JP2514213B2 - 画像の動き補正装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばテレビジョンの方式変換における
フィールド数変換処理に適用される画像の動き補正装置
に関する。

〔発明の概要〕

この発明では、検出された動きベクトルに応じて画像
移動量を決定するようにした画像の動き補正装置におい
て、画像移動量の整数部によって現フレームと前フレー
ムの夫々の標本点単位及び走査線単位の移動量が決定さ
れると共に、画像移動量の小数部によって現フレームと
前フレームの加重比が決定されることにより、動き補正
の精度が高くされる。

〔従来の技術〕

（1125ライン/60フィールド）の高品位テレビジョン
方式所謂HD方式を（625ライン/50フィールド）のPAL方
式に変換する（HD→PAL）方式変換装置が提案されてい
る。HD方式のテレビジョン信号は、フィールド数変換を
行う場合に、前処理として、ライン数の変換及びノンイ
ンターレス化の処理が行われる。この前処理の結果、
（625ライン/60フレーム）の第１フィールドのみからな
るディジタルビデオ信号と、（625ライン/60フレーム）
の第２フィールドのみからなるディジタルビデオ信号と
が得られる。

動きベクトルの検出は、第１フィールドのビデオ信号
を用いて行われ、フィールド数の変換処理は、第１フィ
ールド及び第２フィールドの各々について別個に行われ
る。フィールド数変換処理は、動き補正を行ってなされ
る。

第９図において、F1,F2,F3,F4,F5,F6は、連続する６
枚の第１フィールドの画像を示す。この画像には、左か
ら右に（1/60）秒毎にＶの距離移動する等速度運動を行
う移動物体が含まれている。このＶは、検出された動き
ベクトルである。等速度運動の場合では、画像F1から画
像F6までの移動量の総和は、5Vとなる。

かかる６枚の画像F1〜F6を５枚の画像f1〜f5に変換す
る場合、（1/5）Ｖずつ移動距離を増加させる必要があ
る。このため画像F1を（1/5）Ｖシフトしたものと、画
像F2を（−4/5）Ｖシフトしたものとが加算され、この
加算出力が1/2されることにより画像f1が形成される。
画像F2を（2/5）Ｖシフトしたものと画像F3を（−3/5）
Ｖシフトしたものとから画像f2が形成される。画像F3を
（3/5）Ｖシフトしたものと画像F4を（−2/5）Ｖシフト
したものとから画像f3が形成される。画像F4を（4/5）
Ｖシフトしたものと画像F5を（−1/5）Ｖシフトしたも
のとから画像f4が形成される。画像F5をＶシフトしたも
のと画像F6とから画像f5が形成される。

図示せずも、画像F6と次の画像F7を−Ｖシフトしたも
のから形成される画像は、画像f5と同一の絵柄となるの
で、重複している一方の画像が取り除かれる。その後
は、再び第９図に示される補正動作が繰り返される。上
述の（a/5）Ｖが前フレーム移動命令であり、（−（５
−ａ）/5）Ｖが現フレーム移動命令である。

前フレーム移動命令或いは現フレーム移動命令は、小
数で得られるが、小数点以下の端数は、４捨５入や切り
捨て等の方法で処理されていた。その結果、動き補正
は、水平方向では、標本点単位毎に、垂直方向は走査線
単位でのみ行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の動き補正では、移動命令が小数の場合に、小数
点以下の端数が持つ情報が有効に利用されていなかっ
た。

従って、この発明の目的は、小数点以下の端数が持つ
情報を有効に利用して精度が良い動き補正を行うことが
できる動き補正装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では、検出された動きベクトルに応じて画像
移動量を決定するようにした画像の動き補正装置におい
て、画像移動量の整数部によって現フレームと前フレー
ムの夫々の標本点単位及び走査線単位の移動を行う移動
回路と、画像移動量の小数部により、現フレームと前フ
レームの加重比を決定する加重比計算回路と、移動回路
により移動された現フレームの画像と前フレームの画像
を加重比に従って加算し、出力画像を形成する加重加算
回路とが備えられている。

