JP2009239698A - Video image converting device, and video image converting method - Google Patents
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Abstract
【課題】映像の相関性が低い場合においても、動きベクトルの探索を1回のみとしながら画質劣化の少ない映像変換を実現すること。
【解決手段】動きベクトル探索部5は、入力映像のフレームから第1の動きベクトルMVを求める。解像度変換部3は、第1の動きベクトルを用いて解像度変換処理を行う。動きベクトル変換部6は、フレームレートの変換条件に応じて、第1の動きベクトルを一対の第2の動きベクトルMVcに変換する。フレームレート変換部4は、連続するフレームと一対の第2の動きベクトルを用いて新たなフレームを作成し、フレーム間に挿入する。一対の第2の動きベクトルMVcとして、過去フレームを起点とする後方動きベクトルと、現在フレームを起点とする前方動きベクトルとを用いる。
【選択図】図1To realize video conversion with little image quality degradation while searching for a motion vector only once even when video correlation is low.
A motion vector search unit 5 obtains a first motion vector MV from a frame of an input video. The resolution conversion unit 3 performs resolution conversion processing using the first motion vector. The motion vector conversion unit 6 converts the first motion vector into a pair of second motion vectors MVc according to the frame rate conversion condition. The frame rate conversion unit 4 creates a new frame using a continuous frame and a pair of second motion vectors, and inserts them between the frames. As the pair of second motion vectors MVc, a backward motion vector starting from the past frame and a forward motion vector starting from the current frame are used.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、動画像の解像度とフレームレートを変換する映像変換装置及び映像変換方法に関する。 The present invention relates to a video conversion apparatus and video conversion method for converting the resolution and frame rate of a moving image.
動画像の品質向上技術として、空間的に画素数を増加させる解像度変換と、時間的にフレーム数を増加させるフレームレート変換がある。解像度変換に関しては、単純な画素補間法だけでなく、時間方向に隣接する複数の映像フレームをフレーム間の動きベクトルを利用して合成することで、入力映像以上の解像度を持つ1枚の映像を出力する技術がある(例えば、特許文献1参照)。以下、この処理を「超解像処理」と呼ぶ。 As quality enhancement techniques for moving images, there are resolution conversion for spatially increasing the number of pixels and frame rate conversion for increasing the number of frames in terms of time. Regarding resolution conversion, not only a simple pixel interpolation method, but also synthesizing a plurality of video frames adjacent in the time direction using motion vectors between frames, so that one video having a resolution higher than the input video can be obtained. There is a technique for outputting (see, for example, Patent Document 1). Hereinafter, this processing is referred to as “super-resolution processing”.
フレームレート変換に関しては、同一フレームを繰り返し出力する簡易的方法だけでなく、入力する映像信号から動きベクトルを探索し、探索した動きベクトルに基づいて新たな挿入フレームを生成しフレーム間に挿入する技術がある(例えば、特許文献2参照)。 Regarding frame rate conversion, not only a simple method of repeatedly outputting the same frame, but also a technique for searching for a motion vector from an input video signal, generating a new insertion frame based on the searched motion vector, and inserting it between the frames (See, for example, Patent Document 2).
さらに、動画像の符号化方式を変換して再符号化する際に用いる動きベクトルに関し、変換前の映像の動きベクトルをそのまま再利用するか、または変換後の映像における動きベクトルを探索して用いるかのいずれかを選択するものである(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, regarding the motion vector used when converting and re-encoding the moving image encoding method, the motion vector of the video before conversion is reused as it is, or the motion vector in the video after conversion is searched and used. (See, for example, Patent Document 3).
一般に、動きベクトルを利用した映像変換処理を組み合わせて行う場合、各々の処理に用いる動きベクトルは独立して探索する必要がある。例えば、上記特許文献1記載の解像度変換と特許文献2記載のフレームレート変換を組み合わせる場合も、隣接する映像フレームの構成が異なるゆえ、それぞれの段階で動きベクトルの探索を行う必要がある。もしも一方の動きベクトルを他方の動きベクトルとしてそのまま使用すると、映像の相関性が低い場合には大きな画質劣化が生じることになる。
In general, when video conversion processing using motion vectors is performed in combination, it is necessary to search independently for the motion vectors used for each processing. For example, even when the resolution conversion described in
しかしながら、映像処理における動きベクトル探索は処理負荷が大きい。よって、1フレーム分の映像処理に対して動きベクトル探索を2回行うことは、処理が複雑になり、処理回路の回路規模及びコストが増大する。 However, motion vector search in video processing has a heavy processing load. Therefore, performing motion vector search twice for video processing for one frame complicates the processing and increases the circuit scale and cost of the processing circuit.
上記特許文献3記載の技術は、動きベクトルの相関性が高い場合には、変換前の動きベクトルを変換後の動きベクトルとしてそのまま利用することで、動きベクトルの探索を1回で済ますことができる。しかしながら、相関性が低い場合には、変換後の動きベクトルを別途探索することになり、処理負荷が大きくなることに変わりはない。
With the technique described in
本発明の目的は上記課題に鑑み、映像の相関性が低い場合においても、動きベクトルの探索を1回のみとしながら画質劣化の少ない映像変換を実現することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to realize video conversion with little image quality degradation while searching for a motion vector only once even when video correlation is low.
本発明は、入力映像に対して解像度変換とフレームレート変換を行う映像変換装置であって、入力映像に対して解像度変換を行う解像度変換部と、解像度変換後の映像のフレームレートを変換するフレームレート変換部と、入力映像の連続するフレームから第1の動きベクトルを求める動きベクトル探索部と、フレームレート変換部の行うフレームレートの変換条件に応じて、第1の動きベクトルを変換して一対の第2の動きベクトルを作成する動きベクトル変換部を備える。解像度変換部は、入力映像と第1の動きベクトルを用いて解像度変換処理を行い、フレームレート変換部は、解像度変換後の連続するフレームと一対の第2の動きベクトルを用いて新たなフレームを作成し、連続するフレーム間に挿入する。 The present invention is a video conversion apparatus that performs resolution conversion and frame rate conversion on an input video, a resolution conversion unit that performs resolution conversion on the input video, and a frame that converts the frame rate of the video after resolution conversion A rate conversion unit, a motion vector search unit that obtains a first motion vector from consecutive frames of the input video, and a pair of frames by converting the first motion vector according to the frame rate conversion condition performed by the frame rate conversion unit. A motion vector conversion unit for generating the second motion vector. The resolution conversion unit performs resolution conversion processing using the input video and the first motion vector, and the frame rate conversion unit generates a new frame using the continuous frame after the resolution conversion and the pair of second motion vectors. Create and insert between successive frames.
ここに動きベクトル変換部は一対の第2の動きベクトルとして、入力映像の過去フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう後方動きベクトルと、入力映像の現在フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう前方動きベクトルとを作成し、フレームレート変換部は、過去フレームと後方動きベクトル、および現在フレームと前方動きベクトルを用いて新たなフレームを作成する。 Here, the motion vector conversion unit, as a pair of second motion vectors, the backward motion vector from the corresponding pixel of the past frame of the input video to the pixel of the frame to be inserted and the frame of the frame to be inserted from the corresponding pixel of the current frame of the input video. A forward motion vector toward the pixel is created, and the frame rate conversion unit creates a new frame using the past frame and the backward motion vector, and the current frame and the forward motion vector.
本発明は、入力映像に対して解像度変換とフレームレート変換を行う映像変換方法であって、入力映像の連続するフレームから第1の動きベクトルを求めるステップと、入力映像に対して第1の動きベクトルを用いて解像度変換を行うステップと、フレームレートの変換条件に応じて、第1の動きベクトルを変換して一対の第2の動きベクトルを作成するステップと、解像度変換後の連続するフレームと一対の第2の動きベクトルを用いて新たなフレームを作成し、連続するフレーム間に挿入してフレームレートを変換するステップと、を備える。 The present invention is a video conversion method for performing resolution conversion and frame rate conversion on an input video, a step of obtaining a first motion vector from consecutive frames of the input video, and a first motion on the input video. A step of performing resolution conversion using a vector; a step of converting a first motion vector to create a pair of second motion vectors according to a frame rate conversion condition; and a continuous frame after resolution conversion; Creating a new frame using the pair of second motion vectors, and inserting the frame between successive frames to convert the frame rate.
本発明によれば、解像度変換とフレームレート変換を含む映像変換処理において、回路規模を増大させずに高画質な映像を得ることができる。 According to the present invention, high-quality video can be obtained without increasing the circuit scale in video conversion processing including resolution conversion and frame rate conversion.
本発明の映像変換装置は、入力映像に対して解像度変換を行う解像度変換部と、解像度変換後の映像のフレームレートを変換するフレームレート変換部と、入力映像から動きベクトルを求める動きベクトル探索部と、求めた動きベクトルを変換してフレームレート変換部へ供給する動きベクトル変換部とを備える。以下、その実施形態を図面を用いて説明する。 A video conversion apparatus according to the present invention includes a resolution conversion unit that performs resolution conversion on an input video, a frame rate conversion unit that converts a frame rate of the video after resolution conversion, and a motion vector search unit that obtains a motion vector from the input video And a motion vector conversion unit that converts the obtained motion vector and supplies the converted motion vector to the frame rate conversion unit. Hereinafter, the embodiment will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る映像変換装置の一実施例を示す構成図である。
映像変換装置10は、デコード部1と、スケーリング部2と、解像度変換部3と、フレームレート変換部4と、動きベクトル探索部5と、動きベクトル変換部6を備える。ここでは、動画像向け国際標準規格であるMPEG−2等の所定の方式で符号化された入力映像P0が入力するものとし、デコード部1はこれを視聴可能な映像信号(以下、フレームと称する)に復号する。スケーリング部2は、映像変換装置10の出力先に接続される表示装置の画面サイズに応じて、フレームの水平、垂直方向のサイズの拡大または縮小を行いフレームP1とする。なお、デコード部1とスケーリング部2は入力映像信号と表示装置の仕様により、省略することができる。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a video conversion apparatus according to the present invention.
