JP3287864B2 - 映像信号のフィールド又はフレーム間の動きを表す運動ベクトルを導出する方法及びこれを使用する映像方式変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動きに合わせ（適応さ
せ）た映像信号の処理に関するものである。もっと詳し
くいえば、本発明は、映像信号のフィールド又はフレー
ム間の動きを表す運動ベクトルを導出する方法、及びこ
の方法を使用する映像方式変換装置に関するものであ
る。なおもっと詳しくいえば、本発明は、一般にダウン
コンバータとして知られるタイプの映像方式変換装置に
関するものであるが、これに限られるわけではない。

【０００２】

【従来の技術】１つの映像方式から他の方式への、例え
ばフレーム当たり６２５ライン、毎秒５０フィールド方
式からフレーム当たり５２５ライン、毎秒６０フィール
ド方式への映像信号変換に用いる映像方式変換装置は、
周知である。映像方式変換は、映像信号のなかに時間的
及び垂直方向のエイリアス（重複歪み）が存在するの
で、簡単な線形補間技法で得られる画像には不所望の雑
音を生じ、特に、画像が垂直方向で不鮮明になり、時間
的に激しく揺れる。

【０００３】これらの問題を軽減するため、入力映像信
号が表す画像における動きの度合いに応じて、線形補間
のパラメータ（変数）を切替える適応技法を映像方式変
換装置に使用することが提案された。

【０００４】また、例えば映像信号処理におけるデータ
を減らす目的で、入力映像信号からブロック（区画）・
マッチング技法により運動ベクトルを発生することも提
案された。ブロック・マッチング技法は、１フィールド
又はフレームにおけるサーチ（検査）ブロックの内容
を、次のフィールド又はフレームにおけるサーチ区域に
含まれる複数のサーチ・ブロックの各内容と比較し、比
較した内容間の最小差、したがって原サーチ・ブロック
の内容の運動方向と距離（もし在る場合）を決定するも
のである。

【０００５】我々の欧州特許出願第９０３０３９７０．
９号（英国特許出願第８９０９６４６．５号に対応す
る。）明細書は、映像信号の連続するフィールド又はフ
レーム間の動きを表す運動ベクトルを導出する方法、特
に、出力フィールド又はフレームの各画素に適する運動
ベクトルを選択する方法を開示している。この出願はま
た、かかる方法を使用する映像方式変換装置、特に、フ
レーム当たり１１２５ライン、毎秒６０フィールドの高
解像度映像信号（ＨＤＶＳ）から毎秒２４フレームの３
５ｍｍフィルムへの変換（ただし、これに限らない。）
に使用しようとするものを開示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、運動ベクト
ルの選択に用いるアルゴリズムを所要のハードウエアの
量が減少するように修正し、且つまた、この方法を使用
しうる実時間で動作するダウンコンバータを含む映像方
式変換装置の範囲を広げようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による映像信号の
フィールド又はフレーム間の動きを表す運動ベクトルを
導出する方法は、動きを補正する補間により入力映像信
号から方式変換された出力映像信号を導出しようとする
もので、次のような段階を含む。 （イ）上記出力映像信号の各フィールド又はフレームの
各画素に対する複数の運動ベクトルを導出すること。 （ロ）上記入力映像信号の、時間的に上記出力映像信号
のフィールド又はフレームに最も近い２つのフィールド
又はフレームにおける画素ブロックの対応する画素の絶
対的輝度差の和を導出することにより上記各運動ベクト
ルをテストすること（ただし、上記ブロックはテストさ
れる運動ベクトルにより位置が示されるものであ
る。）。 （ハ）上記テスト中の運動ベクトルの大きさが所定値よ
り小さい場合、上記絶対的輝度差の和を中心加重（cent
re-weigting ）すること、 （ニ）上記複数の運動ベクトルから上記絶対的輝度差の
和が最小となる運動ベクトルを選択すること。

【０００８】本発明による動きを補正した映像方式変換
装置は、動きを補正する補間により入力映像信号から方
式変換された出力映像信号を導出しようとするもので、
次のような構成要素より成る。 （イ）方式変換さた出力映像信号の各フィールド又はフ
レームの各画素に対する、入力映像信号の連続するフィ
ールド又はフレーム間の動きを表す複数の運動ベクトル
を導出する手段、（ロ）上記入力映像信号の、時間的に
上記出力映像信号のフィールド又はフレームに最も近い
２つのフィールド又はフレームにおける画素ブロックの
対応する画素の絶対的輝度差の和を導出することにより
上記各運動ベクトルをテストする手段（ただし、上記ブ
ロックは、テストされる運動ベクトルにより位置が示さ
れるものである。）、（ハ）上記テスト中の運動ベクト
ルの大きさが所定値より小さい場合、上記の絶対的輝度
差の和を中心加重する手段、（ニ）上記複数の運動ベク
トルから上記絶対的輝度差の和が最小になる運動ベクト
ルを選択する手段。

【０００９】

【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。これから述べる本発明の動きを補正した映像方式変
換装置は、特に、フレーム当たり１１２５ライン、毎秒
６０フィールドの高解像度映像信号（ＨＤＶＳ）をフレ
ーム当たり６２５ライン、毎秒５０フィールドの標準Ｐ
ＡＬテレビジョン信号へ変換するためのダウンコンバー
タとして使用することを意図したものである。しかし、
本発明は、これに限定されることなく、他の方式間の変
換にも適用しうるものである。

【００１０】図１は、本発明方式変換装置の実施例の概
略を示すブロック図である。図１において、１は入力映
像信号が供給される入力端子である。入力端子１はプロ
グレッシブ（順次又は連続）走査変換器２に接続され、
そこで入力映像フィールドは映像フレームに変換されて
直接ブロック突合せ器３に供給され、そこで相関面が作
られる。これらの相関面は運動ベクトル推定器４により
解析され、そこで運動ベクトルが導出されて運動ベクト
ル減少器５に供給される。該減少器において、各画素に
対する運動ベクトルの数が減らされ、次いで運動ベクト
ル選択器６に供給される。該選択器には、プログレッシ
ブ走査変換器２の出力も加えられる。運動ベクトル選択
器６により選択された運動ベクトルに異常なものがある
と、これは運動ベクトルあと処理器７で除去され、そこ
で処理された運動ベクトルは、補間器８に供給されこれ
を制御する。該補間器にはまた、プログレッシブ走査変
換器２の出力も加えられる。補間器８の出力は、方式変
換され動きが補正された映像信号で、出力端子９に供給
される。上述の方式変換装置の各部分及びその動作につ
いて、以下詳細に述べる。

