JP2669046B2 - 動き検出回路及びこれを用いた輝度信号色信号分離回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像信号が動画であるか静止画であるかを
判定する動き検出回路及びこれを用いた輝度信号色信号
分離回路に関するものである 従来の技術 第５図は第１の従来例における動き検出回路の構成図
である。第５図において、41はローパスフィルタ（LP
F）、46はハイパスフィルタ（HPF）、42、47、48は信号
を１フレーム期間遅延させるフレームメモリ（FM）、4
3、49は減算器、44、50は絶対値回路、45、51は入力信
号と閾値との大小関係を判定する閾値路、52は二つの閾
値回路45、51の出力より動きを判定する判定回路であ
る。

上記のように構成された従来の動き検出回路におい
て、端子40よりNTSC信号が入力され、LPF41とHPF46とに
それぞれ入力される。LPF41ではNTSC信号の低域成分す
なわち低域輝度信号を通過させてFM42に入力する。減算
器43では１フレーム遅延した低域輝度信号より遅延して
いない低域輝度信号を減算し、絶対値回路44において減
算器43の出力の絶対値が得られる。

１フレーム期間離れた二つの信号の画面上の位置は同
じであるので、画像が静止画であるときにはこの二つの
信号はまったく同じで、絶対値回路44の出力はゼロとな
る。反対に画像に動きがある場合には、１フレーム期間
離れた信号は異なるので、絶対値回路44からはゼロ以外
の信号が得られる。

閾値回路45では絶対値回路44の出力とある閾値とを比
較し、閾値の方が小さい場合には動きがあるとして“1"
を出力する。反対に、閾値の方が大きい場合には静止画
であるとして“0"を出力する。

一方、HPF46は高域輝度信号と搬送色信号とが混ざっ
た高域映像信号を出力する。この高域映像信号は二つの
フレームメモリ47、48に順々に入力される。減算器49に
おいて、遅延された高域映像信号より遅延されていない
高域映像信号が減算される。搬送色信号の位相はフレー
ム毎に反転するので２フレーム離れた場合同相となる。
減算器49よりの出力は先ほどと同様に絶対値回路50と閾
値回路51とに順々に入力される。閾値回路51からの出力
は、静止画の場合“0"であり、動画の場合“1"となる。

判定回路52は二つの閾値回路45、51の出力の少なくと
もどちらか一方が“1"であるとき“1"を出力する。すな
わち、低域輝度信号と高域映像信号のどちらかで動きが
検出された場合動きがあると判定して、“1"を出力す
る。

第６図は第２の従来例における動き検出回路である。

第６図において、61は入力信号を262ライン遅延させ
る262Hディレイ、62、65は減算器、64はフレームメモ
リ、63、66は絶対値回路、67は閾値回路である。

上記のように構成された従来の動き検出回路におい
て、端子60よりNTSC信号が入力されると、減算器62にお
いて262ライン遅延した信号より遅延していない信号が
減算される。262ライン前の信号の搬送色信号の位相は
同じであるので、減算器62よりの出力は２次元内の垂直
方向の信号の差と、動画の時の信号の差を含んでいる。
この差信号は絶対値回路63に入力され、その絶対値が得
られる。また絶対値回路63の出力はフレームメモリ64に
入力され、減算器65において１フレーム期間遅延した信
号と遅延していない信号との差が得られる。減算器65の
出力である差信号は絶対値回路66に入力されその絶対値
が得られ、閾値回路67に入力される。

第３図は各フィールドのサンプル点とその副搬送の位
相の関係を示すものである。第３図においてS0はｎフィ
ールドのサンプル点で、S1とS2はｎ＋１フィールドのサ
ンプル点である。S1は画面上でS2より１ライン上であ
る。またS3はｎ＋２フィールドのサンプル点で、S4はｎ
＋３フィールドのサンプル点である。各サンプル点の矢
印の向きが副搬送の位相を示しており、S0とS1は同相
で、S2、S3、S4も互いに同相であるが、S0とは逆相であ
る。

端子60より入力される信号が静止画である場合は、減
算器62よりの出力である差信号は、第３図のS0とS1の差
であり、２次元内の垂直方向の信号の差のみを示す。静
止画である場合この２次元内の差信号は次のフレームで
おいても同じ（S3とS4の差）であるので、減算器65より
の出力はゼロとなる。

また、端子60より入力される信号が動画である場合、
減算器62よりの差信号は、２次元内の垂直方向の差と動
きの情報を含む。つぎのフレームにおいては異なる絵柄
の差信号となるので減算器65よりの出力はゼロとならな
い。

