(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータで作成されたグラフィックスデータを走査線変換器でインターレース化した後に発生するフリッカーを除去するフリッカー除去装置に関して、前記走査線変換器でインターレース化されたグラフィックスデータを直交変換器で直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段により直交変換されたグラフィックスデータの垂直高周波成分からフリッカーの有無を検出する手段と、前記検出手段により、フリッカーを検出された直交変換ブロックに対して、垂直高周波成分から含有フリッカー量を求め、該含有フリッカー量を前記垂直高周波成分から差し引くことによりフリッカーを除去する手段と、前記直交変換手段とは逆変換に対応した逆変換手段により、前記フリッカー除去された直交変換ブロックを実空間に戻す手段と、を具備することを特徴とするフリッカー除去装置。
【請求項２】
ＪＰＥＧ等の直交変換を用いた符号化装置により符号化された符号化データとコンピュータで作成されるグラフィックスデータの合成に関わり、該符号化装置に対応した復号装置において、請求項１記載のフリッカー除去手段によりフリッカーが除去されたグラフィックスデータと該復号装置にて可変長復号および逆量子化された前記符号化データを直交変換空間上で合成する合成手段と、請求項１記載の逆変換手段と該復号装置内の逆直交変換手段を共有して前記合成手段で得られる合成画像データを実空間に戻す手段と、を具備することを特徴とする請求項１記載のフリッカー除去装置を有する画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータで作成されたグラフィックスデータをインターレース走査してテレビモニターに表示する際のフリッカー除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ上で作成されたテキストやグラフィックスを用いてプレゼンテーションを行なうことが盛んである。この際、コンピュータの表示ディスプレイをそのままプレゼンテーション用表示モニターとして使用するケースもあるが、コンピュータディスプレイの画面の大きさが小さいことから、通常のテレビモニターが使用される機会も多い。
【０００３】
図２は従来法の構成を示す側である。１はコンピュータの制御部であるＣＰＵ、２はグラフィックスデータを格納してあるハードディスクや光磁気ディスク等の大容量な記憶装置、３は記憶装置２内のデータをフレームメモリー４に転送するバス、４はグラフィックスデータを１画面分蓄えるフレームメモリー、５はコンピュータで作成されたグラフィックスをインターレース画像へ変換する走査線変換部、６は走査線変換５で発生したフリッカーを除去するフリッカー除去器、７はデジタルＲＧＢをアナログに変換するＤ／Ａ変換器、８はＲＧＢ信号からＮＴＳＣ信号へ変換するマトリックス回路、９はテレビモニターである。
【０００４】
一般に、コンピュータで作成されたグラフィックスデータは文字のみではなく、アニメーションーや自然画像が混在する。このようなグラフィックスデータはＣＰＵ１を介して記憶装置２から読み出され、フレームメモリー４に画像データとして蓄えられ、さらに、走査線変換器５でインターレース画像（フレーム画像）に変換される。この走査線変換器はデュアルポートメモリー等で構成され、コンピュータ側の水平および垂直同期のタイミングで書き込まれ、ＮＴＳＣの水平垂直同期のタイミングで読み出される。
【０００５】
ところで読み出されたフレーム画像には文字等の部分でラインフリッカーが顕著に発生しているケースが多く、フリッカーを除去してからテレビモニターに出力するほうが望ましい。フリッカー除去器６は例えば図３のようにライン遅延器２１、減算器２２、フリッカー判定器２３、加算器２４、乗算器２５、スイッチ２６で構成される（参考文献：「フリッカー防止方法および装置」，嶋田，特公平６−２７６４１５号公報）。
【０００６】
すなわち、現フレームのラインχnと１フィールド前のラインχn-1の差を比較し、しきい値ｔｈより大きいときのみフリッカーを除去する。定式化すると
【０００７】
【数１】
0003773296.tif 000002
【０００８】
である。
【０００９】
このようにフリッカー除去器６でフリッカー除去されたグラフィックスデータはＤ／Ａ変換器７でアナログＲＧＢ信号に変換され、さらにマトリックス回路８でＮＴＳＣ信号に変換され、テレビモニター９に表示される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方怯では、文字データのみのテキストデータに効果があるものの、ライン間の信号レベルでのみフリッカーを判定しているため、アニメーション中に自然画が混在したグラフィックスではこれらの画像データがフリッカーとして誤検出され、除去されてしまうという問題点があった。
【００１１】
