JP2003309822A

JP2003309822A - 動き補正回路及び方法

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Publication number: JP2003309822A
Application number: JP2002115352A
Authority: JP
Inventors: Koji Aoyama; 幸治青山; Kazuhiko Nishibori; 一彦西堀; Yukihiko Mogi; 幸彦茂木; Takanari Hoshino; 隆也星野; Makoto Kondo; 真近藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2002-04-17
Publication date: 2003-10-31
Anticipated expiration: 2022-04-17
Also published as: JP4337302B2

Abstract

(57)【要約】【課題】様々な画像のバリエーションにおいても、面
フリッカ妨害を抑えつつ、画像の動きをスムーズにする
ことにより相乗的に画質の向上を図る。【解決手段】基準画素を中心とした基準ブロック５１
について検出した動きベクトルを当該基準ブロック５１
を構成する画素毎に割り当てる。そして、割り当てられ
た動きベクトルの示す画素が重複する場合にいずれか一
の動きベクトルを選択した上で、動きベクトルの割り当
てられた画素の画素値を、当該動きベクトルのベクトル
量の範囲内でベクトル方向へシフトさせた位置へ書き込
み、また画素値をシフトさせた結果、画素値が存在しな
いアンカバー領域に対して画素値を補間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、倍速変換すること
により生成された画像信号の各検出画素の位置をシフト
させる動き補正回路及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ放送の走査方式としては、従来か
ら水平走査線を１本おきに飛越して走査するインタレー
ス走査方式が最も広く採用されている。このインタレー
ス走査方式では、奇数番目の走査線から構成されるフィ
ールド画像と、偶数番目の走査線から構成されるフィー
ルド画像により１枚のフレーム画像を形成し、画面全体
がちらついて見える面フリッカ妨害を抑え、画面品質の
劣化を防止する。

【０００３】また、このインタレース走査方式は、世界
各国のテレビジョン標準方式として採用されており、こ
のうち例えば欧州のテレビジョン放送におけるＰＡＬ(P
haseAlternation by Line)方式では、フィールド周波数
が５０〔Ｈｚ〕（フレーム画像が２５フレーム／秒、フ
ィールド画像が５０フィールド／秒）で構成される。

【０００４】特にこのＰＡＬ方式では、更なる面フリッ
カ妨害の抑制を期すべく、入力画像信号を補間等の処理
を行うことにより、フィールド周波数を５０Ｈｚから２
倍の１００Ｈｚの画像信号に変換する、フィールド周波
数倍速方式が従来より採用されている。

【０００５】図１８は、このフィールド周波数倍速方式
を適用したフィールド倍速変換回路５のブロック構成例
を示している。このフィールド倍速変換回路５は、入力
端子６１と、水平垂直偏向回路６２と、ＣＲＴ６３とを
備えるテレビジョン受像機６に集積化される。このフィ
ールド倍速変換回路５は、倍速変換部５１と、フレーム
メモリ５２とを備える。

【０００６】倍速変換部５１は、入力端子６１から入力
された、例えばＰＡＬ方式の５０フィールド／秒の画像
信号を、フレームメモリ５２へ書き込む。また、この倍
速変換部５１は、フレームメモリ５２へ書き込んだ画像
信号を、書込み時の２倍の速度で読み出す。これによ
り、５０フィールド／秒の画像信号の周波数を２倍に変
換し、１００フィールド／秒の画像信号を生成すること
ができる。

【０００７】倍速変換部５１は、倍速変換した画像信号
をＣＲＴ６３へ出力する。ＣＲＴ６３は、入力された画
像信号を画面上に表示する。なお、ＣＲＴ６３における
画像信号の水平、垂直の偏向は、水平垂直偏向回路６２
において生成された、入力画像信号の２倍の周波数の水
平垂直鋸歯状波に基づいて制御する。

【０００８】図１９は、倍速変換前後の各画像信号にお
ける各フィールドと画素位置との関係を示している。こ
こで横軸は時間、縦軸は画素の垂直方向の位置を示す。
また、図１９(a)の白丸で示した画像信号は、倍速変換
前の５０フィールド／秒のインタレース画像信号であ
り、図１９(b)の黒丸で示した画像信号は、倍速変換し
た１００フィールド／秒のインタレース画像信号であ
る。

【０００９】図１９(a)に示す画像信号において、フィ
ールドｆ１とフィールドｆ２は、フィルムの同一のコマ
から作成された信号となり、以下同様にフィールドｆ３
とフィールドｆ４も同一のコマを構成する。これらの画
像信号は、インタレース画像信号であるため、隣り合う
フィールド間で垂直方向の画素位置が異なる。このた
め、インタレース性を保ちつつ、各フィールド間に１個
ずつのフィールドを新規に生成することはできない。

【００１０】そこで、図１９(b)に示すように、フィー
ルドｆ１とフィールドｆ２の間に、新規に２枚のフィー
ルドｆ２´、ｆ１´を生成する。そして、フィールドｆ
２とフィールドｆ３の間では、フィールドの生成を行わ
ず、フィールドｆ３とフィールドｆ４の間に、新規に２
枚のフィールドｆ４´、ｆ３´を生成する。すなわち４
フィールド、２フレームで１つのコマを形成する。

【００１１】この新規に生成したフィールドｆ１´、ｆ
２´、・・・は、それぞれの画素値を、各画素の周囲３
画素の中間値として、メディアン・フィルタ等を用いて
求める場合もある。また、この新規に生成したフィール
ドｆ１´、ｆ２´、・・・は、それぞれフィールドｆ
１、ｆ２、・・と同じ内容となる。

【００１２】すなわち、フィールド倍速変換回路５は、
倍速変換前の画像信号のフィールド間に２枚のフィール
ドを新規に生成する部分と全く生成しない部分とを交互
に配置することで、単位時間当たりの画面枚数を増やす
ことができ、上述の面フリッカ妨害を抑えることが可能
となる。

【００１３】ところで、２４コマ/秒の静止画で構成さ
れる映画のフィルムを通常のテレビで見るためには、イ
ンターレースのテレビ信号にするために、テレビシネマ
変換（以下、テレシネ変換と称する）を行う。このテレ
シネ変換後の画像信号において、水平方向へ画像が移動
する場合における各フィールドと画像位置の関係を図２
０に示す。ここで横軸は画像の水平方向における位置、
縦軸は時間を示している。図２０(a)に示す倍速変換前
の画像信号において、フィールドｆ１、ｆ２は、同一の
コマを構成するため、同じ位置に画像が表示される。こ
の画像は、フィールドｆ３に移行すると水平方向（右方
向）へ移動する。フィールドｆ４は、フィールドｆ３と
同一のコマを構成するため、フィールドｆ３と同一の位
置に表示される。

【００１４】この図２０(a)に示すテレシネ変換後の画
像信号をフィールド周波数倍速方式により倍速変換する
と、図２０(b)に示すように、同一のコマを構成するフ
ィールドｆ１、ｆ２´、ｆ１´、ｆ２で、同一位置に同
一の画像が表示される。同様に、同一のコマを構成する
フィールドｆ３、ｆ４´、ｆ３´、ｆ４で同一位置に同
一の画像が表示される。

【００１５】また、倍速変換前のテレビジョン信号（以
下、ＴＶ信号という）において、水平方向へ画像が移動
する場合における各フィールドと画像位置の関係を図２
１(a)に示す。この図２１(a)において、フィールドｆ
１、ｆ２、ｆ３・・・は、それぞれ独立したコマを形成
するため、別の位置に画像が表示される。この画像は、
フィールドｆ１から、ｆ２、ｆ３・・・と移行する毎
に、水平方向（右方向）へ移動する。

【００１６】この図２１(a)に示すテレビ信号の画像信
号をフィールド周波数倍速方式により倍速変換すると、
図２１(b)に示すように、同一のコマを構成するフィー
ルドｆ１、ｆ２´において、同一位置に同一の画像が表
示される。同様に、同一のコマを構成するフィールドｆ
１´、ｆ２において、同一位置に同一の画像が表示され
る。

【００１７】ところで、出力画像信号は、１／１００秒
の周期で規則的に各フィールドを構成しているため、画
像の動作する時間帯が画像の静止する時間帯と比較して
短く、実際にＣＲＴを介して番組を視聴すると画像の動
きが不連続に見えるという問題があった。このため従来
では、かかる動きの不連続性を解消するため、例えばブ
ロックマッチング法に基づき、画面を所定の画素からな
るブロックに分割し、各ブロック単位で相似度を評価す
ることにより動きベクトルを求め、当該求めた動きベク
トルに応じて各ブロック毎に画素位置をシフトさせて動
き補正していた。

【００１８】ちなみにこのブロックマッチング法は、図
２２に示すように、基準フィールドを複数の基準ブロッ
ク１０１に分割し、基準フィールド８０における基準ブ
ロック１０１と最も高い相似度を示すブロックを、参照
フィールド９０における探索範囲１０４内を移動する探
索ブロック１０３から検出する。そして当該検出された
探索ブロック１０３と基準ブロック１０１間の位置のず
れ（移動の方向と大きさ）を動きベクトルとする。

【００１９】上述の相似度の判定は、先ず探索ブロック
１０３の各画素値について、基準ブロック１０１の対応
する画素値との差分をとり、その差によって示される評
価値、例えば差分絶対値和を求める。次に、上述の判定
操作を全ての探索ブロック１０３について行い、それぞ
れ求めた評価値和、すなわち各差分絶対値和から最小の
ものを求める。この最小の差分絶対値和を与える探索ブ
ロック１０３を、基準ブロック１０１と最も高い相似度
を示すブロックとし、かかるブロックの原点の画素６３
と、基準ブロック１０１の原点の画素との間で特定する
ことができるベクトルを動きベクトルとする。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のブロックマッチング法による動き補正では、例えば
水平方向へ画像が移動しながら画素値が変化するよう
な、様々な画像のバリエーションにおいて、画像の動き
の不連続性を効率よく解消することができないという問
題点があった。

【００２１】また、従来のブロックマッチング法では、
画面全体で表現される本来の画像の動きに関係なく、単
にブロック同士の誤差の総和の最小値を優先させて動き
ベクトルを検出するため、動きベクトルのばらつきによ
る変換画像の劣化が問題となっていた。

【００２２】また、上記従来のブロックマッチング法で
は、画像の動きが速いために求められる真の動きベクト
ル１１１が探索範囲１０４外に存在し得る場合において
も、探索範囲１０４内において各ブロック１０１,１０
３間の誤差の総和を最優先するため、本来の動きと異な
る不規則な動きベクトルが検出されるという問題点もあ
った。

