JP2003047011A - Motion correcting circuit using motion vector - Google Patents

Motion correcting circuit using motion vector

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JP2003047011A
JP2003047011A JP2001229443A JP2001229443A JP2003047011A JP 2003047011 A JP2003047011 A JP 2003047011A JP 2001229443 A JP2001229443 A JP 2001229443A JP 2001229443 A JP2001229443 A JP 2001229443A JP 2003047011 A JP2003047011 A JP 2003047011A
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motion
motion vector
field
signal
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Tatsuro Yamauchi
達郎 山内
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Shibasoku Co Ltd
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Shibasoku Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the distortion of an interpolated image caused by sensing erroneously motion vectors, when sensing the motion vectors of image signals and performing motion correction of the image by using the sensed motion vectors. SOLUTION: When dividing a digitized image signal into blocks each of which comprises m pixels × n lines (m and n are integers) to sense a motion vector by using the block as a unit, first and second motion vector sensing circuits 4, 6 are operated independently of each other by using a signal A of a certain field and a signal B of another field separated from the field by at least one field to perform the sensing of the motion vectors in two directions. In this case, the first motion vector sensing circuit 4 senses a motion vector by using the field of the signal A as a reference, and the second motion vector sensing circuit 6 senses a motion vector by using the field of the signal B as a reference. By using these two kinds of sensed motion vectors, an interpolating circuit 12 performs the interpolating processing of a dynamic image.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、テレビジョン信号
において、動画像の動きの大きさ及び方向、即ち動きベ
クトルを検出し、検出した動きベクトルを用いて動き補
正を行う方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting the magnitude and direction of motion of a moving image, that is, a motion vector in a television signal, and performing a motion correction using the detected motion vector.

【0002】[0002]

【従来の技術】動きベクトルはテレビジョン信号の高能
率符号化におけるフレーム間符号化効率を向上させる際
や、テレビジョン方式の変換におけるフィールド数の変
換による動きの不連続性を軽減する際に用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Motion vectors are used to improve interframe coding efficiency in high-efficiency coding of television signals and to reduce motion discontinuity due to conversion of the number of fields in television conversion. Has been.

【0003】一般的な動きベクトル検出方法は、テレビ
ジョン信号をm画素×nライン(m、nは整数)のブロ
ックに細分化した後に、ブロック毎に動きベクトルを検
出する方法であり、特開昭55−162683号公報及
び特開昭55−162684号公報に開示されているパ
ターンマッチング法や、特開昭60−158786号公
報に記載されている反復勾配法などが良く知られてい
る。
A general motion vector detection method is a method of detecting a motion vector for each block after subdividing a television signal into blocks of m pixels × n lines (m and n are integers). The pattern matching method disclosed in JP-A-55-162683 and JP-A-55-162688, and the iterative gradient method described in JP-A-60-158786 are well known.

【0004】更に、反復勾配法を用いた動きベクトルの
検出精度を向上させるために、初期変位ベクトルを用い
たものが、例えば特開昭62−206980号公報に記
載されている。
Further, in order to improve the detection accuracy of the motion vector using the iterative gradient method, the one using the initial displacement vector is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-206980.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した動きベクトル
を用いた動き補正処理の代表的なものとして、テレビジ
ョン方式変換におけるフィールド数の変換のための動き
内挿処理がある。このような動きベクトルを用いた動き
内挿処理において最も問題となるのは、動きベクトル検
出の該検出による画像の歪みである。
A typical example of the motion correction process using the motion vector described above is a motion interpolation process for converting the number of fields in the television system conversion. The most problematic point in the motion interpolation process using such a motion vector is image distortion due to the motion vector detection.

【0006】例えば、順次の2フィールド間で動きベク
トルを検出する場合に、その一方を基準フィールドと
し、それから他方のフィールドを探求して動きベクトル
を検出する方法では、図6(a)に示す前フィールドF
pの信号に対して、図6(b)に示す現フィールドFc
の信号の動きベクトルを検出する場合に、静止画Sの背
景Bが動いた領域Zにおいては、正確な動きベクトルは
検出できない。その理由は、動きベクトルは動いた信号
が次のフィールドに存在する場合にのみ検出でき、領域
Zのように静止画Sの背部から出現した信号は前フィー
ルドFpには存在しないためであり、動きベクトルの検
出は不可能となる。
For example, in the case of detecting a motion vector between two consecutive fields, one of them is used as a reference field, and then the other field is searched for to detect the motion vector. Field F
For the signal of p, the current field Fc shown in FIG.
When detecting the motion vector of the signal of, the accurate motion vector cannot be detected in the region Z where the background B of the still image S has moved. The reason is that the motion vector can be detected only when the moving signal exists in the next field, and the signal appearing from the back of the still image S like the area Z does not exist in the previous field Fp. The vector cannot be detected.

【0007】このためテレビジョン方式変換において、
動きベクトルを用いて動きを補正するための内挿処理を
行う場合には、このように動きベクトルが検出できない
領域では、内挿した信号に画像歪みが発生することにな
る。
Therefore, in the conversion of the television system,
When the interpolation process for correcting the motion is performed using the motion vector, image distortion occurs in the interpolated signal in the region where the motion vector cannot be detected.

