NL8004312A

NL8004312A - MOTION DETECTION CIRCUIT.

Info

Publication number: NL8004312A
Application number: NL8004312A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1980-07-28
Filing date: 1980-07-28
Publication date: 1982-03-01
Also published as: FR2487617B1; JPS5753190A; GB2080993B; JPH0331037B2; DE3126713A1; GB2080993A; FR2487617A1; DE3126713C2

Description

• - 4 PHN 9814 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.• - 4 PHN 9814 1 N.V. Philips' Incandescent light factories in Eindhoven.

Bewegingsdetectieschakeling.Motion detection circuit.

De uitvinding heeft betrekking op een bewegingsdetectieschakeling voor een geïnterlinieerd televisiesignaal waarin in een vergelij-kingsschakeling informatie van een aantal opvolgende lijnen wordt vergeleken met die van een aantal corresponderende opvolgende lijnen die 5 via een vertragingsschakeling uit de eerstgenoemde informatie wordt verkregen welke vergelij kingsschakeling een uitgangsschakeling heeft voor het verkrijgen van een bewegingsindicatiesignaal.The invention relates to a motion detection circuit for an interlaced television signal in which information of a number of successive lines is compared in a comparison circuit with that of a number of corresponding successive lines which is obtained via a delay circuit from the first information, which comparison circuit has an output circuit. to obtain a motion indication signal.

Uit Revue de Radio-diffusion-têlêvision, april/mei 1978, pagina's 35-42 is een bewegingsdetectieschakeling van de bovengenoemde 10 soort bekend waarin de vertragingsschakeling een beeldvertragingsschake-ling is en waarbij in de vergelijkingsschakeling de informatie van enkele in tijd opeenvolgende lijnen wordt vergeleken met de informatie van enkele corresponderende in tijd opeenvolgende lijnen van een vorig beeld.Revue de Radio-diffusion-têlêvision, April / May 1978, pages 35-42 discloses a motion detection circuit of the above-mentioned type in which the delay circuit is an image delay circuit and in the comparison circuit the information of a few time-consecutive lines is compared with the information of some corresponding time-consecutive lines of a previous image.

De uitvinding heeft ten doel een besparing op schakelings-15 elementen te verkrijgen.The object of the invention is to obtain a saving on circuit elements.

Een bewegingsdetectieschakeling van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding heeft daarom tot kenmerk, dat de vertragingsschakeling een rastervertragingsschakeling is terwijl de vergeli jkingsschakeling is ingericht voor het vergelijken van informatie van een aan-20 tal in positie opvolgende beeldlijnen met hun in positie voorafgaande terwijl met de uitgangsschakeling een tekenwisselingsdetectieschakeling is gekoppeld zodat een bewegingsdetectiesignaal vrijwel alleen kan ontstaan bij een tekenwisseling van de verschillen in informatie van in positie opvolgende lijnen met hun in positie voorgaande.A motion detection circuit of the type mentioned in the preamble according to the invention is therefore characterized in that the delay circuit is a frame delay circuit, while the comparison circuit is arranged for comparing information of a number of position-following image lines with their position-ahead positions while a sign change detection circuit is coupled to the output circuit so that a motion detection signal can be generated almost only upon a sign change of the differences in information of position-following lines with their position-previous ones.

25 Door het toepassen van een tékenwisselingsdetectieschakeling kan met een rastervertragingsschakeling in plaats van een beeldvertragings-schakeling worden volstaan hetgeen een aanzienlijke besparing aan schake-lingselementen oplevert en verder ook een toepassing gunstig maakt in die schakelingen waarin voor andere doeleinden een rastergeheugen wordt ge-30 bruikt zoals bijvoorbeeld in interpolatieschakelingen voor lijnentalverdub-belaars.By using a signaling detection circuit, a frame delay circuit instead of an image delay circuit is sufficient, which results in a considerable saving in circuit elements and furthermore also makes an application favorable in those circuits in which a frame memory is used for other purposes. as, for example, in interpolation circuits for line velocity doublers.

De uitvinding zal nu aan de hand van de tekening met een uitvoer ingsvoorbeeld worden toegelicht.The invention will now be elucidated on the basis of the drawing with an exemplary embodiment.

8004312 ν'- „ ·»ν ΕΗΝ 9814 28004312 ν'- "·» ν ΕΗΝ 9814 2

In de tekening illustreert:In the drawing illustrates:

Fig. 1 met een blokschema een bewegingsdetectieschakeling volgens de uitvinding enFig. 1 shows a motion detection circuit according to the invention with a block diagram and

Fig. 2 met een schets het verschijnsel waarvan in een schake-5 ling volgens de uitvinding gebruik wordt gemaakt.Fig. 2 with a sketch the phenomenon which is used in a circuit according to the invention.

