JPH02290386A - 動き補正付きテレビジョン信号方式変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、動き適応型のビデオ信号処理に関し、より詳
しくは、そのような信号処理を使用する動き補正付きテ
レビジョン信号方式変換器に関する。

［発明の概要］ 本発明は、動き適応型のビデオ信号処理を用いる動き補
正付きテレビジョン信号方式変換器に関し、ビデオ信号
のフィールド又はフレーム間でブロックを比較してそれ
ら各ブロックの内容の差を表わす相関面を求めることに
より動きベクトルを導出する手段と、その相関面の内の
所定の閾値よりも小さい部分を表わす部分の形状に応じ
てその比較の方法を変化させる手段とを設けることによ
り、動きベクトルが所定方向に偏っているような場合で
も正確にその動きベクトルを導出できるようにしたもの
である。

また、本発明は動き適応型のビデオ信号処理を用いる動
き補正付きテレビジョン信号方式変換器ニ関し、ビデオ
信号のフィールド間又はフレーム間でブロックを比較し
てそれら各ブロックの内容の差を表わす相関面を求める
ことにより動きベクトルを導出する手段と、その相関面
が明確な最小値を含んでいるかどうかを種々の方法で決
定する手段とを設け、その相関面の明確な最小値より客
観的に正確な動きベクトルを求めることができるように
したものである。

［従来の技術］ テレビジョン信号方式（ビデオ信号の標準方式）の変換
器は、例えばビデオ信号を５０フィールド／秒且つ６２
５ライン／フレームの標準方式から６０フィールド／秒
且つ５２５ライン／フレームの標準方式に変換する如く
、ビデオ信号をーの標準方式から他の標準方式へ変換す
る装置として周知である。

ビデオ信号に付随する時間方向及び垂直方向の折り返し
歪により、単純な線形補間技術を使用するだけでは高画
質のビデオ信号の標準方式の変換は達成されない。この
ため、単純な綿形補間を行ったのでは処理結果としての
画像に不要な人工的なノイズが混入し、特にその画像は
垂直方向にボケると共に時間方向に振動する。

これらの問題を解決するため、ビデオ信号の標準方式の
変換装置に入力ビデオ信号により表される画像の動きの
程度に応じて線形補間回路のパラメータを切り換える適
応制御技術を用いることが提案されている。

また、例えばビデオ信号処理におけるデータ圧縮のため
、ブロック整合技術により入力されるビデオ信号から動
きベクトルを生成することも提案されている。このブロ
ック整合技術においては、或るフィールド又はフレーム
のサーチブロックの内容がそれに続くフィールド又はフ
レームのサーチエリア内の複数のサーチブロックの夫々
の内容と比較され、そのように比較される内容の間の最
小偏差ひいては（仮に存在するならば）その原サーチブ
ロックの内容の動きの方向及び距離が決定される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、一般にその動きベクトルを導出するため
のサーチブロックの比較方法は固定されたものであり、
動きベクトルが水平方向又は垂直方向等に大きく偏って
いるような場合には、その比較によってはその動きベク
トルを正確に導出できない不都合があった。

更に、単純にサーチブロック同士を比較すると種々の動
きベクトルが得られるが、それらの内のどのベクトルが
最も正確に真の動きを表わしているのかを客観的に決定
するのは困難である不都合があった。

本発明は斯かる点に鑑み、動きベクトルが大きく偏って
いるような場合でもそれに応じて正確にその動きベクト
ルを導出できる動き補正付きテレビジョン信号方式変換
器を提供することを目的とずる。

更に、本発明は真の動きを正確に表わしている動きベク
トルを客観的に決定できる動き補正付きテレビジョン信
号方式変換器を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による動き補正付きテレビジョン信号方式変換器
は、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロ
ックとそのビデオ信号の次のフィールド又はフレームの
複数のブロックとを比較し、その第１のフィールド又は
フレームのブロックに対して、その第１のフィールド又
はフレームのそのブロックの内容とその次のフィールド
又はフレームの比較された各ブロックの内容との差を表
わす相関面を夫々生成することにより、その第１のフィ
ールド又はフレームとその次のフィールド又はフレーム
との間のそのブロックの夫々の内容の動きを表わす動き
ベクトルを導出する手段と、その相関面の内の所定の閾
値よりも小さい差を表わす部分の形状を決定して、該形
状に応じてその比較の方法を変化させる手段と、その動
きベクトルに応じて制御される補間手段とを有するもの
である。

また、本発明の他の動き補正付きテレビジョン信号方式
変換器は、ビデオ信号の第１のフィール１’又はフレー
ムのブロックとそのビデオ信号の次のフィールド又はフ
レームの複数のブロックとを比較し、その第１のフィー
ルド又はフレームのブロックに対して、その第１のフィ
ールド又はフレームのそのブロックの内容とその次のフ
ィールド又はフレームの比較された各ブロックの内容と
の差を表わす相関面を夫々生成することにより、その第
１のフィールド又はフレームとその次のフィールド又は
フレームとの間の上記ブロックの夫々の内容の動きを表
わす動きベクトルを導出する手段と、その相関面によっ
て表わされる最小の差が上記相関面によって表わされる
次の最小の差に対して予め定められた量を超える量だけ
異なるかどうかを決定することにより、その相関面が上
記差の明確な最小値を含んでいるかどうかを決定する手
段と、その動きベクトルに応じて制御される補間手段と
を有するものである。

また、本発明による動き補正付きテレビジョン信号方式
変換器は、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレーム
のブロックとそのビデオ信号の次のフィールド又はフレ
ームの複数のブロックとを比較し、その第１のフィール
ド又はフレームのブロックに対して、その第１のフィー
ルド又はフレームのそのブロックの内容とその次のフィ
ールド又はフレームの比較された各ブロックの内容との
差を表わす相関面を夫々生成することより、その第１の
フィールド又はフレームとその次のフィールド又はフレ
ームとの間のそのブロックの夫々の内容の動きを表わす
動きベクトルを導出する手段と、その相関面によって表
わされる奥＃＃＝畔吋キ−　“　　一−′　　　　夫々
の差の大きさに重み付けをしてから、その相関面がその
差について明確な最小値を含んでいるかどうかを決定す
る手段と、その動きベクトルに応じて制御される補間手
段とを有するものである。

また、本発明によるテレビジョン信号方式変換器は、ビ
デオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロックと
そのビデオ信号の次のフィールド又はフレームの複数の
ブロックとを比較し、その第１のフィールド又はフレー
ムのブロックに対して、その第１のフィールド又はフレ
ームのそのブロックの内容とその次のフィールド又はフ
レームの比較された各ブロックの内容との差を表わす相
関面を夫々生成することにより、その第１のフィールド
又はフレームとその次のフィールド又はフレームとの間
のそのブロックの夫々の内容の動きを表わす動きベクト
ルを導出する手段と、その相関面によって表わされる差
がその相関面によって表わされる最小の差を囲むその相
関面の領域において、その相関面によって表わされる差
が単調に増加するかどうかを決定することにより、その
相関面がその差の明確な最小値を含んでいるかどうかを
決定する手段と、その動きベクトルに応じて制御される
補間手段とを有するものである。

〔作用〕

斯かる本発明において、相関面の所定の閾値よりも値が
小さい差を表わす部分の形状に応してブロック間の比較
の方法を変化させるようにした場合には、例えば画像が
水平方向に大きく動いているようなときに比較対象のブ
ロックを水平方向に成長させるなどすることにより、そ
の水平方向に偏っている動きベクトルをも正確に導出す
ることができる。

また、相関面がその差について明確な最小値を含んでい
るかどうかを決定するようにした場合には、正確な動き
ベクトルを客観的に決定できる。

〔寅施亦」Ｊ 以下、本発明の一実施例につき図面を参照して説明しよ
う。本例は、６０フィールド／秒且つ１ｌ２５ライン／
フレームの高品位ビデオ信号（ＩＩＤＶＳ）を２４フレ
ーム／秒の３５１ＩＩＩ１フィルム用のビデオ信号に変
換するビデオ信号の標準方式の変換装置に本発明を適用
したものである。しかしながら、本発明はこれに限定さ
れず容易に他の標準方式間の変換装置にも適用すること
ができる。

第１図は本例の標準方式の変換装置のブロック図であり
、この第１図において、入力端子（１）に入力ビデオ信
号を供給する。その入力端子（１）を順次走査変換手段
（２）に接続し、この手段で人力ビデオフィールドをビ
デオフレームに変換し、こノヒデオフレームを相関面を
生成するための直接ブロック整合手段（３）に供給する
。動きベクトル評価手段（４）がこれらの相関面を解析
して生成した動きベクトルを動きベクトル減少手段（５
）に供給し、この動きベクトル減少手段（５）が個々の
画素の動きベクトルの数を減少させた後に、これら動き
ベクトル及び順次走査変換手段（２）の出力を動きベク
トル選別手段（６）に供給する。その動きベクトル選別
手段（６）による動きベクトルの選別において発見され
た如何なる不規則性も動きベクトル後処理手段（７）に
より除去され、この動きベクトル後処理千段（７）は処
理後の動きベクトルを補間手段（８）に供給すると共に
この補間手段（８）を制御し、この補間手段（８）には
順次走査変換手段（２）の出力をも供給する。標準方式
が変換され且つ動き補償のなされたビデオ信号である補
間手段（８）の出力を出力端子（９）に供給する。本例
の標準方式の変換装置の各構成部及びそれらの動作につ
き以下で詳細に説明する。

順次走査変換手段（２）は入力フィールドと同じ周波数
で出力フレームを生成する。従って、一連の連続したフ
ィールドにおける一連の連続したライン（水平走査ライ
ン）を図示する第２図において、人力フィールドに存在
するライン（水平走査ライン）を十字形で示し補間され
たラインを正方形で示すように、個々の出力フレームは
人力フィールドのラインの２倍の数のラインを含み、そ
れらのラインは入力ビデオ信号のラインと下記の方法の
内の何れかの方法により補間されたラインとが互い違い
になっている。それら補間されたラインは入力フィール
ドに対して同じ時間軸上の且つ逆極性の補間フィールド
と考えることができる。

順次走査変換を実行するのは主に２つの理由による。第
１に、それに続く直接ブロック整合処理を容易にするた
めであり、第２に最終的に出力されるビデオ信号のフォ
ーマットを考慮したものである。これら２つの理由をよ
り詳細に説明する。

直接ブロック整合処理は次に詳細に述べるように、２つ
の連続するビデオフィールド間の水平方向及び垂直方向
の動きの正確な評価を行うために用いられる。しかしな
がら、直接ブロック整合が施されるビデオ信号のインタ
ーレース構造により、問題が生じ得る。

