JP2556135B2

JP2556135B2 - 映像信号処理回路

Info

Publication number: JP2556135B2
Application number: JP16331789A
Authority: JP
Inventors: 茂夫新津
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1989-06-26
Filing date: 1989-06-26
Publication date: 1996-11-20
Anticipated expiration: 2011-11-20
Also published as: JPH0329476A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はテレビジョン装置（TV）及びビデオテープレ
コーダ（VTR）等において、ディジタル化されたカラー
映像信号の輝度の動き検出を行う映像信号処理回路に関
し、特に１フレームのフレーム遅延信号を使用して輝度
の動き信号を検出する映像信号処理回路に関する。

［従来の技術］従来からディジタルカラーTV及びVTR等において、フ
レーム間の輝度の動き検出を行い、動きのある映像につ
いてはフィールド内補間を行い、動きのない映像につい
てはフレーム間補間を行うことにより、画質の向上を図
ることがなされている。動き信号を検出するための映像
信号処理回路としては、１フレーム（２フィールド）
分、1.5フレーム（３フィールド）分又は２フレーム
（４フィールド）分のフレームメモリを使用した回路が
夫々提案されている。

一般的にはフレームメモリを多く使用すればそれだけ
動き信号を精度良く検出することができる。しかしなが
ら、フレームメモリは高価であり、１フレーム分のフレ
ームメモリだけで精度良く動き信号を検出可能な映像信
号処理回路が要望されている。

１フレーム分のフレームメモリを用いて、輝度の動き
信号を検出する映像信号処理回路としては、従来、例え
ば第４図及び第５図に示すような回路が使用されてい
た。

以下、図面を使用して従来の回路について説明する。

第４図に示す回路は、この種の回路としては最も基本
的なものである。即ち、入力信号401は輝度信号（Ｙ）
と色信号（Ｃ）とがインタリーブによって混合されたNT
SC方式のビデオ信号であり、A/D変換器でディジタル化
された信号である。この入力信号401はフレームメモリ4
02によって１フレーム分遅延される。

減算器403は、入力信号401とフレームメモリ402から
のフレーム遅延信号との差分、即ち、フレーム差分信号
を検出する。

減算器403から出力される出力信号は下記（１）式の
ようになる。

入力信号−フレーム遅延信号＝（Y₁＋C₁）−（Y₂−C₂）＝（Y₁＋Y₂）−（C₂−C₁）＝△Ｙ＋（C₁＋C₂） …（１）ここで、Y₁,Y₂は夫々入力信号及びフレーム遅延信号
の輝度信号、C₁,C₂は夫々入力信号及びフレーム遅延信
号の色信号である。

△Ｙ信号は目的とする輝度信号のフレーム差分信号で
あり、完全に静止している画像では０になる。一方、色
信号C₁,C₂はライン間で位相が反転しているから完全に
静止している画像であっても常にC₁＋C₂だけ出力されて
いる。

このため、目的とする輝度信号のフレーム差分信号△
Ｙだけを抽出するために、ローパスフィルタ404を使用
して色信号を分離し、絶対値回路405を通すことによ
り、輝度の動き検出出力406を生成している。

第５図は、櫛形フィルタを使用して輝度の動き信号を
検出する回路を示す図である。

即ち、入力信号501は、ラインメモリ504,505と加算器
506,507とにより構成された櫛形フィルタ503を通すこと
により中心ラインが1/2、前後のラインが夫々1/4に割合
で加算され、色信号のみが除去された輝度信号を取り出
すことができる。

一方、入力信号501はフレームメモリ502により１フレ
ーム遅延された後、前記櫛形フィルタ503と同様にライ
ンメモリ509,510と加算器511,512とにより構成された櫛
形フィルタ508で輝度信号のみ取り出される。

そして、これら櫛形フィルタ503,508からの出力を減
算器513で減算することにより差分信号を取り出す。こ
の回路においては、第４図の回路とは異なり、予め色信
号を櫛形フィルタ503,508で除去しているため、帯域の
広いローパスフィルタ514と絶対値回路515とにより輝度
動き検出出力516を生成している。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述した従来の映像信号処理回路のう
ち、第４図の回路では、ローパスフィルタ404だけで、
△Ｙ信号と色信号とを分離しているため、両者を完全に
分離することが困難であるという問題点がある。

