JP2565319B2 - 動き検出器 - Google Patents

動き検出器

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    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/144—Movement detection

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオ信号により表わされる画像における
時間変化を検出する装置に関する。
発明の背景 ビデオ信号から再生される画像の品質を著しく高め
る、例えば、フィールド／フレームくし型フィルタ、フ
ィールド／フレーム巡回型フィルタあるいは順次走査発
生器のようなビデオ信号処理回路が設計されている。こ
れらのシステムは、動き（画像対象物の動きあるいはカ
メラの左方または右方への水平回転）のない画像につい
ては非常に良好な動作を行なう。逆に、画像の動きが生
じると、これらのシステムは望ましくないアーティファ
クトを生じさせる傾向がある。従って、これらのメモリ
を使用する処理システムは、動き適応型となるように設
計されている。すなわち、これらのシステムにおいて
は、画像の動きが生じると、信号処理経路が変更された
り、切換えられたりする。
画像の動きが発生している間、動き適応型システムを
変更するために、この画像の動きの発生を検出する必要
がある。ビデオ信号処理の技術分野で知られている典型
的な動き検出器は、連続するフィールド期間あるいはフ
レーム期間からの対応するビデオ信号を比較するもので
ある。フィールド間／フレーム間ビデオ信号が予め定め
られる値以上異なると、動きが生じたものとする仮定が
行なわれる。
ビデオ信号は、種々の信号源、例えば、各種の放送
局、ビデオテープレコーダーなどから生じるので、種々
の信号対雑音比を有する傾向がある。信号対雑音比が異
なるために、画像の動きと画像の雑音とを判別する動き
検出器の設計が複雑になる。雑音および動きを判別する
１つの方法は、調べている画像点を囲んでいる画素に対
応する幾つかの信号差を平均化することである。無相関
の雑音は相殺し合う傾向がある。局在化した画素につい
ての画像対象物の動きに対応する信号差は、ある程度の
相関を示し、従って加算される傾向がある。
平均化される信号差は、調べている画素について、水
平方向、垂直方向あるいは両方向に関して対称的に配置
される画素に対応するように選択される。信号の平均値
が低域通過応答特性を示すように、平均化される信号差
を重み付けするシステムもある。
フィールド／フレーム差を調べて動きの発生を決定す
る動き検出器は、複合ビデオ信号ではなくて成分信号を
処理するように設計される。この理由は、複合ビデオ信
号のクロミナンス成分がフレームからフレームで同様な
位相関係を有しないからである。フレームからフレーム
でのクロミナンス差は、静止画像の場合でさえ動き信号
を発生する。複合ビデオ信号の連続フレームが比較され
る時、誤った動き検出を無くすために、複合ビデオ信号
は、比較の前に低周波のルミナンス・スペクトルに制限
されるのが普通である。
動きに対してフレーム間の複合ビデオ信号差の低周波
スペクトルのみを調べるだけでは満足な結果が得られな
い傾向にある。この場合、細かい画像デテールを検出す
ることができない。一例として、人の髪の毛の動きは、
動きの速さには関係なく、再生画像において検出されな
い。細かいデテールの動きを検出することができない
と、一般に、ボケた画像になり易い。
複合ビデオ信号を処理する動き検出器は、ａ）ルミナ
ンス成分とクロミナンス成分を分離し、ｂ）フレームか
らフレームで対応するクロミナンス成分の位相を整合さ
せ、ｃ）位相が変更されたクロミナンス成分とルミナン
ス成分とを再合成し、ｄ）複合ビデオ信号およびクロミ
ナンスの位相が変更された複合ビデオ信号のフレーム間
の差をとる。複合ビデオ信号中の動きを検出するこの方
法では、複合ビデオ信号のクロミナンスのスペクトルに
おいて、ルミナンス成分とクロミナンス成分を完全に分
離することができないから、満足できる結果が得られな
い。分離されたクロミナンス信号中の分離されていな
い、すなわち残っているルミナンス成分が、クロミナン
スの位相整合の処理の間、変更を受ける。この変更され
