JP2624522B2 - Motion detection circuit - Google Patents

Motion detection circuit

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JP2624522B2
JP2624522B2 JP20694988A JP20694988A JP2624522B2 JP 2624522 B2 JP2624522 B2 JP 2624522B2 JP 20694988 A JP20694988 A JP 20694988A JP 20694988 A JP20694988 A JP 20694988A JP 2624522 B2 JP2624522 B2 JP 2624522B2
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克義 笹川
潤 長谷川
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は画像を表わす画像信号間の動きの程度を検出
する動き検出回路に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion detection circuit for detecting a degree of motion between image signals representing an image.

[従来の技術] 一般にTV画面の様な画面内における画像の動きは、画
像中の物体の移動によるものと、カメラの平行移動によ
る画像全体の一様な移動とに大別される。例えばこの様
な画像を伝送する場合には、伝送路の効率的な利用を目
的として、画像の帯域圧縮が行われている。
2. Description of the Related Art In general, movement of an image in a screen such as a TV screen is roughly classified into movement of an object in the image and uniform movement of the entire image due to parallel movement of a camera. For example, when transmitting such an image, band compression of the image is performed for the purpose of efficiently using the transmission path.

画像中の物体の局部的な動きのある部分を動き領域と
して処理し、画像全体の一方向の移動は、動きベクトル
を検出して静止領域として処理し、動き領域には静止領
域よりも強い帯域圧縮を施して伝送する方法は公知であ
り、数多くの動き検出回路が考案され利用されている。
A local moving part of the object in the image is processed as a moving area, and in one direction of movement of the entire image, a motion vector is detected and processed as a still area. A method of transmitting data after compression is well known, and many motion detection circuits have been devised and used.

しかしながら、撮像装置の用途によってはこの様な画
像の局部的な動きと画像全体の一方向の移動とを区別せ
ずに動き量の大小が確実に検出できればよい場合があ
る。この様な用途としては防犯装置あるいは特開昭60−
106288号公報に示されている適応Y/C分離装置や順次走
査変換装置の他、医療器で用いられている電子内視鏡装
置の静止画出力として、できるだけ静止した状態の被写
体像を高解像度で表示する(つまり、面順次撮像方式に
於ては色ズレ,像ブレの少ないフレームフリーズを行
い、同時式撮像方式に於てはフィールドフリッカの少な
いフレームフリーズを行なう)等がある。
However, depending on the application of the imaging apparatus, there is a case where it is sufficient to reliably detect the magnitude of the motion amount without distinguishing such a local motion of the image from a one-way motion of the entire image. Such applications include security devices and
In addition to the adaptive Y / C separation device and the progressive scan conversion device shown in Japanese Patent No. 106288, as a still image output of an electronic endoscope device used in a medical device, a subject image in a state as stationary as possible is provided with high resolution. (That is, a frame freeze with little color shift and image blur is performed in the frame sequential imaging method, and a frame freeze with little field flicker is performed in the simultaneous imaging method).

尚、上記面順次撮像方式は、異る波長域の照明光で順
次照明した被写体を順次撮像し、その後合成してカラー
画像化するものであり、同時式とは白色照明のもとでカ
ラーフィルタを用いた撮像手段で一度の撮像でカラー撮
像(画像)を行うものである。
Note that the above-described plane sequential imaging method is to sequentially image a subject illuminated with illumination light of different wavelength regions sequentially, and then synthesizes and forms a color image. The simultaneous method is a color filter under white illumination. In this case, color imaging (image) is performed in one imaging by an imaging unit using the image processing.

上記の様な動き検出回路としては、前述の特開昭60−
106288号公報に示されている様に、輝度信号のフレーム
間差分信号と、輝度信号の近傍画素差分信号の絶対値の
累積値とから動きの程度を検出するものが考案されてい
る。
The above-described motion detecting circuit is disclosed in
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 106288, a device has been devised which detects the degree of movement from an inter-frame difference signal of a luminance signal and a cumulative value of absolute values of neighboring pixel difference signals of the luminance signal.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記従来例は、それを構成する場合比
較的コストが高く回路規模も大きくなると共に、必ずし
も精度よく動きの大小を判別できるものではなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional example, the cost is relatively high and the circuit scale is large when configuring the conventional example, and the magnitude of the movement cannot always be accurately determined.

本発明はこの様な事情を考慮してなされたものであ
り、動き検出方式として、フレーム間差分信号を用いな
い手法により、回路規模の縮小と低コスト及び高検出率
を実現したものである。また、フレーム間差分信号を用
いた場合に起こりやすい画像のエッジ部分での誤検出が
なく、さらに自己相関の低い画像の場合においても検出
率の高い動き検出回路を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and realizes a reduced circuit scale, low cost, and a high detection rate by a method that does not use an inter-frame difference signal as a motion detection method. It is another object of the present invention to provide a motion detection circuit which does not cause erroneous detection at an edge portion of an image which is likely to occur when an inter-frame difference signal is used, and has a high detection rate even in an image having low autocorrelation.