これは以下の理由による。

即ち、一般に色信号は色相が大きく変化したとき又は
コンピュータグラフィックス等で作成された色信号のよ
うに立上りの速い色信号が入力されると、3.58MHzをピ
ークとして波形の帯域が低域側及び高域側へ広がってく
る。一方、輝度信号の動き信号である輝度信号のフレー
ム差分信号△Ｙは、静止画では０であるが、動く画像で
は直流から3MHz近くまで帯域が広がる場合がある。この
ため、色信号と輝度信号とを分離するためのローパスフ
ィルタの帯域特性のポイント設定が困難であり、色信号
を動き信号と誤まったり、動く画像から動き信号を検出
できないという問題が発生する。

一方、第５図の回路では、櫛形フィルタ503,508によ
って、色信号成分が予め良好に除去されるので後段のロ
ーパスフィルタ514の設定が容易である。

しかしながら、この回路においては、櫛形フィルタに
おいて３ライン分の映像信号を加算平均して輝度信号成
分を抽出しているので、垂直方向の感度が低下するとい
う欠点がある。従って、例えば、垂直方向にパンニング
する画面等においては、１ラインだけをフレーム間で比
較すると、動き信号が大きく発生していても、３ライン
を平均してフレーム間で比較すると、動き信号を全く発
生せず、動き検出精度が低下するという問題点があっ
た。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、色信号のみを十分に抑制した輝度の動き信号を得る
ことができ、しかも垂直方向の動き検出精度も良好な映
像信号処理回路を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る映像信号処理回路は、ディジタル化され
たカラー映像信号を入力し連続する数ラインの映像信号
の加算平均をとって上記映像信号から輝度信号成分のみ
を抽出する第１の櫛形フィルタと、前記映像信号を１フ
レーム遅延させるフレームメモリと、このフレームメモ
リで１フレーム遅延されたフレーム遅延信号を入力し連
続する数ラインのフレーム遅延信号の加算平均をとって
上記フレーム遅延信号から輝度信号成分のみを抽出する
第２の櫛形フィルタと、前記第１及び第２の櫛形フィル
タの出力の差分を求めると共に残留色信号成分を抑圧し
て第１の差分信号を算出する第１の演算処理回路と、前
記第１の櫛形フィルタを通さない前記映像信号と前記第
２の櫛形フィルタを通さない前記フレーム遅延信号との
差分又はこれらの低域の輝度信号の差分を求めると共に
その低域成分を抽出して第２の差分信号を算出する第２
の演算処理回路と、前記第１及び第２の差分信号を合成
して輝度動き検出出力を生成する合成回路とを具備した
ことを特徴とする。

［作用］本発明においては、映像信号と、フレームメモリによ
って１フレーム分遅延されたフレーム遅延信号とが、夫
々第１及び第２の櫛形フィルタに入力され、これらフィ
ルタで連続する数ラインの映像信号の加算平均をとって
上記映像信号及びフレーム遅延信号から輝度信号成分の
みが抽出される。そして、第１の演算処理回路におい
て、これら第１及び第２の櫛形フィルタの出力の差分が
求められ、残留色信号成分が抑圧されて第１の差分信号
が算出される。このため、第１の差分信号には色信号成
分のみが十分に抑圧された輝度の動き信号を得ることが
できる。

一方、第２の演算処理回路では、前記第１及び第２の
櫛形フィルタを通さない映像信号及びフレーム遅延信号
又はこれらに含まれる低減の輝度信号の差分が求めら
れ、更にその低域成分が抽出されて第２の差分信号が算
出される。この第２の差分信号は、櫛形フィルタを通さ
ない信号又はこれらに含まれる低減の輝度信号により生
成されたものであるから、垂直方向の動きを含む低域成
分の動きが誤りなく検出されている。

従って、前記第１及び第２の差分信号を合成回路にて
合成し、輝度動き検出出力を生成することにより、輝度
信号成分のみのフレーム差分信号が良好な精度で抽出さ
れ、しかも垂直方向の検出精度も良好になる。

［実施例］以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について
説明する。

第１図は本発明の第１の実施例に係る映像信号処理回
路のブロック図である。

入力信号101は輝度信号と色信号とがインタリーブに
よって混合されたNTSC方式のビデオ信号であり、A/D変
換器でディジタル化されている。この入力信号101はフ
レームメモリ102と櫛形フィルタ103とに入力されてい
る。

