JPH04223784A - Method and device for processing movement adaptive type signal - Google Patents

Method and device for processing movement adaptive type signal

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JPH04223784A
JPH04223784A JP2414105A JP41410590A JPH04223784A JP H04223784 A JPH04223784 A JP H04223784A JP 2414105 A JP2414105 A JP 2414105A JP 41410590 A JP41410590 A JP 41410590A JP H04223784 A JPH04223784 A JP H04223784A
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泰市郎 栗田
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Abstract

PURPOSE:To facilitate integration by band-restricting a signal from a signal processing part constituted by means of two phases in a filter, adding the signal of two phases, executing equivalent 1/2-thinning and detecting movement from the added signal. CONSTITUTION:The outputs of the filters 31 and 32 and the outputs of the filters 33 and 34 are respectively added in adders 35 and 36. Then, the synthesized signal f1S of 'post-field' and the synthesized signal f-1S is of 'pre-field' can be obtained. Since the signals f1S and f-1S have a time difference for one frame and therefore an intra-one frame difference signal is obtained if a difference between both signals is obtained in a subtracter 37. A movement detection circuit 38 detects the movement of a picture based on the intra-one frame difference signal and the signal f1S. A movement signal being the output of the circuit 38 is distributed and is inputted to a movement adaptive n type time spatial filter 13 so as to control a signal processing. A movement detection part 7 operates by all the clocks of 20MHz and therefore detection can be realized in TTL and MOS.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明はデジタル画像信号の動
き適応型信号処理に係り、特に、性能を劣化させること
なく、処理装置構成の全回路を半分のクロック周波数の
回路で構成し、構成回路の小型化および/または集積化
を容易とする方法ならびに装置に関するものである。
[Field of Industrial Application] This invention relates to motion adaptive signal processing of digital image signals, and in particular, it is possible to configure all circuits of a processing device with circuits with half the clock frequency without deteriorating performance. The present invention relates to a method and a device that facilitate miniaturization and/or integration of a device.

【0002】0002

【従来の技術】近年、画像信号の信号処理の性能を向上
させるため、画像信号の中の静止画部分と動画部分で処
理の方法を変える動き適応型の信号処理が種々の目的の
装置で使用されている。このとき、ハイビジョン(HD
TV)など広帯域な画像信号を扱う信号処理装置におい
ては信号のクロック周波数が数10M Hzと極めて高
いため、TTL(Transistor−transi
stor logic) 、MOS(Metal ox
ide semiconductor) など経済的で
かつ装置を小型化しやすい素子が使用できず、ECL(
Emitter−coupled logic) など
の高速論理素子を利用して装置を実現していた。
[Background Art] In recent years, in order to improve the signal processing performance of image signals, motion adaptive signal processing that changes the processing method between still image parts and moving image parts of image signals has been used in devices for various purposes. has been done. At this time, high-definition (HD)
In signal processing devices that handle wideband image signals such as TVs, the signal clock frequency is extremely high, several tens of MHz.
stor logic), MOS (Metal ox
ECL (
The device was realized using high-speed logic elements such as emitter-coupled logic.

【0003 】0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、ECLなどの
高速論理素子は素子自体の価格も高く、消費電力も大き
く、集積密度も低いため、結果として信号処理装置が高
価でかつ大型になってしまっていた。通常の信号処理装
置においてはこのような場合、回路を2相で構成してク
ロック周波数を下げてTTLやMOS等を使用し、装置
の小型低廉化を図ってきたが、動き適応型信号処理装置
の場合、信号処理部本体に加えて画像信号の動きを検出
する動き検出部まで2相にしなければならず、ブロック
間の信号のやりとりが複雑になる、あるいは小型低廉化
の効果が小さい、あるいは単純な間引きにより動き検出
部のみ1相にすると折り返し歪のため動き検出の精度が
低下するという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, high-speed logic elements such as ECL are expensive, consume large amounts of power, and have low integration density, resulting in expensive and large signal processing devices. was. In normal signal processing devices, in such cases, the circuit is configured with two phases, the clock frequency is lowered, and TTL, MOS, etc. are used in order to make the device smaller and cheaper.However, motion adaptive signal processing devices In this case, in addition to the signal processing unit itself, the motion detection unit that detects the movement of the image signal must be made into two phases, which makes the signal exchange between blocks complicated, or the effect of miniaturization and cost reduction is small, or If only the motion detection section is reduced to one phase by simple thinning, there is a problem in that the accuracy of motion detection decreases due to aliasing distortion.