第３図により表される画像につき考えるに、この第３図
は一連の連続するフィールドにおける一連の連続するラ
インにおいて、白レベルの画素を白い正方形で、黒レベ
ルの画素を黒い正方形で、更にグレイレベルの画素を斜
線が施された正方形で表す。この場合は垂直方向の周波
数がｕｏｖｓ方式では１１２５／３　ｃｐｈ　（ｃｙｃ
ｌｅｓ　ｐｅｒ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｈｅｉｇｈｔ，サイ
クル／像高）に相当する垂直方向の構造が微細な静止画
が表示されている。この画像を通常のインターレース走
査処理でサンプルすると、個々のフィールドは第４図に
示す如く何れも垂直方向の周波数が１１２５／６　ｃｐ
ｈの静止している輝度成分Ｙを含んでいる如く見える。

しかしながら、個々のフィールドの周波数成分の位相は
逆相である。これらのフィールド間で直接ブロック整合
を実施すると、垂直方向の動き成分として多数の不正確
な且つ異なった値が得られる。この状態が第５図に示さ
れ、この第５図において短縮語のＬＰＦはライン／フィ
ールド（ｌｉｎｅｓ　ｐｅｒ　ｆｉｅｌｄ）を意味する
。

第４図例の動き成分の値は実際には０であるべきである
が、第５図によれば、直接ブロック整合はその垂直方向
の動き成分について正確な答えを与えないことが明かで
ある。このことは、その直接ブロック整合は実際には現
実の動きではなくそのビデオ信号の異なる成分を追跡し
ていることに起因する。

第３図と同様な静止画を表示する第６図について考える
に、この場合各入力フィールドは順次走査に変換されて
フレームを形成し、三角形が補閲された画素を表す。こ
の例では各フレームは原入力フィールドと同じ静止状態
の垂直方向の周波数成分、即ち周波数１１２５／３　ｃ
ｐｈの成分を含む。従って、本例では２個の連続するフ
レーム間の直接ブロック整合により垂直方向の動きに対
する正確な値即ち０が得られ、垂直方向の異なる位置の
値を比較することが回避される。更に、順次走査に変換
されたフレームに直接ブロック整合処理を施すと、その
直接ブロック整合処理が２倍のラインを有するフレーム
に施されることになるため、より正確に垂直方向の動き
の評価ができるようになることが重要である。

この実施例において最終的に得られるビデオ信号のフォ
ーマットを考慮すると、この変換されたビデオ信号はテ
ープを介して電子ビーム式の記録装置に供給されるので
、２４フレーム／秒の動画フィルム用の周波数のフレー
ムから構成する必要がある。このため、順次走査に変換
されたフレームの生成が必要であり、更に、例えば動き
の状態が多様すぎて満足に解析できない場合のように動
き補償のなされた標準方弐の変換が受け入れられない結
果を生じる虞がある場合にも、その順次走査に変換され
たフレームは極めて有効に使用される。

この場合には、必要とされる出力フレームとしてほとん
ど順次走査に変換されたフレームを使用すると充分に受
け入れられる結果が得られる。

順次走査への変換は多くの方法で実行でき、その方法に
は例えば前フィールドによる置換、３本の空間的に連続
するライン（これら３本のラインは時間的には２個の連
続するフィールドに属する）のメジアンを求めるメジア
ンフィルター又は多段階の動き検出に続いて多方向の線
形補間を行う動き補償のなされた技術がある。しかし、
この実施例には第７図に各ステップが示されている動き
適応型の順次走査変換が好適である。この変換では、完
全な静止画領域では垂直方向の情報をできるだけ保つた
めにフィールド間補間を使用し、動きが大きいときには
フィールド内袖間を使用する。これにより更に動きが滑
らかに表現される。動きの程度がこれら両極端の間であ
るときには、その画像の中に存在する局所的な動きの評
価がなされ、この評価結果によりフィールド間補間とフ
ィールド内袖間とが夫々異なる割合で混合される。

更に詳しく述べるに、第８図に示す如く、前フィールド
と次フィールドとのフレーム差の係数が先ず生成される
。必要とされる評価量を生成するためには、前フィール
ド及び次フィールドからの次式により定義されるフレー
ム間の差分係数配列が各点毎に生成される。

ΔＵ　（画素．現ライン，現フィールド）一Ｙ（画素，
現ライン，次フィールド）一Ｙ（画素，現ライン，前フ
ィールド） この式において、Δ。は正規化されていない差分係数配
列、Ｙは３次元画像に対応ずる輝度配列である。

その差分係数はその後低輝度領域の変化の大きさを調整
するために次のように正規化される。

ΔＮ　（画素，現ライン，現フィールド）一Ｆ　（Ｙ　
（画素，現ライン））＊ ΔＵ　（画素，現ライン，現フィールド）この式におい
て、Δ９は正規化された差分係数配列、Ｙはフレーム間
の平均輝度レベルであり、Ｙ（画素，現ライン）＝ （Ｙ　（画素，現ライン，前フィールド）＋Ｙ（画素，
現ライン，次フィールド））／２が成立し、Ｆ（Ｙ）（
正規化関数）はＹに対して第９図に示すような関数とな
る。

その差分配列Δにはその次のフィールドの差分配列と共
に３タップフィルタ（タップ係数が例えば１／４，　ｌ
／２．　１／４又は０，　１，　Ｏ）により垂直方向の
フィルタリングが施され、垂直方向の折り返し歪が減少
されると共に、特に時間方向の折り返し歪が最小になさ
れる。従って、 ΔＦ　（画素，現ライン，現フィールド）＝ΔＮ　（画
素，現ライン−１、前フィールド）＊ＣＩモΔ．４　（
画素，現ライン，現フィールド）＊Ｃ２＋ΔＮ　（画素
，現ライン＋１，前フィールド）＊Ｃ１ が成立し、この式において、Δ，はフィルタ通過後の正
規化された差分配列、Ｃｌ及びＣ２はフィルタ係数であ
り、直流ゲインが１に維持されるように２Ｃ１＋Ｃ２＝
１に設定される。

その後５タップ×１５タップ程度までの垂直方向及び水
平方向のフィールド内フィルタにより現フィールド内の
差分値が平滑化される。実際には、３タップ×３タップ
のフィルタで充分である。最後に、実際の動きの評価を
行うために、次式で定義される動き評価量（ＭＥ）を表
す関数を使用して非線形関数が適用される。

ＭＥ（画素，現ライン）一 Ｔ（空間周波数領域でフィルタがかけられたΔＦ　（画
素，現ライン）） その非線形関数γは第１０図に示す如く導出され、静止
画に対してはＭＥの値はＯ、完全な動画に対してはＭＥ
の値は１、中間領域の画像に対してはＭＥの値は過渡的
な値となる。

補間された画素を生成するために、第１１図に示す如く
、周辺のラインの加重平均をとることによりその欠けて
いる（未完成）のラインの画素が生成される。それから
動き評価ｉＭＥがフレーム内で補間された値（２，４．
６又は好ましくは８タソプフィルタにより生成される）
に適用され、評価ｆｆｉ（１−ＭＥ）がフィールド間の
平均値（又はより複雑な補間値）に適用され、これらの
結果が加算されて次式で定義される順次走査の画素の評
価量が導出される。

Ｙｏｕｔ　（画素，現ライン）一 ＭＥ（画素，現ライン）＊ ルド）十Ｙｉｎ（画素．現ライン＋１＋２ｎ，現フィー
ルド））＊Ｃｎｌ　＋　（１−ＭＥ）（画素，現ライン
）＊（Ｙｊｎ（画素，現ライン，前フィールド）＋Ｙｉ
ｎ（画素，現ライン，次フィールド））／２ここに、Ｃ
Ｏ，ＣＩ，Ｃ２及びＣ３はフレーム内のフィルタ係数で
あり、直流ゲインを１に維持するために２　（Ｃｏ＋ｃ
ｌ＋Ｃ２＋ｃ３）　−１に設定される。

この順次走査変換の方法によれば入力フィールドより高
品質のフレームが生成されるが、これは主に動体が分離
されて静止している背景とは異なる方法で補間されるこ
とによる。

第１図に戻り、順次走査変換手段（２）により導出され
たビデオ信号のフレームを動きベクトルを導出するため
に使用する。動きベクトルの評価は２つのステップより
構成される。第１に、連続するフレームから選ばれたサ
ーチブロックの相関を取ることにより相関面が生成され
る。これら相関面が得られた後に、これらは相関が最も
良好な１個又は複数の位置を決定するために検査される
。

相関面を得る方法には数種類の方法があるが、その内の
主な２個の方法は位相相関法及び直接ブロンク整合法で
ある。しかしながら、位相相関法の使用には多くの問題
があり、これらの問題は手短かに言うと変換メカニズム
，ウィンドゥ関数．ブロックの大きさ及び生成される相
関面の輪郭の変動し易い性質に関連する。そのため、こ
の実施例では直接ブロック整合法を使用する。

直接ブロック整合手段（３）は次のように動作する。こ
の場合、順次走査に変換されたビデオ信号の連続するフ
レームの画素の矩形の配列よりなる２個のブロックの相
関をとることにより、相関面が生成され、この相関面よ
り動きベクトルが導出される。

第１２図に示す如く、先ず１フレームより３２画素×２
３ラインの大きさのサーチブロックと称する小さなブロ
ックを取り出す。それから、その次のフレームより１２
８画素×６９ラインの大きさのサーチエリアと称するよ
り大きなブロックを取り出す。

そのサーチブロック（ＳＢ）を第１３図に示す如くサー
チエリア（ＳＡ）中の可能な位置（全部で９６×４６の
位置がある）の夫々に配し、夫々の位置でそれら２個の
ブロック間の画素の輝度レベルの差分の絶対値の和を計
算する。この計算結果がこの結果が導出された位置にお
ける相関面の高さとして使用される。この計算結果をサ
ーチエリア内のサーチブロックの可能な位置の夫々につ
いて導出された結果と共に使用することにより、第１４
図に一例を示すような相関面が得られる。理解を容易に
するためその相関面は反転して示してあり、実際に必要
とされるのは最小値であるため、第１４図において必要
とされる点は最も大きなピークである。

サーチブロックの大きさは動き補償が必要とされる物体
の最小の大きさを調べることにより選沢される。　６２
５ライン／フレーム且つ５０フィールド／秒のＰＡＬ方
弐の信号に対しては、１６画素×８ラインのサーチブロ
ックが小さな物体の追跡に適していることが分かってお
り、この場合にはその物体の中には存在しないがそのサ
ーチブロックの中には存在する如何なる周囲の情報もそ
の物体の追跡を妨害することがない。このため、本例で
はその方法が採用されたが、ＨＤＶＳ方式では６２５／
５０のＰＡＬ方式に比べて有効画素数／ライン，有効ラ
イン数／フレーム及びアスペクト比が異なることに鑑み
て修正が加えられている。｝ＩＤＶＳ方式の場合を最初
にして両者の値を示すと、有効画素数／ラインは１９２
０　（７２０）　，有効ライン数／フレームはｌ０３５
（５７５）及びアスベクト比は３：５．３３（３：４）
となる。