た高周波のルミナンスが再合成され、フレーム間の信号
差がとられると、動きの無いときに信号差が生じ、誤っ
た動き検出が行なわれることになる。
本発明は、雑音成分および混入した成分に起因する誤
った検出信号を最小限にして、ビデオ信号中の動き検出
を行なうものである。
発明の概要 本発明は、ビデオ信号により表わされる画像中の動き
を検出する検出器を含んでいる。この検出器は、ビデオ
信号の連続する画像期間からの同様な画素の差に対応す
る信号を発生する装置を含んでいる。第１の信号合成回
路は、現在、画像の動きを調べている画像点の近辺の複
数の画像点から信号差を合成する。この複数個の画像点
は、調べている画像点を含んでいる水平画像ラインおよ
び前の水平画像ラインから選ばれる。第２の信号合成回
路は、調べている画像点の近辺の複数の画像点から信号
差を合成し、この複数個の画像点は、調べている画像点
を含んでいる水平画像ラインおよび後の水平画像ライン
から選ばれる。第１および第２の合成手段からの合成信
号差は、両方の合成信号差が、予め定められる大きさの
値を同時に越える時、動き信号を発生する検出回路に結
合される。
発明の効果 雑音成分および混入した成分に起因する誤った検出信
号を最小限にして、ビデオ信号中の動き検出を行なうこ
とができる。
実施例 次下の説明において、動き検出装置に供給される複合
ビデオ信号は、サンプル・データ形式であるものとす
る。便宜上、サンプル周波数は、色副搬送波周波数の４
倍に選定され、カラー・バーストに位相固定されてい
る。しかしながら、別のサンプル周波数を選定してもよ
い。本発明は、アナログ回路あるいはディジタル回路の
いずれにおいても実施することができるから、各図にお
いて、各要素は、アナログおよびディジタルの信号処理
装置の両方に適用可能な機能用語で示されている。個々
の回路要素は、ディジタルのもの、およびアナログのも
のの両方について、全てビデオ信号処理の技術分野で周
知のものであるから、詳細には説明しない。処理回路の
種類により、別個の回路経路における信号を一時的に整
合させるために、補償用信号遅延要素を挿入することが
必要であるが、回路設計の技術分野の当業者は、この種
の遅延を理解し、挿入することは容易なことである。
第１図を参照すると、テレデジョン受像機システムに
おけるテレビジョン・チューナ、カラー・カメラもしく
はビデオテープレコーダにおける信号ピックアップ回路
などから供給される複合ビデオ（CV）信号は、遅延要素
10、ルミナンス動き検出器12およびクロミナンス動き検
出器14に供給される。遅延要素10からの遅延信号は、動
き検出器12および14の第２の入力結線にそれぞれ結合さ
れる。NTSC方式の複合ビデオ信号の場合、通常、遅延要
素10は供給信号CVを正確に１フレームの期間遅延させ
る。PAL形式の複合ビデオ信号の場合、遅延要素10は供
給信号CVを２フレーム期間遅延させる。
ルミナンス動き検出器12は、複合ビデオ信号の現およ
び遅延ビデオ・ルミナンス成分を比較し、２つのルミナ
ンス信号間に予め定められる差があると、動き信号（L
M）を発生する。クロミナンス動き検出器14は、複合ビ
デオ信号の現クロミナンス成分および遅延クロミナンス
成分を比較し、２つのクロミナンス信号間に予め定めら
れる差があると、動き信号（CM）を発生する。動き検出
器12および14からの動き信号LMおよびCMは、ルミナンス
動き検出器もしくはクロミナンス動き検出器の中のどち
らか一方が動き信号を発生すると、動き信号を発生する
オアゲート16の各入力に結合される。
第２図は、第１図の動き検出器12として使われるルミ
ナンス信号用の動き検出器の一実施例を示す。第２図に
おいて、現複合ビデオ信号および遅延複合ビデオ信号
は、減算器20の各入力端子に結合される。減算器20は、
低域通過フィルタ22および高域通過フィルタ24の入力端
子に結合されるフレームの差サンプルを発生する。低域
フィルタ22は、複合ビデオ信号の中、クロミナンス成分
により通常占有されない周波数スペクトル部分を通過さ
せる。一方、高域フィルタ24（帯域通過フィルタでもよ
い）は、複合ビデオ信号スペクトルの中、クロミナンス
成分により通常占有させる部分を通過させる。
低域フィルタ22から発生される信号差は、信号合成回
路26に結合される。信号合成回路26は、いくつかのフレ
