JPH03261288A - 動き検出回路 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はテレビジョン受像機における例えば順次走査変
換回路の動き検出を行う動き検出回路に関する。

（従来技術） 近年、現行方式のテレビジョン画像の高画質化を図るた
めに、テレビジョン信号をディジタル処理する開発が盛
んに行われており、その１つとして、順次走査変換方式
が実用化されている。この順次走査変換方式は、インタ
ーレースで伝送されたテレビジョン信号をノンインター
レースに変換することで、ラインフリッカのない高画質
の画像を再生するようにしたものである。すなわち、こ
れは、上下の水平走査ライン間に走査線を内挿したり、
伝送された走査線をもう１度走査させることによって実
現することができる。

ところで、このようにライン間の演算によってライン間
内挿データを生成する方式では、垂直方向の解像度が劣
化するため、従来より絵柄によりパラメータを変化させ
る適応形順次走査変換方式が開発されてきている。これ
は、５ＨＰＴＥ　ＪｏｕｒｎａｌＭａｙ　１９８４に記
載された“＾ＨＯ℃１ｏｎ−＾ｄａｐｔ　ｉｖｅＨｉｇ
ｈ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｆｏ
ｒ　ＮＴＳＣＣｏ１ｏｒ　ＴＶＳｉｇｎａｌ″にあるよ
うに、静止画像に対してはフィールド間（あるいはフレ
ーム間）演算によるフィールド間（あるいはフレーム間
）内挿を行って、理想的な順次走査変換を行うようにし
、動画像ではフィールド間内挿を行わずフィールド内（
ライン間）内挿によって順次走査変換を行うようにした
ものである。

第７図は、このような従来の適応形順次走査変換回路を
示すものである。すなわち、図中１１は入力端子でイン
ターレースされた例えばＮＴＳＣ方式のテレビジョン信
号が供給されるものとする。

この入力端子１１に供給されたテレビジョン信号は、２
６２日遅延回路１２、ＩＨＮ延回路１３及び２６２日遅
延回路１４を介して、加算回路１５の一方の入力端に供
給されるとともに、該加算回路１５の他方の入力端に供
給されている。

ここで、上記２６２日遅延回路１２．１Ｈｉｌ延回路１
３及び２６２日遅延回路１４は、それぞれメモリで構成
されており、各遅延回路１２〜１４を合わせてフレーム
メモリが構成されるようになっている。

そして、上記加算回路１５の出力は、１／２減衰回路１
６を介して増幅器１７に供給されている。

また、上記２６２日遅延回路１２の出力及び１Ｈ近延回
路１３の出力は、それぞれ加算回路１８の一方及び他方
の入力端に供給されている。そして、この加算回路１８
の出力は、１／２減衰回路１９を介して増幅器２０に供
給されている。

また、上記入力端子１１に供給されたテレビジョン信号
は、加算回路２１の正入力端＋に供給され、上記２６２
日遅延回路１４の出力は、加算回路２１の負入力端一に
供給されている。このため、加算回路２１の出力は、入
力端子１１に供給されたテレビジョン信号から、２６２
日遅延回路１４の出力を減算したものとなり、その出力
は、動き判別回路２２を介して、上記増幅５１７．２０
の制御に供されている。そして、上記増幅器１７゜２０
の各出力は、加算回路２３で加算され、出力端子２４に
導かれている。

上記のような構成において、以下、第８図を参照してそ
の動作を説明する。第８図は、テレビジョン信号を時間
ｔと垂直軸ｙとでみたもので、図中Ｏ印２５〜２８はそ
れぞれ走査線を示している。

すなわち、入力端子１１に供給されたテレビジョン信号
は、２６２日遅延回路１４の出力と、加算回路１５によ
って加算される。ここで、２６２日遅延回路１４の出力
は、第８図において５２５ライン前つまり１フレーム前
の走査線２８に対し、走査１２６に相当する。

また、２６２日遅延回路１２の出力は、１日遅延回路１
３の出力と加算回路１８によって加算される。そして、
加算回路１８の演算出力は、１ライン間の演算であるの
で、第８図に示す走査線２５と２７とによる内挿である
。すなわち、加算回路１５の出力は、フレーム間内挿に
よる走査線で、加算回路１８の出力は、ライン間内挿に
よる走査線となっている。

そして、上記加算回路１５の出力は、１／２減衰回路１
６で１／２に減衰されて増幅器１７に供給され、上記加
算回路１８の出力は、１／２減衰回路１９で１／２に減
衰されて増幅器２０に供給される。

また、加算回路２１の出力は、現在供給されているテレ
ビジョン信号と、１フレーム前のテレビジョン信号との
差成分、つまりテレビジョン信号の動き量に対応してい
る。そして、加算回路２１の出力の大きさを動き判別回
路２２によって判別し、その判別結果に応じて、増幅器
１７．２０が制御される。つまり、動きが大きい場合に
は、ライン間内挿が大きくなり、動きが少ない場合には
、フレーム間内挿が大きくなるように、フレーム間内挿
とライン間内挿との比が変化されるようになって、加韓
回路２３から内挿された走査線が出力されるようになる
ものである。

すなわち、上記２６２日遅延回路１２．１）−１！！延
回路１３及び２６２日遅延回路１４は、内挿用走査線を
生成するだけでなく、動き検出にも利用されており、有
機的な構成で動きに適応した順次走査変換を行うことが
できるようになるものである。

以上述べた動き検出回路部分を第９図に示す。

尚、第７図と共通部分は同一番号で示す。

入力端子１１に供給された信号は、加算器２１に入力さ
れ、フィールド遅延回路１２．１日遅延回路１３、フィ
ールド遅延回路１４を経た信号が減算され、この加算器
２１からフレーム間の差信号を出力する。この差信号は
、非線形変換回路（第９図ではＮ、し、変換と略記＞３
０に入力され、第１０図に示すように非線形の特性に変
換して出力端子３１から出力する。

第１０図に示す特性は、入力されるフレーム間差信号の
レベルの絶対値が所定値ａ以下の場合にはリニアに出力
し、所定値ａを越えると１の出力を出す。

従って、フレーム間差信号のレベルが所定値ａ以下であ
れば、そのレベルに応じて動画と静止画の処理に重みづ
けをして出力し、所定値ａを越えた場合には動画として
処理を行うことになる。

又、フレーム間差信号のレベルが殆ど零であると静止画
であるとして、フィールド間（あるいはフレーム間）内
挿を行う処理をする。

このように動きに適応した順次走査変換はラインフリッ
カのない高画質の画像を再生できる。

しかしながら、動きの検出を誤ると、この順次走査変換
は大きな画質劣化を生じる。つまり、動画であるにもか
かわらず、静止画と判断した場合、フレーム間で走査線
を補間するため、二重像になってしまう。このように動
きの検出を誤る例を第１１図及び第１２図を用いて説明
する。

第９図に示す動き検出回路では、フレーム間差分をもと
に動き検出を行うため、第１１図に示す第１フイールド
の走査線４１と、第２フイールドを経た次のフレームの
第１フイールドでの対応する走査線４２との差を演韓し
ている。従って、フレーム間で動きがある場合には、そ
の動き良に応じて差が大きくなることになり、多くの場
合、確実に動き検出を行うことができる。

ところが、フィールド内に例えば２つの水平ライン方向
の絵柄（例えば黒地に横一線の白帯の絵柄）が繰り返さ
れるような画像の場合で、この絵柄が上方向にフレーム
間で重なるように動いた場合を考える。

この場合、第１２図において、第１フイールドでの２つ
の横一線の白帯を表わす走査線５１．５２は第２フイー
ルドでは走査線５３．５４に移動し、１フレーム後の第
１フイールドでは走査線５５．５６の位置に移動したと
する。この場合には、フレーム間の差、例えば走査線５
１と５６の差は零となり（尚、走査線５２に対しては走
査１５２の下の白帯に対応する走査線５７で差が零とな
る。）静止画と判断してしまう。

この静止画の判断により、フレーム間で番号５８の位置
が補間されることにより、横一線の白帯の絵柄が誤って
（内挿により）再生されてしまう。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、フレーム間で重なるような動きの画像で
は、正確な動きの検出を原理的に行えない。

すなわち、走査線変換の動き適応動作では、より速い動
き、例えばフィールド間（１／６０秒）で動き検出を行
わなければ検出できないような動きに対して、インタレ
ース走査信号ではフレーム間（１／３０秒）の時間幅で
しか検出できない。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、フレ
ーム間の差信号では検出できない、より速い画像の動き
に対しても動き検出を行うことのできる動き検出回路を
提供することを目的とする。

［発明の構成］ （１題を解決するための手段） 本発明は、順次走査のテレビジョン信号の垂直方向の＾
域成分を少なくとも抑圧してインタレース信号に変換し
て出力する送信手段と、前記送信手段を経て出力される
信号の少なくともフレーム内の垂直方向の高域成分を抽
出する高域信号検出手段と、前記高域検出手段から出力
される信号レベルの大小に応じて動―及び静止画に対応
した動き検出信号を出力する判別手段とを備えて動き検
出回路を構成している。