〔作用〕

検出された動きベクトル（Vx,Vy）から、フレーム順
位の内挿比（k1,k2）に従った画像移動量k1Vx,k2Vx,k1V
y,k2Vyが算出される。これら画像移動量の整数部によっ
て、標本点単位（ｘ方向）及び走査線単位（ｙ方向）の
移動量が決定される。この係数部と対応する移動量に応
じて、移動回路は、前フレームの画像及び現フレームの
画像を移動する。これらの移動された２つの画像が加重
加算回路において加算される。加重比は、移動量の小数
部によって決定される。加重加算出力が出力画像信号と
して取り出される。加重加算によって移動量の小数部の
移動がされたのと近似の出力が得られ、精度の良い動き
補正がなされる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。第１図において、１で示す入力端子にアナログ
ビデオ信号が供給され、この入力ビデオ信号がA/D変換
器２によってディジタルビデオ信号へ変換される。A/D
変換器２からのディジタルビデオ信号がフレームメモリ
３、動き量検出部４及び移動回路５に供給される。

フレームメモリ３から得られる前フレームの信号が動
き量検出部４及び移動回路６に供給される。動き量検出
部４としては、例えばテレビジョン画像を多数のブロッ
ク状の検出域に分割し、前フレームと現フレームとの間
の対応する検出域同士のマッチング判定を行うものを使
用できる。より具体的には、検出域毎に、前フレームの
代表点と現フレームの各画素とが減算され、フレーム差
データが形成され、このフレーム差データの絶対値が１
画面に亘って集計され、集計されたフレーム差データの
最小値が動きベクトルとして検出される。

動き量検出部４で求められた動きベクトル７が移動命
令計算部８に供給される。移動命令計算部８は、動きベ
クトル７から、フレーム順位に応じた割合の前フレーム
移動命令９と現フレーム移動命令10とを発生する。これ
らの移動命令９及び10は、標本点単位及び走査線単位の
ものである。前フレーム移動命令９が移動回路６に供給
され、現フレーム移動命令10が移動回路５に供給され
る。移動回路５及び６は、例えば複数個の１ライン遅延
回路と複数個の１サンプル遅延回路と、複数個の１ライ
ン遅延回路と関連して設けられたセレクタと、複数個の
１サンプル遅延回路と関連して設けられたセレクタとか
らなり、これらセレクタの状態に応じた量、水平方向及
び垂直方向の移動がなされる。

移動回路５及び６の夫々の出力信号が加重加算回路11
に供給され、移動された現フレームの画像と前フレーム
の画像とが加重加算される。加重加算回路11には、加重
比計算回路12からの加重比が供給される。加重比計算回
路12には、移動命令計算部８から小数点以下の端数情報
13が供給される。加重比計算回路12において、端数情報
13から加重比が算出され、この加重比計算回路12からの
加重比命令14が加重加算回路11に供給される。この加重
比により精度の良い中間画像信号15が得られ、中間画像
信号15がバッファメモリ16に供給される。バッファメモ
リ16は、中間画像信号15を希望のフィールド周波数に応
じて出力端子17に出力する。

加重加算について、第２図〜第８図を参照して説明す
る。第２図において、21が前フレームの点（画素）を示
し、22が現フレームの点（画素）を示す。検出された動
きベクトルをＶで表すと、点21は、（V1＝Ｖ×k1）移動
され、点22は、（V2＝Ｖ×k2）移動される。端数が切り
捨てられた移動量は、前フレームの移動量を（0,0）
（●で示す）に固定すると、（1,0）（0,1）（1,1）の
点となる。これらの移動量V1及びV2が小数の場合、フレ
ーム順位の内挿比（k1及びk2）で与えられる動き補正さ
れた点は、○又は×の点に位置する。但し、（0,0）
（1,0）（0,1）（1,1）の点は、内挿比で演算された移
動量が整数値となるので、加重比は、（0.5,0.5）とな
る。従って、現フレームの切り捨てられた移動量V2′に
よる移動後の位置を（1,1）（ｂ点）とし、前フレーム
の切り捨てられた移動量V1′による移動後の位置を（0,
0）（ａ点）とすると、α点の映像レベルｘαは、ａ点
及びｂ点の映像レベルの加重加算で算出される。

但し、（xa:a点の映像レベル,xb:b点の映像レベル） 一例として、検出された動きベクトルが（Vx＝3,Vy＝
６）であり、（k1＝2/5,k2＝3/5）の場合を説明する。

