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JPH07123291A - Picture signal processing unit having frame number conversion function - Google Patents

Picture signal processing unit having frame number conversion function

Info

Publication number
JPH07123291A
JPH07123291A JP28992493A JP28992493A JPH07123291A JP H07123291 A JPH07123291 A JP H07123291A JP 28992493 A JP28992493 A JP 28992493A JP 28992493 A JP28992493 A JP 28992493A JP H07123291 A JPH07123291 A JP H07123291A
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JP
Japan
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image
motion
difference
motion vector
reference image
Prior art date
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Application number
JP28992493A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2869844B2 (en
Inventor
Hideo Arai
英雄 新井
Ryozo Abe
良三 阿部
Toshibumi Sakaguchi
俊文 坂口
Tomoyuki Shindo
朋行 進藤
Yoshizumi Wataya
由純 綿谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GRAPHICS COMMUN LAB KK
Original Assignee
GRAPHICS COMMUN LAB KK
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Publication date
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Publication of JPH07123291A publication Critical patent/JPH07123291A/en
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Abstract

PURPOSE:To allow the processing unit receiving a picture signal of 24 frames per sec subject to motion compensation compression to convert a picture signal of 60 fields per sec attaining smooth movement. CONSTITUTION:A picture decoding circuit 11 receiving a picture signal subject to motion compensation compression from an input terminal 5 applies a motion vector 31 to multiplier circuits 21,23, from which a difference picture 32 is fed to a multiplier circuit 22 and a reference picture is stored in a reference picture storage circuit 12 and then fed to a motion compensation circuit 13. A screen period control circuit 15 generates various coefficients 34,35,36 corresponding to the period of the screen and a reference motion vector 37, a difference picture 38 after amplitude compensation and a difference motion vector 39 resulting from the product of them are used to obtain a reference picture 41 and a difference picture 42 after motion compensation from motion compensation circuits 13,14, they are added by an adder circuit 26 and a picture after frame number conversion is outputted from a storage circuit 16 to an output terminal 9. Thus, a picture with a smooth motion through frame number conversion is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は映画などのフィルム画像
より作成されたディジタル圧縮画像から駒数変換をして
伸長された画像信号を得る画像信号処理装置に関する。
さらに具体的には、たとえば、毎秒24駒のフィルム画
像から動きの滑らかな毎秒60フィールドのディジタル
テレビ画像信号を得る新規な処理装置を提供しようとす
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image signal processing device for obtaining an expanded image signal by converting the number of frames from a digital compressed image created from a film image such as a movie.
More specifically, the present invention is intended to provide a novel processing device for obtaining a digital television image signal of 60 fields per second with smooth movement from a film image of 24 frames per second.

【0002】[0002]

【従来の技術】アナログ・ビデオ伝送においては、送信
側の駒数(フィールド周波数)と受信側の駒数が一致し
ていなければならず、送信側において毎秒24駒の映像
から毎秒60フィールドの映像信号を作成して送信して
いた。このような技術については、下記の文献に紹介さ
れている。
2. Description of the Related Art In analog video transmission, the number of frames (field frequency) on the transmitting side must match the number of frames on the receiving side, and on the transmitting side, a video signal of 24 fields per second to a video signal of 60 fields per second is required. Was created and sent. Such techniques are introduced in the following documents.

【0003】文献: 石田 順一 「放送とニューメデ
ィア」 丸善 平成 4年 4月30日 発行 35,
36頁 スタジオ制作機器の項
Reference: Junichi Ishida "Broadcasting and New Media" Maruzen, April 30, 1992 Issue 35,
Page 36 Studio production equipment section

【0004】図4を用いてその内容について説明する
と、フィルムの毎秒24駒という駒数をテレビのフィー
ルド数に変換する技術には、毎秒60フィールドのテレ
ビ方式の国では毎秒24駒の画像51(または、53)
からはそれと同じ2枚の変換後の画像61,62(また
は、66,67)を、画像52(または、54)からは
それと同じ3枚の変換後の画像63〜65(または、6
8〜70)を作成して駒数変換をする2−3変換方式
を、50フィールド圏ではフィルムの給送を毎秒25駒
に早めて2−2変換(フィルム1駒から2フィールドず
つ読み出す)することにより実現していた。一方、映画
館での上映でも毎秒24駒の映写ではフリッカが大きい
ため、1駒を2回照射して毎秒48回画像を映写するこ
とによりフリッカの軽減を図っている。しかし、動きの
再現については毎秒24駒相当であり十分な再現特性で
はないが、映画の画面はそれほど明るくないため、動き
の再現についてあまり気にならないのが実態である。
The contents will be described with reference to FIG. 4. A technique for converting the number of frames of 24 frames per second of film into the number of fields of television is 24 frames per second image 51 (or 60 frames per second in a television system country). , 53)
The same two converted images 61, 62 (or 66, 67) are shown in FIG. 5, and the same three converted images 63-65 (or 6) are shown in the image 52 (or 54).
8 to 70) to convert the number of frames by 2-3 conversion method, in the field of 50 fields, the film feed is advanced to 25 frames per second and 2-2 conversion is performed (two fields are read from one frame of film). It was realized by that. On the other hand, even in the case of showing at a movie theater, the flicker is large in the case of projecting 24 frames per second. Therefore, the flicker is reduced by irradiating one frame twice and projecting the image 48 times per second. However, although the reproduction of motion is equivalent to 24 frames per second, which is not a sufficient reproduction characteristic, the fact is that the screen of a movie is not so bright, and the fact is that the reproduction of motion is not so concerned.

