JPH0750814A - ビデオフレームレート変換方式 - Google Patents
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Abstract
ト変換方式を得る。 【構成】 各第2信号フレームについて、第2信号の現
フレームの期間と時間的に重なる隣接する第1信号フィ
ールド(フレーム)のピクセルを、第1信号のデータが
全部第2信号のピクセルデータの導出に関与するように
組合せることによって、或るフレームレートの第1ビデ
オ信号をこれより低いフレームレートの第2ビデオ信号
に変換するようにした。
Description
変換、もっと詳しくいえば、60Hz2:1飛越しフォ
ーマットビデオ信号から、映画によく使用される毎秒2
4フレーム(こま)フィルムへの変換方式(方式及び装
置)に関するものである。
号のビデオ情報を、電子ビームレコーダ(EBR)を用
いて24Hzの非飛越しフィルムに移し変えることは、
公知である。しかし、この方法は、60Hzフィールド
から24Hzのフレームを作成する必要がある。毎秒2
4フレームの信号を毎秒60フィールドの入力信号と比
較すると、2つの24Hzフレームに割当てられた期
間、即ち1/12秒の間に2.5ビデオフレームに当た
る5つの60Hz入力フィールドが存在する。
ィールド、即ち原ビデオフレームに対応するものから第
1の出力フレームを作成し、第2の2入力フィールド、
即ち次の原ビデオフレームに対応するものより第2の出
力フレームを作成してから、単に5番目の入力ビデオフ
ィールドを抜か(又は無視)し、6番目から10番目の
入力ビデオフィールドの間もこの過程を繰返すものであ
る。
目のフィールドを抜かすため、動く映像で特に目に付く
12Hzのジャダー(judder−激しい揺れ)が生
じる。
間補間」を含む変換方式が提案された。これは、各フレ
ームが入力フィールドの1つ又は3つから作成される毎
秒60フレームのプログレッシブ(連続又は順次)走査
フレームを作る必要がある。そして、毎秒24フレーム
の出力フレームは、プログレッシブ走査フレームの対か
ら作られ、出力ピクセルは、該出力フレームと、それが
作成されたプログレッシブ走査フレームの対との間の時
間的不整合(ずれ)を補正するため、補間により計算さ
れる。
が必要となり、したがって経費がかかる。
ブ走査フレームの加重結合から第1フレームを作り、第
3及び第4プログレッシブ走査フレームの加重結合から
第2フレームを作り、第5プログレッシブ走査フレーム
を抜かすことが提案された。適正な加重(重み付け)に
より、出力ビデオフレームの時間的重心を入力フィール
ドの時間的重心の間に置くことになるので、5番目のフ
ィールド又はプログレッシブ走査フレームを抜かすこと
から生じる12Hzのジャダー運動を和らげることがで
きる。
であり、本発明の課題は、簡単なフレームレート変換装
置及び方法を提供することである。
し又は非飛越しの、或るフレームレートの第1ビデオ信
号を他のもっと低いフレームレートの第2ビデオ信号に
変換する方法であって、該第2信号のピクセルデータを a)上記第2信号の現フレームの期間と時間的に重なる
上記第1信号の或る数の連続するフレーム又はフィール
ドの対応するピクセルデータを加重するステップと、 b)ステップa)で得た加重値を加算して上記第2信号
のピクセルデータを導出するステップとによって導出
し、上記加重及び加算ステップを i)輝度フリッカを避けるために正規化し、 ii) 上記第1信号のデータ全部が上記第2信号のピクセ
ルデータの導出に関与するように行うことを特徴とする
方法を提供する。
ムのいずれか一方より成る入力信号のうち、出力フレー
ムの期間に関連するフィールド(フレーム)を当該出力
フレームのピクセルの作成に使用するのである。その場
合、各フィールド(フレーム)のピクセルを少なくとも
1つの出力フレームの作成に使用し、隣接する入力フィ
ールド(フレーム)の加重されたピクセルデータを1出
力フレームから次のフレームの中にフェードし易くさ
せ、それによってジャダーを減らすようにする。
は、当該ピクセルの第1信号フレーム又はフィールドが
現在の第2フレームの期間と時間的に重なる量に応じ
て、決定することができる。
時、どの入力ピクセルも、入力フィールド(フレーム)
期間と出力期間との関係に直接関連して関与(貢献)す
る。
又はフィールドが現在の第2フレームの期間と時間的に