フレームメモリ102は前記入力信号101を１フレーム遅
延するメモリである。このフレームメモリ102によって
１フレーム遅延されたフレーム遅延信号は櫛形フィルタ
108に入力されている。

櫛形フィルタ103,108は夫々２つのラインメモリ104,1
05及び109,110と２つの加算器106,107及び111,112とで
構成されており、３ライン分の信号を所定の重みで加算
することによって平均をとり輝度信号のみを抽出するも
のである。これら櫛形フィルタ103,108の出力は減算器1
13に入力されている。

減算器113は櫛形フィルタ103,108の出力の差分を検出
する。この減算器113の出力はローパスフィルタ114及び
絶対値回路115を介して合成回路119の一方の入力端に与
えられている。ローパスフィルタ114は差分信号に含ま
れる残留色信号を除去するものであり、絶対値回路115
はローパスフィルタ114の出力を絶対値化する。これら
減算器113、ローパスフィルタ114及び絶対値回路115で
第１の演算処理回路が構成されている。

一方、上記櫛形フィルタ103,108を通さずに、２つの
ラインメモリ104,105及び109,110の間から取り出された
信号は、減算器116に与えられている。減算器116はこれ
ら信号のフレーム間の差分を検出する。この減算器116
の出力はローパスフィルタ117及び絶対値回路118を介し
て合成回路119の他方の入力端に与えられている。ロー
パスフィルタ117は輝度の動き信号の低域成分だけを通
過させるフィルタであり、絶対値回路118は上記フィル
タ出力を絶対値化する。これら減算器116、ローパスフ
ィルタ117及び絶対値回路118は第２の演算処理回路を構
成している。

合成回路119は、上述した２系統の演算処理回路で得
られた動き信号を合成し、輝度動き検出出力120を生成
出力する。

次に、このように構成された本実施例に係る映像信号
処理回路の動作を第１図を参照しながら説明する。

入力信号101が櫛形フィルタ103に入力されると、ここ
で輝度信号だけが取り出される。櫛形フィルタ103は、
２つのラインメモリ104,105を用いた3H型の櫛形フィル
タであり、前ラインを1/4倍、中心ラインを1/2倍、後ラ
インを1/4倍した信号を各々加算することにより色信号
を除去することができる。

即ち、第ｉラインの輝度信号の絶対値をY_i、同じく色
信号の絶対値をC_iとし、入力信号101が下記のように定
義されるものとする。

Ｌ−１ライン…Y_L-1−C_L-1 Ｌライン…Y_L＋C_L Ｌ＋１ライン…Y_L+1−C_L+1 この場合、櫛形フィルタ103の出力は、（２）式のよ
うになる。

ここで、C_L-1＝C_L＝C_L+1とすると、Ｃ成分は除去され
Ｙ成分のみが残る。

入力信号101はフレームメモリ102により１フレーム
（＝525ライン）遅延され、櫛形フィルタ103と同様な構
成の櫛形フィルタ108に入力される。そして、このフィ
ルタ108で色信号が除去され、輝度信号のみが取り出さ
れる。

従って、これら２つの櫛形フィルタ103,108からの輝
度信号を減算器113で減算することにより、輝度の差分
信号、即ち、輝度の動き信号△Ｙを取り出すことができ
る。この動き信号△Ｙは、ローパスフィルタ114にて残
留色成分及び高域の誤信号を除去された後、絶対値回路
115で絶対値化される。

一方、上述した動き信号△Ｙには高域の動き信号は含
まれているが、３ラインの平均をとっているため、垂直
方向の動き信号の感度は低下している。

このため、櫛形フィルタ103,108のラインメモリ104,1
05間及び109,110間からフィルタ処理されていない信号
を取り出し、これら信号を減算器116で減算することに
より、垂直方向感度の低下していない１フレームの差分
信号を取り出すことができる。この出力には輝度の動き
成分の他に色成分が多量に含まれているが、この第２の
演算処理回路の設置目的が低域成分の輝度の動き信号を
検出することにあるため、次段のローパスフィルタ117
で低域信号だけを取り出せば良い。この低域信号は容易
に取り出すことができる。この信号を絶対値回路118で
絶対値化し、この信号と前述した絶対値回路115からの
出力とを合成回路119で合成し、輝度動き検出出力120を
得ることにより、色信号成分のみが除去され、しかも垂
直方向の検出精度に優れた動き検出を行うことができ
る。