【0008】図7はこの現象の説明図であり、現フィー
ルドFcを基準として前フィールドFpに対して検出し
た動きベクトルをVとし、テレビジョン方式変換におけ
るフィールド内挿比をγとしたときに、動きを補正する
ための内挿により求めたフィールドFiを示すものであ
る。この内挿フィールドFiは、現フィールドFc及び
前フィールドFpをγ:1−γに分割した軸上に存在す
る。現フィールドFcの或るブロックA1と前フィール
ドFpの対応するブロックA2との間では動きベクトル
Vが正常に検出され、内挿フィールドFiにおいては、
これらのブロックA1及びA2と、動きベクトルVとか
らブロックA0が適正に求められる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of this phenomenon. When the motion vector detected with respect to the previous field Fp with respect to the current field Fc is V and the field interpolation ratio in the television system conversion is γ, The field Fi obtained by interpolation for correcting the motion is shown. The interpolation field Fi exists on an axis obtained by dividing the current field Fc and the previous field Fp into γ: 1-γ. The motion vector V is normally detected between a certain block A1 of the current field Fc and the corresponding block A2 of the previous field Fp, and in the interpolation field Fi,
The block A0 is properly obtained from these blocks A1 and A2 and the motion vector V.

【0009】しかしながら、現フィールドFcのブロッ
クB1及びC1では、前フィールドFpにおいて対応す
るブロックB2及びC2は、斜線で示す静止画領域の背
面に入っているので、動きベクトルが検出できず、内挿
フィールドFiの対応するブロックB0には最適な画像
が存在しないため、画像歪みが生ずることになる。内挿
フィールドFiのブロックB0に対応する現フィールド
FcのブロックはブロックB1であるが、このブロック
B1に対応するブロックB2が前フィールドFpには存
在しないので、動きベクトルが検出されず、ブロックB
0も検出されない。
However, in the blocks B1 and C1 of the current field Fc, the corresponding blocks B2 and C2 in the previous field Fp are located behind the still image area indicated by diagonal lines, so that the motion vector cannot be detected and the interpolation is performed. Since there is no optimum image in the corresponding block B0 of the field Fi, image distortion will occur. The block of the current field Fc corresponding to the block B0 of the interpolation field Fi is the block B1, but since the block B2 corresponding to this block B1 does not exist in the previous field Fp, the motion vector is not detected, and the block B1 is not detected.
0 is not detected either.

【0010】即ち、内挿フィールドFiのブロックB0
と同一座標軸上の現フィールドFcのブロックC1及び
前フィールドFpのブロックA2も動画像であるため画
像は等しくなく、ブロックB0に最適なブロックは検出
できず、その結果としてブロックB0には画像歪みが発
生することになる。
That is, the block B0 of the interpolation field Fi
Since the block C1 of the current field Fc and the block A2 of the previous field Fp on the same coordinate axis are moving images, the images are not the same, and the optimum block for the block B0 cannot be detected. As a result, the image distortion is generated in the block B0. Will occur.

【0011】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
動きベクトルの誤検出による補正画像歪みを軽減するこ
とができる動きベクトルを用いる動き補正方法を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above problems,
An object of the present invention is to provide a motion correction method using a motion vector that can reduce the correction image distortion due to the false detection of the motion vector.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る動きベクトルを用いる動き補正方法は、
ディジタル化した映像信号をm画素×nライン(m、n
は整数)のブロックに分割し、これらブロック単位で動
きベクトルを検出する際に、或るフィールドの信号A
と、このフィールドから少なくとも1フィールド離れた
フィールドの信号Bとを用い、前記信号Aのフィールド
を基準として動きベクトルを検出する第1の動き検出回
路と、前記信号Bのフィールドを基準として動きベクト
ルを検出する第2の動きベクトル検出回路とを互いに独
立に動作させて双方向での動きベクトルの検出を行い、
これら検出した2種類の動きベクトルを用いて動き内挿
処理を行うことを特徴とする。
A motion correction method using a motion vector according to the present invention for achieving the above object is
Digitized video signal is m pixels x n lines (m, n
Is a whole number) and the signal A of a certain field is used when detecting a motion vector in units of these blocks.
And a signal B of a field at least one field away from this field, and a first motion detection circuit for detecting a motion vector with the field of the signal A as a reference, and a motion vector with the field of the signal B as a reference. The second motion vector detection circuit for detection is operated independently of each other to detect the motion vector in both directions,
It is characterized in that the motion interpolation processing is performed using these two types of detected motion vectors.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1は本発明による動きベクトル
を用いる動き補正方法を実施する装置の一例の構成を示
すブロック回路構成図である。説明の便宜上、映像入力
端子1に与えられる入力信号は、単に輝度信号Yとす
る。この入力信号を前置フィルタ2に供給して帯域制限
を行う。この前置フィルタ2は通常では2次元又は3次
元の低域通過フィルタ(LPF)で構成することがで
き、動きベクトルの検出エラーを軽減するために設けて
あるが、動きベクトルの検出方法によっては削除するこ
ともできる。
1 is a block circuit diagram showing the configuration of an example of an apparatus for carrying out a motion correction method using a motion vector according to the present invention. For convenience of explanation, the input signal applied to the video input terminal 1 is simply the luminance signal Y. This input signal is supplied to the prefilter 2 to limit the band. The pre-filter 2 can usually be composed of a two-dimensional or three-dimensional low pass filter (LPF) and is provided to reduce a motion vector detection error. You can also delete it.