ーム差サンプルを合計する。合成回路26は、各行に３個
の四角を有する３行のマトリックスとして示してある。
各四角は、信号の差サンプルを表わす。中央の四角は、
画像の動きを調べている画像点すなわちサンプルに相当
する。中央の四角の左側および右側の四角は、同じ水平
画像ラインで発生するサンプル差に対応する。しかしな
がら、これら２つのサンプル差は、色副搬送波周波数の
４倍で生じるサンプル差のストリームにおける直前およ
び直後のサンプル差に対応する必要のないことを理解す
べきである。真中の行の上下の行における四角は、調べ
ている画素を含んでいる画像ラインの前後に生じる水平
画像ラインからのサンプル差に対応する。平行斜線は、
例示した３×３のマトリックスにおける四角で表わされ
る各サンプル差が、合成回路26から発生される合計に使
われていることを示す。
合成回路26から発生される合計は、閾値検出器28に供
給される。閾値検出器28は、合計が予め定められる大き
さを越えると論理“1"の出力信号を発生し、さもなけれ
ば論理“0"の出力信号を発生する。閾値検出器28のディ
ジタルの一実施例は、絶対値回路およびＮ入力のオアゲ
ートを縦続接続させたもので構成される。絶対値回路
は、すべての合計を単一の極性信号に変換するように構
成される。絶対値回路の出力信号が並列Ｎビットの信号
ならば、Ｍ個の上位ビットは、Ｎ入力のオアゲートのＭ
個の上位入力結線に結合される。オアゲートのＮ−Ｍ個
の下位ビット結線は論理“0"の信号に結合される。この
ように構成すると、オアゲートは、合計が値（2N-M−
１）を越える大きさを有するとき、論理“1"の出力信号
を発生する。
閾値検出器28の出力信号は、２入力のオアゲート40の
第１の入力結線に結合される。
高域フィルタ24からの出力信号は、２つの信号合成回
路30および34に結合される。合成回路30は、調べている
画素を含んでいる水平画像ラインおよび調べている画素
を含んでいる画像ラインの前の水平画像ラインからのサ
ンプル差を合成する。例示したマトリックスにおける中
央の四角は、調べている画素に対応する。平行斜線の部
分は、合成回路30により合成されるサンプルを示す。２
つのラインから合成されるサンプルは、表示画像に関し
て垂直方向に整合している。前ラインは、垂直方向に整
合しているサンプルが逆位相の色副搬送波の関係を有す
るように選定される。例えば、複合ビデオ信号がNTSC方
式の信号の場合、前ラインは直前の画像ラインあるいは
第３番目、第５番目等、最直前のラインである。調べて
いる画素に対応する差サンプルの右側および左側の差サ
ンプルは、制御用差サンプルの直前および直後の差サン
プルである必要はない。
合成回路30の出力は、合成された差サンプルが予め定
められる大きさを越えると論理“1"の出力信号を発生
し、さもなければ論理“0"の出力信号を発生する閾値検
出器32に結合される。閾値検出器32からの出力信号は、
２入力アンドゲート38の第１の入力結線に結合される。
合成回路34は、調べている画素に対応する差サンプル
を含んでいる水平画像ラインからのサンプル差と、時間
軸上遅れて生じる水平画像ラインからの差サンプルとを
合成する点を除けば、合成回路30と同様のものである。
合成回路34からの合成された差サンプルは、閾値検出器
32と同様な機能を有する閾値検出器36に結合される。閾
値検出器36からの出力信号は、アンドゲート38の第２の
入力結線に結合される。
アンドゲート38は、閾値検出器32および36の両方が、
同時に論理“1"の出力信号を発生する時にのみ論理“1"
の出力信号を発生する。アンドゲート38からの出力信号
は、オアゲート40の第２の入力結線に結合される。オア
ゲート40は、閾値検出器28もしくはアンドゲート38が論
理“1"の信号を発生するときは常に、画像の動きを示す
論理“1"の出力信号を発生する。
第２図の構成において、要素22,26および28は、粗い
画像対象物のデテールを決めるルミナンス信号により表
わされる画像の動きを検出し、要素24,30,32,34,36およ
び38は、細い画像対象物の細かいデテールを決めるルミ
ナンス信号により表わされる画像の動きを検出する。細
かいデテールの動きを検出する場合、第３図を参照しな
がら後に説明するように、個々の画像クロミナンス変化
によって生じる誤った動き検出を無くするために、合成