このような点に鑑み、本発明はグラフィックスデータに直交変換を演算し、直交変換周波数上でフリッカーの検出を行なうことにより、フリッカーの抽出が容易になり、高精度なフリッカー除去が可能なフリッカー除去装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、コンピュータで作成されたグラフィックスデータを走査線変換器でインターレース化した後に発生するフリッカーを除去するフリッカー除去装置に関して、前記走査線変換器でインターレース化されたグラフィックスデータを直交変換器で直交変換する直交変換手段と、前記直交変換手段により直交変換されたグラフィックスデータの垂直高周波成分からフリッカーの有無を検出する手段と、前記検出手段により、フリッカーを検出された直交変換ブロックに対して、垂直高周波成分から含有フリッカー量を求め、該含有フリッカー量を前記垂直高周波成分から差し引くことによりフリッカーを除去する手段と、前記直交変換手段とは逆変換に対応した逆変換手段により、前記フリッカー除去された直交変換ブロックを実空間に戻す手段と、を具備することを特徴とする。
更に、ＪＰＥＧ等の直交変換を用いた符号化装置により符号化された符号化データとコンピュータで作成されるグラフィックスデータの合成に関わり、該符号化装置に対応した復号装置において、請求項１記載のフリッカー除去手段によりフリッカーが除去されたグラフィックスデータと該復号装置にて可変長復号および逆量子化された前記符号化データを直交変換空間上で合成する合成手段と、請求項１記載の逆変換手段と該復号装置内の逆直交変換手段を共有して前記合成手段で得られる合成画像データを実空間に戻す手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明はグラフィックスデータにを直交変換を演算し、直交変換周波数上でフリッカーの検出を行なうことにより、フリッカー成分の抽出が容易になり高精度なフリッカー除去が可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を示すブロック図である。１はコンピュータのＣＰＵ、２はハードディスクや光磁気ディスク等の大容量な記憶装置であって、グラフィックスデータが納められている。３はバス、４はフレームメモリー、５は走査線変換器である。１１はＹＵＶ表示系からＲＧＢへの変換を行なう変換器、１２はＤ／Ａ変換器、１３はＲＧＢ信号からＮＴＳＣ信号へ変換するマトリックス回路、１４はテレビモニターである。これらは図２で使用されているものと同一でもよい。６は走査線変換器５でインターレース化されたグラフィックスデータχi,jに８画素×８ラインのブロック単位で直交変換を行なう直交変換器である。
【００１５】
直交変換としては後述のようにフリッカーの検出精度という点ではアダマール変換が最も適当であるが、後述の応用例で示すように画像符号化技術との親和性を考慮してここではＤＣＴ（離散コサイン変換）を例に採る。すなわち、出力成分をｇu,vとすると、
【００１６】
【数２】
0003773296.tif 000003
【００１７】
である。
【００１８】
ここで、Ｎはブロックサイズを表し、一般的にはＮ＝８が選択される。また、サフィックス（ｕ，ｖ）はＤＣＴ上におけるシーケンス番号を示し、
０≦ｕ，ｖ≦７である。
【００１９】
一般に自然画像、アニメーション等の画像はフレーム内の相関が高いため、直交変換を演算することにより、図９のように直交変換上での電力分布が低周波側に偏ることが知られている。一方、フリッカーはフレーム画像の隣合う走査線間でレベル差が大きいときに発生するもので、テキスト等の２値画像で顕著に現れる。
【００２０】
例えば、図５（ａ）のように奇数ラインに白が偶数ラインに黒の画素が並んだときに、図５（ｂ）のような垂直高周波成分が発生する。これは直交変換の１つでアダマール変換と呼ばれる変換基底（図６（ａ））の最高周波成分と一致する。従って、アダマール変換を演算し、垂直方向の最高周波成分の大きさを見ることによって、画像とフリッカーの分離が容易になる。ところで、本例で用いているＤＣＴの基底画像は図６（ｂ）であり、アダマール変換と違い多値基底であるため、垂直最高周波成分は図５（ｂ）とは一致せず、フリッカーの検出精度としてはアダマール変換に劣るものの、フリッカーの電力分布は垂直最高周波成分に一番多く集中するため、やはり垂直最高周波成分の大きさによって検出できる。
【００２１】
７は走査線変換器５で発生したフリッカー量を評価するフリッカー評価器である。すなわち、フリッカーの検出領域を図７に探り、フリッカーの判定基準値をＴＨとして、
【００２２】
【数３】
0003773296.tif 000004
【００２３】
の条件が満たされるとき、そのブロックにはフリッカーが混入していると判断する。減算器９ではフリッカーが混入しているブロックについて図８のフィルターを演算し、垂直高周波成分からフリッカーを除去する。すなわち、フリッカー除去器の出力をｇu,v、混入しているフリッカー量をδu,vとして、