【００１１】図２は、プログレッシブ走査変換の説明図
である。同図は、一連の連続フィールドにおける一連の
連続ラインを示し、Ｘ印は入力フィールドに存在するラ
インを表し、□印は補間されたラインを示す。プログレ
ッシブ走査変換器２は、入力フィールドと同じレート
（速度）で出力フレームを発生する。したがって、各出
力フレームは、図２に示すように入力フィールドのライ
ン数の２倍を含み、これらのライン群は、入力映像信号
からのラインと、後述する方法の１つにより補間された
ラインとが交互に並んだものとなっている。補間された
ライン群は、入力フィールドと反対の極性であるが時間
的位置が同じ１つの補間フィールドであると見なすこと
ができる。プログレッシブ走査変換は、２つの主な理由
により行うのがよいものである。第１は、次の直接ブロ
ック突合せ（マッチング）処理を容易にするためであ
り、第２は、最終出力の映像フォーマットを考慮してで
ある。直接ブロック突合せは、後述のように２つの連続
する映像フィールド間における水平及び垂直方向の運動
を正確に推定するために行うものである。しかし、プロ
グレッシブ走査変換を行わなければ、インタレース（飛
越し）映像信号を用いて直接ブロック突合せを行うとき
に問題を生じることが分かるであろう。

【００１２】最終出力映像フォーマットを考慮というの
は、動きを補正した方式変換が受入れられない結果を生
じると考えられる場合、例えば動きが余りに多様で十分
に解析できない場合又はシーン（場面）の変わり目にプ
ログレッシブ走査変換されたフレームを代用することが
できるからである。かような場合、最も近いプログレッ
シブ走査変換されたフレームを所要の出力フレームとし
て使用すると、無理なく受入れられる結果が得られる。

【００１３】プログレッシブ走査変換は、色々な方法で
行うことができる。例えば、先行フィールドの代用、３
つの空間的に連続するラインを調べる中間（median）濾
波処理（これら３つのラインは、時間的には２つの連続
フィールドからのものである。）、或いは、多方向線形
補間に続いて多勾配運動検出を用いる運動補正技法など
がある。しかし、本実施例では、動きに合せた（motion
adaptive ）プログレッシブ走査変換方法を使用するの
がよい。図３は、その方法の段階を示すブロック図であ
る。その概念は、全く静止した画像区域では、できる限
り多くの垂直情報を保持するためのフィールド間補間を
使用し、かなりの動きがある場合にフィールド内補間を
使用することである。これはまた、運動の滑らかな描写
を助ける。動きがこれら２つの極端の中間にある場面
（シーン）では、画像内にある局部的な動きを推定し、
フィールド間及びフィールド内補間を異なる比率で一緒
に混合するのにこれを使用する。これは、上述の欧州特
許出願明細書にもっと詳しく記載されている。

【００１４】図１に戻り、プログレッシブ走査変換器２
により作成された映像フレームは、運動ベクトルを導出
するのに使用する。運動ベクトルの導出（推定）は、２
つの段階より成る。まず、連続するフレームからサーチ
（検査）ブロックの相関関係を示す相関面を作る。これ
らの相関面を得たのち、これを調べて相関関係が最も大
きい位置（１つ又はそれ以上）を決定しなければならな
い。相関面を得るには幾つかの方法があるが、本実施例
では、直接ブロック突合せ法を採用した。

【００１５】直接ブロック突合せ器３の動作は、次のと
おりである。プロレッシブ走査変換された映像信号の連
続フレームから矩形状の画素アレイをそれぞれ含む２つ
のブロックを取り、その相関関係に基いて運動ベクトル
導出用の相関面を発生する。

【００１６】図４は、サーチ・ブロック及びサーチ区域
の例を示す説明図である。まず、同図に示すように、フ
レームＮから３２画素×２３ラインの大きさのサーチ・
ブロックと呼ぶ小さなブロック（区画）を取る。そし
て、次のフレーム（Ｎ＋１）から１２８画素×６９ライ
ンの大きさのサーチ区域と呼ぶもっと大きなブロックを
取る。図５は、サーチ・ブロックとサーチ区域の関係を
示す説明図である。同図に示すようにサーチ・ブロック
（ＳＢ）をサーチ区域（ＳＡ）内の考えられる各位置に
おき、その各位置に対し、２ブロック間の画素輝度レベ
ルの絶対差の和を計算する。この値は、その点において
導出する相関面の高さとして使用する。その高さは、サ
ーチ区域内のサーチ・ブロックの考えられる各位置に対
し他の同様に導出した値と共に、相関面を作るのに使用
する。図６に、相関面の一般例を示す。分かり易くする
ため、同図の相関面は反対にして示してあり、実際に必
要なのは最小点であるから、図６で必要な点は一番高い
所（ピーク）である。

【００１７】サーチ・ブロックの大きさは、動きの補正
に必要な対象物の一番小さい大きさを調べて選定する。
フレーム当たり６２５ライン、毎秒５０フィールドのＰ
ＡＬ信号に対しては、対象物内でなくサーチ・ブロック
内に周りの情報があっても、それが小さい対象物の追跡
に影響を与えないようにするためには、１６画素×８ラ
インの大きさのサーチ・ブロックが適当であることが分
かった。したがって、本実施例ではこれに近いものを採
用した。ただし、ＰＡＬ６２５／５０方式に比べてライ
ン当たりの能動画素数、フレーム当たりの能動ライン
数、ＨＤＶＳの縦横比が異なる点を考慮に入れて修正を
加えた。ＨＤＶＳを先にしてこれと比較した値を書く
と、次のとおりである。ライン当たり能動画素数１９２
０（７２０）、フレーム当たり能動ライン数１０３５
（５７５）、縦横比９：１６（３：４）。

【００１８】大きい対象物を追跡できるため、もっと大
きいサーチ・ブロックの使用に対する賛成論があること
を付け加えねばならない。他方、大きな対象物又は背景
区域の影響によって小さな対象物の影が薄くなるため、
もっと小さいサーチ・ブロックの使用に賛成する論もあ
る。また、小さいサーチ・ブロックの場合、各ブロック
から１つより多い運動ベクトルを導出する必要がないと
いう利点がある。ただ１つの運動ベクトルを導く方法が
１つより多くの運動ベクトルを導くより遙かに容易であ
るから、本実施例では、上述のように小さいサーチ・ブ
ロックで始め、十分な結果が得られない場合にサーチ・
ブロックを大きくすることにした。これは、小さいブロ
ックと大きいブロックの両方の利点を併有する。結果が
十分がどうかの判断基準は、あとで詳述する運動ベクト
ル推定器４（図１）に設定されており、そこで与えられ
た相関面から運動ベクトルを決定する。

【００１９】サーチ・ブロックを大きくしてゆくこの技
法は、大きい対象物を追跡するのに好都合であるばかり
でなく、周期性の規則的な形をもつ対象物の動きの追跡
を助けることもできる。

【００２０】サーチ・ブロックとサーチ区域は、相関面
が示唆する場合、ともに水平又は垂直方向に、或いは両
方向に大きくすることができる。

【００２１】次に、図１に戻り、運動ベクトル推定器４
について説明する。運動ベクトル推定器４は、１つのフ
レームの各サーチ・ブロックに対して発生した相関面
（図６）から、サーチ・ブロックとそれに対応するサー
チ区域との間のありそうなフレーム間運動を推定する。
分かり易いように、相関面に関する図面は全て逆に、す
なわち最小点をピークとして示してあることをもう１度
述べておく。