【0005】ハイビジョンのように大画面で、かつ高輝
度の画像を扱うシステムでは毎秒24駒の動き再現では
十分ではなく、動きの不連続を生ずる。とくに2−3変
換方式を使用しているときには、フィルム1駒から2フ
ィールドと3フィールドを再現する画像51,52(ま
たは、53,54)の2駒で1周期となるため、毎秒1
2駒周期での動きの繰返しが生ずるようになり、画像5
1〜55中の太い枠で示した動く物体Aの時間の経過と
ともに動く軌跡を連ねた直線の矢印121に対して、駒
数変換後の画像61〜71の太い枠で示した動く物体A
の時間の経過とともに動く軌跡を連ねた矢印123は直
線状にならないために、動きの不連続(ジャダー)が非
常に目立つようになり、従来より改善が望まれていた。
駒数変換時のジャダーを改善する方法に、動き補正型の
駒数変換技術がある。
In a system such as a high-definition system which handles a large-screen and high-intensity image, reproduction of 24 frames per second is not sufficient, and discontinuity of motion occurs. Especially when the 2-3 conversion method is used, one cycle is formed by two frames of images 51 and 52 (or 53 and 54) that reproduce two fields and three fields from one frame of the film, and therefore one cycle per second.
Repeated movements occur every two frames.
1 to 55, the moving object A indicated by the thick frame of the images 61 to 71 after the number of frames is converted with respect to the straight line arrow 121 that connects the loci of the moving object A indicated by the thick frame.
Since the arrow 123, which links the loci of movement with the passage of time, does not become a straight line, discontinuity of movement (judder) becomes very conspicuous, and improvement from the past has been desired.
As a method of improving the judder when converting the number of frames, there is a motion-correction type number-of-frames conversion technology.

【0006】図5には、動き補正型駒数変換の動画像の
再現状況を示している。映画の毎秒24駒(画像51〜
55)のシステムでの動きの再現は、同図中の太い枠で
示した動いている物体Aにはかなり大きな運動の跳びが
あるが、時間的には等間隔であるので、映写時には動き
の再現性は十分とはいえないが不自然さはそれほど大き
くない。しかし、映画館で1駒2回照射を行ったり、図
4のように2−3変換により60フィールドに変換する
と、本来、当間隔であるべき動きの再現が不連続に行わ
れることになり大きなジャダーが発生する。その原因
は、とくに2−3変換では図4の矢印123に示すよう
に、フィルムの各駒が2フィールドと3フィールドで交
互に再現されることにある。
FIG. 5 shows a reproduction state of a moving image of the motion-compensated frame number conversion. 24 frames per second (image 51-
55) When reproducing the motion with the system, the moving object A shown by the thick frame in the figure has a considerably large jump of motion, but since it is at regular intervals in time, it does not move at the time of projection. The reproducibility is not sufficient, but the unnaturalness is not so great. However, if one frame is irradiated twice in a movie theater, or if it is converted into 60 fields by 2-3 conversion as shown in FIG. 4, the movements originally supposed to be at this interval are discontinuously reproduced, which is a big problem. Judder occurs. The cause is that, particularly in the 2-3 conversion, as shown by the arrow 123 in FIG. 4, each frame of the film is reproduced alternately in the 2 field and the 3 field.

【0007】これを改善するのが図5に示す動き補正方
式であり、連続する2駒の映画フィルムの画像51と5
2から動いている部分の動きの大きさと方向(動きベク
トル31−1〜31−3)を検出し、その物体が1/6
0秒後に存在する位置を動きベクトルに基づいて予測し
た中間の画像62c,63cをつくって挿入してやれ
ば、滑らかな動きが再現できる。同様な画像52,53
によって中間の画像64c,65cを、画像53,54
によって中間の画像67c,68cを画像54,55に
よって中間の画像69c,70cを作成し、画像66と
71は画像53と55に同じものとしている。このよう
な動き補正型の駒数変換を行うと、図5に示すように動
きの跳びは1/60秒刻みと細かくなり、かつ、直線の
矢印122の示すようにその不連続性もなく滑らかな動
画を再現できる。
To improve this, a motion compensation system shown in FIG. 5 is used, in which images 51 and 5 of two consecutive frames of motion picture film are used.
2 detects the magnitude and direction (motion vector 31-1 to 31-3) of the motion of the moving part, and the object is 1/6
A smooth motion can be reproduced by forming and inserting intermediate images 62c and 63c in which a position existing after 0 second is predicted based on a motion vector. Similar images 52, 53
The intermediate images 64c and 65c by the images 53 and 54
The intermediate images 67c and 68c are created from the images 54 and 55 to create intermediate images 69c and 70c, and the images 66 and 71 are the same as the images 53 and 55. When such a motion-correction type frame number conversion is performed, the jump of the movement becomes finer at intervals of 1/60 seconds as shown in FIG. 5, and as shown by the straight line arrow 122, there is no discontinuity and smoothness. You can reproduce the video.

【0008】動き補正型の駒数変換装置は、スタジオ制
作機器としてレーザ・テレシネ用にNHK放送技術研究
所で開発されたものであり、その変換画像は動画像の再
現性が大幅に向上し、フィルムからの再現画像でありな
がらテレビ・カメラからの画像を見るかのごとくスムー
ズな動きを再現できる。
The motion compensation type frame number conversion device was developed at NHK Broadcasting Technology Research Laboratories for laser telecine as a studio production device, and the converted image has a greatly improved reproducibility of the moving image. Even though it is an image reproduced from film, it can reproduce smooth motion as if you were viewing an image from a TV camera.