より大きな物体を追跡するために、より大きなサーチブ
ロックを使用する方法もある。一方、大きな物体又は背
景の効果により小さな物体が覆い隠されてしまうことを
防くため、より小さなサーチブロックを使用する方法も
考えられる。しかしながら、小さなサーチブロックを使
用した場合には、個々のサーチブロックについて１個を
超える動きベクトルを導出する必要がないという利点が
ある。１個の動きベクトルを導出するのはそれを超える
数の動きベクトルを導出するよりも極めて容易であるた
め、本例では上述の小さなサーチブロックを先ず使用し
、満足な結果が得られなかった場合にそのサーチブロッ
クをより大きなサーチフロックに成長させる。これによ
り小さなサーチブロック及び大きなサーチブロックの両
方の利点を享受できる。満足な結果か否かの判定条件は
次に詳細に説明する動きベクトル評価手段（４）（第１
図）により設定され、この動きベクトル評価手段（４）
が与えられた相関面より動きベクトルを決定する。

サーチブロックを次第に大きくする技術はより大きな物
体を追跡するためにのみ有効であるのではない。それに
よれば周期的な規則的パターンの形状を有する物体の動
きの追跡にも役立つ。従って、第１５図に示す如く、サ
ーチブロックＡがサーチェリアＢに対して位置ｖ１，ν
２及びｖ３で整合し、夫々の位置で一見正確な動き量が
得られる場合を考慮する。しかしながら、この場合実際
に相関面を解析するプロセスである動きベクトルの評価
により、同一直線上に存在する３箇所の位置で相関が良
好になることが分かる。従って、そのサーチブロックは
水平方向に元の幅の３倍の長さになるまで成長させられ
、この方向はこの例で多重の良好な相関が発生した方向
である。サーチエリアもそれに対応して水平方向に拡大
される。第１６図に示す如く、その拡大したサーチブロ
ック（３Ａ）を使用すれば、相関が良好な点は１点のみ
となり、それによりその物体の動きが正確に検出される
。

この特別な場合には、多重相関の方向が水平方向である
ため、サーチブロック及びサーチエリアの両方を水平方
向に成長させる必要がある。しかしながら相関面の状態
によっては、サーチブロック及びサーチエリアを垂直方
向に成長させなければならない場合もあり、実際に水平
方向及び垂直方向の両方に成長させなければならない場
合もある。

境界領域にはサーチエリアを切り出す充分な余地がない
ため、ブロック整合は必ずしもそのフレーム中の全ての
サーチブロックに適用できるとは限らない。従って、ブ
ロック整合はそのフレームの第１７図に斜線で示す境界
領域では実行することができない。この問題点は以下に
説明する動きベクトル減少手段（５）（第１図）により
処理され、この動きベクトル減少手段（５）はその斜線
を施した領域のサーチブロックに適当な動きベクトルを
供給する。

１フレーム中の個々のサーチブロックに対して生成され
る相関面（第１４図）より、動きベクトル評価手段（４
）（第１図）はそのサーチブロックとそれに対応するサ
ーチエリアとの間のフレーム間の動きらしき量を推定す
る。再度述べるに、理解を容易にするため相関面の全て
の図は反転して示され、最小値がピークとして示されて
いる。

動きベクトル評価手段（４）（第Ｉ図）は動きベクトル
の評価アルゴリズムを使用して各相関面上の最小値の点
（相関が最大の点）を検出する。この点がサーチブロッ
クとサーチエリアとの間の相関が最大となる点を示し、
ひいてはこの点により略それらブロック間の動きと認め
られる量が示される。その相関面上の原点（本例ではそ
の面の中央に存在する）に対するこの最小値の変位が、
画素／フレームを単位とするその動きの直接的な測定値
になる。その相関面が唯一の孤立した最小値を有すると
いう最も単純な場合には、その相関面上の最小値の点を
検出するだけでサーチブロックとサーチエリアとの間の
動き量を正確に決定することができる。前に述べた如く
、小さなサーチブロックを使用すれば動き検出及び動き
評価の精度を改善することができるが、小さな１個のサ
ーチブロックでは次に述べる多くの場合に動きを検出す
ることができない。

動きベクトルを（水平方向の画素単位の動き，垂直方向
の画素単位の動き）で表した場合、第１８図は動きベク
トル（５．０）を有し或るフレーム（１）内でサーチフ
゛口・ンク（ＩＡ）．　（２八）及び（３Ａ）にまたが
る物体を示す。サーチブロック（１八）及び（３Ａ）と
その次のフレーム（ｔ＋１）の対応するサーチエリア（
（１Ｂ）及び（３Ｂ））との相関をとると、第１９図に
示す相関面には（５．０）の位置に最小値（図面上では
反転）が現れる。（但し、ビデオソースにノイズは含ま
れていないと仮定している。）しかしながら、サーチブ
ロック（２Ａ）とそれに対応するサーチエリア（２Ｂ）
との相関をとると、第２０図に示す相関面が生成され、
この相関面においてサーチブロック（２Ａ）とサーチエ
リア（２Ｂ）とはｙ方向の全ての点で相関が高くなる。

従って、その相関面には唯一の最小値の点は存在せず、
そのサーチブロック（２Ａ）とサーチエリア（２Ｂ）と
の間の動きを決定することができない。

しかしながら、サーチブロック（２Ａ）が成長して元の
サーチブロック（ＩＡ），　（２Ａ）及び（３Ａ）を覆
う場合を考えてみる。その成長後のサーチブロック（２
八）と元のサーチエリア（ＩＢ），　（２Ｂ）及び（３
Ｂ）を覆うサーチエリアとの相関をとることにより、第
２１図に示すような相関面が得られる。これにより位置
（５．０）に元のサーチブロック（２Ａ）の正確な動き
を示す唯一の最小点が存在することが分かる。この例に
より、正確に動きを検出するためにはソースビデオ信号
に何らかの特徴がなければならないことが分かる。即ち
、サーチブロック（１Δ）及び（３八）には垂直方向及
び水平方向にその物体のエッジが存在するという特徴が
あるため、動きが検出できる。それに対して、サーチブ
ロック（２Ａ）には垂直方向に特徴的な形態が存在して
も水平方向には特徴がないため、水平方向の動きを検出
することができない。しかしながら、そのサーチブロッ
クを水平方向及び垂直方向の両方向に特徴を有するよう
になるまで成長させることにより、そのサーチブロンク
の完全な動きが決定できるようになる。更に、ソースビ
デオ信号中のノイズを考慮するとそのサーチブロックを
成長させることには別の利点がある。

第２２図を参照して他の例について検討する。この例は
動きベクトルが（５．３）であるサーチブロックに対す
る相関面を示す。しかしながら、そのサーチブロックと
そのサーチエリアとの間の他の多《の相関が良好な点に
より、真の動きが検出し難くなっている。そのような相
関面を生成するソースビデオ信号の例は例えば風で揺れ
ている低コントラストの木であろう。これからそのサー
チブロック及びサーチエリアが成長するものと仮定する
。

その成長は先の例のように水平方向に生じてもよく、又
は垂直方向に生じてもよく、又は両方向に生じてもよい
。隣合うサーチブロックが同じ動きをする場合には、そ
の結果生じる相関面に対する平均的な効果により他の相
関が良好なピークの大きさに比べて位置（５．３）の最
小ピークの大きさがずっと大きな割合で増加する。この
状態を第２３図に示し、これにより正確な動きベクトル
をより容易に検出できることが分かる。サーチブロック
が成長する状態について第１８図を参照して更に検討す
る。木例ではサーチブロック（２＾）の領域を成長させ
てサーチブロック（ＩＡ）及び（３Ａ）の領域を覆い、
それに対応する相関面を生成することが必要である。実
際に、対応する相関面はサーチブロック（ＩＡ），　（
２Ａ）及び（３Ａ）に対応する３個の相関面の個々の要
素を加算することにより直接生成される。

実際には、各相関面を複数の点の値のマトリックスであ
ると考えると、その拡大されたサーチブロック（２Ａ）
の相関面は元のサーチブロック（ＩＡ）（２Ａ）及び（
３Ａ）の相関面のマトリックスの加算に相当する。

そのサーチブロック（２Ａ）の領域は上下のサーチブロ
ックの相関面を加算することにより垂直方向にも成長さ
せることができる。一方、そのサーチブロック（２Ａ）
を水平方向及び垂直方向の両方向に成長させるには、４
個の対角線方向の相関面をも同様に加算しなければなら
ない。このことより或るサーチブロックを隣りのサーチ
ブロックを覆うように成長させる実際のプロセスは比較
的容易であることが分かるが、より困難なプロセスはい
っその成長を起こせるかを決定すること及び近傍のどの
サーチブロックまでその成長を行わせるかを決定するこ
とである。基本的には、その答えは良好な最小値即ち良
好な動きベクトルが検出されるまでそのサーチブロック
の領域を成長させなければならないということである。

従って、或る動きベクトルが良好なベクトルとして検出
されたときを特定することが必要となり、これは実際に
上述の例より推定することができる。

第１８図〜第２１図を参照して述べた例においては、そ
の物体の水平方向の唯一の特徴を捉えて唯一の最小値を
得るためにそのサーチブロックを水平方向に成長させる
必要があった。この状況は第２０図の相関面上には同一
の最小値の列が存在すること及び第２１図の相関面上に
は唯一の最小値のみが存在することによって理解するこ
とができる。このことより良好な最小値の判定条件が得
られ、それら良好な最小値の点とはその相関面上の最も
値が小さい点であり、その点の値とその次に最も値が小
さい点の値との差が或る与えられた値を超えるというこ
とである。この或る与えられた値は閾値として知られ、
この判定条件を充足するか否かの検査をここでは閾値テ
ストと言う。

その次に最も値が小さい点は、以下に述べるリングテス
トと称される別のテストにおいては生じることがない点
に注意すべきである。３個のリング（輪）を使用するリ
ングテストの場合には、最良の最小値の点の候補として
の３個の画素の中にはその次に最も値が小さい点は存在
しない。第１８図〜第２１図の例では、第２０図の相関
面の良好な最小値は閾値テストでは特定することができ
ない。

従って、サーチエリア（２八）は成長させられ、或る適
当な閾値の下で第２１図の相関面の良好な最小値が閾値
テストにより特定される。

その閾値テストは、第２２図及び第２３図を参照して上
述した例において領域を成長させる場合にも使用するこ
とができる。サーチブロックを成長させる前には、周囲
に同程度の値の点が存在するため正確な最小値を検出す
ることができない。従って、或る適当な閾値が与えられ
ても、その相関面は閾値テストをクリアすることができ
ないので、そのサーチブロックは成長することになる。