【００２２】運動ベクトル推定器４は、運動ベクトル決
定アルゴリズムを用いて各相関面における最小点を検出
する。これは、サーチ・ブロック及びサーチ区域間の最
大相関点を表し、したがって両者の間に起こりそうな動
きを示す。相関面上のこの最小点の原点、この場合は相
関面の中心に対する変位は、動きをフレーム当たりの画
素で直接表したものである。相関面がただ１つの明瞭な
最小点を有する最も簡単な場合、相関面上の最小点を検
出するだけで十分正確にサーチ・ブロック及びサーチ区
域間の動きを決定できる。上述のように、小さいサーチ
・ブロックを使用すると、動きの検出及び運動推定の正
確度は改善されるが、小さな１つのサーチ・ブロックで
は後述する幾つかの状況において動きを検出することが
できない。

【００２３】図７は、３つのサーチ・ブロックに跨る運
動体を示す説明図である。同図は、フレーム（ｔ）にお
ける３つのサーチ・ブロック１Ａ，２Ａ，３Ａに跨る運
動ベクトル（５，０）をもつ物体（対象物）を示す。サ
ーチ・ブロック１Ａ及び３Ａをそれぞれ次のフレーム
（ｔ＋１）におけるサーチ区域１Ｂ及び３Ｂと対応させ
ると、その相関面は図８のような（５，０）に最小点を
もつものとなる。（これは、無雑音映像源を想定してい
る。）しかし、サーチ・ブロック２Ａをそのサーチ区域
２Ｂと対応させると、その相関面は図９のようになる。
すなわち、サーチ・ブロック２Ａは、サーチ区域２Ｂと
ｙ軸方向のあらゆる点で大きな相関関係をもつ。したが
って、相関面に最小点がただ１つではなくなり、サーチ
・ブロック２Ａとサーチ区域２Ｂ間の動きを決定できな
い。

【００２４】しかし、いまサーチ・ブロック２Ａを最初
の３つのサーチ・ブロック１Ａ，２Ａ，３Ａの全部を含
むように大きくした場合を考える。大きくしたサーチ・
ブロック２Ａを最初の３サーチ区域１Ｂ，２Ｂ，３Ｂを
含むサーチ区域と対応させると、得られる相関面は図１
０のようになる。これには、最初のサーチ・ブロック２
Ａの正確な動きを示すただ１つの最小点（５，０）が見
られる。この例は、動きを正確に検出するためには原映
像に或る特有の特徴をもたせる必要があることを示して
いる。すなわち、サーチ・ブロック１Ａ及び３Ａは共
に、特有な垂直及び水平方向の特徴、すなわち対象物の
端縁を有し、これにより動きを決定できる。これに対
し、サーチ・ブロック２Ａは特有な垂直方向の特徴を有
するが、水平方向には何も特有な特徴がなく、したがっ
て水平方向の動きが決定できない。しかし、サーチ・ブ
ロックをそれが水平及び垂直両方向に特有の特徴を包含
するようになるまで拡大すれば、そのサーチ・ブロック
に対する動きを完全に決定することができる。また、サ
ーチ・ブロックの拡大は、原映像に雑音が考えられる場
合にも有益である。

【００２５】次に、図１１に示すような別の例を考え
る。これは、運動ベクトルが（５，３）であるサーチ・
ブロックに対する相関面を示す。しかし、サーチ・ブロ
ックとサーチ区域の間に生じた多くの他の相関関係によ
り、本当の動きを検出するのが困難である。かような相
関面を生じる可能性のある原映像の例としては、風と共
に動いているコントラストの低い木が挙げられる。い
ま、サーチ・ブロックとサーチ区域を拡大することを考
える。拡大は、前の例のように水平方向に行っても、或
いは垂直方向でも、更に両方向に行ってもよい。隣接し
たサーチ・ブロックが同じ動きを有するものとすれば、
得られる相関面は平均化効果を受けて、（５，３）にお
ける最小点の大きさが他の相関ピークの大きさより大き
な比率で増加する。これを図１２に示す。これより、正
確な運動ベクトルの検出がより容易となることが分かる
であろう。

【００２６】次に、図７を参照して更にサーチ・ブロッ
クの拡大の仕方を考える。前は、サーチ・ブロック２Ａ
の面積をサーチ・ブロック１Ａ及び３Ａを包含するよう
に拡大して、図１０に示したような相関面を得た。実際
上、得られた相関面は、サーチ・ブロック１Ａ，２Ａ，
３Ａに対応する３つの相関面を直接加え合せて生じてい
る。各相関面を点の大きさのマトリックス（行列）と考
えると、拡大したサーチ・ブロック２Ａの相関面は、最
初のサーチ・ブロック１Ａ，２Ａ，３Ａの相関面のマト
リックスを加えたものである。

【００２７】サーチ・ブロック２Ａの面積は、その上下
のサーチ・ブロックの相関面を加えることにより垂直方
向に拡大することもできるが、サーチ・ブロック２Ａを
水平及び垂直の両方向に拡大しようとすれば、横と斜め
の４つの相関面をも同様に加えなければならない。これ
より、実際にサーチ・ブロックを隣接サーチ・ブロック
を包含するよう拡大する仕方は比較的容易であることが
分かるであろうが、難しいのはいつ拡大すべきか、また
どの隣接サーチ・ブロックを含めるべきかを決めること
である。基本的な答えは、良好な最小点すなわち良好な
運動ベクトルが検出されるまでサーチ・ブロックの面積
を拡大すべきである、ということである。したがって、
運動ベクトルをいつ良好な運動ベクトルと考えるかを決
める必要があり、これは、実際には上述の例から推定す
ることができる。

【００２８】図７〜１０の上述した例では、対象物の水
平方向に特有な特徴を包含させてただ１つの最小点を得
るためにサーチ・ブロックを水平方向に拡大する必要が
あった。この状態は、図９の相関面における同じ最小点
の列と図１０の相関面におけるただ１つの最小点とでよ
く表されている。これより、良好な最小点に対する第１
の判断基準が得られる。すなわち、良好な最小点は、相
関面上における大きさが最小の点で、その点の大きさと
その次に小さい点の大きさとの差が一定値を越えるもの
である。この一定値は閾（しきい）値として知られてお
り、したがって、以後このテストを閾テストと呼ぶこと
にする。

【００２９】次の最小（次に小さい）点は、後述のリン
グテストと呼ぶもう１つのテストの範囲内で生じないよ
うにされる。３つのリングを用いるリングテストの場
合、次の最小点は、その点の３画素以内の所から生じな
いようにされる。図７〜１０の例では、図９の相関面は
閾テストに合格せず、したがってサーチ・ブロック２Ａ
を拡大して適当な閾値を与えると、図１０の相関面は閾
テストに合格することになる。