[問題点を解決する手段及び作用] 本発明による動き検出回路は、撮像手段により所定の
フレーム/フィールド周期で連続的に撮像される画像信
号に基づき被写体像の動きを検出する動き検出回路にお
いて、前記連続的に撮像される画像信号の所定の期間に
おける第1の画像信号に対し、所定のサンプル周期の間
隔で、近接する画素の差分信号を求め、前記差分信号を
nを2以上の整数としてn値化することにより前記第1
の画像信号の特徴を表す信号を出力する第1の差分n値
化手段と、前期第1の画像信号とは所定のフレーム/フ
ィールド周期が異なって前記撮像手段で撮像された第2
の画像信号に対し、前記所定のサンプル周期の間隔で、
近接する画素の差分信号を求め、前記差分信号をnを2
以上の整数としてn値化することにより前記第2の画像
信号の特徴を表す信号を出力する第2の差分n値化手段
と、前記第1および第2の差分n値化手段により出力さ
れた各信号の一致、不一致を比較し、前記各信号間の一
致、不一致の期間を表す信号を出力する比較手段と、前
記比較手段により出力された信号に基づき、前記被写体
像の動き量を定量化する定量化手段とで構成されてい
る。
[Means for Solving the Problem and Action] The motion detection circuit according to the present invention is a motion detection circuit that detects the motion of a subject image based on an image signal that is continuously captured at a predetermined frame / field cycle by an imaging unit. For a first image signal in a predetermined period of the image signal continuously captured, a difference signal of adjacent pixels is obtained at intervals of a predetermined sampling period, and the difference signal is set to n as an integer of 2 or more. By converting into n-values, the first
A first difference n-value converting means for outputting a signal representing the characteristic of the image signal, and a second image picked up by the image pickup means having a predetermined frame / field cycle different from the first image signal.
For the image signal of the above, at intervals of the predetermined sample period,
A difference signal between adjacent pixels is obtained, and the difference signal is calculated as n = 2.
A second difference n-value conversion unit that outputs a signal representing the feature of the second image signal by converting the value into an n-value as the above integer, and output by the first and second difference n-value conversion units Comparing means for comparing the coincidence and non-coincidence of each signal and outputting a signal indicating a period of coincidence and non-coincidence between the respective signals; and quantifying the motion amount of the subject image based on the signal output by the comparing means. And quantification means.

尚、この発明の主旨としては、フレーム間差分信号を
用いないで、所定のサンプル周期の間隔で、近接する画
素の差分信号による信号レベルの傾きをn値化し、この
n値化された信号を動き検出の対象となる画像間で比較
する。
It is to be noted that the gist of the present invention is to use an inter-frame difference signal without using an inter-frame difference signal, convert the n-valued signal level gradient by a difference signal of an adjacent pixel into an n-value at an interval of a predetermined sample period. The comparison is performed between images to be subjected to motion detection.

上記比較手段の比較出力により、その一致、不一致、
あるいは類似度により、動き量を定量化して検出できる
ようにしている。尚、比較される画像信号としては、R,
G,B等の色信号、輝度信号及び色差分信号の単一もしく
は任意の組み合わせに適用可能である。
According to the comparison output of the comparison means, the match, mismatch,
Alternatively, the amount of motion can be quantified and detected based on the similarity. The image signals to be compared are R,
The present invention is applicable to a single or arbitrary combination of color signals such as G and B, a luminance signal, and a color difference signal.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to the drawings.

第1図ないし第7図は本発明の第1実施例に係り、第
1図は第1実施例の基本的構成図、第2図は符号化手段
の構成図、第3図は差分・n値化手段の構成図、第4図
は比較手段の構成図、第5図は比較手段の作用説明図、
第6図は定量化手段の構成図、第7図は第1実施例の検
出特性を示す説明図である。
1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a basic configuration diagram of the first embodiment, FIG. 2 is a configuration diagram of an encoding unit, and FIG. FIG. 4 is a block diagram of the comparing means, FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the comparing means,
FIG. 6 is a configuration diagram of the quantification means, and FIG. 7 is an explanatory diagram showing detection characteristics of the first embodiment.

第1図に示すように第1実施例の動き検出回路1は、
同時化されたR,G,B信号がそれぞれ印加される入力端2a,
2b,2cを備えた符号化手段3a,3b,3cは、それぞれ入力信
号の画素差分信号をn値化し、このn値化に符号化して
出力する。各n値化された出力信号は、概念的には入力
信号の微粉出力をn種類の方向ベクトルで近似じたもの
と考えられる。従って、各入力信号R,G,Bに相関があれ
ば各信号の方向ベクトルは一致あるいは類似しており、
相関がなければ一致しないかあるいは類似しない。そこ
で上記符号化された出力信号に対して各信号を比較手段
4で比較し、さらに定量化手段5により定量化すること
で動き量の大小を検出することができ、出力端6から動
き量検出信号7として出力する。ここで説明上、入力信
号をR,G,Bとしたが入力信号の組合わせはこれに限定さ
れるものではなく、以下の説明でも同様である。
As shown in FIG. 1, the motion detection circuit 1 of the first embodiment
Input terminals 2a, to which the synchronized R, G, B signals are respectively applied
Encoding means 3a, 3b, 3c provided with 2b, 2c respectively convert the pixel difference signal of the input signal into an n-value, encode the n-value into an n-value, and output. Each of the n-valued output signals is conceptually considered to be a result of approximating the fine powder output of the input signal with n types of direction vectors. Therefore, if each input signal R, G, B has a correlation, the direction vectors of each signal are the same or similar,
Without correlation, they do not match or dissimilar. Then, each signal is compared with the coded output signal by the comparison means 4 and further quantified by the quantification means 5 so that the magnitude of the motion amount can be detected. Output as signal 7. Here, the input signals are R, G, and B for the sake of explanation, but the combination of the input signals is not limited to this, and the same applies to the following description.

