JP2012089986A

Image processing device and method, and image display device and method

Abstract

Problem to be solved.To correctly generate an interpolated frame in a frame interpolation process. Especially when the image elements are hidden or appear before and after the frame to be interpolated, the interpolated frame is remarkably disturbed.

Solution.A motion vector is detected (2), converted into a motion vector to an interpolated frame (3), and an area where one image element is hidden or appears behind another image element is estimated as an occlusion area. Then, the motion vector (MV2, MV3) is modified based on the area information (4), and the frame is interpolated using the modified motion vector (MV4, MV5) (5). [Selection diagram] Fig. 1

JP2012089986A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 13

Term

4.1 yearsto projected expiry

Projected expiry 18 October 2030, counted from filing; an application has no term until it is granted.

  1. Priority and filed
  2. Published
  3. Today
  4. Projected expiry

20 claims: 2 independent, 18 dependent

  1. 1
    画像の現フレームと現フレームの1フレーム前のフレームのデータとの間に新たな補間フレームを挿入する画像処理装置において、 前記現フレームのデータ、及び前記第一の遅延フレームのデータ、並びに前記現フレームの2フレーム前のフレームである第二の遅延フレームのデータを参照して前記第一の遅延フレームから前記現フレームへの第一の動きベクトルを算出する動きベクトル検出部と、 前記第一の動きベクトルを、前記第一の遅延フレームから前記補間フレームへの第二の動きベクトルと、前記現フレームから前記補間フレームへの第三の動きベクトルに変換する動きベクトル変換部と、 前記第二の動きベクトル及び前記第三の動きベクトルに基づいて、前記第一の遅延フレーム又は前記現フレームに存在する画素に対応する画素が前記補間フレームには存在しない領域及びその周辺の領域から成るオクルージョン領域を推定し、該オクルージョン領域を示す領域情報に基づいて第二の動きベクトル及び第三の動きベクトルを修正して第四の動きベクトル及び第五の動きベクトルを出力するオクルージョン領域推定部と、 前記第四の動きベクトル、前記第五の動きベクトル、前記第一の遅延フレームのデータ、及び前記現フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成し、生成した補間フレームのデータを前記現フレームのデータと前記第一の遅延フレームのデータの間に挿入した画像データを出力する補間フレーム生成部とを備え、 前記動きベクトル検出部は、 前記第二の遅延フレームのデータ及び前記現フレームのデータの少なくとも一方から複数のテスト補間データを生成するテスト補間部と、 前記第一の遅延フレームのデータに基づいて前記複数のテスト補間データの評価を行う補間データ評価部と、 前記複数の評価データに基づいて第一の動きベクトルを生成する動きベクトル決定部とを備える ことを特徴とする画像処理装置。
  2. 2
    前記動きベクトル検出部は、複数の画素から成るブロック毎に前記第一の動きベクトルを求め、 前記オクルージョン領域推定部は、前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが隣接するブロック間で急激に変化する領域及びその周辺を前記オクルージョン領域として推定する ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 3
    前記動きベクトル検出部は、複数の画素から成るブロック毎に前記第一の動きベクトルを求め、 前記オクルージョン領域推定部は、前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルの、隣接するブロック間での差が所定値以上であれば、これらのブロック間にエッジが存在すると判断し、該エッジ及びその周辺を前記オクルージョン領域として推定する ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  4. 4
    前記エッジを挟む2つのブロックの前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが互いに近づく方向のものである場合には、 前記補間フレーム生成部は、前記第四の動きベクトル、及び前記第一の遅延フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成し、 前記エッジを挟む2つのブロックの前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが互いに遠ざかる方向のものである場合には、 前記補間フレーム生成部は、前記第五の動きベクトル、及び前記現フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成する ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。
  5. 5
    前記テスト補間部は、 前記第一の遅延フレーム内の複数の画素から成るブロックを中心として、互いに点対称の位置にある、前記第二の遅延フレーム内の複数の画素から成るブロックと、前記現フレーム内の複数の画素から成るブロックのデータに基づいて、前記テスト補間データを生成し、テスト補間データとして出力する ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  6. 6
    前記補間データ評価部は、 前記テスト補間データ生成部から出力される前記テスト補間データと、前記第一の遅延フレーム内の前記点対称の中心となる位置にあるブロックのデータの相関を算出することを特徴とする請求項5に記載の画像処理装置。