【0004】そこで本発明の目的は、前述の問題点を解
決し、高いクロック周波数のデジタル画像信号を動き適
応的に信号処理するにあたり、信号処理部を動き検出部
も含めて半分のクロック周波数で動作する2相の回路で
構成し、ブロック間の信号のやりとりも単純な、回路の
小型化、集積化の容易な動き適応型信号処理方法と装置
を提供せんとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to perform motion-adaptive signal processing of a digital image signal with a high clock frequency by reducing the signal processing section, including the motion detection section, at half the clock frequency. It is an object of the present invention to provide a motion adaptive signal processing method and device that is composed of operating two-phase circuits, has simple signal exchange between blocks, and can be easily miniaturized and integrated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、本発明に係る動き適応型信号処理方法は、入力デジタ
ル画像信号をそのクロック周波数の半分のクロック周波
数で標本化された2相の信号に分解し、該分解された2
相の信号の各々を2つの動き適応型信号処理部によって
それぞれ動き適応的に信号処理するとともに、その2つ
の処理部から抽出される前記2相の信号の一方に関連す
る信号を、もとのクロック周波数の領域で設計したフィ
ルタのインパルス応答の奇数番目のインパルス応答を有
するフィルタに供給し、前記2相の信号のもう一方に関
連する信号を前記フィルタのインパルス応答の偶数番目
のインパルス応答を有するフィルタに供給し、その2つ
のフィルタの出力信号を加算した信号から入力画像信号
の動き検出をおこない、該検出した信号により2つの前
記動き適応型信号処理部の動き適応信号処理を制御し、
2つの前記動き適応型信号処理部の出力を合成して最終
的な出力信号を得ることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve this object, the motion adaptive signal processing method according to the present invention provides a two-phase signal obtained by sampling an input digital image signal at a clock frequency that is half the clock frequency of the input digital image signal. and the decomposed 2
Each of the phase signals is subjected to motion-adaptive signal processing by two motion-adaptive signal processing units, and the signal related to one of the two-phase signals extracted from the two processing units is converted to the original signal. A signal related to the other of the two-phase signals is supplied to a filter having an odd-numbered impulse response of a filter impulse response designed in the clock frequency domain, and a signal having an even-numbered impulse response of the impulse response of the filter. detecting the motion of the input image signal from a signal obtained by adding the output signals of the two filters, and controlling the motion adaptive signal processing of the two motion adaptive signal processing units using the detected signal;
The present invention is characterized in that the outputs of the two motion adaptive signal processing sections are combined to obtain a final output signal.

【0006】また、本発明に係る動き適応型信号処理装
置は、入力デジタル画像信号を動き適応的に信号処理す
る装置において、当該装置が、入力デジタル画像信号を
そのクロック周波数の半分のクロック周波数で標本化さ
れた2相の信号に分解するためのシリアル・パラレル変
換器と、該分解された2相の信号それぞれを動き適応的
に信号処理する2つの動き適応型信号処理部と、2つの
該動き適応型信号処理部の動き適応的信号処理を制御す
る動き検出信号を供給する動き検出部と、2つの前記動
き適応型信号処理部の出力を合成するパラレル・シリア
ル変換器とを具備し、前記動き検出部が、2つの前記動
き適応型信号処理部から抽出された前記2相の信号の一
方に関連する信号を、もとのクロック周波数の領域で設
計したフィルタのインパルス応答の奇数番目のインパル
ス応答をさせるフィルタと、前記2相の信号のもう一方
に関連する信号を、前記フィルタのインパルス応答の偶
数番目のインパルス応答をさせるフィルタとを有するこ
とを特徴とするものである。
The motion adaptive signal processing device according to the present invention is a device for motion adaptive signal processing of an input digital image signal, in which the device processes the input digital image signal at a clock frequency that is half the clock frequency of the input digital image signal. A serial-to-parallel converter for decomposing the sampled two-phase signals, two motion-adaptive signal processing units for motion-adaptive signal processing of each of the decomposed two-phase signals, and two motion-adaptive signal processing units for motion-adaptive signal processing of each of the decomposed two-phase signals. comprising a motion detection section that supplies a motion detection signal for controlling motion adaptive signal processing of the motion adaptive signal processing section, and a parallel-to-serial converter that combines the outputs of the two motion adaptive signal processing sections; The motion detection section converts a signal related to one of the two-phase signals extracted from the two motion adaptive signal processing sections into an odd-numbered impulse response of a filter designed in the original clock frequency domain. The filter is characterized by comprising a filter that causes an impulse response, and a filter that causes a signal related to the other of the two-phase signals to respond to an even-numbered impulse response of the impulse response of the filter.

【0007】[0007]

【作用】本発明方法ならびに装置によれば、動き適応型
信号処理部本体をもとのクロック周波数の半分のクロッ
ク周波数で動作する2相の回路で構成し、その各々から
得られた信号に対して2相で構成されたフィルタで帯域
制限を行った後、この2相の出力信号を加算して等価的
な1/2間引き処理を行い、加算された信号から画像の
動き検出を行い、検出された信号にもとづいて2相の信
号処理回路の動き適応的信号処理を制御しているので、
装置すべての構成部の信号クロック周波数が半分に削減
され、ブロック間の信号のやりとりも簡易化され本発明
の目的を達成することができる。
[Operation] According to the method and apparatus of the present invention, the main body of the motion adaptive signal processing unit is composed of two-phase circuits that operate at a clock frequency that is half the original clock frequency, and the signal obtained from each of the two-phase circuits is After limiting the band using a filter consisting of two phases, the output signals of these two phases are added together to perform equivalent 1/2 thinning processing, and the motion of the image is detected from the added signal. Since the motion adaptive signal processing of the two-phase signal processing circuit is controlled based on the received signal,
The signal clock frequency of all components of the device is reduced by half, and the exchange of signals between blocks is also simplified, thereby achieving the object of the present invention.

【0008】[0008]

【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本発明を
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail by way of examples with reference to the accompanying drawings.