第７図は上記従来の動き検出回路を用いた従来の輝度
信号色信号分離回路である。

第７図において、71は着目する画素と１フレーム期間
離れた画素とを用いて色信号を分離するフレームフィル
タ、73は着目する画素と同一フィールド内の近傍の画素
とを用いて色信号を分離する2Dフィルタ、76は従来の動
き検出回路、72は切替回路、74はハイパスフィルタ（HP
F）、75は減算器である。

上記のように構成された従来の輝度信号色信号分離回
路に於て、端子70より映像信号が入力されるとフレーム
フィルタ71で色信号C1が、2Dフィルタ73で色信号C2がそ
れぞれ分離される。C1は静止画では完全に分離されたも
のだが、動画では偽輪郭やC2にはないドット妨害やクロ
スカラー等の新たな劣化を含む、これに対してC2は静止
画、動画に関わらず完全に分離された信号では無いが、
新たな劣化は含まない。

それ故、従来の動き検出回路76の出力により切替回路
72において、静止画ではC1を選択し、動画ではC2を選択
することで、最も劣化の少ない色信号を選択する。切替
回路72で選択された色信号はHPF74で高域のみに帯域制
限され、減算器75で元信号より引かれて輝度信号を得
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、第４図（ａ）に示すような高域成分よ
りなる縦じまの模様が水平方向に動く場合、ある程度に
おいてはｎフィールドの縞模様とｎ＋２フィールドの縞
模様はちょうど逆さまになる。この状態を詳しく示した
のが第４図（ｂ）である。

第４図（ｂ）にはｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３フィー
ルドの水平方向のサンプル点を示している。ｎフィール
ドに示すように縦じまの模様は４個毎に白と黒のサンプ
ル点が繰り返す。１フィールドでサンプル点２個ずつ水
平方向に移動すると、ｎ＋２フィールドではｎフィール
ドの白と黒が反転したパターンとなり、色信号と同じ位
相関係になる。

また各フィールドの水平方向で同じ位置にある４個の
サンプル点に図に示すようにS01からS34の名前を付け
る。

この信号が第１の従来例の動きの検出回路（第５図参
照）に入力されると、縦縞の信号は高域成分のみである
のでLPF41の出力はゼロとなりHPF46の出力のみで動き検
出をしなかればならない。第４図Ｂに示すようにこの信
号は１フレームで反転するので、２フレーム離れた信号
は同相となる。そのため減算器49よりの出力はゼロとな
りこの信号は静止画であると誤判定される。

また、この信号が第２の従来例の動き検出回路（第６
図参照）に入力された場合。減算器62にｎ＋３フィール
ドのS32とｎ＋２フィールドのS22が入力されると、この
二つのサンプル点は同相であるので減算器62の出力はゼ
ロとなる。フレームメモリ64よりの出力はｎ＋１フィー
ルドのS12とｎフィールドのS02の差の絶対値でありやは
りゼロである。ゆえに減算器65の出力もゼロとなる。

減算器62にｎ＋３フィールドのS33とｎ＋２フィール
ドのS23が入力されると、この二つのサンプル点は逆相
であるので減算器62の出力はある値となる。しかしフレ
ームメモリ64の出力もS13とS03の差の絶対値であり、S3
3とS23の差の絶対値と同レベルであるので減算器65の出
力はゼロとなる。このように第２の従来例の動き検出回
路でも第４図（ａ）（ｂ）の信号は静止画であると誤判
定される。

上記のように、第１、第２の従来例の動き検出回路で
は第４図（ａ）（ｂ）に示すような信号が入力された場
合、静止画と誤判定されるという問題点を有していた。

また、このような動き検出回路を用いた従来の輝度信
号色信号分離回路でも第４図（ａ）（ｂ）に示す信号が
入力されると、動画であるにも関わらずフレームフィル
タが用いられ、ドット妨害や偽輪郭等の劣化を生じると
いう問題点を有していた。

課題を解決するための手段 本発明は着目する画素と、262ライン前の画素と、263
ライン前の画素と、１フレーム前の画素の振幅の関係を
調べる複数の閾値回路と、これら複数の閾値回路の出力
より動きを検出する論理回路を備えたことを特徴とする
動き検出回路である。

