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JP2016171519A - 映像処理装置、映像出力システム、映像処理方法、および映像処理プログラム - Google Patents

映像処理装置、映像出力システム、映像処理方法、および映像処理プログラム Download PDF

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JP2016171519A JP2015051164A JP2015051164A JP2016171519A JP 2016171519 A JP2016171519 A JP 2016171519A JP 2015051164 A JP2015051164 A JP 2015051164A JP 2015051164 A JP2015051164 A JP 2015051164A JP 2016171519 A JP2016171519 A JP 2016171519A
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Abstract

【課題】簡易な処理で、出力映像における輝度の急激な変化を抑制する映像処理装置、映像出力システム、映像処理方法、および映像処理プログラムを提供する。【解決手段】フレーム分割部11が、映像フレームをフィールド単位に分割する。補間フィールド生成部15が、フレーム分割部11によって分割された一のフィールドの輝度が、一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、一のフィールドの直前のフィールドおよび一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する。合成部17が、直前のフィールドと、補間フィールド生成部15が生成した補間フィールドと、直後のフィールドとを出力する。【選択図】 図7

Description

本発明は、映像を処理する映像処理装置、映像出力システム、映像処理方法、および映像処理プログラムに関する。
テレビジョン放送の受像機等に、ストロボライトによる閃光が表示される場合がある。そのような場合に、当該受像機の表示部の輝度が急激に変化するので、視聴者に不快感を与える場合がある。
特許文献1には、輝度が急激に変化するフレームを、その前後のフレームに基づいて補正する装置が記載されている。
特開2008−124956号公報
特許文献1に記載されている装置は、動きベクトル検出し、検出結果を利用してフレームの補正を行う。しかし、動きベクトルの検出には複雑かつ多大な計算処理が必要になり、そのような処理を実行するための高性能なプロセッサが必要とされる。したがって、特許文献1に記載されている装置には、高価になってしまうという問題がある。
そこで、本発明は、簡易な処理で、出力映像における輝度の急激な変化を抑制する映像処理装置、映像出力システム、映像処理方法、および映像処理プログラムを提供することを目的とする。
本発明による映像処理装置は、映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割手段と、フレーム分割手段によって分割された一のフィールドの輝度が、一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、一のフィールドの直前のフィールドおよび一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成手段と、直前のフィールドと、補間フィールド生成手段が生成した補間フィールドと、直後のフィールドとを出力する合成手段とを備えたことを特徴とする。
本発明による映像出力システムは、いずれかの態様の映像処理装置と、入力された、符号化された映像信号を復号して映像処理装置に送信する復号装置とを備えたことを特徴とする。
本発明による映像処理方法は、映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割ステップと、フレーム分割ステップで分割された一のフィールドの輝度が、一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、一のフィールドの直前のフィールドおよび一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成ステップと、直前のフィールドと、補間フィールド生成ステップで生成した補間フィールドと、直後のフィールドとを出力する合成ステップとを含むことを特徴とする。
本発明による映像処理プログラムは、コンピュータに、映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割処理と、フレーム分割処理で分割された一のフィールドの輝度が、一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、一のフィールドの直前のフィールドおよび一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成処理と、直前のフィールドと、補間フィールド生成ステップで生成した補間フィールドと、直後のフィールドとを出力する合成処理とを実行させることを特徴とする。
本発明によれば、簡易な処理で、出力映像における輝度の急激な変化を抑制することができる。
本発明の第1の実施形態の映像処理装置の構成例を示すブロック図である。 映像フレームの例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態の映像処理装置における第1の補間フィールド生成部の動作を説明するフローチャートである。 補間フィールドの生成の例を示す説明図である。 補間フィールドの構成例を示す説明図である。 合成部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態の映像処理装置の構成例を示すブロック図である。
実施形態1.
