JP2804795B2 - Motion detection circuit - Google Patents

Motion detection circuit

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JP2804795B2
JP2804795B2 JP1213840A JP21384089A JP2804795B2 JP 2804795 B2 JP2804795 B2 JP 2804795B2 JP 1213840 A JP1213840 A JP 1213840A JP 21384089 A JP21384089 A JP 21384089A JP 2804795 B2 JP2804795 B2 JP 2804795B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は動き検出回路に係り、色信号を輝度信号の
高域周波数領域に周波数多重した複合テレビジョン信号
(以下、「V信号」という)から輝度信号(以下「Y信
号」または単に「Y」という)及び色信号(以下、「C
信号」または単に「C」という)を分離するための動き
適応YC分離装置、またはインタレース走査を行うテレビ
ジョン信号を順次走査に変換するための動き適応走査線
補間装置において、動き検出に用いて好適な動き検出回
路に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion detection circuit, and a composite television signal (hereinafter, referred to as a "V signal") in which a chrominance signal is frequency-multiplexed in a high frequency region of a luminance signal. A luminance signal (hereinafter referred to as “Y signal” or simply “Y”) and a chrominance signal (hereinafter referred to as “C
Signal or simply "C"), or a motion-adaptive scanning line interpolator for converting a television signal for interlaced scanning into progressive scanning. It relates to a suitable motion detection circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現行カラーテレビジョンの画質を改善するという目的
でこれまで動き適応処理について多くの改良がなされて
きた。動き適応処理とは、動き検出回路により画像の動
きを局所的に検出し、検出された動きに応じて静止画像
に適した静止画処理と動画像に適した動画処理とを適応
的に切り替える処理のことをいう。現行カラーテレビジ
ョンにおける主な動き適応処理には動き適応YC分離処理
と動き適応走査線補間処理があり、近年大容量のディジ
タルメモリの発達に伴い、テレビジョン信号の垂直走査
周波数に等しいか、それ以上の遅延時間を有する遅延回
路(以下、単に「遅延回路」という)を利用した画質改
善のための信号処理回路が種々提案されている。
Many improvements have been made to motion adaptive processing to improve the image quality of current color televisions. The motion adaptation process is a process in which a motion detection circuit detects a motion of an image locally and adaptively switches between a still image process suitable for a still image and a moving image process suitable for a moving image according to the detected motion. Means The main motion adaptive processing in current color television is motion adaptive YC separation processing and motion adaptive scanning line interpolation processing.In recent years, with the development of large-capacity digital memories, it has become equal to or lower than the vertical scanning frequency of television signals. Various signal processing circuits for improving image quality using a delay circuit having the above-described delay time (hereinafter, simply referred to as “delay circuit”) have been proposed.

動き適応YC分離処理は動き検出回路で検出された動き
量に応じて、静止画と判断した場合にはフレーム間の和
をとることによりY信号を、差をとることによりC信号
を分離して、クロスカラーやドットクロールなどのクロ
スコンポーネント成分を完全に取り除くことができる。
また動画と判断した場合にはフィールド内処理を行って
Y信号とC信号を分離している。
The motion-adaptive YC separation process separates the Y signal by taking the sum between frames and the C signal by taking the difference according to the amount of motion detected by the motion detection circuit when it is determined that the image is a still image. , Cross components such as cross color and dot crawl can be completely removed.
If it is determined that the moving image is a moving image, the in-field processing is performed to separate the Y signal and the C signal.

動き適応走査線補間処理はインタレース信号を順次走
査信号に変換するという目的で、同様に動き検出回路で
検出された動き量に応じて静止画と判断した場合にはフ
ィールド間補間を行い、ラインフリッカを除去できる。
また動画と判断した場合にはフィールド内補間を行って
いる。
The motion adaptive scanning line interpolation process is for converting an interlaced signal into a sequential scanning signal. Similarly, when it is determined that the image is a still image according to the amount of motion detected by the motion detection circuit, inter-field interpolation is performed. Flicker can be removed.
If it is determined that the video is a moving image, intra-field interpolation is performed.

上記のような動き適応処理において動き検出回路の動
き検出精度は、再生画像の画質に大きく影響する。動き
誤検出は次の2種類に分類できる。
In the above-described motion adaptation processing, the motion detection accuracy of the motion detection circuit greatly affects the image quality of a reproduced image. Motion detection errors can be classified into the following two types.

(1) 誤検出:静止画の一部を動画と判断し、動画処
理する。
(1) Erroneous detection: A part of a still image is determined as a moving image, and the moving image is processed.

(2) 検出漏れ:動画の一部を静止画と判断し、静止
画処理する。
(2) Missing detection: A part of the moving image is determined to be a still image, and the still image is processed.