第2図は上記符号化手段3a又は3b又は3c(以下3iで代
表する。ここでi=a又はb又はc)の具体的ブロック
構成を示し、水平方向又は垂直方向で動きを検出する場
合に適用される。
FIG. 2 shows a specific block configuration of the encoding means 3a or 3b or 3c (hereinafter, represented by 3i, where i = a or b or c), and is used when detecting motion in the horizontal or vertical direction. Applied.

入力信号としてのR,G,B等の画像信号は入力端11を介
し、ローパスフィルタ(LPFと略記)12に入力される。
このLPF12で所定の帯域制限を施し、一方は遅延手段13
を介して、他方は介しないで差分・n値化手段14に入力
される。この遅延手段13は1サンプル周期遅延するもの
で、遅延された画像信号Aと遅延されない画像信号Bと
の2入力信号が差分・n値化手段14に入力され、これら
2つの信号を比較し、その結果によりデコード形式又は
エンコード形式でn値化して出力する。出力された信号
は出力端15を介して比較手段4に入力される。
Image signals such as R, G, and B as input signals are input to a low-pass filter (abbreviated as LPF) 12 via an input terminal 11.
The LPF 12 performs a predetermined band limitation, and one of them is a delay unit 13.
Is input to the difference / n-value conversion means 14 via the other. The delay means 13 delays by one sample period. Two input signals of the delayed image signal A and the undelayed image signal B are input to the difference / n-value conversion means 14, and these two signals are compared. According to the result, the data is converted into an n value in a decoding format or an encoding format and output. The output signal is input to the comparison means 4 via the output terminal 15.

第3図は上記差分・n値化手段14の構成を示す。 FIG. 3 shows the configuration of the difference / n-value conversion means 14.

2入力される2つの信号A,Bは、比較器16で比較さ
れ、3つの出力端からそれぞれA>B,A=B,A<Bの信号
をデコード形式で出力する。
The two input signals A and B are compared by the comparator 16, and the signals of A> B, A = B and A <B are output from the three output terminals in a decode format.

次に、比較手段4の具体的構成を第4図に示す。 Next, a specific configuration of the comparing means 4 is shown in FIG.

この場合、入力信号は第3図に示すデコード形式の差
分・3値化信号である。つまり、第3図のA>B,A=B,A
<Bが、それぞれΔR>O(又はΔG>O又はΔB>
O),ΔR=O(又はΔG=O又はΔB=O),ΔR<
O(又はΔG<O又はΔB<O)に相当し、ΔR,ΔG,Δ
Bは各信号を表す。
In this case, the input signal is a differential / ternary signal in the decoding format shown in FIG. That is, A> B, A = B, A in FIG.
<B is ΔR> O (or ΔG> O or ΔB>, respectively)
O), ΔR = O (or ΔG = O or ΔB = O), ΔR <
O (or ΔG <O or ΔB <O), ΔR, ΔG, Δ
B represents each signal.

ΔR>O,ΔG>Oは排他的論理和(以下EX−OR)回路
21、ΔR=O,ΔG=OはEX−OR回路22、ΔR<O,ΔG<
OはEX−OR回路23、ΔG>O,ΔB>OはEX−OR回路24、
ΔG=O,ΔB=OはEX−OR回路25、ΔG<O,ΔB<Oは
EX−OR回路26をそれぞれ通してそれぞれ排他的論理和、
つまり一致,不一致が検出され、これらは3入力の論理
和回路(OR回路)27,28をそれぞれ通して論理和がとら
れた後、さらに2入力のOR回路29を通して論理和がとら
れて各信号間の相関が求められ、出力端30から定量化手
段5に出力される。ここでEX−OR回路21,22,23のうちの
いずれか1回路及びEX−OR回路24,25,26のうちのいずれ
か1回路は必ずしも必要ではない。(尚、第4図におい
て、第3図の比較器16を用いて形成した差分・n値化回
路14をそれぞれ14a,14b,14cで示している。) 上記比較手段4における相関検出の様子を視覚的なモ
デルで表わすと、第5図の様になる。
ΔR> O, ΔG> O are exclusive OR (EX-OR) circuits
21, ΔR = O, ΔG = O is an EX-OR circuit 22, ΔR <O, ΔG <
O is an EX-OR circuit 23, ΔG> O, ΔB> O is an EX-OR circuit 24,
ΔG = O, ΔB = O are EX-OR circuits 25, ΔG <O, ΔB <O are
Exclusive OR, respectively, through the EX-OR circuits 26,
That is, coincidence and non-coincidence are detected. These are ORed through three-input OR circuits (OR circuits) 27 and 28, respectively, and then ORed through a two-input OR circuit 29 to be ORed. The correlation between the signals is obtained and output from the output terminal 30 to the quantification means 5. Here, any one of the EX-OR circuits 21, 22, and 23 and any one of the EX-OR circuits 24, 25, and 26 are not necessarily required. (Note that in FIG. 4, the difference / n-value conversion circuits 14 formed using the comparator 16 in FIG. 3 are indicated by 14a, 14b, and 14c, respectively.) FIG. 5 shows a visual model.

