JP2005229231A - Motion vector detecting apparatus - Google Patents

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Tatsuro Yamauchi
達郎 山内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion vector detecting apparatus which has simple constitution and has reduced misdetection of a motion vector more than before when the motion vector detecting apparatus is applied in particular to a video signal adopting the interlace system. <P>SOLUTION: The motion vector detecting apparatus detects a motion vector V by switching a different detection reference for the motion vector V between a preceding field and a preceding frame on the basis of an inter-field difference DFD1 and an inter-frame difference DFD2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、動きベクトル検出装置に関し、特にインタレース方式のビデオ信号で動きベクトルを検出する場合に適用することができる。本発明は、フィールド間差分値とフレーム間差分値との比較結果に基づいて動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り替えて動きベクトルを検出することにより、簡易な構成により従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができるようにする。   The present invention relates to a motion vector detection device, and in particular, can be applied to a case where a motion vector is detected from an interlace video signal. The present invention switches the motion vector detection reference between the previous field and the previous frame based on the comparison result between the inter-field difference value and the inter-frame difference value, and detects the motion vector by a simple configuration. Thus, it is possible to further reduce erroneous detection of motion vectors.

従来、ビデオ信号の高能率符号化処理においては、動きベクトルを用いてフレーム間符号化処理の効率を向上させるようになされており、またテレビジョン信号のフォーマット変換においては、動きベクトルを用いた動き補正により、フィールド数の変換によるギクシャクとした動きを滑らかな動きに補正するようになされている。   Conventionally, in high-efficiency encoding processing of video signals, motion vectors are used to improve the efficiency of inter-frame encoding processing. In television signal format conversion, motion using motion vectors is used. By the correction, the jerky movement due to the conversion of the number of fields is corrected to a smooth movement.

このような動きベクトルの検出は、ビデオ信号をm画素×nライン(m、nは整数)による動きベクトルの検出単位(すなわちマクロブロックである)にブロック化し、各ブロック毎に動きベクトルを検出するようになされており、例えば特開昭55−162683号公報、特開昭55−162684号公報に開示のパターンマッチング法、特開昭60−158786号公報に開示の勾配法、位相相関法等が用いられるようになされている。   In such motion vector detection, a video signal is blocked into motion vector detection units (that is, macro blocks) of m pixels × n lines (m and n are integers), and a motion vector is detected for each block. For example, there are a pattern matching method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-162683 and 55-162684, a gradient method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-158786, a phase correlation method, and the like. It is made to be used.

このような各種の動きベクトル検出方法によりインタレース方式のビデオ信号で動きベクトルを検出する場合、従来、フィールド間で動きベクトル検出することにより、動き量が大きい場合の検出精度の劣化を防止するようになされている。すなわち、フレーム間ではフィールド間に比べて動き量が2倍となることにより、フレーム間で検出した動きベクトルの大きさは、フィールド間で検出した動きベクトルの大きさに比して2倍となり、動き量が大きい場合には動きベクトルの検出精度が劣化する。   When a motion vector is detected from an interlaced video signal using such various motion vector detection methods, conventionally, a motion vector is detected between fields to prevent deterioration in detection accuracy when the amount of motion is large. Has been made. That is, the amount of motion between frames is twice that of between fields, so that the magnitude of the motion vector detected between frames is twice that of the motion vector detected between fields. When the amount of motion is large, the motion vector detection accuracy deteriorates.

しかしながらインタレース方式のビデオ信号においては、偶数フィールドと奇数フィールドとで映像の重心が垂直方向に1/2ラインずれることにより、フィールド間で動きベクトル検出する場合、事前に重心補正する必要がある。しかしながら、重心補正した場合にあっては、動き量が小さい場合、検出精度が劣化する。具体的には、例えば静止画のように動きが「0」の場合にあっても、重心補正によりフィールド間差分値は、値「0」になり得ず、これにより検出誤差が発生する。特に勾配法を用いた動きベクトル検出では、動きベクトルを演算により算出することにより、静止画であってもフィールド間差分値が「0」にはならず、また画像のエッジ成分がある場合は、静止画においても値「0」以外の動きベクトルが検出されることになる。   However, in the case of an interlaced video signal, the center of gravity of the video is shifted by ½ line in the vertical direction between the even field and the odd field, so that when the motion vector is detected between the fields, the center of gravity needs to be corrected in advance. However, when the center of gravity is corrected, the detection accuracy is deteriorated when the amount of motion is small. Specifically, even when the motion is “0” as in a still image, for example, the inter-field difference value cannot be the value “0” due to the centroid correction, which causes a detection error. Particularly in motion vector detection using the gradient method, by calculating a motion vector by calculation, the inter-field difference value does not become “0” even for a still image, and when there is an edge component of the image, A motion vector other than the value “0” is also detected in the still image.