（作用） インタレース走査では、画像が静止している静止画では
垂直方向の例えば５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の高域
領域は少なくとも抑圧された信号となる。

一方、画像に動きがあると、垂直方向の５２５／　２［
ｃｐｌ付近の高域領域に折り返し成分が現われる。

このような特徴のインタレース信号から、高域信号検出
手段によって、垂直方向の５２５／　２　［ｃｐｈｌ付
近の高域成分を抽出することにより、動きがある場合に
はその出力信号レベルは大きくなり、静止画の場合の出
力信号レベルが殆ど零となる場合をより確実に検出でき
るようにしている。

この動き検出では、フレームでは重なるような速い動き
の場合でも、５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の折り返し
成分となってインタレース信号に含まれるので、高域信
号検出手段によってその動きを検出することができる。

（実施例） 本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の動き検出回路を示す。

この動き検出回路６１は、フレーム間動き検出部６２の
他に、（フレーム内）高域成分抽出部６３とを有するこ
とが特徴となっている。

入力端子６４から、入力されるＴＶ信号は、第１のフィ
ールド遅延器６５、加算器６６の正入力端＋に供給され
る。このフィールド遅延器６５で１フイールド遅延され
た信号は、第２のフィールド遅延器６７でさらに１フイ
ールド遅延され、加算器６６の負入り端一に供給される
。この加算器６６は従来例と同様に、正入力端＋及び負
入力端に供給された１フレームの時間差のある２つの入
力信号の差を算出して、フレーム間差信号を第１の非線
形変換器６８に出力する。この非線形変換器６８は、例
えば第１０図に示す入出力特性で非線形変換を行い、最
大値回路６９に出力する。

従って、この非線形変換１６８から出力される信号は、
従来例と同様にフレーム間で動き検出を行ったフレーム
間動き検出信号（第１の動き検出信号とも記す。）とな
る。

一方、第１図に示す動き検出回路６１では、さらに高域
成分を抽出して動き検出を行う高域成分抽出部６３を有
する。入力端子６４から入力されるＴＶ信号と、第１の
フィールド遅延器６５で１フイールド遅延された信号と
は垂直フィルタ７１の各入力端に供給される。この垂直
フィルタ７１は、これら１フイールドの時間差を有する
２つの入力信号を重ねる演算を行い、且つその特性は垂
直方向の５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の高域成分のみ
を通過する特性に設定されている。従って、この垂直フ
ィルタ７１は、５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の成分を
抽出し、この抽出された信号成分を絶対値回路７２に出
力する。

上記５２５／’　２　［Ｃ１）ｈ】付近の高域成分を抽
出する垂直フィルタ７１は、動きに対応して、インタレ
ースのテレビジョン信号の５２５／　２　［ｃｐｈ］付
近の折り返し成分を検出する機能を果たす。つまり、折
り返し成分の多い少ないで、画像の動き（動画、静止画
）を検出するようにしている。

上記絶対値回路７２は、入力される信号を絶対値に変換
した後、比較器７３の一方の入力端に供給する。この比
較器７３の他方の入力端には、しきい値発生器７４から
のしきい値が供給され、絶対値回路７３を経て入力され
る信号に対し、比較器７３は、このしきい値、つまり予
め設定した所定レベルより大きい成分のみを第２の非線
形変換器７５に出力する。

この非線形変換器７５から高域成分の抽出により、（あ
るいは折り返し成分検出により）動き検出を行った第２
の動き検出信号を出力する。

上記第１及び第２の非線形変換器６８．７５から出力さ
れる第１及び第２の動き検出信号は、最大値回路６９に
入力され、該最大値回路６９は、入力される２つの信号
におけるレベルの大きい方を動き検出信号として出力端
子７６から出力する。

従って、第１２図に示すような絵柄で、且つ、その絵柄
が１フレームの時間差で重なるような動きがあった場合
、フレーム間動き検出部６２ではそのフレーム間動き検
出信号が零になるとしても、高域成分抽出部６３では、
動きに対応した折り返し成分を検出するので、零よりも
大きく、且つノイズレベルよりも大きな値として検出で
きることになり、最大値回路６９を経て出力端７６から
出力される動き検出信号は動画に対応した動き検出信号
となる。

従って、上記動き検出回路６１の出力信号によって、適
応形順次走査変換を行うようにすれば、フレーム間では
重なるような動きの場合でも、確実に動画として検出で
きるので、フィールド間内挿を行わないで画像を再生す
る。このため、原画の絵柄とは異る絵柄の画像を再生し
てしまうことを有効に防止できる。

