JPH0496486A - 動き検出装置 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、デジタルテレビション受像機等において利
用され、画像の動き検出情報を得る動き検出装置に関す
る。

（従来の技術） ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送においては、色信号を
変調して輝度信号に周波数多重し、インターレース走査
方式により伝送し、狭い周波数帯域による信号伝送を行
っている。しかし、このような信号伝送を行うと、受信
側で色信号と輝度信号を分離（いわゆるＹ／Ｃ分離）を
行うと、不完全分離によりドツト妨害を始めとした信号
のクロストークやラインフリッカといった妨害を発生す
る。この妨害は、テレビジョン受像機の高輝度化や大画
面化にともない著しく目立つようになる。

そこで大容量のメモリを用いて、動き適応処理を行うこ
とにより、上述したような妨害を低減する方法が開発さ
れている。

まず、周波数多重された色信号と輝度信号とを分離する
にはＮＴＳＣ方式では現フレームの色信号に対して、１
フレーム前の色信号の変調位相が反転関係にあることを
利用してフレーム間和をとることにより色信号を抽出で
きる。この方法は、画像の垂直水平相関性に関係無く色
信号と輝度信号の分離を行うものである。

しかしながら、この方法は、静止した画像にっいては上
記の２つの信号を完全に分離することができるが、動き
を伴う画像については不完全分離となる。そこでこの不
完全分離を防ぐために、画像の動きを検出して静画部分
のみ」１記のフレーム間の処理を行い、動画部分では従
来用いられているくし形フィルタの様なフィールド内処
理による信号分離方式を採用している。

またインターレース走査方式に対しては、現フィールド
の空いている走査線に１フイールド前の走査線を内挿し
１：１の順次走査信号に変換することによりラインフリ
ッカを低減している。この方法においても、上記したＹ
／Ｃ分離と同じように動いている画像部分では前フィー
ルドの走査線を内挿すると２線はけといった妨害か発生
する。

この妨害を低減する場合も、画像の動き部分を検出して
静画部分のみフィールド間の内挿を行い、動画部分では
フィールド内の隣接走査線上の画素を用いて内挿を行う
ようにしている。

上記したように良質の画像を得るには動き検出装置が必
要である。

ところで、従来の動き検出においては、現フィールドと
、これとは別のフィールドとの差分信号を取り出し、こ
の差信号の大小により動画系、静画系を示す動き検出信
号を得ている。

しかし、信号伝送路、その他において、ノイズ成分が混
入すると上記差分信号の中に誤った信号成分が発生し、
静画／動画の判断を誤ることかある。この様な誤判断が
特に画像のエツジ部で発生すると、前述したドツト妨害
やラインフリッカといった妨害が現れ、画質が著しく劣
化してしまう。

このような妨害を防ぐには誤判断を防げばよいのである
がその方法として次のような方法がある。

即ち、一般にノイズ成分は、画像のエツジ成分と同じく
高域周波数に多く存在するので、高域成分が大きいとき
は動き検出を静画側に判定しやすくして、静画における
エツジ部の妨害を低減する方法である。

第８図は、従来の動き検出装置を示している。

入力端子８１には入力映像信号が導入され、１フレーム
遅延器８２、減算器８３、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
８９に供給される。減算器８３は、現信号と１フレーム
前の信号との減算処理を行い、その差分信号を取り出し
ている。この差分信号（高域成分）は、絶対値回路８４
において絶対値がとられ、非線形回路８５と８６に入力
される。

高域成分の絶対値が大きい場合は、動画系であり、小さ
い場合は静画系である。非線形回路８５と８６の入力出
力特性は、それぞれ第９図（ｂ）と（Ｃ）に示すような
特性である。

非線形回路８５．８６は、高域成分のレベルか一定レベ
ル以下の場合は０（静画判定）、一定レベル以上の場合
は１　（動画判定）を出力して混合器８７に供給してい
る。しかし双方の回路の判定特性は異なるもので、図示
の入力レベルα１、α２、α３、α４の関係は α１〉α３、α２〉α４ に設定されている。従って、非線形回路８５よりも非線
形回路８６の方が、静画と判定しやすくなっている。

一方、入力映像信号は、高域通過フィルタ８つに入力さ
れる。高域通過フィルタ８９から抽出された高域成分は
、絶対値回路９０に入力され絶対値かとられ非線形回路
９１に入力される。非線形回路９］は、第９図（ａ）に
示すような特性である。そしてその出力は、混合器８７
の制御端子に供給される。

高域通過フィルタ８９、絶対値回路９０、非線形回路９
１は、入力映像信号が静画、動画にかかわらず高域成分
が存在するか否かを判断する回路である。高域成分か多
いとき（絶対値出力がβ２以上のとき）には、“１”を
出力し、高域成分が少ないとき（絶対値出力がβ１以下
のとき）には“０”を出力する。

混合器８７は、制御信号が“１″のときは非線形回路８
６の出力を選択導出し、“０”のときは非線形回路８５
の出力を選択導出する。

即ち、上記の回路は、高域成分が多い（画像エツジか存
在する）ときは、静画と判定しやすいほうの非線形回路
８６の出力を採用する（動画判定を鈍くする）ようにし
、高域成分が少ないときは非線形回路８５の出力を採用
するようにしている。これにより、高域成分が多いとき
は、動画判定を鈍くして、誤り動き検出信号が出力され
るのを低減している。

