JP2867929B2 - 動き検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号処理装置
に関し、特にフレーム相関を利用した映像信号処理装置
に用いられる動き検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＮＴＳＣ（National Television
System Comittee）方式の複合カラー映像信号（以下
「映像信号」という）を高画質化するために、フレーム
メモリを用いたＹ／Ｃ分離回路、及びノイズリダクショ
ン回路が用いられている。そして、これらの回路では、
フレーム相関を検出するための動き検出回路が用いられ
る。

【０００３】従来の動き検出回路の一例として、例えば
特開平5-336541号公報には、フレームメモリを記憶容量
の少ないメモリで済ませることができると共に動き検出
の精度の向上を達成するためのデジタル映像信号処理装
置が提案されている。同公報に記載の従来の動き検出回
路を、図６を参照して以下に説明する。

【０００４】図６を参照して、まず端子101から入力さ
れる映像信号をＹＣ分離回路102で色信号（Ｃ）と輝度
信号（Ｙ）に分離する。色信号（Ｃ）は色復調回路103
で二つの色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙに復調される。色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと輝度信号（Ｙ）は間引き回路510、5
11でそれぞれサンプリングレートを１／２倍とし、選択
回路504で時分割多重させる。

【０００５】そして、選択回路504で時分割多重された
信号をフレームメモリ106にて１フレーム遅延させ、差
分回路107で１フレーム遅延前後の時分割多重信号の差
分をとることにより動き出力を生成する。

【０００６】この従来の動き検出回路の動作を、図７の
タイミング図を参照して以下に説明する。図７（ａ）は
映像信号、図７（ｂ）は図７（ａ）の映像信号を所定周
波数４ｆsc（ｆsc：色副搬送波周波数）でサンプリング
してＡ／Ｄ変換した映像信号入力、図７（ｃ）、図７
（ｄ）、図７（ｅ）はＹＣ分離回路102の出力であるＹ
信号、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをそれぞれ示している。
また、図７（ｆ）、図７（ｇ）、図７（ｈ）は間引き回
路510、511による間引き後のＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−
Ｙ信号を示し、図７（ｉ）、図７（ｊ）は選択回路504
による時分割多重された信号、フレームメモリ106の出
力をそれぞれ示している。

【０００７】図７（ｆ）、図７（ｇ）、図７（ｈ）に示
すように、間引き後のＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号
のサンプリングレートは映像信号入力（図７（ｂ）参
照）に対しそれぞれ１／２、１／４、１／４倍になって
おり、これらを選択回路504により時分割多重した信号
（図７（ｉ）参照）と映像信号入力（図７（ｂ）参照）
のサンプリングレートはちょうど同じになる。すなわ
ち、間引き回路510、511を使用しない場合の時分割多重
信号のサンプリングレートに比べ１／２倍としている。

【０００８】一般に、フレームメモリに入力する信号の
サンプリングレートが低い程、メモリ量が少なくてすむ
という利点を有する。

【０００９】図６に示す従来の動き検出回路における間
引き回路510、511は、例えば図８に示すような回路で構
成される。図８を参照して、入力信号はＤ型フリップフ
ロップ（「Ｄ−ＦＦ」という）701を介して出力され
る。この間引き回路の動作は図９のタイミング図に示す
ようなものとなる。図９を参照して、入力信号はクロッ
クの立ち上がりエッジでラッチされ、クロックのレート
を図９（ｂ）に示すように設定することにより、出力信
号（図９（ｃ）参照）のサンプリングレートを入力信号
の１／２倍にすることができる（すなわち、出力信号に
おいては、図９（ａ）の入力信号のうちＳ２、Ｓ４等が
間引きされている）。

【００１０】また、図６に示す従来の動き検出回路にお
ける間引き回路510、511は、図１０に示すような回路で
構成することもできる。図１０を参照して、間引き回路
は、第１のＤ型フリップフロップ（Ｄ−ＦＦ）901、加
算器902、係数器903、及び第２のＤ型フリップフロップ
（Ｄ−ＦＦ）904から構成され、入力信号を第１のＤ−
ＦＦ901の入力とし、入力信号と第１のＤ−ＦＦ901の出
力を加算器902で加算し、係数器903で１／２倍とし、第
２のＤ−ＦＦ904を介して出力する。

