JP2504441B2

JP2504441B2 - 動き検出回路

Info

Publication number: JP2504441B2
Application number: JP3057187A
Authority: JP
Inventors: 勉本田; 隆一轟
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JPS63197184A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、画像の動きを検出する動き検出回路に関す
るものである。

背景技術高品位テレビ信号を12GHz帯の衛星放送で放送可能に
するMUSE（Multiple Sub−Nyquist Sampling Encodin
g）方式が提案されている（文献：二宮，“高品位テレ
ビの新しい伝送方式〜MUSE〜",NHK技研月報Vol.27,No
7）。

MUSE方式では、連続する４フィールドの画面をフィー
ルド毎に位置を変えて1/4に画素を間引いて伝送するこ
とで帯域を1/4に圧縮する（第６図）。同図において、
×は伝送されない画素を示し、この伝送されない画素
は、受信側で、動き補正及び動き検出を伴った時間及び
空間的な補間により再現される。

すなわち、MUSE方式では、動きのある部分では４フィ
ールドの重ね合わせでは不自然な画像となるので、動き
領域ではその時に送られてくる１フィールド分のデータ
のみを使用して画像の復元を行なう。従って、受信側
で、画面内の各位置において動き領域であるか否かの判
定を行なわねばならない（動き検出）。

また、テレビカメラのパニング等による画面全体の一
定方向への一定速度の動きの場合には、連続する２フレ
ームのデータの差異からブロックマッチング法により動
きベクトルを求め、この動きベクトルを送信信号にコン
トロールデータとして重畳している。受信側ではこの動
きベクトルに基き、フレームメモリの読出し位置を変え
て画像データを読み出し、この画像データを前記動き検
出及び静止領域補間に用いている（動き補正）。受信側
の原理的系統図を第７図に示す。

前述の動き検出は、原理的には、フレーム間の差分の
絶対値を求めることによって行なうことができる。しか
し、MUSE方式では、フレーム間オフセットサブサンプリ
ング伝送を行なっている関係で、１フレーム（２フィー
ルド）間差分を得ると同一のサンプル点の比較とならな
いので、第４図（ア）に示すように、静止画（物体）の
エッジ部に誤検出情報が現われ、これを動き情報とした
場合、エッジ部が動画扱いされ、画像に妨害が発生して
しまう。

そこで、MUSE方式では、同一のポジションのサンプル
データ、すなわち２フレーム前のデータとの差分（２フ
レーム差分）と１フレーム差分とに基づいて動き検出を
行なう動き検出回路が提案されている。すなわち、第３
図において、２フレーム差分の絶対値と１フレーム差分
の絶対値の小さい方が最小値選択回路100で選択され、
最大値選択回路101の一入力となり、その出力はフレー
ムメモリ102で１フレーム相当期間だけ遅延されかつ乗
算器103で係数αが乗ぜられて最大値選択回路101の他入
力となる。最大値選択回路101は２入力のうち大きい方
が選択しこれを動き情報として出力する。最大値選択回
路101、フレームメモリ102及び乗算器103によってテン
ポラリフィルタ（IIR型）104が構成されている。

かかる動き検出回路の動作について、第４図及び第５
図のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、
第４図は小さま物体が画面上を左から右に動いた様子及
び静止している物体の様子を、第５図は大きな物体の場
合をそれぞれ示している。これら各図において、＃１〜
＃４はフレーム番号であり、＃４を現フレームとする。

現フレーム＃４の信号と１フレーム前＃３の信号に対
し、動き情報として求めたい信号は１フレーム差分
（ア）のa,b部分であるが、当該信号（ア）には先述し
た如く静止画のエッジ部に誤検出情報が現われ、また２
フレーム差分（イ）ではｂ部分が欠落し、ｃ部分が余分
となっており、この２フレーム差分（イ）を動き情報と
した場合、ｂ部分に網点が見えるとともに、ｃ部分がぼ
けることになる。

そこで、上述した動き検出回路では、１フレーム差分
の絶対値（ア）と２フレーム差分の絶対値（イ）の小さ
い方を最小値選択回路100で選択し（ウ）、この信号
（ウ）をテンポラルフィルタ104でテンポラルに（時間
的に）引き伸ばして信号（エ）を得、この信号（エ）を
動き情報としている。

このように、従来回路では、１フレーム差分の絶対値
（ア）と２フレーム差分の絶対値（イ）の小さい方をテ
ンポラル引き伸ばすことによって必要なa,b部分を得る
構成となっているが、テンポラルフィルタ104を用いて
引き伸ばしを行なっているので、実際は不必要な部分
（第４図のe,f部分、第５図のd,e,f部分）が生じること
になる。この不必要な部分はアンカバード・バックグラ
ンド（物体が動いたために見えてくる背景）に相当し、
視覚特性が落ちているものの、現実にはぼけのひきずり
となり、視認性を損うという欠点がある。また、この欠
点を少なくするために、前述の乗算器103のαを小さく
すれば良いが、この場合第４図において、ｄ部分の動き
レベルが低くなり、本来完全な動画として処理すべき場
所であるが、停止画情報が混ざってくるため薄い網点が
見えるという欠点がある。