【0009】一方、動画像伝送に関する国際標準方式M
PEG1および2において、MPEG2方式ディジタル
画像圧縮は、MPEG1よりも高画質な画像信号が扱え
るために、映画などのフィルム画像を参照画像と現画像
の間の動きベクトルや差分情報を用いて画質を落とさず
に画像情報を動き補償型画像圧縮してディジタル伝送す
ることが可能になっている。MPEG2方式では、毎秒
24枚の画像を圧縮符号化し、毎秒60フィールドに駒
数変換をする伸長時に1枚おきに2フィールド間出力と
3フィールド間出力を繰返す処理(テレシネ)を行うよ
うにするフラグが規定されている。このフラグを活用す
ると、毎秒60フィールド枚(30枚の画像)送信する
必要が無く毎秒24枚の画像を送るのみでよいから、伝
送すべき情報量を20%削減することが可能である。こ
の場合には受信機側で受信した毎秒24枚の画像から毎
秒60フィールド枚(30枚の画像)を作成する必要が
ある。
On the other hand, an international standard system M for moving image transmission
In PEG1 and PEG2, since the MPEG2 system digital image compression can handle image signals having higher image quality than MPEG1, the image quality of a film image such as a movie is degraded by using the motion vector and difference information between the reference image and the current image. Instead, image information can be digitally transmitted by motion-compensating image compression. In the MPEG2 system, a flag is set so that 24 images per second are compression-encoded, and a process of repeating output between two fields and output between three fields (telecine) is repeated every other image when expanding for converting the number of frames to 60 fields per second. Is specified. When this flag is utilized, it is not necessary to transmit 60 fields per second (30 images) and only 24 images per second need be transmitted, so that the amount of information to be transmitted can be reduced by 20%. In this case, it is necessary to create 60 fields per second (30 images) from 24 images per second received on the receiver side.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】毎秒24駒のフィルム
から毎秒60フィールドのテレビ画像を得る2−3変換
方式による駒数変換は簡単な回路構成で実現できるとい
う特徴を有するが、図4に示したように大きいジャダー
が発生するために動きの滑らかな動画を再現できなかっ
た。この問題点を解決するために、図5に示す動きベク
トルを用いた動き補正型の駒数変換方式は、動きベクト
ルを検出する回路の規模が膨大となるために、引用され
た文献にあるようにスタジオ制作機器に用いることはで
きても、個々の画像受信機または再生機に動きベクトル
を検出する回路を設けることは困難であり、24駒の画
像信号を受信して受信側で動き補正型の駒数変換をする
ことはできないという解決されねばならない課題があっ
た。
The number of frames can be converted by a 2-3 conversion system for obtaining a television image of 60 fields per second from a film of 24 frames per second, which is shown in FIG. As a result, a large moving judder was generated, and it was not possible to reproduce a moving image with smooth movement. In order to solve this problem, the motion compensation type frame number conversion method using the motion vector shown in FIG. 5 has a huge circuit for detecting the motion vector, and thus is disclosed in the cited document. Although it can be used as a studio production device, it is difficult to provide a circuit for detecting a motion vector in each image receiver or player, and a motion compensation type receiver is used by receiving an image signal of 24 frames. There was a problem that had to be solved that the number of pieces could not be converted.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】MPEG2のディジタル
画像圧縮では動き補償型画像圧縮を用いているため、参
照画像と現画像との間の動きベクトルと、参照画像と現
画像との間の動き補償後の差分情報が伝送される。この
動きベクトルと差分情報を用いて内挿されるべき画像を
再生して伸長処理をするようにした。すなわち、画像圧
縮されて入力される24駒の画像から毎秒60フィール
ドの再生画像を得るために、24駒から60フィールド
の画面周期の変換(駒数変換)をする制御回路におい
て、内挿すべきフィールドの位置に対応した動き係数,
差分係数および差分動き係数を作成する。動きベクトル
には動き係数を乗じて参照画像用動きベクトルを得て、
これを用いて参照画像を動き補償処理して動き補償後の
参照画像を得る。差分画像には差分係数を乗じて振幅補
償後の差分画像を得る。動きベクトルに差分動き係数を
乗じて差分動きベクトルを得てこれを用いて振幅補償後
の差分画像を動き補償処理して動き補償後の差分画像を
得る。動き補償後の参照画像に動き補償後の差分画像を
加算して内挿すべきフィールドの再生画像を得るように
した。
Since motion compensation type image compression is used in MPEG2 digital image compression, the motion vector between the reference image and the current image and the motion compensation between the reference image and the current image are compensated. Later difference information is transmitted. An image to be interpolated is reproduced by using the motion vector and the difference information to perform decompression processing. That is, in order to obtain a reproduced image of 60 fields per second from the image compressed and input of 24 frames, the control circuit for converting the screen cycle of 24 frames to 60 fields (converting the number of frames) determines the field to be interpolated. Motion coefficient corresponding to position,
Create a differential coefficient and a differential motion coefficient. The motion vector is multiplied by the motion coefficient to obtain the motion vector for the reference image,
Using this, the reference image is subjected to motion compensation processing to obtain a reference image after motion compensation. The difference image is multiplied by the difference coefficient to obtain the difference image after amplitude compensation. The motion vector is multiplied by the differential motion coefficient to obtain a differential motion vector, and the differential image after amplitude compensation is subjected to motion compensation processing using this to obtain a differential image after motion compensation. The reproduced image of the field to be interpolated is obtained by adding the difference image after motion compensation to the reference image after motion compensation.

【0012】[0012]

【作用】動きベクトルと差分画像をもとに高度の内挿処
理をした滑らかな動きの画像を得ることができる。毎秒
24駒分の画像を動きベクトルと差分情報とともに画像
圧縮して伝送路を介して受けるから、毎秒60フィール
ド(30枚の画像)の圧縮画像情報を受けた場合よりも
伝送情報は20%削減される。MPEG2によるなら
ば、動きベクトルと差分情報がともに伝送路によって送
られてくるから、その場合には新たに動きベクトル検出
回路を設ける必要もなく、小規模の回路で実現できる。
It is possible to obtain a smooth motion image that is highly interpolated based on the motion vector and the difference image. Images for 24 frames per second are compressed together with the motion vector and difference information and received via the transmission path, so the transmission information is reduced by 20% compared with the case where compressed image information of 60 fields (30 images) per second is received. To be done. According to MPEG2, since both the motion vector and the difference information are sent via the transmission line, in that case, it is not necessary to newly provide a motion vector detection circuit, and it can be realized by a small-scale circuit.

【0013】[0013]

【実施例】図1には本発明の一実施例が示されている。
入力端子5からは、動きベクトルおよび差分情報を用い
た動き補償型画像圧縮された画像信号が毎秒24枚入力
されて、画像復元回路11に印加される。画像復元回路
11では、動きベクトルおよび差分情報を分離復元し
て、動きベクトル31と差分画像32とを出力し、動き
ベクトル31(図5の31−1〜31−3)を乗算回路
21および23に印加し、圧縮された画像信号から原画
像51〜55(図5)を復元し、参照画像として参照画
像記憶回路12に記憶する。記憶された参照画像は動き
補償回路13に印加される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
From the input terminal 5, 24 motion-compensated image signals using motion vectors and difference information are input every second, and applied to the image decompression circuit 11. The image restoration circuit 11 separates and restores the motion vector and the difference information, outputs the motion vector 31 and the difference image 32, and multiplies the motion vector 31 (31-1 to 31-3 in FIG. 5) by the multiplication circuits 21 and 23. The original images 51 to 55 (FIG. 5) are restored from the compressed image signal and stored in the reference image storage circuit 12 as a reference image. The stored reference image is applied to the motion compensation circuit 13.