【００１１】図１０に示す間引き回路の動作を、図１１
のタイミング図を参照して以下に説明する。図１１
（ａ）は第１のＤ−ＦＦ901の入力、図１１（ｂ）は第
１のＤ−ＦＦ901のクロック信号（クロック１）、図１
１（ｃ）は係数器903の出力、図１１（ｄ）は第２のＤ
−ＦＦ904のクロック信号（クロック２）、図１１
（ｅ）はＤ−ＦＦ901の出力信号をそれぞれ示してい
る。第１のＤ−ＦＦ901は入力信号（図１１（ａ）参
照）を１サンプリングクロック分遅らせるように作用す
るので、係数器903からは、図１１（ｃ）に示すよう
に、１クロック前の信号と現在の信号と加算値を１／２
倍した信号（（Ｓ１＋Ｓ２）／２、…、等）が出力され
る。そして、第２のＤ−ＦＦ904は、図８のＤ−ＦＦと
同様に、出力信号（図１１（ｃ）参照）のサンプリング
レートを１／２倍にする。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】次に、図１０に示した
間引き回路を図６の間引き回路510、511として用いて、
例えば図１３に示すような絵柄の信号を処理した場合に
ついて、この間引き回路を用いた従来の動き検出回路の
問題点を説明する。説明を簡略化するため、図１３で
は、白黒の縦縞がフレーム間で動いている絵柄としてい
る。すなわち、図１３（Ａ）は１つ前のフレーム、図１
３（Ｂ）は現在のフレームをそれぞれ示している。

【００１３】以下、図１２を参照して説明する。なお、
図１２中の映像入力信号(a-1)、(a-2)における100、20
0、０は、サンプリングされＡ／Ｄ変換されたデジタル
符号を示している。

【００１４】１つ前のフレームの信号を映像入力信号(a
-1)（図１３（Ａ）に対応）、現在のフレームの信号を
映像入力信号(a-2)（図１３（Ｂ）に対応）としたと
き、白黒信号であれば、色差信号Ｒ−Ｙ＝０、Ｂ−Ｙ＝
０となるので、間引き回路（輝度信号の間引き回路51
1）の出力（１クロック前の信号と現在の信号と加算値
を１／２した信号）は(c-1)、(c-2)となり、選択回路50
4（図６参照）から出力される輝度信号と色差信号とを
時分割多重化した信号はそれぞれ(d-1)、(d-2)に示すも
のとなる。

【００１５】また、フレームメモリ106による１フレー
ム遅延信号(e-2)は、１フレーム前の選択回路504の出力
(d-1)となり、時分割多重化信号(d-2)と１フレーム遅延
信号(e-2)の差分回路107による差分結果は０となり、こ
れが動き検出回路の出力になるので、実際には画像が動
いているにもかかわらず、動きは無いものと誤検出して
しまう。

【００１６】すなわち、従来の動き検出回路において
は、特定の絵柄に対して画像が動いているにもかかわら
ず、動きは無いものと誤検出してしまうという問題点を
有する。

【００１７】そして、このような誤検出は、間引き回路
を使用して信号の情報量を減らすことに起因して発生す
る。

【００１８】従って、本発明は、上記知見に基づきなさ
れたものであって、上記従来技術の問題点を解消し、加
算信号を生成することで間引き回路を不要とした動き検
出回路を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、映像信号を色信号と輝度信号に分離する
ＹＣ分離回路と、前記色信号を第１及び第２の色差信号
に復調する色復調回路と、前記第１及び第２の色差信号
と無信号を意味する信号とを入力とし、前記無信号を意
味する信号を出力する期間を間に挟みながら前記第１の
色差信号と前記第２の色差信号とを交互に出力する選択
回路と、前記選択回路の出力と前記輝度信号とを加算す
る加算器と、前記加算器の出力をフレーム遅延させるフ
レームメモリと、前記フレームメモリの出力と前記加算
器の出力の差分を出力する差分回路と、を備えたことを
特徴とする動き検出回路を提供する。

【００２０】本発明は、映像信号を色信号と輝度信号に
分離するＹＣ分離回路と、前記色信号を第１及び第２の
色差信号に復調する色復調回路と、前記輝度信号と前記
第１の色差信号とを加算する第１の加算器と、前記輝度
信号と前記第２の色差信号とを加算する第２の加算器
と、前記第１及び第２の加算器の出力を入力とし、前記
第１の加算器の出力と前記第２の加算器の出力とを交互
に出力する選択回路と、前記選択回路の出力をフレーム
遅延させるフレームメモリと、前記フレームメモリの出
力と前記選択回路の出力との差分を出力する差分回路
と、を備えた構成としてもよい。

【００２１】上記構成のもと、本発明による動き検出回
路では、輝度信号（Ｙ）、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを、
上記従来例とは相違して、時分割多重化することなく、
好ましくは、加算等の演算処理を行なうことによりサン
プリングレートの増大を回避し、従来の動き検出回路で
問題とされた、絵柄に依存して画像が実際には動いてい
るにもかかわらず動きは無いものとする誤検出の発生を
抑止している。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。