【００３０】閾テストはまた、上述した図１１及び図１
２の例においてサーチ・ブロックを拡大させるのに使用
することもできる。サーチ・ブロックを拡大する前は、
周りの点の大きさが非常に似ているため、正確な最小点
は検出不能である。すなわち、適当な閾値を与えると、
その相関面は閾テストに合格しないであろう。そこで、
サーチ・ブロックを拡大させるのである。その結果、他
の類似点の中にある最小点を検出することが可能となる
であろう。

【００３１】閾値を用いるテストは主観的なものである
が、テストされる相関面に対する正しい閾は、これを相
関面内の大きさの幅（限度）に対する比として規準化す
ることにより選択することができる。これはまた、例え
ば映像源のコントラストの効果をも教えてくれる。

【００３２】前に簡単に述べたリングテストについて、
更に説明する。リングテストは、良好な最小（又は最
大）点はその周りに大きさが増加（又は減少）する点が
あるという考えに基いている。図１３はこの考えを示す
もので、周りの３つのリングの点の平均の大きさが減少
している所（０，０）に最小点がある。図１４に示す相
関面は、リング、特に内側から２番目のリングが減少す
る平均の大きさを有しない点でこれと異なっている。

【００３３】この場合、リングテストによって決まる良
好な最小点に対する判断基準は、平均勾配が単調なこと
である。したがって、該最小点の周りの点の予め定めた
数のリングについて、各リングの（点の）平均の大きさ
は、一番内側のリングから外側にゆくに従って前のリン
グの大きさより大きくならなければならない。再び図７
〜１０の例に戻ると、図９及び１０から、図９の相関面
はリングテストに合格しないが、図１０の相関面はリン
グテストに合格することが分かるであろう。リングテス
トは、個々の大きさでなく平均の大きさを比較するの
で、閾テストより主観的ではない。リングテストでの唯
一の変数は、考えられるリングの数だけである。

【００３４】サーチ・ブロック拡大の手法について既に
述べたが、次に、相関面の形を調べることにより、サー
チ・ブロックを拡大すべき最も効果的な方向を決定する
方法を考える。

【００３５】再び図９に戻ると、この相関面は、垂直方
向に特有な特徴があるが、水平方向に特有な特徴がない
場合に生じるものである。このため、相関面において、
水平方向に多くの相関関係があることにより最小点が相
関面を横切って水平方向に延びる結果となる。これよ
り、サーチ・ブロックを水平方向に拡大すべきことが推
論できる。逆に、相関関係の多い線が垂直方向に伸びる
ときは、サーチ・ブロックを垂直方向に拡大する必要が
あることを示し、相関関係の多い所が円形に集合してい
るときは、サーチ・ブロックを水平及び垂直の両方向に
拡大する必要があることを示す。

【００３６】この判断基準を用いてサーチ・ブロックを
どの方向に拡大すべきかを決めるため、相関面の形状を
量的に測る必要がある。この測定は、次のようにして行
う。最初に、閾（しきい）を決める。相関面においてこ
の閾より低い点を考える。この閾は、閾テストで用いた
ものと同様、相関面内の大きさの限度に対する比として
規準化する。この閾を使用し、相関面上の点を４つの特
別な段階で順に調べる。各段階で、相関面値が閾より下
になる点に注意する。図１５は、サーチ・ブロックの拡
大方向を決める方法を示す説明図で、これら４つの段階
を示している。上，下，左及び右の番号１，２，３及び
４は、これら４段階を指し、陰影区域は閾より下の点を
示す。

【００３７】段階１ 相関面の上部から下方へ閾より下の点Ａを探す。 段階２ 相関面の下部から上方へ閾より下の点Ｃを探す。 段階３ 相関面の左から右へ閾より下の点Ｄを探す。 段階４ 相関面の左から右へ閾より下の点Ｄを探す。

【００３８】こうして得られた４つの点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の位置を用い、図１５に示す２つの寸法Ｘ，Ｙを計算す
る。これらの寸法Ｘ，Ｙは、上記閾値より下の点を包含
する陰影区域の大きさを示す。よって、寸法Ｘ，Ｙよ
り、形状がｙ方向よりｘ方向に長いか又はその逆である
か、或いは形状が円に近いかどうかを推定することがで
きる。形状の推定においては、最小限の差を例えば１０
％とする。すなわち、形状がｘ方向に長いとするには、
寸法Ｘが寸法Ｙより最小限１０％大きくなければならな
い。ｙ方向についても、同様である。寸法Ｘ，Ｙの差が
互いに１０％内である場合、形状を円と考え、サーチ・
ブロックを両方向に拡大する。図１５の例では、寸法Ｘ
が寸法Ｙより大きく、したがってサーチ・ブロックはｘ
すなわち水平方向に拡大される。

【００３９】サーチ・ブロックの拡大は、１つ以上の拡
大限界に達するまで続けられる。これらの限界とは、相
関面における最小点が閾テスト及びリングテストの両方
に合格すること、映像フレームの端縁に達すること、又
はサーチ・ブロックが既に水平及び垂直方向に所定回数
拡大されたことである。この最後の限界は、ハードウエ
アによって決まる。すなわち、使用できる時間内で行え
る処理量によって制限される。本発明による実施例で
は、この限界は水平方向が２回、垂直方向が１回に設定
された。

【００４０】相関面における最小点が閾テスト及びリン
グテストの両方に合格すると、良好な運動ベクトルが決
定されたと見なして運動ベクトル減少器５（図１）に送
ることができる。しかし、映像フレームの端縁に達する
か、又はサーチ・ブロックが既に水平及び垂直方向に所
定回数拡大された場合は、その特定のサーチ・ブロック
では良好な運動ベクトルが決定されなかったと見なし、
良好な運動ベクトルを決定しようとせずに加重（重み付
け）により最も役に立つ（best available）運動ベクト
ルを決定する。

【００４１】相関面の加重は、静止すなわち中心運動ベ
クトルに向かって最も役に立つ運動ベクトルが選択され
るように行われる。これは、２つの理由からである。第
１は、サーチ・ブロックが拡大後も原映像の大きな平凡
な区域の一部である場合、良好な運動ベクトルを検出で
きないであろうということである。しかし、原映像が平
凡な区域であれば、静止運動ベクトルは、あとの処理に
おいて正確な結果を導くことになる。第２に、加重は、
非常に間違った運動ベクトルが運動ベクトル減少器５
（図１）に送られる可能性を減じるよう設計されること
である。これは、良好な運動ベクトルを決定できないと
き、大きな不正確な運動ベクトルより小さな不正確な運
動ベクトルの方がよいという理由から行われる。

【００４２】図１６は、相関面の加重方法の例を示す説
明図である。この例では、相関面上の与えられた点に加
える重みは、静止の中心運動ベクトルからその点までの
距離に正比例する。相関面上のその点の大きさには、加
重係数が乗ぜられる。例えば、その加重作用の勾配は、
中心の静止運動ベクトルからプラス又はマイナス３２画
素の点が３の係数を乗ぜられるようなものがよい。いい
かえると、図１６に示すように、中心の静止運動ベクト
ルを黒い円で示すとき、その加重作用は中心の静止運動
ベクトルを中心とする逆円錐形になる。