【0014】この前置フィルタ2の出力信号を、1フィ
ールド遅延回路3を経て前フィールドを基準として、動
きベクトルを検出する第1の動きベクトル検出回路4、
遅延回路5に供給すると共に、現フィールドを基準とし
て動きベクトルを検出する第2の動きベクトル検出回路
6及び遅延回路7に供給する。本実施の形態例では、順
次のフィールド間で動きベクトルを検出するので、1フ
ィールド遅延回路3を設けたが、フレーム間で動きベク
トルを検出する場合には、1フィールド遅延回路3の代
りに1フレーム遅延回路を設ければよい。
A first motion vector detection circuit 4, which detects a motion vector of the output signal of the prefilter 2 through a 1-field delay circuit 3 with the previous field as a reference,
The signal is supplied to the delay circuit 5 and also supplied to the second motion vector detection circuit 6 and the delay circuit 7 which detect the motion vector with the current field as a reference. In this embodiment, since the motion vector is detected between successive fields, the 1-field delay circuit 3 is provided. However, when detecting the motion vector between frames, the 1-field delay circuit 3 is replaced by 1 field delay circuit 3. A frame delay circuit may be provided.

【0015】第1、第2の動きベクトル検出回路4、6
における動きベクトルの検出方法は、ブロックマッチン
グ法でも反復勾配法でも、また位相相関法でもよく、ブ
ロック毎に動きベクトルを検出するものであればどのよ
うな方法でも支障はない。また、画素毎に動きベクトル
を検出できるものであってもよい。
First and second motion vector detection circuits 4 and 6
The method of detecting the motion vector in (1) may be the block matching method, the iterative gradient method, or the phase correlation method, and any method can be used as long as it detects the motion vector for each block. Further, the motion vector may be detected for each pixel.

【0016】第1、第2の動きベクトル検出回路4、6
の出力信号を、第1、第2の偏移回路8、9及び動き判
定回路10にそれぞれ供給する。これら第1、第2の偏
移回路8、9は、それぞれ第1、第2の動きベクトル検
出回路4、6で検出した動きベクトル分だけ、それぞれ
遅延回路5、7を経て供給される前フィールドの画像信
号及び現フィールドの画像信号を偏移するものである。
遅延回路5、7は第1、第2の動きベクトル検出回路
4、6での動きベクトルの検出に要する時間だけ画像信
号を遅延する。
First and second motion vector detection circuits 4 and 6
Is supplied to the first and second shift circuits 8 and 9 and the motion determination circuit 10, respectively. These first and second shift circuits 8 and 9 are supplied to the previous fields supplied via the delay circuits 5 and 7, respectively, by the motion vectors detected by the first and second motion vector detection circuits 4 and 6, respectively. And the image signal of the current field are shifted.
The delay circuits 5 and 7 delay the image signal by the time required for the motion vector detection by the first and second motion vector detection circuits 4 and 6.

【0017】更に、第1、第2の偏移回路8、9の出力
信号を、動き判定回路10に供給する。この動き判定回
路10には、遅延回路5、7から出力される映像信号を
も供給する。本実施の形態では、動き判定回路10にお
いて、遅延回路5の出力と第1の偏移回路8の出力との
差分の絶対値の総和と、遅延回路7の出力と第2の偏移
回路9の出力との差分の絶対値の総和とを比較し、その
総和が最も小さくなるときの動きベクトルを真の動きベ
クトルとして出力する。フィールド間の画素単位の差分
値を絶対値化し、これをブロックの大きさ分累計した値
を動きベクトルの判定に用いるのは、動きベクトルが正
確に検出されている場合は、動き補正フィールド間差分
値は「0」になるため、これを絶対値化し、更に累計し
たものも「0」になる。ブロックの大きさ分累計する理
由は、画素毎に判定するとノイズなどの影響が大きくな
るので、平滑化の意味もあってブロックの大きさ分累計
した値を用いている。ただし、このブロックの大きさは
動きベクトル検出のためのブロックよりも小さいことが
望ましい。このような動き判定方法によれば、動き判定
回路10の構成が最も簡単となる。
Further, the output signals of the first and second shift circuits 8 and 9 are supplied to the motion judging circuit 10. The video signal output from the delay circuits 5 and 7 is also supplied to the motion determination circuit 10. In the present embodiment, in the motion determination circuit 10, the sum of the absolute values of the differences between the output of the delay circuit 5 and the output of the first shift circuit 8 and the output of the delay circuit 7 and the second shift circuit 9 are provided. The output is compared with the sum of absolute values of the differences, and the motion vector when the sum is the smallest is output as a true motion vector. The difference value in pixel units between fields is converted into an absolute value, and the accumulated value for the size of the block is used to determine the motion vector. When the motion vector is accurately detected, the difference between the motion correction fields is calculated. Since the value is "0", this is made an absolute value, and the cumulative total is also "0". As for the reason for accumulating the block size, since the influence of noise and the like becomes large when judging for each pixel, the value accumulated for the block size is used because of the meaning of smoothing. However, it is desirable that the size of this block is smaller than the block for motion vector detection. According to such a motion judging method, the structure of the motion judging circuit 10 becomes the simplest.