In Fig. 1 wordt aan een ingang 3 van een rastervertragings-schakeling 5 een geïnterlinieerd televisiesignaal toegevoerd waarvan op elk moment moet worden geconstateerd of er in een met dit televisiesignaal weergegeven beeld een verplaatsing is opgetreden van een weerge-10 geven object. In Fig. 2 is een dergelijk object weergegeven in de vorm van een wit vlak op een donkere achtergrond dat tijdens het ene raster van een beeld de positie I inneemt en tijdens het volgende raster de positie II.In FIG. 1, an interlaced television signal is applied to an input 3 of a frame delay circuit 5, it must be ascertained at any time whether an object has been displaced in an image reproduced with this television signal. In FIG. 2, such an object is shown in the form of a white area on a dark background which occupies position I during one frame of an image and position II during the next frame.

De rastervertragingsschakeling 5 heeft een uitgang 7 waar-15 aan het ingangssignaal onvertraagd en een uitgang 9 waaraan het ingangssignaal over een rastertijd min een halve lijntijd (R-^L) vertraagd verschijnt.The frame delay circuit 5 has an output 7 at which the input signal is delayed and an output 9 at which the input signal appears delayed over a frame time minus half a line time (R-L).

In Fig. 2 is in een hoek van het verplaatste object een deel van een aantal beeldlijnen geschetst waarvan een informatie B uit een 20 lijn met een naar positie in een beeld optredend rangnunmer n-1 optreedt aan de uitgang 7 en een informatie A uit een lijn met een naar positie in een beeld optredend rangnunmer n aan de uitgang 9 van de vertragings-schakeling 5.In FIG. 2, in a corner of the displaced object, a part of a number of image lines is sketched, of which an information B from a line with a rank n-1 occurring in position in an image occurs at the output 7 and an information A from a line with a position number n at the output 9 of the delay circuit 5.

De uitgang 7 respectievelijk 9 van de vertragingsschakeling 25 5 is verbonden met een ingang 11 respectievelijk 13 van een vergelij-kingsschakeling 15 die een drietal aftrekschakelingen 17, 19, 21 bevat. Van de aftrekschakeling 17 zijn een tweetal ingangen verbonden met de ingangen 11 respectievelijk 13 van^^g^ijkingsschakeling 15. Aan een met een uitgang van de aftrek/17 verbonden uitgang 23 van de verso gelijkingsschakeling 15 ontstaat het verschil A-B van de informatie uit de beeldlijnen n en n-1.The output 7 and 9 of the delay circuit 25 is connected to an input 11 and 13, respectively, of a comparison circuit 15 which contains three subtraction circuits 17, 19, 21. Two inputs of the subtractor circuit 17 are connected to the inputs 11 and 13 respectively of calibration circuit 15. At an output 23 of the comparator circuit 15 connected to an output of the subtractor 17, the difference AB of the information from the image lines n and n-1.

De aftrekschakeling 19 heeft een ingang die rechtstreeks aan de ingang 11 van de vergelijkingsschakeling 15 ligt en een ingang die via een vertragingsleiding 25 met een vertraging van een lijntijd (L) 35 met de ingang 13 is verbonden. Aan de verbinding van deze vertragingsleiding 25 met de ingang van de aftrekschakeling 19 ontstaat een informatie C uit een in Fig. 2 aangegeven lijn met een naar positie in een beeld optredend rangnunmer n-2. Aan een met een uitgang van de aftrek- 8004312 t v'V -V* PHN 9814 3 schakeling 19 verbonden uitgang 27 van de vergelijkingsschakeling 15 ontstaat het verschil B-C van de informatie uit de beeldlijnen n-1 en n-2.The subtractor 19 has an input which is directly connected to the input 11 of the comparator 15 and an input which is connected to the input 13 via a delay line 25 with a delay of a line time (L) 35. At the connection of this delay line 25 to the input of the subtracting circuit 19, an information C from a data shown in FIG. 2 line with a rank number n-2 occurring in a picture position. The difference B-C of the information from the picture lines n-1 and n-2 arises at an output 27 of the comparison circuit 15 connected to an output 27 of the comparative circuit 15 connected to an output of the subtractor 8004312.

