JP2009265688A - 動き検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動きの検出漏れを抑制し、動き検出を高精度に行うことができる動き検出装置を提供することである。
【解決手段】動き検出装置５０は、動き検出回路１０とエリアフィルタ２０とエッジ判定回路３０とを備える。動き検出回路１０は、入力映像信号の動きを画素ごとに検出する。エリアフィルタ２０は、動き検出回路による画素ごとの動き有無の検出結果を入力し、注目画素を含む周辺画素について動き有り画素と動き無し画素の数につき多数決判定を行って、各画素につき動画か静画かを再判定して出力する。エッジ判定回路３０は、入力映像信号の注目画素を含む周辺画素を用いてエッジの有無を判定する。このエッジ判定回路３０によるエッジ有無の判定結果に基づき、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオフ又はオンに制御可能にし、或いはエリアフィルタ２０の判定基準(閾値)を変更可能にしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、動き検出回路とエリアフィルタを組み合わせた動き検出装置に係り、特にエッジのある部分で動き検出に誤判定を生じる不具合を改善した動き検出装置に関する。

従来、テレビジョン信号の受信装置においては、動き検出回路とエリアフィルタを組み合わせてより確かな動き検出を行えるようにした動き検出装置がある(例えば、特許文献１及び２参照)。

これらの一般的な動き検出装置では、入力される映像信号の現フレームの信号と１又は２フレーム前の信号とのフレーム間の差信号を動き検出信号としており、その差信号は映像のエッジ部分では大きな信号となるので、コアリング回路(特許文献１)や除算器(特許文献２)で信号振幅を小さくした後、エリアフィルタに供給している。

エリアフィルタは端的に言えば多数決回路であり、前段の動き検出回路の検出結果を再検定するためのものである。例えば、縦横３×３のブロックにおいて注目画素とその周辺画素について前段の動き検出回路での検出結果として、注目画素が静画でその周辺画素が動画であれば、動画の画素数が計数され、計数値と設定閾値(例えば５個)が比較されて、注目画素はノイズ等による誤検出出力であるとして多数決判定で動画から静画へと補正される。同様に、前段の動き検出回路の検出結果として、注目画素が動画でその周辺画素が静画であれば、動画の画素数が計数され、閾値(５個)と比較されて、注目画素はノイズ等による誤検出出力であるとして多数決判定で動画から静画へと補正される。

このようにエリアフィルタには、広い領域で起こる画像の動きに対してノイズ等により単発的に発生する誤検出出力を除去する効果がある一方で、注目画素がエッジのある部分(例えば絵柄の輪郭部分)の一部であって動画画素と検出されている場合にエリアフィルタの多数決判定処理に基づいて動画画素を静画と補正してしまう問題があった。
特開平５−１７４１４８号公報 特開平７−１９３７６３号公報

そこで、本発明は上記の問題に鑑み、動きの検出漏れを抑制し、動き検出を高精度に行うことができる動き検出装置を提供することを目的とするものである。

本願発明の一態様によれば、入力映像信号の動きを画素ごとに検出する動き検出回路と、この動き検出回路の画素ごとの動き有無の検出結果を入力し、注目画素を含む周辺画素について動き有りと動き無しの画素数につき多数決判定を行って、各画素につき動画か静画かを再判定して出力するエリアフィルタと、前記入力映像信号の注目画素を含む周辺画素を用いて線要素であるエッジの有無を判定するエッジ判定回路とを具備し、このエッジ判定回路によるエッジ有無の判定結果に基づき、前記エリアフィルタの判定結果の出力を制御可能にすることを特徴とする動き検出装置が提供される。

本発明によれば、動きの検出漏れを抑制し、動き検出を高精度に行うことができる動き検出装置を提供することができる。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１乃至図１４を参照して本発明の実施形態を説明する前に、従来技術の問題点を図１６を参照して具体的に説明する。