その結果として、他の見せかけの最小点の中から真の最
小値の点を検出することが可能になる。

閾値の使用は主観的なテストであると思われるかもしれ
ないが、検査対象の相関面の内部における値の変動範囲
の一部に収まるようにその閾値を正規化することにより
、その相関面の正確な閾値を選択することができる。こ
れにより例えばビデオソースのコントラストの影響を軽
減することができる。

上述のリングテストは主観的な傾向はずっと少なく、以
下その内容を詳細に説明する。そのリングテストの前提
は、良好な最小値（又は最大値）の点にはその点を囲む
次第に大きさが減少する（又は増大する）複数の点が存
在するということである。この前提を図示する第２４図
において、原点（０．０）の最小値を囲むように夫々平
均の大きさが次第に減少する複数の点よりなる３個のリ
ングがある。これは第２５図に示す相関面とは異なって
おり、この第２５図例では複数のリング、特に中心から
２番目のリングの平均の大きさが次第に減少してはいな
い。

この場合、そのリングテストにより定義される良好な最
小値を得るための判断条件は、平均の傾きが単調である
ことである。従って、問題となっている最小値を囲む点
の予め定められた数のリングに対して、内側から外側に
向かう個々のリングの平均の大きさは前のリングの大き
さよりも大きくなければならない（図面上では小さくな
る）。

第１８図〜第２１図を参照して述べた例に再び戻り、第
２０図及び第２１図より第２０図の相関面はそのリング
テストをクリアすることができない（最小値が特定でき
ない）が、第２１図の相関面はそのリングテストをクリ
アできることが分かる。そのリングテストは絶対値では
な《平均値を比較するため、閾値テストに比べてずっと
主観的ではなく、実際にそのリングテストにおける唯一
の変数は考慮すべきリングの数である。

サーチブロックを成長させるメカニズムについて述べた
後は、相関面の形状の検査によって如何にそのサーチブ
ロックを成長させる最も効果的な方向を決定することが
できるかを検討することが必要である。

第２０図に戻り、その相関面には垂直方向には唯一の特
徴部があるが水平方向には何等特徴部がない。これは、
水平方向に相関の良好な部分が多く存在するために、そ
の相関面にはその相関面を水平方向に横切るように一列
の最小点が存在することに反映されている。この事実よ
りそのサーチブロックは水平方向に成長させるべきこと
が推定できる。逆に垂直方向に相関の良好な一列の点が
存在する場合には、そのサーチブロックは垂直方向に成
長させる必要があることを示し、一方、相関の良好な点
が円周状に存在するときにはそのサーチブロックは水平
方向及び垂直方向の両方向に成長させる必要があること
を示す。

この判断条件を使用することにより、そのサーチブロッ
クを成長させる方向を決定するためにその相関面の形状
の定量的な測定値が必要となる。

この測定値は次のように決定される。先ず、閾植が決定
される。それからその閾値より小さいその相関面上の如
何なる点も考慮される。この閾値は閾値テストで使用さ
れたものと同様に、その相関面内の値の変動範囲に収ま
るように正規化される。

この閾値を使用してその相関面上の各点が順番に４段階
のシーケンスに従って検査される。各シーケンスにおい
て、その相関面の値がその閾値より小さくなる点が注目
される。第２Ｇ図を参照してこれら４段階のシーケンス
につき説明するに、この第２Ｇ図において、上端部，下
端部，左端部及び右端部に夫々存在する数値１，２．３
及び４はそれら４段階のシーケンスを示し、斜線を施し
た領域がその閾値よりも値が小さな点を示す。各シーケ
ンスの動作は以下のとおりである。

シーケンス１ その相関面の上端部から下方に向かって値がその閾値よ
りも小さ《なる点Ａを捜す。

シーケンス２ その相関面の下端部から上方に向かって値がその閾値よ
りも小さくなる点Ｃを捜す。

シーケンス３ その相関面の左端部から右方向に向かって値がその閾値
よりも小さくなる点Ｄを捜す。

シーケンス４ その相関面の右端部から左方向に向かって値がその閾値
よりも小さ《なる点Ｂを捜す。

その結果生じる４点Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤは第２６図に示す
２箇所の長さＸ及びＹの計算に使用され、これらの長さ
Ｘ及びＹがその閾値よりも値が小さい点を含む斜線を施
した領域の大きさを示す。従って、それらの長さＸ及び
Ｙより、その形状がｙ方向よりＸ方向に長いか、その逆
か又は略円形かが推定できる。例えば１０％程度の小さ
な差はその形状を推定する上で許容され、その形状をＸ
方向に長いと判断するためにはその長さＸは少なくとも
その長さＹよりも１０％以上長くなければならない。ｙ
方向についても同様である。それらの長さＸ及びＹの差
が互いにｌＯ％以内に収まっているならば、その形状は
円形であると判定されてそのサーチブロックは両方向に
成長させられる。第２ｃ図例では長さＸが長さＹよりも
長いので、そのサーチブロックはＸ方向即ち水平方向に
成長させられる。

その相関面の形状の定量的な測定値を決定す方法につい
て先ず第２７図を参照して詳細に説明する。

この図は第２６図と同じ斜線を施した形状を示し、この
形状は予め定められた閾値よりも小さいその相関面の点
の境界又は輪郭を示す。必要はステップは以下のとおり
である。

１．　その予め定められた閾値の値をセントする。

これにより得られる形状が規定される。

２．　その形状の端部の点の座標（Ｘ　Ｉ＋　Ｙ　，）
，　（Ｘ　ｚ．Ｙ　ｚ）　，（Ｘ　３，Ｙ　３）及び（
Ｘ４，Ｙ４）を決定する。

３．次式よりＸ及びｙ方向のその形状の夫々の長さＸ及
びＹを決定する。

Ｘ”’　　Ｘ３　　Ｘ１ Ｙ＝　　　Ｙ４　　　Ｙ２ ４．一方向の長さ（Ｘ又はＹ）が他方向の長さよりも充
分に長いかどうか、又はその２つの長さ（Ｘ及びＹ）が
近似的に等しいかどうか決定する。その結果がこのテス
トの出力データを構成し、その結果によりその形状がＸ
方向若しくはｙ方向に長いか又はその形状が略円形であ
るかどうかが示される。

これらのステップを実行するための回路構成の一例を第
２８図に示す。この回路はハレルローテータ（ｂａｒｒ
ｅｌ　ｒｏｔａｔｏｒ）回路（２０）、比較回路（２１
）（２８），（３３）　、ラッチ回路（２２）〜（２５
）　，　（２９）　，　（３０）　，（３４）、論理ゲ
ート（２６），（２７），（３１），（３２）　、差分
回路（３５）〜（３７）、プログラマプルなリードオン
リーメモリ（ＦＲＯＭ）　（３８）、列カウンタ（３９
）及び行カウンタ（４０）を図示の如く接続して構成さ
れ、次のように動作する。

先ず、周知のバレルローテータ回路（２０）への制御入
力として閾値が設定される。その閾値のレベルは与えら
ｌれた相関面について観測される値の変動範囲内に収ま
る（例えば分数の形の）値として設定され、その変動範
囲とはその相関面上の最大値から最小値を引いた値（Ｍ
ＡＸ−ＭＩ　Ｎ）である。バレルローテータ回路（２０
）の使用によって利用できる閾値レヘルの数が制限され
、その閾値レヘルは例えば、全体の変動範囲の１／２．
　１／４．　１／８等である。しかしながら、これは他
の形の端数を許容する乗算回路を使用する場合よりも一
般に好ましい。

バレルローテータ回路（２０）の出力は絶対的な閾値で
あり、この閾値より値が小さいその相関面上の点が対象
とする形状の部分と考えられる。従って、その相関面上
の各点の大きさが順番に比較回路（２ｌ）を用いてこの
閾値と比較される。その相関面の点（データ）がその閾
値のレベルに等しいかそれより小さいときに、その比較
回路（２１）の出力は論理的なローレベルになる。これ
により上述のステップｌが実行された。

カウンタ（３９）及び（４０）は相関面の各点の列（Ｘ
）及び行（Ｙ）の数を計数する。カウンタ（３９）は相
関面の左から右へカウントアップし、カウンタ（４０）
は上から下へカウントアップする。

座標Ｙ２を決定するために、閾値より小さい最初の点の
列方向の計数値又は座標が保持される。

これはセット及びリセット可能なラッチ回路（２２）及
びトランスペアレントなラッチ回路（２３）を使用する
ことにより実行される。ラッチ回路（２２）は夫々の新
しい相関面の最初にリセシトされる。それはその閾値よ
り小さくなる最初の点でセットされて、その相関面の残
りの期間中セントされた状態に留まる。ラッチ回路（２
３）はラッチ回路（２２）の出力によってトリガーされ
て、関連する画素の列の計数値をランチする。

Ｙ４はその閾値より小さくなる最後の画素の座標である
。比較回路（２１）の出力は直接に１・ランスペアレン
トなランチ回路（２４）をトリガーするために使用され
、このラッチ回路（２４）は列の計数値をラッチする。

Ｘ１及びＸ３の決定はそれより多少複雑である。

Ｘ１は値が閾値より小さいと共にその行の計数値（Ｘ座
標）がそれまでに決定された他のどの点の値よりも小さ
いその相関面の或る与えられた列の最初の点の座標であ
る。Ｘｌは回路（２５）〜（２９）を使用して決定され
る。或る列で最初にその閾値より小さくなるときに、ラ
ッチ回路（２５）及び論理ゲ−　ｌ−　（２７）はパル
スを発生する。同時に比較回路（２８）を使用して、行
方向の計数値（Ｙ座標）が先に決定されたＸｌの行方向
の計数値と比較される。

この新しい列方向の計数値の方が小さければ、比較回路
（２８）の出力及び回路（２５）〜（２７）よりなるパ
ルスジヱネレー夕の出力を共にゲートすることにより形
成された信号をトリガーとして、この新しい列方向の計
数値がトランスペアレントなラッチ回路（２９）にラッ
チされる。

逆に、ｘ３は値が閾値より小さいと共にその行方向の計
数値がそれまでに決定された他の行方向の計数値よりも
大きいその相関面上の或る与えられた列上の最後の点の
座標である。使用されるハードウエアはＸｌ用の回路と
非常に似ており、回路（３０）〜（３４）より構成され
る。しかしながら、今回はラ，千回路（３０）及びゲー
ト回路（３１），　（３２）が閾値より小さ《なる或る
列の最後の値を示すパルスを発生する。同様に、新しい
行の計数値が先に決定された行の計数値より大きいとき
に、その比較回路（３３）の出力が確定する。これによ
り上述のステップ２が完了する。