The
動きベクトル探索部5は、連続する2枚のフレームP1からフレーム間の動きベクトルMV(第1の動きベクトル)を画素単位で探索する。解像度変換部3は、現在および過去の連続する2枚のフレームP1と、動きベクトル探索部5で求めた探索動きベクトルMVを参照して、映像の画素数を変換する解像度変換処理(例えば超解像処理)を行い映像P2を生成する。
The motion
動きベクトル変換部6は、動きベクトル探索部5が求めた動きベクトルMV(第1の動きベクトル)を入力し、外部の制御部等から指定された補間モード信号Scに基づき、新たな動きベクトルMVc(第2の動きベクトル)に変換する。第2の動きベクトルは前方動きベクトルと後方動きベクトルの1対からなる。フレームレート変換部4は、解像度変換部3が生成した映像P2の連続するフレームと動きベクトル変換部6で求めた一対の第2の動きベクトルMVcを参照して、補間モード信号Scに応じたフレームを作成して挿入、いわゆるフレームレート変換を行い映像P3を出力する。補間モード信号Scとは、入出力フレームレート変換の動作モードを指定する制御信号のことである。動作モードには、例えば、24Hz→60Hz、50Hz→60Hz、60Hz→120Hz等のフレームレート変換がある。ところで、補間モード信号Scの設定条件として、60Hz→60Hzのように入力側と出力側を同一フレームレートとすることも可能である。この場合、フレームレート変換部4ではフレーム挿入動作を行わずに入力フレームをそのまま出力する。
The motion vector conversion unit 6 receives the motion vector MV (first motion vector) obtained by the motion
このように本実施例の映像変換装置では、解像度変換部3とフレームレート変換部4においてそれぞれ動きベクトルを利用する。解像度変換部3においては動きベクトル探索部5にて探索した第1の動きベクトルMVを用いるが、フレームレート変換部4ではこれを動きベクトル変換部6にて変換した第2の動きベクトルMVcを用いるようにした。よって、本来2回必要な動きベクトルの探索工程が1回で済むので、処理時間と回路規模が簡略化できる。
As described above, in the video conversion apparatus according to the present embodiment, the motion vector is used in each of the
また本実施例では、解像度変換の後でフレームレート変換を実行する構成として、解像度変換(例えば超解像処理)での負担を軽減させたが、フレームレート変換の後で解像度変換を実行する構成としてもよい。その場合にも、動きベクトル変換部を設けることで、動きベクトルの探索工程は1回で済む。 In this embodiment, as a configuration for performing frame rate conversion after resolution conversion, the burden of resolution conversion (for example, super-resolution processing) is reduced. However, a configuration for performing resolution conversion after frame rate conversion is performed. It is good. Even in such a case, the motion vector search process can be performed only once by providing the motion vector conversion unit.
図2は、本実施例のフレームレート変換の具体例を示す図である。フレームレートとは、1秒間に伝送または表示する映像フレーム数を示すもので、各放送方式に対し映像規格で定められている。以下の説明では、映像周波数(1秒間当たりの垂直同期信号の数)としてHz単位で表記する。フレームレートを増大することで、滑らかな被写体の動きを実現し映像品質を向上させることができる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a specific example of frame rate conversion according to the present embodiment. The frame rate indicates the number of video frames transmitted or displayed per second, and is defined by the video standard for each broadcasting system. In the following description, the video frequency (number of vertical synchronizing signals per second) is expressed in Hz. By increasing the frame rate, it is possible to achieve smooth subject movement and improve video quality.
(a)は、60Hz映像P1を120Hz映像P3に変換する場合である。補間モード信号Scとして、60Hzから120Hzへフレームレート変換を行うことを指示する制御信号をフレームレート変換部4と動きベクトル変換部6へ出力する。解像度変換部3は、60Hz映像P1を入力して、所定の映像処理アルゴリズムに基づく映像変換を行い60Hz映像P2を出力する。また、動きベクトル探索部5にも60Hz映像P1を入力して、画素毎の60Hz動きベクトルMVを求めて出力する。動きベクトル変換部6は、動きベクトル探索部5で求めた60Hz動きベクトルMVを120Hz映像用の120Hz動きベクトルMVcに変換する。フレームレート変換部4は、動きベクトル変換部6の出力した120Hz動きベクトルMVcを用いて、解像度変換部3が出力した60Hz映像P2を120Hz映像P3に変換して出力する。
(A) is a case where 60 Hz video P1 is converted into 120 Hz video P3. As the interpolation mode signal Sc, a control signal for instructing frame rate conversion from 60 Hz to 120 Hz is output to the frame
(b)は、24Hz映像P1を60Hz映像P3へ変換する場合である。この場合は補間モード信号Scとして、24Hzから60Hzへフレームレート変換を行うことを指示する制御信号を用いる。解像度変換部3は、24Hz映像P1を入力して解像度変換を行い24Hz映像P2を出力する。また、動きベクトル探索部5にも24Hz映像P1を入力して、24Hz動きベクトルMVを出力する。動きベクトル変換部6は、24Hz動きベクトルMVを60Hz動きベクトルMVcに変換する。フレームレート変換部4は、60Hz動きベクトルMVcを用いて24Hz映像P2を60Hz映像P3に変換して出力する。
(B) is a case where 24 Hz video P1 is converted into 60 Hz video P3. In this case, a control signal that instructs to perform frame rate conversion from 24 Hz to 60 Hz is used as the interpolation mode signal Sc. The
図3は、解像度変換部3の内部構成の一例を示す図である。
入力映像P1は、前段のデコード部1で復号された後、スケーリング部2によって拡大または縮小された映像である。入力映像P1の各フレームは、順次フレームメモリ31に保存されるとともに、フレーム遅延部30により1フレーム期間分だけ遅延されたフレームをフレームメモリ32に保存する。動きベクトル探索部5は、フレームメモリ31,32に保存した2枚のフレームP1a,P1bを参照して、フレーム間の動きベクトルMVを求め画素補間部33へ送る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the
The input video P <b> 1 is a video that has been decoded by the preceding
画素補間部33は、フレームメモリ31,32に保存した2枚のフレームP1a,P1bと、動きベクトルMVを参照して画素数を変更する解像度変換処理(画素補間処理)を行う。解像度変換された映像は一旦フレームメモリ34に保存された後、入力映像P1と同じフレームレートのタイミングで出力映像P2として送出される。
The
画素補間部33の処理の一例として、例えば動きベクトルを用いた超解像処理がある。動きベクトルを用いた超解像処理とは、複数枚のフレームの映像を用いて、画素毎に求めた動きベクトルを使用してフレーム同士の位置合わせを行い、オリジナル映像に対して小数点精度の仮想標本ポイントとその仮想画素データを取得する。この仮想画素データから実際に表示する映像データを求めることによって、折返し歪みを低減しながら元の映像以上の解像度を有する映像を生成する方法のことである。
As an example of the processing of the
図4は、フレームレート変換部4の内部構成の一例を示す図である。
入力映像P2は、前段の解像度変換部3から送出された映像である。入力映像P2の各フレームは、順次フレームメモリ41に保存されるとともに、フレーム遅延部40により1フレーム期間分だけ遅延されたフレームはフレームメモリ42に保存される。動きベクトル変換部6は、動きベクトル探索部5から出力された第1の動きベクトルMVを変換して、フレームレート変換用の第2の動きベクトルMVcを生成する。すなわち第2の動きベクトルMVcは、フレームレート変換のために挿入するフレームを生成するために用いる。変換係数テーブル7は、第1の動きベクトルMVから第2の動きベクトルMVcを算出するために必要な係数を保存する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an internal configuration of the frame
The input video P2 is a video sent from the previous
フレーム補間部43では、フレームメモリ41,42から時間的に隣接する2枚のフレームP2a,P2bを読み出し、動きベクトル変換部6で生成された第2の動きベクトルMVcを用いて、2枚のフレームP2a,P2b間に挿入するフレームを生成する。フレーム間に挿入するフレームの数は、入力/出力映像のフレームレートの関係から一義的に決まる。例えば、入力/出力フレームレートがそれぞれ60Hz/120Hzならば挿入フレーム数は1枚であり、24Hz/60Hzならば挿入フレーム数は2枚となる。挿入フレーム内の画素位置は、操作対象画素の動きベクトルMVと挿入フレームの時間軸上の位置との関係から決定する。
The
フレーム補間部43にて生成された挿入フレームは、一旦フレームメモリ44に保存される。切換部45は、出力側フレームレートより決まる映像出力周期に対応して、元の映像が保存されたフレームメモリ42、または挿入フレームが保存されたフレームメモリ43の何れか一方を選択して、保存されているフレームを読み出して出力映像P3として送出する。制御部46は、外部から指定される補間モード信号Scを動きベクトル変換部6および切換部45へ伝達し、動きベクトルの変換や挿入フレームの出力タイミングを制御する。
The inserted frame generated by the
図5は、動きベクトル探索と動きベクトル変換を模式的に示す図である。ここでは簡単のために、フレームレートを元の映像の2倍(例えば60Hz→120Hz)に変換するため、1枚のフレームFcを挿入する場合を示す。動きベクトル探索部5が求めた現在フレームF2と過去フレームF1の間の動きベクトルMV(第1の動きベクトル)と、フレームレート変換部4にて変換した動きベクトルMVca,MVcb(第2の動きベクトル)の関係を示している。
FIG. 5 is a diagram schematically showing motion vector search and motion vector conversion. Here, for simplicity, a case where one frame Fc is inserted in order to convert the frame rate to twice the original video (for example, 60 Hz → 120 Hz) is shown. The motion vector MV (first motion vector) between the current frame F2 and the past frame F1 obtained by the motion
動きベクトル探索部5は、連続する2枚のフレーム間における動きベクトルMVの探索を画素単位で行う。また、動きベクトル変換部6は、動きベクトル探索部5が求めた動きベクトルMVを入力し、補間モード信号Scで指定する入力/出力フレームレートの設定値に基づき、フレームレート変換用の動きベクトルMVcに変換する。フレームレート変換部4は、入力映像の現在フレームF2と過去フレームF1と動きベクトルMVcを用いて新たなフレームFcを作成して、フレームF1とF2の間に挿入する。
The motion
挿入フレームFcの作成のために、動きベクトル探索部5は挿入フレームFcの各画素を通過する動きベクトルを探索する。ここで、挿入フレームFcのある画素Qcに注目した時、過去フレームF1と現在フレームF2の被写体の中からこの画素Qcに対応する画素を探索する。ここでは、フレームF1内の画素QaとフレームF2内の画素Qbが対応するものとする。そのとき、画素Qa、画素Qc、画素Qbの3点を結ぶ画素移動量を画素Qcの第1の動きベクトルMVと定義する。この動きベクトルMVは、解像度変換部3の処理で参照する。
In order to create the insertion frame Fc, the motion
続いて動きベクトル変換部6は、第1の動きベクトルMVを2つの第2の動きベクトルMVca,MVcbへ変換する。MVcaは、過去フレームF1の画素Qaから挿入フレームFcの注目画素Qcへの動きベクトルであり、「後方(動き)ベクトル」と呼ぶことにする。MVcbは、現在フレームF2の画素Qbから挿入フレームFcの注目画素Qcへの動きベクトルであり、「前方(動き)ベクトル」と呼ぶことにする。すなわち第2の動きベクトルMVca,MVcbは、第1の動きベクトルMVに、挿入フレームFcの挿入位置を示す変換係数(過去フレームF1および現在フレームF2からの時間比率)を乗じて求めることができる。 Subsequently, the motion vector conversion unit 6 converts the first motion vector MV into two second motion vectors MVca and MVcb. MVca is a motion vector from the pixel Qa of the past frame F1 to the target pixel Qc of the insertion frame Fc, and is referred to as a “rear (motion) vector”. MVcb is a motion vector from the pixel Qb of the current frame F2 to the target pixel Qc of the insertion frame Fc, and is referred to as a “forward (motion) vector”. That is, the second motion vectors MVca and MVcb can be obtained by multiplying the first motion vector MV by a conversion coefficient (time ratio from the past frame F1 and the current frame F2) indicating the insertion position of the insertion frame Fc.