これらの動き誤検出のうち、特に「検出漏れ」は画質
を大きく損なうので、これをできるだけ防ぐような動き
検出回路が提案されてきた。
Of these erroneous motion detections, especially "missing detection" greatly impairs the image quality, and therefore a motion detection circuit has been proposed to prevent this as much as possible.

第6図は特開昭63−90987号公報にみられる従来の動
き検出回路の一例を示すブロック回路図である。図にお
いて、入力端子1から入力したNTSC方式のアナログV信
号をアナログ・ディジタル変換回路(以下「ADC」と略
す)でディジタル信号に変換する。このディジタル化し
たV信号を第1の検出回路3に入力して輝度信号低周波
数成分の動きを検出する。第1の検出回路3ではまずデ
ィジタル化V信号を第1のフレームメモリ4に入力して
1フレーム遅延した信号とフレームメモリ4の入力信号
とを減算回路5に供給し、1フレーム間差信号を得る。
減算回路5の出力信号を低域通過フィルタ(以下「LP
F」と略す)6に供給して色信号帯域を除去することに
より、LPF6の出力に輝度信号低域成分の動き情報を得て
いる。この時、LPF6の出力が零のときは静止、出力が零
以外のときは動きがあると判定できる。このLPF6の出力
信号には正負の極性があるので、絶対値回路7に入力し
て絶対値を求める。絶対値回路7の出力は変換回路8
で、例えば第7図に示すような入出力特性で非線形に変
換され、低いレベルの入力に対しては出力を零にするこ
とでノイズの影響を除去している。
FIG. 6 is a block circuit diagram showing an example of a conventional motion detecting circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-90987. In the figure, an NTSC analog V signal input from an input terminal 1 is converted into a digital signal by an analog / digital conversion circuit (hereinafter abbreviated as “ADC”). The digitized V signal is input to the first detection circuit 3 to detect the movement of the low frequency component of the luminance signal. First, the first detection circuit 3 inputs the digitized V signal to the first frame memory 4 and supplies the signal delayed by one frame and the input signal of the frame memory 4 to the subtraction circuit 5, and outputs the one-frame difference signal. obtain.
The output signal of the subtraction circuit 5 is converted to a low-pass filter (hereinafter, "LP
F ") to remove the chrominance signal band to obtain the motion information of the low frequency component of the luminance signal at the output of the LPF 6. At this time, when the output of the LPF 6 is zero, it can be determined that there is stillness, and when the output is other than zero, there is a motion. Since the output signal of the LPF 6 has positive and negative polarities, it is input to the absolute value circuit 7 to determine the absolute value. The output of the absolute value circuit 7 is a conversion circuit 8
For example, the input / output characteristics are nonlinearly converted as shown in FIG. 7, and the effect of noise is removed by setting the output to zero for a low-level input.

一方、ADC2からのディジタル化V信号を帯域通過フィ
ルタ(以下「BPF」と略す)9に入力し、色信号帯域の
信号を取り出す。このBPF9の出力信号に含まれたバース
ト信号のレベルを一定とするように動作するACCの働き
により、ACC用増幅回路10の出力には伝送路の周波数特
性による色信号レベルの変動が補正された、ほぼ一定の
信号を得ている。
On the other hand, the digitized V signal from the ADC 2 is input to a band-pass filter (hereinafter abbreviated as “BPF”) 9 to extract a signal in a color signal band. Due to the function of the ACC operating to keep the level of the burst signal included in the output signal of the BPF 9 constant, the variation of the color signal level due to the frequency characteristic of the transmission line was corrected in the output of the ACC amplifier circuit 10. , Almost constant signal.

この後、復調回路11で色信号の復調を行うが、復調回
路11ではフレーム間での色副搬送波の位相の反転を打ち
消すように働く。復調回路11の出力信号を第2の検出回
路12に入力して色信号帯域の信号の動きを検出する。ま
ず、復調回路11の出力信号を第2のフレームメモリ13に
入力して1フレーム遅延し、その後、第3のフレームメ
モリ14に入力してさらに1フレーム遅延する。次に、減
算回路15に復調回路11の出力信号とこの出力信号をフレ
ームメモリ13,14によって2フレーム遅延した信号とを
供給し、2フレーム間差信号を得る。2フレーム離れた
信号間においては色信号,輝度信号の高周波成分ともに
位相は揃っており、静止画であれば2フレーム間差は零
となるので、2フレーム間差信号が零以外のときは動き
があると判定できる。さらに絶対値回路16と変換回路17
はそれぞれ絶対値回路7及び変換回路8と同様の動作を
する。
Thereafter, the color signal is demodulated by the demodulation circuit 11, and the demodulation circuit 11 functions to cancel the inversion of the phase of the color subcarrier between frames. The output signal of the demodulation circuit 11 is input to the second detection circuit 12 to detect the movement of the signal in the color signal band. First, the output signal of the demodulation circuit 11 is input to the second frame memory 13 and delayed by one frame, and then input to the third frame memory 14 and further delayed by one frame. Next, an output signal of the demodulation circuit 11 and a signal obtained by delaying the output signal by two frames by the frame memories 13 and 14 are supplied to the subtraction circuit 15 to obtain a difference signal between two frames. Between the signals separated by two frames, the high-frequency components of the chrominance signal and the luminance signal have the same phase, and the difference between two frames is zero for a still image. Can be determined. Further, an absolute value circuit 16 and a conversion circuit 17
Operate similarly to the absolute value circuit 7 and the conversion circuit 8, respectively.