【0014】画像圧縮されて入力される毎秒24駒の画
像から毎秒60フィールドへの画面周期の変換(駒数変
換)をするべく制御する画面周期制御回路15では、参
照画像の間に内挿すべきフィールドの位置に対応した動
き係数34,差分係数35および差分動き係数36と記
録回路16を制御する信号を作成する。
In the screen cycle control circuit 15 for controlling the conversion of the screen cycle (converting the number of frames) from the image compressed and input at 24 frames per second to 60 fields per second, the fields to be interpolated between the reference images. The motion coefficient 34, the difference coefficient 35, the difference motion coefficient 36, and the signal for controlling the recording circuit 16 corresponding to the position of are generated.

【0015】乗算回路21では動きベクトル31に動き
係数34を乗じて参照用動きベクトル37を得て動き補
償回路13に印加する。動き補償回路13では参照画像
を参照用動きベクトル37により移動して動き補償後の
参照画像41を得る。
In the multiplication circuit 21, the motion vector 31 is multiplied by the motion coefficient 34 to obtain the reference motion vector 37, which is applied to the motion compensation circuit 13. In the motion compensation circuit 13, the reference image is moved by the reference motion vector 37 to obtain the motion compensated reference image 41.

【0016】差分画像32は差分係数35を乗算回路2
2において乗算され、振幅補償後の差分画像38を得
て、これを動き補償回路14に印加する。乗算回路23
に印加された動きベクトル31は差分動き係数36を乗
算されて、差分動きベクトル39を得て、動き補償回路
14に印加され、そこで振幅補償後の差分画像38を動
き補償して動き補償後の差分画像42が得られる。動き
補償後の差分画像41および動き補償後の差分画像42
は加算回路26で加算されて、内挿画像が生成され、そ
れは一旦、記憶回路16に記憶されて出力周期に同期し
て出力端子9より出力され、記憶された画像が画像5
2,53,54(図5)であるときには次回の参照画像
とするために画面周期制御回路15からの制御用の信号
により参照画像記憶回路12に印加されそこに記憶され
る。
The difference image 32 is multiplied by the difference coefficient 35 in the multiplication circuit 2
It is multiplied in 2 to obtain a difference image 38 after amplitude compensation, and this is applied to the motion compensation circuit 14. Multiplication circuit 23
Is applied to the motion compensating circuit 14, where the motion compensation is performed on the difference image 38 after the amplitude compensation to obtain the difference motion vector 39. The difference image 42 is obtained. Difference image 41 after motion compensation and difference image 42 after motion compensation
Are added in the addition circuit 26 to generate an interpolated image, which is once stored in the storage circuit 16 and output from the output terminal 9 in synchronization with the output cycle.
When it is 2, 53, 54 (FIG. 5), it is applied to and stored in the reference image storage circuit 12 by a control signal from the screen cycle control circuit 15 so as to be the next reference image.

【0017】図2には参照画像51(図5の画像51に
同じ)から動きベクトル31および差分画像32を用い
て画像52(図5の画像52に対応するが物体Aの形状
が変化している)を得る様子が示されている。画像51
(または55)はすべての画像データが伝送されてきて
おり、これを参照画像として使用し、画像52(または
53,54)を得ようとしている。参照画像51の長方
形の動く物体Aは下方に移動し、さらにその形状が台形
の物体Cに変化している。この参照画像51を画像復元
回路11で復元して参照画像記憶回路12に記憶し、動
き補償回路13に加えている。画像復元回路11からは
物体Aの移動量と方向を示す動きベクトル31(図5の
31−1)と3角形の物体Bを示した差分画像32(参
照画像51の物体Aと画像52の物体Cの差の画像)が
出力され、画面周期制御回路15から出力される動き係
数34,差分係数35の値は、画像52(または53,
54)を得る場合には、それぞれ1であり、差分画像3
2は画像52(あるいは53,54)においては移動す
る必要がないから差分動き係数36の値は0を示してい
る。
In FIG. 2, an image 52 (corresponding to the image 52 of FIG. 5, but the shape of the object A is changed from the reference image 51 (same as the image 51 of FIG. 5) using the motion vector 31 and the difference image 32. Is shown). Image 51
(Or 55), all the image data has been transmitted, and it is going to use this as a reference image to obtain the image 52 (or 53, 54). The rectangular moving object A in the reference image 51 has moved downward and its shape has changed to a trapezoidal object C. The reference image 51 is restored by the image restoration circuit 11, stored in the reference image storage circuit 12, and added to the motion compensation circuit 13. From the image restoration circuit 11, a motion vector 31 (31-1 in FIG. 5) indicating the movement amount and direction of the object A and a difference image 32 (object A of the reference image 51 and object of the image 52) showing the triangular object B are displayed. The value of the motion coefficient 34 and the difference coefficient 35 output from the screen cycle control circuit 15 is the image 52 (or 53,
54), each is 1 and the difference image 3
2 does not need to move in the image 52 (or 53, 54), so the value of the differential motion coefficient 36 is 0.

【0018】そこで、動きベクトル31がそのまま乗算
器21から内挿用動きベクトル37として出力され、破
線で示した参照画像51における物体Aの位置から、動
き補償回路13で動きベクトル31の分だけ物体Aを下
方に移動して動き補償後の参照画像41を得る。
Therefore, the motion vector 31 is output from the multiplier 21 as it is as the interpolation motion vector 37, and the motion compensation circuit 13 moves the object A by the amount corresponding to the motion vector 31 from the position of the object A in the reference image 51 shown by the broken line. A is moved downward to obtain the reference image 41 after motion compensation.

