JP3067275B2 - シーンチェンジ検出装置 - Google Patents

シーンチェンジ検出装置

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JP3067275B2 JP3146625A JP14662591A JP3067275B2 JP 3067275 B2 JP3067275 B2 JP 3067275B2 JP 3146625 A JP3146625 A JP 3146625A JP 14662591 A JP14662591 A JP 14662591A JP 3067275 B2 JP3067275 B2 JP 3067275B2
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裕司 野尻
保明 金次
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はテレビジョン画像のシ
ーンチェンジ検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来テレビジョン画像のシーンチェンジ
を検出するには、その画像のフレーム間またはフィール
ド間の差分信号を求め、その差分信号がある閾値を越え
るとこれを画像の動きと判定し、この動きと判定した領
域が一画面中である割合いを越える時に画像のシーンチ
ェンジとしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来のテレビジョン画
像のシーンチェンジ検出装置では、画像にシーンチェン
ジがあった場合には確実に検出できるが、パンやチルト
の画像でも一画面中から動き信号が多く表われるとシー
ンチェンジとして誤検出される場合があった。そこで本
発明の目的は上述の欠点を排除したシーンチェンジ検出
装置を提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明シーンチェンジ検出装置は、テレビジョン画像の
シーンチェンジを検出するシーンチェンジ検出装置にお
いて、画面を複数の小ブロックに分割し、それら各小ブ
ロック毎に当該ブロックを代表する画像の動きベクトル
を初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法により求め
る手段、該手段から初期偏位ベクトルを用いた反復複合
勾配法のうち初期偏位ベクトルを用いた初回の複合勾配
法により求められた偏位ベクトルが供給され、該供給さ
れた偏位ベクトルのレベルを第1の閾値と比較し、前記
偏位ベクトルのレベルが前記第1の閾値を越えるときの
み信号を出力する偏位ベクトルの大きさの判定部、およ
び該判定部から出力された前記信号の個数を計数し、該
計数された前記信号の個数が第2の閾値を越えるときシ
ーンチェンジありとの判断信号を出力するシーンチェン
ジ判断部を具えてなることを特徴とするものである。
【0005】
【作用】本発明シーンチェンジ検出装置によれば、初期
偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法により各前記小ブ
ロックの動きベクトルを求めるための、その初回の複合
勾配法により求まる偏位ベクトルのレベルをシーンチェ
ンジ有無判断の第1要件とし、さらに、この偏位ベクト
ルのレベルが第1の閾値を越えたブロックの数を同判断
の第2要件として総合的に判断しているので、単なるパ
ン、チルトとシーンチェンジとを明確に区別することが
できる。
【0006】
【実施例】以下添付図面を参照して本発明装置を詳細に
説明するが、その本論にはいる前に本発明装置が利用す
る初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法による動き
ベクトル検出方法に言及する。図2に上述の動きベクト
ル検出方法の概念を説明するための図、図3にその方法
を実施するためのハード構成の一例を図示する。
【0007】前記動きベクトル検出方法は、全画面を任
意の複数の小ブロックに分割し、その小ブロックを代表
する動きベクトルを小ブロック毎に検出するものとす
る。図2図示左下の画面は現フィールドの画面で、右上
の画面は前フィールドの画面であるとする。この時フィ
ールド画面をフレーム画面と読み換えることも可能であ
る。現フィールドの画面中の小ブロックBは全画面を複
数の小ブロックに分割したものの1つであり、今この小
ブロックBに着目しこの着目小ブロックの動きベクトル
を初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法により求め
る方法を説明する。
【0008】まずその初期偏位ベクトルの求め方である
が、この時この着目小ブロックBに対応する前フィール
ドの画面上の同じ位置の小ブロックを小ブロックB0と