上述のステップ３は２個の異なる回路（３５）及び（３
６）を使用することにより実行され、これにより２個の
２進数の間の差の計数（絶対値）が決定される。これら
の回路としては一方の人力を２の補数形式に変換する機
能を有する２進の加算回路が使用できる。

従って、差分回路（３５）の出力はその形状の長さＸで
あり、差分回路（３６）の出ノｊはその形状の長さＹで
ある。これら２つの長さの差が差分回路（３７）を用い
て同様に決定される。しかしながら、今回は符号付きの
出力が生成される。この差分回路（３７）の出力はその
形状を特徴付ける。仮に（Ｘ−Ｙ）が負であれば、その
形状は長さＹがより大きい。仮に（Ｘ−Ｙ）が正であれ
ば、その形状は長さＸがより大きい。仮にＸがＹに略等
しいならば、例えば１０％以内で、その形状の２箇所の
長さ（寸法）は略等しい。これらの比較は、Ｘ及びＹの
比較により全ての可能な結果が予めプログラムされたＰ
ＲＯＭ　（３８）によって実行される。従って、ＦＲＯ
Ｍ（３８）はその形状の判定テストの出力を形成し、こ
れによりＸ方向か、ｙ方向か又は両方向の何れの方向に
成長させるかを判定することができる。

上述の形状判定テストの結果として、サーチブロックは
必要とされる方向（又は両方向）にのみ成長させられる
。この結果、正確な動きベクトルを検出できるようにな
る。というのは、成長によって使用されるようになる近
傍のサーチブロックは元のサーチブロックの動きと同様
な動きを含むからである。或るサーチブロックが全ての
方向、即ち水平方向、垂直方向及び両対角方向に成長さ
せられるときには、同じような動きを含まないサーチブ
ロックも結合される。正確な動きベクトルの検出はより
困難になる。

更に、サーチブロックを成長させるプロセスは多くの付
加的な算術演算を含む。実行されるべき付加的な演算の
数は共に加算されるサーチブロックの数に比例する。従
って、サンプルブロックの成長する方向の数を滅少させ
ることにより、その成長技術の効果を減少することなし
に必要とされる計算量を減少させることができる。

そのサーチブロックの成長は１個又はそれを超える成長
限界に達するまで続く。これら限界とは次のようなもの
である。即ち、その相関面の最小値が閾値テスト及びリ
ングテストの両方をクリアすること、そのビデオフレー
ムのエッジに達すること又はそのサーチ−ブロックが既
に水平方向及び垂直方向に予め定められた回数だけ成長
したことである。この最後の限界はハードウエアに依存
する。即ち、最後の限界は許容時間内に実行できる処理
の量によって定まる。本発明の一実施例においては、そ
の限界は水平方向には２回，垂直方向には１回に設定さ
れている。

その相関面の最小点が閾値テスト及びリングテストの両
方をクリアする場合には、良好な動きベクトルが決定さ
れたものとみなされ、この動きベクトルは動きベクトル
減少手段（５）（第１図）に供給される。しかしながら
、フレームのエッジに到達するか又はサーチブロックが
水平方向及び垂直方向に予め定められた回数だけ成長し
た場合には、その特別なサーチブロックについては良好
な動きベクトルが決定されなかったものとみなされて、
１個の良好な動きベクトルを決定する代わりに重み付け
により最も有益な動きベクトルが決定される。

その最も有益な動きベクトルが定常的な即ち中心の動き
ベクトルとして重み付けされるように、その相関面には
重み付けがなされる。これには２つの理由があり、第１
にそのサーチブロックが、成長後でさえもソースビデオ
画像の広い平面領域の一部であるならば、１個の良好な
動きベクトルを検出するのは不可能である。しかしなが
ら、そのソースビデオ画像は１個の平面領域の画像であ
るため、１個の定常的な動きベクトルによってそれに続
く処理において正確な結果が得られる。第２に、動きヘ
クｌ・ル残少手段（５）（第１図）に対して大きく誤っ
た動きベクｌ−ルが供給される可能性を減少するために
その重み付けの係数が設計される。これは、１個の良好
な動きベクトルが決定できないときには、１個の大きく
誤った動きベクトルよりも１個の小さく誤った動きベク
トルの方が好ましいことによる。

第２９図はその相関面に対して重み付け関数をどのよう
に適用するかの一例を示す。この例では、その相関面上
の或る与えられた点に対する重みはその点のその定常的
即ち中心の動きヘクｌ・ルからの距離にそのまま比例す
る。その相関面のその点の値にはその重み係数が乗算さ
れる。例えば、その重み付け関数の傾きはその中心の定
常的な動きベクトルからプラス又はマイナス３２画素離
れた位置にある点に係数３が乗算されるように定められ
る。言い替えると、第２９図に示す如くその中心の定常
的な動きベクトルを黒い丸で表した場合、その重み付け
関数はその中心の定常的な動きベクトルを中心として上
下が反転した円錐のような形状になる。

その相関面の重み付けが終わった後に、その相関面には
再び閾値テスト及びリングテストを施す。

これら両テストをクリアする１個の最小値が決定される
と、これは良好な動きベクトルであるとみなされ、それ
が良好な動きベクトルであると共に重み付けが適用され
たことを示す情報（フラッグ）が付加される。このフラ
ッグはその動きベクトルと共に動きベクトル減少手段（
５）（第１図）に供給される。一方、重み付けを適用し
た後でさえ良好な動きベクトルも最も有益な動きベクト
ルも決定できない場合には、このサーチブロックに関し
て動きベクトル減少手段（５）（第１図）に供給される
如何なる動きベクトルも悪い動きベクトルであることを
示す情報（フラッグ）がセットされる。これを行うのは
、悪い動きベクトルは動きベクトル減少の処理において
は使用してはならず以下で述べるように他の動きベクト
ルで代用されなければならないことによる。

従って要約すると、動きベクトル評価手段（４）（第１
図）の動作は直接ブロック整合手段（３）（第１図）に
より生成された相関面から最も相関が良好な点、即ち最
小値の点を導出することである。

この最小値にはそれから閾値テスト及びリングテストが
施され、その最小値の点がそのサーチブロックの動きを
代表するとみなされるためにはその最小値はそれら両方
のテストをクリアしなければならない。ところで、閾値
テスト及びリングテストで使用される閾値は絶対的な値
又は規格化された相対的な値の何れでもよいことに注意
すべきである。その最小値がどちらかのテストをクリア
することができなければ、そのサーチブロックは成長さ
せられて新たな最小値が決定され、閾値テスト及びリン
グテストが再び適用される。そのサーチブロックを成長
させる最も有効な方向はその相関面の形状から決定され
る。

第１図に戻り、動きベクトル減少のプロセスについて説
明する。ＨＤＶＳ方式を使用すると、各サーチブロック
の大きさは３２画素×２３ラインであると仮定され、こ
の場合は最大で２４５１個の動きベクトルが存在しえる
ことが示される。サーチブロックの大きさは適度な分解
能を維持することとノ＼−ドウェアをあまり大きくしな
いこととのバランスに鑑みて選沢される。これら動きベ
クトルを全て動きベクトル選別手段（６）に供給するな
らば、要求される処理が多量であるため動きベクトル選
別の動作は実用的ではない。この問題を克服するため動
きベクトル評価手段（４）と動きベクトル選別手段（６
）との間に動きベク１・ル減少手段（５）を配してある
。動きベクトル減少手段（５）は動きヘク１ヘル評価手
段（４）により生成された動きベクトルを受取り、その
フレーム用に導出された全ての動きベクトルではなくそ
のフレームの夫々のサーチブロック（境界領域のサーチ
ブロックを含む）について４個の動きベクトルを動きベ
クトル選別手段（６）に供給する。この効果は２つある
。先ず、正しい動きベクトルが動きベクトル選別手段（
６）に供給される４個の動きベクトルのグループの中に
含まれている限り、それによりその正しい動きベクトル
を選別するのがずっと容易になる。しかしながら、次に
このことは、もしその正しい動きヘク１一ルがその４個
の内の１個として供給されない場合には、動きベクトル
選別手段（６）は正しい動きベクトルを選別することが
できないことをも意味する。従って、動きベクトル減少
手段（５）は動きベクトル選別千段（６）に供給する動
きベクトルの中にその正しい動きベクトルを含むことを
保障するように努める必要がある。また、動きベクトル
減少手段（５）により動きベクトル選別手段（６）に対
して４個の動きベクトルが供給されても、これらの内で
３個だけが実際に動きを表し、第４の動きベクトルは常
に定常的な動きベクトルであることに注意すべきである
。その定常的な動きベクトルにより、動きベクトル選別
手段（６）が定常的な画素に対して強制的に動きを表す
動きベクトルを割り当てることを防止することが保障さ
れる。その動きベクトル選別手段（６）には異なる数の
動きベクトルを伝達することもでき、例えば、別の実施
例では動きを表す４個の動きベクトルとその定常的な動
きベクトルとを伝達するようにしてもよい。

これ以後は“サンプルプロノク′゛という言葉は、ビデ
オ信号の１フレーム中のブロックであってその中の個々
の画素に動きベクトル減少手段（５）より同じ４個の動
きベクトルが供給されているブロックを意味する。従っ
て、１個のサンプルブロックはサーチブロックが成長す
る前にはその１個のサーチブロックと同じである。第３
０図に示す如く、ビデオ信号の１フレーム中ではサンプ
ルブロック及びサーチブロックの初期位置は同じである
。

動きベクトル減少手段（５）（第１図）は動きベクトル
評価手段（４）（第１図）より動きベクトル及びフラッ
グを受取り、そのフラッグを調べることによりその動き
ベクトルの品質を決定する。その動きベクトルが曖昧な
面から導出されたものではなくそれに高い信頼性がある
場合には、それは良好な動きベクトルと呼ばれるが、仮
にある程度の曖昧さが存在するとその動きベクトルは悪
い動きベクトルと呼ばれる。動きベクトル減少のプロセ
スにおいて、悪い動きベクトルであると分類された動き
ベクトルは全て無視される。というのは、動きベクトル
選別手段（６）において悪い動きベクトルが選別されな
いためには、その動きヘク１−ル選別手段（６）に不正
確な動きベクトルを伝達しないようにすることが重要で
あるからである。そのような悪い選別により一般に最終
的に得られる画像において極めて目障りなノイズ状のド
ットが生ずる。

