JP2557511B2 - テレビジョン表示画面の動き検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、テレビジョン受像機内に設置される映像信
号の動き検出回路に関するものである。

（従来の技術） NTSCやこれに準ずるIDTVやEDTVなどの標準方式のテレ
ビジョン放送の受像機では、隣接ライン間の相関や隣接
フレーム間の相関を利用して、Y/C分離、ライン補間、
雑音除去、輪郭補正、フレア補正など各種の画質改善処
理が行われる。すなわち、表示画面内の多くの部分では
垂直方向（ライン方向）に緩慢な空間的変化する傾向に
あることから隣接ラインの映像信号は類似したものとな
り、ライン間の相関が成立する。また、表示画面内の多
くの部分では緩慢な時間的変換（動き）が生ずる傾向に
あることから隣接フレームの映像信号は類似したものと
なり、フレーム間相関が成立する。

これら隣接ライン間と隣接フレーム間の相関を利用す
る画質改善処理回路の典型的なものは、隣接ライン間の
相関を利用する処理部と、隣接フレーム間の相関を利用
する処理部と、これら各処理部の出力を表示画面内の各
部について動的に変更される合成比率のもとで合成する
合成部と、表示画面内の各部について垂直方向への空間
的変化と時間的変化の動きとを検出して上記合成回路の
合成比率を動的に制御するための制御信号を出力する垂
直変化検出部及び動き検出部とから構成される。

従来、上述のような動き検出回路は、第４図に示すよ
うに、A/D変換回路41と、輝度信号の動き検出部42と、
色信号の動き検出部とから構成されている。色信号の動
き検出部は、現フレームの現ラインから色信号を抽出す
る色信号抽出部43、１フレーム前の同一ラインから色信
号を抽出する色信号抽出部44、映像信号に524ライン分
の遅延時間を与える524ライン遅延回路45、減算回路4
6、低域通過濾波回路47及び絶対値回路48から構成され
ている。１ライン遅延回路43aと減算回路43bとから成る
くし型フィルターによって、A/D変換回路41から供給さ
れる映像信号中の色信号Ｃが分離され、中心周波数が色
副搬送波周波数（f sc）に設定された帯域通過濾波回路
43cと絶対値回路43dとを経て減算回路46の一方の入力端
子に供給される。一方、１ライン遅延回路44aと減算回
路44bとから成るくし型フィルターによって、524ライン
遅延回路45を通過した１フレーム前の同一ライン上の映
像信号から色信号Ｃが分離され、帯域通過濾波回路44c
と絶対値回路44dとを経て減算回路46の他方の入力端子
に供給される。減算回路46から出力される色信号のフレ
ーム間差分信号ΔＣは、低域通過濾波回路47と絶対値回
路48とを経て色信号の動き検出信号として出力端子O1に
出力される。

また、減算回路42aから出力される輝度信号のフレー
ム間差分信号ΔＹ（色信号成分を含む）は、色信号除去
用の低域通過濾波回路42bと絶対値回路42cとを経て輝度
信号の動き検出信号として出力端子O2に出力される。

（発明が解決しようとする課題） 第４図に示した従来の動き検出回路では、輝度信号の
動き検出信号中に色信号の低域成分が漏れ込んでくるこ
とにより、実際には存在しない動きが検出されてしまう
という問題がある。