【００４３】相関面に加重を施したのち、これを再び閾
テスト及びリングテストにかける。これらのテストに合
格する最小点が決まると、それを良好な運動ベクトルと
見なし、それに良好な運動ベクトルであるが加重を用い
たことを示す標識を付ける。この標識は、運動ベクトル
と共に運動ベクトル減少器５（図１）に送られる。他
方、良好な運動ベクトルも、最も役に立つ運動ベクトル
を加重後も決定できない場合、このサーチ・ブロックに
対し運動ベクトル減少器５に送られる運動ベクトルはど
れも不良運動ベクトルであることを示す標識を付ける。
これは、不良運動ベクトルを運動ベクトル減少処理に使
用してはならず、後述のように代わりを用いなければな
らないために行うものである。

【００４４】要約すると、運動ベクトル推定器４（図
１）の作用は、直接ブロック突合せ器３（図１）により
発生された相関面より最も相関関係がある点、すなわち
最小点を導出することである。それから、この最小点を
閾テスト及びリングテストにかける。これら２つのテス
トは、サーチ・ブロックの動きを表すとするために最小
点が合格しなければならないものである。閾テスト及び
リングテストに用いる閾は、絶対値又は比率値のいずれ
でもよい。その最小点がどちらかのテストに不合格の場
合、そのサーチ・ブロックを拡大し、新しい最小点を決
定し、再び閾テスト及びリングテストを行う。相関面の
形状から、サーチ・ブロックを拡大すべき最も効果的な
方向を決定する。

【００４５】次に、図１に戻り、運動ベクトル減少器５
について説明する。運動ベクトル減少器５は運動ベクト
ル減少処理を行う。ＨＤＶＳを使用し、各サーチ・ブロ
ックを３２画素×２３ラインと想定すると、運動ベクト
ルが最大２４５１個に達することが考えられる。サーチ
・ブロックの大きさは、解像度の維持とハードウエアの
余剰回避との両要求に妥協して選択する。仮に、これら
すべての運動ベクトルが運動ベクトル選択器６に送られ
るとすると、運動ベクトル選択の仕事は、処理量が多す
ぎて実行できないであろう。この問題を克服するため、
運動ベクトル推定器４及び運動ベクトル選択器６間に運
動ベクトル減少器５を設ける。運動ベクトル減少器５
は、運動ベクトル推定器４により当該フレームに対して
発生される全運動ベクトルのうち、該フレームの各サー
チ・ブロックに対し、境界部分にあるものを含めて、例
えば４つの運動ベクトルだけを取り出して運動ベクトル
選択器６に与える。この作用は、２つある。１つは、正
確な運動ベクトルの選択が容易になることである。それ
は、運動ベクトル選択器６に送られる４つの運動ベクト
ルの中から選べばよいからである。しかし、２つ目は、
その４つのうちの１つとして正確な運動ベクトルが送ら
れない場合、運動ベクトル選択器６は正しい運動ベクト
ルを選択できないことである。したがって、運動ベクト
ル減少器５は、運動ベクトル選択器６に送るものの中に
正確な運動ベクトルが含まれることを確認する必要があ
る。また、運動ベクトル減少器５により４つの運動ベク
トルが運動ベクトル選択器６に送られるものの、これら
の３つのみが実際に動きを表し、４番目の運動ベクトル
は常に静止運動ベクトルである。これは、運動ベクトル
選択器６が動きを表す運動ベクトルを静止画素に適用す
ることを強制されないように、含めるものである。他の
数の運動ベクトルを運動ベクトル選択器６に送ってもよ
く、例えば、動きを表す４つの運動ベクトルと静止運動
ベクトルとを送ってもよい。

【００４６】以後「サンプル・ブロック」の用語は、各
画素が運動ベクトル減少器５による４つの運動ベクトル
を有する映像フレームにおけるブロックを指すものとす
る。したがって、サンプル・ブロックは、拡大される前
のサーチ・ブロックと同じであり、映像フレームにおい
てサンプル・ブロックとサーチ・ブロックの最初の位置
は同じである。

【００４７】運動ベクトル減少器５（図１）は、運動ベ
クトル推定器４（図１）より運動ベクトル及び標識を受
け、標識を調べることによりその運動ベクトルの質を決
める。運動ベクトルが不明瞭な面から導出されたもので
ない、すなわち高度の確実性がある場合、良好な運動ベ
クトルとされ、若干の不明瞭性があると、その運動ベク
トルは不良運動ベクトルとされる。運動ベクトル減少処
理において、不良運動ベクトルとされた運動ベクトルは
すべて無視される。それは、不正確な運動ベクトルが運
動ベクトル選択器６（図１）に送られ、そのため不良運
動ベクトルが選択されてはならないからである。かよう
な選択が行われると、一般に最終画面に偽（にせ）の点
を生じ、これは非常に目障りになる。

【００４８】運動ベクトル減少器５に供給される各運動
ベクトルは、特定のサーチ・ブロックしたがって特定の
サンプル・ブロックから得られたもので、それらの位置
は運動ベクトルと共に示されている。不良運動ベクトル
に分類された運動ベクトルはどれも無視されるので、す
べてのサンプル・ブロックが必ずしもその位置にあるサ
ーチ・ブロックから導出される運動ベクトルを有するわ
けではない。良好な運動ベクトルに分類され、特定のサ
ーチ・ブロックしたがって特定のサンプル・ブロックに
関する運動ベクトルは、局部運動ベクトルと呼ぶ。それ
らは、サンプル・ブロックが得られた区域において導出
したものであるからである。これに加え、もう１つの運
動ベクトル減少処理において、良好運動ベクトルを導出
するのに用いたサーチ・ブロックの実際の位置を考える
ことなく、各良好運動ベクトルが発生する頻度を計数す
る。これらの運動ベクトルは、頻度が減少する順に格付
けして共通運動ベクトルと呼ぶ。３つの共通運動ベクト
ルしか使用できない最悪の場合、これらを静止運動ベク
トルと組み合わせて４つの運動ベクトルを作り、運動ベ
クトル選択器６（図１）に送る。しかし、３つより多く
の共通運動ベクトルがあることが多いので、その数を減
らして全体的（global）運動ベクトルと呼ぶ共通運動ベ
クトルの組を作る。

【００４９】共通運動ベクトルの数を減らす簡単な方法
は、最も頻度が高い３つの共通運動ベクトルを使用し、
残りを無視することである。しかし、３つの最も頻度の
高い共通運動ベクトルは、最初互いに垂直及び（又は）
水平方向のプラス又はマイナス１画素運動以内にあった
３つの運動ベクトルであることが多い。いいかえると、
これら共通運動ベクトルはすべて僅かな差の同じ動きを
追うものであり、無視された他の共通運動ベクトルは他
の異なる動きを追うものである。