第１図では、受像機側に設けた動き検出回路６１につい
て説明したが、この動き検出回路６１による動き検出を
精度良く行うためには、送信側で５２５／　２　［ｃｐ
ｈｌ成分を予め除去した後に信号を送出することが望ま
しい。

このような５２５／　２　［ｃｐｈｌ成分を効率良く除
去する方法として、テレビジョン学会技術報告ＩＴＥＪ
νｏ１．１３．　Ｎｏ、４１　ＰＰ１９〜２４．　ＢＯ
２’８９−４　（Ａｕｇ、１９８９）「アスペクト比拡
大のための多重手法の検討」に記載された方法がある。

この文献では５２５／１：１順次走査の信号を５２５／
　２　：　１のインタレースに変換する際に、現行受像
機の静止画におけるインターラインフリッカ及び動画に
おける垂直折り返し妨害を軽減するための動き適応垂直
ＬＰＦ処理を行う方法が述べられている。

従って、受像機側では第１図に示す動き検出回路６１を
用い、さらに送信機側で例えば上記文献による動き適応
垂直ＬＰＦ処理を行う手段を設けた構成にすると、より
１１度の高い動き検出を行うことができることになる。

この動き適応垂直ＬＰＦ処理を行う回路（以下垂直フィ
ルタ処理回路と記す。）８１を第２図に示す。

順次走査の信号は、入力端子８２から動画用垂直フィル
タ８３及び静止画用垂直フィルタ８４にそれぞれ入力さ
れ、垂直方向の帯域制限が行われた後、ミキサ８５に入
力される。

上記動画用垂直フィルタ８３及び静止画用垂直フィルタ
８４の特性は、例えば第３図で符号８３Ｍ、８４８でそ
れぞれ示す特性に設定しである。

この特性から明らかなように５２５／　２　［ｃｐｈ］
成分を除去していると共に、さらにインターラインフリ
ッカ及び垂直折り返し妨害を軽減する特性に設定しであ
る。

入力端子８２から入力された順次走査の信号は、加算器
８６の正入力端＋に供給されると共に、フィールド遅延
器８７を経て加算器８６の負入力端一に供給される。こ
の加算器８６によって、フィールド間の差信号が算出さ
れる。入力される信号は、順次走査の信号であるため、
加算器８６により確実に動き量に対応した差信号となる
。この差信号は、非線形変換器８７に入力され、非線形
変換されて動き検出信号にされた後、ミキサ８５を制御
する信号となる。

上記ミキサ８５は、２つの垂直フィルタ８３゜８４を通
した信号出力を、ＩＩＩ　ＩＩＩ］端に印加される動き
検出信号に応じて、加重し出力する。このミキサ８５の
出力、つまり垂直方向の高域成分を予め抑圧した信号出
力は、ライン間引回路８８及び時間伸張回路８つを順次
経て、出力端９０からインタレース信号として出力され
る。

上記垂直フィルタ処理回路８１により、静止画の場合、
第４図に示すように５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の成
分が除去された空きのあるスペクトル９１となる。イン
タレースの信号に変換されたことによるこのスペクトル
９１は、インタレースによる折り返しが生じても、３０
［Ｈｚｌ付近にも空きが生じる。

一方、動画の場合には静止画の場合よりも垂直方向の帯
域に狭く設定されることになるが、スペクトル９２は動
きのため、時間軸方向に広がるものとなる。このため、
インタレースに変換したことにより、インタレースによ
る折り返しのために、３０［Ｈ２］付近の成分が番号９
３で示すように全て５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近に現
われる。

従って、第２図の垂直フィルタ処理回路８１から出力さ
れるインタレース信号は、インタレース信号に変換する
前に、垂直フィルタ８３．８４で予め５２５／　２　［
ｃｐｈ］付近の成分を削除しているので、静止画の時に
は５２５／　２　［ｃｐｈｌ付近の成分は零またはこれ
に近い値となるのに対し、動画の時には折り返しで５２
５／　２　［ｃｐｈｌ付近にその動き成分が含まれるも
のとなる。

この信号を受信した場合、第１図の動き検出回路では、
垂直フィルタ７１によって５２５／　２　［ｃｐｈ］付
近の成分を検出するため、動画では大きな信号レベルと
して検出され、逆に静止画ではほとんど信号レベルがな
いものとして検出される。

