(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
毎秒ｍコマ（ｍ：自然数）の割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、２つのフィールド画像情報からなるフレーム画像情報が毎秒ｎ個（ｎ：自然数）の割合で時間的に連続するテレビジョン動画情報に擬似的に変換された擬似テレビジョン動画情報であって、前記コマ画像情報を前記フィールド画像情報として置換するとともに、ｐ個（ｐ：自然数）の前記フィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入された擬似テレビジョン動画情報を前記映画動画情報に変換するインバース・テレシネ変換装置であって、
前記擬似テレビジョン動画情報から、時間的に隣接するフィールド画像情報により判定用フレーム画像情報を作成する手段と、
前記判定用フレーム画像情報が、その判定用フレーム画像情報をなす２つのフィールド画像情報の両方が前記映画動画情報の同一時点のコマ画像情報に基づいていないというフィールド構造であるか否かを判定する判定手段と、
前記フィールド構造と判定された判定用フレーム画像情報と時間的に前後する判定用フレーム画像情報との関係により前記擬似テレビジョン動画情報から前記繰り返しフィールド画像情報を削除する手段と、を備え、
前記判定手段は、前記判定用フレーム画像情報を直交変換する直交変換手段と、
前記直交変換手段により得られた周波数領域の係数のうち垂直方向の高次係数が所定の特性を示す場合には当該判定用フレーム画像情報は前記フィールド構造であると判定する手段と、を備えたことを特徴とするインバース・テレシネ変換装置。
【請求項２】
前記垂直方向の高次係数の示す所定の特性は、前記垂直方向の高次係数の絶対値が所定の閾値以上の値であることを特徴とする請求項１記載のインバース・テレシネ変換装置。
【請求項３】
前記垂直方向の高次係数の示す所定の特性は、前記垂直方向の高次係数の絶対値が前記時間的に隣接する判定用フレーム画像情報の対応する係数よりも大きな絶対値であることを特徴とする請求項１記載のインバース・テレシネ変換装置。
【請求項４】
毎秒ｍコマ（ｍ：自然数）の割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、２つのフィールド画像情報からなるフレーム画像情報が毎秒ｎ個（ｎ：自然数）の割合で時間的に連続するテレビジョン動画情報に擬似的に変換された擬似テレビジョン動画情報であって、前記コマ画像情報を前記フィールド画像情報として置換するとともに、ｐ個（ｐ：自然数）の前記フィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入された擬似テレビジョン動画情報を前記映画動画情報に変換するインバース・テレシネ変換方法であって、
前記擬似テレビジョン動画情報から、時間的に隣接するフィールド画像情報により判定用フレーム画像情報を作成するステップと、
前記判定用フレーム画像情報が、その判定用フレーム画像情報をなす２つのフィールド画像情報の両方が前記映画動画情報の同一時点のコマ画像情報に基づいていないというフィールド構造であるか否かを判定する判定ステップと、
前記フィールド構造と判定された判定用フレーム画像情報と時間的に前後する判定用フレーム画像情報との関係により前記擬似テレビジョン動画情報から前記繰り返しフィールド画像情報を削除するステップと、を備え、
前記判定手段は、前記判定用フレーム画像情報を直交変換する直交変換ステップと、
前記直交変換ステップにて得られた周波数領域の係数のうち垂直方向の高次係数が所定の特性を示す場合には当該判定用フレーム画像情報は前記フィールド構造であると判定するステップと、を備えたことを特徴とするインバース・テレシネ変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映画のコマ画像から擬似的に作成されたテレビジョン動画を元の映画のコマ画像に変換するためのインバース・テレシネ変換装置、及びインバース・テレシネ変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョンの動画においては、毎秒３０個の画像情報（以下、「フレーム画像情報」という。）が時間的に連続して画面に表示される。図７に示すように、フレーム画像情報８０は、トップフィールド画像８１と、ボトムフィールド画像情報８２が組み合わされ、これらが走査されることによって構成されている。