第5図に示すように横軸の時間に対し、縦軸の画像信
号R,G,Bのレベルが時間的に変化する、つまり動きが生
じると、所定のサンプル間隔における差分・3値化信号
(便宜上±,0,−で表わしている。)は、各ΔR,ΔG,Δ
Bの右側に示したようになる。従って、第4図のOR回路
27,28及び29の出力はそれぞれ第5図のFL1,FL2及びFLAG
で示すようになる。ここでFL1とFL2とを比較すれば明ら
かなように、動きの量が大きい程、OR回路27,28のハイ
レベルの出力期間が長くなることが分る。
As shown in FIG. 5, when the level of the image signals R, G, and B on the vertical axis changes with time with respect to the time on the horizontal axis, that is, when a motion occurs, the difference / ternary signal at a predetermined sample interval (Represented by ±, 0,-for convenience) are ΔR, ΔG, Δ
As shown on the right side of B. Therefore, the OR circuit of FIG.
The outputs of 27, 28 and 29 are FL1, FL2 and FLAG of FIG. 5, respectively.
It becomes as shown by. Here, as is clear from the comparison between FL1 and FL2, it is clear that the higher the amount of motion, the longer the high-level output period of the OR circuits 27 and 28.

第6図は定量化手段5の構成例を示すものであり、カ
ウンタ31でこの定量化手段5が構成されている。比較手
段4の出力はカウンタ31のクロックイネーブル端子(CK
EN)に印加され、図示しないクロック発生器からの所定
のクロックCKをカウントすることにより、動き量に応じ
て定量化された信号データが出力端6が得られる。尚、
クリア端子CLRには、相関の対象となる画像信号の期間
に応じたパルスが印加される。例えば、1フィールド/
フレームごとに垂直同期パルスを印加すれば、1フィー
ルド/フレーム間での動き量が定量化される。
FIG. 6 shows an example of the configuration of the quantification unit 5, and the counter 31 constitutes the quantification unit 5. The output of the comparing means 4 is a clock enable terminal (CK
EN), and by counting a predetermined clock CK from a clock generator (not shown), the output terminal 6 can obtain signal data quantified according to the amount of movement. still,
A pulse corresponding to the period of the image signal to be correlated is applied to the clear terminal CLR. For example, one field /
If a vertical synchronization pulse is applied for each frame, the amount of motion between one field / frame is quantified.

上記第1実施例によれば、画像の内容(APL,色調,周
波数成分等)の影響を受けにくい動き検出回路を実現で
きる。例えば、エッジが明確にわかる様な画像Gaと、全
体的に平坦な画像Gbに対する動き量と検出値の関係は第
7図に示すようになり、画像Ga,Gb共に、動き量の増加
に伴い、検出値は一様増加の傾向を示すことが確認でき
る。この第1実施例によれば、画像信号の動き量の大小
を精度良く定量化でき、動き情報を利用する様々な信号
処理装置に適用できる。
According to the first embodiment, it is possible to realize a motion detection circuit which is hardly affected by the contents (APL, color tone, frequency components, etc.) of an image. For example, the relationship between the amount of motion and the detected value for the image Ga whose edge is clearly visible and the image Gb that is entirely flat is as shown in FIG. 7, and both the images Ga and Gb are accompanied by an increase in the amount of motion. It can be confirmed that the detected value shows a tendency of uniformly increasing. According to the first embodiment, the magnitude of the motion amount of the image signal can be quantified with high accuracy, and the present invention can be applied to various signal processing devices using motion information.

第8図は本発明の第2実施例の動き検出回路41を示
す。
FIG. 8 shows a motion detection circuit 41 according to a second embodiment of the present invention.

この実施例は、同時式撮像方式に適用した場合のもの
を示す。
This embodiment shows a case where the present invention is applied to a simultaneous imaging method.

異る時刻で撮像された画像信号が入力端42を介してフ
レーム(あるいはフィールド)メモリ43に入力されると
共に、符号化手段44に入力される。フレーム(あるいは
フィールド)メモリ43によって1フレーム(あるいはフ
ィールド)期間遅延された画像信号は符号化手段45に入
力される。これら符号化手段44,45は、各入力信号を所
定のサンプリング周期毎にサンプル値の差分信号をn値
化し、符号化して出力する。該符号化された信号出力は
比較手段46に入力され、比較された後、定量化手段47に
入力され、定量化され、出力端48から動き量に応じて定
量化された信号が出力される。
Image signals captured at different times are input to a frame (or field) memory 43 via an input terminal 42 and to an encoding means 44. The image signal delayed by one frame (or field) period by the frame (or field) memory 43 is input to the encoding means 45. These encoding means 44 and 45 convert each input signal into n-valued difference signals of sample values at predetermined sampling periods, encode and output the signals. The coded signal output is input to the comparing means 46, and after being compared, is input to the quantifying means 47, quantified, and the output terminal 48 outputs a quantified signal according to the amount of motion. .

上記符号化手段44,45としては、第2図に示すもので
構成できる。又、比較手段46,47として第1実施例のも
のを適用できる。
The encoding means 44 and 45 can be configured as shown in FIG. Also, the comparison means 46 and 47 of the first embodiment can be applied.

又、符号化手段4,44,45は、第9図に示す第3実施例
における符号化手段50を用いて構成することもできる。
Further, the encoding means 4, 44, 45 can be constituted by using the encoding means 50 in the third embodiment shown in FIG.

つまり、第2図の符号化手段4は水平方向又は垂直方
向のいずれかの方向の動きを検出するのに対し、第9図
は水平方向及び垂直方向で動きを検出する場合の具体的
構成を示す。
That is, the encoding means 4 shown in FIG. 2 detects a motion in either the horizontal direction or the vertical direction, whereas FIG. 9 shows a specific configuration for detecting motion in the horizontal direction and the vertical direction. Show.