【0009】図1に本発明の実施例に係る装置の構成図
を示す。この実施例では走査線1125本のハイビジョ
ン(HDTV)信号から走査線525本の現行放送(N
TSC標準方式)に使用する信号への方式変換(走査線
数変換)機能もかね備えた構成になっている。まず図2
によってこの変換機能の概要について説明する。
FIG. 1 shows a configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, from a high-definition (HDTV) signal with 1125 scanning lines to a current broadcast (N) signal with 525 scanning lines.
It also has a system conversion function (scanning line number conversion) to signals used in the TSC standard system. First, Figure 2
An overview of this conversion function is explained below.

【0010】図2は画像変換の様子を示している。図2
(a) のハイビジョン画像は走査線が1125本であ
り、画像のアスペクト比(縦横比)は9:16の横長画
像である。これに対して現行の放送方式であるNTSC
標準方式に使用される画像は、図2(b) に示すよう
に走査線が525本であり、またアスペクト比は3:4
である。従って、ハイビジョン画像から現行放送に使用
できる画像に変換するには、1つの方法として、走査線
を1125本から525本に間引き、また、アスペクト
比をそろえるために図2(a) の斜線部分を切落せば
よい。しかし、単純に走査線を間引くと、垂直方向に関
して折り返し歪を発生し画質が劣化するので、通常は間
引く前に垂直空間周波数に関する前置フィルタにより帯
域制限を施してから間引きを行っている。このとき、よ
り高画質な変換画像が望まれる場合は、前置フィルタと
して、画像信号の静止画部分と動画部分で帯域制限の方
法を変える動き適応型時空間フィルタが一般に使用され
る。
FIG. 2 shows the state of image conversion. Figure 2
The high-definition image in (a) has 1125 scanning lines and is a horizontally long image with an aspect ratio of 9:16. In contrast, the current broadcasting system NTSC
The image used in the standard method has 525 scanning lines, as shown in Figure 2(b), and the aspect ratio is 3:4.
It is. Therefore, in order to convert a high-definition image into an image that can be used for current broadcasting, one method is to thin out the scanning lines from 1125 to 525, and to make the aspect ratio the same, the shaded area in Figure 2(a) is Just cut it off. However, if the scanning lines are simply thinned out, aliasing distortion occurs in the vertical direction and the image quality deteriorates, so before thinning out, the band is usually limited using a pre-filter for the vertical spatial frequency before thinning out. At this time, if a higher quality converted image is desired, a motion adaptive spatiotemporal filter is generally used as a pre-filter that changes the method of band limiting between the still image portion and the moving image portion of the image signal.

【0011】この時空間フィルタは変換前のハイビジョ
ン信号に対するフィルタであって、必然的に回路のクロ
ック周波数は高くなる。一例を示せば以下の値になる。 一般にNTSC標準方式では搬送色信号の作りやすさの
ため約14.3MHzをクロック周波数とするデジタル
信号が使用される。従って図1構成の装置の出力信号の
クロック周波数を14.3 MHzに設定すれば、入力
信号や時空間フィルタを含む大部分の回路のクロック周
波数として
[0011] This spatio-temporal filter is a filter for high-definition signals before conversion, and the clock frequency of the circuit inevitably becomes high. An example would be the following values. Generally, in the NTSC standard system, a digital signal with a clock frequency of about 14.3 MHz is used to facilitate the production of carrier color signals. Therefore, if the clock frequency of the output signal of the device configured in Figure 1 is set to 14.3 MHz, the clock frequency of most of the circuits including the input signal and the spatio-temporal filter will be 14.3 MHz.

【0012】0012

【数1】 のように約40 MHzの周波数が必要とされる。この
40 MHzという周波数においては、TTLやMOS
等の経済的でかつ集積密度の高い素子を使用して時空間
フィルタや動き検出回路など高速の信号処理回路を実現
することは極めて困難である。
A frequency of approximately 40 MHz is required, such that: At this frequency of 40 MHz, TTL and MOS
It is extremely difficult to realize high-speed signal processing circuits such as spatio-temporal filters and motion detection circuits using economical and highly integrated elements such as the above.

【0013】そこで、次に図1構成の本発明に係る実施
例について説明する。図示構成は大きくわけてA/D変
換器1、シリアル・パラレル(s→p)変換器2、信号
処理部A3、信号処理部B4、パラレル・シリアル(p
→s)変換器5、D/A変換器6、動き検出部7の7つ
の要素からなっている(図3も参照)。
Next, an embodiment according to the present invention having the configuration shown in FIG. 1 will be described. The illustrated configuration is broadly divided into an A/D converter 1, a serial/parallel (s→p) converter 2, a signal processing section A3, a signal processing section B4, and a parallel/serial (s→p) converter 2.
→s) It consists of seven elements: a converter 5, a D/A converter 6, and a motion detection section 7 (see also FIG. 3).