【０００３】
従来、映画フィルム（毎秒２４コマ）からテレビジョンのビデオ動画を作成する場合には、１秒当たりの画像数が異なるため、図８に示す変換方法（以下、「テレシネ変換」という。）が行われていた。すなわち、映画のコマ画像情報を、トップフィールド画像情報（図８のビデオフィールドにおける上段）あるいはボトムフィールド画像情報（図８のビデオフィールドにおける下段）として置換する。また、５個のフィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入される。繰り返しフィールド画像情報としては、直前のトップフィールド画像情報（２個前のフィールド画像情報）が再びトップフィールド画像情報として繰り返される場合と、直前のボトムフィールド画像情報（２個前のフィールド画像情報）が再びボトムフィールド画像情報として繰り返される場合の２通りがある。以下、このようにして映画フィルムから作成されたテレビジョン動画情報を「擬似テレビジョン動画情報」という。
【０００４】
ところが最近、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）が急速に普及するようになった。これに伴い、従来の擬似テレビジョン動画情報からＤＶＤの動画ソフトウェア（ビデオコンテンツ）を作成する場合に、擬似テレビジョン動画情報の中の繰り返しフィールド画像情報を削除し、２４コマ／秒の画像情報に戻す変換（以下、「インバース・テレシネ変換」という。）が必須となった。その理由は、以下の通りである。
【０００５】
１）ＤＶＤでは画像情報を圧縮（エンコード）するが、繰り返しフィールド画像情報を含む擬似テレビジョン動画情報の３０フレーム／秒のまま圧縮するよりも、冗長な情報を含まない元の２４コマ／秒の映画動画情報に戻してから圧縮する方が圧縮効率が良く、同じデータ量でも画質が向上する。
【０００６】
２）ＤＶＤ再生装置（プレーヤ）におけるコマ送り再生時に、映画フィルムのコマ送りが実現できる。
【０００７】
図９は、従来のインバース・テレシネ変換装置におけるインバース・テレシネ変換を概念的に説明した図である。図に示すように、映画フィルムからテレシネ変換された擬似テレビジョン動画情報（ビデオフレーム：３０フレーム／秒）は、インバース・テレシネ変換装置に入力され、繰り返しフィールド画像情報を、図中において破線の枠で表示するように削除し、元の２４コマ／秒の映画フィルムを再現した画像情報に変換する。
【０００８】
また同時に、それらの２４コマ／秒の画像情報を３０フレーム／秒のテレビジョン動画情報に再変換する際に必要となる制御フラグを生成し付加する。図中において、制御フラグＴＦＦは、そのフレームにおいてトップフィールド画像情報を先行させるように制御する。また、制御フラグＢＦＦは、そのフレームにおいてボトムフィールド画像情報を先行させるように制御する。また、制御フラグＲＦＦは、そのフレームの最初のフィールド画像情報を繰り返しフィールド画像情報とするように制御する。
【０００９】
次に、従来のインバース・テレシネ変換の原理について説明する。上述したように、従来のテレシネ変換によって挿入される繰り返しフィールド画像情報は、その周期と位置が決まっている。このことを利用し、「５フィールドごとに、ある決まった位置のフィールド画像情報を削除する」という方法（以下、「一定周期フィールド削除法」という。）が最も簡易な方法である。しかし、映画は、通常、複数巻のフィルムセットからなり、各巻のフィルムをテレビジョン動画情報に変換し、これらを継ぎ合わせ編集して１本のビデオテープとするが、各巻の継ぎ合わせ個所の前後でトップフィールド又はボトムフィールドがずれることが多い。このため、上記した繰り返しフィールド画像情報の周期がずれてしまう。したがって、この一定周期フィールド削除法を不用意に用いると、繰り返しフィールド画像情報ではない本来必要な画像情報を削除してしまうおそれがある。
【００１０】