【００２３】

【実施形態１】図１に、本発明の第１の実施の形態の構
成を示す。図１において、上記従来例の説明で参照した
図６と同一又は同等の機能を有する要素には同一の参照
符号が付されている。図１を参照して、本実施形態に係
る動き検出回路は、ＹＣ分離回路102、色復調回路103、
選択回路104、加算器105、フレームメモリ106、差分回
路107から構成されている。

【００２４】端子101から入力される映像信号をＹＣ分
離回路102で色信号（Ｃ）と輝度信号（Ｙ）に分離し、
色信号（Ｃ）を色復調回路103で二つの色差信号Ｒ−Ｙ
とＢ−Ｙに復調する。

【００２５】そして、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと、無信
号を意味するコード０とを選択回路104の入力とし、加
算器105で選択回路104の出力と輝度信号（Ｙ）とを加算
する。

【００２６】加算器105の出力をフレームメモリ106で１
フレーム遅延させ、差分回路107で１フレーム遅延前後
の加算信号の差分をとることにより、動き出力を生成す
る。

【００２７】本実施形態に係る動き検出回路の動作を図
２のタイミング図を参照して説明する。

【００２８】図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示
すように、輝度信号（Ｙ）、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを
得るのは、図６を参照して説明した上記従来の動き検出
回路と同じである。

【００２９】本実施形態においては、選択回路104と加
算器105で、図２（ｄ）に示すような加算信号を生成す
る。

【００３０】選択回路104がコード０を選択した時に、
加算器105の出力信号は輝度信号のみとなる（図２
（ｄ）のＹ２、Ｙ４、…等参照）。一方、選択回路104
が色差信号Ｒ−Ｙ又はＢ−Ｙを選択した時には加算器10
5の出力信号は輝度信号と色差信号との加算値となる
（図２（ｄ）のＹ１＋Ｒ１、Ｙ３＋Ｂ２、…等参照）。
そして、加算器105の出力信号と映像信号入力のサンプ
リングレートはちょうど同じとなる。

【００３１】すなわち、本実施形態においては、輝度信
号（Ｙ）、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをこれらを時分割多
重せずに加算するという合成手段により、サンプリング
レートの増大を防いでいる。なお、合成手段として減算
器を用いても同じような作用効果が得られる。

【００３２】次に、本実施形態に係る動き検出回路を用
いて図１３に示すような絵柄の信号を処理した場合を考
える。以下、図５を参照して説明する。

【００３３】１つ前のフレームの信号を(a-1)（図１３
（Ａ）に対応）、現在のフレームの信号を(a-2)（図１
３（Ｂ）に対応）としたとき、白黒信号であれば色差信
号Ｒ−Ｙ＝０、Ｂ−Ｙ＝０となるので、加算器105の出
力信号は輝度信号（Ｙ）と等しくなり、それぞれ(c-
1)、(c-2)となる。また、フレームメモリ106から出力さ
れる１フレーム遅延信号(d-2)は(c-1)となり、(c-2)と
(d-2)の差分は０ではないので、画像が動いていること
が検出することができる。

【００３４】

【実施形態２】図３に、本発明の第２の実施の形態の構
成を示す。図３において、上記本発明の第１の形態の説
明に参照した図１と同一又は同等の機能を有する要素に
は同一の参照符号が付されている。図３を参照して、本
実施形態に係る動き検出回路は、ＹＣ分離回路102、色
復調回路103、選択回路304、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙと
輝度信号を加算する第１、第２の加算器308、309、フレ
ームメモリ106、差分回路107から構成されている。

【００３５】図３を参照して、端子101から入力される
映像信号をＹＣ分離回路102で色信号（Ｃ）と輝度信号
（Ｙ）に分離し、色信号（Ｃ）を色復調回路103で二つ
の色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙに復調することは、図１に示
した前記第１の実施形態と同じである。

【００３６】第１の加算器308で色差信号（Ｂ−Ｙ）と
輝度信号（Ｙ）を加算し、第２の加算器309で色差信号
（Ｂ−Ｙ）と輝度信号（Ｙ）を加算し、第１及び第２の
加算器308、309の出力を選択回路304の入力とし、選択
回路304の出力をフレームメモリ106で１フレーム遅延さ
せ、差分回路107で１フレーム遅延前後の加算信号の差
分をとることで動き出力を生成する。

【００３７】この動き検出回路の動作を図４のタイミン
グ図を参照して説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）、図
４（ｃ）に示すように輝度信号（Ｙ）、色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙを得るのは、前記第１の実施形態と同様であ
る。