またテンポラルフィルタ104に使用しているフレーム
メモリ102の遅延時間が固定であるため、動きベクトル
がかかったときの動き検出に誤りが発生するという欠点
もある。すなわち、第４図に示す動き物体が、動きベク
トルがかかった画面上に存在したときを考えてみるに、
テンポラルに引き伸ばされたｄ部分は本来１フレーム前
＃３のｇ部分を使用しないための信号であるが、ベクト
ルがかかっているため現フレームで使用する１フレーム
前の画像データにおいて物体はｄで示す場合に存在しな
い。このため、ベクトルにより物体が動いた所に網点が
現われてしまうのである。

発明の概要本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべ
くなされたもので、動き情報として不要部分の発生がな
く、必要な部分のみ確実に検出し得る動き検出回路を提
供することを目的とする。

本発明による動き検出回路は、２フレーム差分信号を
１フレーム相当期間だけ遅延せしめた信号と該２フレー
ム差分信号のうち信号レベルの大なる方を選択し、更に
この選択信号と１フレーム差分信号のうち信号レベルの
小なる方を選択して動き情報とする構成となっている。

本発明による動き検出回路は更に、現信号中に含まれ
る動きベクトル情報を分離し、この動きベクトル情報に
基づいて１フレーム相当期間だけ遅延せしめられた２フ
レーム差分信号を補正する構成となっている。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は、本発明による動き検出回路を備えた例えば
MUSE方式の復調系を示すブロック図である。図におい
て、分離回路１に供給される伝送入力は、Ｙ（輝度）信
号、Ｃ（色）信号に関してTCI（Time Compressed Integ
rration;時間軸圧縮多重）方式が採用されており、また
RF時分割多重で垂直ブランキング期間に音声・付加情報
とともに、動き補正のための動きベクトル情報を含むコ
ントロール情報が多重されている。

分離回路１で音声・付加情報、コントロール情報及び
動きベクトル情報が分離された映像信号は、静止領域補
間回路２の一入力となるとともに、動領域補間回路３、
フレームメモリ４及び本発明による動き検出回路５にそ
れぞれ供給される。フレームメモリ4,51,55では、分離
回路１で分離された動きベクトル情報に応じて遅延量を
制御することによって動きベクトル補正が行われる。こ
こで、フレームメモリ4,51,55では１フレーム前後のデ
ィレイをする回路であり、動きベクトル補正はこのディ
レイ量を可変することで行われる。フレームメモリ４を
経た映像信号は静止領域補間回路２の他入力となる。静
止流域補間回路２、動領域補間回路３でそれぞれ補間が
行なわれた各信号は、本発明による動き検出回路５で検
出された動き情報に応じて混合回路６において混合され
ることによって動き適応型補間が行なわれ、更にTCIデ
コーダ７でデコードされて受像出力となる。

本発明による動き検出回路５において、LPF（ローパ
スフィルタ）50を経た現信号とフレームメモリ５で１フ
レーム相当期間だけ遅延されかつLPF52を経た１フレー
ム前の信号との差分が減算器53でとられ、更に絶対値回
路54で正値化されることによって１フレーム差分信号と
なる。また、LPF50を経た現信号とフレームメモリ51及
び55で２フレーム相当期間だけ遅延されかつLPF56を経
た２フレーム前の信号との差分か減算器57でとられ、更
に絶対値回路58で正値化されることによって２フレーム
差分信号となる。

２フレーム差分信号は最大値選択回路59の一入力とな
るとともに、フレームメモリ60で１フレーム相当期間だ
け遅延されて最大値選択回路59の他入力となる。最大値
選択回路59は２入力のうち信号レベルの大きい方を選択
し、次段の最小値選択回路の一入力とする。最小値選択
回路61の他入力としては１フレーム差分信号が供給さ
れ、最小値選択回路61は２入力のうち信号レベルの小さ
い方を選択し、これを動き情報として混合回路６に供給
する。フレームメモリ60には分離回路１で分離された動
きベクトル情報も供給され、フレームメモリ60ではこの
動きベクトル情報に応じて遅延量の制御が行なわれる。
なお、説明のためにフレームメモリ51,55を独立に示し
たが、フレームメモリ51はフレームメモリ４と共用化も
可能である。