その後フレーム補間部43は、後方動きベクトルMVcaの起点となる画素Qaと、前方動きベクトルMVcbの起点となる画素Qbを参照して、挿入フレームFc上の画素Qcを生成する。この場合、過去フレームF1と現在フレームF2の両方の画素データを用いて新たな画素を生成するので、フレーム間の相関性が低い場合でも滑らかに連続する映像フレームにて補間することができる。補間フレームの画素位置のずれが少ないだけでなく、対応する画素の色や明るさが変動する場合にも滑らかな画質が得られる。
Thereafter, the
図5のベクトル表記について補足する。ここでは概念説明のために、第1の動きベクトルMVを、過去フレームF1から現在フレームF2へ向かうベクトル表記としている。つまり、フレーム内の水平、垂直方向の移動に加えて時間経過を伴った3次元の画素移動量として表記している。しかし、時間軸の移動はフレームFcの位置決めを意味するだけなので、実際の計算に用いる動きベクトルは同一フレーム内の2次元方向の画素移動量である。動きベクトルをフレーム内の2次元表記に直すと、MVは、現在フレームF2内の画素Qa’から画素Qbへの動きベクトルMV’と等価である。またMVcaとMVcbは、挿入フレームFc内の画素Qa”から画素Qcへの動きベクトルMVca’と、画素Qb”から画素Qcへの動きベクトルMVcb’と等価である。 It supplements about the vector notation of FIG. Here, for conceptual explanation, the first motion vector MV is represented as a vector notation from the past frame F1 to the current frame F2. That is, it is expressed as a three-dimensional pixel movement amount with the passage of time in addition to the horizontal and vertical movements in the frame. However, since the movement of the time axis only means the positioning of the frame Fc, the motion vector used for the actual calculation is the pixel movement amount in the two-dimensional direction within the same frame. When the motion vector is converted into a two-dimensional representation in the frame, MV is equivalent to the motion vector MV 'from the pixel Qa' to the pixel Qb in the current frame F2. Further, MVca and MVcb are equivalent to a motion vector MVca ′ from the pixel Qa ″ to the pixel Qc and a motion vector MVcb ′ from the pixel Qb ″ to the pixel Qc in the insertion frame Fc.
以下、図6〜図10にて、動きベクトルの変換とフレームレート変換を具体例で説明する。ここでは、フレームレートを60Hzから120Hzへ変換する場合を取り上げる。 In the following, specific examples of motion vector conversion and frame rate conversion will be described with reference to FIGS. Here, the case where the frame rate is converted from 60 Hz to 120 Hz is taken up.
図6は、フレームレート変換の全体概要を示す図である。60Hzから120Hzへのフレームレート変換では、1フレームの入力に対し2フレームを出力する。このため、検出した1フレーム分の第1の動きベクトルを、2フレーム分の第2の動きベクトルに変換する。 FIG. 6 is a diagram showing an overall outline of frame rate conversion. In frame rate conversion from 60 Hz to 120 Hz, two frames are output for one frame input. For this reason, the detected first motion vector for one frame is converted into a second motion vector for two frames.
(a)は入力する60Hz映像を示し、フレームF1、フレームF2の順に入力する。以下、1フレームの期間Twを単位に変換の動作を行う。 (A) shows a 60 Hz video to be input, which is input in the order of frame F1 and frame F2. Hereinafter, the conversion operation is performed in units of one frame period Tw.
(b)は60Hz映像動きベクトル(第1の動きベクトル)を示す。時間的に隣接する2つのフレームを参照し、所定の範囲の画素値を比較することによって各画素の動きに対応する動きベクトルMVを求める。隣接する2つのフレームを同時参照するために、入力する60Hz映像から読み出した現在フレームと、1つ前に読み出した過去フレーム(即ち1フレーム遅延させた60Hz映像)の2フレームを保持し、この2フレームを比較して60Hz動きベクトルMVを検出する。その結果、フレームF1のタイミングで動きベクトルMV1を、フレームF2のタイミングで動きベクトルMV2を得る。 (B) shows a 60 Hz video motion vector (first motion vector). A motion vector MV corresponding to the motion of each pixel is obtained by referring to two temporally adjacent frames and comparing pixel values in a predetermined range. In order to simultaneously refer to two adjacent frames, two frames of the current frame read from the input 60 Hz video and the previous frame read out one time before (that is, 60 Hz video delayed by one frame) are held. The 60 Hz motion vector MV is detected by comparing the frames. As a result, the motion vector MV1 is obtained at the timing of the frame F1, and the motion vector MV2 is obtained at the timing of the frame F2.
(c)は60Hz動きベクトルMVを120Hz動きベクトルMVc(第2の動きベクトル)に変換した状態を示す。フレームF1の60Hz動きベクトルMV1を、後述する動きベクトル変換部6の変換処理によって、2つの120Hz動きベクトルMVc1a,MVc1bに変換する。60Hz動きベクトルMV2に対しても同様に2つの120Hz動きベクトルMVc2a,MVc2bに変換する。 (C) shows a state in which the 60 Hz motion vector MV is converted into a 120 Hz motion vector MVc (second motion vector). The 60 Hz motion vector MV1 of the frame F1 is converted into two 120 Hz motion vectors MVc1a and MVc1b by the conversion process of the motion vector conversion unit 6 described later. Similarly, the 60 Hz motion vector MV2 is converted into two 120 Hz motion vectors MVc2a and MVc2b.
(d)は60Hz映像を120Hz映像にフレームレート変換した状態を示す。フレームレート変換部4は120Hz動きベクトルMVc1a,MVc1bを用いて、60Hz映像のフレームF1,F2から120Hz映像のフレームFc1,フレームFc2を生成する。同様に、120Hz動きベクトルMVc2a,MVc2bを用いて、60Hz映像のフレームF2,F3から120Hz映像のフレームFc3,フレームFc4を生成する。但し、期間Twの先頭のフレームFc1,Fc3は、60Hz映像のフレームF1,F2をそのまま出力するので、新たに挿入するのはフレームFc2,Fc4である。
(D) shows a state in which the frame rate is converted from 60 Hz video to 120 Hz video. The frame
図7は、図6(c)において動きベクトルを変換する手順を示す図である。例えば、フレームF1の60Hz動きベクトルMV1(第1の動きベクトル)を120Hz動きベクトルMVc1a,MVc1b(第2の動きベクトル)に変換するために、動きベクトル変換用の2つの係数KA1,KB1を用いる。120Hz動きベクトルMVc1a(後方ベクトル)は、60Hz動きベクトルMV1と第1係数KA1を乗じて求める。また120Hz動きベクトルMVc1b(前方ベクトル)は、60Hz動きベクトルMV1と第2係数KB1を乗じて求める。同様に、フレームF2の60Hz動きベクトルMV2に対しても2つの変換係数KA2,KB2を乗じて、120Hz動きベクトルMVc2a,MVc1bを求める。 FIG. 7 is a diagram showing a procedure for converting a motion vector in FIG. For example, in order to convert the 60 Hz motion vector MV1 (first motion vector) of the frame F1 into 120 Hz motion vectors MVc1a and MVc1b (second motion vectors), two coefficients KA1 and KB1 for motion vector conversion are used. The 120 Hz motion vector MVc1a (rear vector) is obtained by multiplying the 60 Hz motion vector MV1 and the first coefficient KA1. The 120 Hz motion vector MVc1b (forward vector) is obtained by multiplying the 60 Hz motion vector MV1 and the second coefficient KB1. Similarly, 120 Hz motion vectors MVc2a and MVc1b are obtained by multiplying the 60 Hz motion vector MV2 of the frame F2 by two conversion coefficients KA2 and KB2.