De aftrekschakeling 21 heeft een ingang die via de vertra-gingsleiding 25 is verbonden met de ingang 13 en een verdere ingang die 5 via een vertragingsleiding 29 met een vertraging van een lijntijd (L) is verbonden met de ingang 11 van de vergelijkingsschakeling 15. Via de vertragingsleiding 29 wordt aan de betreffende ingang van de aftrekschakeling 21 een informatie D geleverd uit een lijn met een in fig. 2 aangegeven naar positie in een beeld overeenkomend rangnummer n-3. Aan 10 een met een uitgang van de aftrekschakeling 21 verbonden uitgang 31 van de vergelijkingsschakeling 15 ontstaat het verschil C-D van de informatie uit de beeldlijnen n-2 en n-3.The subtractor 21 has an input which is connected via the delay line 25 to the input 13 and a further input which is connected via a delay line 29 with a delay of a line time (L) to the input 11 of the comparison circuit 15. Via the delay line 29 is supplied to the relevant input of the subtracting circuit 21 of an information D from a line with a position number n-3 corresponding to position in an image indicated in Fig. 2. The difference C-D of the information from the picture lines n-2 and n-3 arises at an output 31 of the comparison circuit 15 connected to an output of the subtracting circuit 21.

De beeldlijnen n en n-2 in Fig.. 2 treden op in het raster waarin het weergegeven object de positie I inneemt en zijn dus lijnen 15 die de donkere achtergrond weergeven. De beeldlijnen n-1 en n-3 treden op in het raster waarin het weergegeven object de positie II inneemt en zijn dus lijnen die in het gebied van het object helder zijn. In een tweetal deelgebieden 33 en 35 zijn de lijnen n, n-1, n-2 en n-3 dus afwisselend donker, helder, donker en helder hetgeen in fig. 2 is weergege-2o ven met 0, 1, 0, 1. De verschillen A-B, B-C en C-D aan de uitgangen 23, 27 en 31 van de vergelijkingsschakeling 15 zijn dus achtereenvolgens -1, +1 en -1 en vertonen dus in het verplaatsingsgebied zowel bij horizontale als verticale verplaatsingen een polariteits- of tekenwisseling.The image lines n and n-2 in Fig. 2 appear in the grid in which the displayed object occupies the position I and are thus lines 15 representing the dark background. The image lines n-1 and n-3 appear in the grid in which the displayed object occupies the position II and are thus lines that are clear in the area of the object. In two subareas 33 and 35 the lines n, n-1, n-2 and n-3 are therefore alternately dark, clear, dark and clear, which is shown in Fig. 2 with 0, 1, 0, 1 The differences AB, BC and CD at the outputs 23, 27 and 31 of the comparator circuit 15 are thus successively -1, +1 and -1 and thus exhibit a polarity or sign change in the displacement region both in horizontal and vertical displacements.

De uitgangen 23, 27 en 31 van de vergelijkingsschakeling 25 15 zijn verbonden met ingangen 37 respectievelijk 39 van een uitgangs-schakeling 42. Deze ingangen 37, 39, 41 liggen aan een ingang 43 respectievelijk 45, 47 van een begrenzer 49 respectievelijk 51, 53 en aan een ingang 55 respectievelijk 57, 59 van een vermenigvuldiger €1 respectievelijk 63, 65.The outputs 23, 27 and 31 of the comparator circuit 15 are connected to inputs 37 and 39 respectively of an output circuit 42. These inputs 37, 39, 41 are connected to an input 43 and 45, 47 respectively of a limiter 49 and 51, 53 respectively. and at an input 55 and 57, 59 of a multiplier € 1 and 63, 65 respectively.

30 Aan een uitgang 67 respectievelijk 69, 71 van de begrenzer 49 respectievelijk 51, 53 ontstaat een tekensignaal S I A-b] respectieve-lijk S [b-C^ S £c-Djdat het teken van het verschil A-B respectievelijk B-C, C-D weergeeft. De tekensignalen aan de uitgangen 67 respectievelijk 69, 71 worden toegevoerd aan een verdere ingang 73 respectievelijk 75, 77 35 van de vermenigvuldiger 61 respectievelijk 63, 65 en aan een uitgang 79 respectievelijk 81, 83 van de uitgangsschakeling 42.At a output 67 and 69, 71 of the limiter 49 and 51, 53, a sign signal S I A-b] and S [b-C ^ S £ c-Dj respectively is produced, which indicates the sign of the difference A-B or B-C, C-D. The signaling signals at the outputs 67 and 69, 71 respectively are applied to a further input 73 and 75, 77 35 of the multiplier 61 and 63, 65 respectively, and to an output 79 and 81, 83 of the output circuit 42, respectively.