【0019】差分画像32もその値が1である差分係数
35を乗じられて、そのまま振幅補償後の差分画像38
として乗算回路22から動き補償回路14に印加され
る。一方、乗算回路23に印加されている差分動き係数
36の値は0であるから、差分動きベクトル39の値は
0であり、差分画像32は動き補償が0で、そのまま動
き補償後の差分画像42として出力され、加算回路26
で加算されて台形の物体Cを含む画像52が得られる。
画像52は記憶回路16に記憶されるとともに、次回の
画像53を得るときの参照画像とするべく参照画像記憶
回路12に記憶される。
The difference image 32 is also multiplied by the difference coefficient 35 whose value is 1, and the difference image 38 is subjected to amplitude compensation as it is.
Is applied from the multiplication circuit 22 to the motion compensation circuit 14. On the other hand, since the value of the differential motion coefficient 36 applied to the multiplication circuit 23 is 0, the value of the differential motion vector 39 is 0, the differential image 32 is motion compensated 0, and the differential image after motion compensation is unchanged. 42, and the addition circuit 26
Is added to obtain an image 52 including the trapezoidal object C.
The image 52 is stored in the storage circuit 16 and is also stored in the reference image storage circuit 12 so as to be a reference image when the next image 53 is obtained.

【0020】図3には参照画像51と差分画像32と動
きベクトル31から作成された参照用動きベクトル37
を用いて内挿用の画像62cを得る様子が示されてい
る。図5を参照しながら説明すると、毎秒24駒の画像
51と52の時間間隔T5 は24分の1秒であり、毎秒
60フィールドの画像61と62cの間隔は60分の1
秒であるから、参照画像51と内挿用の画像62cとの
時間間隔T6 に対する駒数変換前の画像51と52の周
期1/T5 の周期時間積Pは、P=T6 /T5 =0.4
である。
FIG. 3 shows a reference motion vector 37 created from the reference image 51, the difference image 32, and the motion vector 31.
Is used to obtain an image 62c for interpolation. Referring to FIG. 5, the time interval T 5 between the images 51 and 52 of 24 frames per second is 1/24 second, and the interval between the images 61 and 62c of 60 fields per second is 1/60.
Since it is seconds, the cycle time product P of the cycle 1 / T 5 of the pictures 51 and 52 before frame number conversion with respect to the time interval T 6 between the reference picture 51 and the interpolation picture 62c is P = T 6 / T 5 = 0.4
Is.

【0021】画面周期制御回路15では、画像62cに
対応する動き係数34として周期時間積P(=0.4)
を、同じく差分係数35として周期時間積Pを、同じく
差分動き係数36として1−P(=0.6)を出力す
る。そこで乗算回路21から得られる内挿用として用い
る参照画像用動きベクトル37の値は、動きベクトル3
1の値に周期時間積Pを乗じたものとなり、これを用い
て動き補償回路13により動き補償後の参照画像41が
得られる。ここで動き補償後の参照画像41内の破線で
示した長方形は参照画像51の物体Aの位置を表わして
いる。
In the screen cycle control circuit 15, the cycle time product P (= 0.4) is set as the motion coefficient 34 corresponding to the image 62c.
Is also output as the difference coefficient 35, and the cycle time product P is output as the difference motion coefficient 36, and 1-P (= 0.6) is output. Therefore, the value of the reference image motion vector 37 used for interpolation obtained from the multiplication circuit 21 is the motion vector 3
The value of 1 is multiplied by the periodic time product P, and the motion compensation circuit 13 uses this to obtain the reference image 41 after motion compensation. Here, the rectangle indicated by the broken line in the reference image 41 after motion compensation represents the position of the object A in the reference image 51.

【0022】図3の動き補償後の差分画像42は、差分
画像32の振幅に差分係数35の値(P=0.4)を乗
じた振幅(振幅の大きさは斜線の密度で表わしている。
密度の大きい方が振幅も大)をもち、破線で示した差分
画像32の物体Bの位置から、動きベクトル31の値に
1−P(=0.6)を乗じた値の差分動きベクトル39
だけ上方へ移動している。
The difference image 42 after motion compensation shown in FIG. 3 is an amplitude obtained by multiplying the amplitude of the difference image 32 by the value (P = 0.4) of the difference coefficient 35 (the magnitude of the amplitude is represented by the density of diagonal lines). .
The larger the density, the larger the amplitude), and the difference motion vector 39 having a value obtained by multiplying the value of the motion vector 31 by 1-P (= 0.6) from the position of the object B in the difference image 32 shown by the broken line.
Is moving upwards.

【0023】動き補償後の参照画像41と動き補償後の
差分画像42は加算回路26で加算されて台形の物体C
を含む内挿用の画像62cが得られる。この台形の物体
Cの長方形の部分に対して3角形の部分の振幅(明る
さ)は40%である。画像62c中に示された破線は、
画像52(図2参照)の位置を示している。
The motion-compensated reference image 41 and the motion-compensated difference image 42 are added by the adder circuit 26 to generate a trapezoidal object C.
An image 62c for interpolation including is obtained. The amplitude (brightness) of the triangular portion of the rectangular portion of this trapezoidal object C is 40%. The broken line shown in the image 62c is
The position of the image 52 (see FIG. 2) is shown.

【0024】内挿用の画像63cを作成するときには、
参照画像51と作成されるべき画像63cの時間間隔T
6 (60分の2秒)に対する駒数変換前の画像51と5
2の周期1/T5 (T5 =24分の1秒)の周期時間積
P=T6 /T5 =0.8であり、動き係数34と差分係
数35はP=0.4の値を、差分動き係数36は1−P
=0.2の値を示すことになる。
When the image 63c for interpolation is created,
Time interval T between the reference image 51 and the image 63c to be created T
Images 51 and 5 before converting the number of frames for 6 (2/60 seconds)
The cycle time product P = T 6 / T 5 = 0.8 of 2 cycles 1 / T 5 (T 5 = 1/24 second), and the motion coefficient 34 and the difference coefficient 35 are values of P = 0.4. And the differential motion coefficient 36 is 1-P
= 0.2.