回路−閾値検出器が並列に設けられる。
閾値検出器28,32および36において選定される閾値の
値は固定の定数でもよいし、例えば、ビデオ信号用巡回
型フィルタの技術分野で知られているように、信号対雑
音比の関数として可変でもよい。通常、閾値検出器32お
よび36は、同じ閾値の値に応答するように設計されてい
る。合成回路26が合成回路30および34よりも多数の差サ
ンプルを合成し、また合成回路26により合成される差サ
ンプルが合成回路30および34により合成される差サンプ
ルより少ない混入成分を含んでいるから、閾値検出器28
における閾値の値は、通常、閾値検出器32および36にお
ける閾値の値とは異なる。
第３図には、NTSC方式の複合ビデオの連続する２つの
フレームについての連続する３つの水平画像ラインから
の対応するサンプルが示されている。サンプルは、副搬
送波に位相固定され、副搬送波の４倍のサンプリング周
波数に一致して生じる。Yijの値はルミナンス成分に対
応する。±Iijおよび±Qijの値は直角関係にあるクロミ
ナンス成分に対応する。ここで、±の符号は、サンプリ
ングの位相を示し、必ずしもサンプルの極性を示すもの
ではない。一般に、水平ラインに沿って連続するＩの値
は、ほぼ同じ大きさであるが、極性は逆になる。同様
に、連続するＱの値も、ほぼ同じ大きさであるが、極性
は逆になる。垂直方向に整合しているラインからライン
のサンプルは、ビデオ信号情報の比較的高い冗長度によ
り、同じ画像情報を表わす。
第３図には、例えば第２図の減算器20から発生される
フレームからフレームにおけるサンプル差も示されてい
る。ΔYijの項はルミナンスの差を表わし、±（Iij＋
Ｉ′ij）および±（Qij＋Ｑ′ij）の項はクロミナンス
のサンプル差を表わす。第２図において、低域フィルタ
22は、合成回路が低周波のΔYijルミナンスの差だけを
処理するように、±（Iij＋Ｉ′ij）および±（Qij＋
Ｑ′ij）の項を減衰させる。フレーム間に画像の変化が
生じなければ、雑音成分、すなわち、電気的雑音あるい
は量子化雑音が無ければ、ΔYijの値は例になる。雑音
のランダムな性質により、合成回路26の場合のように、
幾つかのΔYij項を合計すると、雑音成分は零に平均化
される傾向がある。検出器28における合計に対する閾値
処理は、雑音に影響されない度合を更に増すために実行
される。雑音を無視した場合、フレーム間の画像変化が
生じると、幾つかのΔYijのサンプルが零にならない。
これは、信号がくまなくサンプリングされているから、
画像のわずかな変化に対しては極めて一様である。従っ
て、調べている画素の近辺の幾つかのΔYijの値を合計
すると、ただ一つの画像差サンプルを調べる場合よりも
大きな動き信号が発生される。従って、動き信号の信号
対雑音比が相当高められる。
合成回路30および34に供給されるサンプル差は、高周
波のルミナンス差およびクロミナンス情報の両方を含ん
でいる。NTSC方式の信号の場合、クロミナンス成分は、
フレームからフレームで逆位相される。フレーム間でク
ロミナンス成分の引き算をすると、差サンプル値のマト
リックスに示されるように、クロミナンス成分を合計す
ることになる。
ビデオ画像がラインからラインで比較的高い冗長度を
有すること、およびクロミナンス成分がラインからライ
ンで逆位相関係にあることにより、２つの隣接ラインか
らの、垂直方向に整合のとれている差サンプルを合計す
ると、差サンプルのクロミナンス成分は相殺される傾向
にあり、高い周波数のルミナンス差ΔYijが残る。
合成回路30は、例えば、第３図に示すライン１および
２からの差サンプルを合計し、合成回路34は、例えば、
第３図に示すライン２および３からの差サンプルを合計
する。
調べている画素がライン２における差サンプルに対応
するならば、合成回路30あるいは34のどちらかからの合
計が高周波のルミナンスの動きを示す。合成回路−閾値
検出器（30−32）および（34−36）の並列構成は、誤っ
た動き検出が生じないように組み込まれる。ラインから
ラインで、ある色から別の色にクロミナンスの変化があ
ったり、色のついた画像から白黒の画像への変化がある
ような画像が生じる。このような状態のいずれの場合に
ついても、ラインからラインで差サンプルを合計する
と、クロミナンス成分は相殺されず、誤った検出が行な