上記第1の検出回路3の出力信号と第2の検出回路12
の出力信号とを合成回路18に供給して合成する。これに
より、合成回路18の出力にV信号の全帯域の信号の動き
情報を得ている。合成回路18は、例えば2つの入力信号
のどちらか大きい方の信号を選択する方法で実現でき
る。
The output signal of the first detection circuit 3 and the second detection circuit 12
Is supplied to the synthesizing circuit 18 and synthesized. Thus, the motion information of the signal of the entire band of the V signal is obtained at the output of the synthesizing circuit 18. The combining circuit 18 can be realized by, for example, a method of selecting a larger one of two input signals.

合成回路18の出力信号を時空間フィルタ回路19に入力
し、ある画素の時空間的に周囲の画素の動き情報を併用
することにより、物体の速い動きの検出ミスを防ぐよう
にしている。時空間フィルタ回路19では合成回路18の出
力信号と時空間フィルタ回路19の出力を係数回路20でα
倍(0<α<1)した後にフィールドメモリ21及びライ
ンメモリ22によって262H期間及び263H期間遅延した信号
との最大値を求め、その後に水平フィルタ回路24により
水平方向のフィルタ処理を行う。これにより、ある画素
の上下,左右及び過去の画素の動き情報を参照できる。
この例における時空間フィルタ回路はフィードバック型
の構成なので係数αで決まる範囲の画素の動き情報が参
照できる。例えばαが1に近ければ参照可能な範囲は広
く、αが0に近ければ範囲は狭くなる。
The output signal of the synthesizing circuit 18 is input to the spatio-temporal filter circuit 19, and by using the motion information of surrounding pixels in a spatio-temporal manner of a certain pixel, detection error of fast motion of the object is prevented. In the spatio-temporal filter circuit 19, the output signal of the synthesis circuit 18 and the output of the spatio-temporal
After doubling (0 <α <1), the field memory 21 and the line memory 22 determine the maximum value of the signal delayed by the 262H period and the 263H period, and then the horizontal filter circuit 24 performs horizontal filtering. As a result, it is possible to refer to the motion information of a vertical pixel, a horizontal pixel, and a past pixel of a certain pixel.
Since the spatio-temporal filter circuit in this example is of a feedback type, the motion information of pixels in a range determined by the coefficient α can be referred to. For example, if α is close to 1, the referenceable range is wide, and if α is close to 0, the range is narrow.

この例では第1の検出回路3の出力と第2の検出回路
12の出力とを合成回路18で合成することによりV信号の
全帯域の信号の動きを求め、この動き情報を時空間フィ
ルタ回路19でフィルタ処理することにより、物体の速い
動きの検出ミスを防止し、以上により画像の動きを正確
に検出するようにしている。
In this example, the output of the first detection circuit 3 and the second detection circuit
The output of 12 is synthesized by the synthesizing circuit 18 to obtain the motion of the signal in the entire band of the V signal, and the motion information is filtered by the spatio-temporal filter circuit 19, thereby preventing the detection error of the fast motion of the object. In this way, the motion of the image is accurately detected.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

従来の動き検出回路はV信号の1フレーム間差信号の
低周波成分を基に画像の動きを検出する第1の検出回路
と2フレーム間差を基にする第2の検出回路により画像
の動きを検出し、前記2つの検出回路の出力信号を合成
した後に、フィールドメモリを用いた時空間フィルタ回
路によるフィルタ処理を行うように構成されている。従
来の動き検出回路に用いられている時空間フィルタの動
作を第8図に示す。
The conventional motion detection circuit uses a first detection circuit that detects image motion based on a low-frequency component of a one-frame difference signal of a V signal, and a second detection circuit that uses two-frame difference between image motions. Is detected, the output signals of the two detection circuits are combined, and then a filtering process is performed by a spatio-temporal filter circuit using a field memory. FIG. 8 shows the operation of the spatiotemporal filter used in the conventional motion detection circuit.