【0025】画像52を作成するときには、参照画像5
1と作成されるべき画像52の時間間隔T6 (24分の
1秒)は、駒数変換前の画像51と52の時間間隔T5
に等しくT6 =T5 であるから、その周期時間積P=T
6 /T5 =1である。そこで画面周期制御回路15で
は、画像52を作成するのに必要な動き係数34にはP
=1の値を、差分係数35にはP=1の値を、差分動き
係数36には1−P=0の値を出力する。すなわち、図
2で示した動作により画像52が得られ、これが記憶回
路16に記憶されると同時に、次回の処理作業における
参照画像とするべく、画像52が参照画像記憶回路12
にも格納される。
When the image 52 is created, the reference image 5
The time interval T 6 (1/24 second) between the image 1 and the image 52 to be created is the time interval T 5 between the images 51 and 52 before frame number conversion.
Is equal to T 6 = T 5 , so that the periodic time product P = T
6 / T 5 = 1. Therefore, in the screen cycle control circuit 15, P is set as the motion coefficient 34 required to create the image 52.
= 1, the differential coefficient 35 is output as P = 1, and the differential motion coefficient 36 is output as 1-P = 0. That is, the image 52 is obtained by the operation shown in FIG. 2, and the image 52 is stored in the memory circuit 16, and at the same time, the image 52 is used as the reference image in the next processing operation.
Also stored in.

【0026】作成されるべき画像が内挿用の画像64c
である場合には参照画像には画像52が使用され、動き
ベクトル31として図5の31−2が使用される。この
とき、参照画像52と作成されるべき内挿用の画像64
cの時間間隔T6 (120分の1秒)と駒数変換前の画
像52と53の時間間隔T5 (24分の1秒)の周期時
間積Pは、P=T6 /T5 =0.2である。そこで画面
周期制御回路15では、内挿用の画像64cを作成する
ための動き係数34にはP=0.2の値を、差分係数3
5にはP=0.2の値を、差分動き係数36には1−P
=0.8の値を出力する。
The image to be created is the image 64c for interpolation.
5 is used as the reference image, and 31-2 in FIG. 5 is used as the motion vector 31. At this time, the reference image 52 and the interpolation image 64 to be created
The cyclic time product P of the time interval T 6 of c (1/120 second) and the time interval T 5 (1/24 second) of the images 52 and 53 before frame number conversion is P = T 6 / T 5 = It is 0.2. Therefore, in the screen cycle control circuit 15, the value of P = 0.2 is set as the motion coefficient 34 for creating the image 64c for interpolation, and the difference coefficient 3
5 is a value of P = 0.2, and the differential motion coefficient 36 is 1-P.
= 0.8 is output.

【0027】他の画像53〜55や65c〜70cも同
様にして作成される。これらの画像が連続して毎秒60
フィールド出力されるから、図5の直線の矢印122の
示すように滑らかな動きをする動画像が受信機側におい
て得られる。
The other images 53 to 55 and 65c to 70c are similarly created. These images are continuous 60 times per second
Since the field output is performed, a moving image having a smooth motion as shown by the straight line arrow 122 in FIG. 5 is obtained at the receiver side.

【0028】以上の説明では、理解を容易にするために
物体の動きを伝送し、駒数変換して再生する場合を説明
したが、実際の装置においては、画面を多くの小さな部
分に分割し、それぞれの部分の動きベクトルが伝送され
るが、それぞれの部分についての動作は上述したものに
同じである。
In the above description, the movement of the object is transmitted for ease of understanding, and the number of frames is converted and reproduced. However, in an actual device, the screen is divided into many small parts. , The motion vector of each part is transmitted, but the operation for each part is the same as described above.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるならば、動きベクトルを用いた動き補償型画像圧
縮により駒数変換前の画像を受けて、内挿処理により、
伸長された滑らかな動きをする駒数変換後の画像を簡単
な回路で実現することができる。したがって、本発明の
効果は極めて大きい。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the image before the conversion of the number of frames is received by the motion compensation type image compression using the motion vector, and the interpolation processing is performed.
The stretched and smooth-moved image after the conversion of the number of frames can be realized by a simple circuit. Therefore, the effect of the present invention is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の装置を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an apparatus of the present invention.

【図2】図1に示した装置における画像処理の様子を説
明するための画像処理図である。
FIG. 2 is an image processing diagram for explaining a state of image processing in the apparatus shown in FIG.

【図3】図2とともに図1に示した装置における画像処
理の様子を説明するための画像処理図である。
FIG. 3 is an image processing diagram for explaining a state of image processing in the apparatus shown in FIG. 1 together with FIG.

【図4】従来の2−3変換方式による画像処理の様子を
説明するための画像処理図である。
FIG. 4 is an image processing diagram for explaining a state of image processing by a conventional 2-3 conversion method.

【図5】従来の動き補償型の変換方式による画像処理の
様子を説明するための画像処理図である。
FIG. 5 is an image processing diagram for explaining a state of image processing by a conventional motion compensation conversion method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 入力端子 9 出力端子 11 画像復元回路 12 参照画像記憶回路 13,14 動き補償回路 15 画面周期制御回路 16 記憶回路 21〜23 乗算回路 26 加算回路 31 動きベクトル 32 差分画像 34 動き係数 35 差分係数 36 差分動き係数 37 参照画像用動きベクトル 38 振幅補償後の差分画像 39 差分動きベクトル 41 動き補償後の参照画像 42 動き補償後の差分画像 51〜55,61〜71 画像 121〜123 矢印 A〜C 物体 5 Input Terminal 9 Output Terminal 11 Image Restoration Circuit 12 Reference Image Storage Circuit 13, 14 Motion Compensation Circuit 15 Screen Cycle Control Circuit 16 Storage Circuit 21-23 Multiplier Circuit 26 Addition Circuit 31 Motion Vector 32 Difference Image 34 Motion Coefficient 35 Difference Coefficient 36 Differential motion coefficient 37 Motion vector for reference image 38 Differential image after amplitude compensation 39 Differential motion vector 41 Reference image after motion compensation 42 Differential image after motion compensation 51-55, 61-71 Image 121-123 Arrows A-C Object