【００５０】１つの場面における動きの全部又は大部分
を表す共通運動ベクトルを選択するためには、同じ動き
を表す全体的運動ベクトルを選択することを避ける必要
がある。したがって、実際に採用する方策は、まず最も
頻繁に生じる３つの共通運動ベクトルを取り、それの中
で最も頻度の少ないものが、他の２つの共通運動ベクト
ルのどちらかのプラス又はマイナス１画素の垂直運動及
び（又は）プラス又はマイナス１画素の水平運動以内に
あるかどうかを調べることである。そうである場合はそ
れを退け、その代わりに次に最も頻繁に生じる共通運動
ベクトルを選ぶ。この処理は、最も頻繁に生じる共通運
動ベクトルの全部に対し、互いに類似しない３つの共通
運動ベクトルが存在するか、或いは３つ以下の共通運動
ベクトルが残されるまで続ける。しかし、なお３つより
多くの共通運動ベクトルが残っている場合、今度は、そ
れらの中で最も頻度の少ないものが他のプラス又はマイ
ナス２画素の垂直運動及び（又は）プラス又はマイナス
２画素の水平運動以内にあるかどうかを調べながら、そ
の処理を繰返す。そして、必要に応じ距離を増してこれ
を続ける。これら３つの共通運動ベクトルは所要の全体
的運動ベクトルであり、これらが頻度の順になお格付け
されている点は、重要なことである。

【００５１】運動ベクトル減少処理及び映像フレームの
サンプル・ブロックを考える場合、３つの異なるタイプ
のサンプル・ブロックに目を向ける必要がある。これら
のタイプは、映像フレームにおけるそれらの実際の位置
に関係しており、図１７に領域として示す。領域Ａは、
全体が他のサンプル・ブロックにより囲まれ画像の境界
に近くないサンプル・ブロックより成る。領域Ｂは、部
分的に他のサンプル・ブロックに囲まれ画像の境界に近
くないサンプル・ブロックを包含する。領域Ｃは、画像
の境界に近いサンプル・ブロックを包含する。これらの
各領域に対して使用する運動ベクトル減少アルゴリズム
は、それぞれ異なる。これらのアルゴリズムをこれより
述べるが、まず第１にその映像フレームにおける幾つか
のサンプル・ブロックに対し良好な運動ベクトルが存在
することを繰返しておく。そして、補助的に、その場面
における主な動きを表す３つの全体的（global）運動ベ
クトルがある。これらの運動ベクトルを選択し、各サン
プル・ブロックに対し静止運動ベクトルと共に３つの運
動ベクトルを送るのに使用する。

【００５２】図１８は、領域Ａにおける運動ベクトルの
減少を示す説明図である。これは、調べるべき運動ベク
トルの数が最も多いので、取扱いが一番複雑である。図
１８には、他のサンプル・ブロックａ〜ｈにより囲まれ
陰影を施した中心サンプル・ブロックを示す。最初に、
局部的に導出された運動ベクトルについて、それが良好
な運動ベクトルに分類されたかどうかを調べる。そうで
あり、且つ静止運動ベクトルと同じでない場合、それは
合格となる。しかし、これらのテストのどちらかに不合
格であれば、それは無視される。次に、サンプル・ブロ
ックｄに対応する運動ベクトルについて、それが良好な
運動ベクトルとして分類されたかどうかを調べる。そう
であり、且つ既に選択された運動ベクトルと同じでな
く、静止運動ベクトルとも同じでないならば、それも合
格となる。これらのテストのどれかに不合格ならば、そ
れも無視される。この処理は、ｅ，ｂ，ｇ，ａ，ｈ，
ｃ，ｆの順に同様に続けられる。静止運動ベクトルを含
まない３つの運動ベクトルが得られると、直ちにアルゴ
リズムは停止する。それは、そのサンプル・ブロックに
対する所要の運動ベクトル選択が終わるからである。し
かし、これらのチェックを全部行っても３つの良好な運
動ベクトルが得られないことがある。その場合、残りの
空白を全体的運動ベクトルで埋めるが、より頻度の高い
全体的運動ベクトルに優先権が与えられる。

【００５３】図１９は、領域Ｂにおける運動ベクトルの
減少を示す。領域Ｂにおけるサンプル・ブロックは、領
域Ａにおけるものと同じであるが、他のサンプル・ブロ
ックで周りを全部囲まれていない点が異なる。したがっ
て、これらのサンプル・ブロックに加える処理は、領域
Ａにおける場合と全く同じである。ただ、周りのすべて
のサンプル・ブロックにおいて探すことができない点が
異なる。したがって、図２２に示すように、サンプル・
ブロックａ〜ｅに対する運動ベクトルのチェックができ
るだけであり、運動ベクトルに対し空白が残っておれ
ば、前と同様に全体的運動ベクトルで埋める。同様に、
図１９における陰影付きサンプル・ブロックが２位置だ
け左に移動すると、全体的運動ベクトルに頼る前に３つ
の隣接する周りのブロックのみチェックすればよいこと
が分かるであろう。

【００５４】図２０は、領域Ｃにおける運動ベクトルの
減少を示す。これは、サンプル・ブロックが局部的に導
出された運動ベクトルをもたず、周りにその運動ベクト
ルを使用できる多くのサンプル・ブロックもないので、
最も取扱いが難しい。この問題を取扱う最も簡単な方法
は、単に、領域Ｃのサンプル・ブロックに静止運動ベク
トルと共に全体的運動ベクトルを与えることである。し
かし、そうすると、領域Ｂの隣接サンプル・ブロックと
比べ領域Ｃのサンプル・ブロックに与えられる運動ベク
トルが急激に変わるため、得られる画像にブロック状
（a block-like）の影響が出ることに気付いた。したが
って、好ましい方策は、この急激な変化を避けるため、
領域Ｃのサンプル・ブロックに対し、領域Ｂのサンプル
・ブロックに用いたものと同じ運動ベクトルを用いるこ
とである。領域Ｃの各サンプル・ブロックに、物理的に
最も近い領域Ｂのサンプル・ブロックと同じ運動ベクト
ルを割当てるのがよい。したがって、図２０の例におい
ては、領域Ｃの陰影付き各サンプル・ブロックに領域Ｂ
のサンプル・ブロックと同じ運動ベクトルを与える。こ
うすると、よい結果が得られることが分かった。

【００５５】次に、図１に戻り、運動ベクトル選択器６
について説明する。運動ベクトル選択器６の目的は、こ
れに供給される４つの運動ベクトルの１つをサンプル・
ブロック内の各画素に割り当てることである。こうし
て、運動ベクトルは、対象物の外形に正確にマッピング
される。この割り当て方法は、特に微細部の周りの背景
が正確な運動ベクトルにより生じるものよりよくマッチ
する（よく合う）ことがないように行われる。

【００５６】図２１は、本発明による運動ベクトル選択
方法を示す説明図である。同図に示すように、運動ベク
トルの選択には２フレームの運動ベクトルを使用する。
１つの運動ベクトル・フレーム（入力フレーム１）を基
準フレームとし、これに続くフレーム（入力フレーム
２）を使用する。出力フレームの位置は、運動ベクトル
の２入力フレームの間のどこかになる。この出力フレー
ムにおける各出力画素位置に対して、考えられる４つの
運動ベクトルをテストする。テストされる運動ベクトル
の角度で出力画素位置を通って引かれる線は、入力フレ
ーム１における１つの位置と入力フレーム２における１
つの位置とを指示する。