図8は、60Hz→120Hz変換時における動きベクトル変換用のテーブルを示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a motion vector conversion table at the time of 60 Hz → 120 Hz conversion.
変換係数テーブル7には、動きベクトル変換のために使用する変換係数を格納しておき、変換の際これを参照する。変換手順は、60Hz動きベクトル(第1の動きベクトル)に動きベクトル変換係数の第1係数を乗じた結果を120Hz動きベクトル(第2の動きベクトル)の後方ベクトル、第2係数を乗じた結果を120Hz動きベクトルの前方ベクトルとする。ここでは1つのフレームから2つのフレームを生成するので、ステップNo.1とステップNo.2に示した手順を繰り返して120Hz動きベクトルを求める。 The conversion coefficient table 7 stores conversion coefficients used for motion vector conversion, and refers to them during conversion. In the conversion procedure, the result obtained by multiplying the 60 Hz motion vector (first motion vector) by the first coefficient of the motion vector conversion coefficient is multiplied by the rear vector of the 120 Hz motion vector (second motion vector) and the second coefficient. Let it be a forward vector of a 120 Hz motion vector. Here, since two frames are generated from one frame, step no. 1 and step no. The procedure shown in 2 is repeated to obtain a 120 Hz motion vector.
ステップNo.1は図6のフレームFc1に対応し、60Hz映像の入力フレームF1をそのまま120Hz映像のフレームとして出力するので、動きベクトル変換は行わない。ステップNo.2は図6のフレームFc2に対応し、60Hz動きベクトルMV1に第1係数KA1を乗じた結果を120Hz動きベクトルMVc1aとし、MV1に第2係数KB1を乗じた結果を120Hz動きベクトルMVc1bとして格納する。 Step No. 1 corresponds to the frame Fc1 of FIG. 6, and the 60 Hz video input frame F1 is output as it is as a 120 Hz video frame, so no motion vector conversion is performed. Step No. 2 corresponds to the frame Fc2 of FIG. 6 and stores the result of multiplying the 60 Hz motion vector MV1 by the first coefficient KA1 as a 120 Hz motion vector MVc1a and the result of multiplying MV1 by the second coefficient KB1 as a 120 Hz motion vector MVc1b.
動きベクトル変換に用いる第1係数および第2係数は、60Hz動きベクトルと120Hz動きベクトルが表現している時間軸上の差分を線形な重み成分として表わした数値である。なお、第1係数および第2係数の値は、後述するようにレート変換条件により決定する。 The first coefficient and the second coefficient used for motion vector conversion are numerical values representing the difference on the time axis expressed by the 60 Hz motion vector and the 120 Hz motion vector as linear weight components. Note that the values of the first coefficient and the second coefficient are determined according to rate conversion conditions as described later.
以下に、第1係数および第2係数を用いた動きベクトル変換の演算式を説明する。ここでは、60Hz動きベクトルを第1の動きベクトル群、120Hz動きベクトルを第2の動きベクトル群と呼ぶ。第1の動きベクトル群から第2の動きベクトル群への変換する場合を考える。この時、第2の動きベクトル群における1つの動きベクトルに対応するフレーム表示期間が、変換元となる第1の動きベクトル群の1つの動きベクトルに対応するフレーム表示期間内に含まれるとする。この場合、次の数式(1)を用いることによって、第1の動きベクトル群の1つの動きベクトルから第2の動きベクトル群の2つの動きベクトルを算出する。ここで、MVnは第1の動きベクトル群の1つのベクトル、MVcnaは過去フレームF2と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル(後方ベクトル)群の1つのベクトル、MVcnbは現在フレームF1と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル(前方ベクトル)群の1つのベクトル、KAmは第1係数、KBmは第2係数である。nは入力フレーム番号、mは挿入フレーム番号である。
MVcna=KAm×MVn, MVcnb=KBm×MVn (1)
但し、図8のステップNo.1のように、入力映像(60Hz映像)のフレームと出力映像(120Hz映像)のフレームの表示時刻が同一の時は、入力フレームをそのまま出力するため、上記の数式(1)は使用しない。
Hereinafter, an arithmetic expression for motion vector conversion using the first coefficient and the second coefficient will be described. Here, the 60 Hz motion vector is referred to as a first motion vector group, and the 120 Hz motion vector is referred to as a second motion vector group. Consider the case of converting from a first motion vector group to a second motion vector group. At this time, it is assumed that the frame display period corresponding to one motion vector in the second motion vector group is included in the frame display period corresponding to one motion vector of the first motion vector group as the conversion source. In this case, two motion vectors of the second motion vector group are calculated from one motion vector of the first motion vector group by using the following formula (1). Here, MVn is one vector of the first motion vector group, MVcna is one vector of the second motion vector (rear vector) group between the past frame F2 and the insertion frame Fc, and MVcnb is the current frame F1 and the insertion frame One vector of the second motion vector (forward vector) group between Fc, KAm is the first coefficient, and KBm is the second coefficient. n is an input frame number and m is an insertion frame number.
MVcna = KAm × MVn, MVcnb = KBm × MVn (1)
However, step no. When the display time of the frame of the input video (60 Hz video) and the frame of the output video (120 Hz video) is the same as in 1, the input frame is output as it is, so the above formula (1) is not used.
60Hzから120Hzへのフレームレート変換の場合における、第2の動きベクトル群の算出方法について説明する。第2の動きベクトル群の動きベクトルの算出に用いる数式は、以下の数式(2)のようになる。ここで、MV1は第1の動きベクトル、MVc1aは過去フレームF2と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル群の1つのベクトル、MVc1bは現在フレームF1と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル群の1つのベクトル、KA1は第1係数、KB1は第2係数である。
MVc1a=KA1×MV1, MVc1b=KB1×MV1 (2)
ここで、第1係数KAmおよび第2係数KBmは、それぞれ次の数式(3)を用いて設定する。ここにTAとTBはフレーム挿入により分割されたフレーム間隔である。TAはMVcnaに対応するフレーム表示期間のうち、MVnに対応するフレーム表示期間と重複する期間の長さ、TBはMVcnbに対応するフレーム表示期間のうち、MVnに対応するフレーム表示期間と重複する期間の長さを示す。これらは、第1のフレームレートf1と第2のフレームレートf2により決まる。
KAm=TA/(TA+TB), KBm=TB/(TA+TB) (3)
ここで、f1=60Hz、f2=120Hzの場合には、TA=TBとなるため、第1係数KA1および第2係数KB1は等しく、次の数式(4)に示した通りとなる。
KA1=KB1=1/2 (4)
図9は、60Hz→120Hz変換時における入出力フレームと動きベクトルの時間軸上の関係を示す図である。この場合、動きベクトル変換動作の期間Twにおいて、60Hz映像の1フレームから120Hz映像の2フレームを得ることと、1フレーム分の60Hz動きベクトル(第1の動きベクトル)から2フレーム分の120Hz動きベクトル(第2の動きベクトル)を得ることを示す。
A method for calculating the second motion vector group in the case of frame rate conversion from 60 Hz to 120 Hz will be described. A mathematical formula used to calculate the motion vector of the second motion vector group is as shown in the following mathematical formula (2). Here, MV1 is the first motion vector, MVc1a is one vector of the second motion vector group between the past frame F2 and the insertion frame Fc, and MVc1b is the second motion vector group between the current frame F1 and the insertion frame Fc. KA1 is the first coefficient, and KB1 is the second coefficient.
MVc1a = KA1 × MV1, MVc1b = KB1 × MV1 (2)
Here, the first coefficient KAm and the second coefficient KBm are set using the following formula (3), respectively. Here, TA and TB are frame intervals divided by frame insertion. TA is the length of a period overlapping with the frame display period corresponding to MVn in the frame display period corresponding to MVcna, and TB is a period overlapping with the frame display period corresponding to MVn among the frame display periods corresponding to MVcnb. Indicates the length. These are determined by the first frame rate f1 and the second frame rate f2.
KAm = TA / (TA + TB), KBm = TB / (TA + TB) (3)
Here, when f1 = 60 Hz and f2 = 120 Hz, since TA = TB, the first coefficient KA1 and the second coefficient KB1 are equal, and are as shown in the following equation (4).
KA1 = KB1 = 1/2 (4)
FIG. 9 is a diagram showing the relationship on the time axis between input / output frames and motion vectors at the time of 60 Hz → 120 Hz conversion. In this case, in a period Tw of the motion vector conversion operation, two frames of 120 Hz video are obtained from one frame of 60 Hz video, and 120 Hz motion vector of two frames from one frame of 60 Hz motion vector (first motion vector). It shows that (second motion vector) is obtained.
60Hz動きベクトルMVは、60Hz映像の隣接する2つのフレームを参照して作成する。例えば、MV1はフレームF1とフレームF2を参照して生成する。60Hz動きベクトルMV1から120Hz動きベクトルMVc1aおよびMVc1bへの動きベクトル変換は、60Hz動きベクトルMV1に変換係数KA1およびKB1を乗じて求める。これは数式(1)〜(4)と図7、図8に述べた通りである。 The 60 Hz motion vector MV is created with reference to two adjacent frames of the 60 Hz video. For example, MV1 is generated with reference to the frame F1 and the frame F2. Motion vector conversion from the 60 Hz motion vector MV1 to the 120 Hz motion vectors MVc1a and MVc1b is obtained by multiplying the 60 Hz motion vector MV1 by conversion coefficients KA1 and KB1. This is as described in the equations (1) to (4) and FIGS.
60Hz映像から120Hz映像を得る手順は次の通りである。まず、期間Twの起点となるフレームF1は、そのまま120Hz映像のフレームFc1として出力する。フレームFc3,Fc5についても同様で、60Hz映像の入力フレームF2,F3をそのまま出力する。 The procedure for obtaining a 120 Hz image from a 60 Hz image is as follows. First, the frame F1 which is the starting point of the period Tw is output as it is as a frame Fc1 of 120 Hz video. The same applies to frames Fc3 and Fc5, and 60 Hz video input frames F2 and F3 are output as they are.