【００２３】更に、上記従来のブロックマッチング法に
基づいて検出される動きベクトルはバリエーションに富
むため、当該検出された動きベクトルに応じて各ブロッ
ク毎に画素位置をシフトさせて合成した画像には、画素
が書き込まれないアンカバー領域が生じる場合がある。
このアンカバー領域が生じると、図２３に示すように孤
立点が所々に生成するために画質の劣化が著しくなり、
また領域単位での処理破綻が生じて動作環境に悪影響を
及ぼしてしまう。

【００２４】そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて
案出されたものであり、その目的とするところは、倍速
変換することにより生成された画像信号において、特に
様々な画像のバリエーションにおいても、面フリッカ妨
害を抑えつつ、画像の動きをスムーズにすることにより
相乗的に画質の向上を図ることにある。

【００２５】また他の目的は、本来の画像の動きに適合
した動きベクトルを求めることにより、変換画像の劣化
を防止することにある。

【００２６】また他の目的は、ブロックマッチング法に
より求められた探索範囲外の動きベクトルを、実際の画
像の動きに適合するように修正することにある。

【００２７】更に他の目的は、検出された動きベクトル
に応じて各ブロック毎に画素位置をシフトさせて画像を
合成した結果生じるアンカバー領域に対して、最適な画
素値を示す画素を埋めることにより、画質の劣化を防
ぎ、ひいては領域単位での処理破綻を改善することにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る動き補正回
路は、上述の課題を解決するため、基準フィールドと、
上記基準フィールドから１フレーム又は２フレーム離れ
た参照フィールドとの間で求めた動きベクトルに基づき
補正フィールド上において動き補正を行なう動き補正回
路であって、上記基準フィールドの基準画素を中心とし
た基準ブロックについて上記参照フィールドに対する動
きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、上記基
準ブロックにおいて検出した動きベクトルを当該基準ブ
ロックを構成する画素毎に割り当てるベクトル割当手段
と、上記ベクトル割当手段により割り当てられた動きベ
クトルの示す画素が重複する場合にいずれか一の動きベ
クトルを選択する選択手段と、上記補正フィールド上に
おいて動きベクトルの割り当てられた画素の画素値を当
該動きベクトルのベクトル量の範囲内でベクトル方向へ
シフトさせた位置の画素値とする画像制御手段と、上記
補正フィールド上で画素値が存在しない情報不在領域に
対して画素値を補間する画素補間手段を備えることを特
徴とする。

【００２９】また、本発明に係る動き補正方法は、上述
した課題を解決するため、基準フィールドと上記基準フ
ィールドから１フレーム又は２フレーム離れた参照フィ
ールドとの間で求めた動きベクトルに基づき補正フィー
ルド上において動き補正を行う動き補正方法であって、
上記基準フィールドの基準画素を中心とした基準ブロッ
クについて上記参照フィールドに対する動きベクトルを
検出し、上記基準ブロックにおいて検出した動きベクト
ルを当該基準ブロックを構成する画素毎に割り当て、上
記割り当てられた動きベクトルの示す画素が重複する場
合にいずれか一の動きベクトルを選択し、上記補正フィ
ールド上において動きベクトルの割り当てられた画素の
画素値を当該動きベクトルのベクトル量の範囲内でベク
トル方向へシフトさせた位置の画素値とし、また画素値
が存在しない情報不在領域に対して画素値を補間するこ
とを特徴とする。

【００３０】この動き補正回路及び方法は、基準画素を
中心とした基準ブロックについて検出した動きベクトル
を当該基準ブロックを構成する画素毎に割り当てる。そ
して、割り当てられた動きベクトルの示す画素が重複す
る場合にいずれか一の動きベクトルを選択した上で、動
きベクトルの割り当てられた画素の画素値を、当該動き
ベクトルのベクトル量の範囲内でベクトル方向へシフト
させた位置へ書き込み、また画素値をシフトさせた結
果、画素値が存在しない情報不在領域に対して画素値を
補間する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した画像信号
処理装置及び方法について図面を参照して詳細に説明す
る。

【００３２】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る動き補正回路１のブロック構成図である。動き補正回
路１は、例えばＰＡＬ(Phase Alternation by Line)方
式によるテレビジョン受像機に内蔵され、テレシネ変換
した画像信号やテレビジョン信号（以下、ＴＶ信号とい
う）が入力される。またこの動き補正回路１は、図１に
示すように、第１の画像メモリ１１と、第２の画像メモ
リ１２と、シーケンス検出部１３と、データ選択部１４
と、動きベクトル検出部１５と、画像シフト部１６を備
えている。

【００３３】第１の画像メモリ１１は、テレシネ変換し
た画像を倍速変換することにより生成された１コマが４
フィールドで構成された、例えば１００フィールド／秒
のインタレース画像データが順次供給される。また、こ
の第１の画像メモリ１１は、ＴＶ信号を倍速変換するこ
とにより生成された１コマが２フィールドで構成され
た、例えば１００フィールド／秒のインタレース画像信
号が順次供給される。

【００３４】第１の画像メモリ１１は、供給された画像
データを、各フィールド単位で、１フレーム分格納す
る。すなわち、第１の画像メモリ１１から出力される画
像データは、この第１の画像メモリ１１に供給される画
像信号より１フレーム後になる。

【００３５】第２の画像メモリ１２は、第１の画像メモ
リ１１と同様の内部構成を有し、第１の画像メモリ１１
から供給された画像データを、各フィールド単位で、１
フレーム分格納する。すなわち、第２の画像メモリ１２
から出力される画像データは、この第２の画像メモリ１
２に供給される画像データより１フレーム後になり、第
１の画像メモリ１１に供給される画像データより２フレ
ーム後になる。この第２の画像メモリ１２に格納された
画像データＤ１は、動きベクトル検出部１５及び画像シ
フト部１６に供給される。

【００３６】シーケンス検出部１３は、第１の画像メモ
リ１１に供給される画像データと、第１の画像メモリ１
１から出力される画像データを検出し、各画素毎に画像
信号レベルを比較し、両者間で差分値を演算する。すな
わち、このシーケンス検出部１３は、画面上の同一箇所
における画素の画像信号レベルを、１フレーム間隔で比
較する。シーケンス検出部１３は、画像信号レベルの差
分値の演算結果を画像シフト部１５へ送信する。シーケ
ンス検出部１３は、上述の如く各フィールドの特定に加
え、テレシネ変換された信号かＴＶ信号かを判別し、当
該判別結果を移動量情報として画像シフト部１６等へ送
信する。

【００３７】データ選択部１４は、第１の画像メモリ１
１に供給される画像データと、第１の画像メモリ１１か
ら出力される画像データが入力される。このデータ選択
部１４は、シーケンス検出部１３から受信した判別結果
に基づき、供給される画像データのうち一方を選択す
る。すなわち、シーケンス検出部１３によりテレシネ変
換された信号であると判別された場合には、第１の画像
メモリ１１に供給される画像データを選択する。またシ
ーケンス検出部１３によりＴＶ信号であると判別された
場合には、第１の画像メモリ１１から出力される画像デ
ータを選択する。データ選択部１４により選択された画
像データを以下、画像データＤ２と称する。データ選択
部１４は、選択した画像データＤ２を動きベクトル検出
部１５へ出力する。

【００３８】なお、データ選択部１４として、第１の画
像メモリ１１から出力される画像データと、第２の画像
メモリ１２から出力される画像データのどちらか一方を
選択する接続形態にも適用可能である。

【００３９】動きベクトル検出部１５は、画像データＤ
１と画像データＤ２とを検出し、例えばブロックマッチ
ング法に基づき、動きベクトルを検出する。この動きベ
クトル検出部１５は、双方向から動きベクトルをサーチ
する場合のみならず、単方向から動きベクトルをサーチ
することも可能である。これにより、ハードコストを削
減することも可能である。

【００４０】またこの動きベクトル検出部１５は、検出
した動きベクトルの誤差情報を含むフラグＦ１を算出す
る。すなわち、動きベクトル検出部１５は、画像データ
Ｄ１と画像データＤ２との間で動きベクトルを検出する
ことにより、１フレーム又は２フレーム離れた画像信号
間の動きベクトルを特定することができる。またこの動
きベクトル検出部１５は、動きベクトルを検出するフィ
ールド間隔をシーケンス検出部１３から受信した判別結
果に基づき、制御することも可能である。

【００４１】画像シフト部１６は、画像信号レベルの比
較結果を含む移動量情報を、シーケンス検出部１３から
受信する。また、画像シフト部１６は、動きベクトル検
出部１５が検出した動きベクトルを受信する。更に画像
シフト部１６は、第２の画像メモリ１２から画像データ
Ｄ１が供給され、またデータ選択部１４から画像データ
Ｄ２が供給される。この画像シフト部１６は、供給され
た画像信号における各画素位置を、受信した上記動きベ
クトルのベクトル量の範囲内で、かつベクトル方向へシ
フトさせる。この画像シフト部１６の内部構成例につい
ては、後に詳細する。

【００４２】なお、動き補正回路１には、画像信号のフ
ィールド周波数を倍速変換するフィールド倍速変換回路
３が集積される場合もある。フィールド倍速変換回路３
は、解像度を向上させることにより、面フリッカ妨害を
防止すべく集積されるものであり、例えばＰＡＬ方式に
おいて、補間等の処理を行うことにより、フィールド周
波数が５０Ｈｚの画像データを２倍の１００Ｈｚの画像
データに変換する。

【００４３】フィールド周波数変換回路３は、図１に示
すように、テレビジョン受像機に接続された入力端子３
１と、倍速変換部３２と、フレームメモリ３３とを備え
る。

【００４４】倍速変換部３２は、テレビジョン受像機か
ら入力端子３１を介して入力された、テレシネ変換後の
画像データ、またはテレビジョン信号を、フレームメモ
リ３３へ書き込む。またこの倍速変換部３２は、フレー
ムメモリ３３へ書き込んだ画像データを、書込み時の２
倍の速度で読み出す。これにより、例えば、ＰＡＬ方式
の５０フィールド／秒の画像信号の周波数を２倍に変換
し、１００フィールド／秒の画像データを生成すること
ができる。倍速変換部３２は、この倍速変換した画像デ
ータを動き補正回路１へ供給する。

【００４５】次に、動きベクトル検出部１５の内部構成
例について図２を用いて詳細に説明する。動きベクトル
検出部１５は、ブロックマッチング部１５１と、範囲外
検出部１５２と、再割り当て部１５３とを備える。

【００４６】ブロックマッチング部１５１は、入力され
る画像データＤ１と画像データＤ２を、所定の画素から
なるブロックに分割し、各ブロック単位で相似度を評価
することにより動きベクトルを求める。