【0018】映像入力端子1の画像信号を、更に遅延回
路11を経て動き内挿回路12に供給すると共に、1フ
ィールド遅延回路13、遅延回路14を経て動き内挿回
路12に供給する。この1フィールド遅延回路13は前
置フィルタ2が3次元フィルタではなく、2次元フィル
タである場合には必要としない。遅延回路11、14は
動き補正判定までに要した処理時間だけ画像信号を遅延
させるものである。動き内挿回路12においては、動き
判定回路10によって求められた最適の動きベクトルに
基づいて動き補正内挿処理を行い、内挿画像信号を映像
出力端子15に供給する。
The image signal from the video input terminal 1 is further supplied to the motion interpolation circuit 12 via the delay circuit 11 and to the motion interpolation circuit 12 via the 1-field delay circuit 13 and the delay circuit 14. This one-field delay circuit 13 is not necessary when the prefilter 2 is not a three-dimensional filter but a two-dimensional filter. The delay circuits 11 and 14 delay the image signal by the processing time required for the motion correction determination. The motion interpolation circuit 12 performs motion correction interpolation processing based on the optimum motion vector calculated by the motion determination circuit 10, and supplies an interpolated image signal to the video output terminal 15.

【0019】本実施の形態では上述したように、前フィ
ールド及び現フィールドの何れかに動画が存在しない場
合に生ずる動きベクトルの検出エラーによる内挿画像歪
みを軽減するために、第1の動きベクトル検出回路4に
おいて前フィールドを基準として検出した動きベクトル
と、第2の動きベクトル検出回路6において現フィール
ドを基準として検出した動きベクトルとの2種類の動き
ベクトルを検出する。このようにして検出した2種類の
動きベクトルと、第1、第2の偏移回路8、9によって
動きベクトルの大きさだけ偏移した動き補正信号とを評
価パラメータとして、真の動き補正画像を生成する。最
も簡単な評価としては、動きベクトルで座標を偏移した
フィールド間の差分値の絶対値のブロック内の累計値で
あるフィールド間差分値の大きさを用い、その値が小さ
い方を選択する。
In the present embodiment, as described above, in order to reduce the interpolated image distortion due to the motion vector detection error that occurs when there is no moving image in either the previous field or the current field, the first motion vector Two types of motion vectors are detected: a motion vector detected by the detection circuit 4 with the previous field as a reference and a motion vector detected by the second motion vector detection circuit 6 with the current field as a reference. A true motion-corrected image is obtained by using the two types of motion vectors thus detected and the motion-correction signal that has been shifted by the magnitudes of the motion vectors by the first and second shift circuits 8 and 9 as evaluation parameters. To generate. As the simplest evaluation, the magnitude of the inter-field difference value, which is the cumulative value in the block of the absolute value of the difference value between the fields whose coordinates are shifted by the motion vector, is used, and the smaller value is selected.

【0020】図2はテレビジョン方式変換におけるフィ
ールド数変換による動画の不連続歪みを軽減する方法の
動き補正処理の説明図である。図2の標記方法は基本的
には図7と同じであるが、本発明の効果を一層分かり易
くするためにアレンジしてある。現フィールドFcの信
号と前フィールドFpの信号とから、内挿比率γに基づ
く内挿処理によって、内挿フィールドFiの信号が生成
される状況を示している。また、画面としては、図6に
示すような動画背景に静止画領域がある場合を示してい
る。また、図2にそれぞれの動きベクトル検出回路で検
出した動きベクトルと、動き補正信号A1、A2等を示
している。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a motion correction process of a method of reducing discontinuous distortion of a moving image due to conversion of the number of fields in the conversion of the television system. The labeling method of FIG. 2 is basically the same as that of FIG. 7, but is arranged in order to make the effects of the present invention easier to understand. It shows a situation in which the signal of the interpolation field Fi is generated from the signal of the current field Fc and the signal of the previous field Fp by the interpolation processing based on the interpolation ratio γ. Further, as the screen, a case where there is a still image area in the moving image background as shown in FIG. 6 is shown. Further, FIG. 2 shows the motion vector detected by each motion vector detection circuit and the motion correction signals A1 and A2.

【0021】図2に示すように、現フィールドFcを基
準にして検出した動きベクトルでは、ブロックB1、C
1は前フィールドFpには対応する信号が存在しないた
め検出できない。しかし、前フィールドFpを基準とし
た動きベクトルの検出では、ブロックA2の動きベクト
ルが検出できると共に、ブロックB2、C2の動きベク
トルも検出できる。更に、現フィールドFcを基準とし
て検出した動きベクトルでは、ブロックJ1以降のブロ
ックの動きベクトルは検出できるが、前フィールドFp
を基準として検出した動きベクトルでは、ブロックF
2、G2の動きベクトルは検出できない。
As shown in FIG. 2, in the motion vector detected based on the current field Fc, blocks B1 and C
1 cannot be detected because there is no corresponding signal in the previous field Fp. However, in the motion vector detection based on the previous field Fp, the motion vector of the block A2 can be detected, and the motion vectors of the blocks B2 and C2 can also be detected. Further, with the motion vector detected based on the current field Fc, the motion vector of the block after the block J1 can be detected, but the previous field Fp
In the motion vector detected based on
The motion vector of 2, G2 cannot be detected.