今、合成回路18の出力がnフィールド内の●で表わす
走査線上のある1点だけでAという値をとったとする。
この出力が時空間フィルタ19に入力されると、動き量は
フィールド単位にα倍されながら時空間に広がってい
く。第6図に示す従来の動き検出回路はY信号,C信号の
動きを検出する第1,第2の検出回路を持ち、第8図に示
すような動作をする時空間フィルタを備えていることか
ら、V信号の全帯域の信号に動き情報を検出でき、また
輝度差が小さく色のみが変化しているような画像や動き
の速い画像に対しても、画像の動きを正確に検出するこ
とができる。
Now, it is assumed that the output of the synthesizing circuit 18 takes the value A at only one point on the scanning line represented by ● in n fields.
When this output is input to the spatio-temporal filter 19, the motion amount spreads in spatio-temporal space while being multiplied by α in field units. The conventional motion detecting circuit shown in FIG. 6 has first and second detecting circuits for detecting the motions of the Y signal and the C signal, and has a spatiotemporal filter which operates as shown in FIG. Therefore, the motion information can be detected in the signal of the entire band of the V signal, and the motion of the image can be accurately detected even for an image having a small luminance difference and only a color change or an image having a fast motion. Can be.

しかし、例えばハンディーカメラで文字や細かい絵柄
があるシーンを撮影した場合に、撮影時の微妙なぶれに
よって静止画であるにもかかわらず部分的に動画である
と誤判断してしまい、しかも時空間フィルタ回路による
フィルタ処理で、その誤判断による動き検出が時空間に
広がってしまうという問題点があった。
However, for example, when shooting a scene with characters and fine patterns with a handy camera, it is erroneously determined that the image is a moving image even though it is a still image due to subtle blurring at the time of shooting, and moreover, In the filter processing by the filter circuit, there is a problem that motion detection due to the erroneous determination is spread in spatiotemporal space.

また、シーンチェンジの際に画面全体が動きと検出さ
れ、しかもその検出が数フィールド後まで影響すること
により、特にシーンチェンジの後が静止画の場合でも動
画処理がなされ、その後徐々に静止画処理に変化してい
くという問題点があった。
In addition, when a scene change is detected, the entire screen is detected as moving, and the detection is affected until a few fields later. In particular, even when a still image is displayed after the scene change, moving image processing is performed. There was a problem that it changed.

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、従来の動き検出回路と同様に、V信号の全
帯域の信号の動き情報を検出し、また輝度差が小さく色
のみが変化しているような画像や動きの速い画像に対し
ても画像の動きを正確に検出することはもちろんである
が、局所的な動き誤検出または時間方向に全く相関のな
い動き検出がなされた場合には、時空間フィルタ回路に
よるフィルタ処理効果をなくすることにより、画像の動
きを正確に、しかも不自然でなく検出することのできる
動き検出回路を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and detects motion information of signals in the entire band of a V signal, as in a conventional motion detection circuit, and has a small luminance difference and only colors. Of course, it was possible to accurately detect the motion of an image even if it was changing or a fast-moving image, but local motion error detection or motion detection with no correlation in the time direction was performed. In such a case, an object of the present invention is to provide a motion detection circuit capable of accurately and not unnaturally detecting the motion of an image by eliminating the filtering effect of the spatiotemporal filter circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明に係る動き検出回路はV信号の1フレーム間
差信号の低周波成分を基に画像の動きを検出する第1の
検出回路と、2フレーム間差信号を基にする第2の検出
回路とにより画像の動きを検出し、前記の2つの検出回
路の出力信号を合成した後に、合成した信号と、フィー
ルドメモリを用いた時空間フィルタ回路によるフィルタ
処理を行った信号をさらに1フィールド遅延した信号と
の相関を検出し、相関が大きい時は時空間フィルタ処理
を行った信号を動き情報とし、また相関が小さい時は合
成した信号を動き情報とするものである。
A motion detection circuit according to the present invention includes a first detection circuit for detecting a motion of an image based on a low-frequency component of a one-frame difference signal of a V signal, and a second detection circuit based on a two-frame difference signal. And the output signals of the two detection circuits are combined, and then the combined signal and the signal subjected to the filtering process by the spatio-temporal filter circuit using the field memory are further delayed by one field. The correlation with the signal is detected. When the correlation is large, the signal subjected to the spatio-temporal filter processing is used as motion information, and when the correlation is small, the synthesized signal is used as motion information.

〔作用〕[Action]

第1の検出回路は1フレーム間差信号の低周波成分を
基にして、輝度信号低周波成分の動きを検出する。ま
た、第2の検出回路は2フレーム間差信号を基にして少
なくとも色信号帯域の信号の動きを検出する。2フレー
ム離れた信号間では色副搬送波の位相は同相なので、2
フレーム間差信号には物体の動きに基づく情報のみを得
ることができる。
The first detection circuit detects the movement of the low-frequency component of the luminance signal based on the low-frequency component of the one-frame difference signal. Further, the second detection circuit detects a motion of a signal in at least a color signal band based on the difference signal between two frames. Since the phase of the chrominance subcarrier is in-phase between signals separated by two frames, 2
Only information based on the motion of the object can be obtained from the inter-frame difference signal.