【００４７】範囲外検出部１５２は、ブロックマッチン
グ法により求められた探索範囲外の動きベクトルを、実
際の画像の動きに適合するように修正する。

【００４８】再割り当て部１５３は、ブロック単位で求
められた動きベクトルを画素単位の動きベクトルとして
分離する。換言すれば、ブロック単位で求めた動きベク
トルを、ブロックを構成する画素毎に割り当てる。ちな
みに、再割り当て部１５３は、ブロック内の境界判定、
画像エッジの検出、周辺ブロックとの相関判定、ブロッ
ク内における領域分割等のステップを経て、周辺ブロッ
クに照らし合わせて最適なベクトル値を選択し、各画素
毎に割り当てるものである。

【００４９】次に画像シフト部１６の内部構成例につい
て説明をする。画像シフト部１６は、図３に示すよう
に、シフトバッファ読出制御部１６１と、シフトバッフ
ァ書込制御部１６２と、シフトバッファ１６３と、デー
タバッファ読出制御部１６４と、第１のバッファ１６５
と、第２のバッファ１６６と、データ演算部１６７と、
アンカバー処理部１６８とを備える。

【００５０】シフトバッファ読出制御部１６１は、動き
ベクトル検出部１５から動きベクトルが送信され、シー
ケンス検出部１３から移動量情報が送信される。シフト
バッファ読出制御部１６１は、この動きベクトルと移動
量情報及び内蔵されたアドレス計算用カウンタに基づ
き、シフトバッファ読出制御信号ＲＳ１を生成する。こ
のシフトバッファ読出制御信号ＲＳ１は、シーケンシャ
ルにデータを読み出すためのアドレス信号と、イネーブ
ル信号から構成される。例えば、シフトバッファ１６３
がフレームメモリ等で実現される場合において、シフト
バッファ読出制御部１６１は、Ｘ座標、Ｙ座標の各アド
レス信号を絶対座標として計算する。一方、シフトバッ
ファ１６３がラインメモリ等の必要最小限のメモリで実
現される場合において、シフトバッファ読出制御部１６
１は、Ｘ座標、Ｙ座標の各アドレス信号を相対座標とし
て計算する。

【００５１】ここで内蔵されたアドレス計算用カウンタ
値においてＸ座標、Ｙ座標がそれぞれ（ＣＸ１、ＣＹ
１）であり、また供給された動きベクトルにおいて、Ｘ
座標、Ｙ座標がそれぞれ（ＶＸ、ＶＹ）であるときに、
シフトバッファ読出制御信号ＲＳ１のアドレスの番号
（ＳＸ、ＳＹ）は、以下の式で表される。ＳＸ＝ＣＸ１
＋（ＶＸ×α）（１.１）ＳＹ＝ＣＹ１＋（ＶＹ×
α）（１.２）ここでαは移動量情報であり、０以
上かつ１以下の数で表現される。ここで、コマの最初の
フィールドを第１のフィールド、以後続くフィールドを
それぞれ第２のフィールド、第３のフィールド、第４の
フィールドとしたとき、上述のαは、第１のフィールド
において最小とし、その後フィールドが続く毎に順次増
大させても良い。またαは、テレシネ変換された信号が
入力された場合に、第１のフィールドから第４のフィー
ルドまでそれぞれ、０,１／４,２／４,３／４と、また
ＴＶ信号が入力された場合にも、第１のフィールドから
第２のフィールドまで、０,１／２と、線形に増加させ
ていくことも可能である。

【００５２】これにより、シフト量を時間に対して線形
に増加させることが可能となり、画像の動きを更にスム
ーズにすることができるため、倍速変換した画像信号特
有の動きの不連続感を解消することができ、また倍速変
換により面フリッカ妨害を抑制した画像の動きを更にス
ムーズにすることができるため相乗的に画質を向上させ
ることが可能となる。

【００５３】シフトバッファ読出制御部１６１は、生成
したシフトバッファ読出制御信号ＲＳ１をシフトバッフ
ァ書込制御部１６２及びシフトバッファ１６３へ供給す
る。

【００５４】シフトバッファ書込制御部１６２は、動き
ベクトル検出部１５からフラグＦ１が供給され、またシ
フトバッファ１６３からフラグＦ´が供給され、シフト
バッファ読出制御部１６１から、シフトバッファ読出制
御信号ＲＳ１が供給される。このシフトバッファ書込制
御部１６２は、フラグＦ１とフラグＦ´の大小に基づ
き、書き込み時の優先順位を判定する。さらにこのシフ
トバッファ書込制御部１６２は、供給されるシフトバッ
ファ読出制御信号ＲＳ１に基づき、書き込みアドレスを
求め、当該書き込みアドレスと上述の通り判定した優先
順位を、シフトバッファ書込制御信号ＲＳ２として、シ
フトバッファ１６３へ供給する。

【００５５】シフトバッファ１６３は、動きベクトル用
バッファとフラグ用バッファから構成される。動きベク
トル用バッファは、動きベクトルを蓄積・供給するため
のバッファであり、フラグ用バッファは、フラグを蓄積
・供給するためのバッファである。これらのバッファ
は、同一の制御信号に基づき、書き込みや読み出しが行
われる。ちなみに、このシフトバッファ１６３は、動き
ベクトルとフラグのみ格納できれば足りるため、バッフ
ァ容量の削減を期待することができる。

【００５６】また、シフトバッファ１６３は、１フレー
ム分のデータを蓄積するフレームメモリであっても良い
し、動きベクトルの取りうる範囲に従ったラインメモリ
等、必要最小限のメモリで構成しても良い。

【００５７】シフトバッファ１６３は、まずフラグ用バ
ッファの初期化を行う。フラグ用バッファに書き込まれ
るフラグには、データが書き込まれたか否かを示すマー
ク情報をも含む。マーク情報は、”ＮＭ”と”ＯＫ”の
２種類で表され、”ＮＭ”は、初期化時にデータの書き
込みが行われていないことを示し、”ＯＫ”は、データ
が既に書き込まれていることを示す。またシフトバッフ
ァ１６３は、シフトバッファ読出制御信号ＲＳ１のイネ
ーブルが有効である場合に、アドレス対応させてシフト
バッファ書込制御部１６２へフラグＦ´を送信する。ま
た、シフトバッファ１６３は、シフトバッファ書込制御
信号ＲＳ２のイネーブルが有効な場合に、アドレス値に
従って、動きベクトル、フラグＦ１を、それぞれ動きベ
クトル用バッファ、フラグ用バッファに書き込む。更
に、このシフトバッファ１６３は、格納した動きベクト
ルを番号順に整理し（以下、この番号順に整理した動き
ベクトルを、移動済動きベクトルという）、また処理フ
ラグＦ２を順次読み出し、それぞれをデータバッファ制
御部１６１、データ演算部１６７へ供給する。

【００５８】データバッファ読出制御部１６４は、シフ
トバッファ１６３から移動済動きベクトルが供給され、
シーケンス検出部１３から移動量情報が送信される。デ
ータバッファ読出制御部１６４は、この入力された動き
ベクトルに基づき、バッファ制御信号Ｓ１１及びバッフ
ァ制御信号Ｓ１２を演算する。これらの各バッファ制御
信号Ｓ１１,Ｓ１２は、シーケンシャルにデータを読み
出すためのアドレス信号と、イネーブル信号から構成さ
れる。例えば、第１のバッファ１６５、及び第２のバッ
ファ１６６がフレームメモリ等で実現される場合におい
て、データバッファ読出し制御部１６１は、Ｘ座標、Ｙ
座標の各アドレス信号を絶対座標として計算する。一
方、第１のバッファ１６５、及び第２のバッファ１６６
がラインメモリ等の必要最小限のメモリで実現される場
合において、データバッファ読出制御部１６１は、Ｘ座
標、Ｙ座標の各アドレス信号を相対座標として計算す
る。

【００５９】データバッファ読出制御部１６４は、内蔵
されたアドレス計算用カウンタの値と動きベクトルに基
づいてバッファ制御信号Ｓ１１を生成する。またデータ
バッファ読出制御部１６４は、バッファ制御信号Ｓ１１
と動きベクトルに基づいてバッファ制御信号Ｓ１２を生
成する。

【００６０】例えばＴＶ信号が入力された場合に、バッ
ファ制御信号Ｓ１１のアドレスにおいて、Ｘ座標、Ｙ座
標がそれぞれ（ＡＸ１,ＡＹ１）であり、またバッファ
制御信号Ｓ１２のアドレスにおいて、Ｘ座標、Ｙ座標が
それぞれ（ＡＸ２,ＡＹ２）であり、動きベクトルが
（ＶＸ,ＶＹ）であり、内部のアドレス計算用カウンタ
値を（ＣＸ´,ＣＹ´）とするとき、バッファ制御信号
Ｓ１１のアドレスは、以下の式で表される。ＡＸ１＝ＣＸ´−ＩＮＴ（ＶＸ／２）（２.１）ＡＹ１＝ＣＹ´−ＩＮＴ（ＶＹ／２）（２.２）ここで関数ＩＮＴは、小数点以下切り捨てを意味する。

【００６１】また、バッファ制御信号Ｓ１２のアドレス
（ＡＸ２,ＡＹ２）は以下の式で表される。ＡＸ２＝ＡＸ１＋ＶＸ（２.３）ＡＹ２＝ＡＹ１＋ＶＹ（２.４）データバッファ読出制御部１６４は、これらの計算した
アドレスを含むバッファ制御信号Ｓ１１を第１のバッフ
ァ１６５に供給する。またデータバッファ読出制御部１
６４は、同様に計算したアドレスを含むバッファ制御信
号Ｓ１２を第２のバッファ１６６に供給する。

【００６２】第１のバッファ１６５は、第２の画像メモ
リ１２から送信された画像データＤ１を順次蓄積する。
また第１のバッファ１６５は、供給されたバッファ制御
信号Ｓ１１に応じて蓄積した画像データＤ１を読み出
す。すなわちこの第１のバッファ１６５は、供給された
バッファ制御信号Ｓ１１のイネーブルが有効な時に、当
該バッファ制御信号Ｓ１１に含まれるアドレスに従っ
て、第１のバッファ１６５に蓄積した画像データＤ１を
読み出す。この読み出された画像データＤ１を以下、シ
フトデータＳＤ１と称する。第１のバッファ１６５は、
シフトデータＳＤ１をデータ演算部１６７へ送信する。

【００６３】この第１のバッファ１６５は、１フレーム
分のデータを蓄積するフレームメモリであっても良い
し、また動きベクトルの範囲に基づいたラインメモリ
等、必要最小限のメモリで構成しても良い。更にこの第
１のバッファでは、データの読出しをシーケンシャルに
行うため、ＦＩＦ０メモリ等で実現しても良い。