われることになる。しかしながら、このような状態が対
をなすライン１と２および対をなすライン２および３の
両方の間で同時に生じることは極めてまれである。従っ
て、合成回路−閾値検出器（30−32）および（34−36）
の両方ではなくて、一方が動き信号を発生した場合、先
に述べた特殊の画像状態が原因であって、動きによるも
のではない。誤った検出を排除するために、２つの合成
回路−閾値検出器の出力の論理積がとられる。実際上、
合成回路−閾値検出器（30−32）は、アンドゲート38と
共に誤った動き検出に関して、合成回路−閾値検出器
（34−36）を監視し、逆に合成回路−閾値検出器（34−
36）は同様に合成回路−閾値検出器（30−32）を監視す
る。
誤り検出を発生させるクロミナンス変化の影響は、合
成回路30および34により合成される差サンプルを慎重に
選び、重み付けすることにより更に減少される。差サン
プルをSijで示してみる。ここで、添字は第３図のΔYij
成分の添字に対応する。また、差サンプルS23が調べて
いる画素に対応するものとする。サンプルS11，S21，S
15，S25とサンプルS13およびS23とを1:2の比率で合成す
る合成回路30は、この重み付けにより、合成回路30が、
クロミナンスの副搬送波周波数においてノッチ型の濾波
処理を実行するように構成される傾向にあるから、垂直
方向のクロミナンス変化に対してかなり影響されにくく
なる。同様に、合成回路34は、差サンプルS21，S31，S
25，S35と差サンプルS23およびS33とを1:2の比率で合計
するように設計される。
第４図は、この後者の具体例を実現する回路を示す。
第４図において、フィルタ22からの低域通過の濾波を受
けた差サンプルは、継続接続された２つの遅延要素52お
よび54と、サンプル合計回路56の第１の入力結線に結合
される。遅延要素52および54の各々は、例えば、1,2あ
るいは３サンプル期間等の整数のサンプル期間の同じ遅
延期間を与える。遅延要素52および54からの遅延された
差サンプルは、合計回路56の第２および第３の各入力結
線に結合される。合計回路56は、同じ水平画像ラインか
らの３つの差サンプルについての差サンプルの合計Ｓを
発生する。この合計Ｓは次式で表わされる。
Ｓ＝Si1＋Si2＋Si3 （１） 合計回路56からの差サンプルの合計は、２つの１水平
ライン遅延要素58および60の縦続接続されたものに結合
される。合計回路56、遅延要素58および遅延要素60から
の出力信号は、合計回路62の各入力結線に結合され、３
つの水平画像ラインからのサンプルの合計を表わす。合
計回路62は、連続する３つの各ラインからの３つの差サ
ンプルについての差サンプルの合計を発生する。この差
サンプルの合計は、第２図の閾値検出器28に相当する閾
値検出器64に結合される。閾値検出器64からの出力信号
は、低周波のルミナンス動き信号に対応し、オアゲート
86の入力結線に結合される。
減算器20からの差サンプルは、減算器50の被減数入力
結線に結合され、フィルタ22からの低域通過の濾波を受
けた差サンプルは、減算器50の減数入力結線に結合され
る。減算器50からの信号出力により表わされる周波数ス
ペクトルは、低域通過フィルタ22からの信号出力の信号
スペクトルと相補の関係にある。言い換えれば、減算器
50および低域通過フィルタ22の組合せにより、複合ビデ
オ信号スペクトルに関して高域通過フィルタが形成され
る。
減算器50からの高域通過の濾波を受けた差サンプル
は、２つの遅延要素66および68の縦続接続されたものに
結合される。この個別の実施例において、遅延要素66お
よび68は、それぞれ２つのサンプル期間の信号遅延を与
える。従って、遅延要素68および66と遅延要素66の入力
は、２つのサンプル差毎、すなわち、Si1，Si3およびS
i5を供給する。減算器50、遅延要素66および遅延要素68
の出力結線は、重み付け／合成回路70の各入力結線に結
合される。外側の差サンプルSi1およびSi5は1/2で重み
付けられ、差サンプルSi3と合計され、１つの水平画像
ラインからの３つのサンプル差の重み付けされた合計を
発生する。
重み付け／合成回路70からの重み付けされた合計は、
２つの１水平ライン遅延要素72および74の縦続接続され
たものに結合される。遅延要素72の入力結線および出力