合成回路は前記第1の検出回路及び第2の検出回路の
出力信号を合成し、V信号の全帯域の動き情報を得る。
The combining circuit combines the output signals of the first detection circuit and the second detection circuit to obtain motion information of the entire band of the V signal.

時空間フィルタはある画素の動き情報を得るために、
その画素で検出した動き情報に加えて、その画素の時空
間的に周囲の画素,即ち上下,左右及び過去の画素の動
きを用いるだけでなく、その画素の動き情報と過去に時
空間フィルタを通過した過去の画素の動き情報との相関
検出を行い、相関がある場合には時空間フィルタを通過
した現在の画素の動き情報を用い、また相関がない場合
には時空間フィルタを通過しない現在の画素の動き情報
を用いる。これにより、物体の速い動きにおける検出ミ
スを防ぐだけでなく、静止画における動き誤検出を少な
くし、またシーンチェンジの時の不自然さもない良好な
動き検出が行われる。
The spatio-temporal filter is used to obtain the motion information of a certain pixel.
In addition to the motion information detected at the pixel, not only the motion of the surrounding pixels in the space and time, that is, the vertical, left and right, and past pixel motions is used, but also the motion information of the pixel and the spatiotemporal filter are used in the past. Performs correlation detection with past pixel motion information that has passed, uses the current pixel motion information that has passed the spatiotemporal filter if there is a correlation, and uses the current pixel that does not pass the spatiotemporal filter if there is no correlation Is used. As a result, not only the detection error in the fast motion of the object is prevented, but also the motion error detection in the still image is reduced, and the favorable motion detection without the unnaturalness at the time of the scene change is performed.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図であ
る。第1図において、第6図と同一部分には同一符号が
付されている。また1フレーム間差を求める第1の検出
回路3及び2フレーム間差を求める第2の検出回路12ま
での説明は第6図と同じなので省く。さらに上記2種類
の検出回路の出力信号を合成する第1の合成回路18は第
6図における合成回路18と同様の動作をする。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. The description up to the first detection circuit 3 for obtaining the difference between one frame and the second detection circuit 12 for obtaining the difference between two frames is the same as in FIG. Further, the first synthesizing circuit 18 for synthesizing the output signals of the two types of detection circuits operates in the same manner as the synthesizing circuit 18 in FIG.

第1の合成回路18の出力信号は時空間フィルタ19と比
較器27の第1の入力端と第2の合成回路28の第1の入力
端に入力される。時空間フィルタ16では合成回路18の出
力信号と時空間フィルタ回路19の出力をα倍(0<α<
1)した後に、第1のフィールドメモリ21及びラインメ
モリ22によって262H期間及び263H期間遅延した信号との
最大値を求め、その後に水平フィルタ回路24により水平
方向のフィルタ処理を行う。一方、ラインメモリ22の出
力信号はまた第2のフィールドメモリ26に入力され、第
1の合成回路18の出力信号に対して525H期間遅延した信
号として第2のフィールドメモリ26から出力される。
The output signal of the first synthesizing circuit 18 is input to the spatio-temporal filter 19, the first input terminal of the comparator 27, and the first input terminal of the second synthesizing circuit 28. In the spatiotemporal filter 16, the output signal of the synthesis circuit 18 and the output of the spatiotemporal filter circuit 19 are multiplied by α (0 <α <
After 1), the first field memory 21 and the line memory 22 determine the maximum value with the signal delayed for the 262H period and the 263H period, and then the horizontal filter circuit 24 performs horizontal filtering. On the other hand, the output signal of the line memory 22 is also input to the second field memory 26, and is output from the second field memory 26 as a signal delayed by 525H from the output signal of the first synthesizing circuit 18.

第2のフィールドメモリ26の出力信号は比較器27の第
2の入力端に入力される。また時空間フィルタ19の出力
信号は第2の合成回路28の第2の入力端に入力される。
比較器27の出力信号は第2の合成回路28の第3の入力端
に入力され、前述の第1の合成回路18の出力信号と時空
間フィルタ19の出力信号とを前述の第3の入力信号に応
じて合成される。この第2の合成回路28の出力信号が動
き検出量として出力端25から出力される。
The output signal of the second field memory 26 is input to a second input terminal of the comparator 27. The output signal of the spatiotemporal filter 19 is input to a second input terminal of the second synthesis circuit 28.
The output signal of the comparator 27 is input to the third input terminal of the second synthesis circuit 28, and the output signal of the first synthesis circuit 18 and the output signal of the spatio-temporal filter 19 are input to the third input terminal. It is synthesized according to the signal. The output signal of the second synthesis circuit 28 is output from the output terminal 25 as a motion detection amount.