本発明の第1の実施形態の映像処理装置100について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の映像処理装置100の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の第1の実施形態の映像処理装置100は、受信部200を含む映像出力装置500に搭載されている。映像出力装置500には、例えば、映像処理装置100が出力した映像信号を変換した映像を出力する表示手段(図示せず)が備えられている。
そして、映像出力装置500の受信部200には、映像信号復号装置600に入力された圧縮符号化映像信号が復号された非圧縮映像信号が送信される。受信部200は、送信された非圧縮映像信号を受信して映像処理装置100に入力する。なお、圧縮符号化映像信号は、映像信号復号装置600における復号部300に入力されて復号され、復号後の非圧縮映像信号が、送信部400によって送信される。なお、映像処理装置100(映像出力装置500であってもよい)と映像信号復号装置600とによって映像出力システムが構成される。
なお、映像処理装置100は、例えば、プログラム制御に従って処理を実行するコンピュータによって実現される。
図1に示すように、本発明の第1の実施形態の映像処理装置100は、フレーム分割部110、フラッシュ検出部120、第1のバッファ130、第2のバッファ140、第1の補間フィールド生成部150、第2の補間フィールド生成部160、および合成部170を含む。
フレーム分割部110には、受信部200によって、受信された非圧縮映像信号が入力される。フレーム分割部110は、受信部200によって入力された非圧縮映像信号にもとづく映像フレームを、トップフィールドを含む情報であるトップフィールド情報とボトムフィールドを含む情報であるボトムフィールド情報とに分割する。そして、フレーム分割部110は、トップフィールド情報とボトムフィールド情報とをフラッシュ検出部120に入力する。なお、トップフィールドとボトムフィールドとをフィールドと総称することがあり、トップフィールド情報とボトムフィールド情報とを、フィールド情報と総称することがある。
図2は、映像フレームの例を示す説明図である。図2に示す例では、時刻に応じて変化する映像の映像フレーム1〜8が、トップフィールド1t〜8tとボトムフィールド1b〜8bとによってそれぞれ構成されていることが示されている。
そして、図2に示す例では、映像フレーム5のトップフィールド5tに、閃光が写りこんでいることが示されている。
フラッシュ検出部120は、フレーム分割部120によって入力されたフィールド情報に基づいて、各フィールドに閃光が写りこんでいるか否かを判定する。そして、フラッシュ検出部120は、閃光が写りこんでいると判定したフィールドのフィールド情報において、閃光が写りこんでいるか否かを示すフラッシュフラグの値に1をセットする。フラッシュ検出部120は、第1のバッファ130にトップフィールド情報を入力し、第2のバッファ140にボトムフィールド情報を入力する。
なお、フラッシュ検出部120は、例えば、一のフィールドの一部の画素の輝度値、全部の画素の輝度値、または一部もしくは全部の画素の輝度値の平均値が、時間軸において前のフィールドにおいて対応するそれらの値よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、当該一のフィールドに閃光が写りこんでいたと判定する。
第1のバッファ130には、入力されたトップフィールド情報が記憶される。第2のバッファ140には、入力されたボトムフィールド情報が記憶される。
第1の補間フィールド生成部150は、第1のバッファ130に記憶されている一のトップフィールド情報においてフラッシュフラグの値に1がセットされている場合に、当該一のトップフィールド情報の前後に第1のバッファ130に記憶されたトップフィールド情報に基づいて、補間フィールドを生成する。そして、第1の補間フィールド生成部150は、生成した補間フィールドを合成部170に入力する。なお、第1の補間フィールド生成部150は、少なくとも2つのフィールド情報を記憶可能な記憶部151を含む。
第2の補間フィールド生成部160は、第2のバッファ140に記憶されている一のボトムフィールド情報においてフラッシュフラグの値に1がセットされている場合に、当該一のボトムフィールド情報の前後に第2のバッファ140に記憶されたボトムフィールド情報に基づいて、補間フィールドを生成する。そして、第2の補間フィールド生成部160は、生成した補間フィールドを合成部170に入力する。なお、第2の補間フィールド生成部160は、少なくとも2つのフィールド情報を記憶可能な記憶部161を含む。
合成部170は、第1のバッファ130および第2のバッファ140からフィールド情報を読み出す。そして、合成部170は、第1のバッファ130および第2のバッファ140から読み出したフィールド情報と、第1の補間フィールド生成部150および第2の補間フィールド生成部160が入力した補間フィールドとを適宜出力する。なお、合成部170は、フィールド情報を記憶可能な記憶部171を含む。