動きベクトル減少手段（５）（第１図）に供給される動
きベクトルの夫々は或る特別なサーチブロックひいては
或る特別なサンプルブロンク（第３０図）より得られた
ものであり、その動きベクトルと共にこれらブロックの
位置も記録される。悪い動きベクトルであると分類され
た如何なる動きベクトルも無視されるため、全てのサン
プルブロックがその位置にあるサーチブロックから導出
された動きベクトルを持つとは限らない。良好な動きベ
クトルであるとして分類され、或る特別なサーチブロッ
クひいては或る特別なサンプルブロックに関係する動き
ベクトルは局所的な（ローカル）動きベクトルと呼ばれ
る。というのは、それらはそのサンプルブロックが得ら
れた領域で導出されたからである。これに加えて、他の
動きベクトルの減少プロセスでは個々の良好な動きベク
トルが生ずる頻度を計数し、それら良好な動きベクトル
を導出するために使用されたサーチブロックの実際の位
置を考慮することがない。これら動きベクトルは頻度が
小さくなる順序で分類され、この場合の動きベクトルを
共通な動きベクトルと称する。最悪の場合には、３個の
共通な動きベクトルだけが利用でき、これらが定常的な
動きベクトルと共に動きベクトル選別手段（６）（第１
図）に伝達される４個の動きベクトルを構成する。しか
しながら、３個を超える数の共通な動きベクトルが存在
することもよくあるので、その数を減少させて１組の減
少した数の共通な動きベクトルを構成しなければならな
い。これら１組の減少した数の共通な動きベクトルをグ
ローバルな（ｇｌｏｂａｌ）動きベクトルと称する。

共通な動きベクトルの数を減少させる最も単純な方法は
、３個の最も出現頻度の高い動きベクトルを使用して他
の動きベクトルを無視することである。しかしながら、
これら３個の最も出現頻度の高い共通な動きベクトルは
、初期状態では垂直方向及び／又は水平方向に互いに夫
々プラス又はマイナス１画素以内の動きである３個の動
きベクトルであることが多い。言い替えると、これら共
通な動きベクトルは全て同じ動きをわずかな違いで追跡
していたものであり、無視されていた他の共通な動きベ
クトルは実際に異なる動きを追跡していたものである。

或る場面の中の全ての又は大部分の動きを表す共通な動
きベクトルを選択するためには、同じ動きを表す複数の
グローバルな動きベクトルを選択するのを避ける必要が
ある。従って、実際に採用された方法は、先ず３個の最
も頻繁に出現する共通な動きベクトルを取り、それら３
個の内の最も頻度が小さい動きベクトルが他の２個の共
通な動きベクトルの何れかに対して垂直方向及び／又は
水平方向に夫々プラス又はマイナス１画素の動き以内で
あるかどうかを調べる。それが正しいならば、その動き
ベクトルは排除されて、この排除された動きベクトルの
次に最も頻度の高い共通な動きベクトルが選ばれてその
動きベク１・ルの代わりにチェックを受ける。このプロ
セスは全ての最も出現頻度の高い共通な動きベクトルに
ついて継続され、最後に互いに同程度ではない３個の共
通な動きベクトルが残るか、又は３個若しくはそれより
少ない数の共通な動きベクトルが残るまでそのプロセス
は継続される。しかしながら、そのプロセスが収束せず
互いに同程度ではない３個を超える数の共通な動きベク
トルが残った場合には、それらの中で最も頻度の小さい
動きベクトルが他の動きベクトルに対して垂直方向及び
／又は水平方向に夫々プラス又はマイナス２画素の動き
以内であるかどうかを調べるプロセスが反復され、必要
に応じてその距離を増加させながらそのプロセスが反復
される。これら３個の共通な動きベクトルが要求されて
いるグローバルな動きベクトルであり、これらはまだ出
現頻度の順に並べられていることが重要である。

動きベクトル減少のプロセス及びｌフレームのビデオ画
像中のサンプルブロックを考慮する場合、３個の異なる
タイプのサンプルブロックに注目する必要がある。これ
らのタイプは１フレームのビデオ画像中のその実際の位
置によって定まり、第３１図において異なる領域として
表されている。領域Ａは全体が他のサンプルブロックに
囲まれると共に画像の境界に近くないサンプルブロック
より構成される。領域Ｂは部分的に他のサンプルブロッ
クに囲まれると共に画像の境界に近くないサンプルブロ
ックを含む。最後に領域Ｃは、その画像の境界に近いサ
ンプルブロックを含む。これらの各領域に適用される動
きベクトル減少のアルゴリズムは夫々異なる。これらの
アルゴリズムにつき説明するに、先ずその１フレームの
ビデオ画像中のサンプルブロックの中には良好な動きベ
クトルを有するものが存在し、更にその場面の主要な動
きの大部分を表すべき３個のグローバルな動きベクトル
が存在することが前提となっている。各サンプルブロッ
クについて３個の動きベクトルと共に定常的な動きベク
トルを伝達するために、これら動きベクトルの選別が行
われる。

第３２図は領域Ａにおける動きベクトル減少の手順を示
す。この領域にはチェックすべき動きベクトルが最も多
く存在するため、この領域が扱うのに最も複雑な領域で
ある。第３２図において、斜線を施された中央のサンプ
ルブロックが他のサンプルブロックａ　−　ｈに囲まれ
ている。先ず局所的に導出された動きベクトルが良好な
動きベクトルとして分類されるかどうかが調べられる。

それが良好であり且つ定常的な動きベクトルと同一でな
いときには、その動きベクトルは伝達される。しかしな
がら、これらの条件の内の一方でも充足されないときに
は、その動きベクトルは無視される。

それから、そのサンプルブロックｄに対応する動きベク
トルが良好な動きベクトルとして分類されるかどうかが
調べられる。それが良好であり、更にその動きベクトル
が既に選別されたどの動きベクトルとも同じではなく且
つその定常的な動きベクトルとも同じでないときには、
その動きベクトルは伝達される。これらの条件の内の一
方でも充足されないときには、その動きベクトルも無視
される。このプロセスはそれから同様にサンプルブロ７
クｅ，ｂ，ｇ，ａ，ｈ，ｃ及びｒの順序で継続される。

定常的な動きベクトルを含まない３個の動きベクトルが
得られると、そのアルゴリズムは終了する。というのは
、それらがそのサンプルブロックについての動きベクト
ルの選別で要求される全てであるからである。しかしな
がら、上述の必ずしも全てのチェックにおいて３個の良
好な動きベクトルが得られなければならないというもの
ではない。３個の良好な動きベクトルが得られない場合
には、残りの空間にはグローバルな動きベクトルが割当
てられ、より出現頻度の高いグローバルな動きベクトル
が優先的に割当てられる。

第３３図は領域Ｂにおける動きベクトルの減少手順を示
す。領域Ｂのサンプルブロックは他のサンプルブロック
により全体には囲まれていない点を除いて、領域八のサ
ンプルブロックと同じである。

従って、これらのサンプルブロックに適用されるプロセ
スは領域Ａ用のプロセスと、全ての周辺のサンプルブロ
ックの中ではチェックを行うことができない点を除いて
全く同じである。従って、第３３図に示す如く、サンプ
ルブロックａ　−　ｅに対して動きベクトルをチェック
することができるだけであり、動きベクトル用に残され
ている空間には何れも前と同様にグローバルな動きベク
トルが割当てられる。同様に、第３３図の斜線を施した
サンプルブロックを左へ２単位移動させると、それらグ
ローバルな動きベクトルを割当てる前にチェックすべき
隣接する周辺のブロックの数は３個だけになる。

第３４図は領域Ｃにおける動きベクトルの減少手順を示
す。そのサンプルブロックには局所的に導出された動き
ベクトルもなく、動きベクトルが利用できる多くの周辺
のサンプルブロックもないので、この場合が最も厳しい
場合である。この問題を処理する最も単純な方法は、単
にその領域Ｃのサンプルブロックにグローバルな動きベ
クトルと共に定常的な動きベクトルを割当てることであ
る。

しかしながら、この場合には、領域Ｂの隣接するサンプ
ルブロックと比較した場合に、その領域Ｃのサンプルブ
ロックに割当てられた動きベクトルの値が突然変化する
ことにより、最終的に得られる画像にブロック処理によ
る影響が生じることが分かっている。従って、より好適
な方法は、領域Ｃのサンプルブロックに対しては領域Ｂ
のサンプルブロックに対して用いられるものと同じ動き
ベクトルを使用して、動きベクトルの突然の変化を防ぐ
ことである。より好ましくは、領域Ｃの各サンプルブロ
ックにはその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の動きベクトルと同じものを割当
てるのがよい。従ってこの場合には第３４図例では、領
域Ｃの個々の斜線を施したサンプルブロックには領域Ｂ
のサンプルブロックａと同じ動きベクトルが割当てられ
、これにより良好な結果が得られることが確認された。

再び第１図を参照して、動きベクｌ−ル選別手段（６）
の目的はそこへ供給された４個の動きベクトルの内の１
個をそのサンプルブロック内の個々の画素に夫々割当て
ることである。これにより、それら動きベクトルは物体
の輪郭に正確に割当てることができる。この割当てを実
行するには特に、微細な構造を囲む背景画像によりその
正しい動きベクトルにより生成される実際の構造が置き
換えられる可能性を無くすようにする必要がある。これ
を達成するために、その動きベクトルの選別プロセスは
２個の主な段階に分割される。第１段階では入力フレー
ムの各画素について動きベクトルが生成される。言い替
えると、出力フレームの各画素に対する動きベクトルの
値を直接決定することはない。第２段階では出力フレー
ム中の各画素に対する動きベクトルの値を決定するため
に、その第１段階で生成された動きベクトルの値が使用
される。

第３５図において、入力フレーム（２）の各画素は供給
される４個の動きベクトルの夫々を使用することにより
、前フレーム（１）及び次のフレーム（３）のビデオデ
ータの中で最も良く輝度の値が合致する画素を求めるた
めに調べられる。画素の輝度の差分は次のように決定さ
れる。

この場合、 Ｐｌｎｍは、フレーム（２）で検査対象となっている画
素の位置から検査対象となっている動きベクトルの座標
を差し引いて得られる位置に存在する画素を囲む４×４
個の画素よりなるブロックの中のフレーム（１）の画素
の輝度値であり、Ｐ２ｎｍは、検査対象となっている画
素を囲む４×４個の画素よりなるブロックの中のフレー
ム（２）の画素の輝度値であり、 Ｐ３ｎｍは、フレーム（２）で検査対象となっている画
素の位置に検査対象となっている動きベクトルの座標を
加算して得られる位置に存在する画素を囲む４×４個の
画素よりなるブロックの中のフレーム（３）の画素の輝
度値である。

その画素の差分が最小になる条件により輝度が最も良く
合致する所が求められ、従って、検査対象となっている
画素に適用すべき正しい動きベクトルが求められる。正
しい動きベクトルが適用できない場合又は以下で詳細に
述べるように露出されたエリア若しくは被覆されたエリ
アが存在する場合には、その輝度の良好な合致は起こら
ない。