すなわち、隣接フレーム間では同一ライン上の同一画
素信号に含まれる色信号の位相が反転しているため、減
算回路42aからは輝度信号のフレーム間差分信号ΔＹと
振幅が２倍となった色信号2Cとが出力される。この色信
号成分2Cを除去するために後段に低域通過濾波回路42b
が設置されるが、その濾波特性が不十分であったり、色
信号の低域成分が輝度信号の帯域にまで拡がったりする
ため、この色信号成分を十分に除去することができな
い。特に、カラーバー信号のマゼンタとグリーンの境界
部分で色信号の漏れ込みが生じやすく、ドット妨害など
の画質劣化が生ずるという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係わるテレビジョン表示画面の動き検出回路
は、隣接フレームのテレビジョン映像信号のそれぞれに
対し並行して隣接ライン間相関に基づくY/C分離を行う
第1,第２のくし型フィルターと、これら第1,第２のくし
型フィルターで分離された輝度信号と色信号に漏れこん
だ輝度信号の低域成分のそれぞれの隣接フレーム間差分
を生成し輝度信号に関する第1,第２の動き検出信号とし
て出力する第1,第２の差分生成部と、これら第1,第２の
差分生成部から出力される輝度信号に関する第1,第２の
動き検出信号を合成し最終的な輝度信号の動き検出信号
として出力する合成部と、上記第1,第２のくし型フィル
ターで分離された色信号の差分を生成し色信号の動き検
出信号として出力する第３の差分生成部とを備えている すなわち、この動き検出回路によれば、くし型フィル
ターによるY/C分離後の輝度信号の隣接フレーム間差分
に基づく第１の動き検出信号を最終的な輝度信号の動き
検出信号の主体とすることにより、色信号の漏れ込みに
よる動きの誤検出が有効に回避される。

また、この動き検出回路によれば、くし型フィルター
によるY/C分離後の色信号に漏れ込んでいる輝度信号の
隣接フレーム間差分に基づく第２の動き検出信号を補助
的な動き検出信号とすることにより、実施例の説明にお
いて詳述するような第１の動き検出信号だけを用いる場
合の欠点が補完される。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係わるテレビジョン表示
画面の動き検出回路の構成を示すブロック図である。

この動き検出回路は、A/D変換回路１、524ライン遅延
回路２、現フレームの映像信号に対してY/C分離を行う
くし型フィルター3,1フレーム前の映像信号に対してY/C
分離を行うくし型フィルター４、濾波部5a,5b、減算回
路6,7,8、絶対値回路9a,9b,11a,11b、低域通過濾波回路
10a,10b及び最大値選択回路12を備えている。

現フレームの映像信号に対してY/C分離を行うくし型
フィルター３は、現フレームの映像信号に１ライン分ず
つの遅延時間を与える縦列接続された１ライン遅延回路
3a,3bと、加算回路3c,3dと、減算回路3eとから構成され
ている。同様に、１フレーム前の映像信号に対してY/C
分離を行うくし型フィルター４も、１フレーム前の映像
信号に１ライン分ずつの遅延時間を与える縦列接続され
た１ライン遅延回路4a,4bと、加算回路4c,4dと、遅延回
路4eとから構成されている。

入力端子INに供給されるNTSCテレビジョン映像信号
は、A/D変換回路１において色副搬送波の４倍（4f sc）
のサンプリング周波数でサンプリングされつつ８ビット
幅のディジタル映像信号に変換され、くし型フィルター
３に供給される。加算回路3cは、A/D変換回路１から一
方の入力端子に直接供給される映像信号と、これが１ラ
イン遅延回路3a,3bを経ることにより２ライン分遅延し
た（２ライン前の）映像信号とを加算する。加算回路3c
からは、加算値が１ビットだけ下位ビット側にシフトさ
れることによりその半分が出力される。この加算値の半
分が出力される点は、他の加算回路についても同様であ
る。

１ライン遅延回路3aから出力中の映像信号（Ｙ＋Ｃ）
を含むラインを表示位置の基準ラインとしかつ隣接ライ
ン間の相関を100％とすれば、加算回路3cの出力はこの
基準ラインの前後に隣接する２ライン上の映像信号の平
均値（Ｙ−Ｃ）に該当する。ここで、色信号Ｃの極性
（−）は、その位相が基準ライン上の映像信号の色信号
の位相から反転していることを示している。従って、加
算回路3dからは、現ライン上とその前後に隣接する２ラ
イン上の映像信号に含まれる輝度信号の平均値Ｙが出力
され、減算回路６の一方の端子に供給される。