【００５７】考えられる最大の大きさ（本実施例では、
これは１６画素の長さである。）までのあらゆる大きさ
の運動ベクトルに対し、入力フレーム１及び入力フレー
ム２の上にそれぞれ指示された位置を中心とする１６画
素（水平方向）×８画素（垂直方向）の２つのブロック
を求め、比較を行う。これを、図２１に、大きさを１５
画素長と仮定したベクトル１を例にとって示す。比較
は、２つのブロックにおける対応位置の画素の輝度値の
差を取り、これらの差を加算して２ブロック間の絶対差
の和を得ることにより、行う。これを４つの運動ベクト
ルの各々に対して繰返す。これらの各運動ベクトルは、
勿論入力フレーム１及び２上の異なる２位置を指示す
る。したがって、比較するブロックは異なるものとな
る。こうして導出した４つの絶対差の和が最も小さいも
のが、４つの運動ベクトルのうちどれが出力画素位置に
最も正確な結果を与えるかを示す。そして、その運動ベ
クトルを運動ベクトルあと処理器７（図１）に前送りす
る。これは、運動ベクトルに１〜４の番号を付け、これ
らをその番号で識別して行うのが便利である。ただし、
それらを実際に使用しようとする場合は除く。

【００５８】或る選択値までのすべての大きさの運動ベ
クトルに対してこの方法を用いる場合は、修正を加え
る。これについて簡単に述べる。本実施例では、この選
択値を８画素長とする。これはたまたま考えられる最大
の大きさの半分であるが、他の異なる値を選択すること
もできる。

【００５９】修正の目的は、大きい（１６画素×８画
素）ブロックを使用することにより、特に動きが小さい
ときに微小な細部が失われることを防ぐためであり、こ
の修正は、運動ベクトルの大きさが比較的小さい場合に
重みを加える（加重）作用をする。

【００６０】これを達成するため、８画素長までのすべ
ての運動ベクトルに対し、入力フレーム１及び入力フレ
ーム２の上でそれぞれ指示された位置を中心とする４画
素（水平方向）×４画素（垂直方向）のブロックを、上
述の１６画素×８画素ブロックの外に、比較のために求
める。これを、図２１に、大きさを５画素長と仮定した
ベクトル２を例として示す。これらの運動ベクトルの場
合、上記絶対差の和は、小さいブロック（４×４）に対
する絶対差の和及び大きいブロック（１６×８）に対す
る絶対差の和として導出し、その絶対差の総和を規準化
（１６×８を乗じ、１６×８＋４×４で割る。）して、
最初に述べた大きいブロック（１６×８）のみを用いて
導出した絶対差の和のどれともレベルを比較できるよう
にする。これを中心加重と呼ぶことにする。

【００６１】上記ブロックの大きさ（１６×８及び４×
４）は、勿論臨界的なものではなく、特定の方式変換又
は変換しようとする特定の内容に適するように変えるこ
とができる。

【００６２】次に、図２２により運動ベクトル選択器６
（図１）の例を詳述する。ハードウエアの構成の都合と
所要の動作速度（本例では実時間）を達成するため、図
２２に示す回路は２４回の反復を行う。すなわち、各フ
レームを処理のために１２のセグメント（画像部分）に
分割し、フレーム繰返し率を毎秒２５とする。そうする
と、毎秒５０フレームを処理するのに必要な反復回数は
２×１２回となる。

【００６３】図２２の回路は、基準読出しアドレス発生
器２０、アドレス・シフト回路２１、マッピング・メモ
リ２２、画像部分メモリ２３及び２４、ブロック突合せ
器２５及び２６、加算器２７、規準化器２８、選択器２
９、記憶・比較器３０を有し、これらは、図示のように
相互接続され、次のような動作をする。

【００６４】まず、入力フレーム１及び入力フレーム２
の対応する画像部分をそれぞれ画像部分メモリ２３及び
２４に入れる。各画像部分は、該フレームのライン数の
１／１２より十分に多いラインを含め、ブロックの処理
に必要な重複部分を設けるようにする。画像部分が記憶
されると、ブロック突合せ器２５及び２６は、マッピン
グ・メモリ２２に記憶されている４つの運動ベクトルの
各々に対して、直ちに上述のような絶対差の和を導出し
始める。動作の便宜上、両方の絶対差の和を運動ベクト
ルのすべての大きさから導出する。ブロック突合せ器２
５により導出された絶対差の和は、直接選択器２９に供
給し、ブロック突合せ器２５及び２６により導出された
絶対差の和は、加算器２７により加算し、規準化器２８
により規準化して選択器２９に供給する。選択器２９
は、マッピング・メモリ２２から供給される制御信号に
従い、記憶・比較器３０に供給すべき絶対差の和を選択
する。この制御信号は、当該運動ベクトルが選択値より
上か下かを指示するものである。

【００６５】４つの運動ベクトルの各群に対し、記憶・
比較器３０は、第１の運動ベクトルに対応する絶対差の
和を記憶する。第２の運動ベクトルに対応する絶対差の
和を受けると、記憶・比較器３０は、両者を比較して小
さい方を記憶し、これを第４の運動ベクトルに対応する
絶対差の和まで続ける。そして、４つのうち最小のもの
を、絶対差の和の最小値が導出された運動ベクトルの番
号の形で、出力として供給する。この出力は、運動ベク
トルあと処理器７（図１）に供給する。

【００６６】運動ベクトル選択のあと、殆ど確実にどの
実際の画像状態においても幾つかの画素に対応する偽の
運動ベクトルが若干残る。かかる偽の信号ベクトルは、
ただ１つの画素が周りの画素の全部と異なる運動ベクト
ルをもつ場合特異点に、水平線上の３つの画素が周りの
画素と異なる運動ベクトルをもつ場合水平運動ベクトル
・インパルスに、垂直線上の３つの画素が周りの画素と
異なる運動ベクトルをもつ場合垂直運動ベクトル・イン
パルスに、対角線上の３つの画素が周りの画素と異なる
運動ベクトルをもつ場合対角線運動ベクトル・インパル
スに、直立十字形に配置された５つの画素が周りのすべ
ての画素と異なる運動ベクトルをもつ場合水平プラス垂
直運動ベクトル・インパルスに、斜め十字形に配置され
た５つの画素が周りのすべての画素と異なる運動ベクト
ルをもつ場合２対角線運動ベクトル・インパルスに存在
すると考えられる。

【００６７】上記６つの部類に該当する画素運動ベクト
ルは、実際に本当の画像には属せず、不正確な運動ベク
トルを選択した結果生じたものである。かような運動ベ
クトルを補間過程で使用すると、最終出力画像に点を生
じることがあり、したがって、かような運動ベクトルを
識別して除去するのがよい。これは、上述の運動ベクト
ル群をすべて検出し標識を付けるアルゴリズムを用いて
行う。