する。また前フィールドの各小ブロックは、現フィール
ドの小ブロックの動きベクトル検出時点にはすべてそれ
ら小ブロックの動きベクトルが求められており、現フィ
ールドのなかにも着目小ブロックBに先立ちすでにその
動きベクトルが求められている小ブロックもあるものと
する。
【0009】さて現フィールド(フレームと読み換えて
もよい)の着目小ブロックBの前フィールド(フレーム
と読み換えてもよい)の対応する位置の小ブロックB0
およびその周辺の小ブロックの動きベクトル、さらに現
フィールドのすでに検出されている着目小ブロックBの
周辺の小ブロックの動きベクトルのなかからいくつかの
動きベクトルの候補を選択し、これら動きベクトルの動
きに相当する偏位だけ前フィールドの小ブロックB0か
ら偏位した同じ大きさの小ブロックを前フィールドの画
面中にとり、これら小ブロックと前記着目小ブロックB
間でパターンマッチングをそれぞれ調べ、これらのなか
で最もパターンマッチングした小ブロックB1に属する
動きベクトルを着目小ブロックBに属する初期偏位ベク
トルv0とする。
【0010】次に前フィールドの小ブロックB1と現フ
ィールドの着目小ブロックB間でその動きベクトルv1
を検出する。このベクトルv1 の検出には複合勾配法が
用いられ、その方法は以下に示される。 複合勾配法を用いた動きベクトルの検出は大略 Σ{(フィールド間差信号)×(勾配の符号)} ───────────────────── (1) Σ(勾配信号の絶対値) の如く記載できるが、さらに画像の水平走査方向xおよ
びその垂直方向yに分解して説明すると、Δti , Δx
i , Δyi を着目画素iそれぞれのフィールド間差信
号、水平勾配、垂直勾配とすると検出ベクトルvのx成
分vx ,y成分vyは ΣΔti ・sign(Δxi ) vx =− ──────────── Σ|Δxi | ΣΔti ・sign(Δyi ) vy =− ──────────── (2) Σ|Δyi | と記載できる。こゝでiは対象とする小ブロックに属す
る画素のことで、Σはi画素すべてについて積算する意
味である。x成分、y成分が求まれば2次元画像の動き
ベクトルvは容易に求めることができる。
【0011】こゝで複合勾配法の複合とは、画面をいく
つかの小ブロックに分割し、その各ブロックごとに画像
の動きベクトルを求めることを考える場合、その小ブロ
ックに属する複数画素iのフィールドまたはフレーム間
差信号より式(2) の演算法を用いて、その小ブロックの
動きベクトルを求めるという意味で名付けられたもので
ある。また式(2) の分母の|Δxi |および|Δyi
はそれぞれx方向およびy方向隣接画素間画像信号の差
分より求まる勾配信号の絶対値のことである。式(2) の
分母には本件出願と同日出願の本出願人になる特許出願
「動きベクトル検出方法」にて述べている小振幅のディ
ザ信号を加算して、分母が限りなく零に近付いた時の大
きな誤差発生を防止することもできる。
【0012】さて小ブロックBとB1間で偏位ベクトル
1 が検出された後は、今度は小ブロックB1からv1
ベクトルだけ偏位した小ブロックB2を前フィールド画
面中にとり、また小ブロックB2とB間で複合勾配法に
より偏位ベクトルv2 を求め、かくて順次これを反復し
て求め、偏位ベクトルが零に収斂するまで継続するので
ある。一般には完全に零に収斂するまで反復させること
なく、適当な反復でこれを打切ったり、ある閾値以下に
なるまで反復して終了させたりしている。この収斂は通
常速く図3図示のごとく反復複合勾配法演算は3回もお
こなえば十分であろう。
【0013】図3のハード構成で動きベクトルメモリ1
には前々フィールドおよび前フィールドあるいは現フィ
ールドの多数の小ブロックの前述の検出された動きベク
トルが次々に記憶され、これから求めようとする着目小
ブロックBの初期偏位ベクトルを求めるための候補ベク
トルとしてこれらが選択使用される。次に初期偏位ベク
トル選択2ではパターンマッチングにより前述の候補群
より初期偏位ベクトルv0 が選択される。次の勾配法演
算3,4,5は前述の反復複合勾配法の演算1,2,3
である。かくて最終的に求められる現フィールドの小ブ
ロックBの動きベクトルvは v=v0 +v1 +v2 +v3 となる。以上が初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配
法による動きベクトル検出方法である。
【0014】本発明シーンチェンジ検出装置はまさにこ
の動きベクトル検出方法を利用するものである。シーン
チェンジを除く一般の画像では、初期偏位ベクトルv0
が真のベクトル値に近い値が選ばれ、そのため初回の勾
配法の演算により求められる偏位ベクトルv1 が小さい
値となることが多い。一方、シーンチェンジでは、物体