動き検出回路は、図１６(a)に示すようにソース映像（Nフレーム目）と1フレーム前の映像（N-1フレーム目）との差分を取り、図１６(b)のように動き有り(動画)/動き無し(静画)の判定を行う。つまり、差分値が大きいと、前フレームから変化があったと判断し、動画と判定し、差分値が小さいと、前フレームと同様の絵だと判断し、静画と判定する。

ここで、●の画素値＝２００、○の画素値＝０とすると、注目画素のNフレームとN-1フレームとの差分値は２００となり、動画判定を行う閾値(例えば、動画判定レベル＝１５０)と比較した場合、差分値２００≧閾値１５０となるため、動画と判定される。例えば３×３のブロックにおいては、注目画素の周りの画素（(３×３)−１個）についても同様の判定処理を行う。

エリアフィルタは前述したように多数決回路であり、前段の動き検出回路によって例えば注目画素とその周辺画素について動画及び静画と判定された個数をカウントする。これによって、注目画素が、周りの画素の状態と比較して、特異点か否かを判定する。ここでは、注目画素は動画と判定されているが、注目画素と周りの画素とを比較する場合、動画と判定されているのが３個あり、静画と判定されている画素が６個ある。そのため、動画と多数決判定される閾値設定(動画の数５以上)であるとした場合、図１６(a)のように注目画素が線要素をなすエッジの一部であり動画と判定すべき画素であっても周りの画素を含めた多数決判定により、注目画素を図１６(c)のように静画と判定し補正してしまう。実際この例では動画と判定したいが、静画と判定されるため、誤判定となる。
そこで、本発明の実施形態では、エリアフィルタの誤検出を防ぐため、以下の装置を提案する。例えば、エッジのある部分ではエリアフィルタの判定に誤りを生じるので、エッジ部分ではエリアフィルタの判定出力を用いずに前段の動き検出回路の出力を用いるように構成する。或いは、エッジ部分ではエリアフィルタの判定基準である閾値を下げるように変更する制御を行う。

［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の動き検出装置のブロック図を示している。
図１に示す動き検出装置５０は、入力映像信号の動きを画素ごとに検出する動き検出回路１０と、この動き検出回路１０による画素ごとの動き有無の検出結果を入力し、注目画素を含む周辺画素について動き有り画素と動き無し画素の数につき多数決判定を行って、各画素につき動画か静画かを再判定して出力するエリアフィルタ２０と、入力映像信号の注目画素を含む周辺画素を用いて線要素であるエッジの有無を判定するエッジ判定回路３０とを備え、このエッジ判定回路３０によるエッジ有無の判定結果に基づき、例えば選択回路４０を用いてエリアフィルタ２０の判定結果の出力をオフ又はオンに制御可能に構成したものである。

エリアフィルタ２０は、動き検出回路１０からの画素毎の動き検出結果を入力し、計数する動画画素計測部２１と、この動画画素計測部２１で計測した注目画素を中心とする所定領域(範囲)(例えば縦横３×３)内での全画素(９個)のうちの動画画素数を、多数決判定するための閾値(例えば動画画素数５)と比較し、動画画素数が閾値より少ない数(例えば３個)であれば、注目画素を静画と再判定し、動画画素数が閾値(５個)以上であれば、注目画素を動画と再判定する比較部２２とを備えている。エリアフィルタ２０には、外部の閾値発生部２３から多数決(動画)判定用の閾値が供給される。

エッジ判定回路３０は、注目画素及び周辺画素を用いて、隣接画素同士の差分をとり、映像を特徴づける線要素を抽出するエッジ検出回路３１と、このエッジ検出回路３１のエッジ検出出力を画素ごとに閾値と比較し、そのエッジ検出出力が有効か否か(言い換えれば、一定レベル以上の画素値を有しているか否か)を判定する有効性判定回路３２と、この有効性判定回路３２による有効性判定で有効と判定された画素に対して、線要素をなすエッジの一部であるか否かのエッジ相関性を判定し、このエッジ相関性の有無を出力する相関性判定回路３３とを備えている。