結線は、加算器76の各入力結線に結合される。加算器76
は、第２図の合成回路30から発生される合計に対応する
差サンプルの合計を発生する。遅延要素74の入力結線お
よび出力結線は、別の加算器78の各入力結線に結合され
る。加算器78は、第２図の合成回路34から発生される合
計出力に対応する差サンプルの合計を発生する。
加算器76および78により発生される合計出力は、それ
ぞれ閾値検出器80および82に結合される。閾値検出器80
および82の出力結線は、２入力のアンドゲート84の各入
力結線に結合される。アンドゲート84の出力はオアゲー
ト86の第２の入力結線に結合される。
第２図および第４図の回路において、全帯域の信号差
を高周波検出器、すなわち（30−32）および（34−36）
に直接供給し、低周波検出器（26−28）を省略してもよ
い。このような構成の利点は、ハードウェアが減ること
であり、不利な点は、低周波検出器（26−28）が選択さ
れた差の対称性により、更によい動き／雑音の比を示す
から、動き／雑音の判別の点で少し不利になることであ
る。
第５図は、複合ビデオ信号のクロミナンス成分により
表わされる画像間の動きを検出する検出器を示し、第１
図の動き検出器14として使うことができる。第５図にお
いて、複合ビデオ信号の現サンプルおよびフレーム遅延
された複合ビデオ信号の対応サンプルは、加算器90の各
入力に結合される。画像間に変化がなければ、加算器90
は、２Yijに相当するサンプル和を発生する。フレーム
からフレームで逆位相の関係にあるクロミナンス成分
は、合計する処理により相殺される。逆に、画像間に変
化があると、加算器90からの合計出力は、2Yij＋ΔYij
±ΔIijもしくは2Yij＋ΔYij±ΔQijに相当する。ここ
で、ΔYijはルミナンス成分により表わされる画像の変
化であり、±ΔIijおよび±ΔQijは直角関係にあるクロ
ミナンス成分により表わされる画像の変化である。クロ
ミナンスの変化ΔIijおよびΔQijは、副搬送波の周波数
で極性が交互に変わるから±ΔＩおよび±Ｑで示され
る。ΔIijおよびΔQijなる変化は、NTSC方式の場合、ラ
インからラインで実質的に逆位相となり、PAL信号の場
合、２つのライン置きに逆位相となる傾向がある。
加算器90から発生されるサンプル合計は、複合ビデオ
信号のクロミナンス成分により通常占有される周波数帯
域の外側の周波数を有するサンプルを減衰させるフィル
タ92に供給される。濾波されたサンプル合件はサンプル
合成回路94および96に結合される。
合成回路94は、調べている現画素を表わすサンプル合
計を含んでいる水平画像ラインからのサンプル合計およ
び前水平画像ラインからのサンプル合計を合成する。合
成回路96は、調べている画素を表わすサンプル和を含ん
でいる水平画像ラインからのサンプル合計と後の水平画
像ラインからのサンプル合計とを合成する。合成回路94
もしくは96により合成される全てのサンプル合計は、必
ずしも直に隣接していないけれども、調べている画素を
表わすサンプル和に比較的近接している。合成回路94お
よび96は、行当り３つの四角から成る３行の同じマトリ
ックスで表わされる。
各行は１つの画像ラインからのサンプル和の一部を表
わす。各四角はサンプル和を表わす。しかしながら、プ
ラスまたはマイナスの記号が記入されている四角により
表わされるサンプル和だけが、合成回路94および96によ
り発生される合成サンプルに含まれる。
また、プラスおよびマイナスの記号は、各サンプル和
が合成される場合の極性を表わす。垂直方向に整合のと
れている合計の各対のサンプル和は逆極性で合成され
る。大抵の画像がラインからラインで高い冗長度を有す
るから、垂直方向に整合しているサンプル和におけるル
ミナンス成分は相殺される。また、サンプル和が合成さ
れる場合の極性の選択は、クロミナンス成分の差を単一
の同じ極性にする傾向があり、その結果、零でないクロ
ミナンス差が合計され、信号対雑音比の高められた動き
信号が発生される。
合成回路94および96から発生される合成サンプル和
は、各閾値回路98および100に供給される。閾値回路98
および100は、各入力結線に供給される信号が予め定め
られる値を越えると、論理“1"の出力信号を発生し、さ
もなければ、論理“0"を発生する。閾値回路98および10