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂口 俊文 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 進藤 朋行 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 (72)発明者 綿谷 由純 東京都渋谷区代々木4丁目36番19号 株式 会社グラフィックス・コミュニケーショ ン・ラボラトリーズ内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshifumi Sakaguchi 4-36-19 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo Within Graphics Communications Laboratories, Inc. (72) Inventor Tomoyuki Shindo 4-36 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo No. 19 in Graphics Communications Laboratories, Inc. (72) Inventor Yusumi Wataya 4-36-19 Yoyogi, Shibuya-ku, Tokyo Within Graphics Communications Laboratories, Inc.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 参照画像と次回の動作においては前記参
照画像ともなり得る圧縮画像との間の動きベクトル(3
1)を含む動き補償型圧縮された画像情報を受けて、伸
長された再生画像を得る駒数変換機能を有する画像信号
処理装置において、 前記参照画像と前記圧縮画像の周期(1/T5 )と前記
参照画像と前記再生されるべき画像の時間間隔(T6
とから所定の係数(34)を得て制御するための画面周
期制御手段(15)と、 前記所定の係数を前記動きベクトルに乗じて参照画像用
動きベクトル(37)を得るための参照画像用動きベク
トル乗算手段(21)と、 前記参照画像を前記参照画像用動きベクトルを用いて動
き補償した参照画像を前記再生画像として得る手段(1
2,13)とを含む駒数変換機能を有する画像信号処理
装置。
1. A motion vector (3) between a reference image and a compressed image which may also be the reference image in the next operation.
In an image signal processing device having a function of converting the number of frames to obtain a decompressed reproduced image by receiving motion-compensated compressed image information including 1), a cycle (1 / T 5 ) of the reference image and the compressed image And the time interval between the reference image and the image to be reproduced (T 6 ).
And a screen period control means (15) for obtaining and controlling a predetermined coefficient (34) from, and a reference image for obtaining a reference image motion vector (37) by multiplying the motion vector by the predetermined coefficient. Motion vector multiplication means (21), and means (1) for obtaining a reference image, which has been motion-compensated using the reference image motion vector, as the reproduced image.
2, 13) and an image signal processing device having a function of converting the number of frames.
【請求項2】 参照画像と次回の動作においては前記参
照画像ともなり得る圧縮画像との間の動きベクトル(3
1)および差分画像(32)を含む動き補償型圧縮され
た画像情報を受けて、伸長された再生画像を得る駒数変
換機能を有する画像信号処理装置において、 前記参照画像と前記圧縮画像の周期(1/T5 )と前記
参照画像と前記再生されるべき画像の時間間隔(T6
とから所定の係数(34,35)を得て制御するための
画面周期制御手段(15)と、 前記所定の係数を前記動きベクトルに乗じて参照画像用
動きベクトル(37)を得るための参照画像用動きベク
トル乗算手段(21)と、 前記参照画像を前記参照画像用動きベクトルを用いて動
き補償した動き補償後の参照画像(41)を得る手段
(13)と、 前記所定の係数を前記差分画像に乗じて振幅補償後の差
分画像(38)を得るための差分画像乗算手段(22)
と、 前記動き補償後の参照画像と前記振幅補償後の差分画像
とを加算して前記再生画像を得るための加算手段(2
6)とを含む駒数変換機能を有する画像信号処理装置。
2. A motion vector (3) between a reference image and a compressed image which may also be the reference image in the next operation.
1) and a motion compensation type image information including a differential image (32), and an image signal processing device having a function of converting the number of frames to obtain a decompressed reproduced image, the cycle of the reference image and the compressed image. (1 / T 5 ) and the time interval (T 6 ) between the reference image and the image to be reproduced
And a screen period control means (15) for obtaining and controlling a predetermined coefficient (34, 35) from the reference, and a reference for multiplying the motion vector by the predetermined coefficient to obtain a reference image motion vector (37). Image motion vector multiplication means (21), means (13) for obtaining a motion-compensated reference image (41) in which the reference image is motion-compensated using the reference image motion vector, and the predetermined coefficient Difference image multiplication means (22) for multiplying the difference image to obtain a difference image (38) after amplitude compensation
And an addition unit (2) for adding the motion-compensated reference image and the amplitude-compensated difference image to obtain the reproduced image.
6) An image signal processing device having a function of converting the number of frames including
【請求項3】 参照画像と次回の動作においては前記参
照画像ともなり得る圧縮画像との間の動きベクトル(3
1)および差分画像(32)を含む動き補償型圧縮され
た画像情報を受けて、伸長された再生画像を得る駒数変
換機能を有する画像信号処理装置において、 前記参照画像と前記圧縮画像の周期(1/T5 )と前記
参照画像と前記再生されるべき画像の時間間隔(T6
とから所定の係数(34,36)を得て制御するための
画面周期制御手段(15)と、 前記所定の係数を前記動きベクトルに乗じて参照画像用
動きベクトル(37)を得るための参照画像用動きベク
トル乗算手段(21)と、 前記参照画像を前記参照画像用動きベクトルを用いて動
き補償後の参照画像(41)を得る手段(12,13)
と前記所定の係数を前記動きベクトルに乗じて前記差分
画像を移動せしめるための差分動きベクトル(39)を
得るための差分動きベクトル乗算手段(23)と、 前記差分画像を前記差分動きベクトルを用いて動き補償
した動き補償後の差分画像(42)を得るための差分画
像動き補償手段(14)と、 前記動き補償後の参照画像(41)と前記動き補償後の
差分画像(42)とを加算して前記再生画像を得るため
の加算手段(26)とを含む駒数変換機能を有する画像
信号処理装置。
3. A motion vector (3) between a reference image and a compressed image which may also be the reference image in the next operation.
1) and a motion compensation type image information including a differential image (32), and an image signal processing device having a function of converting the number of frames to obtain a decompressed reproduced image, the cycle of the reference image and the compressed image. (1 / T 5 ) and the time interval (T 6 ) between the reference image and the image to be reproduced
And a screen cycle control means (15) for obtaining and controlling a predetermined coefficient (34, 36) from, and a reference for multiplying the motion vector by the predetermined coefficient to obtain a reference image motion vector (37). Image motion vector multiplication means (21), and means (12, 13) for obtaining a reference image (41) after motion compensation of the reference image using the reference image motion vector.