良好な合致が起こらない場合とは、使用されている複数
の画素内の平均的な画素の輝度の差分が或る所定の閾値
を超えているときに生じる。正しい動きベクトルが検査
されているときでさえ、空間周波数の高い微細な構造で
は良好な合致が生じないことがあるので、その閾値が重
要である。閾値が如何なる値のときに良好な合致が起こ
らないことが示されるかを決定するためには、動きベク
トルが要求されている画素を囲むブロック内の画像の周
波数成分にその閾値を関連づける必要がある。これを達
成するため、検査対象の画素についての水平方向又は垂
直方向の画素の輝度の差分の最大値の半分に等しい閾値
を自己閾値とする。このようにして得られた閾値が比較
対象となっている全体のブロックデータの代表的な値で
あることを保障するために、使用される４個の中央部の
夫々４×４個の画素よりなるブロックを対象として平均
値が求められる。

４×４のブロックを示す第３７図を参照して、必要とさ
れる閾値Ｔは次式で与えられる。

Ｔ　＝　（Ｔｌ＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）　／８この式にお
いて例えばＴ３は、第３８図に示すように４個の画素の
輝度の差分値の中の最大値に等しい値として決定され、
これら４個の差分値とは２個の垂直方向の差分値の絶対
値ＩＢ２−８３　１　．　　ｌ　Ｂ４−８３１及び２個
の水平方向の差分値の絶対値ＩＡ３Ｂ３　　　　Ｃ３−
Ｂ３　　である。

このようにして入力フレーム（２）に対して１フレーム
分の動きベクトルが得られ、同様にして第３６図に示す
如く入力フレーム（３）に対して１フレーム分の動きベ
クトルが得られる。

場面の変化は別として、動きベクトル選別の上述の第１
段階におい、て発生する不適合（ミスマッチ）の原因は
露出面及び被覆面の現象である。或る物体、例えば自動
車がトンネルに入るときには、その自動車は被覆されて
、一方それが出て来るときにはその自動車は露出される
。その自動車のフレーム（１）及び（２）で露出された
部分がフレーム（３）及び（４）で被覆されるときには
、その基本的なベクトル選別プロセスではその正しいベ
クトルを決定することができない。更に、そのトンネル
の中に入る自動車が被覆される一方で、その自動車の後
ろの道路及び物体は露出される。同様にそのトンネルを
離れる自動車は露出されるが、その自動車の後ろの道路
及び物体は被覆される。従って、一般に被覆される物体
と露出される物体とが同時に存在する。或る場面の終わ
りもまた被覆される物体と同様に動きの不連続性を有す
る。斯かる状況下でさえも動きベクトルを決定する試み
においては、その輝度値のブロック毎の合致の程度を調
べる方法は、第３５図及び第３６図の３フレーム間の合
致の程度を調べる方法から２フレーム間の合致の程度を
調べる方法に変えられる。即ち、動きベクトルが要求さ
れているフレーム（例えばフレーム（２））は供給され
る４個の動きヘク１・ルを使用することにより、前フレ
ーム及び次フレームに対して（フレーム（２）の場合に
は夫々フレーム（１）及び（３）に対して）個別にブロ
ック毎の合致の程度が調べられる。最も良好な合致を生
ずる動きベクトルが検査対称となる画素に適用される動
きベクトルとして選別される。しかしながら、この場合
には２フレーム間の合致の程度だけを調べる方法が使用
されたことを示す情報（フラソグ）がセットされる。

特に積分型のテレビカメラを用いた場合には、良好な合
致が起こらないという状況が生じる。物体が微細構造を
有する背景の上を動くときには、積分型のカメラによる
とその物体の先端及び後端のエッジがその背景の微細構
造と混合されて独特の部分を有する画像が生成される。

そのような状況では、２フレーム間の合致を調べる方法
でさえも平均的な画素間の差分がその閾値を超えること
がある。こような場合には、動きベクトルの値は０に設
定され、エラーフラッグもセットされる。

動きベクトル選別の第２段階では第１段階で導出された
２フレーム分の動きベクトルを利用する。

最初の（入力フレーム（２）の）１フレーム分の動きベ
クトルは基準フレームであるとみなされ、これに続く　
（入力フレーム（３）の）１フレーム分も使用される。

出力フレームの位置はこれら２個のフレームの動きベク
トルの間の何れかに存在ｔる。

第３９図を参照して説明するに、個々の出力画素の位置
に対して入力フレーム（２）のサンプルブロンクに関連
する４個の可能な動きベクトルが検査される。検査対象
である動きベクトルの角度でその出力画素の位置を通っ
て引かれた線は入力フレーム（２）及び入力フレーム（
３）の両方の上に存在する位置を指し示す。動きベクト
ルの値が奇数（例えば１，３及び５）である場合には、
出力フレームが入力フレーム（１）と（２）との間の正
確に中央にあるとすると、入力フレームの２個の画素の
間の（画素の中心ではない）或る点が指し示されるであ
ろう。この不正確さを考慮し更に惑度を画素単位まで低
下させるために、各フレームに対して最も近い画素の位
置を中心として１組の３×３ブロックの動きベクトルが
得られる。実際には、２組の３×３ブロックの動きベク
トルの夫々と検査対象である動きベクトルを含むブロッ
クとの間でブロック間の合致の程度を調べる動作が実行
される。

使用される動きベクトルの差分は次式により与えられる
２個の動きベクトルの値の空間的な差分を表す。

この場合、×１及びｙ１はそれらブロックの１つにおけ
るその動きベクトルの直交座標であり、×２及びｙ２は
検査対象となる動きベクトルの直交座標である。

３個の入力フレーム、即ち人力フレーム（２）（第３５
図）に対しては入力フレーム（１）　，　（２）及び（
３）を使用して計算された動きベクトルだけを使用する
ことにより、上述のように先ず最も良好に合致する動き
ベクトルが生成される。それら３個の人力フレームは入
力フレーム（３）（第３６図）に対しては入力フレーム
（２）　，　（３）及び（４）となり、その結果はそれ
に応じて段階的に変化する。その９個のブロックには少
なくとも４個の使用可能な動きヘク１・ルがあるのが好
ましい。フレーム（２）及びフレーム（３）の両方の動
きベクトルのブロックが使用できるときには、その動き
ベクトルの差分値はフレーム（２）による動きベクトル
の差分値の半分及びフレーム（３）による動きベクトル
の差分値の半分を加算して構成される。上述の方法を使
用して動きベクトルの最小の差分値を生成する動きベク
トルであれば、検査対象となる出力画素に適用できる動
きベクトルであると考えることができる。３個のフレー
ム間の入力動きベクトルの整合（第３５図及び第３６図
）により生成された動きベクトルの差分値が１より大き
いときには、被覆面又は露出面が検出されたことになる
。そして、同じプロセスが繰り返されるが今度はエラー
フラッグが無視される。即ち、２個の入力フレームを用
いて計算された動きベクトルが使用される。理論的には
これは露出面又は被覆面だけに必要であるが、実際には
より一般的な領域の画像に通用しても画質が改善される
。

上述の両方の検査が実行された後に、良好に合致すると
判定された最小の動きベクトルの値が２を超えている場
合には、その動きベクトルの値は０に設定され、動きベ
クトル後処理千段（７）（第１図）の使用に供するため
エラーフラッグがセットされる。

動きベクトルの選別に伴い、如何なる実際の画像の状況
においてもほぼ確実に或る画素に関連して疑似的な動き
ベクトルが残存する。第４０図〜第４５図は疑似的な動
きベクトルであると見なされる場合を示し、これらの各
図において、三角形は同じ動きベクトルが割当てられた
画素を示し、一方、星は周囲の画素に割り当てられた動
きベクトルと異なる動きベクトルが割り当てられた画素
を示し、円は検査対象の動きベクトルを示す。

第４０図は１個の特異点を示し、この場合１個の画素だ
けが全ての周囲の画素の動きベクトルとは異なる動きベ
クトルを有する。

第４１図は水平方向の動きベクトルのインパルスを示し
、この場合３個の水平方向に並んだ画素だけが周囲の画
素の動きベクトルとは異なる同一の動きベクトルを有す
る。

第４２図は垂直方向の動きベクトルのインパルスを示し
、この場合３個の垂直方向に並んだ画素だけが周囲の画
素の動きベクトルとは異なる同一の動きベクトルを有す
る。

第４３図は対角方向の動きベクトルのインパルスを示し
、この場合３個の対角方向に並んだ画素だけが全ての周
囲の画素の動きベクトルとは異なる同一の動きベクトル
を有する。

第４４図は水平方向及び垂直方向の動きベクトルのイン
パルスを示し、この場合縦十字型に配列された５個の画
素だけが全ての周囲の画素の動きベクトルとは異なる同
一の動きベクトルを有する。

第４５図は２対角方向の動きベクトルのインパルスを示
し、この場合対角方向の十字型に配列された５個の画素
だけが全ての周囲の画素の動きベクトルとは異なる同一
の動きベクトルを有する。

上述の６個の範躊に分類される画素の動きベクトルは実
際には現実の画像について生しることはなく、更にそれ
らは不正確な動きベクトルの選別により直接生じた結果
でもある。そのような動きベクトルが補間プロセスの途
中で使用されると、最終的に得られる出力画像にはドッ
ト妨害が生しることがある。従って、そのような動きベ
クトルを特定して排除するのが望ましい。これは上述の
動きベクトルの全てのグループ分けを行うと共に、各グ
ループに応じてフラッグを割当てるアルゴリズムを使用
することにより実行される。

そのアルゴリズムは２回繰り返すプロセスを使用し、１
回毎の処理は同一である。２回繰り返すことの必要性に
つき説明する。画素の配列を示す第柘図を参照して説明
するに、三角形が付された全ての画素は夫々同一の動き
ベクトルを有する。

中央の９個の画素よりなるブロックは、夫々ベクトル１
〜ベクトル９として各画素に割り当てられた動きベクト
ルを有し、これら動きベクトルは同一でも同一でなくと
もよい。ベクトル５が検査対象の動きベクトル（被検ベ
クトル）である。

第１回目の処理では、ベクトル５がチェックされ、最初
にそのベクトルが正確に又は所定の許容値内でベクトル
１，ベクトル３，ベクトル７又はベクトル９と同じであ
るかどうかが決定され、その次にそのベクトルが正確に
又は所定の許容値内でベクトル２，ベクトル４．ベクト
ル６又はベクトル８と同じであるかどうかが決定される
。

このチェックは、そのベクトル５が少なくとも水平方向
又は垂直方向に隣接するベクトルの１つと同じであり、
且つ少な《とも対角方向に隣接するベクトルの１つと同
じであるかどうかを調べるものである。これが否定的な
らば、その画素５が不良であることを示すフラッグがセ
ットされる。

言い替えると、水平方向（又は垂直方向）及び対角方向
の隣接画素に夫々少なくとも１個の、即ち少なくとも合
計２個の同程度の動きベクトルが存在しない場合には、
その画素に不良であることを示すフラッグがセットされ
る。