【００６４】第２のバッファ１６６は、データ選択部１
４から送信された画像データＤ２を順次蓄積する。また
第２のバッファ１６６は、供給されたバッファ制御信号
Ｓ１２に応じて、蓄積した画像データＤ２を読み出す。
すなわち、この第２のバッファ１６６は、供給されたバ
ッファ制御信号Ｓ１２のイネーブルが有効な時に、当該
バッファ制御信号Ｓ１２に含まれるアドレスに従って、
第２のバッファ１６６に蓄積した画像データＤ２を読み
出す。この読み出された画像データＤ２を、以下シフト
データＳＤ２と称する。第２のバッファ１６６は、シフ
トデータＳＤ２をデータ演算部１６７へ送信する。

【００６５】この第２のバッファ１６６は、１フレーム
分のデータを蓄積するフレームメモリであっても良い
し、また動きベクトルの範囲に基づくラインメモリ等、
必要最小限のメモリで構成しても良い。かかる場合に
は、ランダムに与えられるアドレスに対応してランダム
にデータを読み出すシステムが構築される。

【００６６】データ演算部１６７は、供給されたシフト
データＳＤ１と、シフトデータＳＤ２に基づき、シフト
バッファ１６３から供給される処理フラグＦ２を参照し
ながら補正データＨ１を算出する。なお、処理フラグＦ
２が”ＯＫ”の場合はデータが確定できるため、データ
演算部１６７において所定の演算を行う。一方、処理フ
ラグＦ２が”ＮＭ”の場合はデータを確定することがで
きず、他の領域から画素値が全く書き込まれない領域
（以下アンカバー領域と称する）であるものと仮定し
て、アンカバー処理部１６７へ処理を委ねる。なお、こ
の補正データＨ１は、シフトデータＳＤ１やシフトデー
タＳＤ２をそのまま出力することによって演算しても良
いし、シフトデータＳＤ１とシフトデータＳＤ２の平均
値としても良い。更には、動きベクトル等の値を用いて
重み付け平均をとる形で移動データＭ１を算出しても良
い。アンカバー処理部１６８は、受け取った補正データ
Ｈ１に基づき、アンカバー領域に対して画素値を補間す
る。

【００６７】次に本発明を適用した動き補正回路１の動
作について説明する。図４は、フィールド倍速変換回路
３における倍速変換前後の各フィールドと画素位置の関
係を示している。ここで横軸は時間、縦軸は画素の垂直
方向の位置を示す。

【００６８】倍速変換前の画像データは、ＰＡＬ方式の
５０フィールド／秒のインタレース画像であり、図４
(a)に示すように、２フィールドで１つのコマを形成す
る。

【００６９】一方、倍速変換後の画像データは、１００
フィールド／秒のインタレース画像であるため、図４
(b)に示すように、フィールドｔ１とフィールドｔ２の
間に、新規に２枚のフィールドｔ２´、ｔ１´を生成す
る。そして、フィールドｔ２とフィールドｔ３の間で
は、フィールドの生成を行わず、フィールドｔ３とフィ
ールドｔ４の間に、新規に２枚のフィールドｔ４´、ｔ
３´を生成する。すなわち、画像データは、４フィール
ドで１つのコマを形成することとなる。

【００７０】この新規に生成したフィールドｔ１´、ｔ
２´、・・・は、それぞれの画素値を、各画素の周囲３
画素の中間値として、メディアン・フィルタ等を用いて
求める場合もある。また、この新規に生成したフィール
ドｔ１´、ｔ２´、・・・は、それぞれフィールドｔ
１、ｔ２、・・と同じ内容となる。これにより、４フィ
ールドで１つのコマを形成することとなり、単位時間当
たりの画面枚数を増やすことで解像度を向上させること
ができ、面フリッカ妨害を抑制することが可能となる。

【００７１】テレシネ変換後、上述の如き倍速変換され
た画像データにおいて、水平方向へ画像が移動する場合
における各フィールドと画像位置の関係を図５に示す。
この図５において、横軸は画像の水平方向における位
置、縦軸は時間を表している。既にテレシネ変換された
画像は、フィールドｔ１、ｔ２´、ｔ１´、ｔ２の順
で、一定の時間間隔で第１の画像メモリ１１に供給さ
れ、これらの画像は同一の位置に表示される。またフィ
ールドｔ３に移行すると画像が水平方向（右方向）に移
り、フィールドｔ３、ｔ４´、ｔ３´、ｔ４の順で第１
の画像メモリに供給される。

【００７２】ここで、例えば、第１の画像メモリに供給
されるフィールド（以下、参照フィールドと称する）
が、フィールドｔ３である場合には、第２の画像メモリ
１２から出力される、参照フィールドより２フレーム前
のフィールド（以下、２フレーム前フィールドと称す
る）は、フィールドｔ１となる。

【００７３】また、ＴＶ信号を倍速変換した画像データ
において、水平方向へ画像が移動する場合における各フ
ィールドと画像位置の関係を図６に示す。同一のコマを
構成するフィールドｔ１、ｔ２´において、同一位置に
同一の画像が表示される。同様に、同一のコマを構成す
るフィールドｔ１´、ｔ２において、同一位置に同一の
画像が表示される。

【００７４】動きベクトル検出部１５は、図５に示すテ
レシネ変換後、倍速変換された信号につき、参照フィー
ルドと２フレーム前フィールド間で、各ブロック単位で
動きベクトルを検出する。図５に示す例の場合には、動
きベクトルのベクトル方向は、２フレーム前フィールド
を基準として水平方向（右方向）となり、ベクトル量は
Ａとなる。同様に、参照フィールドがｔ５の場合には、
２フレーム前フィールドは、ｔ３となり、動きベクトル
のベクトル量はＢとなる。この手順を繰り返すことによ
り、２フレーム前フィールドを基準とした動きベクトル
のベクトル方向とベクトル量を順次求めることができ
る。動きベクトル検出部１５は、この求めた動きベクト
ルのベクトル量とベクトル方向とを画像シフト部１６へ
順次送信する。

【００７５】また、動きベクトル検出部１５は図６に示
すＴＶ信号を倍速変換された信号につき、参照フィール
ドと参照フィールドより１フレーム前のフィールド（以
下、１フレーム前フィールドと称する）との間で、各ブ
ロック単位で動きベクトルを検出する。図６に示す例の
場合には、動きベクトルのベクトル方向は、１フレーム
前フィールドを基準として水平方向（右方向）となり、
参照フィールドがｔ１´のときにベクトル量はＣとな
る。同様に、参照フィールドがｔ４´の場合には、１フ
レーム前フィールドは、ｔ１´となり、動きベクトルの
ベクトル量はＤとなる。この手順を繰り返すことによ
り、１フレーム前フィールドを基準とした動きベクトル
のベクトル方向とベクトル量を順次求めることができ
る。動きベクトル検出部７４は、この求めた動きベクト
ルのベクトル量とベクトル方向とを画像シフト部１５へ
順次送信する。

【００７６】シーケンス検出部１３は、参照フィールド
と、第１の画像メモリ１１から出力される１フレーム前
フィールドを順次検出し、同一の画素位置における画素
信号レベルの差分値をそれぞれ演算する。

【００７７】すなわち、図７に示すように、テレシネ変
換画像の場合には、参照フィールドｔ１´と、１フレー
ム前フィールドｔ１は、同一のコマを構成するため、例
えば画素位置ａ点における画素信号レベルの差分値は０
になる。次に参照フィールドとしてフィールドｔ２が供
給されると、１フレーム前フィールドはフィールドｔ２
´となり、ａ点における画素信号レベルの差分値は同様
に０となる。

【００７８】次に参照フィールドとしてフィールドｔ３
が供給されると、１フレーム前フィールドはｔ１´とな
り、両者はそれぞれ別のコマを形成するため、ａ点にお
ける画素信号レベルの差分値は０以外（以下、”１”と
する）となる。次に参照フィールドとしてｔ４´が供給
されると１フレーム前フィールドはフィールドｔ２とな
り、ａ点における画素信号レベルの差分値は、同様に”
１”となる。

【００７９】更に参照フィールドとしてｔ３´が供給さ
れると、１フレーム前フィールドは、ｔ３となり、両者
は同一のコマを形成するため、ａ点における画素信号レ
ベルの差分値は再び０になる。その後に供給される参照
フィールドについても同様の傾向となり、演算した差分
値は、４フィールド周期で「００１１」の順で繰り返さ
れる。従って、このシーケンスを４フィールド単位で検
出することにより、各フィールドの前後関係を特定する
ことが可能となる。

【００８０】この傾向を１フレーム前フィールドにつき
着目すると、差分値は、コマの最初のフィールドから
「００１１」の順になる。従って、最初に差分値０を算
出したとき、検出した１フレーム前フィールドを、コマ
の最初のフィールド（第１のフィールド）として特定す
る。また差分値０が連続したときには、検出した１フレ
ーム前フィールドを第２のフィールドとして特定する。
また差分値として最初に１を算出した場合に、検出した
１フレーム前フィールドを第３のフィールドとして特定
する。また、差分値１が連続したときには、検出した１
フレーム前フィールドを第４のフィールドとして特定す
る。

【００８１】なお、ＴＶ信号が入力された場合において
も、各フィールドが第１のフィールド又は第２のフィー
ルドのいずれに該当するか判別する必要あるが、フィー
ルド倍速変換回路３により倍速変換する際に該当するフ
ィールドは判明するため、上述のようなシーケンス検出
の必要性は無い。すなわち、フィールド倍速変換回路３
からＴＶ信号が入力される際には、第１のフィールド
と、第２のフィールドが特定されていることになる。

【００８２】次に動きベクトル検出部１５におけるブロ
ックマッチング部１５１の動作例について詳細に説明す
る。

【００８３】ブロックマッチング部１５１は、図８に示
すように画像データＤ１に相当する基準フィールド３０
を複数の基準ブロック５１に分割し、当該画像データＤ
１（基準フィールド３０）における基準ブロック５１と
最も高い相似度を示すブロックを、画像データＤ２（参
照フィールド４０）における探索範囲５４内を移動する
探索ブロック５３から検出する。そして当該検出された
探索ブロック５３と基準ブロック５１間の位置のずれ
（移動の方向と大きさ）を動きベクトルとする。

【００８４】上述の相似度の判定は、先ず探索ブロック
５３の各画素値について、基準ブロック５１の対応する
画素値との差分をとり、その差によって示される評価
値、例えば差分絶対値和を求める。次に、上述の判定操
作を全ての探索ブロック５３について行い、それぞれ求
めた評価値和、すなわち各差分絶対値和から最小のもの
を求める。この最小の差分絶対値和を与える探索ブロッ
ク５３を、基準ブロック５１と最も高い相似度を示すブ
ロックとし、かかるブロックの原点の画素６３と、基準
ブロック５１の原点の画素との間で特定することができ
るベクトルを動きベクトルとする。

【００８５】なお、このブロックマッチング部１５１
は、上述したブロックマッチング法に基づく動きベクト
ルの検出に加えて以下に示す検出方法を適用することに
より、本来の画像の動きに適合した動きベクトルを検出
しても良い。