また、減算回路3eからは、現ライン上とその前後に隣
接する２ライン上の映像信号に含まれる色信号の平均値
Ｃが出力される。隣接ライン間の相関の崩れに伴って色
信号の平均値Ｃ中に漏れ込んでくる低域の輝度信号成分
は、次段に配置された濾波部5a内の帯域通過濾波回路
（BPF）によって除去される。この帯域通過濾波回路（B
PF）は、中心周波数が色副搬送波周波数（f sc）に設定
されている。帯域通過濾波回路（BPF）から出力される
色信号Ｃは、絶対値回路9aで振幅情報だけを有する無極
性の色信号となって減算回路８の一方の入力端子に供給
される。一方、上記ライン間の相関の崩れに伴って色信
号の平均値Ｃ中に漏れ込んだ低域の輝度信号成分ｙは、
濾波部5a内の低域通過濾波回路（LPF）によって抽出さ
れ、減算回路７の一方の入力端子に供給される。

上述のくし型フィルター３内の１ライン遅延回路3aの
出力は、524ライン遅延回路２を経た１フレーム前の映
像信号としてくし型フィルター４に供給される。このく
し型フィルター４とその後段に配置される濾波部5b及び
絶対値回路9bのそれぞれは、上述したくし型フィルター
３、濾波部5a及び絶対値回路9aのそれぞれと同一の構成
であり、これら各部において上記現フレームの映像信号
に対するものと同一の処理が１フレーム前の映像信号に
対して行われる。

従って、くし型フィルター４内の加算回路4dからは、
１フレーム前の表示画面中の基準ライン上とその前後に
隣接する２ライン上の映像信号に含まれる輝度信号の平
均値Ｙ′が出力され、減算回路６の他方の入力端子に供
給される。また、１フレーム前の基準ライン上の映像信
号から分離された色信号Ｃ′は、濾波部5b内の帯域通過
濾波回路（BPF）で低域の輝度信号成分が除去されたの
ち絶対値回路9bで振幅情報だけを有する無極性の色信号
となって減算回路８の他方の入力端子に供給される。さ
らに、隣接ライン間の相関の崩れに伴って色信号Ｃ′中
に漏れ込んだ低域の輝度信号成分ｙ′が、濾波部5b内の
低域通過濾波回路（LPF）によって抽出され、減算回路
７の他方の入力端子に供給される。

この結果、減算回路８からは、現フレームの基準ライ
ン上の映像信号から分離された色信号Ｃと、１フレーム
前の基準ライン上の映像信号から分離された色信号Ｃ′
との差分ΔＣが表示画面内の色信号に関する動き検出信
号として出力端子O2に出力される。

また、減算回路６からは、現フレームの基準ライン上
の映像信号から分離された輝度信号Ｙと、１フレーム前
の基準ライン上の映像信号から分離された輝度信号Ｙ′
との隣接フレーム間差分ΔＹが出力される。この隣接フ
レーム間差分ΔＹは、これに含まれる色信号の低域成分
を除去するための低域通過濾波回路10aと絶対値回路11a
とを経て無極性の輝度信号に関する第１の動き検出信号
となり、最大値選択回路12の一方の入力端子に供給され
る。さらに、減算回路７からは、現フレームの基準ライ
ン上の映像信号から分離された色信号Ｃ中に隣接ライン
の相関の崩れに伴って漏れ込んだ輝度信号成分ｙと、１
フレーム前の基準ライン上の映像信号から分離された色
信号Ｃ′中にライン間の相関の崩れに伴って漏れ込んだ
輝度信号成分ｙ′との隣接フレーム間差分δｙが出力さ
れる。この隣接フレーム間差分信号δｙは、これに含ま
れる高域の色信号成分を除去するための低域通過濾波回
路10bと絶対値回路11bとを経て無極性の輝度信号に関す
る第２の動き検出信号となり、最大値選択回路12の一方
の入力端子に供給される。