120Hz映像のフレームFc2は、60Hz映像のいずれの表示時間軸にも一致しないため、挿入フレームを作成して出力する。この場合、時間軸上で前後に近接する60Hz映像のフレームF1とフレームF2を参照し、上記120Hz動きベクトルMVc1a(後方ベクトル)およびMVc1b(前方ベクトル)を用いて所定のアルゴリズムにより挿入フレームFc2を作成する。挿入フレームFc2内の各画素は、フレームF1とフレームF2内の対応する画素を動きベクトルMVc1aおよびMVc1bに従って移動させて合成し、新たな画素値を決定する。挿入フレームFc4についても同様で、動きベクトルMVc2aおよびMVc2bを用いる。 Since the frame Fc2 of the 120 Hz video does not coincide with any display time axis of the 60 Hz video, an insertion frame is created and output. In this case, reference is made to 60 Hz video frames F1 and F2 that are close to each other on the time axis, and an insertion frame Fc2 is created by a predetermined algorithm using the 120 Hz motion vectors MVc1a (rear vector) and MVc1b (forward vector). To do. Each pixel in the insertion frame Fc2 is synthesized by moving corresponding pixels in the frames F1 and F2 according to the motion vectors MVc1a and MVc1b, and determining a new pixel value. The same applies to the insertion frame Fc4, and motion vectors MVc2a and MVc2b are used.
このようにフレームレート変換では、60Hz映像と120Hz動きベクトルを用いて映像変換を行う。その際挿入する新しいフレームFc2は、2つのフレームF1,F2を参照し2つの第2の動きベクトルMVc1a,MVc1bを用いて作成する。よって、フレームF1,F2間の映像の相関性が低い場合であっても、滑らかに連続するフレームFc2を生成することができる。特に、対応する画素の色や明るさが変動する場合に有効である。 Thus, in frame rate conversion, video conversion is performed using 60 Hz video and 120 Hz motion vectors. A new frame Fc2 to be inserted at that time is created by using the two second motion vectors MVc1a and MVc1b with reference to the two frames F1 and F2. Therefore, even when the video correlation between the frames F1 and F2 is low, a smoothly continuous frame Fc2 can be generated. This is particularly effective when the color or brightness of the corresponding pixel varies.
図10は、本実施例における映像変換処理動作フローを示す図である。ここでは、60Hz映像を入力して解像度変換と120Hzへのフレームレート変換を行う。 FIG. 10 is a diagram showing a video conversion processing operation flow in the present embodiment. Here, 60 Hz video is input to perform resolution conversion and frame rate conversion to 120 Hz.
始めに、入力映像のフレームレートと出力映像のフレームレートの関係から変換周期FNを設定する。これは、図8の最大ステップ数に相当し、60Hzから120Hzへの変換周期FNは2に設定する(S100)。周期カウンタFCNTは図8における現在のステップNoに相当し、初期値としてFCNTを1に設定する(S101)。60Hz映像から連続する2フレーム(現在フレームおよび1フレーム前の過去フレーム)を入力し、動きベクトル探索部5により、60Hz動きベクトルMVn(第1の動きベクトル)を求める(S102)。60Hz動きベクトルMVnを用いて、解像度変換部3により、入力映像の現在フレームの解像度変換を実行する(S103)。
First, the conversion period FN is set from the relationship between the frame rate of the input video and the frame rate of the output video. This corresponds to the maximum number of steps in FIG. 8, and the conversion period FN from 60 Hz to 120 Hz is set to 2 (S100). The cycle counter FCNT corresponds to the current step number in FIG. 8, and FCNT is set to 1 as an initial value (S101). Two continuous frames (current frame and past frame one frame before) are input from the 60 Hz video, and the motion
以後、FCNTの値に応じて処理を分岐する(S104)。FCNTが1の場合(S104でno)、S103で解像度変換処理を行ったフレームをそのまま120Hz映像のフレームとして出力する(S105)。 Thereafter, the process branches according to the value of FCNT (S104). If FCNT is 1 (no in S104), the frame subjected to the resolution conversion process in S103 is output as it is as a frame of 120 Hz video (S105).
FCNTが1より大きい場合(S104でyes)、動きベクトル変換部6は、動きベクトル変換係数テーブルからFCNTに対応する第1係数KAmおよび第2係数KBmの読み出しを行う。FCNT=2であれば、KA1とKB1を読み出す(S106)。KA1とKB1を用いて、60Hz動きベクトルMVnを120Hz動きベクトルMVcnaおよびMVcnb(第2の動きベクトル)に変換する(S107)。フレームレート変換部4は、60Hz映像の2フレームと120Hz動きベクトルMVcnaおよびMVcnbを用いて挿入フレームを作成し(S108)、120Hz映像のフレームレートに変換して出力する(S109)。
When FCNT is larger than 1 (Yes in S104), the motion vector conversion unit 6 reads the first coefficient KAm and the second coefficient KBm corresponding to FCNT from the motion vector conversion coefficient table. If FCNT = 2, KA1 and KB1 are read (S106). Using KA1 and KB1, the 60 Hz motion vector MVn is converted into 120 Hz motion vectors MVcna and MVcnb (second motion vector) (S107). The frame
処理終了判定を行い(S110)、継続実行ならば周期カウンタFCNTに1を加算し(S111)、FCNTが変換周期FNよりも大きいか否かの判定を行う(S112)。FCNTがFNよりも大きい場合は、FCNTを1にリセットして(S113)、S102へ戻る。S110の処理終了判定で処理終了ならば映像変換処理動作を終了する。 A process end determination is made (S110), and if it is a continuous execution, 1 is added to the period counter FCNT (S111), and it is determined whether FCNT is larger than the conversion period FN (S112). When FCNT is larger than FN, FCNT is reset to 1 (S113), and the process returns to S102. If the process ends in S110, the video conversion processing operation ends.
本実施例では、24Hzから60Hzへのフレームレート変換の場合を取り上げる。映像変換装置の構成は実施例1の図1〜図4と共通である。 In this embodiment, the case of frame rate conversion from 24 Hz to 60 Hz will be taken up. The configuration of the video conversion device is the same as that in FIGS.
図11は、フレームレート変換の全体概要を示す図である。24Hzから60Hzへのフレームレート変換では、60/24=2.5倍、すなわち2フレームの入力に対し5フレームを出力する。動きベクトルの数もフレームと同様であり、検出した2フレーム分の第1の動きベクトルを5フレーム分の第2の動きベクトルに変換する。 FIG. 11 is a diagram showing an overall outline of frame rate conversion. In the frame rate conversion from 24 Hz to 60 Hz, 60/24 = 2.5 times, that is, 5 frames are output for 2 frames input. The number of motion vectors is the same as that of frames, and the detected first motion vectors for two frames are converted into second motion vectors for five frames.
(a)は入力する24Hz映像を示し、フレームF1、フレームF2の順に入力する。以下、2フレームの期間Twを単位に変換の動作を行う。 (A) shows a 24 Hz video to be input, which is input in the order of frame F1 and frame F2. Hereinafter, the conversion operation is performed in units of a period Tw of 2 frames.
(b)は24Hz映像の動きベクトル(第1の動きベクトル)を示す。入力する24Hz映像から読み出した現在フレームと、1つ前に読み出した過去フレームの2フレームを比較して24Hz動きベクトルMVを検出する。その結果、フレームF1のタイミングで動きベクトルMV1を、フレームF2のタイミングで動きベクトルMV2を得る。 (B) shows a motion vector (first motion vector) of a 24 Hz video. A 24 Hz motion vector MV is detected by comparing two frames, the current frame read from the input 24 Hz video and the previous frame read one before. As a result, the motion vector MV1 is obtained at the timing of the frame F1, and the motion vector MV2 is obtained at the timing of the frame F2.
(c)は24Hz動きベクトルMVを60Hz動きベクトルMVc(第2の動きベクトル)に変換した状態を示す。フレームF1の24Hz動きベクトルMV1から、4つの60Hz動きベクトルMVc1a,MVc1b,MVc1c,MVc1dに変換する。24Hz動きベクトルMV2についても同様に4つの60Hz動きベクトルMVc2a,MVc2b,MVc2c,MVc2dに変換する。 (C) shows a state in which the 24 Hz motion vector MV is converted into a 60 Hz motion vector MVc (second motion vector). The 24 Hz motion vector MV1 of the frame F1 is converted into four 60 Hz motion vectors MVc1a, MVc1b, MVc1c, and MVc1d. Similarly, the 24 Hz motion vector MV2 is converted into four 60 Hz motion vectors MVc2a, MVc2b, MVc2c, and MVc2d.
(d)は24Hz映像を60Hz映像にフレームレート変換した状態を示す。フレームレート変換部4は60Hz動きベクトルMVc1a,MVc1bを用いて、24Hz映像のフレームF1,F2から60Hz映像のフレームFc2を生成し、60Hz動きベクトルMVc1c,MVc1dを用いて、60Hz映像のフレームFc3を生成する。続いて、60Hz動きベクトルMVc2a,MVc2bを用いて、24Hz映像のフレームF2,F3から60Hz映像のフレームFc4を生成し、60Hz動きベクトルMVc2c,MVc2dを用いて、60Hz映像のフレームFc5を生成する。これらの生成したフレームFc2,Fc3,Fc4,Fc5を順に出力する。但し、期間Twの先頭のフレームFc1,Fc6は、24Hz映像のフレームF1,F3をそのまま出力する。
(D) shows a state in which the frame rate is converted from a 24 Hz video to a 60 Hz video. The frame
図12は、24Hz→60Hz変換時における動きベクトル変換用のテーブルを示す図である。
変換係数テーブル7には、動きベクトル変換のために使用する変換係数を格納しておき、変換の際これを参照する。変換手順は、24Hz動きベクトル(第1の動きベクトル)に動きベクトル変換係数の第1係数を乗じた結果を60Hz動きベクトル(第2の動きベクトル)の後方ベクトル、第2係数を乗じた結果を60Hz動きベクトルの前方ベクトルとする。2つのフレームから5つのフレームを生成する必要があるので、ステップNo.1からステップNo.5に示した5通りの手順を繰り返して120Hz動きベクトルを求める。各ステップでは、入力する24Hz動きベクトルの種類と、変換係数とが異なる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a motion vector conversion table at the time of 24 Hz → 60 Hz conversion.