この問題を解決する1つの方法として、インタレース方式のビデオ信号をプログレッシブ方式のビデオ信号に変換して動きベクトルを検出する方法が考えられる。しかしながらプログレッシブ方式への変換処理においては、動画及び静止画で内挿処理を切り換え、静止画にあっては前フィールドのビデオ信号を用いるのに対して、動画にあっては結局、重心補正と同様に補間処理することにより、プログレッシブ方式のビデオ信号に変換して動きベクトルを検出する場合でも、動き量の小さな場合に、動きベクトルを誤検出する。
特開昭55−162683号公報 特開昭55−162684号公報 特開昭60−158786号公報
As one method for solving this problem, a method of detecting a motion vector by converting an interlaced video signal into a progressive video signal can be considered. However, in the conversion process to the progressive method, the interpolation process is switched between the moving image and the still image, and the video signal of the previous field is used for the still image, but the moving image is the same as the center of gravity correction after all. Thus, even when the motion vector is detected after being converted into a progressive video signal, the motion vector is erroneously detected when the motion amount is small.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-162683 Japanese Patent Laid-Open No. 55-162684 JP 60-158786 A

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、インタレース方式のビデオ信号で動きベクトルを検出する場合に、簡易な構成により従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができる動きベクトル検出装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points, and when detecting a motion vector with an interlaced video signal, it is possible to further reduce detection of a motion vector by a simple configuration as compared with the conventional case. It is intended to propose a motion vector detection device that can be used.

係る課題を解決するため請求項1の発明においては、インタレース方式のビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ビデオ信号を1フィールド遅延させて前フィールドのビデオ信号を出力する1フィールド遅延手段と、ビデオ信号を1フレーム遅延させて前フレームのビデオ信号を出力する1フレーム遅延手段と、ビデオ信号及び前フィールドのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフィールド間差分値を検出するフィールド間の差分演算手段と、ビデオ信号及び前フレームのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフレーム間差分値を検出するフレーム間の差分演算手段と、フィールド間差分値とフレーム間差分値とを比較して比較結果を出力する比較手段と、比較結果に基づいて、所定の条件を満足する場合に前フィールドのビデオ信号に代えて前フレームのビデオ信号を出力する信号切替手段と、信号切替手段から出力される前フィールドのビデオ信号又は前フレームのビデオ信号に基づいて、フィールド間又はフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段とを備え、所定の条件を満足する場合が、フレーム間差分値がフィールド間差分値より小さい場合であるようにする。   In order to solve such a problem, the invention of claim 1 is applied to a motion vector detecting device for detecting a motion vector of an interlaced video signal, and outputs the video signal of the previous field by delaying the video signal by one field. 1 field delay means, 1 frame delay means for delaying the video signal by one frame and outputting the video signal of the previous frame, and detecting the inter-field difference value of the video signal based on the video signal and the video signal of the previous field A difference calculation means between fields, a difference calculation means between frames for detecting an inter-frame difference value of the video signal based on the video signal and the video signal of the previous frame, and an inter-field difference value and an inter-frame difference value. Comparing means that compares and outputs the comparison result, and when a predetermined condition is satisfied based on the comparison result Signal switching means for outputting the video signal of the previous frame instead of the video signal of the previous field, and movement between fields or between frames based on the video signal of the previous field or the video signal of the previous frame output from the signal switching means Motion vector detecting means for detecting a vector, and satisfying a predetermined condition is a case where the inter-frame difference value is smaller than the inter-field difference value.

また請求項2の発明においては、請求項1の構成において、ビデオ信号の隣接するフィールド間での映像の重心のずれを補正して1フィールド遅延手段に出力する重心補正手段を備えるようにする。   According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, centroid correction means for correcting a shift of the centroid of the video between adjacent fields of the video signal and outputting the same to the one-field delay means is provided.