最大値回路12は、両入力端子に供給される第１の動き
検出信号ΔＹと第２の動き検出信号δｙとの大きさを比
較し、大きい方の動き検出信号を最終的な輝度信号の動
き検出信号として出力端子O1に出力する。

上述のように、第１の動き検出信号ΔＹは、基準ライ
ン上とその前後の隣接２ライン上にわたる輝度信号の平
均値に関する隣接フレーム間差分信号である。これに対
して、第２の動き検出信号δｙは、隣接ライン間の相関
の崩れに伴って色信号Ｃ中に漏れ込んだ輝度信号成分に
関するフレーム間差分である。従って、通常、第１の動
き検出信号ΔＹの方が第２の動き検出信号δｙよりも大
きくなり、最大値選択回路12で選択された第１の動き検
出信号ΔＹが最終的な動き検出信号となる。このよう
に、３ラインにわたる平均化処理のもとに生成した輝度
信号のフレーム間差分から第１の動き検出信号ΔＹを生
成することにより、雑音の影響による誤検出を回避する
ことができる。しかしながら、この第１の動き検出信号
では、上記平均化処理のため表示画面内の特殊な動きに
ついては全く検出不能になるという欠点がある。

すなわち、第２図に例示するように、１フレーム前の
表示画面（Ａ）では基準ラインの直前のラインLn−1,基
準ラインLn及びその直後のラインLn＋１上に出現する画
素信号の輝度のレベルが０（黒）,1（白）,0（黒）であ
り、次のフレーム（現フレーム）の表示画面（Ｂ）では
それぞれ1,0,1と変化したものとする。上述した３ライ
ンにわたる輝度信号の平均化処理は、第１図のくし型フ
ィルター3,4の構成を参照すれば明らかなように、まず
現ラインの直前，直後のラインについて平均値が作成さ
れ、次に、この平均値と現ラインの輝度信号との平均値
が作成される。従って、１フレーム前と現フレームの表
示画面について作成される輝度信号のレベルの平均値は
いずれも1/2となり、これらの差分である第１の動き検
出信号は０となる。従って、表示画面中に生ずる特殊な
動きは第１の動き検出信号によっては検出できない。

上述のような隣接３ラインではなく隣接２ラインにわ
たる画素信号の平均化処理によって分離した輝度信号の
隣接フレーム間差分から第１の動き検出信号を生成する
場合でも上述のような特集な動きは検出不能となる。す
なわち、第２図の（Ａ）と（Ｂ）のいずれについても、
現ラインLnとその直前のラインLn−１上の画素信号の平
均値は1/2であり両者の差分は０となる。同様に、
（Ａ）と（Ｂ）のいずれについても、現ラインLnとその
直後のラインLn＋１上の画素信号の平均値は1/2であり
両者の差分は０となる。

これに対して、第２の動き検出信号δｙは、隣接ライ
ン間の相関の崩れに伴って色信号Ｃ中に漏れ込んだ輝度
信号成分に関するフレーム間差分であるため、相関の崩
れが大きくなるほど増加し、第２図のように隣接ライン
間の相関が０％の場合、最大の振幅となる。すなわち、
色信号中に混入する輝度信号成分は表示画面（Ａ）では
ｙ＝０−１＝−１であり、表示画面（Ｂ）ではｙ′＝１
−０＝１となり、差分信号δｙの絶対値は最大の２とな
る。このため、第２図に例示した表示画面については最
大値回路12において第２の動き検出信号δｙが選択さ
れ、これによってそのような動きが検出される。

第３図は、第１図中の濾波部5aの構成の一例を示すブ
ロック図である。

この濾波部5aは、入力端子Ｉから供給されるディジタ
ル色信号を１サンプリング周期ずつ遅延させながら転送
する縦列接続された４個の遅延回路31,32,33,34と、加
算回路35,36と、減算回路37とから構成されている。帯
域通過濾波済みの色信号Ｃは減算回路37から出力端子O1
に出力され、低域通過濾波済みの混入輝度信号ｙが加算
回路36から出力端子O2に出力される。濾波部5bについて
も、第３図に示したの濾波部5aと全く同じに構成されて
いる。