次に、本発明の第1の実施形態の映像処理装置100の動作について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態の映像処理装置100における第1の補間フィールド生成部150の動作を説明するフローチャートである。
第1の補間フィールド生成部150は、記憶部151にトップフィールド情報が記憶されていない場合に(ステップS101のN)、第1のバッファ130からトップフィールド情報を読み出す(ステップS102)。そして、第1の補間フィールド生成部150は、ステップS102の処理で読み出したトップフィールド情報を記憶部151に記憶させる。
第1の補間フィールド生成部150は、後続するフレームがある場合に(ステップS103のY)、ステップS101の処理に移行し、そうでない場合に(ステップS103のN)、処理を終了する。
第1の補間フィールド生成部150は、ステップS101の処理で、記憶部151にトップフィールド情報が記憶されている場合に(ステップS101のY)、当該トップフィールド情報に後続し、第1のバッファ130に記憶されているトップフィールド情報からフラッシュフラグの値を読み出して(ステップS104)、フラッシュフラグの値に1がセットされているか否かを確認する(ステップS105)。
第1の補間フィールド生成部150は、第1のバッファ130に記憶されているトップフィールド情報のフラッシュフラグの値が0等であり、1でない場合に(ステップS105のN)、当該トップフィールド情報を記憶部151から消去する(ステップS106)。
そして、第1の補間フィールド生成部150は、ステップS102の処理に移行し、第1のバッファ130からトップフィールド情報を読み出し(ステップS102)、記憶部151に記憶させる。
第1の補間フィールド生成部150は、第1のバッファ130に記憶されているトップフィールド情報のフラッシュフラグの値が1である場合に(ステップS105のY)、第1のバッファ130からトップフィールド情報を読み出して記憶部151に記憶させてから、消去する(ステップS107,S108)。なぜなら、フラッシュフラグの値が1であるトップフィールド情報のフィールドには閃光が写りこんでおり、第1の補間フィールド生成部150は、そのようなフィールドのトップフィールド情報を補間フィールドの生成に用いないからである。なお、第1の補間フィールド生成部150は、記憶部151に記憶されているトップフィールド情報のフラッシュフラグの値が1である場合に(ステップS105のY)、第1のバッファ130からトップフィールド情報を読み出さないように構成されていてもよい。
本例では、トップフィールド5tに閃光が写りこんでいるので、トップフィールド5tのフィールド情報のフラッシュフラグの値には1がセットされている。したがって、トップフィールド5tのフィールド情報は、ステップS108の処理で消去される。
第1の補間フィールド生成部150は、第1のバッファ130から、ステップS108の処理で消去したトップフィールド情報の次のトップフィールドのトップフィールド情報を読み出し(ステップS109)、記憶部151に記憶させる。すると、記憶部151には、フラッシュフラグの値が1であるトップフィールド情報のトップフィールドの前後のフィールドのトップフィールド情報がそれぞれ記憶されていることになる。
本例では、トップフィールド5tに閃光が写りこんでいるので、トップフィールド4tのフィールド情報、およびトップフィールド6tのフィールド情報が記憶部151にそれぞれ記憶されていることになる。
第1の補間フィールド生成部150は、ステップS108の処理で消去したトップフィールド情報のトップフィールドの前後のトップフィールドのフィールド情報に基づいて、補間フィールドを生成する(ステップS110)。
補間フィールドとは、本例では、時間軸において、一方のフィールドと他方のフィールドとの間に、当該2つのフィールドに基づいて生成されたフィールドをいう。図4は、補間フィールドの生成の例を示す説明図である。図4に示す例では、トップフィールド4tとトップフィールド6tとに基づいて、補間フィールド5t’が生成されている。
補間フィールドの生成方法について説明する。図5は、補間フィールドの構成例を示す説明図である。本例の第1の補間フィールド生成部150は、トップフィールド4tの成分とトップフィールド6tの成分との平均値によって、補間フィールド5t’を生成する。具体的には、第1の補間フィールド生成部150は、トップフィールド4tの1行目の成分であるf4とトップフィールド6tの1行目の成分であるf6との平均値を、(f4+f6)/2によって算出する。そして、第1の補間フィールド生成部150は、(f4+f6)/2の算出結果を補間フィールド5t’の1行目の成分f5t’とする。第1の補間フィールド生成部150は、同様に、トップフィールド4tの2〜n行目の各成分f4〜f4と、トップフィールド6tの2〜n行目の各成分f6〜f6との平均値を算出する。そして、第1の補間フィールド生成部150は、算出した平均値を成分f5t’〜f5t’とする補間フィールド5t’を生成する。
なお、各フィールドの成分とは、例えば、色差成分等の色に応じた値や、輝度値等であってもよいし、他の値であってもよい。また、各フィールドが複数の成分によって構成され、第1の補間フィールド生成部150は、補間フィールドを、一方のフィールドと他方のフィールドとにおける複数の成分の値のそれぞれの平均値によって、生成するように構成されていてもよい。