なお、第１の実施形態では、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオフ又はオンに制御可能とするための手段として、エッジ判定回路３０によるエッジ有無の判定結果に基づき、動き検出回路１０の動き検出結果を出力するか又はエリアフィルタ２０の判定結果を出力するかを選択する選択回路４０を設けた構成としている。即ち、エッジ判定回路３０によりエッジ有りの判定のときは動き検出回路１０の動き検出結果出力を選択することによって、エリアフィルタ２０の判定結果出力をオフにするのと等価(同等)にし、エッジ無しの判定のときはエリアフィルタ２０の判定結果出力を選択することによって、エリアフィルタ２０の判定出力をオンにするのと等価にしている。

このような構成では、エッジ判定に関しては、エッジ判定回路３０にはエッジ検出回路３１に追加して有効性判定回路３２及び相関性判定回路３３が設けられて、エッジ判定をより正確に行えるようにしている。また、動き判定に関しては、動き検出回路１０とエリアフィルタ２０の構成に追加して、選択回路４０を設けているので、エッジ有りを判定したときには、エリアフィルタの判定出力を用いないようにすることで、エリアフィルタ２０での誤判定(動きの検出漏れ)を防いでより正確な動き判定を行うことができる。

図２は図１における動き検出回路１０の構成例のブロック図を示している。
図２に示す動き検出回路１０は、フレームメモリを有し、入力映像信号を１フレーム遅延して前フレームの映像信号を出力する１フレーム遅延回路１１と、現フレームの映像信号と前フレームの映像信号とを減算する減算器１２と、この減算器１２の差分出力の絶対値をとる絶対値回路１３と、絶対値回路１３の出力を画素単位で閾値と比較し、動画か静画かを示す動き検出信号を出力する比較回路１４とを備えている。比較回路１４は、差分絶対値が閾値以上であれば、動画であるとして‘１’を出力し、閾値より小さければ、静画であるとして‘０’を出力する。
この構成により、フレーム間での画像の動きを画素単位で検出し、注目画素が動画か静画かを検出できる。

図３は図１におけるエッジ判定回路３０内のエッジ検出回路３１及び有効性判定回路３２の構成例のブロック図を示している。図４は図３の動作を説明する図である。
図３に示すエッジ検出回路３１は、映像信号を１画素遅延させるレジスタとしてのフリップフロップ(ＦＦと略記)３１１と、注目画素の信号とＦＦ３１１からの１画素前の信号とを減算し、画素間の差分を出力する減算器３１２とを備えている。ここで、エッジとは、現画素である注目画素と隣接画素である１画素前の信号とで画素値間に差があれば、その差があるところをエッジという。

また、有効性判定回路３２は、エッジ検出回路３１の差分出力を入力し、その絶対値を得る絶対値回路３２１と、絶対値回路３２１の差分絶対値出力(エッジ出力)を画素単位で閾値と比較し、エッジ自体が有効か無効かを判定する比較回路３２２とを備えている。
この構成においては、図４(a)に示す入力映像信号がエッジ検出回路３１に入力され、エッジ検出回路３１からは図４(b)に示すようなエッジ検出信号が出力される。そして、このエッジ検出信号は有効性判定回路３２に入力され、有効性判定回路３２内の絶対値回路３２１からは図４(c)に示すような絶対値信号が出力される。この絶対値信号は、さらに、比較回路３２２で閾値と比較されて、閾値以上であれば有効画素であるとして‘１’を出力し、閾値より小さければ、無効画素であるとして‘０’を出力する。つまり、閾値判定によって、絶対値０の近傍にノイズ状の交流成分かぜ重畳していても無効と判定される。
なお、エッジ検出回路３１及び有効性判定回路３２では、図４(b)及び(c)に示すようにエッジ検出信号及び絶対値信号は例えば８ビットの信号であるとしている。