The conversion coefficient table 7 stores conversion coefficients used for motion vector conversion, and refers to them during conversion. In the conversion procedure, the result obtained by multiplying the 24 Hz motion vector (first motion vector) by the first coefficient of the motion vector conversion coefficient is multiplied by the rear vector of the 60 Hz motion vector (second motion vector) and the result obtained by multiplying the second coefficient. A forward vector of a 60 Hz motion vector is assumed. Since it is necessary to generate five frames from two frames, step no. 1 to step no. The 120 Hz motion vector is obtained by repeating the five procedures shown in FIG. In each step, the type of input 24 Hz motion vector and the conversion coefficient are different.
ステップNo.1は図11のフレームFc1に対応し、24Hz映像の入力フレームF1をそのまま60Hz映像のフレームとして出力するので、動きベクトル変換は行わない。ステップNo.2は図11のフレームFc2に対応し、24Hz動きベクトルMV1に第1係数KA1を乗じた結果を60Hz動きベクトルMVc1aとし、MV1に第2係数KB1を乗じた結果を60Hz動きベクトルMVc1bとして格納する。ステップNo.3は図11のフレームFc3に対応し、24Hz動きベクトルMV1に第1係数KA2を乗じた結果を60Hz動きベクトルMVc1cとし、MV1に第2係数KB2を乗じた結果を60Hz動きベクトルMVc1dとして格納する。以下同様に24Hz動きベクトルMV2に対してステップNo.3、ステップNo.4を行うが、そのときに用いる第1係数KA3,KA4と第2係数KB3,KB4は前のステップの値とは異なる。 Step No. Since 1 corresponds to the frame Fc1 of FIG. 11 and the 24 Hz video input frame F1 is output as it is as a 60 Hz video frame, no motion vector conversion is performed. Step No. 2 corresponds to the frame Fc2 of FIG. 11 and stores the result of multiplying the 24 Hz motion vector MV1 by the first coefficient KA1 as the 60 Hz motion vector MVc1a and the result of multiplying MV1 by the second coefficient KB1 as the 60 Hz motion vector MVc1b. Step No. 3 corresponds to the frame Fc3 of FIG. 11 and stores the result of multiplying the 24 Hz motion vector MV1 by the first coefficient KA2 as the 60 Hz motion vector MVc1c and the result of multiplying MV1 by the second coefficient KB2 as the 60 Hz motion vector MVc1d. Similarly, the step No. for 24 Hz motion vector MV2 is as follows. 3, step no. However, the first coefficients KA3 and KA4 and the second coefficients KB3 and KB4 used at that time are different from the values in the previous step.
動きベクトル変換に用いる第1係数および第2係数とは、24Hz動きベクトルと60Hz動きベクトルが表現している時間軸上の差分を線形な重み成分として表わした数値のことである。なお、第1係数および第2係数は、後述するようにレート変換条件により決定する。 The first coefficient and the second coefficient used for motion vector conversion are numerical values representing the difference on the time axis expressed by the 24 Hz motion vector and the 60 Hz motion vector as a linear weight component. The first coefficient and the second coefficient are determined according to rate conversion conditions as will be described later.
以下に、第1係数および第2係数を用いた動きベクトル変換の演算式を説明する。ここでは、24Hz動きベクトルを第1の動きベクトル群、60Hz動きベクトルを第2の動きベクトル群と呼ぶ。この場合も、前記数式(1)および数式(2)を用いることによって、第1の動きベクトル群の1つの動きベクトルから第2の動きベクトル群の2つの動きベクトルを算出することができる。 Hereinafter, an arithmetic expression for motion vector conversion using the first coefficient and the second coefficient will be described. Here, the 24 Hz motion vector is referred to as a first motion vector group, and the 60 Hz motion vector is referred to as a second motion vector group. Also in this case, two motion vectors of the second motion vector group can be calculated from one motion vector of the first motion vector group by using the formulas (1) and (2).
24Hzから60Hzへフレームレート変換の場合における、第2の動きベクトル群の算出方法について説明する。第2の動きベクトル群の算出に用いる数式は以下の数式(5)のようになる。ここで、MV1は第1の動きベクトル、MVc1a、MVc1c、MVc2a、MVc2cは過去フレームF2と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル(後方ベクトル)群の1つのベクトル、MVc1b、MVc1d、MVc2b、MVc2dは現在フレームF1と挿入フレームFc間における第2の動きベクトル(前方ベクトル)群の1つのベクトル、KA1、KA2、KA3、KA4は第1係数、KB1、KB2、KB3、KB4は第2係数である。
MVc1a=KA1×MV1, MVc1b=KB1×MV1
MVc1c=KA2×MV1, MVc1d=KB2×MV1
MVc2a=KA3×MV2, MVc2b=KB3×MV2
MVc2c=KA4×MV2, MVc2d=KB4×MV2 (5)
ここで、第1係数KAmおよび第2係数KBmは、それぞれ次の数式(6)を用いて設定する。ここにTAmとTBmはフレーム挿入により分割されたフレーム間隔である。TAmはMVcnaまたはMVcncに対応するフレーム表示期間のうち、MVnに対応するフレーム表示期間と重複する期間の長さ、TBmはMVcnbまたはMVcndに対応するフレーム表示期間のうち、MVnに対応するフレーム表示期間と重複する期間の長さを示す。これらは、第1のフレームレートf1と第2のフレームレートf2により決まる。またTAm、TBmの値は、挿入フレーム番号mによって異なる。
KAm=TAm/(TAm+TBm),
KBm=TBm/(TAm+TBm) (6)
ここで、f1=24Hz、f2=60Hzの場合には、第1係数KA1、KA2、KA3、KA4と、第2係数KB1、KB2、KB3、KB4は、それぞれ次の数式(7)に示した通りとなる。
KA1=2/5, KB1=3/5
KA2=4/5, KB2=1/5
KA3=1/5, KB3=4/5
KA4=3/5, KB4=2/5 (7)
図13は、24Hz→60Hz変換時における入出力フレームと動きベクトルの時間軸上の関係を示す図である。この場合、動きベクトル変換動作の期間Twにおいて、24Hz映像の2フレームから60Hz映像の5フレームを得ることと、2フレーム分の24Hz動きベクトル(第1の動きベクトル)から5フレーム分の60Hz動きベクトル(第2の動きベクトル)を得ることを示す。
A method of calculating the second motion vector group in the case of frame rate conversion from 24 Hz to 60 Hz will be described. The mathematical formula used for calculating the second motion vector group is as shown in the following mathematical formula (5). Here, MV1 is the first motion vector, MVc1a, MVc1c, MVc2a, and MVc2c are one vector of the second motion vector (rear vector) group between the past frame F2 and the insertion frame Fc, MVc1b, MVc1d, MVc2b, and MVc2d Is one vector of the second motion vector (forward vector) group between the current frame F1 and the inserted frame Fc, KA1, KA2, KA3, KA4 are the first coefficients, and KB1, KB2, KB3, KB4 are the second coefficients. .
MVc1a = KA1 × MV1, MVc1b = KB1 × MV1
MVc1c = KA2 × MV1, MVc1d = KB2 × MV1
MVc2a = KA3 × MV2, MVc2b = KB3 × MV2
MVc2c = KA4 × MV2, MVc2d = KB4 × MV2 (5)
Here, the first coefficient KAm and the second coefficient KBm are set using the following formula (6), respectively. Here, TAm and TBm are frame intervals divided by frame insertion. TAm is the length of a period overlapping the frame display period corresponding to MVn in the frame display period corresponding to MVcna or MVcnc, and TBm is the frame display period corresponding to MVn in the frame display period corresponding to MVcnb or MVcnd. Indicates the length of the overlapping period. These are determined by the first frame rate f1 and the second frame rate f2. The values of TAm and TBm differ depending on the insertion frame number m.
KAm = TAm / (TAm + TBm),
KBm = TBm / (TAm + TBm) (6)
Here, in the case of f1 = 24 Hz and f2 = 60 Hz, the first coefficients KA1, KA2, KA3, KA4 and the second coefficients KB1, KB2, KB3, KB4 are as shown in the following formula (7), respectively. It becomes.
KA1 = 2/5, KB1 = 3/5
KA2 = 4/5, KB2 = 1/5
KA3 = 1/5, KB3 = 4/5
KA4 = 3/5, KB4 = 2/5 (7)
FIG. 13 is a diagram showing the relationship on the time axis between input / output frames and motion vectors at the time of 24 Hz → 60 Hz conversion. In this case, in the period Tw of the motion vector conversion operation, 5 frames of 60 Hz video are obtained from 2 frames of 24 Hz video, and 60 Hz motion vector for 5 frames from 24 Hz motion vector (first motion vector) for 2 frames. It shows that (second motion vector) is obtained.
24Hz動きベクトルMVは、24Hz映像の隣接する2つのフレームを参照して作成する。例えばMV1はフレームF1とフレームF2を参照して生成する。MV2についても隣接するフレームF2とフレームF3を参照して生成する。 The 24 Hz motion vector MV is created with reference to two adjacent frames of a 24 Hz video. For example, MV1 is generated with reference to the frame F1 and the frame F2. MV2 is also generated with reference to adjacent frames F2 and F3.