【００８６】先ず、第１の検出方法について説明をす
る。この第１の検出方法では、上述のブロックマッチン
グ法を利用した動き補正に加えて、更に以下のコンセプ
トから、動きベクトルの検出を行う。

【００８７】図９は、探索範囲５４内に割り当てられた
全探索ブロック５３について求めた差分絶対値和の分布
傾向の一例を示している。この図９より、差分絶対値和
の高い領域は、基準ブロック５１と探索ブロック５３と
の画素値が著しく異なる領域である。一方、凹部を形成
している差分絶対値の低い領域は、基準ブロック５１と
探索ブロック５３との画素値が近似する領域である。す
なわち、画素値が近似する領域に対して動きベクトルを
特定することで、高画質化、高解像度化を実現すること
ができる。

【００８８】探索範囲５４は、垂直成分（ｙｓ）に対応
した水平ラインが割り当てられている。各水平ライン
は、それぞれ差分絶対値の極小値を有し、これらの極小
値が上述した差分絶対値の低い領域を形成している。以
下、これらの水平ライン毎の極小値をライン極小値と称
する。

【００８９】また、通常のブロックマッチング同様に探
索範囲５４全体の中から特定した差分絶対値和の極小値
を領域極小値と称する。すなわち各ライン極小値の中で
最小となる差分絶対値和は、この領域極小値に相当す
る。図９において示されるように、黒丸で示した領域極
小値は、他のライン極小値と比較しても大差無い。この
ため、この領域極小値を示す画素の代わりに、ライン極
小値を示す画素について、基準ブロック５１の原点の画
素との間で動きベクトルを特定しても、画質や解像度に
ほとんど影響が及ばないことになる。

【００９０】このため第１の検出方法では、かかる性質
に着目し、ライン極小値を有する画素の中から本来の画
像の動きに最も適合する画素を選択し、基準ブロック５
１の原点の画素との間で動きベクトルを特定する。

【００９１】次に第２の検出方法について説明をする。
この第２の検出方法では、図１０に示すように、左側の
画素（ブロック）から右側の画素（ブロック）へ順に動
きベクトルを求めていくことに着目し、上述のブロック
マッチング法に加えて、更に以下の動き補正を行なう。

【００９２】本来の画像の動きを識別するために、左隣
の画素の動きベクトルを本来の画像の動きを識別するた
めのパラメータとして読み出す。そして、動きベクトル
を求める画素３５（基準ブロック５１の原点の画素）の
左隣に位置する画素３４において求められている動きベ
クトルが正確なものであると仮定する。実際には、図１
１に示すように、画素３５の動きベクトルの方向を、該
左隣に位置する画素３４の動きベクトルに合わせる。こ
のようにして求められた画素３５の動きベクトルも正確
なものとなるため、さらに画素３６の動きベクトルを求
める際に、画素３５を参酌することができ、動きベクト
ルの正確性を担保することが可能となる。

【００９３】またブロックマッチング部１５１は、上述
したブロックマッチング法に基づいて検出した動きベク
トルについて、更に図１２に示す修正処理を施しても良
い。

【００９４】この修正処理では、実際の画像の動きと無
関係な動きベクトルが求められている画素（以下、この
画素を基準画素と称する）を抽出し、当該基準画素に隣
接する隣接画素の動きベクトルに適合させるものであ
る。

【００９５】まず、ブロックマッチング部１５１は、ス
テップＳ１１において各変数を初期化し、次にステップ
Ｓ１２において、図１３に示す隣接画素Ａ〜Ｈの中から
最初の隣接画素（例えば隣接画素Ａ）における動きベク
トルを抽出する。

【００９６】次に、ブロックマッチング部１５１は、ス
テップＳ１３において、隣接画素における動きベクトル
の水平成分の極性Ｖｘ＿ｉを識別し、当該極性がプラス
であればステップＳ１４へ移行し、当該極性がマイナス
であればステップＳ１５へ移行する。

【００９７】ステップＳ１４において、ブロックマッチ
ング部１５１は、図示しないカウンタＣｎｔ＿ｐに１を
加算し、また抽出した動きベクトルの水平成分を、隣接
画素の水平成分の和Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｐへ、また当該動き
ベクトルの垂直成分を垂直成分の和Ｖｙ＿ａｖｅ＿ｐへ
加算し、ステップＳ１６へ移行する。

【００９８】ステップＳ１５において、ブロックマッチ
ング部１５１は、図示しないカウンタＣｎｔ＿ｍに１を
加算し、また抽出した動きベクトルの水平成分を、隣接
画素の水平成分の和Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｍへ、当該動きベク
トルの垂直成分を垂直成分の和Ｖｙ＿ａｖｅ＿ｍへ加算
し、ステップＳ１６へ移行する。

【００９９】ステップＳ１６において、ブロックマッチ
ング部１５１は、ステップＳ１３で識別した隣接画素
が、抽出すべき隣接画素Ａ〜Ｈのうち最後の隣接画素か
否か識別する。最後の隣接画素であればステップＳ１８
へ移行する。最後の隣接画素でなければステップＳ１７
へ移行する。

【０１００】ステップＳ１７において、ブロックマッチ
ング部１５１は、次の隣接画素の動きベクトル（例えば
隣接画素Ｂ）を抽出し、再度ステップＳ１３へ移行す
る。このルーチンを組むことにより、図２に示す隣接画
素Ａ〜Ｈ全てについて動きベクトルの識別をすることが
可能となる。また隣接画素Ａ〜Ｈ全てについて動きベク
トルを識別して、ステップＳ１８に移行する際には、カ
ウンタＣｎｔ＿ｐにおいて、動きベクトルの水平成分の
極性がプラスである隣接画素の個数が、またカウンタＣ
ｎｔ＿ｍにおいて、動きベクトルの水平成分の極性がマ
イナスである隣接画素の個数が示されることとなる。さ
らに、動きベクトルの水平成分の極性がプラスである隣
接画素における水平成分の和Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｐ、垂直成
分の和Ｖｙ＿ａｖｅ＿ｐが求められており、また動きベ
クトルの水平成分の極性がマイナスである隣接画素にお
ける水平成分の和Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｍ、垂直成分の和Ｖｙ
＿ａｖｅ＿ｍが求められることになる。

【０１０１】ちなみに、ステップＳ１７において、隣接
画素Ａ〜Ｈの抽出する順は時計回り、或いは反時計回り
であっても良いし、ランダムであっても良い。また抽出
する隣接画素は、隣接画素Ａ〜Ｈ全て抽出しなくても良
く、例えば、上段の隣接画素Ａ〜Ｃ、隣接画素Ｂ,Ｄ,
Ｅ、又は、隣接画素Ａ,Ｂ,Ｃ,Ｄ,Ｅであっても良い。ま
た、画素単位でなく複数の画素からなるブロック単位で
上述の処理を実行しても良い。

【０１０２】ステップＳ１８に移行すると、ブロックマ
ッチング部１５１は、カウンタＣｎｔ＿ｐとカウンタＣ
ｎｔ＿ｍの数値を比較する。その結果、カウンタＣｎｔ
＿ｐがより大きい場合には、隣接画素のうち、動きベク
トル水平成分の極性がプラスである隣接画素の方が多い
ことが示され、ステップＳ１９へ移行する。また、カウ
ンタＣｎｔ＿ｍがより大きい場合には、隣接画素のう
ち、動きベクトルの水平成分の極性がマイナスである隣
接画素の方が多いことが示され、ステップＳ２０へ移行
する。

【０１０３】ステップＳ１９では、動きベクトルの水平
成分の極性がプラスである隣接画素に基づき、基準画素
における修正動きベクトルを求める。この修正動きベク
トルの各成分（Ｖｘ＿ｎ、Ｖｙ＿ｎ）は、水平成分の極
性がプラスである隣接画素の各成分の平均値とする。具
体的には以下の式に基づき算出する。Ｖｘ＿ｎ＝Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｐ／Ｃｎｔ＿ｐＶｙ＿ｎ＝Ｖｙ＿ａｖｅ＿ｐ／Ｃｎｔ＿ｐ

【０１０４】また、ステップＳ２０では、動きベクトル
の水平成分の極性がマイナスである隣接画素に基づき、
基準画素における修正動きベクトルを求める。この修正
動きベクトルの各成分（Ｖｘ＿ｎ、Ｖｙ＿ｎ）は、水平
成分の極性がマイナスである隣接画素の各成分の平均値
とする。具体的には以下の式に基づき算出する。Ｖｘ＿ｎ＝Ｖｘ＿ａｖｅ＿ｍ／Ｃｎｔ＿ｍＶｙ＿ｎ＝Ｖｙ＿ａｖｅ＿ｍ／Ｃｎｔ＿ｍ

【０１０５】すなわち、ブロックマッチング部１５１
は、上述した図１２に示す処理手順を踏むことにより、
基準画素の動きベクトルを、隣接画素の動きベクトルの
ベクトル方向をカウントし、多数の隣接画素が示すベク
トル方向に合うように修正することができる。換言すれ
ば、基準画素の周囲に位置する隣接画素の動きベクトル
の方向を多数決し、多い方の動きベクトルの方向を実際
の画像の動きであるものと推定して、基準画素の動きベ
クトルのベクトル方向を修正することができる。これに
より、動きベクトルのばらつきを解消することが可能と
なり、ひいては、変換画像の劣化を防止することができ
る。

【０１０６】次に範囲外検出部１５２の動作例について
説明をする。

【０１０７】範囲外検出部１５２は、ブロックマッチン
グ部１５１から送信された動きベクトルが例えば図１４
に示すように探索範囲５４外に出る場合に補正処理を行
なう。

【０１０８】第１の補正処理は、例えば図１４(a)に示
すように、修正する動きベクトルのベクトル方向を、ブ
ロックマッチング演算部１１により求められた動きベク
トルのベクトル方向に適合させる。すなわちブロックマ
ッチング演算部１１により求められた動きベクトルの方
向を変えずに、ベクトル量のみ探索範囲５４の輪郭部ま
で縮小させる。

【０１０９】第２の補正処理は、例えば図１４(b)に示
すように、修正する動きベクトルの垂直成分を、ブロッ
クマッチング演算部１１により求められた動きベクトル
の垂直成分に適合させ、或いは修正する動きベクトルの
水平成分を、ブロックマッチング演算部１１により求め
られた動きベクトルの水平成分に適合させつつ、ベクト
ル量を探索範囲５４の輪郭まで縮小させる。