0の出力結線は、２入力のアンドゲート102の各入力結線
に結合される。アンドゲート102は、閾値回路98および1
00の両方が同時に論理“1"の出力信号を発生する時だ
け、画像の動きを示す論理“1"の出力信号を発生する。
クロミナンス用動き検出器は、合成回路94および96の
いずれか一方におけるルミナンスの相殺が行なわれない
ようにする、ラインからラインすなわち垂直方向のルミ
ナンス変化に起因する誤った動き検出を排除するため
に、合成回路−閾値回路（94,98）および（96,100）が
並列に設けられる。このようなルミナンスの変化が、合
成回路94で合成されるサンプルが得られる２つのライン
間および合成回路96で合成されるサンプルが抽出される
２つのライン間で同時に生じることは極めて少ない。従
って、画像の動きに因らないラインからラインでのルミ
ナンス変化の場合、検出器（94,98）もしくは（96,10
0）の一方だけが動き信号を発生し、これはアンドゲー
ト102がクロミナンスの動き信号を発生するようにアン
ドゲート102を条件づけるには不十分である。しかしな
がら、動きが、サンプル和の真中の行、すなわち調べて
いる画素を含む真中の行における四角により表わされる
画素で生じると、検出器94および96の両方が同時にその
発生を検出する。この例では、アンドゲート102は、ク
ロミナンスの動き信号を発生するように条件づけられ
る。
第６図は、第５図の動き検出器の一実施例を更に詳細
に示したものである。第６図において、第５図の各要素
と同じ番号が付されている要素は同じ機能を有する。
第６図において、フィルタ92からの高域通過の濾波を
受けたサンプル和は、２つの同様な遅延要素110および1
12を縦続接続したものに結合される。遅延要素110およ
び112の各々は、小さな数のサンプル期間だけサンプル
和を遅延させる。より完全なルミナンスの相殺を実現す
るために、２つのサンプル期間だけサンプルを遅延させ
るように遅延要素110および112を設計することが有利で
ある。この結果は、合成されたサンプル和の中に直角関
係にあるクロミナンス成分（例えば、ΔIij成分）の一
方だけを含ませることにより生じる。
フィルタ92からのサンプル和および遅延要素112から
の２度遅延されたサンプル和は、合計回路114の非反転
入力結線に結合される。遅延要素110からの遅延サンプ
ル和は、合計回路114の反転入力結線に結合される。合
計回路114は、その非反転入力結線に供給されるサンプ
ル和およびその反転入力結線に供給されるサンプル和の
反転値の合計を発生する。この合計は、１本の水平画像
ラインにおけるサンプル和の合計に相当する。反転入力
および非反転入力は、システムの機能を変更することな
く入れ替えることができる。また、１水平ライン当り３
つより多いサンプル和を合成することもできる。さら
に、サンプル和は、第４図の回路の場合のように重み付
けすることもできる。
合計回路114からの合成された合計は、２つの１水平
ライン遅延要素116および118の縦続接続されたものに結
合される。遅延要素118の出力結線に生じる、遅延さ
れ、合成された合計は、第５図の合成回路94および96の
マトリックスにおける一番上の行の四角からのサンプル
和の組み合わせに相当する。遅延要素116の出力結線
は、第５図の合成回路94および96のマトリックスにおけ
る真中の行の四角で表わされるサンプル和の組み合わせ
に対応する合成和を与え、合計回路114の出力結線は、
合成回路94および96のマトリックスの一番下の行の四角
により表わされるサンプル和の組み合わせに対応する。
遅延要素116および118の出力結線から得られる合成和
は、減算器122の減数入力結線および被減数入力結線に
それぞれ供給される。減算器122は、合成回路94のマト
リックスに示されるサンプル和の各極性に従って合成和
を合計する。減算器122の出力は、閾値回路98で閾値検
出され、この閾値回路98の出力はアンドゲート102の第
１の入力結線に結合される。
合成回路114および遅延要素116の出力結線からの合成
和は、減算器120の被減数入力結線および減数入力結線
にそれぞれ結合される。減算器120は、第５図の合成回
路96のマトリックスに示されるサンプル和の各極性に従
って合成和を合計する。減算器120から発生される合成