この問題を解決するために従来用いられていたインバース・テレシネ変換方法の一例を図１０に示す。この方法は、テレシネ変換された擬似テレビジョン動画情報の数フレームにわたって、時間的に隣接するトップフィールド画像情報どうしの間、及びボトムフィールド画像情報どうしの間の画素値の相関を調べ、相関が高いと判定された２つのフィールド画像情報のうちの一方を繰り返しフィールド画像情報とみなして削除する、というものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１０に示した従来のインバース・テレシネ変換装置においては、ノイズの多い画像の場合、あるいは動きがほとんどないシーンの画像の場合には、どのフィールド画像情報どうしも画素値の相関が高くなり、繰り返しフィールド画像情報の特定が困難になる、という問題があった。
【００１２】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、ノイズの多い画像又は動きの少ないシーンの画像であっても繰り返しフィールド画像情報の特定が容易なインバース・テレシネ変換装置、及びインバース・テレシネ変換方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載のインバース・テレシネ変換装置は、毎秒ｍコマ（ｍ：自然数）の割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、２つのフィールド画像情報からなるフレーム画像情報が毎秒ｎ個（ｎ：自然数）の割合で時間的に連続するテレビジョン動画情報に擬似的に変換された擬似テレビジョン動画情報であって、前記コマ画像情報を前記フィールド画像情報として置換するとともに、ｐ個（ｐ：自然数）の前記フィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入された擬似テレビジョン動画情報を前記映画動画情報に変換するインバース・テレシネ変換装置であって、前記擬似テレビジョン動画情報から、時間的に隣接するフィールド画像情報により判定用フレーム画像情報を作成する手段と、前記判定用フレーム画像情報が、その判定用フレーム画像情報をなす２つのフィールド画像情報の両方が前記映画動画情報の同一時点のコマ画像情報に基づいていないというフィールド構造であるか否かを判定する判定手段と、前記フィールド構造と判定された判定用フレーム画像情報と時間的に前後する判定用フレーム画像情報との関係により前記擬似テレビジョン動画情報から前記繰り返しフィールド画像情報を削除する手段と、を備え、前記判定手段は、前記判定用フレーム画像情報を直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段により得られた周波数領域の係数のうち垂直方向の高次係数が所定の特性を示す場合には当該判定用フレーム画像情報は前記フィールド構造であると判定する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２記載のインバース・テレシネ変換装置は、請求項１記載のインバース・テレシネ変換装置において、前記垂直方向の高次係数の示す所定の特性は、絶対値が所定の閾値以上の値であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３記載のインバース・テレシネ変換装置は、請求項１記載のインバース・テレシネ変換装置において、前記垂直方向の高次係数の示す所定の特性は、時間的に隣接する判定用フレーム画像情報の対応する係数よりも大きな絶対値であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４記載のインバース・テレシネ変換方法は、毎秒ｍコマ（ｍ：自然数）の割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、２つのフィールド画像情報からなるフレーム画像情報が毎秒ｎ個（ｎ：自然数）の割合で時間的に連続するテレビジョン動画情報に擬似的に変換された擬似テレビジョン動画情報であって、前記コマ画像情報を前記フィールド画像情報として置換するとともに、ｐ個（ｐ：自然数）の前記フィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入された擬似テレビジョン動画情報を前記映画動画情報に変換するインバース・テレシネ変換方法であって、前記擬似テレビジョン動画情報から、時間的に隣接するフィールド画像情報により判定用フレーム画像情報を作成するステップと、前記判定用フレーム画像情報が、その判定用フレーム画像情報をなす２つのフィールド画像情報の両方が前記映画動画情報の同一時点のコマ画像情報に基づいていないというフィールド構造であるか否かを判定する判定ステップと、前記フィールド構造と判定された判定用フレーム画像情報と時間的に前後する判定用フレーム画像情報との関係により前記擬似テレビジョン動画情報から前記繰り返しフィールド画像情報を削除するステップと、を備え、前記判定手段は、前記判定用フレーム画像情報を直交変換する直交変換ステップと、前記直交変換ステップにて得られた周波数領域の係数のうち垂直方向の高次係数が所定の特性を示す場合には当該判定用フレーム画像情報は前記フィールド構造であると判定するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインバース・テレシネ変換装置の実施形態について、図面を参照しながら説明を行う。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態であるインバース・テレシネ変換装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、このインバース・テレシネ変換装置は、フィールドディレイ部１１、２１、３１と、ブロック生成部１２、２２、３２と、直交変換部１３、２３、３３と、総合部１４、２４、３４と、比較器４０を備えて構成されている。
【００２１】
以下、このインバース・テレシネ変換装置の構成とその作用について図を参照しつつ詳細に説明する。
【００２２】
フィールドディレイ部１１及びブロック生成部１２には、テレシネ変換された擬似テレビジョン動画情報のトップフィールド画像情報又はボトムフィールド画像情報が入力される。また、フィールドディレイ部１１、２１、３１は、入力された情報を遅延させて出力する機能を有している。
【００２３】
フィールドディレイ部１１の出力は、フィールドディレイ部２１とブロック生成部１２及び２２に入力される。また、フィールドディレイ部２１の出力は、フィールドディレイ部３１とブロック生成部２２及び３２に入力される。また、フィールドディレイ部３１の出力はブロック生成部３２に入力される。
【００２４】
また、ブロック生成部１２の出力は直交変換部１３に入力され、直交変換部１３の出力は総合部１４に入力され、綜合部１４の出力は比較器４０に入力されるように構成されている。同様に、ブロック生成部２２の出力は直交変換部２３に入力され、直交変換部２３の出力は総合部２４に入力され、綜合部２４の出力は比較器４０に入力されるように構成されている。また、ブロック生成部３２の出力は直交変換部３３に入力され、直交変換部３３の出力は総合部３４に入力され、綜合部３４の出力は比較器４０に入力されるように構成されている。
【００２５】
図２は、図１のインバース・テレシネ変換装置に入力される擬似テレビジョン動画情報と付随フラグを説明する概念図である。図２において、ｆ1 〜，ｆn ，…は、図１のインバース・テレシネ変換装置に入力されるフィールド画像情報を示しており、図中の上段がトップフィールド画像情報を、図中の下段がボトムフィールド画像情報を、それぞれ示している。以下、ｆn はｎ番目のフィールド画像情報（以下、「フィールドｎ」と略称する。）を表すこととする。
【００２６】
図３は、図１のインバース・テレシネ変換装置の動作の概要を説明する概念図である。図３に示すように、フィールドディレイ部１１、２１、３１とブロック生成部１２、２２、３２は、時間的に隣接するフィールド画像情報から、仮のフレーム画像情報を作成する。例えば、時間的に隣り合うフィールド１とフィールド２を組み合わせて仮のフレーム画像情報１（以下、「仮フレーム１」と略称する。）構築し、フィールド２とフィールド３を組み合わせて仮フレーム２を構築し、以下、同様にして、フィールドｎとフィールドｎ＋１を組み合わせて仮フレームｎを構築する。以下、この仮のフレーム画像情報を、「判定用フレーム画像情報」という。
【００２７】
次に、直交変換部１３、２３、３３と、総合部１４、２４、３４と、比較器４０により、これらの判定用フレーム画像情報の構造を判定する。判定用フレーム画像情報を構成する２つのフィールド画像情報の両方が本来の映画フィルムの同一時点のコマ画像に基づいている場合は、正規のフレーム画像情報を構成するものであり、以下、これを「フレーム構造」ということにする。また、２つのフィールド画像情報の両方が本来の映画フィルムの同一時点のコマ画像に基づいていない場合は、正規のフレーム画像情報を構成するものではないので、以下、これを「フィールド構造」ということにする。