画像信号は入力端51を介してLPF52に入力される。こ
のLPF52で所定の帯域制限を行い、ラインメモリ53と遅
延手段54及び差分・n値化手段55に入力される。ライン
メモリ53によって所定の水平ライン期間遅延された信号
は、遅延手段56で遅延されて上記遅延手段54の出力との
遅延補正が行われた後、差分・m値化手段57に入力され
る。
The image signal is input to the LPF 52 via the input terminal 51. The LPF 52 performs a predetermined band limitation and inputs the result to a line memory 53, a delay unit 54, and a difference / n-value conversion unit 55. The signal delayed by a predetermined horizontal line period by the line memory 53 is delayed by a delay unit 56, subjected to delay correction with the output of the delay unit 54, and then input to a difference / m-value conversion unit 57.

上記遅延手段54によって1サンプル周期遅延された信
号は差分・n値化手段55と差分・m値化手段57に入力さ
れる。差分・n値化手段55は、上記1サンプル周期の間
隔で水平方向に近接する2信号を比較し、その結果によ
りデコード形式又はエンコード形式でn値化してn×m
符号化手段58に出力する。これと同時に、差分・m値化
手段57は上記所定の水平ライン間隔で垂直方向に近接す
る2信号を比較し、その結果によりデコード形式又はエ
ンコード形式でm値化してn×m符号化手段58に出力す
る。
The signal delayed by one sample period by the delay unit 54 is input to the difference / n-value conversion unit 55 and the difference / m-value conversion unit 57. The difference / n-value conversion means 55 compares the two signals adjacent in the horizontal direction at the interval of the one sample period, and based on the result, converts the two signals into n values in a decode format or an encode format to obtain n × m
Output to the encoding means 58. At the same time, the difference / m-value converting means 57 compares the two signals which are close to each other in the vertical direction at the predetermined horizontal line interval, and, based on the result, converts the two signals into m-values in a decoding format or an encoding format to obtain an n × m coding device Output to

上記差分・n値化手段55及び差分・m値化手段57の出
力は、概念的には入力信号における水平方向及び垂直方
向の偏微分出力をそれぞれn種類及びm種類の方向のベ
クトルで近似したものと考えられる。
The outputs of the difference / n-value conversion means 55 and the difference / m-value conversion means 57 conceptually approximate the partial differential outputs of the input signal in the horizontal and vertical directions with vectors in n and m directions, respectively. It is considered something.

従って、これら2出力を組合わせることで入力信号の
各サンプル点での勾配をn×m種類の方向ベクトルで近
似したものと考えられることができる。この組合わせを
n×m符号化手段58によって行ない、出力端子59を介し
て比較手段46(第1図の4でも良い)に出力される。
Therefore, by combining these two outputs, it can be considered that the gradient at each sample point of the input signal is approximated by n × m kinds of direction vectors. This combination is performed by the n × m encoding means 58 and output to the comparing means 46 (or 4 in FIG. 1) via the output terminal 59.

第10図は本発明の第4実施例の動き検出回路61を示
す。
FIG. 10 shows a motion detection circuit 61 according to a fourth embodiment of the present invention.

この動き検出回路61は、第1実施例と同様に面順次撮
像方式に適用できる。
This motion detection circuit 61 can be applied to a frame sequential imaging method as in the first embodiment.

この動き検出回路61は、第9図に示す第3実施例のn
×m符号化手段58で勾配を求めることなく、水平方向及
び垂直方向の偏微分出力をそれぞれ独立に比較し、定量
化してその加算出力により動き量を検出する場合の例で
ある。
This motion detection circuit 61 is the same as that of the third embodiment shown in FIG.
This is an example of a case where the partial differential outputs in the horizontal direction and the vertical direction are independently compared and quantified without calculating the gradient by the xm encoding means 58, and the motion amount is detected by the added output.

尚、符号化手段60a,60b,60cは、第9図の一点鎖線で
示す部分60と同一の構成である。
The encoding means 60a, 60b, and 60c have the same configuration as the portion 60 shown by a dashed line in FIG.

入力端62a,62b,26cには同時化されたR,G,B信号がそれ
ぞれ印加され、符号化手段60a,60b,60cによって、それ
ぞれ水平方向の差分・n値化出力と、垂直方向の差分・
m値化出力とが得られる。水平方向の差分・n値化出力
は比較手段63で比較し、この比較出力が入力される定量
化手段64で定量化され、加算器65に入力される。また、
これと同時に垂直方向の差分・m値化出力は比較手段66
に入力され、比較された比較出力は定量化手段67に入力
され、定量化された加算器65に入力される。加算器65は
上記2つの信号を加算し出力端68から動き量に応じて定
量化された信号が出力される。
The synchronized R, G, and B signals are applied to the input terminals 62a, 62b, and 26c, respectively, and the encoding means 60a, 60b, and 60c respectively provide a horizontal difference / n-valued output and a vertical difference.・
An m-valued output is obtained. The difference / n-valued output in the horizontal direction is compared by the comparing means 63, and the comparison output is quantified by the quantifying means 64 to which the output is inputted, and inputted to the adder 65. Also,
At the same time, the difference / m-valued output in the vertical direction is
Is input to the quantification means 67, and is input to the quantified adder 65. The adder 65 adds the two signals and outputs a signal quantified in accordance with the amount of movement from an output terminal 68.

ところで、上記定量化手段64,67及び加算器65で構成
される部分を、重み付け処理、つまり重み付けで加算を
行うようにしても良い。
By the way, the portion constituted by the quantification means 64 and 67 and the adder 65 may be subjected to weighting processing, that is, addition by weighting.