重なる量に比例させてもよい。
とその入力期間との間の関係に応じて決定される。
又はフィールドが現在の第2フレームの期間と時間的に
重なる割合と異なるように選んで、主観的効果を変える
ようにしてもよい。したがって、出力期間の始めに行わ
れる入力ピクセルの関与は、例えば、第1及び第3フィ
ールドを一緒にして第2フィールドと組合せて出力フレ
ームを作る場合、出力ピクセルに対して比例関係によっ
て決定するより多いか又は少なく貢献するように加重す
ることができる。第1及び第3フィールドは、60%−
40%の加重を行って組合せてもよい。
越しフィールドのプログレッシブ走査変換によって作ら
れた一連の非飛越しフレームである場合にも、適用可能
である。
飛越しの、或るフレームレートの第1ビデオ信号を他の
もっと低いフレームレートの第2ビデオ信号に変換する
装置であって、上記第2信号の現フレームの期間と時間
的に重なる上記第1信号の或る数の連続するフレーム又
はフィールドの対応するピクセルデータを加重する加重
手段と、該加重手段から得た加重値を加算して上記第2
信号のピクセルデータを導出する加重手段とを具え、上
記加重及び加算手段は、使用時に、輝度フリッカを避け
るため正規化を行い、上記第1信号のピクセルデータ全
部を上記第2信号のピクセルデータの導出に使用するこ
とを特徴とする装置を提供する。
点及び好ましい特色を共有する。
る。図1は、本発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。同図の装置では、システムコントローラ10の制御
の下に、60Hz2:1飛越しフォーマットのビデオ信
号が入力回路2よりプロセッサ4に送られ、そこで、6
0Hz信号から毎秒24フレームで表示される一連のフ
レームが作成される。これらのフレームはそれから、E
BRプリプロセッサ(前処理器)及びガンマ補正器6を
経てEBRフィルム転写ユニット8に送られる。完全カ
ラーフレームの場合、EBRフィルム転写ユニット8に
は、例えば該フレームの赤,緑及び青に対応する3つの
カラー別フレームが供給される。EBRフィルム転写ユ
ニットは、電子ビームを駆動して3カラー成分に対応す
る3つの連続フレームを走査し、その結果得られる3フ
ィルムフレームを用いて完全カラーフィルムフレームを
作る。
HzフィールドN,N+1,N+2,N+3及びN+4
が関係する映像の動く期間内に、同じ情報を伝えるのに
たった2つの24Hzフレームしか使えないことが分か
るであろう。
フレームF1はフィールドN及びN+1から、フレーム
F2はフィールドN+2及びN+3から作られ、フィー
ルドN+4は抜か(無視)される。同様に、フレームF
3及びF4はフィールドN+5,N+6及びN+7,N
+8から作られ、フィールドN+9が落とされる。
作るのにフィールドN,N+1及びN+2の組合せを用
い、フレームF2を作るのにフレームN+2,N+3及
びN+4の組合せを用いて、どのフィールドも抜かさな
いことを提案する。即ち、各24Hz出力フレームにつ
いて、当該出力フレームに関する期間に関連するすべて
のフィールドをその作成に使用するのである。
及びN+2を用いる過程をもっと詳しく考察する。これ
らのフィールド中N及びN+1は原ビデオフレームの第
1及び第2のフィールドであるが、N+2は次の原ビデ
オフレームの第1フィールドである。よって、フィール
ドN及びN+2を組合せ、それによって生じた「中間」
フィールドにフィールドN+1を組合せることによっ
て、出力フレームF1を作成できる。
は、入力信号N,N+1,N+2,N+3及びN+4の
5フィールドに関するプロセッサ4(図1)の動作を示
す機能的ブロック図である。
は、フィールドN+2に割当てられた時間の1/2が該
フレームF1に関する期間に入っているにすぎないのに
対し、フィールドN+1に割当てられた時間は全部該期
間内に入っている。したがって、この方式によれば、フ
ィールドN+2は、フィールドNに比べフレームF1に
対して1/2だけの関与をすべきである。これだけで
は、N及び1/2(N+2)の組合せから「中間」フィ
ールドが作られることになるが、全体の画像輝度に影響
を与えないよう、関与率(貢献度)を正規化して「中
間」フィールドを2/3N及び1/3(N+2)の組合
せから作るようにする。
ドN及びN+2の対応するピクセルに夫々2/3及び1