請求項1の構成によれば、インタレース方式のビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ビデオ信号を1フィールド遅延させて前フィールドのビデオ信号を出力する1フィールド遅延手段と、ビデオ信号を1フレーム遅延させて前フレームのビデオ信号を出力する1フレーム遅延手段と、ビデオ信号及び前フィールドのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフィールド間差分値を検出するフィールド間の差分演算手段と、ビデオ信号及び前フレームのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフレーム間差分値を検出するフレーム間の差分演算手段と、フィールド間差分値とフレーム間差分値とを比較して比較結果を出力する比較手段と、比較結果に基づいて、所定の条件を満足する場合に前フィールドのビデオ信号に代えて前フレームのビデオ信号を出力する信号切替手段と、信号切替手段から出力される前フィールドのビデオ信号又は前フレームのビデオ信号に基づいて、フィールド間又はフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段とを備え、所定の条件を満足する場合が、フレーム間差分値がフィールド間差分値より小さい場合であるようにすることにより、フィールド間差分値とフレーム間差分値との比較結果に基づいて動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り替えて動きベクトルを検出することができ、簡易な構成により従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができる。   According to the configuration of the first aspect, the one-field delay means is applied to the motion vector detecting device for detecting the motion vector of the interlaced video signal and outputs the video signal of the previous field by delaying the video signal by one field. 1 frame delay means for delaying the video signal by 1 frame and outputting the video signal of the previous frame, and a field difference for detecting the inter-field difference value of the video signal based on the video signal and the video signal of the previous field Computation means, inter-frame difference computation means for detecting the inter-frame difference value of the video signal based on the video signal and the previous frame video signal, and the comparison result between the inter-field difference value and the inter-frame difference value Based on the comparison result and the video signal of the previous field when a predetermined condition is satisfied. Instead of the signal switching means for outputting the video signal of the previous frame, and the motion for detecting the motion vector between fields or between frames based on the video signal of the previous field or the video signal of the previous frame output from the signal switching means A vector detection means, and satisfying a predetermined condition is a case where the inter-frame difference value is smaller than the inter-field difference value. Based on this, it is possible to detect the motion vector by switching the motion vector detection criterion between the previous field and the previous frame, and it is possible to further reduce the erroneous detection of the motion vector with a simple configuration as compared with the conventional case.

また請求項2の構成によれば、請求項1の構成において、ビデオ信号の隣接するフィールド間での映像の重心のずれを補正して1フィールド遅延手段に出力する重心補正手段を備えるようにすることにより、フィールド間における映像の重心のずれによる動きベクトルの誤検出を防止することができる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the center of gravity correction means for correcting the shift of the center of gravity of the image between adjacent fields of the video signal and outputting the same to the one-field delay means is provided. Accordingly, it is possible to prevent erroneous detection of a motion vector due to a shift in the center of gravity of the video between fields.

本発明によれば、インタレース方式のビデオ信号で動きベクトルを検出する場合に、簡易な構成により従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができる。   According to the present invention, when a motion vector is detected with an interlaced video signal, it is possible to further reduce erroneous detection of the motion vector with a simple configuration as compared with the conventional art.

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

(1)実施例の構成
図1は、本発明の実施例1に係る動きベクトル検出装置を示すブロック図である。この動きベクトル検出装置1は、例えばフォーマット変換装置、MPEG(Moving Picture Experts Group)等による符号化装置、ノイズ軽減装置等に適用されて、インタレースのビデオ信号を構成する輝度信号Yから動きベクトルVを検出して出力する。なお動きベクトルの検出においては、輝度信号Yを使用する場合に限らず、色差信号R−Y、B−Yを使用することも可能である。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a motion vector detection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. The motion vector detection device 1 is applied to, for example, a format conversion device, a coding device based on MPEG (Moving Picture Experts Group), a noise reduction device, and the like, and uses a motion vector V from a luminance signal Y constituting an interlaced video signal. Is detected and output. In the detection of the motion vector, not only when the luminance signal Y is used, but the color difference signals RY and BY can also be used.

この動きベクトル検出装置1において、前置フィルタ2は、二次元のローパスフィルタであり、輝度信号Yを入力して高域成分を抑圧し、これによりノイズによる動きベクトルの誤検出を防止する。また前置フィルタ2は、偶数フィールドと奇数フィールドとで垂直方向のタップ係数を切り換えることによりいわゆる重心補正の処理を実行する。なおこの前置フィルタ2は、ローパスフィルタに限らず、帯域通過フィルタを適用することもできる。   In this motion vector detection device 1, the pre-filter 2 is a two-dimensional low-pass filter, which receives the luminance signal Y and suppresses high frequency components, thereby preventing erroneous detection of motion vectors due to noise. The pre-filter 2 performs so-called center-of-gravity correction processing by switching the tap coefficient in the vertical direction between the even field and the odd field. The pre-filter 2 is not limited to a low-pass filter, and a band-pass filter can be applied.

1フィールド遅延回路3は、この前置フィルタ2から輝度信号Yを入力し、1フィールドの期間だけ遅延させて出力する。   The 1-field delay circuit 3 receives the luminance signal Y from the pre-filter 2 and outputs it after being delayed by a period of 1 field.