このように、第４図に示した従来回路に設置されてい
る色信号抽出用の帯域通過濾波回路に加算回路36を１個
追加するだけで輝度信号抽出用の低域通過濾波回路を構
成でき、部品点数と設置スペースの節減に伴うコスト低
減が実現される。

以上、輝度信号に関する第1,第２の動き検出信号のう
ち大き方を単に選択して最終的な輝度信号の動き検出信
号とする構成を例示した。しかしながら、一般的には、
これら第1,第２の動き検出信号を適宜な合成比率で合成
する構成としてもよい。

また、輝度信号の動き検出信号と色信号の動き検出信
号とを個別に出力する構成を例示した。しかしながら、
この動き検出信号の供給を受ける他の回路の構成に合わ
せてそれぞれの動き検出信号を適宜な手法で合成した
り、最大値を選択したりすることにより輝度信号と色信
号のそれぞれの動きを一本化した動き検出信号を出力す
る構成としてもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明に係わるテレビジ
ョン表示画面の動き検出回路によれば、くし型フィルタ
ーによるY/C分離後の輝度信号のフレーム間差分を輝度
信の動き検出信号の主体とする構成であるから、従来回
路の欠点であった色信号の漏れ込みに伴う動きの誤検出
が有効に回避される。

また、くし型フィルターによるY/C分離後の色信号か
ら抽出された輝度信号のフレーム間差分を補助的な第２
の動き検出信号として利用することにより、第１の動き
検出だけを使用する場合の欠点が補完される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるテレビジョン表示画
面の動き検出回路の構成を示すブロック図、第２図は第
１図の動作を説明するための概念図、第３図は第１図の
濾波部5aの構成の一例を示すブロック図、第４図は従来
例に係わるテレビジョン表示画面の動き検出回路の構成
を示すブロック図である。 IN……NTSCテレビジョン映像信号の入力端子、１……A/
D変換回路、２……524ライン遅延回路、３……現フレー
ムの映像信号にY/C分離を行うくし型フィルター、４…
…１フレーム前の映像信号にY/C分離を行うくし型フィ
ルター、5a,5b……帯域通過濾波回路と低域通過濾波回
路とを含む濾波部、6,7,8……減算回路、9a,9b,11a,11b
……絶対値回路、10a,10b……低域通過濾波回路、12…
…最大値選択回路、O1……輝度信号の動き検出信号の出
力端子、O2……色信号の動き検出信号の出力端子,31〜3
4……Y/C分離後の色信号に１サンプリング周期分の遅延
を与える遅延回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】任意のフレームのテレビジョン映像信号に
   対し隣接ライン間相関に基づくY/C分離を行う第１のく
   し型フィルターと、 前記任意のフレームに隣接するフレームのテレビジョン
   映像信号に対し隣接ライン間相関に基づきY/C分離を行
   う第２のくし型フィルターと、 前記第1,第２のくし型フィルターで分離された輝度信号
   の隣接フレーム間差分を生成し輝度信号に関する第１の
   動き検出信号として出力する第１の差分生成部と、 前記第1,第２のくし型フィルターで分離された色信号に
   漏れ込んだ輝度信号の低域成分の隣接フレーム間差分を
   生成し輝度信号に関する第２の動き検出信号として出力
   する第２の差分生成部と、 前記第1,第２の差分生成部から出力される輝度信号に関
   する第1,第２の動き検出信号を合成し輝度信号の動き検
   出信号として出力する合成部と、 前記第1,第２のくし型フィルターで分離された色信号の
   差分を生成し色信号の動き検出信号として出力する第３
   の差分生成部とを備えたことを特徴とするテレビジョン
   表示画面の動き検出回路。