ｘ方向の端数は、（0.2,0.8）であり、ｙ方向の端数
は、（0.4,0.6）であるから、 となる。従って、 ｘα＝0.31xa＋0.69xb となる。第２図おける×で示す点は、対称点である○の
点によって代表できるので、演算が省略できる。

移動命令計算部８及び加重比計算回路12をROMの構成
とするため、端数情報13から加重比14への変換の計算を
予め行って、ROMのテーブルとする。この場合、移動命
令（Vx2,Vy2）は、移動命令（Vx1,Vy1）と同様であるの
で、移動命令（Vx1,Vy1）のみをみることにする。第３
図は、Vx1の端数情報x1とVy1の端数情報y1と1aとの
関係を示す。また、第４図は、1aと1bの関係を示す。1
a,1bは、次式で表される。

第５図は、一方の加重比（1a/（1a＋1b））と他方の
加重比（1b/（1a＋1b））の関係を示す。両者を加算し
た結果は、１である。

これらの第３図，第４図及び第５図から、第６図に示
すように、移動命令の端数x1及びy1の全ての組み合
わせに対する加重比が求められる。加重比の（0.31,0.4
1,0.59,0.69）を夫々（0.3,0.4,0.6,0.7）と近似すれ
ば、加重比は、７個の値であり、３ビットで表現され
る。

第７図に示すように、移動命令計算部８及び加算比計
算回路12は、ROM21によって構成される。ROM21には、ア
ドレス情報として、入力端子22,23及び24から夫々動き
ベクトルのｘ方向成分Vx,動きベクトルのｙ方向成分Vy
並びにフレーム順位の情報が与えられる。フレーム順位
の情報によって、フレーム内挿比k1及びk2が決定され
る。

ROM21の出力としては、ｘ方向の前フレーム移動命令k
1Vx（出力端子25）,x方向の現フレーム移動命令k2Vx
（出力端子26）,y方向の前フレーム移動命令k1Vy（出力
端子27）,y方向の現フレーム移動命令k2Vy（出力端子2
8）が得られる。これらの移動命令は、小数部が切り捨
てられたものであって、ｘ方向では、標本点単位の移動
量を表し、ｙ方向では、走査線単位の移動量を表す。現
フレームの移動命令が移動回路５に供給され、前フレー
ムの移動命令が移動回路６に供給される。

更に、ROM21の出力端子29には、３ビットの加重比命
令C1が取り出される。この加重比命令C1は、第８図に示
すように、前フレームの画素のレベルに乗算される（1b
/1a＋1b）と現フレームの画素レベルに乗算される（1a/
1a＋1b）の組み合わせを指定する。この加重比命令C1に
従った加重加算が加重加算回路11においてなされる。

〔発明の効果〕

この発明に依れば、画像移動量の端数情報によって規
定される加重比を求め、画像移動量の整数情報により移
動された連続するフレームの画像を加重加算するので、
精度の良い移動が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図は加
重加算動作の説明に用いる略線図、第３図，第４図，第
５図及び第６図は加重比の一例を求める過程を示す略線
図、第７図は移動命令計算部及び加重比計算回路の一例
のブロック図、第８図は加重比命令の一例を示す略線
図、第９図は動き補正の一例の説明に用いる略線図であ
る。 図面における主要な符号の説明 4:動き量検出部、5,6:移動回路、8:移動命令計算部、1
1:加重加算回路、12:加重比計算回路。

フロントページの続き (72)発明者 古谷 彰 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 田中 豊 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 西澤 台次 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 栗田 泰市郎 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出された動きベクトルに応じて画像移動
   量を決定するようにした画像の動き補正装置において、 上記画像移動量の整数部によって現フレームと前フレー
   ムの夫々の標本点単位及び走査線単位の移動を行う移動
   回路と、 上記画像移動量の小数部により、上記現フレームと上記
   前フレームの加重比を決定する加重比計算回路と、 上記移動回路により移動された上記現フレームの画像と
   上記前フレームの画像を上記加重比に従って加算し、出
   力画像を形成する加重加算回路と、 を備えたことを特徴とする画像の動き補正装置。