【０１１０】第３の補正処理は、例えば図１４(c)に示
すように、ベクトル量が探索範囲５４内に収まるような
複数の動きベクトルの候補を予め設定し、ブロックマッ
チング演算部１１により求められた動きベクトルのベク
トル方向、ベクトル量に応じて（換言すれば差分絶対値
和が最小となる画素位置に応じて）、当該動きベクトル
の候補から一の動きベクトルを選択する。ちなみに設定
する動きベクトルの候補は、図１４(c)に示すように、
探索範囲５４の各辺につき、１つずつ設定しても良い。

【０１１１】このように、本発明に係る動きベクトル検
出装置１は、求められる真の動きベクトルが探索範囲５
４外に存在する場合においても、従来のブロックマッチ
ング法の如く各ブロック５１,５３の差分絶対値和の最
小値を最優先することなく、当該真の動きベクトルを容
易に検出することができる。これにより、本発明は、本
来の動きと異なる不規則な動きベクトルが求められるこ
とは無く、画質の劣化や、領域単位での処理破綻を防止
することが可能となる。

【０１１２】次に、画像シフト部１６の具体的な動作例
について説明をする。

【０１１３】図１５(a)は、１コマ２フィールドで構成
されるＴＶ信号が入力された場合における画像シフト部
１６の具体的な動作例を一次元のグラフで示している。
この動作例は、ＴＶ信号が入力された場合のものであ
り、０から始まる番号は、画素位置を示すアドレスであ
り、また縦軸は画素値を表している。

【０１１４】本発明では、この時間的に異なる画像デー
タＤ１と画像データＤ２の中間に位置する第２のフィー
ルド（動き補正フィールド）に対して、様々な画像のバ
リエーションにおいても動きがスムーズに見えるように
補正データを書き込む。すなわち、この図１５に示す例
において、左側に凸部がある画像データＤ１から、中央
になだらかな凸部がある画像データＤ２へ移り変わる際
に、全体の動きがスムーズに見えるような画像を、上述
の動き補正フィールドにおいて作成する。

【０１１５】図１６は、図１５に示す画像シフト部１６
の具体的な動作例を、画素値で表示したものである。図
１６(a)は、画像シフト部１６に入力される画像データ
Ｄ１と画像データＤ２を表したものであり、番号は、画
素位置を示すアドレスである。各画素毎に輝度があるこ
とから、供給される画像データＤ１には、番号ごとに画
素値が割り振られる。

【０１１６】すなわち、図１６(a)に示す動作例におい
て、画像データＤ１は、番号０〜１１のアドレスにおい
て、順に１００、１００、２００、・・・・と続く画素
値で表される。

【０１１７】画像データＤ１より後に位置する画像デー
タＤ２は、番号０〜１１のアドレスにおいて、順に１０
０、１００、１００、・・・・と続く画素値で表され
る。

【０１１８】図１６(a)に示されている動きベクトル
は、この画像データＤ１と、画像データＤ２間との間
で、各画素毎の画像データＤ１を基準としたベクトル量
を表したものである。例えば、画像データＤ１において
番号１のアドレスにある画素値１００の画素は、１フィ
ールド後に位置する画像データＤ２においても番号１の
アドレスに位置している。従って動きベクトルは０であ
る。また、例えば画像データＤ１において番号２のアド
レスにある画素値２００の画素は、画像データＤ２にお
いて、番号４のアドレスに移動する。従って動きベクト
ルは４−２＝２より、２となる。ちなみに図１５に示す
矢印は、この各画素毎の動きベクトルを示したものであ
る。

【０１１９】図１６(a)に示すフラグＦ１は、画像デー
タＤ１の検出画素と、画像データＤ２における当該検出
画素との差分絶対値とした場合の例である。この図１６
(a)に示す例において、画像データＤ１において番号２
のアドレスにある画素値２００の画素は、画像データＤ
２において番号４のアドレスに移動し、画素値は２００
と変わらないため、差分絶対値は０である。一方、画像
データＤ１において番号７のアドレスにある画素値１１
０の画素は、画像データＤ２において番号１０のアドレ
スに移動し、画素値は１００となるため、差分絶対値は
１０となる。

【０１２０】図１６(b)は、シフトバッファ読出制御信
号ＲＳ１について示している。この図１６(b)に示した
例では、式（１.１）に基づき、アドレス計算カウンタ
から、０，１，２、３・・・と、０から１ずつプラスに
シフトさせた値をＣＸ１とし、また移動量情報αを１／
２とした場合について示している。なお、アドレス計算
カウンタの数値ＣＸ１は、画像データＤ１のアドレスを
示す番号に対応させて出力している。

【０１２１】このシフトバッファ制御信号ＲＳ１を生成
する際において、例えば、アドレス計算カウンタの番号
が”２”である場合には、図１６(a)に基づき、番号２
に対応する画素位置の動きベクトルは”２”であるの
で、式（１.１）に基づき、２＋２×１／２＝３より、
シフトバッファ読出制御信号ＲＳ１の番号は”３”とな
る。同様にアドレス計算カウンタの番号が”３”の場合
には、図１６(a)に基づき、番号３に対応する動きベク
トルは”２”であるので、式（１.１）に代入して、３
＋２×１／２＝４より、シフトバッファ読出制御信号Ｒ
Ｓ１の番号は”４”となる。

【０１２２】すなわち、この生成されたシフトバッファ
読出制御信号ＲＳ１の番号は、動き補正フィールドにお
いて、補正データＨ１を書き込むアドレスの番号を示し
ている。

【０１２３】算出したシフトバッファ制御信号ＲＳ１の
アドレスについて、シフトバッファ１６３への動きベク
トルの書き込み状況を検知するべく、フラグＦ´を読み
出す。このフラグＦ´は、シフトバッファ１６３にアク
セスされたアドレスにおいて、動きベクトルが書き込ま
れていない場合には、”ＮＭ”が返される。一方、動き
ベクトルが既に書き込まれたアドレスに対しては、差分
絶対値の値が返される。

【０１２４】例えば図１６(b)に示す例において、シフ
トバッファ読出制御信号ＲＳ１の番号０〜８のアドレス
では、シフトバッファ１６３からフラグＦ´を介して、
データが書き込まれていない旨が表示される。また、番
号９のアドレスにおいては、最初はデータが書き込まれ
ていない旨の”ＮＭ”が、次回では差分絶対値が、フラ
グＦ´として返されている。すなわちシフトバッファ１
６３の番号９のアドレスには、複数の動きベクトルが書
き込まれることを意味している。これは図１５におい
て、画像データＤ２の番号９のアドレスには、画像デー
タＤ１の番号６並びに番号９に基づく動きベクトルが集
中していることからも示される。

【０１２５】ここで、フラグＦ´が”ＮＭ”で返された
シフトバッファ１６３のアドレスには、当該アドレスの
番号に応じて動きベクトルが順次書き込まれる。また、
フラグＦ´が数値を持つ場合には、フラグＦ´と当該ア
ドレスの番号に相当するフラグＦとを比較し、数値が小
さい方を有効とする。これにより、画像データＤ１から
画像データＤ２へ移行するまでに誤差の少ない動きベク
トルをシフトバッファ１６３へ書き込むことが可能とな
り、単一の画素位置に複数の動きベクトルがかかるよう
な、様々なバリエーションの画像についても高精度に動
き補正することが可能となる。

【０１２６】シフトバッファ書込制御部１６２は、供給
されるフラグＦ´に基づき、動きベクトルをシフトバッ
ファ１６３上に書き込むためのアドレスを決定する。例
えば、番号９において、フラグＦは”１０”であり、ま
たフラグＦ´は”０”である。数値の小さいフラグを優
先するため、この番号９では、当初に書き込まれた、番
号６のアドレスに基づく動きベクトル”３”が、そのま
まシフトバッファ１６３に格納され続けることになる。

【０１２７】またシフトバッファ書込制御部１６２は、
アドレスに対応する番号と動きベクトルとを関連付けて
シフトバッファ書込制御信号ＲＳ２とし、これをシフト
バッファ１６３へ書き込む。書き込まれた後のシフトバ
ッファ１６３には、図１６(b)の下段に示すように、各
番号のアドレスに対して動きベクトルが格納されること
になる。

【０１２８】シフトバッファ１６３に格納された動きベ
クトルを、アドレスの番号の順に再度整理した結果を図
１６(c)に示す。また処理フラグＦ２は、各アドレスに
おけるマーク情報を示している。この処理フラグＦ２に
おいて”ＯＫ”が出力されている場合には、当該番号の
アドレスにデータが書き込まれていることを示し、ま
た”ＮＭ”が出力されている場合には、当該番号のアド
レスにデータが書き込まれていないことを示している。
ちなみに番号２のアドレスには、データが書き込まれて
いないため、処理フラグＦ２として”ＮＭ”が出力され
る。

【０１２９】このシフトバッファ１６３から読み出され
た移動済動きベクトルは、データバッファ読出制御部１
６４へ、処理フラグＦ２は、データ演算部１６７へ供給
される。

【０１３０】データバッファ読出制御部１６４は、供給
された移動済動きベクトルに基づき、上述の式（２.
１）〜（２.４）を利用してバッファ制御信号Ｓ１１、
Ｓ１２を作り出す。例えば、アドレス計算カウンタの値
を、シフトバッファ１６３のアドレスに対応する番号と
した場合において、番号３のアドレスでは、図１６(c)
より、移動済動きベクトルは”２”であるので、バッフ
ァ制御信号Ｓ１１は、式（２.１）より”２”となり、
またバッファ制御信号Ｓ１２は、式（２.３）より”
４”となる。また、番号６のアドレスにおいても同様
に、移動済動きベクトルは、”３”であるので、バッフ
ァ制御信号Ｓ１１は、”５”となり、またバッファ制御
信号Ｓ１２は、”８”となる。

【０１３１】以上の如く算出されたバッファ制御信号Ｓ
１１は、第１のバッファ１６５に供給され、バッファ制
御信号Ｓ１１の番号に対応するアドレスの画素値が、第
１のバッファ１６５から読み出される。読み出された画
素値は、図１６(c)中段に示すように、シフトデータＳ
Ｄ１としてアドレスに対応付けられ、データ演算部１６
７等に供給されることとなる。

【０１３２】同様にバッファ制御信号Ｓ１２が第２のバ
ッファ１６６に供給され、バッファ制御信号Ｓ１２の番
号に対応するアドレスの画素値が第２のバッファ１６６
から読み出される。読み出された画素値は、図８(c)中
段に示すようにシフトデータＳＤ２としてアドレスに対
応付けられ、データ演算部１６７等に供給されることと
なる。

【０１３３】図１６(c)最下段は、補正データＨ１を、
シフトデータＳＤ１とシフトデータＳＤ２の平均値とし
た場合について示している。データ演算部１６７は、送
信される処理フラグＦ２として”ＯＫ”が出力されてい
る番号について、対応するシフトデータＳＤ１、ＳＤ２
に基づき、補正データＨ１を算出し、また”ＮＭ”出力
されている番号２のアドレスでは、隣接する番号１のア
ドレスの画素値をそのままホールドしている。但し、”
ＮＭ”の部分については、アンカバー処理部１６８で再
度演算が行われるため、ここではダミーデータとしてホ
ールド値を代入する。