And a difference motion vector multiplication means (23) for obtaining the difference motion vector (39) for moving the difference image by multiplying the motion vector by the predetermined coefficient, and the difference image using the difference motion vector. A difference image motion compensating means (14) for obtaining a motion compensated difference image (42) which has been subjected to motion compensation, a reference image (41) after the motion compensation and a difference image (42) after the motion compensation. An image signal processing apparatus having a function of converting the number of frames including an adding means (26) for adding to obtain the reproduced image.
【請求項4】 参照画像と次回の動作においては前記参
照画像ともなり得る圧縮画像との間の動きベクトル(3
1)および差分画像(32)を含む動き補償型圧縮され
た画像情報を受けて、伸長された再生画像を得る駒数変
換機能を有する画像信号処理装置において、 前記参照画像と前記圧縮画像の周期(1/T5 )と前記
参照画像と前記再生されるべき画像の時間間隔(T6
との積である周期時間積(P=T6 /T5 )を得て、前
記周期時間積から前記参照画像を動き補償するための参
照画像用動きベクトル(37)を得るための参照画像用
動き係数(34)を得て出力し、前記周期時間積から前
記差分画像の振幅を補償して振幅補償後の差分画像(3
8)を得るための差分係数(35)を得て出力し、前記
周期時間積から前記差分画像を動き補償する差分動きベ
クトル(39)を得るための差分動き係数(36)を得
て出力する画面周期制御手段(15)と、 前記動きベクトルに前記参照画像用動き係数を乗じて前
記参照画像用動きベクトルを得るための参照画像用動き
ベクトル乗算手段(21)と、 前記差分画像に前記差分係数を乗じて前記振幅補償後の
差分画像を得るための差分画像乗算手段(22)と、 前記動きベクトルに前記差分動き係数を乗じて前記差分
動きベクトルを得るための差分動きベクトル乗算手段
(23)と、 前記参照画像を前記参照画像用動きベクトルを用いて動
き補償した動き補償後の参照画像(41)を得るための
参照画像動き補償手段(13)と、 前記振幅補償後の差分画像を前記差分動きベクトルを用
いて動き補償した動き補償後の差分画像(42)を得る
ための差分画像動き補償手段(14)と、 前記動き補償後の参照画像(41)と前記動き補償後の
差分画像(42)とを加算して前記再生画像を出力する
ための加算手段(26)とを含む駒数変換機能を有する
画像信号処理装置。
4. A motion vector (3) between a reference image and a compressed image which may also be the reference image in the next operation.
1) and a motion compensation type image information including a differential image (32), and an image signal processing device having a function of converting the number of frames to obtain a decompressed reproduced image, the cycle of the reference image and the compressed image. (1 / T 5 ) and the time interval (T 6 ) between the reference image and the image to be reproduced
For a reference image to obtain a reference time motion vector (37) for motion compensation of the reference image from the cycle time product (P = T 6 / T 5 ). A motion coefficient (34) is obtained and output, and the amplitude of the difference image is compensated from the cyclic time product to obtain the difference image (3
8) The difference coefficient (35) for obtaining the difference motion coefficient (35) is obtained and outputted, and the difference motion coefficient (36) for obtaining the difference motion vector (39) for motion compensation of the difference image is obtained and outputted from the cyclic time product. Screen cycle control means (15), reference image motion vector multiplication means (21) for multiplying the motion vector by the reference image motion coefficient to obtain the reference image motion vector, and the difference image to the difference Difference image multiplication means (22) for multiplying a coefficient to obtain the amplitude-compensated difference image, and difference motion vector multiplication means (23) for multiplying the motion vector by the difference motion coefficient to obtain the difference motion vector ), A reference image motion compensation means (13) for obtaining a motion compensated reference image (41) in which the reference image is motion-compensated using the reference image motion vector, and A differential image motion compensating means (14) for obtaining a motion-compensated differential image (42) in which the compensated differential image is motion-compensated using the differential motion vector; and the motion-compensated reference image (41). An image signal processing device having a function of converting the number of frames, including an addition means (26) for adding the motion-compensated difference image (42) and outputting the reproduced image.
【請求項5】 前記参照画像用動き係数(34)が前記
周期時間積(P)に実質的に等しく、 前記差分係数(35)が前記周期時間積(P)に実質的
に等しい請求項4の駒数変換機能を有する画像信号処理
装置。
5. The motion coefficient for reference image (34) is substantially equal to the periodic time product (P), and the difference coefficient (35) is substantially equal to the periodic time product (P). Image signal processing device having the function of converting the number of frames.
【請求項6】 前記差分動き係数(36)が1から前記
周期時間積を引いた値(1−P)に実質的に等しい請求
項4の駒数変換機能を有する画像信号処理装置。
6. An image signal processing apparatus having a frame number conversion function according to claim 4, wherein the differential motion coefficient (36) is substantially equal to a value (1-P) obtained by subtracting the periodic time product from 1.
【請求項7】 前記参照画像用動き係数(34)が前記
周期時間積(P)に実質的に等しく、 前記差分係数(35)が前記周期時間積(P)に実質的
に等しく、 前記差分動き係数(36)が1から前記周期時間積を引
いた値(1−P)に実質的に等しい請求項4の駒数変換
機能を有する画像信号処理装置。
7. The reference image motion coefficient (34) is substantially equal to the periodic time product (P), and the difference coefficient (35) is substantially equal to the periodic time product (P). An image signal processing apparatus having a frame number conversion function according to claim 4, wherein the motion coefficient (36) is substantially equal to a value (1-P) obtained by subtracting the cycle time product from 1.
【請求項8】 前記参照画像と前記圧縮画像の時間間隔
(T5 )が24分の1秒であり、 前記再生画像の時間間隔(T6 )が29.27分の1
秒,30分の1秒,59.94分の1秒および60分の
1秒のうちのいずれかである請求項1,2,3または4
の駒数変換機能を有する画像信号処理装置。
8. The time interval (T 5 ) between the reference image and the compressed image is 1/24 second, and the time interval (T 6 ) between the reproduced images is 1 / 29.27.
5. One of seconds, 1/30 second, 59.94 / second and 1/60 second.
Image signal processing device having the function of converting the number of frames.
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Cited By (7)

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