またこれに対して、前置フィルタ4は、2次元のローパスフィルタであり、輝度信号Yを入力して高域成分を抑圧し、これによりノイズによる動きベクトルの誤検出を防止する。なおこの前置フィルタ4は、ローパスフィルタに限らず、帯域通過フィルタを適用することもできる。   On the other hand, the pre-filter 4 is a two-dimensional low-pass filter, which receives the luminance signal Y and suppresses high frequency components, thereby preventing erroneous detection of motion vectors due to noise. The pre-filter 4 is not limited to a low-pass filter, and a band-pass filter can also be applied.

1フレーム遅延回路5は、この前置フィルタ4から輝度信号Yを入力し、1フレームの期間だけ遅延させて出力する。   The 1-frame delay circuit 5 receives the luminance signal Y from the pre-filter 4 and outputs the delayed signal by a period of 1 frame.

差分比較回路6は、1フィールド遅延回路3から出力される輝度信号Y1、1フレーム遅延回路5から出力される輝度信号Y2及び現フィールドの輝度信号Yに基づいて、フィールド間差分値及びフレーム間差分値を計算して比較する。   The difference comparison circuit 6 is based on the luminance signal Y1 output from the one-field delay circuit 3, the luminance signal Y2 output from the one-frame delay circuit 5, and the luminance signal Y of the current field. Calculate and compare values.

すなわち図2は、差分比較回路6及びその周辺の回路を示すブロック図であり、差分比較回路6は、現フィールドの輝度信号Y及び前フィールドの輝度信号Y1を差分演算回路11に入力するとともに、現フィールドの輝度信号Y及び前フレームの輝度信号Y2を差分演算回路14に入力する。   That is, FIG. 2 is a block diagram showing the difference comparison circuit 6 and its peripheral circuits. The difference comparison circuit 6 inputs the luminance signal Y of the current field and the luminance signal Y1 of the previous field to the difference calculation circuit 11, and The luminance signal Y of the current field and the luminance signal Y2 of the previous frame are input to the difference calculation circuit 14.

差分演算回路11は、現フィールドの輝度信号Yと、前フィールドの輝度信号Y1との間で、対応する画素間で画素値の差分値を計算して出力する。絶対値変換回路12は、差分演算回路11から出力される差分値の絶対値を計算して出力する。累計演算回路13は、絶対値変換回路12から出力される絶対値をマクロブロック毎に加算した差分絶対値和を計算し、これをフィールド間差分値DFD1として出力する。   The difference calculation circuit 11 calculates and outputs a difference value of pixel values between corresponding pixels between the luminance signal Y of the current field and the luminance signal Y1 of the previous field. The absolute value conversion circuit 12 calculates and outputs the absolute value of the difference value output from the difference calculation circuit 11. The cumulative calculation circuit 13 calculates a sum of absolute differences obtained by adding the absolute values output from the absolute value conversion circuit 12 for each macroblock, and outputs this as the inter-field difference value DFD1.

一方差分演算回路14は、現フィールドの輝度信号Yと前フレームの輝度信号Y2との間で、対応する画素間で画素値の差分値を計算して出力する。絶対値変換回路15は、差分演算回路14から出力される差分値の絶対値を計算して出力する。累計演算回路16は、絶対値変換回路15から出力される絶対値をマクロブロック毎に加算した差分絶対値和を計算し、これをフレーム間差分値DFD2として出力する。   On the other hand, the difference calculation circuit 14 calculates and outputs a difference value of pixel values between corresponding pixels between the luminance signal Y of the current field and the luminance signal Y2 of the previous frame. The absolute value conversion circuit 15 calculates and outputs the absolute value of the difference value output from the difference calculation circuit 14. The cumulative calculation circuit 16 calculates the sum of absolute differences obtained by adding the absolute values output from the absolute value conversion circuit 15 for each macroblock, and outputs this as the inter-frame difference value DFD2.

なおフィールド間差分値DFD1及びフレーム間差分値DFD2には、それぞれ差分値の2乗和を適用するようにしてもよい。   Note that the sum of squares of the difference values may be applied to the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2.

比較回路17は、累計演算回路13から出力されるフィールド間差分値DFD1と累計演算回路16から出力されるフレーム間差分値DFD2とを比較し、比較結果を信号切替回路7に出力する。   The comparison circuit 17 compares the inter-field difference value DFD1 output from the cumulative calculation circuit 13 with the inter-frame difference value DFD2 output from the cumulative calculation circuit 16, and outputs the comparison result to the signal switching circuit 7.