図５は図１におけるエッジ判定回路３０内の相関性判定回路３３の動作例を説明する図を示している。
相関性判定回路３３では、図５に示すように、前段の有効性判定回路３２で判定された有効画素の１つを注目画素としてその周辺画素と画素値同士を比較することによって、その有効画素と隣接する他の画素間で差分がない状態であれば、画素間に相関性が有ると判定し、差分がある状態であれば、画素間に相関性が無いと判定する。この結果、図５では、３×３のブロックについて、注目画素を中心として左下の画素から右上の画素にかけて相関性が有る線状のエッジが形成されていることが分かる。有効性判定結果を面上の注目画素を中心として所定領域(範囲)で他の画素との相関の有り無しを判定することによって、エッジの存在を確認することができる。

以上のように、エッジ判定回路３０による判定の結果、画面上の所定領域(範囲)でエッジ部分があることが判明したときには、その注目画素に関しては、選択回路４０は動き検出回路１０の動き検出結果を、エリアフィルタ２０を通すことなくそのまま最終の動き検出信号として出力する。これによって、エリアフィルタ２０の多数決判定による不具合の影響を回避することができる。一方、画面上の所定領域(範囲)でエッジ部分がないことが判明したときには、その注目画素に関しては、選択回路４０はエリアフィルタ２０を通した多数決判定結果を最終の動き検出信号として出力できる。

以上述べた図１の動き検出装置の動作を、図６及び図７を参照して説明する。
図６は図１の動き検出装置の動作を分かり易く説明する説明図であり、図７は図１の動き検出装置の動作を説明するフローチャートを示している。
図６はエッジ部分を有する現在のソース画像(Nフレーム目)を入力データとする動き検出装置の動作を示している。この入力データは動き検出回路１０に入力されると同時にエッジ検出回路３１に入力される。動き検出回路１０は前後のフレーム間での差分をとり、フレーム間でのデータの動きを画素ごとに検出するのに対して、エッジ検出回路３１では現フレーム内での前後の画素間での差分をとり、差分があるところをエッジとして検出する点で異なっている。

図６(a)は入力データに対するエッジ検出回路３１によるエッジ検出結果を示し、図６(b)はエッジ検出結果に対する有効性判定結果を示している。有効性判定では、例えば、閾値を３０とし、エッジ検出結果のエッジとして判定される画素のレベルを２００とし、エッジとして判定されない画素のレベルを１５とし、エッジ検出された３つの画素が有効性判定結果の有効画素として判定されている。図６(c)は有効性判定後の相関性判定結果を示している。図５及び図６(c)に示すように注目画素とそれに隣接する画素との間の差分をとり、差分がない状態のときに画素間に相関性有りとする。図６(d)は図６(c)の有効性判定結果を用いたエリアフィルタの動作を示している。図６(d)では、エリアフィルタ２０の多数決判定を受けない場合(フィルタ判定出力をオフにした状態)を示している。

次に、図７のフローチャートに沿って動作の流れを説明する。
現在のソース映像（Nフレーム目）の注目画素に対し、エッジ検出を行う（ステップＳ1）。エッジ検出は注目画素及び周辺画素を用いて行う。エッジ検出は画像を特徴づける線要素を抽出する。
エッジ検出結果に対し、有効性判定を行う（ステップＳ2）。有効性判定とは、エッジ出力結果に対し、そのエッジ出力結果が有効か否かを判定するための閾値と比較し、閾値以上なら、有効画素と、それ以外なら無効画素と判定する。

有効性判定結果を次段処理の相関性判定に出力する。有効判定は次段処理である相関性判定時の候補数を削減することで誤検出を防ぐことを目的としている。
相関性判定は有効性判定で有効と判定されたエッジ(画素)に対して、相関性を判定する（ステップＳ3）。
相関性判定は、例えば、注目画素とその周りの画素との差分値を求め、ある閾値以下なら相関性があると判断する。
また、同時に方向性なども周辺画素から判断し、相関性の有/無を判定する。

図６(c)の相関性判定の図では、斜め方向に相関性があることが分かり、注目画素は相関性つまり特徴ある線要素の一部であると判断する。その判定結果をエリアフィルタ２０の後段の選択回路４０に出力する。
選択回路４０はこの相関性有無の結果を用いてエリアフィルタ２０の判定結果の出力のオン／オフを制御する。この例では、相関性有りと判定されているため、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオフにし（ステップＳ4）、動き検出回路１０の動き検出結果を選択してそのまま出力する。