第1図において、比較器27及び第2の合成回路28は例
えば第2図(a)のような構成で実現できる。第2図
(a)において、第1の入力端29には第1図の第1の合
成回路18の出力信号が入力される。また、第2の入力端
30には時空間フィルタ19の出力信号が入力される。さら
に第3の入力端31には第2のフィールドメモリ26の出力
信号が入力される。入力端29,30から入力された信号は
比較器27を構成する減算器32の2つの入力端に入力され
る。減算器32で減算された信号は絶対値回路33で絶対値
化され、さらに変換回路34で、例えば第5図(a)のよ
うに非線形変換される。第5図(a)において横軸は変
換回路34の入力信号の大きさを表わす軸、縦軸は変換回
路34の出力信号の大きさを表わす軸である。このように
出力信号の下限をQ,上限をPと制限するような特性がよ
い。
In FIG. 1, the comparator 27 and the second synthesizing circuit 28 can be realized by, for example, a configuration as shown in FIG. 2 (a). 2A, an output signal of the first combining circuit 18 of FIG. 1 is input to a first input terminal 29. Also, the second input terminal
The output signal of the spatiotemporal filter 19 is input to 30. Further, an output signal of the second field memory 26 is input to the third input terminal 31. Signals input from the input terminals 29 and 30 are input to two input terminals of a subtractor 32 constituting the comparator 27. The signal subtracted by the subtractor 32 is converted into an absolute value by an absolute value circuit 33, and is further subjected to a non-linear conversion by a conversion circuit 34, for example, as shown in FIG. In FIG. 5A, the horizontal axis is the axis representing the magnitude of the input signal of the conversion circuit 34, and the vertical axis is the axis representing the magnitude of the output signal of the conversion circuit 34. As described above, it is preferable that the lower limit of the output signal be Q and the upper limit be P.

第1の入力端29から入力される信号は、また合成回路
28を構成する減算回路35の第1の入力端と加算回路37の
第1の入力端に入力される。また第3の入力端31から入
力される信号は減算回路35の第2の入力端に入力され、
第1の入力端の信号を減ずる。減算された信号は係数器
36に入力され、比較器27の出力によりk倍(0<k<
1)される。係数器36のkの値は第5図(a)おいて出
力がQの時にk=1、Pの時にk=0となるように制御
され、その出力は加算回路37の第2の入力端に入力され
る。加算された信号は時空間フィルタを通った1フレー
ム前の信号と現在の動き量との相関によって合成された
信号として出力端25から出力される。
The signal input from the first input terminal 29 is
It is input to a first input terminal of a subtraction circuit 35 and a first input terminal of an adder circuit 37 which constitute 28. The signal input from the third input terminal 31 is input to the second input terminal of the subtraction circuit 35,
The signal at the first input is reduced. The subtracted signal is a coefficient multiplier
36, and k times (0 <k <
1) is done. The value of k of the coefficient unit 36 is controlled so that k = 1 when the output is Q and k = 0 when P is output in FIG. 5 (a), and the output is the second input terminal of the adder 37. Is input to The added signal is output from the output terminal 25 as a signal synthesized by correlation between the signal of one frame before passing through the spatiotemporal filter and the current motion amount.

また、第1図における比較器27と第2の合成回路28は
第2図(b)のような構成でも実現される。第2図
(b)では合成回路28を比較器27の出力で制御されるス
イッチ回路38で構成している。第2図(b)の変換回路
34の入出力特性は第5図(b)のように出力がPかQか
のどちらかの値をとり、Pの時は第1の入力端29から入
力される信号を、Qの時は第3の入力端31から入力され
る信号を切り替えて出力する。
Further, the comparator 27 and the second synthesizing circuit 28 in FIG. 1 can also be realized by a configuration as shown in FIG. 2 (b). In FIG. 2B, the combining circuit 28 is constituted by a switch circuit 38 controlled by the output of the comparator 27. 2 (b) conversion circuit
As shown in FIG. 5 (b), the input / output characteristic of the output 34 takes either a value of P or Q. When the output is P, the signal input from the first input terminal 29 is output. The signal input from the third input terminal 31 is switched and output.