Aan een uitgang 85 respectievelijk 87, 89 van de vermenigvuldiger 61 respectievelijk 63, 65 ontstaat daardoor de absolute waarde 800 43 12 EHN 9814 4 |a-b| respectievelijk |b-c| , |c-d| van het signaal aan de ingang 55 respectievelijk 57, 59. Zoals uit Fig. 2 en het voorgaande duidelijk zal zijn vertoont deze absolute waarde in het verplaatsingsgebied een van nul afwijkende waarde.This produces the absolute value 800 43 12 EHN 9814 4 | a-b | at an output 85 and 87, 89 of the multiplier 61 and 63, 65 respectively. | b-c | respectively , | c-d | of the signal at input 55 and 57, 59, respectively. As shown in FIG. 2 and it will be clear from the foregoing, this absolute value in the displacement area has a value deviating from zero.

5 In een drietal dreirpelschakelingen 91 respectievelijk 93, 95, waarvan een ingang 97 respectievelijk 99, 101 aan de uitgang 85 respectievelijk 87, 89 van de vermenigvuldiger 61 respectievelijk 63, 65 ligt, wordt onderzocht of deze van nul afwijkende waarde een zekere dremr* pelwaarde overschrijdt die wordt bepaald door een met een verdere in-10 gang 103 respectievelijk 105, 107 van de drempelschakeling 91 respectievelijk 93, 95 verbonden drempelwaardebron 109. Een uitgang 111 respectively k 113, 115 van de drempelschakeling 91 respectievelijk 93, 95 ligt aan een corresponderende ingang van een EN-pocrt 117 waarvan een uitgang met een ingang van een EN-poort 119 is verbonden.5 In three three-circuit circuits 91 and 93, 95, of which an input 97 and 99, 101 respectively is located at the output 85 and 87, 89 of the multiplier 61 and 63, 65 respectively, it is examined whether this value deviating from zero has a certain threshold value. exceeds that determined by a threshold source 109 connected to a further input 103 and 105, 107 of the threshold circuit 91 and 93, 95 respectively. An output 111 and k 113, 115 of the threshold circuit 91 and 93, 95 respectively is connected to a corresponding input of an EN point 117, an output of which is connected to an input of an AND gate 119.

15 De EN-poort 117 geeft een signaal logisch één af aan de EN- poort 119 als de drie dreirpelschakelingen 91, 93, 95 een overschrijding van de drempelwaarde hebben gemeten hetgeen in signalen in het bewegings-gebied het geval is.The AND gate 117 outputs a signal logic one to the AND gate 119 when the three trip circuits 91, 93, 95 have measured an exceeding of the threshold value, which is the case in signals in the motion area.

Met de uitgang 79 respectievelijk 81, 83 van de uitgangsscha-20 keling 42 is een ingang 121 respectievelijk 123, 125 van een tekenwisse-lingsdetectieschakeling 126 verbonden. In de tekenwisselingsdetectie-schakeling 126 ligt de ingang 121 aan een ingang van een exelusief-OF-pcort 127 waarvan een andere ingang met de ingang 123 en met een ingang van een verdere exclusief-OF-pcort 129 is verbonden waarvan weer een 25 verdere ingang aan de ingang 125 ligt. De uitgangen van de exclusief-OF-poorten 127, 129 liggen aan corresponderende ingangen van een EN-poort 131 waarvan een uitgang via een uitgang 133 van de tekenwisselingsdetec-tieschakeling 126 en een ingang 135 van de uitgangsschakeling 42 aan een verdere ingang van de EN-poort 119 ligt. De uitgang van de EN-poort 119 30 ligt aan een uitgang 137 van de schakeling waaraan ter plaatse van beweging in het beeld een signaal ontstaat dat logisch een is.Inputs 121 and 123, 125 of a sign change detection circuit 126 are connected to output 79 and 81, 83 of output circuit 42, respectively. In the sign change detection circuit 126, the input 121 is connected to an input of an exclusive-OR port 127, another input of which is connected to the input 123 and to an input of a further exclusive-OR port 129, of which a further input is at entrance 125. The outputs of the exclusive-OR gates 127, 129 are connected to corresponding inputs of an AND gate 131, an output of which is output via an output 133 of the sign switching detection circuit 126 and an input 135 of the output circuit 42 at a further input of the AND port 119 is located. The output of AND gate 11930 is connected to an output 137 of the circuit on which a signal is generated which is logically one at the location of movement in the image.