/3の率(因数)を乗じ、それらを一緒に加算して「中
間」フィールドを作成する。該「中間」フィールドは、
次いでフィールドN+1と組合せられフレームF1が作
られる。
N+4に比べフレームF2に対して50%の貢献度しか
有しない。したがって、フィールドN+2及びN+4の
加重結合とフィールドN+3とを組合せてフレームF2
を作る。
に実現したものを図3に示す。フィールド分割メモリ4
0は、毎秒60フィールドの入力信号に対しバッファと
して動作し、該信号を同じ極性の2つのストリームに分
割し、例えば、奇数フィールドを直接フィールド・フレ
ーム変換器42に、偶数フィールドを中間フィールド作
成処理のために供給する。フレーム期間ディレー(遅延
回路)44を設けて、例えばフィールドNとN+2を同
時に処理するようにし、フィールドN+2を乗算器46
に、フィールドNを乗算器48に送る。乗算器46及び
48は、1/3と2/3の因数を用いるが、これらは交
替するように制御される。即ち、フィールドN及びN+
2に対しては乗算器48及び46は夫々2/3と1/3
の因数を用いるが、フィールドN+2及びN+4に対し
ては夫々1/3と2/3の因数を用いる。乗算器46及
び48の出力はそれから、加算器50を経てフィールド
・フレーム変換器42に送られる。
ッサ4内で行い、フレームをEBR機器6,8に送るよ
うに説明したが、該フィールドをEBR機器に送りそこ
で組合せるようにしてもよい。この場合、「同一極性」
のフィールドのみを電気的に実際に結合するように、ビ
デオフィールドの極性を考慮しなければならない。フィ
ルムに印刷するとき、飛越しフィールドが1つのフレー
ムに組合され、あとで見るとき、フィールド対は同時に
見える。
「フィールドを抜かす」方法で無視されたフィールドに
関する映像情報を含んでいるので、フレームからフレー
ムへの移り変わりが滑らかであり、「ジャダー」が減少
する。また、本方式の出力フレームは、各々が原ビデオ
フレームの連続フィールドを含み、組合されたフィール
ドが同時に見られるので、フレームF3及びF4などに
生じる時間的フィールド逆転はもはや問題でなくなる。
1,N+2,‥‥より位相がδだけずれた一般的な一連
のフィルムフレーム(こま)F1′〜F4′を示してい
る。
る比率的貢献度を考え、その値を正規化すると、次の式
が得られる。
3°ms)、δ=0とフィールドNのスタートとの間の
ずれ。
=0であるから上式は次のように簡単になる。
5×(N+2)及び1/5×(N+5)の値を無視して
もよく、そうすると、F2′の式は次のように簡単にな
る。F2′=N+3とN+4の組合せ
て、フレーム1はフィールドNとN+1より、フレーム
2はフィールドN+3とフィールドN+2及びN+4の
組合せとより、フレーム3はフィールドN+5とN+6
より成る。以下同様である。
フィールドは、50%のNと50%のN+2の組合せよ
り成る。しかし、フィールドN及びN+2とF1′との
重なりに比例しないが、特殊な主観的効果を与える60
%〜40%の比率の如き加重を使用することもできる。
形が簡単で所要の処理量が最も少ない点で有利である
が、フィルムフレームからフィルムフレームへの動的解
像度が変わる可能性がある。一方、δ=0方式は、少し
ばかりもっと複雑な処理を必要とするが、フレーム間の
動的解像度の変化がなく質の向上につながる可能性があ
るという利点を有する。
き補正技法を用いるプログレッシブ走査変換によってフ
ィールドからフレームを作り、そして、フィールドにつ
いて上述したのと同じ方法で該フレームを比率結合する
ことである。
例えばSMPTE 240Mのフォーマットの信号であ
り、これは、フレーム当たり1125ライン、毎秒60
フィールド及び2:1飛越しの高精細度フォーマットで
ある。その各フレームは1035能動ラインを有し、そ
のフィールドは517又は518ラインを有する。
でビデオ処理を行える高級並列プロセッサであるソニー
SIPSプロセッサを使用できる。
で動作し、実時間速度の1/30の遅い転写レートによ
り、プロセッサ4がビデオ信号を「休まずに」処理する
のに十分な時間を与えるようにする。
ビデオテープレコーダは、1/30のスローモーション
・スピードで再生動作をし、各ビデオフレームを30回
繰返す。プロセッサ4は、この連続的繰返しに同期して
これらの各繰返しから1フレームをとらえ、その内部ビ
デオバッファメモリに図6に示す一連のビデオフィール