【0014】A/D変換器1において40M Hzのク
ロックでデジタル化された走査線1125本、アスペク
ト比9:16のハイビジョン信号は、シリアル・パラレ
ル変換器2において2相の20 MHzクロックの信号
に分解される。このとき、例えば40M Hzクロック
の奇数番目のサンプルの信号が片方に、偶数番目の信号
が他方にというように、1サンプル毎に2相に分解され
るとする。信号処理部A、信号処理部B、3,4では分
解された2つの信号に各々信号処理を施し、走査線52
5本、アスペクト比3:4の信号に変換される。変換さ
れた2つの信号は、パラレル・シリアル変換器5におい
てシリアル・パラレル変換器2におけると逆の処理がな
され1つの信号に合成される。合成された信号はD/A
変換器6でD/A変換されて装置の出力信号となる。信
号処理部A3においては、フィールドメモリ(fM)1
1,12において入力信号を遅延し、f1A,f0A,
f −1A の連続した3フィールドの信号を得る。一
般に f0Aが出力信号と同じフィールドの信号(現フ
ィールドの信号)として扱われる。これらの信号は動き
適応型時空間フィルタ13に入力される。フィルタ13
は動き検出部7からの動き信号に従って時空間周波数に
関して帯域制限された信号を出力する。この動き適応型
時空間フィルタ13の処理方法や回路は既に公知のもの
である。フィルタ13の出力はまだ走査線1125本、
アクペクト比9:16の信号であるが、バッファメモリ
14において、メモリへの書き込みまたは読み出しを適
当に制御することによって走査線の間引きおよびアスペ
クト比の変換が行われる。この結果、メモリ14すなわ
ち信号処理部A3の出力として走査線525本、アスペ
クト比3:4の信号が出力される。
A high-definition signal with 1125 scanning lines and an aspect ratio of 9:16 is digitized by the A/D converter 1 with a 40 MHz clock, and is converted into a two-phase 20 MHz clock signal in the serial/parallel converter 2. Decomposed. At this time, it is assumed that each sample is decomposed into two phases, such that, for example, the odd-numbered sample signal of the 40 MHz clock is on one side, and the even-numbered signal is on the other side. The signal processing units A, B, 3, and 4 each perform signal processing on the two decomposed signals, and generate the scanning line 52.
It is converted into a signal with 5 lines and an aspect ratio of 3:4. The two converted signals are processed in the parallel/serial converter 5 in the opposite way to that in the serial/parallel converter 2, and are combined into one signal. The combined signal is D/A
The signal is D/A converted by the converter 6 and becomes an output signal of the device. In the signal processing unit A3, a field memory (fM) 1
1 and 12, and delay the input signal at f1A, f0A,
A signal of three consecutive fields of f −1A is obtained. Generally, f0A is treated as a signal in the same field as the output signal (current field signal). These signals are input to a motion adaptive spatio-temporal filter 13. Filter 13
outputs a band-limited signal in terms of spatio-temporal frequency according to the motion signal from the motion detection section 7. The processing method and circuit of this motion adaptive spatio-temporal filter 13 are already known. The output of filter 13 is still 1125 scanning lines,
Although the signal has an aspect ratio of 9:16, scanning line thinning and aspect ratio conversion are performed in the buffer memory 14 by appropriately controlling writing to or reading from the memory. As a result, a signal with 525 scanning lines and an aspect ratio of 3:4 is outputted from the memory 14, that is, the signal processing section A3.

【0015】以上の要素11〜14の回路は、メモリ1
4の読み出し側の回路が14.3 MHzの1/2の7
.15 MHzで動作することを除き、すべて20 M
Hzのクロック周波数で動作する。20 MHzであれ
ばTTLやMOS等の素子で高度な信号処理回路を実現
することは容易である。信号処理部B4における要素2
1〜24の内容、動作は要素11〜14のそれらと全く
同じである。動き検出部7では、信号処理部A3および
信号処理部B4から得られた4つの信号 f1A,  
f1B,  f−1A ,  f−1B から画像の動
き検出を行う。これら4つの信号は各々フィルタLPF
(低域通過フィルタ)A31、LPFB32、LPFA
33、LPFB34に入力される。これらフィルタ31
〜34の動作は後述する。
The circuits of the above elements 11 to 14 are connected to the memory 1.
The readout side circuit of 4 is 1/2 of 14.3 MHz.
.. All 20 M except operate at 15 MHz
It operates with a clock frequency of Hz. At 20 MHz, it is easy to realize an advanced signal processing circuit using elements such as TTL and MOS. Element 2 in signal processing section B4
The contents and operations of elements 1 to 24 are exactly the same as those of elements 11 to 14. The motion detection section 7 receives four signals f1A, obtained from the signal processing section A3 and the signal processing section B4.
Image motion is detected from f1B, f-1A, and f-1B. These four signals are each filtered by LPF
(Low pass filter) A31, LPFB32, LPFA
33, is input to LPFB34. These filters 31
The operations in steps 34 to 34 will be described later.

【0016】フィルタ31と32の出力、およびフィル
タ33と34の出力が各々加算器35、36で加算され
、合成された「後フィールド」の信号 f1Sと合成さ
れた「前フィールド」の信号 f−1S が得られる。 信号 f1Sと f−1S は1フレーム分の時間差を
持っているので、減算器37で両者の差を求めれば1フ
レーム間差信号が得られる。動き検出回路38ではこの
1フレーム間差信号と信号 f1Sをもとに画像の動き
検出を行う。動き検出回路38の処理方法および回路は
公知である。検出回路38の出力である動き信号は分配
されて前記動き適応型時空間フィルタ13に入力され信
号処理を制御する。以上の要素31〜38からなる動き
検出部7は、すべて20 MHzのクロックで動作する
のですべてTTLやMOS等で実現できる。
The outputs of the filters 31 and 32 and the outputs of the filters 33 and 34 are added by adders 35 and 36, respectively, and the synthesized "later field" signal f1S and the synthesized "previous field" signal f- 1S is obtained. Since the signals f1S and f-1S have a time difference of one frame, by calculating the difference between the two using the subtracter 37, a one-frame difference signal can be obtained. The motion detection circuit 38 performs image motion detection based on this one-frame difference signal and the signal f1S. The processing method and circuit of the motion detection circuit 38 are known. The motion signal output from the detection circuit 38 is distributed and input to the motion adaptive spatio-temporal filter 13 to control signal processing. The motion detecting section 7 consisting of the above elements 31 to 38 all operates with a 20 MHz clock, so they can all be implemented using TTL, MOS, or the like.