和は、閾値回路100で閾値検出され、この閾値回路100の
出力はアンドゲート102の第２の入力結線に結合され
る。アンドゲート102は、減算器120および122からの合
成和が予め定められる閾値を同時に越えると、クロミナ
ンスの動き信号を発生する。
以上説明した実施例においては、まず各水平ラインで
生じるサンプル和を合成し、次に各水平ラインからの合
成サンプルを合成している。しかしながら、別個の水平
ラインからのサンプル和を最初に合成し、次いでこれら
の合成和を水平方向に合成するように構成することので
きることは信号処理の技術分野の当業者には明らかであ
る。さらに別の実施例では、各マトリックスの全てのサ
ンプル和および／または差信号が同時に与えられ、次い
で、このサンプルがトリー構成の加算器／減算器で合成
される。
例示した実施例は、動きを示す出力信号が単一ビット
の２レベル信号であるが、動きを示す出力信号が、例え
ば、合成手段により発生される合成サンプルの平均、あ
るいは合成サンプルおよび適当な閾値間の差などに対応
する多ビットの信号でもよいことは、当該技術分野の当
業者には明らかなことである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、複合ビデオ信号における動きを検出するため
の装置を含んでいる動き検出器のブロック図である。 第２図は、複合ビデオ信号のルミナンス成分中の画像間
の変化により表わされる動きを検出する検出器を、一部
ブロック図で示し、一部略図で示したものである。 第３図は、ビデオ情報の２フレーム部分および２フレー
ム情報間のサンプル差に対応する複合信号サンプルの図
である。 第４図は、より詳細に示した第２図の動き検出器の一実
施例について、一部ブロック図で示し、一部略図で示し
たものである。 第５図は、複合ビデオ信号のクロミナンス成分中の画像
間変化により表わされる動きを検出する検出器のブロッ
ク図であり、第６図は、第５図に示した検出器の一実施
例を更に詳細に示したものである。 10…フレーム遅延要素、20…減算器、72,74…１水平ラ
イン遅延要素、76,78…加算器、80,82…閾値検出器、84
…アンドゲート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート フランシス ケイシー アメリカ合衆国ニュージャージ州オラデ ル オラデル・アベニュー 855 (72)発明者 レオポルド アルバート ハーウッド アメリカ合衆国ニュージャージ州ブリッ ジウォータ サミット・リッジ・ドライ ブ 800 (72)発明者 ワーナー フランツ ウェーダム アメリカ合衆国ニュージャージ州ローレ ンスビル ウェンクゼル・ドライブ ９ (56)参考文献 特開 昭60−65681（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ビデオ信号を供給するための入力端子と、
    前記入力端子に結合され、連続する画像期間からのビデ
    オ信号間の差に対応する差サンプルを発生する差サンプ
    ル発生手段と、 前記差サンプル発生手段に結合され、現在画像間の動き
    を調べている画像点に対応する差サンプルと、前記動き
    を調べている画像点を含んでいる水平画像ラインおよび
    前の水平画像ラインにおいて生じる、前記動きを調べて
    いる画像点の近辺の画像点に対応する差サンプルとを含
    む複数の差サンプルを合成し、合成された第１の差サン
    プルを発生する第１の合成手段と、 前記差サンプル発生手段に結合され、前記動きを調べて
    いる画像点に対応する差サンプルと、前記動きを調べて
    いる画像点を含んでいる水平画像ラインおよび後の水平
    画像ラインにおいて生じる、前記動きを調べている画像
    点の近辺の画像点に対応する差サンプルとを含む複数の
    差サンプルを合成し、合成された第２の差サンプルを発
    生する第２の合成手段と、 前記第１および第２の合成手段に結合され、前記合成さ
    れた第１および第２の差サンプルが、予め定められる大
    きさの値を同時に越える時、動き信号を発生する手段と
    を含む、動き検出器。
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