De exclusief-OF-poorten geven namelijk een signaal af dat logisch een is als aan één van hun ingangen een signaal wordt toegevoerd dat logisch een is en aan de andere ingang een logisch nul signaal 35 wordt toegevoerd. Zijn de signalen aan de ingangen 121, 123, 125 in die volgorde afwisselend logisch nul een en nul, zoals in het bewegings-gebied bij de geschetste situatie van fig. 2 het geval is, dan geven beide exclusief-OF-poorten 127, 129 een signaal logisch één af en dus 8004312 t 'T' -»? H3N 9814 5 ook de EN-poort 131 en omdat in het bewegingsgebied ook de EN-pcort 117 een logisch -één-signaal af geeft, wordt de uitgang 137 van de uitgangs-schakeling logisch één in het bewegingsgebied zodat aan de uitgang 137 een bewegingsindicatiesignaal ontstaat.Namely, the exclusive-OR gates output a logic one signal when one of their inputs is supplied with a logic one and a logic zero signal is applied to the other input. If the signals at the inputs 121, 123, 125 are in that order alternating logic zero one and zero, as is the case in the motion area in the sketched situation of fig. 2, then both exclusive-OR gates 127, 129 a signal logically one and thus 8004312 t 'T' - »? H3N 9814 5 also the AND gate 131 and since the AND pcort 117 also emits a logic-one signal in the motion area, the output 137 of the output circuit becomes logic one in the motion area, so that at the output 137 a motion indication signal arises.

5 Omdat, dit bewegingsindicatiesignaal zowel bij horizontale als bij vertikale verplaatsing in het bewegingsgebied ontstaat is er geen afzonderlijke detectie voor beide richtingen vereist.Since this motion indication signal arises both in horizontal and vertical displacement in the motion area, no separate detection is required for both directions.

In het gegeven uitvoer ingsvoorbeeld werd voor elke drempel-schakeling 91, 93, 95 dezelfde drempelwaarde genomen. Het zal duidelijk 10 zijn dat deze desgewenst verschillend kunnen worden genomen.In the given exemplary embodiment, the same threshold value was taken for each threshold circuit 91, 93, 95. It will be clear that these can be taken differently if desired.

Ofschoon het aantal in positie opvolgende beeldlijnen dat voor de bewegingsdetectie wordt beschouwd in dit geval vier is genomen, zal het duidelijk zijn dat een minimum aantal van drie vereist is en dat het aantal desgewenst groter dan vier genomen kan worden.Although the number of position-following image lines considered for the motion detection is taken four in this case, it will be understood that a minimum number of three is required and that the number may be taken larger than four if desired.

15 Desgewenst kan ook in horizontale richting het aantal beeld punten worden vergroot dat voor de bewegingsdetectie wordt beschouwd.If desired, the number of image points considered for the motion detection can also be increased horizontally.

Daartoe kan bijvoorbeeld aan de uitgang 137 een schakeling worden opge-ncmen die een logisch één signaal afgeeft als een gewenst aantal opeenvolgende beeldpunten een logisch één signaal aan de uitgang 137 ver-20 oorzaken.For this purpose, for example, a circuit can be included at the output 137 which produces a logic one signal if a desired number of consecutive pixels causes a logic one signal at the output 137.

Het zal verder duidelijk zijn dat desgewenst deelschakelingen van een andere samenstelling kunnen worden toegepast als de grondgedachte van de uitvinding wordt uitgevoerd die berust op het kunnen toepassen van een rastervertraging als een tekenwisselingsdetectieschake-25 ling wordt gebruikt.It will further be appreciated that, if desired, partial circuits of a different composition may be employed if the rationale of the invention is performed which is based on being able to apply a frame delay when a sign change detection circuit is used.

Als rastervertraging kan desgewenst ook een rastertijd plus een halve lijntijd (R+hL) worden gencmen als de vergelijkingsschake-ling 15 daaraan wordt aangepast zodat weer een vergelijking van de informatie uit in positie opvolgende beeldlijnen wordt verkregen.If desired, a frame time plus a half line time (R + hL) can also be taken as a frame delay if the comparison circuit 15 is adapted thereto, so that again a comparison of the information from image lines following in position is obtained.

30 35 800431230 35 8004312

Claims

1. Motion detecting circuit for an interlaced television signal in which in a comparison circuit information of a number of successive lines is compared with that of a number of corresponding successive lines which is obtained via a delay circuit from the first-mentioned information, which comparator has an output circuit for obtaining a movement indication signal, characterized in that the delay circuit is a frame delay circuit, while the comparison circuit is arranged for comparing information of a number of image lines succeeding in position 10 with hm in position prior to, while a signal switching detection circuit is coupled to the output circuit so that a motion detection signal can be produced almost alone with a sign change of the differences in information of consecutive lines with hm / previous position.

Motion detection circuit according to claim 1, characterized in that the frame delay circuit has a delay of a frame time minus half a line time.

Motion detection circuit according to claim 1 or 2, characterized in that the sign switching detection circuit comprises at least one gate circuit with an exclusive-OR function. 25 30 8004312 35