【0022】図3は上述した結果をまとめて示したもの
で、検出した動きベクトルをVとする。図3(A)にお
いて、「1」は現フィールドFcを基準としたときの動
きベクトル検出可能領域を示し、「0」は動きベクトル
検出不可能領域を示すものである。また、図3(C)の
「1」は前フィールドFpを基準とした動きベクトルの
検出可能領域を示し、「0」は動きベクトルの検出不可
能領域を示し、更に図3(B)は内挿フィールド上の信
号を示している。
FIG. 3 collectively shows the above results, and the detected motion vector is V. In FIG. 3A, "1" indicates a motion vector detectable area when the current field Fc is used as a reference, and "0" indicates a motion vector undetectable area. Further, “1” in FIG. 3C indicates a motion vector detectable area based on the previous field Fp, “0” indicates a motion vector undetectable area, and FIG. The signal on the insertion field is shown.

【0023】この図3から、a領域では前フィールドF
pを基準として検出した動きベクトルを用い、b領域で
は現フィールドFcを基準として検出した動きベクトル
を用いれば、内挿フィールドFiにおける画像歪みを軽
減できることが分かる。
From FIG. 3, in the area a, the previous field F
It can be seen that the image distortion in the interpolation field Fi can be reduced by using the motion vector detected based on p and the motion vector detected based on the current field Fc in the region b.

【0024】次に、適応内挿のパラメータについて説明
するが、説明を容易とするために、動きベクトルは1次
元とし、用いるフィールドもテレビジョン方式変換装置
における現フィールド信号と前フィールド信号とする。
Next, the parameters of the adaptive interpolation will be described. For ease of explanation, the motion vector is one-dimensional and the fields used are the current field signal and the previous field signal in the television conversion device.

【0025】パラメータとしては、被内挿ブロックを基
準とした2種類のフィールド間差分値の絶対値の総和
と、検出した動きベクトルの大きさと、分布状態とを用
いる。この内挿サイズは動きベクトル検出ブロックのサ
イズよりも小さいブロックサイズとし、ここでは4画素
×2ラインとしているが、画素単位でも勿論可能であ
る。また、2種類のフィールド間差分値の絶対値の総和
とは次の2つの量である。
As parameters, the total sum of absolute values of two types of inter-field difference values based on the interpolated block, the magnitude of the detected motion vector, and the distribution state are used. This interpolation size is a block size smaller than the size of the motion vector detection block, and is 4 pixels × 2 lines here, but it is of course also possible in pixel units. Further, the sum of absolute values of two types of inter-field difference values is the following two quantities.

【0026】(1)現フィールドFcを基準として検出
された動きベクトルで補正されたフィールド間差分信号
の絶対値の総和。
(1) Sum of absolute values of inter-field difference signals corrected by the motion vector detected with the current field Fc as a reference.

【0027】(2)動きゼロのフィールド間差分信号の
絶対値の総和。
(2) Sum of absolute values of inter-field difference signals with zero motion.

【0028】また、動きベクトル分布とは、図4に示す
ように動きベクトル検出ブロックサイズを単位とし、現
フィールドFcを基準として検出された動きベクトルの
現フィールドFc上の分布と、前フィールドFpを基準
として検出された動きベクトルの前フィールド上におけ
る分布である。
The motion vector distribution, as shown in FIG. 4, has a motion vector detection block size as a unit, and a distribution of motion vectors detected on the basis of the current field Fc on the current field Fc and a previous field Fp. It is the distribution of the motion vector detected as the reference on the previous field.

【0029】本実施の形態では、このような動きベクト
ル分布と、動きベクトルの大きさとを適応的に組み合わ
せて、最適な内挿信号が得られるようにするものであ
る。
In the present embodiment, such a motion vector distribution and the magnitude of the motion vector are adaptively combined so that an optimum interpolation signal can be obtained.

【0030】先ず、最初に最も簡単な例を図5を参照し
て説明する。内挿ブロックをC0、現フィールドFcの
ブロックA0を基準として検出された動きベクトルをV
A0、前フィールドFpのブロックB0を基準として検
出された動きベクトルをVB0、動き補正フィールド間
差分値の絶対値の総和をDFD0、動きゼロのフィール
ド間差分値の絶対値の総和をFD0とする。従って、D
FD0=Σ|A0−B0|となり、FD0=Σ|A01
−B01|となる。
First, the simplest example will be described with reference to FIG. The interpolation block is C0, and the motion vector detected with reference to the block A0 of the current field Fc is V
A0, the motion vector detected with reference to the block B0 of the previous field Fp is VB0, the sum total of the absolute values of the motion compensation inter-field difference values is DFD0, and the sum total of the absolute values of the inter-field difference values of motion zero is FD0. Therefore, D
FD0 = Σ | A0-B0 |, and FD0 = Σ | A01
-B01 |.

【0031】一般的に、DFD0<FD0のときは、動
きベクトルが正常と判定し、DFD0>FD0のとき
は、動きベクトルが正常でないか或いは静止画として判
定し、この場合には動きベクトルを「0」としている。
Generally, when DFD0 <FD0, it is determined that the motion vector is normal, and when DFD0> FD0, it is determined that the motion vector is not normal or a still image. In this case, the motion vector is " 0 ”.