この第１回目の処理によれば、特異点，水平方向の動き
ベクトルのインパルス．垂直方向の動キベクトルのイン
パルス，対角方向の動きベクトルのインパルス及び対角
方向の動きベクトルのインパルス（第４０図〜第４３図
及び第４５図）に対応する動きベクトルには全て不良で
あることを示すフラッグが付加されるが、水平方向及び
垂直方向の動きベクトルのインパルス（第４４図）に対
応する動きベクトルの内で中央のベクトルを除く４隅の
ベクトルは良いベクトルであると判断され、このベクト
ルには２回目の処理が必要になる。例えば、第４４図例
において、その縦十字形の４隅の動きベクトルは夫々水
平方向（又は垂直方向）及び対角方向に１個づつ同一の
動きベク１・ルを有するため、良いベクトルであると判
定される。

２回目の処理は第１回目の処理と正確に同じ条件を調べ
るものであるが、今回は既に不良であるとしてフラッグ
を付加された動きベクトルはその計算から除外される。

従って、第４４図例において、第１回目の処理後には中
央の動きベクトルだけに不良のフラッグが立てられるが
、第２回目の処理後には縦Ｌ字形に配列された５個の動
きベクトルの全てに不良のフラッグが立てられる。

不良の動きベクトルを特定した後には、それらを修正す
ることが必要になり、この修正もまた動きベクトル後処
理手段（７）（第１図）により実行される。補間又は高
頻度の動きベクトルによる置換などの種々の方法を使用
することができるが、実際には単純な置換により良好な
結果が生じることが分かった。これは次のように実行さ
れる。（但し、この場合は符号「一」は正確に等しいだ
けではなく、予め定められた許容値内に収まっているこ
とをも意味する。）即ち、ベクトル５が不良であると判
定されたときには、そのベクトルは（ベクトル４＝ベク
トル６）が成立するならばベクトル４により置き換えら
れ、それが成立せず（ベクトル２＝ベクトル８）が成立
するならばベクトル２により置き換えられ、それが成立
せず（ベクトル１−ベクトル９）が成立するならばベク
トル１により置き換えられ、それが成立せず（ベクトル
３−ベクトル７）が成立するならばベクトル７により置
き換えられ、それも成立しない場合には置換は行われな
い。

再び第１図において、各画素について最終的に選択され
た動きベクトルが動きベクトル後処理手段（７）より補
間手段（８）に供給されると共に、６０フレーム／秒で
順次走査変換されたフレームが順次走査変換手段（２）
から補間手段（８）に供給される。

その補間手段（８）は第４７図に示す如く、２個の順次
走査変換されたフレームを使用するだけの比較的単純な
構造である。出力フレームの連続する入力フレームであ
るフレーム（１）及びフレーム（２）に対して相対的な
時間軸上の位置、及びその出力フレーム上の画素に対す
る動きベクトルを使用することにより、周知の方法でそ
の補間手段（８）は第１フレームのどの部分と第２フレ
ームのどの部分とを結合するべきかを決定し、更に正確
な出力フレームの画素の値を生成するための重み付けの
値を決定する。言い替えると、補間手段（８）は動きベ
クトルを用いて動きの方向に沿って適応的に補間を行い
、２４フレーム／秒に対応する動き補償のなされた順次
走査フレームを生成する。その動きベクトルは各画素の
輝度の値だけを使用して導出されていたが、その同じ動
きベクトルは要求される出力フレームの画素の色成分の
値を導出するために使用される。その要求される出力を
生成するためには、各フレームにたいして８×８個の画
素よりなるアレイが使用される。従って、その補間手段
（８）は２次元の垂直方向／水平方向の補間手段であり
、その補間手段（８）で使用される係数はレメツ（Ｒｅ
ｍｅｚ）の交換アルゴリズムを使用して導出することが
できる。このアルゴリズムは’Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏ
ｃｅｓｓｉｎｇＬａｗｒｅｎｃｅ　Ｒ　Ｒａｂｉｎｅｒ
＋Ｂｅｒｎａｒｄ　Ｇｏｌｄ．　Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−ｆ
ｌａｉｌＩｎｃ．，ｐｐ　１３６−１４０，２２７．に
て詳細に説明されている。

第４７図は３個の異なる場合についてその補間手段（８
）（第１図）により実行される補間を模式的に示す。左
側の第１の場合は露出面も被覆面もない場合、中央の第
２の場合は１個の被覆面がある場合、右側の第３の場合
は１個の露出面がある場合である。被覆された面の場合
にはその補間でフレーム（１）だけが使用され、露出さ
れた面の場合にはその補間でフレーム（２）だけが使用
される。

その補間手段（８）においては動き補償を行わない袖間
を行うこともでき、この場合には時間的に最も近い順次
走査変換されたフレームが補間フレームとして使用され
る。

尚、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは勿論である
。

［発明の効果］ 本発明によれば、動きベクトルを正確に導出できる利益
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のビデオ標準方式の変換装置
を示すブロック図、第２図は順次走査変換の説明図、第
３図〜第６図は夫々順次走査変換時の連続するフィール
ド及び連続するラインを示す説明図、第７図は動き適応
順次走査変換における各ステップを示すブロック図、第
８図は連続するフィールド間の差分等を示す線図、第９
図及び第１０図は夫々順次走査正規化関数及び順次走査
の非綿形関数を示す線図、第１１図は順次走査変換にお
ける未完成のラインの画素を示す線図、第１２図及び第
１３図は夫々サーチブロックとサーチエリア及びそれら
の相互の関係を示す線図、第１４図は相関面を示す線図
、第１５図及び第１６図は夫々サーチブロックの成長を
示す線図、第１７図はサーチブロックの整合ができない
ｌフレームの領域を示す線図、第１８図は３個のサーチ
ブロックにまたがる動体を示す線図、第１９図〜第２１
図は夫々生成される相関面を示す線図、第２２図及び第
２３図は夫々閾値テストの説明に供する相関面の他の例
を示す線図、第２４図及び第２５図は夫々リングテスト
の説明に供する相関面の更に他の例を示す線図、第２６
図及び第２７図は夫々サーチブロックが成長する方向の
決定方法の説明図、第２８図は実施例の要部の構成図、
第２９図は相関面の重み付けの方法の説明図、第３０図
はサンプルブロック及びサーチブロックと１フレームの
ビデオ画像との関係を示す線図、第３１図は１フレーム
のビデオ画像の動きベクトルの領域を示す線図、第３２
図〜第３４図は夫々１フレームのビデオ画像の個々の領
域における動きベクトルの説明に供する線図、第３５図
及び第３６図は夫々動きベクトル選別の第１段階の説明
図、第３７図及び第３８図は夫々閾値の決定方法の説明
に供する線図、第３９図は動きベクトル選別の第２段階
の説明図、第４０図〜第４６図は夫々動きベクトルの後
処理時における動きベクトルが属する画像の配列を示す
線図、第４７図は補間動作の説明に供する線図である。 （２）は順次走査変換手段、（３）は直接ブロック整合
手段、（４）は動きベクトル評価手段、（５）は動きベ
クトル評価手段、（６）は動きベクトル選別手段、（７
）は動きベクトルの後処理手段、（８）は補間手段であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロ
   ックと上記ビデオ信号の次のフィールド又はフレームの
   複数のブロックとを比較し、上記第１のフィールド又は
   フレームのブロックに対して、上記第１のフィールド又
   はフレームの上記ブロックの内容と上記次のフィールド
   又はフレームの比較された各ブロックの内容との差を表
   わす相関面を夫々生成することにより、上記第１のフィ
   ールド又はフレームと上記次のフィールド又はフレーム
   との間の上記ブロックの夫々の内容の動きを表わす動き
   ベクトルを導出する手段と、 上記相関面の内の所定の閾値よりも小さい差を表わす部
   分の形状を決定して、該形状に応じて上記比較の方法を
   変化させる手段と、 上記動きベクトルに応じて制御される補間手段とを有す
   る動き補正付きテレビジョン信号方式変換器。 ２、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロ
   ックと上記ビデオ信号の次のフィールド又はフレームの
   複数のブロックとを比較し、上記第１のフィールド又は
   フレームのブロックに対して、上記第１のフィールド又
   はフレームの上記ブロックの内容と上記次のフィールド
   又はフレームの比較された各ブロックの内容との差を表
   わす相関面を夫々生成することにより、上記第１のフィ
   ールド又はフレームと上記次のフィールド又はフレーム
   との間の上記ブロックの夫々の内容の動きを表わす動き
   ベクトルを導出する手段と、 上記相関面によって表わされる最小の差が上記相関面に
   よって表わされる次の最小の差に対して予め定められた
   量を超える量だけ異なるかどうかを決定することにより
   、 上記相関面が上記差の明確な最小値を含んでいるかどう
   かを決定する手段と、 上記動きベクトルに応じて制御される補間手段とを有す
   る動き補正付きテレビジョン信号方式変換器。 ３、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロ
   ックと上記ビデオ信号の次のフィールド又はフレームの
   複数のブロックとを比較し、上記第１のフィールド又は
   フレームのブロックに対して、上記第１のフィールド又
   はフレームの上記ブロックの内容と上記次のフィールド
   又はフレームの比較された各ブロックの内容との差を表
   わす相関面を夫々生成することにより、上記第１のフィ
   ールド又はフレームと上記次のフィールド又はフレーム
   との間の上記ブロックの夫々の内容の動きを表わす動き
   ベクトルを導出する手段と、 上記相関面によって表わされる夫々の差の大きさに重み
   付けをしてから、上記相関面が上記差について明確な最
   小値を含んでいるかどうかを決定する手段と、 上記動きベクトルに応じて制御される補間手段とを有す
   る動き補正付きテレビジョン信号方式変換器。 ４、ビデオ信号の第１のフィールド又はフレームのブロ
   ックと上記ビデオ信号の次のフィールド又はフレームの
   複数のブロックとを比較し、上記第１のフィールド又は
   フレームのブロックに対して、上記第１のフィールド又
   はフレームの上記ブロックの内容と上記次のフィールド
   又はフレームの比較された各ブロックの内容との差を表
   わす相関面を夫々生成することにより、上記第１のフィ
   ールド又はフレームと上記次のフィールド又はフレーム
   との間の上記ブロックの夫々の内容の動きを表わす動き
   ベクトルを導出する手段と、 上記相関面によって表わされる差が上記相関面によって
   表わされる最小の差を囲む上記相関面の領域において、
   上記相関面によって表わされる差が単調に増加するかど
   うかを決定することにより、 上記相関面が上記差の明確な最小値を含んでいるかどう
   かを決定する手段と、 上記動きベクトルに応じて制御される補間手段とを有す
   る動き補正付きテレビジョン信号方式変換器。