＳ５１７での判断を正確なものにすることができる。参考までに、今回のループのステップＳ５１５で推定された発生時刻が前回のループのステップＳ５１５で推定された発生時刻と一致するか否かを判断する場合には、ステップＳ５１７での判断を正確なものにすることができない。
【０１５０】
そうであれば（ステップＳ５１７でＹＥＳ）、出力フレームを生成し（ステップＳ５１９）、その後、ステップＳ５１１に戻る。
【０１５１】
そうでなければ、（ステップＳ５１７でＮＯ）、直ちに、ステップＳ５１１に戻る。
【０１５２】
こうすることにより、出力動画像の垂直同期信号に同期して出力フレームを生成することが可能となる。
【０１５３】
［実施形態５］
実施形態１乃至４では、テレビモニタ１０７のフレーム周波数を外部から調整することができないことを前提としていたが、実施形態５は、テレビモニタ１０７のフレーム周波数を外部から調整することができる場合に対応したものである。
【０１５４】
図１５を参照すると、ＩＰ変換処理部１０１は、実施形態１のＩＰ変換処理部１０１と同様なものである。
【０１５５】
フレームバッファ６０１は、ＩＰ変換処理部１０１が出力するフレームを複数格納することができ、例えば、リングバッファの構成を有する。ＩＰ変換処理部１０１が出力する各フレームは、一旦、ＩＰ変換処理部１０１から出力される動画像の垂直同期信号に同期してフレームバッファ６０１に書き込まれ、グラフィックカード１０５からの垂直同期信号に同期して読み出され、表示メモリ１０５−１に書き込まれる。
【０１５６】
周波数調整部６０３は、フレームバッファ６０１に格納されているフレームの数をリングバッファの書込みアドレスと読出しアドレスとの差分に基づいて算出し、そのフレームの数が所定のしきい値ＴＨ１よりも大きい場合には、テレビモニタ１０７のフレーム周波数を上げるための信号をテレビモニタ１０７に出力し、そのフレームの数が所定のしきい値ＴＨ２よりも小さい場合には、テレビモニタ１０７のフレーム周波数を下げるための信号をテレビモニタ１０７に出力する。こうすることにより、フレームバッファ６０１のオーバーフローやアンダーフローを回避することができ、結果的に、ＩＰ変換部１０１から出力される動画像のフレーム周波数にテレビモニタ１０７のフレーム周波数を合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の実施形態１によるフレーム周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＩＰ変換処理部の構成の例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態によるＩＰ変換処理部が行なう動き量検出方法の効果を説明するための第１の図である。
【図４】本発明の実施形態によるＩＰ変換処理部が行なう動き量検出方法の効果を説明するための第２の図である。
【図５】図２にその構成を示すＩＰ変換処理部により行なわれるＩＰ変換処理方法を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す補間処理部の構成の例を示すブロック図である。
【図７】図６にその構成を示す補間処理部により行なわれる補間方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２によるフレーム周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す補間処理部の構成の例を示すブロック図である。
【図１０】図９にその構成を示す補間処理部により行なわれる補間方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態３の原理を説明するための第１の図であり、動画補間画素を生成する方法を説明するためのものである。
【図１２】本発明の実施形態３の原理を説明するための第１の図であり、静止画補間画素を生成する方法を説明するためのものである。
【図１３】本発明の実施形態３によるフレーム周波数変換装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態４による垂直同期信号推定方法を含むフレーム周波数変換方法を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態５によるテレビモニタフレーム周波数調整機能を有するインターレス／プログレッシブ変換装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１０１  ＩＰ変換処理部
１０２  フレームバッファ
１０３  システムクロック
１０４  垂直同期信号取得部
１０５  グラフィックカード
１０６、１０６Ｂ  補間処理部
１０７  テレビモニタ
１０８  動き量バッファ
【図１】
2007082096.tif 000033
【図２】
2007082096.tif 000034
【図３】
2007082096.tif 000035
【図４】
2007082096.tif 000036
【図５】
2007082096.tif 000037
【図６】
2007082096.tif 000038
【図７】
2007082096.tif 000039
【図８】
2007082096.tif 000040
【図９】
2007082096.tif 000041
【図１０】
2007082096.tif 000042
【図１１】
2007082096.tif 000043
【図１２】
2007082096.tif 000044
【図１３】
2007082096.tif 000045
【図１４】
2007082096.tif 000046
【図１５】
2007082096.tif 000047