信号切替回路7は、1フィールド遅延回路3から入力される前フィールドの輝度信号Y1を出力し、比較回路17から出力される比較結果に基づいて、所定の条件を満足する場合には、この輝度信号の出力を切り替え、前フィールドの輝度信号Y1に代えて前フレームの輝度信号Y2を出力する。すなわち信号切替回路7は、比較回路17から出力される比較結果に基づいて、フレーム間差分値DFD2がフィールド間差分値DFD1よりも小さい場合には、前フィールドの輝度信号Y1に代えて前フレームの輝度信号Y2を出力する。なお前フレームの輝度信号Y2を出力する場合にあっては、前フレームの輝度信号Y2を識別するための判定信号S1も出力するようになされている。   The signal switching circuit 7 outputs the luminance signal Y1 of the previous field input from the one-field delay circuit 3, and if the predetermined condition is satisfied based on the comparison result output from the comparison circuit 17, this luminance The output of the signal is switched, and the luminance signal Y2 of the previous frame is output instead of the luminance signal Y1 of the previous field. That is, when the interframe difference value DFD2 is smaller than the interfield difference value DFD1, based on the comparison result output from the comparison circuit 17, the signal switching circuit 7 replaces the luminance signal Y1 of the previous field with the previous frame. A luminance signal Y2 is output. When outputting the luminance signal Y2 of the previous frame, a determination signal S1 for identifying the luminance signal Y2 of the previous frame is also output.

動きベクトル検出回路8は、勾配法により、信号切替回路7から出力される前フィールドの輝度信号Y1又は前フレームの輝度信号Y2を基準にして、現フィールドの輝度信号Yの動きベクトルVを順次検出して出力する。なおこの実施例では、現フィールドの輝度信号Yに順次マクロブロックを設定して、マクロブロック単位で動きベクトルVを検出するようになされ、このマクロブロックが8画素×8ラインの大きさに設定されるようになされている。これらによりこの実施例では、フィールド間差分値DFD1とフレーム間差分値DFD2との比較結果に基づいて動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り換えて動きベクトルを検出するようになされている。   The motion vector detection circuit 8 sequentially detects the motion vector V of the luminance signal Y of the current field based on the luminance signal Y1 of the previous field output from the signal switching circuit 7 or the luminance signal Y2 of the previous frame by the gradient method. And output. In this embodiment, macroblocks are sequentially set in the luminance signal Y of the current field, and the motion vector V is detected in units of macroblocks. This macroblock is set to a size of 8 pixels × 8 lines. It is made so that. Accordingly, in this embodiment, the motion vector is detected by switching the motion vector detection criterion between the previous field and the previous frame based on the comparison result between the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2. .

動きベクトル補正回路9は、信号切替回路7から出力される判定信号S1に基づいて、動きベクトル検出回路8で検出された動きベクトルがフレーム間で検出された動きベクトルである場合には、この動きベクトルの大きさを1/2にすることにより、フレーム間の動きベクトルをフィールド間の動きベクトルVに換算して出力し、これに対して動きベクトル検出回路8で検出された動きベクトルがフィールド間で検出された動きベクトルである場合にはこの動きベクトルをそのまま出力する。この動きベクトル補正回路9から出力された動きベクトルVは、例えばフィールド内挿等に適用される。   If the motion vector detected by the motion vector detection circuit 8 is a motion vector detected between frames based on the determination signal S1 output from the signal switching circuit 7, the motion vector correction circuit 9 By halving the vector size, a motion vector between frames is converted into a motion vector V between fields, and the motion vector detected by the motion vector detection circuit 8 is converted between fields. If it is a motion vector detected in step (1), this motion vector is output as it is. The motion vector V output from the motion vector correction circuit 9 is applied to, for example, field interpolation.