  7. 7
    前記補間データ評価部は、 前記相関として、前記ブロックの互いに対応する位置にある画素のデータの差分絶対値和を算出することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
  8. 8
    前記テスト補間部は、 前記現フレームのブロックデータと前記第二の遅延フレームのブロックデータを画素ごとに平均したブロックデータを前記テスト補間データとして算出する複数個のテスト補間データ生成部を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の画像処理装置。
  9. 9
    前記補間データ評価部は、前記テスト補間データ生成部から出力される前記テスト補間データと前記第一の遅延フレーム内のブロックのデータの差分絶対値和を算出する複数個の差分絶対値和算出部を備えることを特徴とする請求項1、7又は8に記載の画像処理装置。
  10. 10
    請求項1から9のいずれかに記載の画像処理装置と、 前記補間フレーム生成部より出力された画像データを表示する画像表示部とを 備えることを特徴とする画像表示装置。
  11. 11
    画像の現フレームと現フレームの1フレーム前のフレームのデータとの間に新たな補間フレームを挿入する画像処理方法において、 前記現フレームのデータ、及び前記第一の遅延フレームのデータ、並びに前記現フレームの2フレーム前のフレームである第二の遅延フレームのデータを参照して前記第一の遅延フレームから前記現フレームへの第一の動きベクトルを算出する動きベクトル検出ステップと、 前記第一の動きベクトルを、前記第一の遅延フレームから前記補間フレームへの第二の動きベクトルと、前記現フレームから前記補間フレームへの第三の動きベクトルに変換する動きベクトル変換ステップと、 前記第二の動きベクトル及び前記第三の動きベクトルに基づいて、前記第一の遅延フレーム又は前記現フレームに存在する画素に対応する画素が前記補間フレームには存在しない領域及びその周辺の領域から成るオクルージョン領域を推定し、該オクルージョン領域を示す領域情報に基づいて第二の動きベクトル及び第三の動きベクトルを修正して第四の動きベクトル及び第五の動きベクトルを出力するオクルージョン領域推定ステップと、 前記第四の動きベクトル、前記第五の動きベクトル、前記第一の遅延フレームのデータ、及び前記現フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成し、生成した補間フレームのデータを前記現フレームのデータと前記第一の遅延フレームのデータの間に挿入した画像データを出力する補間フレーム生成ステップとを備え、 前記動きベクトル検出ステップは、 前記第二の遅延フレームのデータ及び前記現フレームのデータの少なくとも一方から複数のテスト補間データを生成するテスト補間ステップと、 前記第一の遅延フレームのデータに基づいて前記複数のテスト補間データの評価を行う補間データ評価ステップと、 前記複数の評価データに基づいて第一の動きベクトルを生成する動きベクトル決定ステップとを備える ことを特徴とする画像処理方法。
  12. 12
    前記動きベクトル検出ステップは、複数の画素から成るブロック毎に前記第一の動きベクトルを求め、 前記オクルージョン領域推定ステップは、前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが隣接するブロック間で急激に変化する領域及びその周辺を前記オクルージョン領域として推定する ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
  13. 13
    前記動きベクトル検出ステップは、複数の画素から成るブロック毎に前記第一の動きベクトルを求め、 前記オクルージョン領域推定ステップは、前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルの、隣接するブロック間での差が所定値以上であれば、これらのブロック間にエッジが存在すると判断し、該エッジ及びその周辺を前記オクルージョン領域として推定する ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
  14. 14
    前記エッジを挟む2つのブロックの前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが互いに近づく方向のものである場合には、 前記補間フレーム生成ステップは、前記第四の動きベクトル、及び前記第一の遅延フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成し、 前記エッジを挟む2つのブロックの前記第二の動きベクトル又は前記第三の動きベクトルが互いに遠ざかる方向のものである場合には、 前記補間フレーム生成ステップは、前記第五の動きベクトル、及び前記現フレームのデータから前記補間フレームのデータを生成する ことを特徴とする請求項13に記載の画像処理方法。
  15. 15
    前記テスト補間ステップは、 前記第一の遅延フレーム内の複数の画素から成るブロックを中心として、互いに点対称の位置にある、前記第二の遅延フレーム内の複数の画素から成るブロックと、前記現フレーム内の複数の画素から成るブロックのデータに基づいて、前記テスト補間データを生成し、テスト補間データとして出力する ことを特徴とする請求項11に記載の画像処理方法。
  16. 16
    前記補間データ評価ステップは、 前記テスト補間データ生成ステップから出力される前記テスト補間データと、前記第一の遅延フレーム内の前記点対称の中心となる位置にあるブロックのデータの相関を算出することを特徴とする請求項15に記載の画像処理方法。
  17. 17
    前記補間データ評価ステップは、 前記相関として、前記ブロックの互いに対応する位置にある画素のデータの差分絶対値和を算出することを特徴とする請求項16に記載の画像処理方法。
  18. 18
    前記テスト補間ステップは、 前記現フレームのブロックデータと前記第二の遅延フレームのブロックデータを画素ごとに平均したブロックデータを前記テスト補間データとして算出する複数個のテスト補間データ生成ステップを備えることを特徴とする請求項11から15のいずれかに記載の画像処理方法。
  19. 19
    前記補間データ評価ステップは、前記テスト補間データ生成ステップから出力される前記テスト補間データと前記第一の遅延フレーム内のブロックのデータの差分絶対値和を算出する複数個の差分絶対値和算出ステップを備えることを特徴とする請求項11、17又は18に記載の画像処理方法。
  20. 20
    請求項11から19のいずれかに記載の画像処理方法と、 前記補間フレーム生成ステップより出力された画像データを表示する画像表示ステップとを 備えることを特徴とする画像表示方法。
Independent claims20