有効性判定で有効画素がなければ、或いは、相関性判定で注目画素と隣接する画素との間で相関性がなければ、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオン(選択)してそのまま出力する(通常のフィルタ動作を行う)（ステップＳ5）。
第１の実施形態によれば、エッジ部分での動きの誤判定を防ぎ、動き検出を高精度に行うことができる。

［第２の実施形態］
図８は本発明の第２実施形態の動き検出装置のブロック図を示している。
図８に示す動き検出装置５０Ａは、入力映像信号の動きを画素ごとに検出する動き検出回路１０と、この動き検出回路１０による画素ごとの動き有無の検出結果を入力し、注目画素を含む周辺画素について動き有り画素と動き無し画素の数につき多数決判定を行って、各画素につき動画か静画かを再判定して出力するエリアフィルタ２０と、入力映像信号の注目画素を含む周辺画素を用いてエッジの有無を判定するエッジ判定回路３０とを備え、 このエッジ判定回路３０によるエッジ有無の判定結果に基づき、エリアフィルタ２０の判定基準である閾値を変更可能に構成したものである。

エリアフィルタ２０の構成は、図１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
エリアフィルタ２０には、閾値発生部２３Ａから多数決(動画)判定用の閾値が供給される。第２の実施形態では、閾値発生部２３Ａから発生される判定基準としての閾値は、エッジ判定回路３０からのエッジ有無の判定結果に従って、変更可能とされている。即ち、エッジ有りの判定のときは閾値を低くして動画判定を得易くし、エッジ無しの判定のときは閾値を高くして動画判定を得難くしている。
エッジ判定回路３０の構成は、図１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図９は図８の動作を説明するフローチャートである。
図９において図７と同じステップには同一符号を付してある。
先ず、現在のソース映像（Nフレーム目）の注目画素に対し、エッジ検出を行う（ステップＳ1）。次に、エッジ検出結果に対し、有効性判定を行う（ステップＳ2）。そして、有効性判定で有効と判定されたエッジ(画素)に対して、相関性を判定する（ステップＳ3）。

ステップＳ3で相関性有りと判定されていれば、エリアフィルタ２０を閾値を下げて動作し（ステップＳ4-1）、ステップＳ3で相関性がなければ、エリアフィルタ２０を通常の閾値で動作する(通常のフィルタ動作を行う)（ステップＳ5-1）。

具体的に説明すると、例えば、エリアフィルタ２０の閾値が通常は５とされているのを、エッジ有りが判定されたときには閾値を２に下げるように変更(制御)することにより、図６(a)（或いは図１６(b)）の状態で多数決判定が行われても動画数が３であるので、多数決判定は動画とされ、ブロック(３×３)の中心の注目画素は動画のままとなり、図１６(c)のように誤判定されることなく、図６(d)と同じ状態の正常な判定を行うことができる。

第２の実施形態によれば、後述の図１４に示すような動き判定結果に応じて動画と静画の混合率を変えて補間画像を生成する動き適応型のプログレッシブ変換装置に、本実施形態の動き検出装置を適用する場合には、最終の動き検出信号(動画/静画判定出力)を例えば０〜７の３ビットで表現して動画寄り／静画寄りといった混合率を操作できるようにすることが可能である。このような場合に、多ビット表現の動き判定結果に応じて動画用補間と静画用補間画像の混合率を適応的に変えて補間画像を生成するには、エリアフィルタ２０の多数決(動き)判定用の閾値をエッジ判定の有無に対して何段階かに変更可能にすれば、実現することができる。即ち、速い動きの動画であるほど、動画の混合率を高めた補間画像を生成し、遅い動きの動画であるほど、静画の混合率を高めた補間画像を生成するように、エッジの有無に応じて適宜に変えた混合率を設定することが可能となる。