また、この動き検出回路を備えたことを特徴とする輝
度信号色信号分離回路である。

作用 本発明は上記構成により、従来の動き検出回路では動
画を静止画と誤判定する場合でも正しく判定することが
できる。

また、この動き検出回路を輝度信号色信号分離回路に
応用することで劣化の非常に少ない分離ができる。

実 施 例 第１図は、本発明の第１の実施例における動き検出回
路の構成図である。

同図において、２は入力信号を262ラインに遅延させ
る262Hディレイ、３は入力信号を１ライン遅延させる1H
ディレイ、４は入力信号を262ライン遅延させる262Hデ
ィレイ、５は第１の加算器、13は第２の加算器、17は第
３の加算器、６、14、18はハイパスフィルタ（HPF）、
７はフレームメモリ、８は減算器、11は第１の絶対値回
路、15は第２の絶対値回路、19は第３の絶対値回路、９
は第４の絶対値回路、12は第１の閾値回路、16は第２の
閾値回路、20は第３の閾値回路、10は第４の閾値回路、
22、23は論理積回路、21、24は論理和回路、25は平滑化
回路である。

上記のように構成された動き検出回路において、端子
１よりNTSC信号が入力されると、信号の一つは262Hディ
レイ２、1Hディレイ３、262Hディレイ３に順々に入力さ
れちょうど１フレーム期間遅延する。ここで入力信号が
第３図のS3であるとすると、262Hディレイ２の出力がS
2、1Hディレイ３の出力がS1、262Hディレイ４の出力がS
0となる。

第１の加算器５では１フレーム遅延した信号と遅延し
ていない信号との加算値（第１の加算値）が得られる。
この加算値はHPF6に入力され高域成分のみが取り出さ
れ、第１の絶対値回路11でその絶対値を求め、第１の閾
値回路12である閾値（第１の閾値）と比較してこの閾値
よりも入力信号が小さいときに‘1'を出力する。この閾
値回路12より‘1'が出力されるのは、１フレーム期間離
れた信号の振幅が同じで位相が逆の場合であり、静止画
で色信号のみがある場合と、第４図（ａ）（ｂ）に示す
ようなある速度で動く輝度信号が当てはまる。

262Hディレイ４の出力はフレームメモリ７に入力され
１フレーム期間遅延させられる。端子１の入力信号と２
フレーム期間遅延したフレームメモリ７の出力との差値
が減算回路８で得られ、第４の絶対値回路９で差値の絶
対値げ得られ、第４の閾値回路10である閾値（第４の閾
値）と比較してこの閾値よりも小さいときに‘1'を出力
する。

この減算器８と絶対値回路９と閾値回路10は通常の動
き検出回路であり、静止画の時に‘1'を出力する。

端子１よりの入力信号（第３図S3）と263H期間離れた
1Hディレイ３の出力（第３図S1）との加算値を第２の加
算回路13で求め、HPF14でその高域成分を取り出し、第
２の絶対値回路15で絶対値を求め、第２の閾値回路16で
ある閾値（第２の閾値）と比較し、この閾値よりも小さ
いときに‘1'を出力する。

262Hディレイ２の出力信号（第３図S2）と263H期間離
れた262Hディレイ４の出力（第３図S0）との加算値を第
３の加算回路17で求め、HPF18でその高域成分を取り出
し、第３の絶対値回路19で絶対値を求め、第３の閾値回
路20である閾値（第３の閾値）と比較し、この閾値より
も小さいときに‘1'を出力する。

第２の閾値回路16と第３の閾値回路20の出力信号は論
理和回路21に入力される。この論理和回路21の出力は、
第４の閾値回路10と第１の閾値回路12の出力とともに論
理和回路23に入力される。もし入力信号が色信号のみの
静止画である場合、第４の閾値回路10の出力は‘1'とな
り、第１の閾値回路12の出力信号も‘1'となる。また第
３図のS3とS1、またはS2とS0のどちらかは相関が近いの
で、加算器13または17のどちらかの出力はほぼゼロとな
り、従って第１、第２の閾値回路16、20の出力はどちら
か‘1'となり、論理和回路21の出力は‘1'となる。従っ
て論理積回路23の入力全てが‘1'となり、出力は‘1'と
なって、静止画であることを示す。

端子１よりの入力信号が第３図に示すような動画であ
る場合、第４の閾値回路10と第１の閾値回路12の出力
は'1'となる。しかし、端子１の入力信号が第４図
（ｂ）のS23と24である場合、前フィールドの信号は同
相であるので二つの加算器13、17の出力は入力信号の振
幅となり、二つの閾値回路16、20の出力はどちらも‘0'
となる。

従って、論理和回路21の出力は‘0'となり、論理積回
路23の出力も‘0'となって、動画であることを示す。

第４の閾値回路10の出力と第１の閾値回路12の出力の
反転とは論理積回路22に入力される。この回路22により
１フレーム期間離れた信号（第３図S0とS3）の振幅が異
なるか位相が異なる場合は、従来の動き検出回路の出力
が得られる。