第1図における比較器27と第2の合成回路28を第2図
(b)のような構成とした時の時空間フィルタ以降の回
路動作を第3図に示す。第8図と同様に第1の合成回路
18の出力が第3図(b)に示すようにnフィールド内の
ある走査線上のある1点だけでAという値をとったとす
る。この時、時空間フィルタ19の出力信号はさらに係数
回路20でα倍してフィールドメモリ21,26、ラインメモ
リ22で1フレーム期間遅延するので、第3図(a)に示
すような出力となる。また上述したように、第1の合成
回路18の出力は第3図(b)に示す通りである。第3図
(a),(b)の結果から各フィールドの第1の合成回
路18の出力と第2のフィールドメモリ26の出力との相関
は第3図(c)のようになる。時空間フィルタ19の出力
は第3図(d)に示す通りであるので、第3図(c)に
示す相関の有無により最終出力は第3図(e)のように
なる。この結果を第8図と同様に描くと第4図のように
なり、1フレーム期間離れた画素との動き量に相関がな
い場合には現フィールドを含めて2フィールドは動き量
が出力されるが、それ以降は時空間に引き伸ばされな
い。
FIG. 3 shows circuit operations after the spatiotemporal filter when the comparator 27 and the second combining circuit 28 in FIG. 1 are configured as shown in FIG. 2 (b). First combining circuit as in FIG.
Assume that the output of 18 takes the value A at only one point on a certain scanning line in n fields as shown in FIG. 3 (b). At this time, the output signal of the spatiotemporal filter 19 is further multiplied by α in the coefficient circuit 20 and is delayed by one frame period in the field memories 21 and 26 and the line memory 22, so that an output as shown in FIG. . Further, as described above, the output of the first synthesis circuit 18 is as shown in FIG. 3 (b). From the results of FIGS. 3A and 3B, the correlation between the output of the first synthesizing circuit 18 and the output of the second field memory 26 for each field is as shown in FIG. 3C. Since the output of the spatiotemporal filter 19 is as shown in FIG. 3D, the final output is as shown in FIG. 3E depending on the presence or absence of the correlation shown in FIG. 3C. If this result is drawn in the same manner as in FIG. 8, the result is as shown in FIG. 4. If there is no correlation between the motion amounts of the pixels separated by one frame period, the motion amounts of two fields including the current field are output. But after that, it is not stretched into space-time.

なお上記実施例では、復調された色信号の2フレーム
間差を得ることによって第2の検出回路を実現したが、
第9図に示すように1フレーム間差,2フレーム間差とも
ディジタル化V信号から得ることによっても同様の効果
が得られる。ここでこの回路では、V信号の1フレーム
間差信号を得る第1の検出回路を、現在の信号と1フレ
ーム前の信号との差を取る13,5〜8からなる回路ばかり
でなく、1フレーム前の信号と2フレーム前の信号との
差を取る14,39〜42からなる回路をも用いて構成し、両
回路の出力を13〜17からなり2フレーム間差信号を得る
第2の検出回路の出力とともに合成回路18に入力するこ
とにより、1フレーム間差信号と2フレーム間差信号の
時間方向のずれの影響を極力少なくできるようにしてい
る。
In the above embodiment, the second detection circuit is realized by obtaining a difference between two frames of the demodulated color signal.
As shown in FIG. 9, the same effect can be obtained by obtaining the difference between one frame and the difference between two frames from the digitized V signal. Here, in this circuit, the first detection circuit for obtaining the difference signal between one frame of the V signal is not only a circuit composed of 13,5 to 8 for calculating the difference between the current signal and the signal of one frame before, but also one circuit. A second circuit for obtaining a difference signal between two frames consisting of 13 to 17 and obtaining the difference signal between two frames by using a circuit consisting of 14, 39 to 42 for taking the difference between the signal before the frame and the signal two frames before. By inputting the signal to the synthesizing circuit 18 together with the output of the detection circuit, it is possible to minimize the influence of the time-direction shift between the one-frame difference signal and the two-frame difference signal as much as possible.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、V信号の1フレー
ム間差信号の低周波成分を基に画像の動きを検出する第
1の検出回路と、2フレーム間差信号を基にする第2の
検出回路とにより画像の動きを検出し、前記の2つの検
出回路の出力信号を合成した後に、合成した信号と、フ
ィールドメモリを用いた時空間フィルタ回路によるフィ
ルタ処理を行った信号をさらに1フィールド遅延した信
号との相関を検出し、相関が大きい時は時空間フィルタ
処理を行った信号を動き情報とし、また相関が小さい時
は合成した信号を動き情報とする構成としたから、従来
の動き検出回路と同様に、輝度差が小さく、色のみが変
化しているような画像や動きの速い画像に対しても画像
の動きを正確に検出することはもちろんであるが、局所
的な動き検出または時間方向に相関がない動き検出がな
された場合にも、動きを正確に、しかも不自然でない検
出をすることができる効果がある。
As described above, according to the present invention, the first detection circuit for detecting the motion of the image based on the low-frequency component of the one-frame difference signal of the V signal, and the second detection circuit based on the two-frame difference signal are used. After detecting the motion of the image with the detection circuit of (1) and synthesizing the output signals of the two detection circuits, the synthesized signal and the signal subjected to the filter processing by the spatio-temporal filter circuit using the field memory are further divided into one. Since the correlation with the field-delayed signal is detected, and when the correlation is large, the signal subjected to the spatio-temporal filter processing is used as the motion information, and when the correlation is small, the synthesized signal is used as the motion information. As with the motion detection circuit, it is of course possible to accurately detect the motion of an image even when the luminance difference is small and only the color is changing, or for a fast-moving image. Detection or If the correlation between the direction there is no motion detected has been made, there is an effect that it is possible to accurately, yet not unnatural detect motion.