24Hz動きベクトルMV1から60Hz動きベクトルMVc1aおよびMVc1bへの動きベクトル変換は、24Hz動きベクトルMV1に変換係数KA1およびKB1を乗じて求める。24Hz動きベクトルMV1から60Hz動きベクトルMVc1cおよびMVc1dへの動きベクトル変換は、24Hz動きベクトルMV1に変換係数KA2およびKB2を乗じて求める。同様に24Hz動きベクトルMV2から、60Hz動きベクトルMVc2a,MVc2b,MVc2c,MVc2dを求める。これらは数式(5)〜(7)と図12で説明した通りである。 The motion vector conversion from the 24 Hz motion vector MV1 to the 60 Hz motion vectors MVc1a and MVc1b is obtained by multiplying the 24 Hz motion vector MV1 by conversion coefficients KA1 and KB1. The motion vector conversion from the 24 Hz motion vector MV1 to the 60 Hz motion vectors MVc1c and MVc1d is obtained by multiplying the 24 Hz motion vector MV1 by the conversion coefficients KA2 and KB2. Similarly, 60 Hz motion vectors MVc2a, MVc2b, MVc2c, and MVc2d are obtained from the 24 Hz motion vector MV2. These are as described in equations (5) to (7) and FIG.
24Hz映像から60Hz映像を得る手順は次の通りである。まず、期間Twの起点となるフレームF1は、そのまま60Hz映像のフレームFc1として出力する。フレームFc6についても同様で、60Hz映像の入力フレームF3をそのまま出力する。 The procedure for obtaining a 60 Hz image from a 24 Hz image is as follows. First, the frame F1 that is the starting point of the period Tw is output as it is as a frame Fc1 of 60 Hz video. The same applies to the frame Fc6, and the 60 Hz video input frame F3 is output as it is.
60Hz映像のフレームFc2からFc5は、60Hz映像のいずれの表示時間軸にも一致しないため、挿入フレームを作成して出力する。この場合、時間軸上で前後に近接する24Hz映像の2つのフレームを参照し、上記60Hz動きベクトルを用いて所定のアルゴリズムにより挿入フレームを作成する。例えば60Hz映像のフレームFc2は、時間軸上で前後に近接するフレームF1とフレームF2を参照し、上記60Hz動きベクトルMVc1a(後方ベクトル)およびMVc1b(前方ベクトル)を用いて作成する。フレームFc3は、フレームF1とフレームF2を参照し、上記60Hz動きベクトルMVc1cおよびMVc1dを用いて作成する。フレームFc4とFc5においては、時間軸上で前後に近接するフレームF2とフレームF3を参照し、上記60Hz動きベクトルMVc2aおよびMVc2bと、上記60Hz動きベクトルMVc2cおよびMVc2dを用いて作成する。 Since the frames Fc2 to Fc5 of the 60 Hz video do not coincide with any display time axis of the 60 Hz video, an insertion frame is created and output. In this case, two frames of a 24 Hz video that are close to each other on the time axis are referred to, and an insertion frame is created by a predetermined algorithm using the 60 Hz motion vector. For example, a frame Fc2 of a 60 Hz video is created using the 60 Hz motion vector MVc1a (rear vector) and MVc1b (forward vector) with reference to the frame F1 and the frame F2 that are close to each other on the time axis. The frame Fc3 is created using the 60 Hz motion vectors MVc1c and MVc1d with reference to the frames F1 and F2. The frames Fc4 and Fc5 are created using the 60 Hz motion vectors MVc2a and MVc2b and the 60 Hz motion vectors MVc2c and MVc2d with reference to the frames F2 and F3 that are close to each other on the time axis.
このようにフレームレート変換では、24Hz映像と60Hz動きベクトルを用いて映像変換を行う。その際挿入する新しいフレームFc2〜Fc5は、前後に近接する2つのフレームを参照し2つの第2の動きベクトルを用いて作成する。よって、2つのフレーム間の映像の相関性が低い場合であっても、滑らかに連続するフレームを生成することができる。 Thus, in frame rate conversion, video conversion is performed using a 24 Hz video and a 60 Hz motion vector. The new frames Fc2 to Fc5 to be inserted at that time are created using two second motion vectors with reference to two adjacent frames. Therefore, even if the correlation between the images between the two frames is low, it is possible to generate smoothly continuous frames.
図14は、本実施例における映像変換処理動作フローを示す図である。ここでは、24Hz映像を入力して解像度変換と60Hzへのフレームレート変換を行う。 FIG. 14 is a diagram showing a video conversion processing operation flow in the present embodiment. Here, 24 Hz video is input to perform resolution conversion and frame rate conversion to 60 Hz.
始めに、入力映像のフレームレートと出力映像のフレームレートの関係から変換周期FNを設定する。これは、図12の最大ステップ数に相当し、24Hzから60Hzへの変換周期FNは5に設定する(S200)。周期カウンタFCNTは図8における現在のステップNoに相当し、初期値としてFCNTを1に設定する(S201)。24Hz映像から連続する2フレームを入力し、動きベクトル探索部5により24Hz動きベクトルMVn(第1の動きベクトル)を求める(S202)。24Hz動きベクトルMVnを用いて、解像度変換部3により、入力映像の現在フレームの解像度変換を実行する(S203)。
First, the conversion period FN is set from the relationship between the frame rate of the input video and the frame rate of the output video. This corresponds to the maximum number of steps in FIG. 12, and the conversion period FN from 24 Hz to 60 Hz is set to 5 (S200). The cycle counter FCNT corresponds to the current step number in FIG. 8, and FCNT is set to 1 as an initial value (S201). Two continuous frames are input from the 24 Hz video, and the motion
以後、FCNTの値に応じて処理を分岐する(S204)。FCNTが1の場合(S204でno)、S203で解像度変換処理を行ったフレームをそのまま60Hz映像のフレームとして出力する(S205)。 Thereafter, the process branches according to the value of FCNT (S204). If FCNT is 1 (no in S204), the frame subjected to the resolution conversion process in S203 is directly output as a 60 Hz video frame (S205).
FCNTが1より大きい場合(S204でyes)、動きベクトル変換部6は、動きベクトル変換係数テーブルからFCNTに対応する第1係数KAmおよび第2係数KBmの読み出しを行う。すなわち、FCNT=2〜5に対して、それぞれKA1〜KA4、KB1〜KB4を読み出す(S206)。KAmとKBmを用いて、24Hz動きベクトルMVnを60Hz動きベクトルMVcna(MVcnc)およびMVcnb(MVcnd)(第2の動きベクトル)に変換する(S207)。フレームレート変換部4は、24Hz映像の2フレームと60Hz動きベクトルMVcna(MVcnc)およびMVcnb(MVcnd)を用いて4通りの挿入フレームを作成し(S208)、60Hz映像のフレームレートに変換して出力する(S209)。
When FCNT is larger than 1 (Yes in S204), the motion vector conversion unit 6 reads the first coefficient KAm and the second coefficient KBm corresponding to FCNT from the motion vector conversion coefficient table. That is, KA1 to KA4 and KB1 to KB4 are read for FCNT = 2 to 5, respectively (S206). Using KAm and KBm, the 24 Hz motion vector MVn is converted into a 60 Hz motion vector MVcna (MVcnc) and MVcnb (MVcnd) (second motion vector) (S207). The frame
処理終了判定を行い(S210)、継続実行ならば周期カウンタFCNTに1を加算し(S211)、FCNTが変換周期FNよりも大きいか否かの判定を行う(S212)。FCNTが変換周期FNよりも大きい場合は、FCNTを1にリセットして(S213)、S202へ戻る。S210の処理終了判定で処理終了ならば映像変換処理動作を終了する。 A process end determination is made (S210). If the execution is continued, 1 is added to the period counter FCNT (S211), and it is determined whether or not the FCNT is larger than the conversion period FN (S212). If FCNT is longer than the conversion cycle FN, FCNT is reset to 1 (S213), and the process returns to S202. If the process ends in S210, the video conversion processing operation ends.
図15は、本発明の映像変換装置を適用した映像表示装置(テレビジョン装置)の一例を示す構成図である。本実施例の映像表示装置は、テレビ放送を受信して録画する機能と、受信した映像に解像度変換およびフレームレート変換を施した後にディスプレイに表示する機能を備えたテレビジョン装置である。 FIG. 15 is a block diagram showing an example of a video display device (television device) to which the video conversion device of the present invention is applied. The video display device of this embodiment is a television device having a function of receiving and recording a television broadcast and a function of displaying the received video on a display after performing resolution conversion and frame rate conversion.
映像表示装置80の構成は、映像の入出力機能として、テレビ放送の受信、ネットワークを介した映像コンテンツのダウンロード、或いは本装置が録画した映像コンテンツの外部出力などを行う映像入出力部81と、録画した映像コンテンツを保存しておく映像コンテンツ蓄積部83と、録画および再生動作を制御する録画再生部82を有する。
The configuration of the
前記実施例1と実施例2で説明したように、入力した映像信号の映像変換機能として、超解像処理などにより映像の解像度を上げる解像度変換部84と、映像フレーム周波数のレート変換を行うフレームレート変換部85と、これらの映像変換を実行するための動きベクトル探索部86と動きベクトル変換部87とを有する。そのとき、解像度変換部84においては動きベクトル探索部86にて探索した第1の動きベクトルを用いるが、フレームレート変換部85ではこれを動きベクトル変換部87にて変換した第2の動きベクトルを用いるので、動きベクトルの探索工程が1回で済む。
As described in the first and second embodiments, as the video conversion function of the input video signal, the
表示部90は、映像変換した映像を表示する。音声信号処理部88は、入力音声信号を所定の手順で処理し、スピーカ89から出力する。ユーザインタフェース部91はユーザの操作を受付ける。制御部92は、録画再生部82に対して録画動作および再生動作の制御を行い、フレームレート変換部85および動きベクトル変換部87に対してフレーム周波数の変換を行うための補間モード信号を送出する。
The display unit 90 displays the converted video. The audio
本実施例の装置の各要素は、ハードウエアとして実装した形態で実施しても良いし、信号処理用LSIを用いて、他のハードウエア機能と連動したソフトウエアの形態で実施しても良い。また表示部90には、PDP、液晶、有機EL等の映像表示用デバイスを適用できる。 Each element of the apparatus of the present embodiment may be implemented in the form of being implemented as hardware, or may be implemented in the form of software linked to other hardware functions using a signal processing LSI. . The display unit 90 can be a video display device such as a PDP, liquid crystal, or organic EL.
