JP2557512B2 - 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テレビ
ジョン表示画面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３図に示すよ
うに、A/D変換回路51と、輝度信号の動き検出部52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、現フレームの基準ラインから色信号を抽出
する色信号抽出部53、１フレーム前の基準ラインから色
信号を抽出する色信号抽出部54、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55、減算回路5
6、低域通過濾波回路57及び絶対値回路58から構成され
ている。１ライン遅延回路53aと減算回路53bとから成る
くし型フィルターによって、A/D変換回路51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
53cと絶対値回路53dとを経て減算回路56の一方の入力端
子に供給される。

一方、１ライン遅延回路54aと減算回路54b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55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54cと絶対値回路54d
とを経て減算回路56の他方の入力端子に供給される。減
算回路56から出力される色信号のフレーム間差分信号Δ
Ｃは、低域通過濾波回路57と絶対値回路58とを経て色信
号の動き検出信号として最大値選択回路59の一方の入力
端子に供給される。

また、減算回路52a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52bと絶対値回路52cとを経て輝度
信号の動き検出信号として最大値選択回路59の他方の入
力端子に供給される。最大値選択回路59は、各入力端子
に供給される輝度信号の動き検出信号と色信号の動き検
出信号とを比較して大きな方を選択し、最終的な動き検
出信号として出力端子OUTに出力する。

（発明が解決しようとする課題） 第３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高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52a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52b
が設置されるが、その濾波特性が不十分であったり、色
信号の高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。

また、第３図に示した従来の動き検出回路では、色信
号中に漏れ込む輝度信号のレベルが隣接ラインの相関の
崩れに伴って増加すると、これが実在しない色信号の動
きとして誤検出されてしまうという問題がある。

（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、隣接フレームの映像信号のそれぞれに対し隣接ライ
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
れた輝度信号と分離前の映像信号のそれぞれについて隣
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の動き検出信号を前者に大きな合成比率
を与えつつ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、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
ターによる色信号除去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伴う実
在しない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分離前の映像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、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。すなわち、くし型フィルターによる色
信号の除去は、色信号の位相が隣接ライン間で反転する
ことを利用して隣接ライン間の映像信号を加算すること
によって行われる。このため、色信号を除去するための
処理は隣接ライン間にわたる輝度信号の平均化処理に他
ならず、隣接ライン上の輝度信号の大小関係が隣接フレ
ーム間で反転するような特殊な輝度信号の動きについて
は平均化処理を伴う第１の動き検出信号によって検出で
きない。このような特殊な動きは、隣接ライン間の平均
化処理を伴わない第２の動き検出信号によって検出可能
である。

さらに、本発明の動き検出回路は、映像信号の隣接ラ
イン間の相関の度合を検出し、その低下と共に色信号の
動き検出信号に対する合成比率を低下させつつ輝度信号
の動き検出信号と合成して最終的な動き検出信号とする
構成であるから、相関の崩れに伴って色信号中に漏れ込
んでくる輝度信号成分による実在しない動きの誤検出が
有効に回避される。

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、１から16までの参照数字がされた動
き検出部と、21から50までの参照数字が付された隣接ラ
イン間相関検出部から構成されている。

すなわち、動き検出部は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、減算回路5,6,12、濾
波部5a,5b,減算回路6,7、低域通過濾波回路7a,7b,帯域
通過濾波回路8a,8b、絶対値回路9a,9b,10a,10b,13、最
大値選択回路11,15、係数回路14及びコアリング回路16
から構成されている。

また、隣接ライン間相関の検出部は、第１の検出系20
と、第２の検出系30と、第３の検出系30とを備えてい
る。これら各検出系は、動き検出部を構成する第1,第２
のくし型フィルター3,4の各部から引き出されたY/C分離
済みの輝度信号や色信号、あるいはY/C分離前の映像信
号相互を加算し、あるいは減算する加減算回路、これら
加減算値に含まれる輝度信号の低域成分を抽出する低域
通過濾波回路、無極性の信号を作成するための絶対値回
路、抽出された輝度信号の絶対値を基準レベルと比較す
る比較回路、伸張回路などから構成されている。これら
各相関検出系においては、隣接ライン間の輝度信号の差
分の絶対値と各検出系内の比較回路に設定される所定の
基準レベルとから相関の崩れの度合が所定の限度を越え
たか否かが検出される。デコーダ50は、これら３系統の
それぞれにおいて検出されたライン間相関の崩れの限度
に関する組合せに基づき４種類の係数を生成し、色信号
の動き検出部の係数回路14に供給する。