【0017】次にフィルタのインパルス応答例を示す図
4によってフィルタ31〜34の特性について説明する
。まず図4の左側はクロック周波数40M Hzの領域
で設計された7タップ(7次)のデジタルフィルタ(原
フィルタ)のインパルス応答である。 hn は各時点
でのタップの係数値を示している。この原フィルタの 
hn をnについて奇数番目と偶数番目に分解して、同
図右側のフィルタAとフィルタBの応答を得る。この2
つのフィルタをそれぞれ2相の信号である f1A, 
 f1Bまたは信号 f−1A ,  f−1B に適
用すれば、40 MHz領域での帯域制限フィルタを2
0 MHzクロックの2相の回路で実現したことになる
。従って図1のLPFA31,33には図4のフィルタ
Aの係数を、LPFB32,34にはフィルタBの係数
を割り当てればよい。このとき図1のシリアル・パラレ
ル変換器2においてA側の信号よりB側の信号が25n
sだけ遅れるように設計されている場合は、図4に示す
ように係数h0とh −1が処理される時間をそろえて
おけばよい。(逆の場合は係数h0とh1をそろえる)
Next, the characteristics of the filters 31 to 34 will be explained with reference to FIG. 4 showing an example of the impulse response of the filters. First, the left side of FIG. 4 shows the impulse response of a 7-tap (seventh-order) digital filter (original filter) designed in the clock frequency region of 40 MHz. hn indicates the coefficient value of the tap at each time point. This original filter
By decomposing hn into odd and even numbers with respect to n, the responses of filters A and B on the right side of the figure are obtained. This 2
f1A, which is a two-phase signal for each filter,
If applied to f1B or signals f-1A, f-1B, the band-limiting filter in the 40 MHz region becomes 2
This was achieved using a two-phase circuit with a 0 MHz clock. Therefore, the coefficients of filter A in FIG. 4 may be assigned to the LPFAs 31 and 33 in FIG. 1, and the coefficients of filter B may be assigned to the LPFBs 32 and 34. At this time, in the serial-parallel converter 2 of Fig. 1, the signal on the B side is 25n higher than the signal on the A side.
If it is designed to be delayed by s, it is sufficient to make the processing times of the coefficients h0 and h-1 the same as shown in FIG. (In the opposite case, align coefficients h0 and h1)
.

【0018】フィルタ31〜34は例えば図5の回路で
実現できる。フィルタの入力信号は例えば8ビットのデ
ジタル信号である。要素41,42,43は各々8ビッ
トのDレジスタ、要素44〜47は係数器、要素48は
加算器である。これら要素41〜48の動作は公知であ
るので動作説明は省略するが、LPFA31,33にお
いては係数αの値としてα1 に h−2, α2 に
h0, α3 にh2, α4 に零を割り当て、LP
FB32,34においてはα1 に h−3, α2 
に h−1, α3 にh1, α4 にh3を割り当
てればフィルタが実現できる。
Filters 31 to 34 can be realized, for example, by the circuit shown in FIG. The input signal of the filter is, for example, an 8-bit digital signal. Elements 41, 42, and 43 are each 8-bit D registers, elements 44 to 47 are coefficient units, and element 48 is an adder. Since the operations of these elements 41 to 48 are well known, their explanations will be omitted. However, in the LPFAs 31 and 33, the coefficient α is assigned h-2 to α1, h0 to α2, h0 to α3, and zero to α4, and the LPFA
In FB32 and 34, α1 has h-3, α2
A filter can be realized by assigning h-1 to , h1 to α3, and h3 to α4.

【0019】次に図6によって、このフィルタ部分の動
作原理を説明する。図6(a) はこの部分の回路が行
おうとしている信号処理の原理を示している。装置のA
/D変換器のクロック周波数はこの実施例では40 M
Hzであるので、この部分の入力信号X (m) は4
0 MHzで標本化された離散的信号である(mは整数
)。この信号を図6(a) のフィルタにより例えば1
0M Hz以下に帯域制限すれば、フィルタの出力信号
y (m) を1/2の20 MHzに図のスイッチで
間引いても折り返し歪は生じない。間引かれた信号から
動き信号の検出を行うことにすれば、動き検出回路は2
0M Hzのクロック周波数の回路1相で構成でき、装
置がより実現しやすくなる。
Next, the principle of operation of this filter section will be explained with reference to FIG. FIG. 6(a) shows the principle of signal processing that this portion of the circuit is attempting to perform. A of the device
The clock frequency of the /D converter is 40 M in this example.
Hz, the input signal X (m) of this part is 4
It is a discrete signal sampled at 0 MHz (m is an integer). This signal is filtered by the filter shown in Fig. 6(a), for example,
If the band is limited to 0 MHz or less, aliasing distortion will not occur even if the output signal y (m) of the filter is thinned out to 1/2 to 20 MHz using the switch shown in the figure. If we decide to detect a motion signal from the thinned out signal, the motion detection circuit will need two
It can be configured with a single phase circuit with a clock frequency of 0 MHz, making it easier to implement the device.