これに対して、第１の実施形態の場合は、動画‘１’か静画‘０’かの判定信号に応じて、混合回路(図１４参照)で動画用補間画像と静画用補間画像との２つの入力のどちらか一方の画素のみを選択して出力するようにするしかなく、２つの画像の画素を適宜に混合(ブレンド)した補間画像を生成することができない。

［第３の実施形態］
図１０は本発明の第３実施形態の動き検出装置のブロック図を示している。
この第３の実施形態に示す動き検出装置５０Ｂは、図１の第１の実施形態に対応したものであるが、第１の実施形態と異なる点は、インタレースの入力映像信号を垂直２倍伸張回路３４を通してエッジ判定回路３０に供給する構成としたことである。エッジ判定回路３０は、垂直２倍伸張した映像信号の補間画素を含む周辺画素を用いてエッジの有無を判定する。エッジ判定回路３０の構成は、図１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。

垂直２倍伸張回路３４は、入力映像信号として供給されるインタレース画像の映像信号を垂直方向に並ぶ水平走査ライン間に補間画素を生成することによって垂直補間ラインを生成し、垂直方向に走査ラインを２倍にした擬似プログレッシブ変換を行うものである。この垂直２倍伸張回路３４にてプログレッシブ変換された映像信号がエッジ判定回路３０に入力されることによって、エッジ判定回路３０は垂直２倍伸張した映像信号の補間画素を含む周辺画素を用いてエッジの有無を判定することになり、エッジ判定回路３０でのエッジ判定がより正確になる利点がある。エッジ判定がより正確になれば、動き検出回路１０，エリアフィルタ２０及び選択回路４０で構成される動き判定回路の動き判定も誤判定なくより正確な動き判定となり、結果として正確な最終の動き検出信号を出力することが可能となる。
垂直２倍伸張回路３４以外の構成は、図１と同様である。

図１１は図１０の動作を説明するフローチャートである。
図１１において図７と同じステップには同一符号を付してある。
先ず、現在のインタレースのソース映像（Nフレーム目）に対し、垂直２倍伸張を行ってプログレッシブ画像を生成し、生成したプログレッシブ画像の注目画素に対し、エッジ検出を行う（ステップＳ1）。次に、エッジ検出結果に対し、有効性判定を行う（ステップＳ2）。そして、有効性判定で有効と判定されたエッジ(画素)に対して、相関性を判定する（ステップＳ3）。

ステップＳ3で相関性有りと判定されていれば、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオフにし（ステップＳ4）、動き検出回路１０の動き検出結果をそのまま出力し、ステップＳ3で相関性がなければ、エリアフィルタ２０の判定結果の出力をオンのまま出力する(通常のフィルタ動作を行う)（ステップＳ5）。
第３の実施形態によれば、エッジ判定回路３０の前段に垂直２倍伸張回路３４を設けたので、エッジ判定回路３０でのエッジ判定がより正確になり、結果として動き判定もより正確になり、正確な最終動き検出信号を出力することができる。

［第４の実施形態］
図１２は本発明の第４実施形態の動き検出装置のブロック図を示している。
この第４の実施形態に示す動き検出装置５０Ｃは、図８の第２の実施形態に対応したものであるが、第２の実施形態と異なる点は、インタレースの入力映像信号を垂直２倍伸張回路３４を通してエッジ判定回路３０に供給する構成としたことである。
垂直２倍伸張回路３４の構成は、図１０と同様であるので、説明を省略する。

垂直２倍伸張回路３４以外の構成は、図８と同様である。
図１３は図１２の動作を説明するフローチャートである。
図１３において図９と同じステップには同一符号を付してある。
先ず、現在のインタレースのソース映像（Nフレーム目）に対し、垂直２倍伸張を行ってプログレッシブ画像を生成し、生成したプログレッシブ画像の注目画素に対し、エッジ検出を行う（ステップＳ1）。次に、エッジ検出結果に対し、有効性判定を行う（ステップＳ2）。そして、有効性判定で有効と判定されたエッジ(画素)に対して、相関性を判定する（ステップＳ3）。