ド列を集める動作をする。
間及びプロセッサ4とEBRプリプロセッサ6の間にお
けるビデオデータ路にバッファを設ける必要をなくすた
め、フィルムに必要な毎秒24フレームでなく毎秒30
の繰返しフレームで、両データ路を動作させるのがよ
い。これは、偽の1フィールドをプロセッサ4から2フ
レーム出力毎に繰返し、プロセッサ4に対するフィール
ド入力及び出力の数を同じにすることにより達せられ
る。
4Hzモードで記録されるとき、EBRプリプロセッサ
6及びEBRフィルム転写ユニット8によりあとで抜か
される。システムコントローラ10が偽フィールドの作
成及び破棄を同期させることは、欠かせない。
ク図である。本例は、EBR変換の前に信号を前処理す
る実時間転写機(テープからテープ)として動作するも
のである。上述のように信号はテーププレーヤから毎秒
60フィールド(fps)で入力されるが、EBRシス
テムは「直接フレーム」転写モード、即ち1対1のフレ
ーム対応での毎秒24フレームの信号を要求するので、
該システムの出力におけるレコーダは毎秒24フレーム
で記録を行う。あいにく、24Hzレコーダは入手しに
くいので、このシステムは余り実用的でない。
オテープレコーダを用いる、本発明の実用的な第3実施
例を示すブロック図である。本システムでは、プロセッ
サから出力される信号を受けるバッファを用い、ビデオ
テープレコーダは、毎秒24フレームのビデオ信号を
「バースト断続」動作で周期的に記録する。明らかに、
記録された信号を単に再生するならば、30/24でス
ピードアップされる、即ち標準スピードの1.25倍で
動作するように見えるであろう。しかし、該信号がEB
R機器に30fpsモード(即ち、直接1対1フレーム
転写)で転写された場合、作成されたフィルムは、それ
を最終的に毎秒24フレームで見たとき、正しいスピー
ドで見えるであろう。
2Hzジャダーが減少しフレームからフレームへの映像
の移り変わりが滑らかであり、所要の処理量が少なく構
成が簡単なビデオフレームレート変換方式を得ることが
できる。
図である。
図である。
力信号との時間関係を示すタイミング図である。
と毎秒24フレーム出力との関係を示す説明図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 飛越し又は非飛越しの、或るフレームレ
ートの第1ビデオ信号を他のもっと低いフレームレート
の第2ビデオ信号に変換する方法であって、該第2信号
のピクセルデータを a)上記第2信号の現フレームの期間と時間的に重なる
上記第1信号の或る数の連続するフレーム又はフィール
ドの対応するピクセルデータを加重するステップと、 b)ステップa)で得た加重値を加算して上記第2信号
のピクセルデータを導出するステップとによって導出
し、上記加重及び加算ステップを i)輝度フリッカを避けるために正規化し、 ii) 上記第1信号のデータ全部が上記第2信号のピクセ
ルデータの導出に関与するように行うことを特徴とする
ビデオフレームレート変換方法。 - 【請求項2】 各対応ピクセルに適用される加重は、当
該ピクセルの上記第1信号フレーム又はフィールドが現
在の上記第2フレームの期間と時間的に重なる量に応じ
て、決定される請求項1の方法。 - 【請求項3】 上記加重が、当該ピクセルの上記第1信
号フレーム又はフィールドが現在の上記第2フレームの
期間と時間的に重なる量に比例する請求項2の方法。 - 【請求項4】 上記加重を、当該ピクセルの上記第1信
号フレーム又はフィールドが現在の上記第2フレームの
期間と時間的に重なる割合と異なるように選んで、主観
的効果を変えるようにした請求項2の方法。 - 【請求項5】 上記第2信号が飛越し信号であり、ピク
セルデータのフィールド対が組合せられて第2信号フレ
ームを構成する請求項1,2又は3の方法。 - 【請求項6】 上記第1ビデオ信号が、非飛越し信号で
あり、飛越し信号のプログレッシブ走査変換によって作
成されたものである請求項1,2又は3の方法。 - 【請求項7】 毎秒60フィールド2:1飛越しデジタ
ルビデオ信号を毎秒24フレーム信号に変換する方法で
あって、 入力6フィールド列の第1及び第3フィールドを組合せ
て第1中間フィールドを作り、該第1中間フィールドに
上記入力6フィールド列の第2フィールドを組合せて第
1の出力フレームを作り、 上記入力6フィールド列の第3及び第5フィールドを組