【０１３４】この生成した補正データＨ１を、各番号の
アドレス毎に動き補正フィールドへ書き込むことによ
り、図１５(a)に示すような画像を作り出すことができ
る。

【０１３５】すなわち、画像シフト部１６は、例えば番
号９のように動きベクトルが示す画素が重複する場合に
いずれか一の動きベクトルを選択して、補正データＨ１
を作成し、これを動き補正フィールド５０へ書き込むこ
とができる。これにより、本発明に係る動き補正回路１
は、例えば画像が水平方向へ移動しながら、画素値が変
化する場合においても、画像の動きの不連続性を効率よ
く解消することができる。

【０１３６】次に、アンカバー処理部１６８の動作例に
ついて説明する。

【０１３７】このアンカバー処理部１６８による画素の
補間処理は、アンカバー領域周辺画素の書込処理、静止
画像処理、背景処理の３種類に分類される。

【０１３８】図１７は、アンカバー領域周辺画素の書込
処理を行なう場合について説明するための図である。こ
のアンカバー領域内において、画素値を補間する補間画
素位置１１０とし、アンカバー領域の水平方向に隣接す
る画素位置を、左から画素位置１２０、画素位置１３０
とする。

【０１３９】動きベクトル特定部１１は、先ず補間画素
位置１１０における動きベクトルを特定する。かかる動
きベクトルは、例えば基準フィールド３０と、参照フィ
ールド４０との間で算出した差分に基づいて特定する。

【０１４０】次に画素選択部１２は、特定した補間画素
位置１１０における動きベクトルについて抽出した垂直
成分に基づき、アンカバー領域の垂直方向、若しくは水
平方向に隣接する画素を選択する。この画素の選択は、
動きベクトルの垂直成分が＋２,−２の場合には、垂直
方向に隣接する画素１１１,１１２をそれぞれ選択し、
また垂直成分が＋１,０,−１のときには、水平方向に隣
接する画素１２０,１３０を選択する。

【０１４１】すなわち、補間画素位置１１０における動
きベクトルの垂直成分が＋２,−２の場合には、補間画
素位置１１０周辺の画素において垂直成分への動きが水
平成分の動きよりも顕著であることを示している。従っ
て、補間画素位置１１０周辺の画素の画素値に適合させ
るためには、垂直方向に隣接する画素の画素値を書き込
む方が好ましいことになる。また、シフト量は、スムー
ズな動きを実現する観点から、動きベクトルのベクトル
量の１／２にすることが多い。このため、＋２,−２を
１／２倍すると＋１,−１になるため、補間画素位置の
垂直方向へ隣接する画素１１１,１１２の画素値を書き
込むことにより、ベクトル量の観点からも、アンカバー
領域周辺の画素の画素値と整合をとることができる。

【０１４２】一方、補間画素位置１１０における動きベ
クトルの垂直成分が＋１,０,−１の場合には、補間画素
位置１１０周辺の画素において水平成分の動きが垂直成
分の動きよりも顕著であることを示している。従って、
補間画素位置１１０周辺の画素の画素値に整合させるた
めには、水平方向に隣接する画素１２０,１３０の画素
値を書き込む方が好ましいことになる。

【０１４３】次に、本発明を適用したアンカバー領域の
処理方法において、静止画像処理を用いる場合について
説明をする。

【０１４４】この静止画像処理において、以下に説明す
る静止条件を満たすときに、情報書込部１３は、基準フ
ィールド３０上の補間画素位置１１０における画素値
を、そのまま動き補正フィールド５０上の補間画素位置
１１０へ書き込む。すなわち、基準フィールド上の画像
と、１フレーム後の参照フィールド４０上の画像が静止
していれば、基準フィールド３０の画像をそのまま動き
補正フィールドに書き込めば足りるからである。

【０１４５】静止条件Ａは、基準フィールド３０から切
り出した補間画素位置１１０を原点とする基準ブロック
と、上記参照フィールド４０から切り出した補間画素位
置１１０を原点とする参照ブロックとの間で演算した画
素値が類似していること、換言すればこれらの画素値の
差分絶対値が閾値以下であること、を条件とする。

【０１４６】また静止条件Ｂは、上述した静止条件Ａに
加えて、さらにアンカバー領域の左隣の画素１２０にお
ける画素値と、基準フィールド３０から切り出した補間
画素位置１１０の画素値が類似していること、換言すれ
ばこれらの画素値の差分絶対値が閾値以下であること、
を条件とする。

【０１４７】更に静止条件Ｃは、上述した静止条件Ａに
加えて、アンカバー領域の左隣の画素１２０における画
素値と、アンカバー領域の右隣の画素１３０における画
素値が非類似であり（換言すれば、これらの画素値の差
分絶対値が閾値以上であり）、かつ基準フィールド３０
上の補間画素位置１１０における画素値が、上記左隣の
画素１２０における画素値と上記右隣の画素１３０にお
ける画素値との間にあることを条件とする。

【０１４８】かかる静止条件Ａ,Ｂ,Ｃは、全て基準フィ
ールド３０上の画像と、１フレーム後の参照フィールド
４０上の画像が静止状態に近い程、クリアできるものと
なっている。ちなみに、内蔵したテレビジョン受像機の
スペックに応じて、この静止条件Ａ,Ｂ,Ｃを自由に選択
することも可能である。

【０１４９】次に、本発明を適用したアンカバー領域の
処理方法において、背景処理を用いる場合について説明
をする。

【０１５０】この背景処理においては、動きベクトル特
定部１１により特定された動きベクトルの垂直成分を識
別する。この動きベクトルの垂直成分が−１〜＋１であ
り、かつアンカバー領域における左隣の画素１２０、又
は右隣の画素１３０における動きベクトルの各成分が０
である場合に、背景であるものと判別する。そして、参
照フィールド４０上の補間画素位置１１０における画素
値を、そのまま動き補正フィールド５０上の補間画素位
置１１０へ書き込む背景処理を行なう。背景の画像であ
れば、参照フィールド４０上の画像をそのまま動き補正
フィールド５０に書き込めば足りるからである。

【０１５１】なお、本発明はＰＡＬ方式によるテレビジ
ョン受像機に対して適用される場合に限定されることは
なく、例えば、ＮＴＳＣ(National TV System Committe
e)方式の６０フィールド秒（３０コマ／秒）のインタレ
ース画像信号が入力されるテレビジョン受像機に対して
も適用可能である。また、ＳＥＣＡＭ方式によるテレビ
ジョン受像機に対しても適用可能である。

【０１５２】また本発明は、例えば図３に示す画像シフ
ト部１６において、シフトバッファ読出制御部１６１を
除去し、またシフトバッファ読出制御信号ＲＳ１、フラ
グＦ１、フラグＦ´を省略し、優先順位を判定しない方
式にも適用可能である。この画像シフト部１６におい
て、アドレスに書き込むデータが重複する場合には、時
間的に後に計算されたデータが、既に書き込まれている
データ上に上書きされることになるが、フラグの読み出
し時の制御が不必要になるため、回路を更に簡略化する
ことができる。

【０１５３】また本発明は、例えばテレビジョン受像機
に接続する信号変換器等にも適用でき、また回路やハー
ドウェア等で実現される場合のみならず、プロセッサ上
でソフトウェアとしても実現可能である。

【０１５４】更に本発明は、インターネットで伝送され
るような画像信号をＰＣなどで表示する場合や、メディ
アや画像フォーマットを変換するケースにも応用するこ
とができることは勿論である。

【０１５５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る動き補正回路及び方法は、テレシネ変換した画像を倍
速変換することにより生成された１コマが４フィールド
で構成される画像信号が入力され、演算した画素信号レ
ベルの差分値に基づいて第１のフィールドを特定し、特
定した第１のフィールドから後へフィールドが移行する
につれてシフト量が順次増大するように、動きベクトル
のベクトル方向へ検出画素の位置をシフトさせる。この
ため、本発明に係る動き補正回路及び方法は、テレシネ
変換後、倍速変換した画像信号特有の動きの不連続感を
解消することができ、倍速変換により面フリッカ妨害を
抑制した画像の動きを更にスムーズにすることができ、
相乗的に画質を向上させることが可能となる。

【０１５６】また、本発明に係る動き補正回路及び方法
は、時間的に異なる画像データ間において、画像の動き
をスムーズにできる最適な補正データを動き補正フィー
ルドに書き込むため、例えば画像が水平方向へ移動しな
がら、画素値が変化する場合においても、画像の動きの
不連続性を効率よく解消することができる。またこの動
き補正回路及び方法は、テレシネ変換した画像信号とＴ
Ｖ信号とが双方とも入力される場合において、画像の様
々なバリエーションに対応させて、動きの不連続性を効
率よく解消することができる。これにより、フィルム信
号とＴＶ信号の双方が入力されるテレビジョン受像機に
内蔵することができ、また既に販売されたテレビジョン
受像機に対して新たに内蔵することにより容易にバージ
ョンアップを図ることも可能となり、汎用性をより高め
ることも可能となる。

【０１５７】また、本発明に係る動き補正回路及び方法
は、実際の画像の動きに適合した動きベクトルを求める
ことにより、求める動きベクトルのばらつきを解消し、
ひいては変換画像の劣化を防止することができる。

【０１５８】また、本発明に係る動き補正回路及び方法
は、ブロックマッチング法により求めた動きベクトル
が、探索範囲外である場合において、当該動きベクトル
のベクトル量を上記探索範囲内に収まるように修正を行
なう。このため、ブロックマッチング法により求められ
た動きベクトルが探索範囲外に存在する場合において
も、実際の画像の動きに適合するように修正することが
できるため、画質の劣化や、領域単位での処理破綻を防
止することができる。

【０１５９】更に、本発明に係る動き補正回路及び方法
は、補間画素位置における動きベクトルの垂直成分に基
づき、アンカバー領域の垂直方向、又は水平方向に隣接
する画素を選択し、該選択された画素を補間画素位置へ
書き込む。これにより、アンカバー領域に対して、最適
な画素値を示す画素を埋めることができ、動き補正フィ
ールド上において孤立点を無くすことができるため、変
換画像の劣化を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した動き補正回路のブロック構成
図である。