これらによりこの実施例においては、1フィールド遅延回路3は、ビデオ信号を1フィールド遅延させて前フィールドのビデオ信号を出力する1フィールド遅延手段を構成し、1フレーム遅延回路5は、ビデオ信号を1フレーム遅延させて前フレームのビデオ信号を出力する1フレーム遅延手段を構成し、差分演算回路11、絶対値変換回路12及び累計演算回路13は、ビデオ信号及び前フィールドのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフィールド間差分値DFD1を検出するフィールド間の差分演算手段を構成し、差分演算回路14、絶対値変換回路15及び累計演算回路16は、ビデオ信号及び前フレームのビデオ信号に基づいて、ビデオ信号のフレーム間差分値DFD2を検出するフレーム間の差分演算手段を構成し、比較回路17は、フィールド間差分値DFD1とフレーム間差分値DFD2とを比較して比較結果を出力する比較手段を構成し、信号切替回路7は、比較結果に基づいて、所定の条件を満足する場合に前フィールドのビデオ信号に代えて前フレームのビデオ信号を出力する信号切替手段を構成し、動きベクトル検出回路8は、信号切替手段から出力される前フィールドのビデオ信号又は前フレームのビデオ信号に基づいて、フィールド間又はフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段を構成するようになされている。   Accordingly, in this embodiment, the 1-field delay circuit 3 constitutes 1-field delay means for delaying the video signal by 1 field and outputs the video signal of the previous field, and the 1-frame delay circuit 5 converts the video signal to 1 1 frame delay means for outputting the video signal of the previous frame by delaying the frame is constituted, and the difference calculation circuit 11, the absolute value conversion circuit 12 and the cumulative calculation circuit 13 are based on the video signal and the video signal of the previous field. The inter-field difference calculating means for detecting the inter-field difference value DFD1 of the signal is configured. The difference calculating circuit 14, the absolute value converting circuit 15 and the total calculating circuit 16 are based on the video signal and the video signal of the previous frame. The inter-frame difference calculating means for detecting the inter-frame difference value DFD2 of the signal is configured, and the comparison circuit 1 Constitutes a comparison means for comparing the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2 and outputting the comparison result, and the signal switching circuit 7 is used when the predetermined condition is satisfied based on the comparison result. The signal switching means for outputting the video signal of the previous frame instead of the video signal of the field is configured, and the motion vector detection circuit 8 is based on the video signal of the previous field or the video signal of the previous frame output from the signal switching means. A motion vector detection means for detecting a motion vector between fields or frames is configured.

(2)実施例の動作
以上の構成において、この動きベクトル検出装置1において、処理対象であるインタレース方式のビデオ信号の輝度信号Yは、前置フィルタ2により周波数特性、偶数フィールド及び奇数フィールドにおける重心が補正された後、1フィールド遅延回路3により1フィールドの期間だけ遅延され、前フィールドの輝度信号Y1として出力される。
(2) Operation of the embodiment In the above configuration, in the motion vector detection device 1, the luminance signal Y of the interlaced video signal to be processed is frequency-converted by the prefilter 2 in the even field and the odd field. After the center of gravity is corrected, the signal is delayed by one field period by the one-field delay circuit 3 and output as the luminance signal Y1 of the previous field.

この前フィールドの輝度信号Y1は、差分比較回路6において、現フィールドの輝度信号Yの対応する画素間で差分値が計算され、マクロブロック単位でフィールド間差分値DFD1が算出される。   For the luminance signal Y1 of the previous field, the difference comparison circuit 6 calculates a difference value between corresponding pixels of the luminance signal Y of the current field, and calculates an inter-field difference value DFD1 for each macroblock.

またこれと同時並列的に、輝度信号Yは、前置フィルタ4により周波数特性が補正された後、1フレーム遅延回路5により1フレームの期間だけ遅延され、前フレームの輝度信号Y2として出力される。   In parallel with this, the luminance signal Y is corrected by the prefilter 4 and then delayed by one frame period by the one frame delay circuit 5 and is output as the luminance signal Y2 of the previous frame. .

この前フレームの輝度信号Y2は、差分比較回路6において、現フィールドの輝度信号Yの対応する画素間で差分値が計算され、マクロブロック単位でフレーム間差分値DFD2が算出される。   With respect to the luminance signal Y2 of the previous frame, the difference comparison circuit 6 calculates a difference value between corresponding pixels of the luminance signal Y of the current field, and calculates an interframe difference value DFD2 for each macroblock.

この動きベクトル検出装置1では、これらフィールド間差分値DFD1、フレーム間差分値DFD2が差分比較回路6で比較され、その比較結果により信号切替回路7より前フィールドの輝度信号Y1又は前フレームの輝度信号Y2が動きベクトル検出回路8に出力される。またこれにより動きベクトル検出回路8において、フィールド間差分値DFD1とフレーム間差分値DFD2との比較結果に基づいて動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り替えて動きベクトルが検出され、さらにこの検出基準の切り替えに連動して動きベクトル検出回路8で検出された動きベクトルVが動きベクトル補正回路9で補正されて出力される。   In this motion vector detection device 1, the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2 are compared by the difference comparison circuit 6, and the luminance signal Y1 of the previous field or the luminance signal of the previous frame is compared with the signal switching circuit 7 by the comparison result. Y2 is output to the motion vector detection circuit 8. This also allows the motion vector detection circuit 8 to detect the motion vector by switching the detection criterion of the motion vector between the previous field and the previous frame based on the comparison result between the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2. The motion vector V detected by the motion vector detection circuit 8 is corrected by the motion vector correction circuit 9 and output in conjunction with the switching of the detection reference.

これらにより動きベクトル検出装置1では、フィールド間差分値DFD1に比してフレーム間差分値DFD2が小さい場合には、フレーム間により動きベクトルが検出されて出力される。   Accordingly, in the motion vector detection device 1, when the inter-frame difference value DFD2 is smaller than the inter-field difference value DFD1, a motion vector is detected and output between frames.