【００２４】
【数４】
0003773296.tif 000005
【００２５】
である。ただし、ｆcは垂直周波数におけるフィルターのカットオフ周波数であり、ｋは定数である。
【００２６】
１０は直交変換器６の逆変換であり、この逆変換を施すことによってフリッカー除去されたグラフィックスデータが実空間に戻される。このようにしてフリッカー除去されたグラフィックス画像は図２と同様にＲＧＢ変換器１１、Ｄ／Ａ変換器１２、マトリックス回路１３を経て、テレビモニター１４に出力される。
【００２７】
以上のように、直交変換を用いることによってフリッカー成分の抽出が容易になるため高精度なフリッカー除去が出来る。ところで、本フリッカー除去装置は直交変換を使用しているため、ＪＰＥＧ等の直交変換符号化装置に対応した復号装置と回路を兼用することが出来る。
【００２８】
図４は本発明のフリッカー除去装置を画像復号装置に内蔵する応用例であり、グラフィックスデー夕とビデオ画像の合成が可能である。図４を用いて説明する。１はＣＰＵ、２は大容量な記憶装置であって、グラフィックスデータと符号化されたビデオ画像が納められている。３はバス、４はフレームメモリー、５は走査線変換器である。１２はＲＧＢ変換器、１３はＤ／Ａ変換器、１４はマトリックス回路、１５はテレビモニターである。本応用例の画像後号化装置は図４中の太線枠で示されており、ここでは符号化装置としてＪＰＥＧを例として説明する。従って、符号化側で用いている直交変換は８画素×８ラインを１ブロックとするＤＣＴ（離散コサイン変換）である。６はハフマン符号や算術符号等の可変長符号化データをデコードするための可変長復号器、また７は符号化データを元のスケールに戻す逆量子化器である。
【００２９】
８は図ｌの直交変換器でＤＣＴを用いた時の２次元ＤＣＴ演算器、９は図１のフリッカー検出器７とフリッカー量評価器８および減算器９により構成されるフリッカー除去器である。このように、ＤＣＴ部８でＤＣＴ空間上に変換され、フリッカー除去器９でフリッカー除去されたグラフィックスは、逆量子化器６で逆量子化されたビデオ画像データのＤＣＴ成分ｆu,vと合成器１０で合成される：
【００３０】
【数５】
0003773296.tif 000006
【００３１】
αはグラフィックスあるいはテキストデータとビデオ画像データとの合成比率を表すものであり、ＣＰＵ１からの命令により制御される。またＣＰＵ１は部分的な合成を行なう時には位置制御を行い、画面上の所望の位置に合成画像を表示する。
【００３２】
１２はＤＣＴの逆変換で対応した逆ＤＣＴであり、ビデオ画像の復号処理に含まれる逆ＤＣＴ演算と共有化しており、この変換により合成画像は実空間に戻され、さらにＲＧＢ変換器１４、Ｄ／Ａ変換器１５、マトリックス回路１６を介して、モニター１７に出力される。なお、α＝１のときは符号化ビデオ画像データのみを、逆にα＝０のときはグラフィックスのみをテレビモニター１７ヘ表示できることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明はグラフィックスデータにを直交変換を演算し、直交変換周波数上でフリッカーの検出を行なうことにより、フリッカー成分の抽出が容易になり、高精度なフリッカー除去が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフリッカー除去装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】従来のフリッカー除去装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２の詳細を示すブロック図である。
【図４】本発明のフリッカー除去装置を画像復号化装置に内蔵した時のブロック図である。
【図５】フリッカーと直交変換基底の関係を説明する図である。
【図６】ＤＣＴおよびアダマール変換の１次元基底画像を示す図である。
【図７】本発明で用いている直交変換上でのフリッカー検出領域を示す図である。
【図８】本発明で用いている直交変換上でのフリッカー除去フィルターを示す図である。
【図９】映像信号に対して直交変換を作用させたときの電力分布を摸式的に描いた図である。
【符号の説明】
１  ＣＰＵ
２  大容量記憶装置
３  バス
４  フレームメモリー
５  走査線変換器
１１  変換器
１２  Ｄ／Ａ変換器
１３  マトリックス回路
１４  テレビモニター
６  直交変換器
【図１】
0003773296.tif 000007
【図２】
0003773296.tif 000008
【図３】
0003773296.tif 000009
【図４】
0003773296.tif 000010
【図５】
0003773296.tif 000011
【図６】
0003773296.tif 000012
【図７】
0003773296.tif 000013
【図８】
0003773296.tif 000014
【図９】
0003773296.tif 000015