【図２】動きベクトル検出部の構成を示した図である。

【図３】画像シフト部のブロック構成を示した図であ
る。

【図４】フィールド倍速変換回路における倍速変換前後
の各フィールドと画素位置の関係を示した図である。

【図５】テレシネ変換された画像において、水平方向へ
画像が移動する場合における各フィールドと画像位置の
関係を示した図である。

【図６】ＴＶ信号の画像において、水平方向へ画像が移
動する場合における各フィールドと画像位置の関係を示
した図である。

【図７】シーケンスの検出方法について説明するための
図である。

【図８】ブロックマッチング法について説明するための
図である。

【図９】差分絶対値和の分布傾向に照らし合わせて動き
ベクトルを検出する場合について説明するための図であ
る。

【図１０】左側の画素から右側の画素へ順に動きベクト
ルを求めていく場合について説明するための図である。

【図１１】隣接画素の動きベクトルに応じて、動きベク
トルを求める場合について説明するための図である。

【図１２】動きベクトルの修正処理の手順を示したフロ
ーチャートである。

【図１３】動きベクトルの修正処理において、動きベク
トルを抽出する隣接画素を示した図である。

【図１４】ブロックマッチング部から送信された動きベ
クトルが探索範囲外に出る場合について行なう補正処理
について説明するための図である。

【図１５】画像シフト部の動作処理過程を１次元で表示
した図である。

【図１６】画像シフト部の具体的な動作例を、画素値で
表示した図である。

【図１７】アンカバー領域に対して画素を補間する場合
について説明するための図である。

【図１８】フィールド周波数倍速方式を適用したフィー
ルド倍速変換回路のブロック構成図である。

【図１９】倍速変換前後の各フィールドと画素位置の関
係を示した図である。

【図２０】水平方向へ画像が移動する場合における各フ
ィールドと画像位置の関係を示した図である。

【図２１】ＴＶ信号が入力される場合において、水平方
向へ画像が移動するときの各フィールドと画像位置の関
係を示した図である。

【図２２】ブロック単位で動きベクトルを検出する例に
ついて説明するための図である。

【図２３】アンカバー領域が生じた場合について示した
図である。

【符号の説明】

１画像信号処理装置、２ＣＲＴ、３フィールド倍
速変換回路、１１第１の画像メモリ、１２第２の画
像メモリ、１３シーケンス検出部、１４データ選択
部、１５動きベクトル検出部、１６画像シフト部、
３１入力端子、３２倍速変換部、３３フレームメ
モリ、１５１ブロックマッチング部、１５２範囲外
検出部、１５３再割り当て部、１６１シフトバッフ
ァ読出制御部、１６２シフトバッファ書込制御部、１
６３シフトバッファ、１６４データバッファ読出制御
部、１６５第１のバッファ、１６６第２のバッフ
ァ、１６７データ演算部、１６８アンカバー処理部

フロントページの続き (72)発明者茂木幸彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者星野隆也東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者近藤真東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5C063 BA03 BA04 BA08 BA12 CA01 CA07 CA23 CA29 CA36 5J064 AA01 BA13 BB04 BC01 BC08 BC14 BC21 BD01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準フィールドと、上記基準フィールド
から１フレーム又は２フレーム離れた参照フィールドと
の間で求めた動きベクトルに基づき、補正フィールド上
において動き補正を行なう動き補正回路であって、上記基準フィールドの基準画素を中心とした基準ブロッ
クについて、上記参照フィールドに対する動きベクトル
を検出する動きベクトル検出手段と、上記基準ブロック
において検出した動きベクトルを、当該基準ブロックを
構成する画素毎に割り当てるベクトル割当手段と、上記ベクトル割当手段により割り当てられた動きベクト
ルの示す画素が重複する場合に、いずれか一の動きベク
トルを選択する選択手段と、上記補正フィールド上において、動きベクトルの割り当
てられた画素の画素値を、当該動きベクトルのベクトル
量の範囲内でベクトル方向へシフトさせた位置の画素値
とする画像制御手段と、上記補正フィールド上で、画素値が存在しない情報不在
領域に対して画素値を補間する画素補間手段を備えるこ
とを特徴とする動き補正回路。
【請求項２】上記動きベクトル検出手段は、上記基準
ブロックと、上記参照フィールドから切り出した探索範
囲内を移動する探索ブロックとの間で画素値の差分絶対
値和を演算し、上記差分絶対値和が最小となる探索ブロ
ックの位置と上記基準ブロックの位置に基づき動きベク
トルを検出することを特徴とする請求項１記載の動き補
正回路。
【請求項３】検出した動きベクトルが上記探索範囲外
である場合において、上記動きベクトル検出手段により
求められた上記動きベクトルのベクトル量を、上記探索
範囲内に収まるように修正するベクトル修正手段を備え
ることを特徴とする請求項２記載の動き補正回路。
【請求項４】上記動きベクトル検出手段は、ブロック
マッチング法に基づいて上記動きベクトルを検出するこ
とを特徴とする請求項１記載の動き補正回路。
【請求項５】上記動きベクトル検出手段は、単方向に
よるブロックマッチングに基づき、上記動きベクトルを
検出することを特徴とする請求項４記載の動き補正回
路。
【請求項６】上記動きベクトル検出手段は、上記基準
画素に隣接する隣接画素において求められた動きベクト
ルに応じて、上記動きベクトルを検出することを特徴と
する請求項１記載の動き補正回路。
【請求項７】上記動きベクトル検出手段は、上記基準
ブロックと、上記参照フィールドから切り出した探索範
囲内を移動する探索ブロックとの間で演算した画素値の
差分絶対値和の分布傾向に基づき、上記動きベクトルを
検出することを特徴とする請求項１記載の動き補正回
路。
【請求項８】動きベクトルを修正する修正画素に隣接
する隣接画素における動きベクトルの水平成分の極性を
識別し、上記識別された水平成分の極性が正である隣接
画素の個数と、上記識別された水平成分の極性が負であ
る隣接画素の個数とを比較し、上記比較した結果に応じ
て、上記隣接画素における動きベクトルの水平成分及び
垂直成分の平均値を求め、上記求められた水平成分及び
垂直成分の平均値を、上記修正画素の動きベクトルにお
ける水平成分及び垂直成分とするベクトル修正手段を備
えることを特徴とする請求項１記載の動き補正回路。
【請求項９】上記ベクトル割当手段は、上記基準ブロ
ックにおいて抽出した画像の特徴に基づき、検出した上
記動きベクトルを割り当てることを特徴とする請求項１
記載の動き補正回路。
【請求項１０】コマの最初が第１のフィールドで始ま
る、倍速変換された画像信号について、上記基準フィー
ルドの検出画素と、上記基準フィールドから１フレーム
前後のフィールドの同一箇所における検出画素との間
で、画素値の差分値を演算し、当該差分値に基づき上記
第１のフィールドを特定するシーケンス検出手段を備
え、上記画像制御手段は、上記第１のフィールドから後へフ
ィールドが続く毎に、検出した上記動きベクトルのベク
トル量の範囲内で、上記シフトさせる位置を順次増大さ
せることを特徴とする請求項１記載の動き補正回路。
【請求項１１】テレシネ変換された画像を倍速変換す
ることにより生成された１コマが４フィールドで構成さ
れる画像信号、又はテレビジョン信号を倍速変換するこ
とにより生成された１コマが２フィールドで構成される
画像信号が入力されることを特徴とする請求項１記載の
動き補正回路。
【請求項１２】基準フィールドと、上記基準フィール
ドから１フレーム又は２フレーム離れた参照フィールド
との間で求めた動きベクトルに基づき、補正フィールド
上において動き補正を行う動き補正方法であって、上記
基準フィールドの基準画素を中心とした基準ブロックに
ついて、上記参照フィールドに対する動きベクトルを検
出し、上記基準ブロックにおいて検出した動きベクトルを、当
該基準ブロックを構成する画素毎に割り当て、上記割り当てられた動きベクトルの示す画素が重複する
場合に、いずれか一の動きベクトルを選択し、上記補正フィールド上において、動きベクトルの割り当
てられた画素の画素値を、当該動きベクトルのベクトル
量の範囲内でベクトル方向へシフトさせた位置の画素値
とし、また画素値が存在しない情報不在領域に対して画
素値を補間することを特徴とする動き補正方法。
【請求項１３】上記基準ブロックと、上記参照フィー
ルドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロック
との間で画素値の差分絶対値和を演算し、上記差分絶対
値和が最小となる探索ブロックの位置と上記基準ブロッ
クの位置に基づき動きベクトルを検出することを特徴と
する請求項１２記載の動き補正方法。
【請求項１４】検出した動きベクトルが上記探索範囲
外である場合において、上記求められた動きベクトルの
ベクトル量を、上記探索範囲内に収まるように修正する
ことを特徴とする請求項１３記載の動き補正方法。
【請求項１５】ブロックマッチング法に基づいて上記
動きベクトルを検出することを特徴とする請求項１２記
載の動き補正方法。
【請求項１６】単方向によるブロックマッチングに基
づき、上記動きベクトルを検出することを特徴とする請
求項１５記載の動き補正方法。
【請求項１７】上記基準画素に隣接する隣接画素にお
いて求められた動きベクトルに応じて、上記動きベクト
ルを検出することを特徴とする請求項１２記載の動き補
正方法。
【請求項１８】上記基準ブロックと、上記参照フィー
ルドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロック
との間で演算した画素値の差分絶対値和の分布傾向に基
づき、上記動きベクトルを検出することを特徴とする請
求項１２記載の動き補正方法。
【請求項１９】動きベクトルを修正する修正画素に隣
接する隣接画素における動きベクトルの水平成分の極性
を識別し、上記識別された水平成分の極性が正である隣
接画素の個数と、上記識別された水平成分の極性が負で
ある隣接画素の個数とを比較し、上記比較した結果に応
じて、上記隣接画素における動きベクトルの水平成分及
び垂直成分の平均値を求め、上記求められた水平成分及
び垂直成分の平均値を、上記修正画素の動きベクトルに
おける水平成分及び垂直成分とすることを特徴とする請
求項１２記載の動き補正方法。
【請求項２０】上記基準ブロックにおいて抽出した画
像の特徴に基づき、検出した上記動きベクトルを割り当
てることを特徴とする請求項１２記載の動き補正方法。
【請求項２１】コマの最初が第１のフィールドで始ま
る、倍速変換された画像信号について、上記基準フィー
ルドの検出画素と、上記基準フィールドから１フレーム
前後のフィールドの同一箇所における検出画素との間
で、画素値の差分値を演算し、当該差分値に基づき上記
第１のフィールドを特定し、上記第１のフィールドから後へフィールドが続く毎に、
検出した上記動きベクトルのベクトル量の範囲内で、上
記シフトさせる位置を順次増大させることを特徴とする
請求項１２記載の動き補正方法。
【請求項２２】テレシネ変換された画像を倍速変換す
ることにより生成された１コマが４フィールドで構成さ
れる画像信号、又はテレビジョン信号を倍速変換するこ
とにより生成された１コマが２フィールドで構成される
画像信号が入力されることを特徴とする請求項１２記載
の動き補正方法。