本実施例の映像表示装置では、映像のフレームレートを60Hzから120Hzに、あるいは24Hzから60Hzに変換して表示することができるが、フレームレートに関する標準規格は複数存在しており、いずれのフレームレートの変換に対しても対応可能である。例えば、30Hzから60Hz、50Hzから100Hzの変換も可能である。また、フレームレートの周波数として、映像周波数規格として定義されている23.98Hz、29.97Hz、59.94Hz、119.88Hz等にも対応可能である。 In the video display apparatus according to the present embodiment, the video frame rate can be displayed by converting from 60 Hz to 120 Hz, or from 24 Hz to 60 Hz. However, there are a plurality of standards relating to the frame rate, and any frame rate is available. It is also possible to cope with the conversion. For example, conversion from 30 Hz to 60 Hz and 50 Hz to 100 Hz is also possible. Further, the frame rate frequency can also correspond to 23.98 Hz, 29.97 Hz, 59.94 Hz, 119.88 Hz, and the like defined as video frequency standards.
本実施例の映像表示装置によれば、任意の仕様の映像を入力し、表示部の仕様に合致した解像度変換およびフレームレート変換を実施して表示する機能をより簡単な構成で実現できる。 According to the video display apparatus of the present embodiment, it is possible to realize a function of inputting a video having an arbitrary specification and performing a resolution conversion and a frame rate conversion in accordance with the specification of the display unit and displaying them with a simpler configuration.
3,84…解像度変換部、4,85…フレームレート変換部、5,86…動きベクトル探索部、6,87…動きベクトル変換部、7…変換係数テーブル、10…映像変換装置、33…画素補間部、43…フレーム補間部、45…切換部、80…映像表示装置、MV,MVc…動きベクトル、KA,KB…変換係数、Sc…補間モード信号。 3, 84 ... resolution conversion unit, 4, 85 ... frame rate conversion unit, 5, 86 ... motion vector search unit, 6, 87 ... motion vector conversion unit, 7 ... conversion coefficient table, 10 ... video conversion device, 33 ... pixel Interpolation unit, 43 ... frame interpolation unit, 45 ... switching unit, 80 ... video display device, MV, MVc ... motion vector, KA, KB ... conversion coefficient, Sc ... interpolation mode signal.
Claims (10)
上記入力映像に対して解像度変換を行う解像度変換部と、
解像度変換後の映像のフレームレートを変換するフレームレート変換部と、
上記入力映像の連続するフレームから第1の動きベクトルを求める動きベクトル探索部と、
上記フレームレート変換部の行うフレームレートの変換条件に応じて、上記第1の動きベクトルを変換して一対の第2の動きベクトルを作成する動きベクトル変換部を備え、
上記解像度変換部は、上記入力映像と上記第1の動きベクトルを用いて解像度変換処理を行い、
上記フレームレート変換部は、上記解像度変換後の連続するフレームと上記一対の第2の動きベクトルを用いて新たなフレームを作成し、該連続するフレーム間に挿入することを特徴とする映像変換装置。 In a video conversion device that performs resolution conversion and frame rate conversion on input video,
A resolution converter for converting the resolution of the input video;
A frame rate converter for converting the frame rate of the video after resolution conversion;
A motion vector search unit for obtaining a first motion vector from successive frames of the input video;
A motion vector conversion unit that converts the first motion vector to create a pair of second motion vectors in accordance with a frame rate conversion condition performed by the frame rate conversion unit;
The resolution conversion unit performs resolution conversion processing using the input video and the first motion vector,
The frame rate conversion unit creates a new frame using the continuous frames after the resolution conversion and the pair of second motion vectors, and inserts them between the continuous frames. .
前記動きベクトル変換部は前記一対の第2の動きベクトルとして、前記入力映像の過去フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう後方動きベクトルと、前記入力映像の現在フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう前方動きベクトルとを作成し、
前記フレームレート変換部は、上記過去フレームと上記後方動きベクトル、および上記現在フレームと上記前方動きベクトルを用いて新たなフレームを作成することを特徴とする映像変換装置。 The video conversion device according to claim 1,
The motion vector conversion unit inserts, as the pair of second motion vectors, a backward motion vector from a corresponding pixel of a past frame of the input video to a pixel of a frame to be inserted and a corresponding pixel of a current frame of the input video Create a forward motion vector to the pixel of the frame,
The frame rate conversion unit creates a new frame using the past frame and the backward motion vector, and the current frame and the forward motion vector.
フレームレート変換条件と挿入するフレームの位置に応じて、前記第2の動きベクトルを作成するための一対の変換係数を格納する変換係数テーブルを有し、
前記動きベクトル変換部は、上記変換係数テーブルから対応する変換係数を読み出し、前記第1の動きベクトルに該一対の変換係数を乗じて前記一対の第2の動きベクトルに変換することを特徴とする映像変換装置。 In the video conversion device according to claim 1 or 2,
A conversion coefficient table for storing a pair of conversion coefficients for generating the second motion vector according to a frame rate conversion condition and a position of a frame to be inserted;
The motion vector conversion unit reads a corresponding conversion coefficient from the conversion coefficient table and multiplies the first motion vector by the pair of conversion coefficients to convert the first motion vector into the pair of second motion vectors. Video conversion device.
前記変換係数は、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルが表現している時間軸上の差分を線形な重み成分として表わした数値であることを特徴とする映像変換装置。 In the video conversion device according to claim 3,
The video conversion apparatus, wherein the conversion coefficient is a numerical value representing a difference on the time axis expressed by the first motion vector and the second motion vector as a linear weight component.
前記フレームレート変換部は、前記過去フレームの対応画素と前記現在フレームの対応画素を、それぞれ前記後方動きベクトルと前記前方動きベクトルだけ移動して、各画素値を合成し前記新たなフレームの画素値を決定することを特徴とする映像変換装置。 The video conversion device according to claim 2,
The frame rate conversion unit moves the corresponding pixel of the past frame and the corresponding pixel of the current frame by the backward motion vector and the forward motion vector, respectively, and synthesizes each pixel value to generate a pixel value of the new frame A video conversion apparatus characterized by determining the image quality.
上記入力映像の連続するフレームから第1の動きベクトルを求めるステップと、
上記入力映像に対して上記第1の動きベクトルを用いて解像度変換を行うステップと、
フレームレートの変換条件に応じて、上記第1の動きベクトルを変換して一対の第2の動きベクトルを作成するステップと、
上記解像度変換後の連続するフレームと上記一対の第2の動きベクトルを用いて新たなフレームを作成し、該連続するフレーム間に挿入してフレームレートを変換するステップと、
を備えることを特徴とする映像変換方法。 In the video conversion method that performs resolution conversion and frame rate conversion on the input video,
Obtaining a first motion vector from successive frames of the input video;
Performing resolution conversion on the input video using the first motion vector;
Generating a pair of second motion vectors by converting the first motion vector according to a frame rate conversion condition;
Creating a new frame using the continuous frames after the resolution conversion and the pair of second motion vectors, and inserting them between the continuous frames to convert the frame rate;
A video conversion method comprising:
前記一対の第2の動きベクトルとして、前記入力映像の過去フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう後方動きベクトルと、前記入力映像の現在フレームの対応画素から挿入するフレームの画素へ向かう前方動きベクトルとを作成し、
前記フレームレートを変換するステップでは、上記過去フレームと上記後方動きベクトル、および上記現在フレームと上記前方動きベクトルを用いて新たなフレームを作成することを特徴とする映像変換方法。 The video conversion method according to claim 6, wherein
As the pair of second motion vectors, a backward motion vector from the corresponding pixel of the past frame of the input video to the pixel of the frame to be inserted and a forward of the corresponding pixel of the current frame of the input video to the pixel of the frame to be inserted Create a motion vector and
In the step of converting the frame rate, a new frame is created using the past frame and the backward motion vector, and the current frame and the forward motion vector.
フレームレート変換条件と挿入するフレームの位置に応じて、前記第2の動きベクトルを作成するための一対の変換係数を変換係数テーブルに格納しておき、
前記第2の動きベクトルを作成するステップでは、上記変換係数テーブルから対応する変換係数を読み出し、前記第1の動きベクトルに該一対の変換係数を乗じて前記一対の第2の動きベクトルに変換することを特徴とする映像変換方法。 The video conversion method according to claim 6 or 7,
Depending on the frame rate conversion condition and the position of the frame to be inserted, a pair of conversion coefficients for creating the second motion vector is stored in the conversion coefficient table,
In the step of creating the second motion vector, the corresponding transform coefficient is read from the transform coefficient table, and the first motion vector is multiplied by the pair of transform coefficients to be converted into the pair of second motion vectors. A video conversion method characterized by the above.
前記変換係数は、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルが表現している時間軸上の差分を線形な重み成分として表わした数値であることを特徴とする映像変換方法。 The video conversion method according to claim 8, wherein
The video conversion method, wherein the conversion coefficient is a numerical value representing a difference on the time axis expressed by the first motion vector and the second motion vector as a linear weight component.
前記フレームレートを変換するステップでは、前記過去フレームの対応画素と前記現在フレームの対応画素を、それぞれ前記後方動きベクトルと前記前方動きベクトルだけ移動して、各画素値を合成し前記新たなフレームの画素値を決定することを特徴とする映像変換方法。 The video conversion method according to claim 7, wherein
In the step of converting the frame rate, the corresponding pixels of the past frame and the corresponding pixels of the current frame are moved by the backward motion vector and the forward motion vector, respectively, and the respective pixel values are combined to generate the new frame. A video conversion method characterized by determining a pixel value.
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