【0020】この図6(a) と等価な回路を2相で実
現する構成が図6(b) である。フィルタは2相の入
力信号 x(2n),  x(2n−1)(nは整数)
と、2相の出力信号 y(2n), y (2n−1)
を持っている。フィルタも2相で構成しているため20
 MHzの回路で構成可能となり、回路全体がすべて2
0 MHzの回路となっている。従って装置の実現がさ
らに容易となっている。フィルタの出力は間引きのため
出力信号 y(2n)のみが働き検出回路に入力されて
動き検出に使用される。ここで、フィルタのインパルス
応答を h(m) とすれば
FIG. 6(b) shows a configuration in which a circuit equivalent to that in FIG. 6(a) is implemented using two phases. The filter has two-phase input signals x(2n), x(2n-1) (n is an integer)
and two-phase output signals y (2n), y (2n-1)
have. Since the filter is also composed of two phases, the
It can be configured with a MHz circuit, and the entire circuit is all 2
It is a 0 MHz circuit. Therefore, it is easier to realize the device. Since the output of the filter is thinned out, only the output signal y(2n) is inputted to the working detection circuit and used for motion detection. Here, if the impulse response of the filter is h(m), then

【数2】 となる。従って y(2n)を作成するにはフィルタ入
力の x(2n)に偶数番目のインパルス応答をたたみ
込み、 x(2n−1)に奇数番目のインパルス応答を
たたみ込んで加算すればよい。図1と図6および式(3
) の対比から、信号 f1A,  f−1A が入力
信号 x(2n)に、信号 f1B,  f−1B が
入力信号 x(2n−1)に、LPFA31,33が式
(3) の第1項に、LPFB32,34が第2項に対
応することが明らかである。
[Math. 2] Therefore, to create y(2n), the filter input x(2n) is convolved with the even-numbered impulse response, x(2n-1) is convolved with the odd-numbered impulse response, and then added. Figures 1 and 6 and equation (3
), signals f1A, f-1A become input signal x(2n), signals f1B, f-1B become input signal x(2n-1), and LPFA31, 33 become input signal x(2n-1), and LPFA31, 33 become input signal x(2n-1). , LPFB32, 34 correspond to the second term.

【0021】次に図7はこのフィルタの効果を信号スペ
クトルで説明している。図7(a) は図1のA/D変
換器1でデジタル化された信号(原信号)のスペクトラ
ムを示している。クロック周波数は40M Hzである
ので、入力信号はA/D変換器内のアナログフィルタで
20M Hzに帯域制限されてからデジタル化されてい
るものとする。この状態では図7(a) の点線に示し
たように標本化による折り返し成分は20 MHz以上
に存在し折り返し歪は生じていない。この信号を2相に
分解した信号から動き検出を行うわけであるが、動き検
出部を1つで済ませるために、単純に2相の片側の信号
 f1Aと f−1A 、または信号 f1Bと f−
1B のみから動き検出を行おうとすると、これはクロ
ック周波数40MHzの信号を1/2に間引いたことに
なるので、動き検出に使用される信号においては、図7
(b) に示すように原信号成分と折り返し成分がオー
バーラップし折り返し歪を生じる。従ってこの信号から
動き検出を行うと、動きの誤検出や検出漏れなどの誤動
作を招き、ひいては装置の変換画質の劣化につながる。 しかし、図4,図5に示したフィルタを、例えばしゃ断
周波数10 MHzの低域フィルタに設計して本実施例
を適用すれば、動き検出に使用される信号(図1の信号
 f1sと f−1s ) のスペクトラムは図7(c
) のようになる。この信号は折り返し歪を生じていな
いので、精度の高い動き検出が可能であり、装置の性能
を劣化させることはない。
Next, FIG. 7 illustrates the effect of this filter using a signal spectrum. FIG. 7(a) shows the spectrum of the signal (original signal) digitized by the A/D converter 1 in FIG. Since the clock frequency is 40 MHz, it is assumed that the input signal is band-limited to 20 MHz by an analog filter in the A/D converter and then digitized. In this state, as shown by the dotted line in FIG. 7(a), aliasing components due to sampling exist above 20 MHz, and no aliasing distortion occurs. Motion detection is performed from signals obtained by decomposing this signal into two phases, but in order to use only one motion detection section, we simply use one side of the two phases, signals f1A and f-1A, or signals f1B and f-.
If you try to perform motion detection only from 1B, this means thinning the signal with a clock frequency of 40MHz to 1/2, so the signal used for motion detection is as shown in Figure 7.
As shown in (b), the original signal component and the aliasing component overlap, causing aliasing distortion. Therefore, if motion detection is performed from this signal, malfunctions such as erroneous detection or omission of motion may occur, which in turn leads to deterioration of converted image quality of the apparatus. However, if the filters shown in FIGS. 4 and 5 are designed as low-pass filters with a cutoff frequency of 10 MHz and this embodiment is applied, the signals used for motion detection (signals f1s and f- in FIG. 1) 1s) is shown in Figure 7 (c
) become that way. Since this signal does not have aliasing distortion, highly accurate motion detection is possible without degrading the performance of the device.