【００６８】不良運動ベクトルを識別すると、それらを
修復する必要があり、これは、運動ベクトルあと処理器
７（図１）によって行われる。補間や大多数の代用など
種々の方法を使用しうるが、実際には簡単な置換により
好結果が得られることが分かった。

【００６９】再び図１に戻り、各画素に対し最終的に選
択された運動ベクトルは、運動ベクトルあと処理器７を
介して補間器８に供給され、該補間器にはまた、プログ
レッシブ走査変換器２よりプログレッシブ走査変換され
た毎秒６０フレームの映像フレームが供給される。補間
器８は、図３１に示すように、２つのプログレッシブ走
査変換されたフレームのみを用いる比較的簡単なもので
ある。連続する入力フレーム、フレーム１及び２に対す
る出力フレームの時間的位置と、出力フレームにおける
画素に対する運動ベクトルとを用い、補間器８は、公知
のように、正確な出力画素値を作るため第１フレームの
どの部分を第２フレームのどの部分とどんな重みを付け
て組合せるかを決定する。いいかえると、補間器８は、
運動ベクトルに従う運動方向に沿って適当な補間を行
い、毎秒２４フレームに対応する動きが補正されたプロ
グレッシブ走査フレームを作成する。運動ベクトルは画
素の輝度値のみを用いて導出されたものであるが、同じ
運動ベクトルを所要の出力画素の色（クロミナンス）値
を導出するのに使用する。所要の出力を生ずるのに、各
フレームから８×８画素アレイを用いる。したがって、
補間器８は、２次元的垂直及び水平方向補間器であり、
補間器８で使用する計数は、レメズ（Remez ）交換アル
ゴリズムを用いて導出できる。このアルゴリズムについ
ては、プレンティス−ホール・インコーポレイテッド社
発行ローレンス・アール・ラビナー及びバーナード・ゴ
ールド著「ディジタル信号処理の理論と応用」１３６〜
１４０頁及び２２７頁に詳述されている。

【００７０】図２３は、補間器８の動作を示す説明図
で、３つの異なる場合の補間動作が示されている。左側
の第１の場合は非遮蔽又は遮蔽の面がない場合であり、
中央の第２の場合は遮蔽面がある場合、右側の第３の場
合は非遮蔽面がある場合である。遮蔽面の場合、補間に
はフレーム１のみを用いるが、非遮蔽面の場合、補間に
はフレーム２のみを用いる。

【００７１】補間器８に、動きを補正しない補間に省略
時（default ）を与えることができる。その場合、時間
的に最も近いプログレッシブ走査変換されたフレームが
用いられる。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、ハードウエアの量を減
少させると共に装置を実時間で動作させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方式変換装置の実施例の概略を示すブロ
ック図である。

【図２】プログレッシブ走査変換の説明図である。

【図３】動きに合せたプログレッシブ走査変換の段階例
を示すブロック図である。

【図４】サーチ・ブロック及びサーチ区域の例を示す説
明図である。

【図５】サーチ・ブロックとサーチ区域の関係を示す説
明図である。

【図６】相関面の一般例を示す斜視図である。

【図７】３つのサーチ・ブロックに跨る運動体を示す説
明図である。

【図８】図７から得られる相関面の第１例を示す斜視図
である。

【図９】図７から得られる相関面の第２例を示す斜視図
である。

【図１０】図７から得られる相関面の第３例を示す斜視
図である。

【図１１】相関面の特殊な例を示す斜視図である。

【図１２】改善後の図１１の相関面を示す斜視図であ
る。

【図１３】リングテスト説明用相関面の第１例を示す斜
視図である。

【図１４】リングテスト説明用相関面の第２例を示す斜
視図である。

【図１５】サーチ・ブロックの拡大方向の決め方を示す
説明図である。

【図１６】相関面の加重方法を示す説明図である。

【図１７】映像フレームにおける運動ベクトル領域を示
す説明図である。

【図１８】映像フレームのＡ領域における運動ベクトル
減少説明図である。

【図１９】映像フレームのＢ領域における運動ベクトル
減少説明図である。

【図２０】映像フレームのＣ領域における運動ベクトル
減少説明図である。

【図２１】本発明による運動ベクトル選択方法を示す説
明図である。

【図２２】本発明に用いる運動ベクトル選択器の例を示
すブロック図である。

【図２３】補間器の動作を示す説明図である。

【符号の説明】

３ 運動ベクトル導出手段 ２５ テスト手段 ２６〜２８ 中心加重手段 ２９，３０ 運動ベクトル選択手段

フロントページの続き (72)発明者 サリー・グリフィス イギリス連合王国 ハンプシャー，フッ ク，ミードハッチゲート 32 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 7/01

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号の連続するフィールド又はフ
   レーム間の動きを表す運動ベクトルを導出する方法であ
   って、動きを補正する補間により上記入力映像信号から
   方式変換された出力映像信号を導出しようとするものに
   おいて、 上記出力映像信号の各フィールド又は各フレームの各画
   素に対する運動ベクトルを複数個導出するステップと、 上記複数個の運動ベクトルの各々において、上記出力映
   像信号のフィールド又はフレームに時間的に最も近い上
   記入力映像信号の２つのフィールド又はフレームの中で
   上記運動ベクトルにより位置が表示される対応する２つ
   の画素ブロックの中で、該画素ブロックを構成する画素
   夫々について対応する画素の絶対的輝度差を取り、且つ
   該画素ブロック全体の該絶対的輝度差の和を導出する処
   理ステップと、 上記複数の運動ベクトルから上記絶対値輝度差の和が最
   小になる運動ベクトルを選択するステップを含み、 上記処理ステップは、上記運動ベクトルの大きさが所定
   値より小さい場合、上記絶対値輝度差の和を中心加重す
   るステップを有することを特徴とする映像信号のフィー
   ルド又はフレーム間の動きを表す運動ベクトルを導出す
   る方法。
2. 【請求項２】動きを補正する補間により入力映像信号か
   ら方式変換された出力映像信号を導出する動きを補正し
   た映像方式変換装置であって、 上記出力映像信号の各フィールド又は各フレームの各画
   素に対する運動ベクトルを複数個導出する手段と、 上記複数個の運動ベクトルの各々について、上記出力映
   像信号のフィールド又はフレームに時間的に最も近い上
   記入力映像信号の２つのフィールド又はフレームの中で
   上記運動ベクトルにより位置が示される対応する２つの
   画素ブロックの中で該画素ブロックを構成する画素それ
   ぞれについて対応する画素の絶対的輝度差を取り、且つ
   該画素ブロック全体の該絶対的輝度差の和を導出する処
   理手段と、 上記複数の運動ベクトルから上記絶対値輝度差の和が最
   小になる運動ベクトルを選択する手段とを備え、 上記処理手段は、上記運動ベクトルの大きさが所定値よ
   り小さい場合、上記絶対値輝度差の和を中心加重する手
   段を有することを特徴とする動きを補正した映像方式変
   換装置。