すなわちフィールド間差分値DFD1にあっては、フィールド内で重心が1/2だけずれることにより、動きが「0」の場合でも値「0」に立ち下がらないのに対し、フレーム間差分値DFD2にあっては値「0」に立ち下がる。この場合、フィールド間に比してフレーム間の方が高い精度により動きベクトルを検出することができる。またこのような状態は、単に動きが「0」の場合のみならず、動きが小さい場合にも発生する。   That is, the inter-field difference value DFD1 does not fall to the value “0” even when the motion is “0” because the center of gravity is shifted by ½ in the field, whereas the inter-frame difference value DFD2 In that case, the value falls to “0”. In this case, a motion vector can be detected with higher accuracy between frames than between fields. Such a situation occurs not only when the movement is “0” but also when the movement is small.

これに対して動きが大きい場合には、フィールド間の方が高い精度により動きベクトルを検出することができ、この場合は、当然のことながらフィールド間差分値DFD1の方がフレーム間差分値DFD2に比して値が小さくなる。   On the other hand, when the motion is large, the motion vector can be detected with higher accuracy between the fields. In this case, the inter-field difference value DFD1 is naturally changed to the inter-frame difference value DFD2. The value is smaller than that.

これらによりこの実施例のように、フレーム間差分値DFD2の方が値の小さい場合にフレーム間により動きベクトルを検出するようにすれば、従来に比して高い精度により動きベクトルを検出することができる。   Thus, as in this embodiment, when the inter-frame difference value DFD2 has a smaller value, if the motion vector is detected between frames, the motion vector can be detected with higher accuracy than in the past. it can.

これらにより動きベクトルを用いて動き補正するテレビジョン方式のフォーマット変換装置において、この実施例による動きベクトル検出装置1を適用することにより、動きベクトルの検出精度を高めて画像歪みを軽減することができる。またスキャンコンバータにおいては、動きベクトルによりフィールド間ライン内挿処理することにより動画の解像度を高くすることができることにより、この実施例の動きベクトル検出装置1を適用して動きベクトルの検出精度を高くすれば、変換画質を向上させることができる。   By applying the motion vector detection device 1 according to this embodiment to a television format conversion device that performs motion correction using motion vectors, the motion vector detection accuracy can be improved and image distortion can be reduced. . Further, in the scan converter, the resolution of a moving image can be increased by performing inter-field line interpolation processing using a motion vector, so that the motion vector detection device 1 of this embodiment is applied to increase the motion vector detection accuracy. Thus, the conversion image quality can be improved.

なおライン方向の相関が小さい領域においても、このようにフィールド間差分値DFD1よりもフレーム間差分値DFD2の方が小さくなり、この場合フィールド間での動きベクトル検出に代えてフレーム間で動きベクトルを検出することにより、高い精度で動きベクトルを検出することができる。   Even in the region where the correlation in the line direction is small, the inter-frame difference value DFD2 is smaller than the inter-field difference value DFD1, and in this case, instead of detecting the motion vector between fields, a motion vector is calculated between frames. By detecting, a motion vector can be detected with high accuracy.

またこのようにフィールド間差分値DFD1、フレーム間差分値DFD2の比較結果によりフィールド間とフレーム間とで動きベクトルの検出を切り替える場合に、フィールド間とフレーム間の動きベクトル検出手段をそれぞれ設ける方法も考えられるが、この実施例では、1系統の動きベクトル検出手段に対して、動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り替えるようになされ、これにより簡易な構成により動きベクトルを検出することができる。   Further, when the detection of motion vectors is switched between fields and between frames based on the comparison result of the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2, a method of providing motion vector detection means between fields and between frames is also provided. In this embodiment, the motion vector detection means is switched between the previous field and the previous frame for one system of motion vector detection means, thereby detecting a motion vector with a simple configuration. Can do.

(3)実施例の効果
以上の構成によれば、フィールド間差分値DFD1とフレーム間差分値DFD2との比較結果に基づいて動きベクトルの検出基準を前フィールドと前フレームとで切り替えて動きベクトルを検出することにより、簡易な構成により従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができる。
(3) Effects of the embodiment According to the above configuration, the motion vector is switched by switching the motion vector detection reference between the previous field and the previous frame based on the comparison result between the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2. By detecting, it is possible to further reduce the erroneous detection of motion vectors by a simple configuration as compared with the prior art.

またフィールド間での映像の重心のずれを補正して動きベクトルを検出することにより、フィールド間における映像の重心のずれによる動きベクトルの誤検出を防止することができる。   Further, by detecting the motion vector by correcting the shift of the center of gravity of the video between the fields, it is possible to prevent erroneous detection of the motion vector due to the shift of the center of gravity of the video between the fields.