【0032】本実施の形態では、このような条件に動き
ベクトルの分布条件を加えている。動きが均一であり、
動きベクトルが正常に検出されたときは、現フィールド
FcのブロックA0を基準として検出された動きベクト
ルVA0と、前フィールドFpのブロックB0を基準と
して検出された動きベクトルVB0とは等しくなるが、
これらの動きベクトルの符号は互いに反対となるので、
|VA0+VB0|≒0となる。
In the present embodiment, a motion vector distribution condition is added to such a condition. The movement is uniform,
When the motion vector is normally detected, the motion vector VA0 detected based on the block A0 of the current field Fc and the motion vector VB0 detected based on the block B0 of the previous field Fp are equal to each other,
The signs of these motion vectors are opposite to each other, so
| VA0 + VB0 | ≈0.

【0033】従って、このような条件のときに、DFD
0とFD0とを比較した場合に、FD0に一定量又は変
数δを加算すると、たとえDFD0>FD0であって
も、DFD0<FD0+δとなるため、動きベクトルが
選択される。
Therefore, under such a condition, the DFD
When 0 is compared with FD0, if a fixed amount or the variable δ is added to FD0, even if DFD0> FD0, DFD0 <FD0 + δ, so the motion vector is selected.

【0034】次に、|VA0+VB0|>α2(α2は
例えば4以上の整数)のときには、動きベクトルが正常
に検出できていないと判断し、FD0に一定量又は変数
δを減算すると、たとえDFD0>FD0であっても、
DFD0>FD0−γとなるため、動きベクトルが選択
される。
Next, when | VA0 + VB0 |> α2 (α2 is an integer of 4 or more, for example), it is determined that the motion vector cannot be detected normally, and if a fixed amount or variable δ is subtracted from FD0, even if DFD0> Even with FD0,
Since DFD0> FD0-γ, the motion vector is selected.

【0035】このように、本実施の形態においては、従
来のフィールド間差分値だけで評価するのではなく、動
きベクトルの分布を評価条件に加えることにより、より
正確な動き補正を行うことができる。
As described above, in the present embodiment, not only the conventional inter-field difference value is used for evaluation, but the motion vector distribution is added to the evaluation condition, whereby more accurate motion correction can be performed. .

【0036】更に、このようなベクトル分布の評価方法
を一般化すると、一方のフィールドを基準として検出し
た動きベクトルを第1のメモリに記憶し、他方のフィー
ルドを基準にして検出した動きベクトルを第2のメモリ
に記憶し、これら第1及び第2のメモリから被内挿ブロ
ックを基準として、動きベクトルだけ座標を偏移したブ
ロックの動きベクトルをそれぞれVAf及びVBfと
し、動きがゼロのフィールド間差分値をFD、動き補正
フィールド間差分値をDFDとし、α1を0に近い整数
とし、α2を0に近い整数でα1以下とし、α3>α1
としたとき、(a)|VAf|>α1、|VBf|>α
1、VAf+VBf<α2の場合には、動き補正閾値を
下げ、動き補正を選択し易い方向とし、(b)|VAf
|>α1、|VBf|>α1、VAf+VBf>α3の
場合には、動き補正閾値を上げ、動き補正を選択し難い
方向とするものである。
Further, generalizing such a vector distribution evaluation method, the motion vector detected with one field as a reference is stored in the first memory, and the motion vector detected with the other field as a reference is stored in the first memory. 2 and stores the motion vectors of the blocks whose coordinates are shifted from the first and second memories with reference to the interpolated block by VAf and VBf. Let FD be the value and DFD be the difference value between motion compensation fields, α1 be an integer close to 0, α2 be an integer close to 0 and be less than or equal to α1, and α3> α1
, (A) | VAf |> α1, | VBf |> α
In the case of 1, VAf + VBf <α2, the motion correction threshold value is lowered to make it easier to select the motion correction, and (b) | VAf
In the case of |> α1, | VBf |> α1, and VAf + VBf> α3, the motion correction threshold value is raised to make it difficult to select the motion correction.

【0037】次に、本発明による動きベクトルを用いる
動き補正方法の他の実施の形態について説明する。この
実施の形態では、以下の3つのフィールド間差分値を用
いるものである。
Next, another embodiment of the motion correction method using the motion vector according to the present invention will be described. In this embodiment, the following three inter-field difference values are used.

【0038】(1)現フィールドを基準として検出した
動きベクトルで補正されたフィールド間差分信号の絶対
値の総和:DFDA
(1) Sum of absolute values of inter-field difference signals corrected by motion vectors detected with reference to the current field: DFDA

【0039】(2)前フィールドを基準として検出した
動きベクトルで補正されたフィールド間差分信号の絶対
値の総和:DFDB
(2) Sum of absolute values of inter-field difference signals corrected by the motion vector detected with reference to the previous field: DFDB

【0040】(3)動きゼロのフィールド間差分信号の
絶対値の総和:FD0
(3) Sum of absolute values of inter-field difference signals with zero motion: FD0

【0041】そして、判定条件としては、DFDA<D
FDB、DFDB<FD0のときは、現フィールドを基
準として検出した動きベクトルを用いる。
Then, as a judgment condition, DFDA <D
When FDB and DFDB <FD0, the motion vector detected based on the current field is used.

【0042】FDA>DFDB、DFDB<FD0のと
きは、前フィールドを基準として検出した動きベクトル
を用いる。
When FDA> DFDB and DFDB <FD0, the motion vector detected based on the previous field is used.

【0043】FDA>DFDB、DFDB>FD0のと
きは、動きがないと判断して動きベクトルゼロを選択す
る。
When FDA> DFDB and DFDB> FD0, it is determined that there is no motion and the motion vector zero is selected.