特に、垂直フィルタ７１の特性として、例えば第３図の
番号９５で示すような特性の垂直バイパスフィルタに設
定すれば、フレーム間で差信号が現われないような動き
（例えば第１２図の場合）に対してもその検出が可能に
なり、従って、より速い動き検出を行うことができる。

さらに、第６図の図を用いて説明すると、フレーム間動
き検出部６２は、第１フイールドの走査線９６と第２フ
イールドを経た次のフレームでの第１フイールドの走査
線９７とでフレーム間の動き検出を行う。この場合、第
１２図に相当する絵柄では、フレーム間での動き検出は
零となる。

一方、第２図に示す垂直フィルタ処理回路８１によって
、第６図の１点鎖線９８で囲った１フレーム内の５２５
／　２　［ｃｐｈｌ付近の垂直信号成分は特に静止画で
は零又はこれに近い値である。

従って、静止画では零（又はこれに近い値）に抑圧され
た信号に対し、高域成分抽出部６３は、５２５／　２　
［ｃｐｈ］付近の信号成分を垂直フィルタ７１で抽出し
て動き検出を行うようにしているので各フレームで動き
がある場合には、その動きを静止画と誤判断することな
く、確実に検出することができる。

尚、第１図では垂直フィルタ７１は入力端子６４から入
力される信号と１フイールド涯延した信号との２つの信
号に対し、垂直方向の５２５／　２［ｃｐｈ］付近の高
域成分を抽出しているが、これに限定されるものでなく
、一方のみの入力信号としても良い。（つまり、各フレ
ームを構成するインタレース信号が入力されれば良い。

） 又、第１図においては、フレーム間で動き検出を行うフ
レーム間動き検出部６２を設けて動き検出回路６１を構
成しているが、高域成分抽出部６３側のみで構成するこ
ともできる。この場合には、最大値回路６９を必要とし
ない。

又、垂直フィルタ７１の出力信号から動き検出信号を生
成する場合、垂直フィルタ７１の出力を波形整形した後
、カウンタを通して、１フイールド／フレーム期間カウ
ントし、その計数値で動き（又は静止）の判別信号を生
成しても良い。

又、本発明はＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号に限定さ
れるものでなく、他の方式のテレビジョン信号の場合に
も適用できる。

［発明の効果１ 以上述べたように本発明によれば、時間軸方向への画像
の動きによって生じる高域側信号成分の抽出手段を用い
て、動き検出を行うようにしているので、フレーム間で
重なり合うような速い動きでも検出することができ、動
き検出の誤検出を大幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の動き検出回路の構成を示す
ブロック図、第２図は高域側成分を抑圧した後インタレ
ース信号を生成する垂直フィルタ処理回路の構成を示す
ブロック図、第３図は第２図に用いられる垂直フィルタ
の特性を示す特性図、第４図はインタレース信号におけ
る静止画の場合のスペクトルを示す特性図、第５図はイ
ンタレース信号における動画の場合のスペクトルを示す
特性図、第６図は一実施例の動作説明図、第７図は従来
の動き検出回路の構成を示すブロック図、第１０図は非
線形変換回路の特性図、第１１図は第９図の従来例で、
フレーム間の差信号で動き検出を行うことの説明図、第
１２図は第９図の従来例が誤検出する様子を示す説明図
である。 ６１・・・動き検出回路 ６２・・・フレーム間動き検出部 ６３・・・高域成分抽出部　　６９・・・最大値回路７
１・・・垂直フィルタ　　　７３・・・比較器７４・・
・しきい値発生器　　７５・・・非線形変換器８１・・
・垂直フィルタ処理回路 ８３．８４・・・垂直フィルタ 第１１ 第９ ”Ｑ（ 第１２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）順次走査のテレビジョン信号の垂直方向の高域成
   分を少なくとも抑圧してインタレース信号に変換して出
   力する送信手段と、 前記送信手段を経て出力される信号の少なくともフレー
   ム内の垂直方向の高域成分を抽出する高域信号検出手段
   と、 前記高域検出手段から出力される信号レベルの大小に応
   じて動画及び静止画に対応した動き検出信号を出力する
   判別手段と、 から構成される動き検出回路。
2. （２）インタレースのテレビジョン信号からフレーム間
   の差信号を生成する差信号生成手段と、前記テレビジョ
   ン信号の垂直方向の高域成分を抽出する高域信号検出手
   段と、 前記差信号生成手段及び前記高域信号検出手段の出力信
   号レベルが大きい場合には動画、小さい場合には静止画
   に対応した動き検出信号を出力する混合手段と、 から構成される動き検出回路。