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

第1図は本発明による動き検出回路の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は本発明による比較器と第2の合成回
路について2種類の実施例を示すブロック図、第3図は
本発明による第2の合成回路の入力信号と出力信号の関
係を表わす図、第4図は本発明による動き検出回路の出
力信号を表わす図、第5図は本発明による比較器の変換
特性を表わす図、第6図は従来の動き検出回路の一例を
示すブロック図、第7図は従来の動き検出回路の変換回
路の入出力特性を表わす図、第8図は本発明による比較
器を構成する変換回路の入出力特性を表わす図、第9図
は本発明による動き検出回路の他の実施例を示すブロッ
ク図である。 1……V信号入力、2……ADC、3……第1の動き検出
回路、4……第1のフレームメモリ、5,15,32,35,39…
…減算回路、6,40……LPF、7,16,33,41……絶対値回
路、8,17,34,42……変換回路、9……BPF、10……ACC用
増幅回路、11……色復調回路、12……第2の動き検出回
路、13……第2のフレームメモリ、14……第3のフレー
ムメモリ、18……第1の合成回路、19……時空間フィル
タ、20……第1の係数回路、21……第1のフィールドメ
モリ、22……ラインメモリ、23……最大値選択回路、24
……水平フィルタ、25……動き検出量出力端、26……第
2のフィールドメモリ、27……比較器、28……第2の合
成回路、29,30,31……動き量入力端、36……第2の係数
回路、37……加算回路、38……スイッチ回路。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a motion detecting circuit according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing two types of embodiments of a comparator and a second synthesizing circuit according to the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between an input signal and an output signal of a second synthesizing circuit according to the present invention, FIG. 4 is a diagram showing an output signal of a motion detecting circuit according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing conversion characteristics of a comparator according to the present invention. FIG. 6, FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional motion detecting circuit, FIG. 7 is a diagram showing input / output characteristics of a conversion circuit of the conventional motion detecting circuit, and FIG. 8 constitutes a comparator according to the present invention. FIG. 9 is a diagram showing input / output characteristics of a conversion circuit, and FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of the motion detection circuit according to the present invention. 1 ... V signal input, 2 ... ADC, 3 ... first motion detection circuit, 4 ... first frame memory, 5, 15, 32, 35, 39 ...
… Subtraction circuit, 6,40… LPF, 7,16,33,41 …… Absolute value circuit, 8,17,34,42 …… Conversion circuit, 9… BPF, 10… ACC amplification circuit, 11 ... color demodulation circuit, 12 ... second motion detection circuit, 13 ... second frame memory, 14 ... third frame memory, 18 ... first synthesis circuit, 19 ... spatio-temporal filter, 20: first coefficient circuit, 21: first field memory, 22: line memory, 23: maximum value selection circuit, 24
… Horizontal filter, 25… motion detection amount output terminal, 26… second field memory, 27… comparator, 28… second synthesis circuit, 29, 30, 31… motion amount input terminal, 36 ... second coefficient circuit, 37 ... addition circuit, 38 ... switch circuit. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 11/04 H04N 9/77 - 9/78Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04N 11/04 H04N 9/77-9/78

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】色信号を輝度信号の高域周波数領域に周波
数多重した複合テレビジョン信号を入力し、画像の動き
を検出する動き検出回路において、 上記複合カラーテレビジョン信号を入力して1フレーム
間差信号を得る手段を有し、該1フレーム間差信号の低
周波数成分を基にして画像の動きを検出する第1の検出
回路と、 上記複合カラーテレビジョン信号を入力して2フレーム
間差信号を得る手段を有し、該2フレーム間差信号を基
にして画像の動きを検出する第2の検出回路と、 上記第1の検出回路及び第2の検出回路の出力信号を合
成する合成回路と、 該合成回路の出力信号を基に該出力信号を時空間伸長す
るためフィルタ処理した信号と該出力信号とを、該出力
信号のフレーム間相関により適応的に制御する時空間フ
ィルタ回路とを設けたことを特徴とする動き検出回路。
1. A motion detecting circuit for inputting a composite television signal obtained by frequency-multiplexing a color signal into a high-frequency region of a luminance signal and detecting a motion of an image, comprising the steps of: A first detection circuit for detecting a motion of an image based on a low-frequency component of the one-frame difference signal; Means for obtaining a difference signal, a second detection circuit for detecting a motion of an image based on the difference signal between two frames, and an output signal of the first detection circuit and the output signal of the second detection circuit; A combining circuit; and a spatio-temporal filter circuit for adaptively controlling the output signal and a signal obtained by performing a filtering process for temporally and spatially expanding the output signal based on the output signal of the combining circuit by an inter-frame correlation of the output signal. When A motion detection circuit comprising:
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