次に、かかる構成の回路動作について、第２図のタイ
ミングチャートを参照しつつ説明する。同図において、
＃１〜＃４はフレーム番号であり、＃４を現フレームと
する。

１フレーム差分信号（ア）には静止画のエッジ部分に
誤検出情報が発生し、２フレーム差分信号（イ）には１
フレーム差分のような誤検出情報は発生しないが、ｂ部
分の欠落及びｃ部分が余分に出るという問題があること
は先述した通りである。そこで、２フレーム差分信号
（イ）とその１フレーム前の２フレーム差分信号
（イ）′のうち、信号レベルの大きい方を最大値選択回
路59で選択して信号（ウ）を得、更にこの信号（ウ）と
１フレーム差分信号（ア）のうち、信号レベルの小さい
方を最小大値選択回路61で選択することにより、必要な
a,b部分にのみを含む信号（エ）を動き情報として得る
ことができるのである。

すなわち、２フレーム差分信号（イ）において、ｃ部
分に関しては従来と同様に１フレーム差分信号との最小
値をとることによって消去でき、また余分なｂ部分はｇ
物体から発生し、当然１フレーム前の２フレーム差分信
号（イ）′には存在しているので、２フレーム差分信号
（イ）を１フレーム相当分だけ引き伸ばし、その信号
（ウ）と１フレーム差分信号（ア）との最小値をとるこ
とによって、原理的に、動き情報として不要部分の発生
がなく、必要なa,b部分のみを確実に検出できるのであ
る。

また、分離回路１で分離された動きベクトル情報をフ
レームメモリ60にも供給し、この動きベクトル情報に応
じてフレームメモリ60の遅延量を制御して１フレーム前
の２フレーム差分信号（イ）′をベクトル補正し、動き
情報も動き物体と同じだけ移動させることにより、動き
ベクトルがかかったときの誤検出を防止できることにも
なる。

なお、上記実施例におては、MUSE方式に適用した場合
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、フ
レームオフセットサブサンプル方式を用いた伝送方式に
適用し得るものである。

発明の効果以上説明したように、本発明による動き検出回路によ
れば、２フレーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅
延せしめた信号と該２フレーム差分信号の１フレーム差
分信号レベルの大なる方を選択し、更にこの選択信号と
１フレーム差分信号の信号レベルの小なる方を選択して
動き情報とする構成となっているので、動き情報として
不要部分の発生がなく、必要な部分のみを確実に検出で
きることになる。

また、映像信号中に含まれる動きベクトル情報を分離
し、この動きベクトル情報に応じて１フレーム前の２フ
レーム差分信号を補正することにより、動き情報も動き
物体と同じだけ移動させることができるので、動きベク
トルがかかったときの誤検出を防止できることにもな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動き検出回路を備えた例えばMUSE
方式の復調系を示すブロック図、第２図は第１図の回路
動作を説明するための各部の波形を示すタイミングチャ
ート、第３図は従来回路を示すブロック図、第４図は小
さな物体が画面上を左から右に動いた様子及び静止して
いる物体の様子を示すタイムチャート、第５図は大きな
物体の画面上を左から右に動いた様子及び静止している
物体の様子を示すタイムチャート、第６図はMUSE方式の
サンプリングパターン（輝度信号に対するもの）を示す
図、第７図はMUSE方式の受信側の原理系統図である。主要部分の符号の説明１……分離回路 4,51,55,60……フレームメモリ５……動き検出回路、６……混合回路 54,55……絶対値検出回路 59……最大値選択回路 60……最小値選択回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】画像の動きを検出して動き情報を出力する
動き検出回路であって、現信号とこれよりも１及び２フ
レーム前の各信号との差分に応じた１フレーム差分信号
及び２フレーム差分信号をそれぞれ発生する手段と、前
記２フレーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅延せ
しめるフレームメモリと、前記フレームメモリの出力信
号と前記２フレーム差分信号とを入力とし信号レベルの
大なる方を選択する最大値選択回路と、前記１フレーム
差分信号と前記最大値選択回路の出力信号とを入力とし
信号レベルの小なる方を選択する最小値選択回路とを備
え、前記最小値選択回路の出力信号を前記動き情報とす
ることを特徴とする動き検出回路。
【請求項２】動きベクトル情報が多重化されている映像
信号に基づいて画像の動きを検出して動き情報を出力す
る動き検出回路であって、現信号とこれよりも１及び２
フレーム前の各信号との差分に応じた１フレーム差分信
号及び２フレーム差分信号をそれぞれ発生する手段と、
前記２フレーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅延
せしめるフレームメモリと、前記フレームメモリの出力
信号と前記２フレーム差分信号とを入力とし信号レベル
の大なる方を選択する最大値選択回路と、前記１フレー
ム差分信号と前記最大値選択回路の出力信号とを入力と
し信号レベルの小なる方を選択する最小値選択回路と、
前記現信号中に含まれる動きベクトル情報を分離する分
離回路とを備え、前記分離回路で分離された動きベクト
ル情報に基づいて前記フレームメモリの出力信号を補正
すると共に、前記最小値選択回路の出力信号を前記動き
情報とすることを特徴とする動き検出回路。