【0044】これらの条件に、上述した動きベクトル分
布条件を加えることにより、更に精度の高い補正信号を
得ることができる。
By adding the above-mentioned motion vector distribution condition to these conditions, a more accurate correction signal can be obtained.

【0045】本発明は、基本的には動きベクトルを用い
る内挿処理を行う画像処理には全て適用することができ
る。上述した実施の形態では、その一例としてテレビジ
ョン方式変換装置を示したが、そのほかにも下記のよう
な用途に適用することができる。
Basically, the present invention can be applied to all image processing for performing interpolation processing using motion vectors. In the above-described embodiments, the television system conversion device has been shown as an example, but the invention can be applied to the following other applications.

【0046】(A)インターレース信号をノンインター
レース信号に変換する場合におけるフィールド間内挿処
理に動きベクトルを用いる内挿装置。
(A) An interpolation device that uses a motion vector for inter-field interpolation processing when converting an interlaced signal into a non-interlaced signal.

【0047】(B)動きベクトルを用いるノイズ低減装
置。
(B) A noise reduction device using a motion vector.

【0048】(C)高能率符号化装置におけるフィール
ド内挿画像の生成。
(C) Generation of field interpolated image in high-efficiency encoder.

【0049】[0049]

【発明の効果】上述したように本発明に係る動きベクト
ルを用いる動き補正方法によれば、単方向の動きベクト
ルの検出だけでは、動きベクトルのエラーが原理的に発
生し、このように誤検出された動きベクトルを用いて内
挿処理を施こすと画像歪みを誘発するが、動きベクトル
の検出を複数行うことにより、動きベクトルの検出エラ
ーが軽減され、動き内挿処理による画像歪みも軽減され
る。
As described above, according to the motion correction method using the motion vector according to the present invention, an error of the motion vector occurs in principle only by detecting the motion vector in one direction, and thus the erroneous detection is performed. Image distortion is induced when interpolation processing is performed using the generated motion vector, but by detecting multiple motion vectors, motion vector detection error is reduced and image distortion due to motion interpolation processing is also reduced. It

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

【図1】動きベクトルを用いる動き補正方法を実施する
装置のブロック回路構成図である。
FIG. 1 is a block circuit configuration diagram of an apparatus that implements a motion correction method using a motion vector.

【図2】テレビジョン方式変換における本発明の動き補
正方法により動き補正処理の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of motion correction processing by the motion correction method of the present invention in television format conversion.

【図3】動きベクトルの検出可能領域及び検出不可能領
域の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a detectable area and an undetectable area of a motion vector.

【図4】動きベクトル分布の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of motion vector distribution.

【図5】動き補正パラメータの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of motion correction parameters.

【図6】動きベクトルの検出エラーの発生の説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of occurrence of a motion vector detection error.