【００２８】
図４は、図１のインバース・テレシネ変換装置におけるフレーム画像情報の構造判定方法を概念的に説明した概念図である。まず、上記のようにして隣接フィールド画像情報から構築した判定用フレーム画像情報を、直交変換部１３、２３、３３によって直交変換する。
【００２９】
直交変換は、図５に示すように、フレーム画像情報の画素から、周波数領域の係数を得る変換であり、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transformation）、フーリエ変換等が含まれる。
【００３０】
判定用フレーム画像情報がフィールド構造である場合は、２つのフィールド画像情報が共に本来の映画フィルムの同一時点のコマ画像に基づいていないので、画素で見ると、図５の左側の図のようになる。図において、ハッチングされていない水平方向列が一方のフィールド画像情報（例えばトップフィールド画像情報）を示し、ハッチングされた水平方向列が他方のフィールド画像情報（例えばボトムフィールド画像情報）を示している。このように、図における垂直方向（上下方向）には、類似性が少なく、垂直方向（上下方向）に見ると情報の変化が大きい。
【００３１】
元の画像が動きの少ない画像であっても、輝度について見ると、上記と同様の性質があり、判定用フレーム画像情報がフィールド構造である場合は、図における垂直方向（上下方向）には、輝度の情報の変化が大きい。
【００３２】
図５の左側に示すような画素構造のフレーム画像情報を直交変換すると、図５の右側に示すような周波数領域の係数が得られる。図５の右側の図において、垂直方向の係数は図の上から下に向かうにつれて高次の係数となっている。また、水平方向の係数は図の左から右に向かうにつれて高次の係数となっている。
【００３３】
判定用フレーム画像情報がフィールド構造である場合は、垂直方向の高次係数に特有の傾向が現れる。すなわち、図５の右側の図における左下隅付近の係数の値が特有の傾向を示す。例えば、正規のフレーム構造の場合には垂直方向の高次係数の絶対値が所定閾値未満であるのに対し、フィールド構造の場合には所定の閾値以上となる場合がある。あるいは、隣接する判定用フレーム画像情報の間で比較すると、対応する同じ係数の絶対値が、フィールド構造の場合には大きな値となる場合がある。
【００３４】
本実施形態のインバース・テレシネ変換装置は、直交変換により得られた周波数領域の係数のうち垂直方向の高次係数に着目し、この高次係数が上記のような所定の特性を示す場合には、「当該判定用フレーム画像情報はフィールド構造である」と判定する。
【００３５】
次に、フィールド構造と判定された判定用フレーム画像情報と、その判定用フレーム画像情報と時間的に前後する判定用フレーム画像情報との関係を調べ、繰り返しフィールド画像情報を抽出し削除する（図３参照）。
【００３６】
次に、図６を参照しつつ、図１のインバース・テレシネ変換装置において繰り返しフィールド画像情報を抽出し削除する変換アルゴリズムの例を説明する。
【００３７】
スタート時はｎ＝１とする。まずステート０（Ｓ0 ）を実行する。ステート０では、フィールドｎ（ｆn ）とフィールドｎ＋１（ｆn+1 ）から構築した判定用フレーム画像情報の構造判定を行う。この結果、「フィールド構造」と判定された場合には、ｆn とｆn+1 を１フレームとし、制御フラグＦＬＡＧn を付加する。制御フラグＦＬＡＧn は、ｆn がトップフィールドならば上記した制御フラグＴＦＦを、ｆn がボトムフィールドならば上記した制御フラグＢＦＦを示す。後処理として、フィールドポインタを２進めて以後の処理を行う。これは、１フレーム送ることに相当する。一方、ステート０の判定の結果、「フレーム構造」と判定された場合には、次のステート１（Ｓ1 ）に進む。
【００３８】
ステート１では、フィールドｎ＋１（ｆn+1 ）とフィールドｎ＋２（ｆn+2 ）から構築した判定用フレーム画像情報の構造判定を行う。この結果、「フィールド構造」と判定された場合には、ｆn+1 とｆn+2 を１フレームとし、制御フラグＦＬＡＧn を付加する。後処理として、フィールドポインタを２進めて以後の処理を行う。これは、１フレーム送ることに相当する。一方、ステート１の判定の結果、「フレーム構造」と判定された場合には、次のステート２（Ｓ2 ）に進む。