第11図及び第12図は、第2図の差分・n(又はm)値
化手段14の他の構成例を示す。又、この手段は、第9図
の符号55,57として用いることができる。
FIG. 11 and FIG. 12 show another configuration example of the difference / n (or m) value conversion means 14 of FIG. This means can be used as reference numerals 55 and 57 in FIG.

第11図はROM又はPLD等用いて差分・5値化する比較器
71を示し、A>>B,A>B,A=B,A<B,A<<Bの5値をデ
コード形式で出力する。
Fig. 11 shows a comparator that uses a ROM or PLD to make a difference and quinary.
71, and five values of A >> B, A> B, A = B, A <B, A << B are output in a decoding format.

この構成例において、A>>B及びA>Bと、A<<
B及びA<Bのそれぞれの閾値は任意に選ぶことができ
る。
In this configuration example, A >> B and A >> B, and A <<
The respective threshold values of B and A <B can be arbitrarily selected.

第12図は比較器81を用いて5値化出力をエンコード形
式で出力するものであり、入力A,Bに対しエンコード出
力Y1,Y2,Y3が出力される。この場合の入力と出力の関係
は第1表のようになる。
FIG. 12 shows a quinary output in an encoded format using a comparator 81. Encoded outputs Y1, Y2, and Y3 are output for inputs A and B, respectively. Table 1 shows the relationship between input and output in this case.

第13図は(第9図に示している)n×m符号化手段58
の構成例を示す。
FIG. 13 shows the nxm encoding means 58 (shown in FIG. 9).
An example of the configuration will be described.

このn×m符号化手段58は、符号化器91をROM又はPLD
を用いて構成し、例えば3×3符号化手段を実現してい
る。この符号化器91の入力と出力の関係を第2表に示
し、ここで出力01〜09はデコード形式でもエンコード形
式でもかまわない。
The nxm encoding means 58 controls the encoder 91 by using ROM or PLD.
And implements, for example, a 3 × 3 encoding unit. Table 2 shows the relationship between the input and output of the encoder 91. Here, the outputs 01 to 09 may be in a decoding format or an encoding format.

第14図は比較手段4の構成例であり、第4図では入力
がデコード形式の差分・3値化信号であるのに対し、こ
の実施例では入力がエンコード形式の差分・n値化信号
とした場合の例である。入力信号A,B,Cに対し、2つの
比較器95,96とOR回路97により構成してある。
FIG. 14 shows an example of the configuration of the comparing means 4. In FIG. 4, the input is a differential / ternary signal in a decode format, whereas in this embodiment, the input is a differential / n-ary signal in an encode format. This is an example in the case of performing. The input signals A, B and C are constituted by two comparators 95 and 96 and an OR circuit 97.

第15図は、例えば第2実施例が適用された電子内視鏡
装置101を示す。
FIG. 15 shows an electronic endoscope apparatus 101 to which the second embodiment is applied, for example.

この図示する電子内視鏡装置101は、電子内視鏡(以
下、電子スコープと記す。)102と、この電子スコープ1
02に照明光を供給する光源装置103と、前記電子スコー
プ102に対する信号処理を行う映像信号処理回路104と、
この映像信号処理回路104から出力される所定の方式の
ビデオ信号をカラー表示するカラーモニタ105とから構
成される。
The illustrated electronic endoscope apparatus 101 includes an electronic endoscope (hereinafter, referred to as an electronic scope) 102 and the electronic scope 1.
02, a light source device 103 that supplies illumination light, a video signal processing circuit 104 that performs signal processing on the electronic scope 102,
The video signal processing circuit 104 comprises a color monitor 105 for displaying a video signal of a predetermined format in color.

上記電子スコープ102は、細長の挿入部106内に照明光
の伝送手段となるライトガイド107が挿通され、このラ
イトガイド107の後端(入力端)のライトガイドコネク
タを光源装置103に接続できるようにしてある。
In the electronic scope 102, a light guide 107 serving as an illumination light transmitting means is inserted into an elongated insertion portion 106, and a light guide connector at a rear end (input end) of the light guide 107 can be connected to the light source device 103. It is.

上記光源装置103は、白色ランプ108の白色光がコンデ
ンサレンズ109で集光されてライトガイド107の入射端面
に照射される。このライトガイド107で伝送された照明
光は、出射端面から被写体111に向けて照射される。こ
の照射光で照明された被写体111は、結像レンズ112によ
り固体撮像素子としてのCCD113に結像される。
In the light source device 103, the white light of the white lamp 108 is condensed by the condenser lens 109 and is irradiated on the incident end face of the light guide 107. The illumination light transmitted by the light guide 107 is emitted toward the subject 111 from the emission end face. The subject 111 illuminated with the irradiation light is imaged by the imaging lens 112 on the CCD 113 as a solid-state imaging device.

このCCD113の前面には色分離用のモザイクフィルタ11
4が配設され、各画素毎に色分離する。
On the front of the CCD 113, a mosaic filter 11 for color separation
4 are provided, and color separation is performed for each pixel.

上記CCD113は、映像信号処理回路104内のドライバ115
から出力されるドライブ信号が信号ケーブルを経て印加
され、このドライブ信号の印加により光電変換され、電
荷として蓄積された信号が読み出され、プリプロセス回
路121に入力される。このプリプロセス回路121は、輝度
信号Yとライン順次の色素信号R−Y,B−Y(Cで代表
する)に分離する信号処理を行い、その後それぞれA/D
コンバータ122,123でディジタル信号に変換された後、
フレームメモリ124,125にそれぞれ入力される。
The CCD 113 is a driver 115 in the video signal processing circuit 104.
Is applied via a signal cable, a signal that is photoelectrically converted by the application of the drive signal, and is read as a charge is input to the pre-processing circuit 121. The pre-processing circuit 121 performs signal processing for separating a luminance signal Y and a line-sequential dye signal R-Y, B-Y (represented by C).
After being converted to digital signals by converters 122 and 123,
These are input to the frame memories 124 and 125, respectively.