まず、動き検出部について説明すれば、入力端子INに
出現中の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、
減算回路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、すなわち平均値が出力される点は、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、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、これが減算回路５の一方の端子に供給される。
また、現フレームの基準ライン上のY/C分離前の映像信
号が減算回路６の一方の入力端子に供給される。

さらに、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、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8aによって除去される。この帯域
通過濾波回路8aから出力される色信号Ｃは、絶対値回路
10a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12の一方の入力端子に供給される。なお、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は、第１の隣接ライン間相関
検出系20内の低域通過濾波回路21によって抽出されるこ
とになる。これについては、後に詳述する。

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を経て１フレーム分遅延
することによりくし型フィルター３で処理中の映像信号
の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
される帯域通過濾波回路8b及び絶対値回路10bのそれぞ
れは、上述したくし型フィルター３、帯域通過濾波回路
8a及び絶対値回路10a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。

すなわち、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内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５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Y/
C分離前の映像信号が減算回路６の他方の入力端子に供
給される。さらに、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、帯域通過濾波回路8b
で低域の輝度信号成分が除去されたのち絶対値回路10b
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12の他方の入力端子に供給される。

この結果、減算回路12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が出力される。この色信号の隣接フレーム
間差分ΔＣは、絶対値回路13と係数回路14とを経て表示
画面内の色信号の動き検出信号として最大値検出回路14
の一方の入力端子に供給される。

さらに、減算回路５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、これに含まれる高域の色信号
成分を除去するための低域通過濾波回路7aと絶対値回路
9aとを経て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11の一方の入力端子に供給される。
さらに、減算回路６からは、現フレームの基準ライン上
の映像信号と１フレーム前の基準ライン上の映像信号と
の差分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7b、絶対値回路9b及びコアリング
回路16を経て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11の他方の入力端子に供給される。

最大値回路11は、両入力端子に供給される第１の動き
検出信号ΔＹとコアリング後の第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輝度信
号の動き検出信号として選択し、これを最大値検出回路
15の他方の入力端子に供給する。

上述のように、第１の動き検出信号ΔＹはくし型フィ
ルター３と４のそれぞれによって色信号除去済みの輝度
信号の隣接フレーム間差分に基づき生成されたものであ
る。これに対して、第２の動き検出信号δＹはY/C分離
前の映像信号の隣接フレーム間差分に基づき生成された
ものであるため、第１の動き検出信号に比べて色信号の
漏れ込みによる妨害が発生しやすい。このため、フレー
ム間差分δＹについては所定のレベルを越えない限りゼ
ロレベルと見做されるコアリング処理が施されたのち、
最大値選択回路11に供給される。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11で選択された第１の動き
検出信号ΔＹが輝度信号の動き検出信号となる。

このように、くし型フィルター３と４とにおいて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、色信号の漏れ込みや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、上記色信号を除去するための隣接ライ
ンにわたる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
ンにわたる平均化処理が施されていないため、第２図の
ように表示画面中では最大の１となる。この結果、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、
第２図の表示画面についての動きが検出される。

前述のように、くし型フィルター３の減算回路3eから
出力される色信号中に隣接ライン間相関の崩れに伴って
漏れ込んだ輝度信号の低域成分は、ライン間相関検出系
20の低域通過濾波回路21で抽出される。この輝度信号成
分は、絶対値回路22を経て隣接ライン相関の崩れの度合
を示す信号となり比較回路23の一方の入力端子に供給さ
れる。比較回路23は、この一方の入力端子に供給される
無極性の信号のレベルと他方の入力端子に供給される基
準レベルとを比較し、前者が後者を越えた期間にわたり
出力をハイに立上げる。このハイ信号は、伸張回路24に
おいてライン上の適宜な画素数に対応する分だけ水平方
向に伸張されてデコーダ50の一つの入力端子に供給され
る。