【００３８】第１及び第２の加算器308、309で、図４
（ｄ）、図４（ｅ）に示すような加算信号を生成する。
第１及び第２の加算器308、309の出力信号（図４
（ｄ）、図４（ｅ）参照）は、選択回路304で選択され
て、図４（ｆ）に示すような信号となる。本実施形態に
おいても、加算器308、309の出力信号と映像信号入力の
サンプリングレートは、前記第１の実施形態と同様の作
用効果が得られる。

【００３９】図３に示す本実施形態では、図１に示した
前記第１の実施形態と比べ、加算信号を生成するための
構成を、第１、第２の加算器308、309で先に輝度信号
（Ｙ）と色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙとを加算し、その後、
選択回路304で選択するように変えている点が相違する
が、前記第１の実施形態と同様の作用効果が奏すること
ができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による動き
検出回路では、輝度信号（Ｙ）、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙを時分割多重せずに、加算等の演算処理を行なうこと
により、サンプリングレートの増加を防いでいる。

【００４１】このため、本発明によれば、従来の動き検
出回路と同一のサンプリングレートとしながら、特定の
絵柄に対して画像は動いているにもかかわらず動きは無
いものと誤検出してしまうという間引き回路を用いた従
来の動き検出回路の問題点を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するた
めのタイミング波形を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するた
めのタイミング波形を示す図である。

【図５】本発明の実施形態における動き検出の動作を模
式的に説明するためのタイミング波形を示す図である。

【図６】従来の動き検出回路の構成例を示す図である。

【図７】従来の動き検出回路の動作を説明するためのタ
イミング波形を示す図である。

【図８】従来の動き検出回路における間引き回路の構成
の一例を示す図である。

【図９】図８に示した間引き回路の動作を説明するため
のタイミング波形を示す図である。

【図１０】従来の動き検出回路における間引き回路の構
成の別の例を示す図である。

【図１１】図１０に示した間引き回路の動作を説明する
ためのタイミング波形を示す図である。

【図１２】従来の動き検出回路の動作を模式的に説明す
るためのタイミング波形を示す図である。

【図１３】絵柄の一例を示す図である。

【符号の説明】

101 端子 102 ＹＣ分離回路 103 色復調回路 104、304、504 選択回路 105、308、309、902 加算器 106 フレームメモリ 107 差分回路 500 処理回路 510、511 間引き回路 701、901、904 Ｄ型フリップフロップ 903 係数器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 9/78 H04N 9/77

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号を色信号と輝度信号に分離するＹ
   Ｃ分離回路と、 前記色信号を第１及び第２の色差信号に復調する色復調
   回路と、前記第１及び第２の色差信号と無信号を意味する信号と
   を入力とし、前記無信号を意味する信号を出力する期間
   を間に挟みながら前記第１の色差信号と前記第２の色差
   信号とを交互に出力する選択回路と 、前記選択回路の出力と前記輝度信号とを加算する加算器
   と 、前記加算器の出力をフレーム遅延させるフレームメモリ
   と 、前記フレームメモリの出力と前記加算器の出力の差分を
   出力する差分回路と 、 を備えたことを特徴とする動き検出回路。
2. 【請求項２】映像信号を色信号と輝度信号に分離するＹ
   Ｃ分離回路と、前記色信号を第１及び第２の色差信号に復調する色復調
   回路と 、前記第１及び第２の色差信号と無信号を意味する信号と
   を入力とし、前記無信号を意味する信号を出力する期間
   を間に挟みながら前記第１の色差信号と前記第２の色差
   信号とを交互に出力する選択回路と 、前記選択回路の出力と前記輝度信号とを減算する減算器
   と 、前記減算器の出力をフレーム遅延させるフレームメモリ
   と 、前記フレームメモリの出力と前記減算器の出力との差分
   を出力する差分回路と 、を備えたことを特徴とする動き
   検出回路。
3. 【請求項３】映像信号を色信号と輝度信号に分離するＹ
   Ｃ分離回路と、前記色信号を第１及び第２の色差信号に復調する色復調
   回路と 、前記輝度信号と前記第１の色差信号とを加算する第１の
   加算器と 、前記輝度信号と前記第２の色差信号とを加算する第２の
   加算器と 、前記第１及び第２の加算器の出力を入力とし、前記第１
   の加算器の出力と前記第２の加算器の出力とを交互に出
   力する選択回路と 、前記選択回路の出力をフレーム遅延させるフレームメモ
   リと 、前記フレームメモリの出力と前記選択回路の出力との差
   分を出力する差分回路と 、を備えた ことを特徴とする動き検出回路。
4. 【請求項４】前記フレームメモリが入力信号を１フレー
   ム分遅延させることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か一に記載の動き検出回路。
5. 【請求項５】前記差分回路へ入力される各信号のサンプ
   リングレートが、前記映像信号のサンプリングレートに
   等しい、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に
   記載の動き検出回路。