ステップＳ3で相関性有りと判定されていれば、エリアフィルタ２０を閾値を下げて動作し（ステップＳ4-1）、ステップＳ3で相関性無しと判定されれば、エリアフィルタ２０を通常の閾値で動作する(通常のフィルタ動作を行う)（ステップＳ5-1）。
第４の実施形態によれば、図８の第２の実施形態と同様な効果が得られる。

［第５の実施形態］
図１４は本発明の第５の実施形態の動き適応型のプログレッシブ変換装置のブロック図を示している。第５の実施形態は、第１乃至第４のいずれかの実施形態の動き検出装置が適用される動き適応型のプログレッシブ変換装置を示している。

図１４に示す動き適応型のプログレッシブ変換装置１００は、インタレースの入力映像信号が供給される第１乃至第４のいずれか１つの実施形態の動き検出装置５０，５０Ａ，５０Ｂ又は５０Ｃと、インタレース画像が動画像である場合には、同一フィールド内の隣接走査線上の画素を用いて補間走査線を生成するフィールド内補間回路６０と、インタレース画像が静止画像である場合には、一方のフィールド走査線を隣接する他方のフィールド走査線の間にはめ込み、補間走査線を生成するフィールド間補間回路７０と、動き検出装置５０，５０Ａ，５０Ｂ又は５０Ｃからの動画/静画判定結果に応じて、フィールド内補間回路６０からのプログレッシブ動画信号とフィールド間補間回路７０からのプログレッシブ静画信号とをそれぞれ混合率α，１−α（但し、０≦α≦１）で互いに混合する混合回路８０とを備えている。

このような構成のプログレッシブ変換装置では、動画の傾向が強い画素であれば、混合率αを比較的高く設定することにより、動画寄りの画素を生成でき、静画の傾向が強い画素であれば、混合率αを比較的低く設定することにより、静画寄りの画素を生成できる。つまり、画素の動き判定出力に適応した補間画素を生成することができる。

第５の実施形態によれば、エリアフィルタを用いた動き検出においてエッジ部分の誤判定を無くした信頼性の高い動き検出装置を用いて、動き適応型のプログレッシブ変換装置を構成することが可能となる。

［第５の実施形態］
図１５は本発明の第６の実施形態の３次元ノイズリダクション装置のブロック図を示している。第６の実施形態は、第１乃至第４のいずれかの実施形態の動き検出装置が適用される３次元ノイズリダクション装置を示している。この３次元ノイズリダクション装置は現フレームの信号と１フレーム前の信号とのフレーム差分信号をノイズとして検出し現フレームの信号から除去するものである。

図１５に示す３次元ノイズリダクション装置２００は、入力映像信号が供給される第１乃至第４のいずれか１つの実施形態の動き検出装置５０，５０Ａ，５０Ｂ又は５０Ｃと、フレームメモリを有し、入力映像信号を１フレーム遅延する１フレーム遅延回路９０と、入力映像信号と１フレーム遅延回路９０からの１フレーム前の映像信号とのフレーム差分信号を算出する減算器９１と、減算器９１で得られたフレーム差分信号にゲインとして係数Ｋを乗算するもので、係数Ｋが動き検出装置５０の動き判定結果に応じて変更される係数器９２と、係数Ｋを乗算されたフレーム差分信号をノイズ信号として入力映像信号から減算(除去)する減算器９３とを備えている。

このような構成の３次元ノイズリダクション装置では、動き検出装置５０からの動き判定結果に応じて係数器９２の係数Ｋを変えることによってノイズ量を増減し、このノイズ量を現在の入力映像信号から引き算することによって入力映像信号のノイズを減少させることができる。具体的には、動き検出装置５０の動き判定結果が静画であれば、ゲインである係数Ｋを大きくして入力映像信号から減じるフレーム差分量(ノイズ量)を多くし、動き判定結果が動画であれば、係数Ｋを小さくして入力映像信号から減じるフレーム差分量少なくする。これは、動画の場合におけるフレーム差分信号には画像の動きによる差分信号が多く含まれるので、ノイズとして扱われるフレーム差分量を小さくする必要があるからである。