【0022】本発明はここに述べてきた実施例に限らず
、他のいろいろな装置においても利用できる。またここ
に説明してきた実施例と同じ目的の装置であっても、こ
の実施例と異なる回路、クロック周波数でも実現できる
。例えば図1の動き検出部7においてフィルタの帯域制
限とフレーム間差を求める手順を逆にして、フレーム間
差信号を2相で求め、それに対して帯域制限を行っても
よい。また、クロック周波数についても、例えば112
5本順次走査信号から1125本2:1インターレース
の信号(通常のハイビジョン)への変換などでは、クロ
ック周波数が129.6MHz乃至148.5MHzへ
の変換となり、従来の素子では複雑な動き適応型信号処
理回路の実現は不可能であったが、本発明によれば、信
号処理部のクロック周波数が64.8 MHz乃至74
.25MHzとなりECLにより実現可能な周波数とな
る。
The present invention is not limited to the embodiments described here, but can also be used in various other devices. Further, even if the device has the same purpose as the embodiments described here, it can be realized using a circuit and a clock frequency different from those of the embodiments. For example, the procedure for determining the band limit of the filter and the interframe difference in the motion detecting section 7 of FIG. 1 may be reversed, and the interframe difference signal may be obtained in two phases, and the band limit may be applied to it. Also, regarding the clock frequency, for example, 112
When converting from a 5-line sequential scanning signal to a 1125-line 2:1 interlaced signal (normal high-definition), the clock frequency is converted from 129.6MHz to 148.5MHz, and conventional devices cannot process complex motion-adaptive signals. Although it has been impossible to realize a processing circuit, according to the present invention, the clock frequency of the signal processing section can be changed from 64.8 MHz to 74 MHz.
.. The frequency becomes 25 MHz, which is a frequency that can be realized by ECL.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳細に説明してきたように本発明に
よれば、2相で構成された信号処理部からの信号を2相
で構成されたフィルタで帯域制限した後2相の信号を加
算して等価的な1/2間引き処理を行い、加算された信
号から動き検出を行うことによって、動き検出回路の規
模を減らし、また折り返し歪による動き検出の性能劣化
を招くことなく回路のクロック周波数を1/2に低下さ
せて、動き適応型信号処理装置の構成回路の集積化をよ
り容易にすることができる。
Effects of the Invention As described above in detail, according to the present invention, after band-limiting the signal from the signal processing unit composed of two phases with a filter composed of two phases, the two-phase signals are added together. By performing equivalent 1/2 decimation processing and performing motion detection from the added signals, the scale of the motion detection circuit can be reduced and the clock frequency of the circuit can be reduced without deteriorating motion detection performance due to aliasing distortion. can be reduced to 1/2, thereby making it easier to integrate the constituent circuits of the motion adaptive signal processing device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例に係る装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】画像変換の様子を説明するための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the state of image conversion.

【図3】本発明に係る構成の主要部のみを簡略に示した
図。
FIG. 3 is a diagram schematically showing only the main parts of the configuration according to the present invention.

【図4】本発明に係るフィルタのインパルス応答例を説
明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of an impulse response of a filter according to the present invention.

【図5】本発明に係るフィルタの回路例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a circuit example of a filter according to the present invention.

【図6】本発明に係るフィルタ部分の動作原理を説明す
るための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of the filter portion according to the present invention.