第1の補間フィールド生成部150は、ステップS110の処理で生成した補間フィールド(本例では、補間フィールド5t’)を記憶部151に記憶させる。なお、第1の補間フィールド生成部150は、ステップS110の処理で生成した補間フィールド5t’を、例えば、記憶部151においてトップフィールド4tが記憶されている領域に上書きして記憶させる。
そして、第1の補間フィールド生成部150は、ステップS110の処理で生成した補間フィールド(本例では、補間フィールド5t’)を合成部170に入力し(ステップS111)、当該補間フィールド(本例では、補間フィールド5t’)を記憶部151から消去する(ステップS112)。
第1の補間フィールド生成部150は、前述したステップS103の処理に移行する。
第2の補間フィールド生成部160は、第1の補完フィールド生成部150によるステップS101〜S113に相当する処理を行う。そして、第2の補間フィールド生成部160は、第1の補完フィールド生成部150によるステップS110に相当する処理で補間フィールドを生成し、ステップS111に相当する処理で、生成した補完フィールドを合成部170に入力する。
図6は、合成部170の動作を示すフローチャートである。図6に示すように、合成部170は、まず、第1のバッファ130からトップフィールド情報を読み出す(ステップS201)。合成部170は、ステップS201の処理で読み出したトップフィールド情報を記憶部171に記憶させる。そして、合成部170は、ステップS201の処理で読み出したトップフィールド情報のフラッシュフラグの値に1がセットされている場合に(ステップS202のY)、ステップS203の処理に移行し、そうでない場合に(ステップS202のN)、ステップS205の処理に移行する。
合成部170は、ステップS203の処理で、ステップS201の処理で読み出したトップフィールド情報を記憶部171から消去する(ステップS203)。そして、合成部170は、第1の補間フィールド生成部150がステップS111の処理で入力した補間フィールドを受け取って(ステップS204)、トップフィールド情報として記憶部171に記憶させ、ステップS205の処理に移行する。
合成部170は、ステップS205の処理で、第2のバッファ140からボトムフィールド情報を読み出す(ステップS205)。合成部170は、ステップS205の処理で読み出したボトムフィールド情報を記憶部171に記憶させる。そして、合成部170は、ステップS205の処理で読み出したボトムフィールド情報にセットされているフラッシュフラグの値に1がセットされている場合に(ステップS206のY)、ステップS207の処理に移行し、そうでない場合に(ステップS206のN)、ステップS209の処理に移行する。
合成部170は、ステップS207の処理で、ステップS205の処理で読み出したボトムフィールド情報を記憶部171から消去する(ステップS207)。そして、合成部170は、第2の補間フィールド生成部160がステップS111に相当する処理で入力した補間フィールドを受け取って(ステップS208)、ボトムフィールド情報として記憶部171に記憶させ、ステップS209の処理に移行する。
合成部170は、記憶部171に記憶されているトップフィールド情報およびボトムフィールド情報を、映像フレームの時間軸に応じた順序およびタイミングで、適宜出力する(ステップS209)。
なお、合成部170によるトップフィールド情報およびボトムフィールド情報の出力先は、例えば、映像出力装置500の表示手段である。そして、合成部170は、映像出力装置500に入力された非圧縮映像信号に応じたフィールド情報の全てについての処理が終了した場合に(ステップS210のY)、処理を終了し、そうでない場合に(ステップS210のN)、ステップS201の処理に移行する。
ステップS201〜S208の処理が繰り返されることにより、合成部170の記憶部171には、トップフィールド情報とボトムフィールド情報とが交互に記憶される。そして、ステップS209の処理で、記憶部171に記憶されたトップフィールド情報とボトムフィールド情報とが適宜出力される。
本実施形態によれば、第1の補間フィールド生成部150、および第2の補間フィールド生成部160が、閃光が写りこんだフィールドの前後のフィールドに基づいて、当該前後のフィールドの間の補間フィールドを生成する。
そして、合成部170が、当該閃光が写りこんだフィールドに代えて、生成された補間フィールドを適宜出力する。
したがって、映像出力装置500が出力する映像において閃光の映り込み等による輝度の急激な変化を良好に抑制することができる。
また、映像処理装置100は、動きベクトルのような複雑かつ多大な計算処理を必要とすることなく、そのような効果を奏することができる。したがって、そのような効果を奏するために、映像処理装置100に高性能なプロセッサを搭載する必要がない。よって、そのような効果を奏する映像処理装置100を低コストで実現することができる。
なお、本実施形態では、閃光が写りこんだ場合を例に、補間フィールドを生成する契機について説明しているが、補間フィールドの生成は閃光が写りこんだ場合に限られず、他の理由によってフィールドの輝度が大きく変化した場合に、補間フィールドが生成されてもよい。
実施形態2.