なお、動き検出装置５０内の動き検出用のフレーム遅延回路（図２の符号１１参照）をフレーム遅延回路９０で兼用する構成としてもよい。その際には、動き検出装置５０内のフレーム遅延回路を省略し、フレーム遅延回路９０から図１５の点線にて示すように１フレーム遅延信号（１フレーム前の映像信号）を動き検出装置５０内に供給する構成とすればよい。
第６の実施形態によれば、エリアフィルタを用いた動き検出においてエッジ部分の誤判定を無くした信頼性の高い動き検出装置を用いて、動きに適応してノイズ量を調整可能な３次元ノイズリダクション装置を構成することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の動き検出装置を示すブロック図。 図１における動き検出回路の構成例を示すブロック図。 図１におけるエッジ判定回路内のエッジ検出回路及び有効性判定回路の構成例を示すブロック図。 図３の動作を説明する波形図。 図１におけるエッジ判定回路内の相関性判定回路の動作例を説明する図。 図１の動き検出装置の動作を分かり易く説明する説明図。 図１の動き検出装置の動作を説明するフローチャート。 本発明の第２実施形態の動き検出装置を示すブロック図。 図８の動作を説明するフローチャート。 本発明の第３実施形態の動き検出装置を示すブロック図。 図１０の動作を説明するフローチャート。 本発明の第４実施形態の動き検出装置を示すブロック図。 図１２の動作を説明するフローチャート。 本発明の第５の実施形態の動き適応型のプログレッシブ変換装置を示すブロック図。 本発明の第６の実施形態の３次元ノイズリダクション装置を示すブロック図。 従来技術の問題点を説明する説明図。

符号の説明

１０…動き検出回路
２０…エリアフィルタ
２１…動画画素計測部
２２…比較部
２３，２３Ａ…閾値発生部
３０…エッジ判定回路
３１…エッジ検出回路
３２…有効性判定回路
３３…相関性判定回路
４０…選択回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…動き検出装置

Claims (5)

1. 入力映像信号の動きを画素ごとに検出する動き検出回路と、
   この動き検出回路の画素ごとの動き有無の検出結果を入力し、注目画素を含む周辺画素について動き有りと動き無しの画素数につき多数決判定を行って、各画素につき動画か静画かを再判定して出力するエリアフィルタと、
   前記入力映像信号の注目画素を含む周辺画素を用いて線要素であるエッジの有無を判定するエッジ判定回路とを具備し、
   このエッジ判定回路によるエッジ有無の判定結果に基づき、前記エリアフィルタの判定結果の出力を制御可能にすることを特徴とする動き検出装置。
2. 前記エッジ判定回路の前段に設けられ、前記入力映像信号に対して垂直補間を行い、垂直２倍伸張した映像信号を生成する垂直２倍伸張回路をさらに具備し、
   前記エッジ判定回路は、前記垂直２倍伸張した映像信号の補間画素を含む周辺画素を用いてエッジの有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の動き検出装置。
3. 前記エッジ判定回路は、
   注目画素及び周辺画素を用いて、映像を特徴づける線要素を抽出するエッジ検出回路と、
   このエッジ検出回路のエッジ検出出力を閾値と比較し、そのエッジ検出出力が有効か否かを判定する有効性判定回路と、
   この有効性判定回路の有効性判定で有効と判定された画素に対して、エッジの一部であるか否かのエッジ相関性の有無を判定して出力する相関性判定回路と
   を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の動き検出装置。
4. 前記エッジ判定回路によるエッジ有無の判定結果に従って、前記エリアフィルタの判定出力と前記動き検出回路の動き検出出力とのいずれか一方の出力を選択する選択回路を設けて、前記エッジ判定回路にてエッジ有り判定のときは前記エリアフィルタの判定出力を選択して出力し、前記エッジ判定回路にてエッジ無し判定のときは前記動き検出回路の動き検出出力を選択して出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の動き検出装置。
5. 前記エッジ判定回路によるエッジ有無の判定結果に従って、前記エリアフィルタにおける多数決判定のための判定基準を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の動き検出装置。

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