二つの論理積回路22、23の出力は論理和回路24に入力
される。論理和回路24の出力は第３図の従来の動き検出
回路で間違いが生じる場合には論理積回路22によって従
来の動き検出回路の出力は遮断され、論理積回路23の出
力である正しい判定結果となり、それ以外の時には従来
の動き検出方式を用いる。

論理和回路24の出力は平滑化回路25に入力される。端
子１の入力信号が第３図の信号である場合サンプル点の
半分で動画であると判定されるので、平滑化回路25によ
って動画であると正しく判定される。

第２図は、本発明の第２の実施例における輝度信号色
信号分離回路である。

同図において、31は着目する画素と１フレーム期間離
れた画素を用いて色信号を分離するフレームフィルタ、
33は着目する画素と同一フィールド内の近傍の画素を用
いて色信号を分離する2Dフィルタ、36は第１の実施例の
動き検出回路、32は切替回路、34はハイパスフィルタ
（HPF）、35は減算器である。

上記のように構成された輝度信号色信号分離回路に於
て、端子30より映像信号が入力されるとフレームフィル
タ31で色信号C1が、2Dフィルタ33に色信号C2がそれぞれ
分離される。C1は静止画では完全に分離されたものだ
が、動画では偽輪郭やC2にはないドット妨害やクロスカ
ラー等の新たな劣化を含む、これに対してC2は静止画、
動画に関わらず完全に分離された信号では無いが新たな
劣化は含まない。そして、動き検出回路36の出力により
切替回路32において、静止画ではC1を選択し、動画では
C2を選択することで、最も劣化の少ない色信号を選択す
る。切替回路32で選択された色信号はHPF34で高域のみ
に帯域制限され、減算器35で元信号より引かれて輝度信
号を得る。

このように、第１の実施例の動き検出回路36を用いて
動き検出を行なうので誤りがなく、従って動画であるに
も関わらずフレームフィルタ31を用いて偽輪郭やドット
妨害等の劣化を生じることはない。

発明の効果 以上説明したように本発明によれば、動画であるにも
関わらず従来の動き検出回路では静止画が判定される場
合でも、着目するサンプル点と、前フィールドと前フレ
ームのサンプル点の振幅の関係を調べることで動き検出
の誤判定を防ぐことができ、また輝度信号色信号分離回
路においてこの動き検出回路を用いてフレームフィルタ
と2Dフィルタを切り替えるので、最適なフィルタを用い
ることができその実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における動き検出回路の
構成図、第２図は本発明の第２の実施例における輝度信
号色信号分離回路の構成図、第３図は各フィールドの画
素の副搬送の位相を示す説明図、第４図（ａ）（ｂ）は
ある動画の特性を示す説明図、第５図は第１の従来例に
おける動き検出回路の構成図、第６図は第２の従来例に
おけるの動き検出回路の構成図、第７図は従来の輝度信
号色信号分離回路の構成図である。 ２、４……262Hディレイ、３……1Hディレイ、12……第
１の閾値回路、16……第２の閾値回路、20……第３の閾
値回路、21……論理和回路、23……論理積回路、31……
フレームフィルタ、33……2Dフィルタ、32……切替回
路、36……動き検出回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離散化されたNTSC信号を入力信号とし、着
   目する画素の262ライン前の画素と、263ライン前の画素
   と、１フレーム前の画素とをそれぞれ得る手段と、この
   着目する画素と１フレーム前の画素との加算値である第
   １の加算値の振幅を第１の閾値と比較する第１の閾値回
   路と、この着目する画素と263ライン前の信号との加算
   値である第２の加算値の振幅を第２の閾値と比較する第
   ２の閾値回路と、この着目する画素の262ライン前の画
   素と１フレーム前との画素の加算値である第３の加算値
   の振幅を第３の閾値と比較する閾値回路と、第１の加算
   値が第１の閾値より小さくて、第２の加算値が第２の閾
   値よりも大きくて、かつ前記第３の加算値が第３の閾値
   よりも大きい場合に動きがあると判定する論理回路とを
   有することを特徴とする動き検出回路。
2. 【請求項２】離散化されたNTSC信号を入力信号とし、着
   目する画素と１フレーム期間離れた信号を用いて輝度信
   号色信号分離を行なうフレームフィルタと、着目する画
   素と同一フィールド内の近傍の画素を用いて輝度信号色
   信号分離を行なう２次元フィルタと、請求項１記載の動
   き検出回路と、この動き検出回路の判定結果によりフレ
   ームフィルタと２次元フィルタの出力を切り替える切替
   回路とを有することを特徴とする輝度信号色信号分離回
   路。