上記フレームメモリ124,125に一時記憶された信号は
同時に読出され、それぞれD/Aコンバータ126,127を経て
アナログ信号Y,Cに変換され、ポストプロセス回路128に
入力される。このポストプロセス回路128は色差信号C
を同時化する回路と共に、NTSCエンコーダを含み、複合
映像信号を出力し、カラーモニタ105で被写体像を表示
する。
The signals temporarily stored in the frame memories 124 and 125 are simultaneously read, converted into analog signals Y and C via D / A converters 126 and 127, respectively, and input to the post-processing circuit 128. This post-processing circuit 128 is provided with a color difference signal C.
And an NTSC encoder, outputs a composite video signal, and displays a subject image on the color monitor 105.

上記フレームメモリ124,125は、通常は所定の1フレ
ーム期間で書込み及び読出しが行われる。つまりNTSC方
式の1/30[sec]周期で書込み及び読出しが行われ、カ
ラーモニタ105は動画像を表示する。
The above-mentioned frame memories 124 and 125 are normally written and read in a predetermined one frame period. That is, writing and reading are performed at a period of 1/30 [sec] of the NTSC system, and the color monitor 105 displays a moving image.

ところで、この装賃101に適用される第2実施例の動
き検出回路41は、輝度信号YをA/D変換した信号に対し
て、フレームメモリ124を兼用して形成してある。
By the way, the motion detection circuit 41 of the second embodiment applied to the fee 101 is formed by also using the frame memory 124 for the signal obtained by A / D converting the luminance signal Y.

しかして、この動き検出回路41を形成する定量化手段
47の出力は、タイミングジェネレータ131に入力され
る。このタイミングジェネレータ131は、定量化手段47
から出力される動き量に対応した信号Mにより、フリー
ズスイッチSWがオンされた場合、その信号の大きさに応
じてドライバ115に対してその読出しを行うトリガ信号
Tの周期を変える。つまり、動き量が大きい場合の信号
Mの場合には、トリガ信号Tを短くしてドライバ115に
出力する。これを受けてドライバ115は短い電荷蓄積時
間で、CCD113から信号を読出し、読出された信号はフレ
ームメモリ124,125に書込まれる。この書込みが終了す
ると、タイミングジェネレータ131は一定期間書込みを
禁止する信号をフレームメモリ124,125に出力し、フリ
ーズモードに保持する。
Thus, the quantification means forming this motion detection circuit 41
The output of 47 is input to the timing generator 131. This timing generator 131 is
When the freeze switch SW is turned on by the signal M corresponding to the amount of motion outputted from the controller 115, the period of the trigger signal T for performing the reading to the driver 115 is changed according to the magnitude of the signal. That is, in the case of the signal M when the amount of motion is large, the trigger signal T is shortened and output to the driver 115. In response, the driver 115 reads a signal from the CCD 113 in a short charge accumulation time, and the read signal is written to the frame memories 124 and 125. When the writing is completed, the timing generator 131 outputs a signal for inhibiting the writing for a certain period to the frame memories 124 and 125 and holds the freeze mode.

従って、この装置101では被写体111の動き等に応じ
て、フリーズ操作時には像ブレの少ないフリーズ画像を
得ることができる。
Therefore, the apparatus 101 can obtain a frozen image with little image blur during the freeze operation according to the movement of the subject 111 or the like.

尚、上記電荷蓄積時間を変える場合、CCD113としては
インタライン転送方式のものを用いることができ、トリ
ガ信号Tが入力された場合、受光部の信号を転送部に移
し、その後転送部から読出しを行えば良い。
When the charge accumulation time is changed, an interline transfer CCD can be used as the CCD 113. When a trigger signal T is input, the signal of the light receiving unit is transferred to the transfer unit, and then the readout from the transfer unit is performed. Just do it.

他の方式の場合には、高速読出しを行ってスミアを防
止したり、液晶シャッタで遮光したり、光源側の照明光
を遮光したりしても良い。
In the case of another method, smear may be prevented by performing high-speed reading, light may be blocked by a liquid crystal shutter, or illumination light on the light source side may be blocked.

尚、本発明の動き検出回路は、微分演算を基にしてい
る為、フォーカスのぼけに対してもぼけが大きい程、検
出値が大きくなる傾向を示すことが確認されており、ぼ
け検出回路としての適用が可能である。
Since the motion detection circuit of the present invention is based on the differential operation, it has been confirmed that the larger the blur, the larger the detected value tends to be for the focus blur. Is applicable.

尚、ここで示された動き検出の原理はディジタル又は
アナログの信号形態を問わず適用できるし、また実施す
ることができる。
Note that the principle of motion detection shown here can be applied and implemented regardless of the digital or analog signal form.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、動き検出の対象と
なる各画像信号に対し、所定のサンプル周期で近接する
画素の差分信号を求め、n値化して動き検出となる画像
間で比較し、その比較した出力信号を定量化しているの
で画像信号の動きを精度よく定量化できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, for each image signal to be subjected to motion detection, a difference signal of a pixel adjacent to the image signal at a predetermined sampling period is obtained, and is converted into an n-value to perform motion detection. Since the comparison is made between the images and the compared output signal is quantified, the movement of the image signal can be quantified with high accuracy.