なお上述の実施例においては、フィールド間差分値DFD1及びフレーム間差分値DFD2をマクロブロック単位で検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の大きさのブロック単位で検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the inter-field difference value DFD1 and the inter-frame difference value DFD2 are detected in units of macroblocks has been described. However, the present invention is not limited to this, and other various sizes of block units are used. You may make it detect.

また上述の実施例においては、8画素×8ラインのマクロブロック単位で動きベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、他の種々の大きさのマクロブロック単位で検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the motion vector is detected in units of macro blocks of 8 pixels × 8 lines has been described. However, the present invention is not limited to this, and the detection is performed in units of macro blocks of various other sizes. You may do it.

また上述の実施例においては、勾配法により動きベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブロックマッチング法、位相相関法等、他の方法により検出するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the motion vector is detected by the gradient method has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be detected by another method such as a block matching method or a phase correlation method. .

本発明は、動きベクトル検出装置に関し、例えばフォーマット変換装置に適用することができる。   The present invention relates to a motion vector detection device, and can be applied to, for example, a format conversion device.

本発明の実施例に係る動きベクトル検出装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the motion vector detection apparatus which concerns on the Example of this invention. 図1の差分比較回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the difference comparison circuit of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1……動きベクトル検出装置、2、4……前置フィルタ、3……1フィールド遅延回路、5……1フレーム遅延回路、6……差分比較回路、7……信号切替回路、8……動きベクトル検出回路、9……動きベクトル補正回路、11、14……差分演算回路、12、15……絶対値変換回路、13、16……累計演算回路、17……比較回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motion vector detection apparatus, 2, 4 ... Pre filter, 3 ... 1 field delay circuit, 5 ... 1 frame delay circuit, 6 ... Difference comparison circuit, 7 ... Signal switching circuit, 8 ... Motion vector detection circuit, 9... Motion vector correction circuit, 11, 14... Difference calculation circuit, 12, 15... Absolute value conversion circuit, 13, 16.

Claims (2)

インタレース方式のビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、
前記ビデオ信号を1フィールド遅延させて前フィールドのビデオ信号を出力する1フィールド遅延手段と、
前記ビデオ信号を1フレーム遅延させて前フレームのビデオ信号を出力する1フレーム遅延手段と、
前記ビデオ信号及び前記前フィールドのビデオ信号に基づいて、前記ビデオ信号のフィールド間差分値を検出するフィールド間の差分演算手段と、
前記ビデオ信号及び前記前フレームのビデオ信号に基づいて、前記ビデオ信号のフレーム間差分値を検出するフレーム間の差分演算手段と、
前記フィールド間差分値と前記フレーム間差分値とを比較して比較結果を出力する比較手段と、
前記比較結果に基づいて、所定の条件を満足する場合に前記前フィールドのビデオ信号に代えて前記前フレームのビデオ信号を出力する信号切替手段と、
前記信号切替手段から出力される前記前フィールドのビデオ信号又は前記前フレームのビデオ信号に基づいて、フィールド間又はフレーム間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段とを備え、
前記所定の条件を満足する場合が、
前記フレーム間差分値が前記フィールド間差分値より小さい場合である
ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
In a motion vector detection device for detecting a motion vector of an interlaced video signal,
1 field delay means for delaying the video signal by 1 field and outputting the video signal of the previous field;
1 frame delay means for delaying the video signal by 1 frame and outputting the video signal of the previous frame;
An inter-field difference calculating means for detecting an inter-field difference value of the video signal based on the video signal and the video signal of the previous field;
An inter-frame difference calculating means for detecting an inter-frame difference value of the video signal based on the video signal and the video signal of the previous frame;
A comparison means for comparing the inter-field difference value and the inter-frame difference value and outputting a comparison result;
Based on the comparison result, signal switching means for outputting the video signal of the previous frame instead of the video signal of the previous field when a predetermined condition is satisfied;
Motion vector detection means for detecting a motion vector between fields or between frames based on the video signal of the previous field or the video signal of the previous frame output from the signal switching means,
When the predetermined condition is satisfied,
The motion vector detection device, wherein the inter-frame difference value is smaller than the inter-field difference value.
前記ビデオ信号の隣接するフィールド間での映像の重心のずれを補正して前記1フィールド遅延手段に出力する重心補正手段を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の動きベクトル検出装置。
The motion vector detection device according to claim 1, further comprising: a center of gravity correction unit that corrects a shift of the center of gravity of an image between adjacent fields of the video signal and outputs the corrected image to the one-field delay unit.
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