【図7】本発明に係るフィルタの効果を説明するための
信号スペクトル図。
FIG. 7 is a signal spectrum diagram for explaining the effect of the filter according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1   A/D変換器(A/D) 2   シリアル・パラレル変換器(s→p) 3  
 信号処理部A 4   信号処理部B 5   パラレル・シリアル変換器(p→s) 6  
 D/A変換器(D/A) 7   動き検出部 11  12  フィールドメモリ(fM)13  動
き適応型時空間フィルタ 14  バッファメモリ 21, 22  フィールドメモリ(fM)23  動
き適応型時空間フィルタ 24  バッファメモリ 31, 33  低域通過フィルタA (LPFA)3
2, 34  低域通過フィルタB (LPFB)35
, 36, 48  加算器 37  減算器 38  動き検出回路 41〜43  D レジスタ 44〜47  係数器
1 A/D converter (A/D) 2 Serial/parallel converter (s→p) 3
Signal processing unit A 4 Signal processing unit B 5 Parallel/serial converter (p→s) 6
D/A converter (D/A) 7 Motion detection unit 11 12 Field memory (fM) 13 Motion adaptive spatiotemporal filter 14 Buffer memories 21, 22 Field memory (fM) 23 Motion adaptive spatiotemporal filter 24 Buffer memory 31 , 33 Low pass filter A (LPFA) 3
2, 34 Low pass filter B (LPFB) 35
, 36, 48 Adder 37 Subtractor 38 Motion detection circuit 41-43 D Register 44-47 Coefficient unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  入力デジタル画像信号をそのクロック
周波数の半分のクロック周波数で標本化された2相の信
号に分解し、該分解された2相の信号の各々を2つの動
き適応型信号処理部によってそれぞれ動き適応的に信号
処理するとともに、その2つの処理部から抽出される前
記2相の信号の一方に関連する信号を、もとのクロック
周波数の領域で設計したフィルタのインパルス応答の奇
数番目のインパルス応答を有するフィルタに供給し、前
記2相の信号のもう一方に関連する信号を前記フィルタ
のインパルス応答の偶数番目のインパルス応答を有する
フィルタに供給し、その2つのフィルタの出力信号を加
算した信号から入力画像信号の動き検出をおこない、該
検出された信号により2つの前記動き適応型信号処理部
の動き適応信号処理を制御し、2つの前記動き適応型信
号処理部の出力を合成して最終的な出力信号を得ること
を特徴とする動き適応型信号処理方法。
1. An input digital image signal is decomposed into two-phase signals sampled at a clock frequency that is half the clock frequency of the input digital image signal, and each of the decomposed two-phase signals is processed by two motion adaptive signal processing units. The signals related to one of the two-phase signals extracted from the two processing units are subjected to motion-adaptive signal processing using the odd-numbered impulse response of the filter designed in the original clock frequency domain. supplying a signal related to the other of the two-phase signals to a filter having an even-numbered impulse response of the impulse response of the filter, and adding the output signals of the two filters. detecting the motion of the input image signal from the detected signal, controlling the motion adaptive signal processing of the two motion adaptive signal processing units using the detected signal, and combining the outputs of the two motion adaptive signal processing units. A motion adaptive signal processing method characterized in that a final output signal is obtained by
【請求項2】  入力デジタル画像信号を動き適応的に
信号処理する装置において、当該装置が、入力デジタル
画像信号をそのクロック周波数の半分のクロック周波数
で標本化された2相の信号に分解するためのシリアル・
パラレル変換器と、該分解された2相の信号それぞれを
動き適応的に信号処理する2つの動き適応型信号処理部
と、2つの該動き適応型信号処理部の動き適応的信号処
理を制御する動き検出信号を供給する動き検出部と、2
つの前記動き適応型信号処理部の出力を合成するパラレ
ル・シリアル変換器とを具備し、前記動き検出部が、2
つの前記動き適応型信号処理部から抽出された前記2相
の信号の一方に関連する信号を、もとのクロック周波数
の領域で設計したフィルタのインパルス応答の奇数番目
のインパルス応答をさせるフィルタと、前記2相の信号
のもう一方に関連する信号を、前記フィルタのインパル
ス応答の偶数番目のインパルス応答をさせるフィルタと
を有することを特徴とする動き適応型信号処理装置。
2. An apparatus for motion-adaptive signal processing of an input digital image signal, wherein the apparatus decomposes the input digital image signal into two-phase signals sampled at a clock frequency that is half the clock frequency of the input digital image signal. Serial of
A parallel converter, two motion-adaptive signal processing units that perform motion-adaptive signal processing on each of the decomposed two-phase signals, and controlling the motion-adaptive signal processing of the two motion-adaptive signal processing units. a motion detection section that supplies a motion detection signal;
a parallel-to-serial converter for synthesizing the outputs of the two motion adaptive signal processing sections;
a filter that causes a signal related to one of the two-phase signals extracted from the two motion adaptive signal processing units to have an odd-numbered impulse response of a filter designed in the original clock frequency domain; A motion adaptive signal processing device comprising: a filter that causes a signal related to the other of the two-phase signals to have an even-numbered impulse response of the impulse responses of the filter.
【請求項3】  請求項2記載の装置において、2つの
前記動き適応型信号処理部がそれぞれ、2つのフィール
ドメモリと動き適応型時空間フィルタとを有することを
特徴とする動き適応型信号処理装置。
3. The motion adaptive signal processing device according to claim 2, wherein each of the two motion adaptive signal processing units includes two field memories and a motion adaptive spatiotemporal filter. .
【請求項4】  請求項3記載の装置において、2つの
前記動き適応型信号処理部がぞれぞれ、さらに入力画像
信号の水平走査線数とアスペクト比を変換するためのバ
ッファメモリを有することを特徴とする動き適応型信号
処理装置。
4. The apparatus according to claim 3, wherein each of the two motion adaptive signal processing units further includes a buffer memory for converting the number of horizontal scanning lines and the aspect ratio of the input image signal. A motion adaptive signal processing device characterized by:
【請求項5】  請求項2から4いずれか記載の装置に
おいて、前記動き検出部で検出される動き検出信号が、
入力画像信号のフレーム間差信号より得られることを特
徴とする動き適応型信号処理装置。
5. The apparatus according to claim 2, wherein the motion detection signal detected by the motion detection section comprises:
A motion adaptive signal processing device characterized in that the signal is obtained from an interframe difference signal of an input image signal.
【請求項6】  請求項2から5いずれか記載の装置に
おいて、前記入力デジタル画像信号のクロック周波数が
40 MHzであるとき、2つの前記動き適応型信号処
理部および前記動き検出部の信号処理用クロック周波数
がすべて20MHzを越えないことを特徴とする動き適
応型信号処理装置。
6. The apparatus according to claim 2, wherein when the clock frequency of the input digital image signal is 40 MHz, the clock frequency of the input digital image signal is 40 MHz. A motion adaptive signal processing device characterized in that all clock frequencies do not exceed 20 MHz.
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