また、従来のフレーム間差分信号を用いる方法に比べ
て、回路規模の縮小と低コスト及び高検出率を実現する
ことができる。
Further, as compared with the conventional method using the inter-frame difference signal, it is possible to reduce the circuit scale, achieve low cost, and achieve a high detection rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図ないし第7図は本発明の第1実施例に係り、第1
図は第1実施例の基本的構成図、第2図は符号化手段の
構成を示すブロック図、第3図は差分・n値化手段の構
成図、第4図は比較手段の具体的構成図、第5図は比較
手段の作用説明図、第6図は定量化手段の構成図、第7
図は第1実施例の検出特性を示す説明図、第8図は本発
明の第2実施例の動き検出回路の構成を示すブロック
図、第9図は本発明の第3実施例における符号化手段の
構成を示すブロック図、第10図は本発明の第4実施例の
基本的構成図、第11図及び第12図は差分・n値化手段の
他の構成例を示す図、第13図はn×m符号化手段の構成
を示す図、第14図は比較手段の他の構成例を示す図、第
15図は本発明が適用された電子内視鏡装置を示す構成図
である。 1……動き検出回路 2a,2b,2c……入力端 3a,3b,3c……符号化手段 4……比較手段、5……定量化手段 6……出力端、12……LPF 13……遅延手段 14……差分・n値化手段 16……比較器 21,22,23,24,25,26……EX−OR回路 27,28,29……OR回路
FIGS. 1 to 7 relate to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a basic configuration diagram of the first embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an encoding unit, FIG. 3 is a configuration diagram of a difference / n-value conversion unit, and FIG. 4 is a specific configuration of a comparison unit. FIG. 5, FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the comparing means, FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the detection characteristics of the first embodiment, FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the motion detection circuit of the second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the means, FIG. 10 is a basic configuration diagram of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 11 and FIG. FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an n × m encoding unit. FIG. 14 is a diagram showing another configuration example of a comparison unit.
FIG. 15 is a configuration diagram showing an electronic endoscope apparatus to which the present invention is applied. 1 ... Motion detection circuit 2a, 2b, 2c ... Input end 3a, 3b, 3c ... Encoding means 4 ... Comparison means 5, ... Quantification means 6 ... Output end, 12 ... LPF 13 ... Delay means 14 ... Difference / n-value conversion means 16 ... Comparator 21,22,23,24,25,26 ... EX-OR circuit 27,28,29 ... OR circuit

フロントページの続き (72)発明者 斉藤 克行 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 内久保 明伸 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 笹川 克義 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 長谷川 潤 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 中川 雄大 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 審査官 松永 隆志 (56)参考文献 特開 昭61−65682(JP,A) 特開 昭61−201585(JP,A) 特開 昭60−106288(JP,A)Continued on the front page (72) Inventor Katsuyuki Saito 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside the O-Limpus Optical Industry Co., Ltd. In Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Katsuyoshi Sasakawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Jun Hasegawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Industry Co., Ltd. (72) Inventor Yudai Nakagawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo O-limpus Optical Industry Co., Ltd. Examiner Takashi Matsunaga (56) References JP-A-61-65682 (JP, A) JP-A-61-201585 (JP, A) JP-A-60-106288 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】撮像手段により所定のフレーム/フィール
ド周期で連続的に撮像される画像信号に基づき被写体像
の動きを検出する動き検出回路において、 前記連続的に撮像される画像信号の所定の期間における
第1の画像信号に対し、所定のサンプル周期の間隔で、
近接する画素の差分信号を求め、前記差分信号をnを2
以上の整数としてn値化することにより前記第1の画像
信号の特徴を表す信号を出力する第1の差分n値化手段
と、 前記第1の画像信号とは所定のフレーム/フィールド周
期が異なって前記撮像手段で撮像された第2の画像信号
に対し、 前記所定のサンプル周期の間隔で、近接する画素の差分
信号を求め、前記差分信号をnを2以上の整数としてn
値化することにより前記第2の画像信号を特徴を表す信
号を出力する第2の差分n値化手段と、 前記第1および第2の差分n値化手段により出力された
各信号の一致、不一致を比較し、前記各信号間の一致、
不一致の期間を表す信号を出力する比較手段と、 前記比較手段により出力された信号に基づき、前記被写
体像の動き量を定量化する定量化手段と、 を有することを特徴とする動き検出回路。
1. A motion detecting circuit for detecting a motion of a subject image based on an image signal continuously picked up at a predetermined frame / field cycle by an image pickup means, wherein a predetermined period of the continuously picked up image signal is provided. With respect to the first image signal at a predetermined sample period,
A difference signal between adjacent pixels is obtained, and the difference signal
A first difference n-value conversion unit that outputs a signal representing the feature of the first image signal by converting the value into an n-value as the integer, and a predetermined frame / field cycle different from the first image signal A second image signal captured by the image capturing means is obtained at a predetermined sampling cycle interval to obtain a differential signal of adjacent pixels, and the differential signal is set to n as an integer of 2 or more.
A second difference n-value conversion unit that outputs a signal representing the feature of the second image signal by converting the value into a value, and a match between the respective signals output by the first and second difference n-value conversion units; Compare the mismatch, match between the signals,
A motion detection circuit, comprising: comparison means for outputting a signal indicating a period of non-coincidence; and quantification means for quantifying the amount of motion of the subject image based on the signal output by the comparison means.
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