【００３９】
ステート２では、フィールドｎ＋３（ｆn+3 ）とフィールドｎ＋４（ｆn+4 ）から構築した判定用フレーム画像情報の構造判定を行う。この結果、「フィールド構造」と判定された場合には、ｆn とｆn+1 を１フレームとし、制御フラグＦＬＡＧn を付加する。また、ｆn+2 とｆn+3 を１フレームとし、制御フラグＦＬＡＧn+2 を付加する。後処理として、フィールドポインタを４進めて以後の処理を行う。これは、２フレーム送ることに相当する。一方、ステート２の判定の結果、「フレーム構造」と判定された場合には、ｆn とｆn+1 を１フレームとし、制御フラグＦＬＡＧn ，ＲＦＦを付加する。後処理として、フィールドポインタを３進めて以後の処理を行う。これは、ｆn+2 の削除と、１フレーム送ることに相当する。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４１】
例えば、上記実施形態においては、テレシネ変換によって、毎秒２４コマの割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、毎秒３０個の割合で時間的に連続するフレーム画像情報により構成されるテレビジョン動画情報に擬似的に変換される場合を例に挙げて説明したが、本発明はこの例には限定されず、他の条件のテレシネ変換、例えば、毎秒ｍコマ（ｍ：自然数）の割合で時間的に連続するコマ画像情報により構成される映画動画情報が、２つのフィールド画像情報からなるフレーム画像情報が毎秒ｎ個（ｎ：自然数）の割合で時間的に連続するテレビジョン動画情報に変換される場合であっても適用可能である。この場合、コマ画像情報を前記フィールド画像情報として置換するとともに、ｐ個（ｐ：自然数）のフィールド画像情報ごとに繰り返しフィールド画像情報が挿入される。ｐは、ｍ＜ｎの場合に、ｎを（ｎ−ｍ）で除算した商である。
【００４３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、画像情報の画素自体ではなく、画素を直交変換して得られる周波数領域の垂直方向の高次係数の性質により繰り返しフィールド画像情報の判定を行うので、ノイズの多い画像又は動きの少ないシーンの画像であっても繰り返しフィールド画像情報の特定が容易である、という利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるインバース・テレシネ変換装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１のインバース・テレシネ変換装置に入力される擬似テレビジョン動画情報と付随フラグを説明する概念図である。
【図３】図１のインバース・テレシネ変換装置の動作の概要を説明する概念図である。
【図４】図１のインバース・テレシネ変換装置におけるフレーム画像情報の構造判定方法を説明する概念図（１）である。
【図５】図１のインバース・テレシネ変換装置におけるフレーム画像情報の構造判定方法を説明する概念図（２）である。
【図６】図１のインバース・テレシネ変換装置における変換アルゴリズムの例を説明する概念図である。
【図７】テレビジョン動画情報におけるフレーム画像情報の構成を説明する概念図である。
【図８】従来のテレシネ変換の方法を説明する概念図である。
【図９】従来のインバース・テレシネ変換の方法を説明する概念図（１）である。
【図１０】従来のインバース・テレシネ変換の方法を説明する概念図（２）である。
【符号の説明】
１１  フィールドディレイ部
１２  ブロック生成部
１３  直交変換部
１４  総合部
２１  フィールドディレイ部
２２  ブロック生成部
２３  直交変換部
２４  総合部
３１  フィールドディレイ部
３２  ブロック生成部
３３  直交変換部
３４  総合部
４０  比較器
８０  フレーム画像情報
８１  トップフィールド画像情報
８２  ボトムフィールド画像情報
【図１】
0003846613.tif 000002
【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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