次に、本発明の第2の実施形態の映像処理装置10について、図面を参照して説明する。図7は、本発明の第2の実施形態の映像処理装置10の構成例を示すブロック図である。図7に示すように、本発明の第2の実施形態の映像処理装置10は、フレーム分割部11、補間フィールド生成部15、および合成部17を含む。
フレーム分割部11は、図1に示す第1の実施形態におけるフレーム分割部110に相当する。補間フィールド生成部15は、図1に示す第1の実施形態における第1の補間フィールド生成部150や、第2の補間フィールド生成部160に相当する。合成部17は、図1に示す第1の実施形態における合成部170に相当する。
フレーム分割部11は、映像フレームをフィールド単位に分割する。
補間フィールド生成部15は、フレーム分割部11によって分割された一のフィールドの輝度が、一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、一のフィールドの直前のフィールドおよび一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する。
合成部17は、直前のフィールドと、補間フィールド生成部15が生成した補間フィールドと、直後のフィールドとを出力する。
本実施形態によれば、簡易な処理で、出力映像における輝度の急激な変化を抑制することができる。
10、100 映像処理装置
11、110 フレーム分割部
15 補間フィールド生成部
17、170 合成部
120 フラッシュ検出部
130 第1のバッファ
140 第2のバッファ
150 第1の補間フィールド生成部
151、161、171 記憶部
160 第2の補間フィールド生成部
200 受信部
300 復号部
400 送信部
500 映像出力装置
600 映像信号復号装置

Claims (8)

  1. 映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割手段と、
    前記フレーム分割手段によって分割された一のフィールドの輝度が、前記一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、前記一のフィールドの前記直前のフィールドおよび前記一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、前記一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成手段と、
    前記直前のフィールドと、前記補間フィールド生成手段が生成した前記補間フィールドと、前記直後のフィールドとを出力する合成手段とを備えた
    ことを特徴とする映像処理装置。
  2. 前記補正フィールド生成手段は、前記一のフィールドの一部または全部の輝度の平均値が、前記一のフィールドの直前のフィールドにおいて対応する輝度の平均値よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、前記一のフィールドの前記直前のフィールドおよび前記一のフィールドの直後のフィールドに基づいて、前記一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する
    請求項1記載の映像処理装置。
  3. 前記補正フィールド生成手段は、前記直前のフィールドの成分と前記直後のフィールドの成分との平均値によって、前記補間フィールドを生成する
    請求項1または請求項2に記載の映像処理装置。
  4. 前記補正フィールド生成手段は、前記直前のフィールドの成分と前記直後のフィールドの成分との平均値を各行ごとに算出し、算出した各行の平均値を各行の成分とする前記補間フィールドを生成する
    請求項3に記載の映像処理装置。
  5. 前記フレーム分割手段は、前記映像フレームをトップフィールドとボトムフィールドとに分割し、
    前記フィールドは、前記トップフィールドまたは前記ボトムフィールドである
    請求項1から請求項4のうちいずれかに記載の映像処理装置。
  6. 請求項1から請求項5のうちいずれかに記載の映像処理装置と、
    入力された、符号化された映像信号を復号して前記映像処理装置に送信する復号装置とを備えた
    ことを特徴とする映像出力システム。
  7. 映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割ステップと、
    前記フレーム分割ステップで分割された一のフィールドの輝度が、前記一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、前記一のフィールドの前記直前のフィールドおよび前記一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、前記一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成ステップと、
    前記直前のフィールドと、前記補間フィールド生成ステップで生成した前記補間フィールドと、前記直後のフィールドとを出力する合成ステップとを含む
    ことを特徴とする映像処理方法。
  8. コンピュータに、
    映像フレームをフィールド単位に分割するフレーム分割処理と、
    前記フレーム分割処理で分割された一のフィールドの輝度が、前記一のフィールドの直前の映像フレームのフィールドである直前のフィールドの輝度よりも所定の閾値以上大きな値であった場合に、前記一のフィールドの前記直前のフィールドおよび前記一のフィールドの直後の映像フレームのフィールドである直後のフィールドに基づいて、前記一のフィールドに代えて用いられる補間フィールドを生成する補間フィールド生成処理と、
    前記直前のフィールドと、前記補間フィールド生成ステップで生成した前記補間フィールドと、前記直後のフィールドとを出力する合成処理とを実行させる
    ための映像処理プログラム。
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