合せて第2中間フィールドを作り、上記入力6フィール
ド列の第4及び第6フィールドを組合せて第3中間フィ
ールドを作り、上記第2中間フィールドと上記第3中間
フィールドを組合せて第2の出力フレームを作る請求項
5又は6の方法。 - 【請求項8】 上記第1及び第2出力フレームが次の関
係に基いて計算される請求項7の方法 ただし、u=8.33°ms、δは0とNのスタートと
の間のずれ、F1は上記第1出力フレームのピクセルを
表すマトリックス、F2は上記第2出力フレームのピク
セルを表すマトリックスであり、N,N+1,N+2,
N+3,N+4,N+5=入力6フィールド列である。 - 【請求項9】 値δ=0で、上記式が に簡略化された請求項8の方法。
- 【請求項10】 δ=u/2で、上記N+1及びN+5
フィールドの上記第2出力フレームに関する貢献度が無
視され、該フレームが次式に従って決定される請求項8
の方法 と|N+1|との組合せF2′=N+3とN+4の組合
せ。 - 【請求項11】 飛越し又は非飛越しの、或るフレーム
レートの第1ビデオ信号を他のもっと低いフレームレー
トの第2ビデオ信号に変換する装置であって、 上記第2信号の現フレームの期間と時間的に重なる上記
第1信号の或る数の連続するフレーム又はフィールドの
対応するピクセルデータを加重する加重手段と、 該加重手段から得た加重値を加算して上記第2信号のピ
クセルデータを導出する加算手段とを具え、 上記加重及び加重手段は、使用時に、輝度フリッカを避
けるため正規化を行い、上記第1信号のピクセルデータ
全部を上記第2信号のピクセルデータの導出に使用する
ことを特徴とするビデオフレームレート変換装置。 - 【請求項12】 上記加重手段により対応する各ピクセ
ルに適用される加重は、当該ピクセルの上記第1信号フ
レーム又はフィールドが現在の上記第2フレームの期間
と時間的に重なる量に従って、決定される請求項11の
装置。 - 【請求項13】 上記加重が、当該ピクセルの上記第1
信号フレーム又はフィールドが現在の上記第2フレーム
の期間と時間的に重なる量に比例する請求項12の装
置。 - 【請求項14】 上記加重を、当該ピクセルの上記第1
信号フレーム又はフィールドが現在の上記第2フレーム
の期間と時間的に重なる割合と異なるように選んで、主
観的効果を変えるようにした請求項12の装置。 - 【請求項15】 上記第2信号が飛越し信号であり、上
記第2信号のフィールド対を組合せて第2信号フレーム
を作る手段を含む請求項11,12又は13の装置。 - 【請求項16】 上記第1ビデオ信号が、非飛越し信号
であり、飛越し信号のプログレッシブ走査変換によって
作成される請求項11,12又は13の装置。 - 【請求項17】 毎秒60フィールド2:1飛越しデジ
タルビデオ信号を毎秒24フレーム信号に変換する装置
であって、 入力6フィールド列の第1及び第3フィールドを組合せ
て第1中間フィールドを作り、該第1中間フィールドに
上記入力6フィールド列の第2フィールドを組合せて第
1の出力フレームを作り、 上記入力6フィールド列の第3及び第5フィールドを組
合せて第2中間フィールドを作り、上記入力6フィール
ド列の第4及び第6フィールドを組合せて第3中間フィ
ールドを作り、上記第2中間フィールドと上記第3中間
フィールドを組合せて第2の出力フレームを作る請求項
15又は16の装置。 - 【請求項18】 上記第1及び第2出力フレームが次の
関係に基いて計算される請求項17の装置 ただし、u=8.33°ms,δは0とNのスタートと
の間のずれ、F1は上記第1出力フレームのピクセルを
表すマトリックス、F2は上記第2出力フレームのピク
セルを表すマトリックスであり、N,N+1,N+2,
N+3,N+4,N+5=入力6フィールド列である。 - 【請求項19】 値δ=0で、上記式が に簡略化された請求項18の装置。
- 【請求項20】 δ=u/2で、上記N+1及びN+5
フィールドの上記第2出力フレームに関する貢献度が無
視され、該フレームが次式に従って決定される請求項1
8の装置 と|N+1|との組合せF2′=N+3とN+4の組合
せ。
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| GB (1) | GB2280080B (ja) |
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