【図7】従来のテレビジョン方式変換装置における動き
補正処理の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of motion correction processing in a conventional television system conversion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 映像入力端子 2 前置フィルタ 3、13 1フィールド遅延回路 4、6 動きベクトル検出回路 5、7、11、14 遅延回路 8、9 偏移回路 10 動き判定回路 12 動き内挿回路 15 映像出力端子 1 Video input terminal 2 Pre-filter 3,13 1-field delay circuit 4, 6 Motion vector detection circuit 5, 7, 11, 14 Delay circuit 8, 9 shift circuit 10 Motion determination circuit 12 Motion interpolation circuit 15 Video output terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5C059 KK01 LB18 NN02 NN21 NN28 NN40 PP04 TA65 TA66 TB08 TC12 TD05 TD12 UA12 UA34 5C063 BA08 BA12 CA05 CA38 5J064 AA01 BA15 BB01 BB03 BB08 BB14 BC24 BC25 BC27 BD02   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5C059 KK01 LB18 NN02 NN21 NN28                       NN40 PP04 TA65 TA66 TB08                       TC12 TD05 TD12 UA12 UA34                 5C063 BA08 BA12 CA05 CA38                 5J064 AA01 BA15 BB01 BB03 BB08                       BB14 BC24 BC25 BC27 BD02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディジタル化した映像信号をm画素×n
ライン(m、nは整数)のブロックに分割し、これらブ
ロック単位で動きベクトルを検出する際に、或るフィー
ルドの信号Aと、このフィールドから少なくとも1フィ
ールド離れたフィールドの信号Bとを用い、前記信号A
のフィールドを基準として動きベクトルを検出する第1
の動き検出回路と、前記信号Bのフィールドを基準とし
て動きベクトルを検出する第2の動きベクトル検出回路
とを互いに独立に動作させて双方向での動きベクトルの
検出を行い、これら検出した2種類の動きベクトルを用
いて動き内挿処理を行うことを特徴とする動きベクトル
を用いる動き補正方法。
1. A digital video signal is represented by m pixels × n.
The signal is divided into blocks of lines (m and n are integers), and when detecting a motion vector in units of these blocks, a signal A of a certain field and a signal B of a field at least one field away from this field are used, The signal A
To detect a motion vector based on the field of
Motion detection circuit and a second motion vector detection circuit that detects a motion vector with reference to the field of the signal B are operated independently of each other to detect a motion vector in both directions. A motion correction method using a motion vector, characterized in that the motion interpolation process is performed using the motion vector.
【請求項2】 前記信号Aを現フィールドの信号とし、
前記信号Bを現フィールドよりも1フィールド前のフィ
ールドの信号とすることを特徴とする請求項1に記載の
動きベクトルを用いる動き補正方法。
2. The signal A is a signal of the current field,
2. The motion correction method using a motion vector according to claim 1, wherein the signal B is a signal of a field one field before the current field.
【請求項3】 前記検出した動きベクトルを、ベクトル
分布と、ベクトル分座標を偏移したフィールド間差分の
累計値をパラメータとして評価することを特徴とする請
求項2に記載の動きベクトルを用いる動き補正方法。
3. The motion using the motion vector according to claim 2, wherein the detected motion vector is evaluated using a vector distribution and a cumulative value of inter-field differences obtained by shifting the vector coordinate as parameters. Correction method.
【請求項4】 前記ベクトル分布の評価方法として、前
記信号Aのフィールドを基準として検出した動きベクト
ルを第1のメモリに記憶し、前記信号Bのフィールドを
基準にして検出した動きベクトルを第2のメモリに記憶
し、これら第1及び第2のメモリから被内挿ブロックを
基準として、動きベクトル量座標を偏移したブロックの
動きベクトルをそれぞれVAf及びVBfとし、動きが
ゼロのフィールド間差分値をFD、動き補正フィールド
間差分値をDFDとし、α1を0に近い整数、α2を0
に近い整数でα1以下、α3>α1としたとき、 (a)|VAf|>α1、|VBf|>α1、VAf+
VBf<α2の場合には、動き補正閾値を下げ、動き補
正を選択し易い方向とし、 (b)|VAf|>α1、|VBf|>α1、VAf+
VBf>α3の場合には、動き補正閾値を上げ、動き補
正を選択し難い方向とする、ことを特徴とする請求項3
に記載の動きベクトルを用いる動き補正方法。
4. As a method of evaluating the vector distribution, a motion vector detected with the field of the signal A as a reference is stored in a first memory, and a motion vector detected with the field of the signal B as a second is stored. In the memory, and the motion vectors of the blocks whose motion vector amount coordinates have been shifted from the first and second memories with reference to the interpolated block are set as VAf and VBf, respectively, and the inter-field difference value in which the motion is zero. Is FD, the difference value between motion compensation fields is DFD, α1 is an integer close to 0, and α2 is 0
When α3 is an integer close to or less than α1 and α3> α1, (a) | VAf |> α1, | VBf |> α1, VAf +
When VBf <α2, the motion correction threshold value is lowered so that the motion correction can be easily selected. (B) | VAf |> α1, | VBf |> α1, VAf +
4. When VBf> α3, the motion correction threshold value is increased so that it is difficult to select motion correction.
A motion correction method using the motion vector described in.
【請求項5】 前記ベクトル分布の評価方法として、前
記信号Aのフィールドを基準として検出した動きベクト
ルで動き補正したフィールド間差分値をDFDA、前記
信号Bのフィールドを基準にして検出した動きベクトル
で動き補正したフィールド間差分値をDFDBとすると
き、 (a)DFDA<DFDBの場合には、前記信号Aのフ
ィールドを基準にして検出した動きベクトルを選択し、 (b)DFDA>DFDBの場合には、前記信号Bのフ
ィールドを基準にして検出した動きベクトルを選択す
る、ことを特徴とする請求項3に記載の動きベクトルを
用いる動き補正方法。
5. As a method of evaluating the vector distribution, an inter-field difference value that is motion-compensated with a motion vector detected based on the field of the signal A is DFDA, and a motion vector detected based on the field of the signal B is used. When the motion-corrected inter-field difference value is DFDB, (a) when DFDA <DFDB, the motion vector detected based on the field of the signal A is selected, and (b) when DFDA> DFDB. The motion compensation method using a motion vector according to claim 3, wherein the motion vector detected based on the field of the signal B is selected.
【請求項6】 前記信号Aを現フレームの信号とし、前
記信号Bを現フレームよりも1フレーム前のフレームの
信号とすることを特徴とする請求項1に記載の動きベク
トルを用いる動き補正方法。
6. The motion correction method using a motion vector according to claim 1, wherein the signal A is a signal of a current frame and the signal B is a signal of a frame one frame before the current frame. .
【請求項7】 ディジタル化したテレビジョン信号を、
m画素×nライン(m、nは整数)のブロックに分割
し、これらブロック単位で動きベクトルを検出し、検出
した動きベクトルを用いて画像の位置補正を行い、その
動き補正した複数フィールド間の信号を用いて内挿画像
を生成するに当たり、検出した動きベクトルの大きさ、
分布、動き補正フィールド間差分値、動きゼロのフィー
ルド間差分値をパラメータとして、2フィールド間又は
2フレーム間信号の時間線形内挿の内挿比を変えること
を特徴とする動きベクトルを用いる動き補正方法。
7. A digitized television signal,
It is divided into blocks of m pixels × n lines (m and n are integers), the motion vector is detected for each block, the position of the image is corrected using the detected motion vector, and the motion-corrected inter-field When generating an interpolated image using the signal, the size of the detected motion vector,
Motion compensation using a motion vector characterized by changing the interpolation ratio of temporal linear interpolation of a signal between two fields or between two frames using a distribution, a motion compensation inter-field difference value, and an inter-field difference value of zero motion as parameters. Method.
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