が移動している画像とは異なるため、動きベクトル自体
を求める意味はないわけだが、あえて求めるとすると、
初期偏位ベクトルv0 には、パターンマッチングによ
り、なんらかのベクトルが選ばれ、偏位ベクトルv1
大きな値となる傾向がある。
【0015】こゝから本発明シーンチェンジ検出装置の
説明になるが以下は簡単である。図1に本発明装置のハ
ード構成を示すが、図3図示の構成と同じ作用をするブ
ロックには同一の参照番号を付しその作用の説明も省略
する。さて本発明ではまず初回の勾配法により求まる偏
位ベクトルv1 のレベルが予め定められた第1の閾値を
越えているか否かを偏位ベクトルの大きさの判定部8に
て判定する。次に計数部9にて偏位ベクトルのレベルが
第1の閾値を越えた小ブロック数を計数し、その値を一
旦記憶部10に記憶する。次にシーンチェンジ判断部11に
て1フィールドまたは1フレーム当りの前記計数し記憶
した数が予め定められた第2の閾値を越えた時点で、シ
ーンチェンジありとの判断信号を出力する。この第2の
閾値は一画面小ブロックの全体数のある割合いとして表
示することもできる。
【0016】以上本発明装置の実施例について詳細に説
明してきたが本発明はこれに限定されることなく特許請
求の範囲に記載した要旨内で各種の変形、変更の可能な
ことは自明であろう。
【0017】
【発明の効果】以上本発明装置を用いれば、画像の動き
ベクトルを初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法に
より求める方法を利用し、その初回の勾配法により求ま
る偏位ベクトルのレベルが第1の閾値を越える画面の小
ブロックの数を評価することによりシーンチェンジの検
出をおこなうので、従来パン、チルトなどの画像でシー
ンチェンジと誤判断していた誤りを防止し、確実にシー
ンチェンジを検出できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置のハード構成例である。
【図2】初期偏位ベクトルを用いた反復勾配法による動
きベクトル検出方法を説明するための図である。
【図3】図2を実施するためのハード構成例である。
【符号の説明】
1 動きベクトルメモリ 2 初期偏位ベクトル選択 3,4,5 勾配法演算 6,7 二次元フィルタ 8 偏位ベクトルの大きさの判定部 9 計数部 10 記憶部 11 シーンチェンジ判断部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正一 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (72)発明者 曽根原 源 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内 (56)参考文献 特開 平3−73076(JP,A) 特開 昭62−53584(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/262 - 5/268 G06T 7/20 H04N 7/13 - 7/137

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレビジョン画像のシーンチェンジを検
    出するシーンチェンジ検出装置において、画面を複数の
    小ブロックに分割し、それら各小ブロック毎に当該ブロ
    ックを代表する画像の動きベクトルを初期偏位ベクトル
    を用いた反復複合勾配法により求める手段、該手段から
    初期偏位ベクトルを用いた反復複合勾配法のうち初期偏
    位ベクトルを用いた初回の複合勾配法により求められた
    偏位ベクトルが供給され、該供給された偏位ベクトルの
    レベルを第1の閾値と比較し、前記偏位ベクトルのレベ
    ルが前記第1の閾値を越えるときのみ信号を出力する偏
    位ベクトルの大きさの判定部、および該判定部から出力
    された前記信号の個数を計数し、該計数された前記信号
    の個数が第2の閾値を越えるときシーンチェンジありと
    の判断信号を出力するシーンチェンジ判断部を具えてな
    ることを特徴とするシーンチェンジ検出装置。
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PCT/JP1992/000659 WO1992021210A1 (en) 1991-05-23 1992-05-22 Method for detecting moving vector and apparatus therefor, and system for processing image signal using the apparatus
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