くし型フィルター３の１ライン遅延回路3a,3bの入力
端子と出力端子のそれぞれから引き出された基準ライン
の直前、直後のライン上の映像信号は、第２のライン間
相関検出系30の減算回路31において減算され、低域通過
濾波回路32によって高域の色信号成分が除去され、輝度
信号のライン間差分信号として出力される。この輝度信
号のライン間差分信号は、絶対値回路33を経てライン相
関の崩れの度合を示す無極性の信号となり比較回路34の
一方の入力端子に供給され、基準レベルと比較される。
輝度信号のライン間差分信号がこの基準レベルを越えた
期間にわたり比較回路34から出力されるハイ信号は、伸
張回路35を経てデコーダ50の一つの入力端子に供給され
る。

第３のライン間相関検出系40の加算回路41a,41b,41c
のそれぞれは、基準ラインとその直前，直後のライン上
の映像信号に含まれる輝度信号の隣接フレームにわたる
平均値値を出力する。従って、減算回路42a,42bのそれ
ぞれからは、上記各輝度信号の隣接フレーム間平均値の
隣接ライン間差分信号が出力される。これら差分信号は
絶対値回路43a,43bのそれぞれにおいて無極性の差分信
号となったのち加算回路44で平均化され、これに含まれ
る色信号成分を除去するための低域通過濾波回路45を通
して比較回路46に供給され、基準レベルと比較される。
輝度信号の隣接フレームにわたる平均値のライン間差分
信号が基準レベルを越えた期間にわたり比較回路46から
出力されるハイ信号は、伸張回路47を経てデコーダ50の
一つの入力端子に供給される。

デコーダ50は、上記３系統の隣接ライン間相関検出系
20,30,40の出力が全てローであるか、一つだけがハイで
あるか、二つがハイであるか、全てがハイであるかに応
じて、それぞれ1,0.5,0.25,0の係数を生成し、色信号の
動き検出部の係数回路14に供給する。従って、係数回路
14と最大値選択回路15とから構成される動き検出信号の
合成回路において、隣接ライン間の相関の度合が低下す
るほど色信号の動き検出信号の合成比率が低下する。

以上、輝度信号に関する第１の動き検出信号と、コア
リング処理済み輝度信号に関する第２の動き検出信号の
うち大きな方を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の動き検出信号を前者の方に大きな合成
比率を付与しながら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
号についても、単に大きい方を選択する代わりに、両者
を適宜な合成比率で合成するように構成することもでき
る。

さらに、ライン相関の崩れの度合を高精度で検出する
ために３系統の検出部を設置する構成を例示したが、コ
スト低減の観点からいずれか２系統あるいは１系だけを
設置する構成としてもよい。

本発明の実験結果によれば、上記実施例で説明した第
２の検出系（30）で好適な結果が得られた。従って、検
出系統を１系統に絞る場合には、この第２の検出系を設
置すればよい。

（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は、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を防止
できる。

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。

さらに、本発明の動き検出回路は、映像信号の隣接ラ
イン間の相関の度合を検出し、その低下と共に色信号の
動き検出信号に対する合成比率を低下させつつ輝度信号
の動き検出信号と合成して最終的な動き検出信号とする
構成であるから、相関の崩れに伴って色信号中に漏れ込
んでくる輝度信号成分による実在しない動きの誤検出を
防止できる。

【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、5,6,12……減算回路、7a,7b……色信号成分を
除去するための低域通過濾波回路、8a,8b……輝度信号
成分を除去するための帯域通過濾波回路、9a,9b,10a,10
b,13……絶対値回路、11,15……最大値選択回路、14…
…係数回路、16……コアリング回路、20,30,40……ライ
ン相関の度合の検出部、50……デコーダ、OUT……動き
検出信号の出力端子。

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から引き出した映像信
   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の動き検出信号を前者に大きな合成比率を
   与えつつ合成し、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、 前記輝度信号の動き検出信号と色信号の動き検出信号を
   変更可能な合成比率で合成し最終的な動き検出信号とし
   て出力する最終合成部と、 前記映像信号の隣接ライン間の相関の度合を検出しその
   低下と共に前記色信号の動き検出信号に対する合成比率
   を低下させる制御信号を前記最終合成部に供給する隣接
   ライン間相関検出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。