第２図は本発明の第２の実施例に係る映像信号処理回
路のブロック図である。

この実施例の回路が第１の回路と異なる点は、櫛形フ
ィルタ201,203の構成にある。

櫛形フィルタ201,203による輝度信号成分の抽出方法
は先の実施例と同様であるが、本実施例では、垂直成分
の動き信号を生成するために、櫛形フィルタ201,203の
中に加算器107,112と夫々並列に減算器202,204を追加し
ている。減算器202,204は、下記（３）式の演算を行
う。

この減算器202,204の出力は色成分を取り出す櫛形フ
ィルタ出力であるが、垂直（ライン）方向に差分のある
信号、即ち、低域の輝度信号を取り出すことが可能であ
る。これら減算器202,204の各出力を減算器116で減算す
ることにより、色信号及び輝度の動き信号を検出するこ
とができる。

この実施例によれば、第１の実施例の回路よりも更に
精度の高い動き信号を取り出すことができる。

第３図は本発明の第３の実施例に係る映像信号処理回
路のブロック図である。

この実施例においては、櫛形フィルタ201,203の構
成、即ち、垂直成分の動き信号の取り出し方は前述した
第２の実施例と同様であるが、櫛形フィルタ201,203か
ら取り出された色信号及び低域の輝度信号の処理方法が
第２の実施例とは異なっている。この実施例では櫛形フ
ィルタ201,203からの色信号及び低域の輝度信号を予め
ローパスフィルタ301,302に夫々通して色信号成分を除
去しておき、その後、減算器303で輝度信号のみを減算
することにより低域の輝度の動き信号を取り出すように
している。

この場合においても、先の実施例と同様、精度の高い
動き信号を取り出すことができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明は櫛形フィルタによる輝度
の高域成分を含んだ動き信号を検出する第１の演算処理
回路と、輝度の低域成分の動き信号を検出する第２の演
算処理回路の各検出出力を合成して輝度の動き信号とす
ることにより、従来１フレーム型の動き検出回路では困
難とされていた直流乃至高域（約2MHz）までの動き信号
を色信号に妨害されることなく、良好に検出できるとい
う効果がある。

これにより、色の変わり目や速い動きのある画面にお
いても、輝度の動き信号を誤りなく検出でき、これを使
用したYC分離の切り換え（フィールド内YC分離又はフレ
ーム間YC分離）及びフィールド補間の切り換え（ライン
間補間又はフィールド間補間）を極めてスムーズに行う
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る映像信号処理回路
のブロック図、第２図は本発明の第２の実施例に係る映
像信号処理回路のブロック図、第３図は本発明の第３の
実施例に係る映像信号処理回路のブロック図、第４図は
従来の基本的な映像信号処理回路のブロック図、第５図
は櫛形フィルタを使用した従来の映像信号処理回路のブ
ロック図である。 101,401,501;入力信号、102,402,502;フレームメモリ、
103,108,201,203,503,508;櫛形フィルタ、104,105,109,
110,504,505,509,510;ラインメモリ、106,107,111,112,
506,507,509,510;加算器、113,116,202,204,303,403,51
3;減算器、114,117,301,302,404,514;ローパスフィル
タ、115,118,405,515;絶対値回路、119;合成回路、120,
205,304,406,516;輝度動き検出出力

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ディジタル化されたカラー映像信号を入力
し連続する数ラインの映像信号の加算平均をとって上記
映像信号から輝度信号成分のみを抽出する第１の櫛形フ
ィルタと、前記映像信号を１フレーム遅延させるフレー
ムメモリと、このフレームメモリで１フレーム遅延され
たフレーム遅延信号を入力し連続する数ラインのフレー
ム遅延信号の加算平均をとって上記フレーム遅延信号か
ら輝度信号成分のみを抽出する第２の櫛形フィルタと、
前記第１及び第２の櫛形フィルタの出力の差分を求める
と共に残留色信号成分を抑圧して第１の差分信号を算出
する第１の演算処理回路と、前記第１の櫛形フィルタを
通さない前記映像信号と前記第２の櫛形フィルタを通さ
ない前記フレーム遅延信号との差分又はこれらの低域の
輝度信号の差分を求めると共にその低域成分を抽出して
第２の差分信号を算出する第２の演算処理回路と、前記
第１及び第２の差分信号を合成して輝度動き検出出力を
生成する合成回路とを具備したことを特徴とする映像信
号処理回路。