上記のようにノイズ成分による動き検出の誤検出を防止
する方法として、ノイズ成分の孤立性を利用する回路も
ある。

第１０図は、ノイズ成分の孤立性を利用して、誤動き検
出信号が出力されるのを低減するようにした動き検出装
置の例である。

入力映像信号は入力端子１０１を介してフレーム遅延器
１０２及び減算器１．０３に入力される。

減算器１０３は、現信号と１フレーム前の信号との差分
信号を得る。この差分信号は、絶対値回路］０４に入力
されて、絶対値がとられ、この絶対値回路１０４の出力
は非線形回路１０５に入力される。非線形回路１０５の
出力は、孤立性検出回路１．０６とゲイン調整回路１０
７に入力される。

孤立性検出回路１０６は、差分信号（高域成分）の周辺
画素の状況からノイズを検出して、ノイズが入力された
ときはゲイン調整回路１０７の利得を低下させる。これ
により出力端子１０８には、ノイズの影響を低減した動
き検出信号を得ることができる。

第１１図は孤立性検出回路１０６の具体的構成例である
。入力端子２０］には、高域成分が入力される。高域成
分は、１ライン遅延器２０２．２０３により順次遅延さ
れる。また入力端子２０１の高域成分は、単位遅延器２
０４．２０５により順次遅延される。さらに１ライン遅
延器２０２の出力高域成分も単位遅延器２０６．２０７
により順次遅延される。さらにまた、１ライン遅延器２
０３の出力高域成分も単位遅延器２０８．２０９により
順次遅延される。

そして各単位遅延器２０４．２０５．２０６．２０７．
２０８の入力側の高域成分、単位遅延器２０５．２０７
．２０８の出力側の高域成分は加算器２１０に入力され
る。そして加算出力は、非線形回路２１１に入力される
。この非線形回路２１］の出力が、先のゲイン調整回路
１０７の利再制御信号として用いられる。

第１２図は、」二記孤立性検出回路１０６の動作を説明
するために示した図である。

加算器２１０においては、同図＜ａ＞に示ずように注目
画素Ａを中心としてその周辺の画素の和が得られる。こ
の和は、非線形回路２１１に入力される。非線形回路２
１１は、第１２図（ｂ）に示す特性であり、和がｂｏ以
下であれば“０“を出力し、ｂ１以上であれば“１”を
出力する。つまり、０〜１の範囲で利得制御信号を出力
する。

これにより、注口画素を中心としてその周辺の画素の和
が平均的に見て少ない値であれば、静画の中にノイズが
含まれているものと判断し、利得を下げるようにし、平
均的にみて大きい値であれば動画とみなし、利得を上げ
るようにしている。

よって、静画部分において動き検出信号が大きくなった
ような（誤判定）場合、ゲイン調整回路１０７の利得か
低減されるために、出力端子１０８に誤り検出信号が得
られる割合が少なくなる。

（発明が解決しようとす４課題） 第８図に示した動き検出装置の場合、高域通過フィルタ
８つ、絶対値回路９０、非線形回路９１によりエツジ検
出部に問題がある。

即ち、エツジ検出部は、画像の動きの有無にかかわらず
常に動作しているために、動画のエツジ部においても静
画と判定する。この結果、動画であるにもかかわらず、
そのエツジ部においては静画と判定し、静画寄りの動き
検出出力を出力する制御を行うことになる。特に、静画
の小レベルエツジに対して誤り判定を少なくするために
は、非線形回路９１のβを小さくすることにより可能で
あるが、その分Ｓ／Ｎの良好な映像において動画の小レ
ベルエツジにおける検出もれを生じてしまう。

一方、第１０図に示した動き検出回路の場合、孤立性検
出回路１０６の非線形回路２１１が固定の特性である点
に問題がある。非線形回路２１１が固定の特性であると
、Ｓ／Ｎの良好な映像において小さな画像の動き若しく
はエツジ部の微小な１　］ 動きについては、その動き信号の検出される範囲が小さ
く周囲画素との平均値ではこれかうもれてしまうことが
ある。

このように、従来の動き検出装置では、エツジ判定や、
孤立性判定か、画像の動きとはまったく無関係に行われ
ているために、Ｓ／Ｎの良い映像で小さな動き、あるい
は動画のエツジ部において動き検出が得られない場合が
ある。このような誤判定があると、二線はけや動画部の
Ｙ／Ｃ分離の不完全が生じる。

そこでこの発明は、比較的簡単な構成により動画検出精
度を高精度にすることができる動き検出装置を提供する
ことをｆｌ的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、入力映像信号のフィールドあるいはフレー
ム間の差信号を用いて、画像の動き情報として動画系に
あるか静画系にあるかを示す動き検出信号を作成する動
き検出装置において、前記入力映像信号の現フィールド
の第１の高域成分を抽出する手段と、 前記入力映像信号の現フィールドとは異なる他のフィー
ルドの第２の高域成分を抽出する手段と、前記第１と第
２の高域成分の相関性を判定し、相関検出信号を得、こ
の相関検出信号により相関が強い場合と弱い場合とて前
記動き検出信号の出力特性を調整して、相関が強い場合
は静画系、弱い場合は動画系の動き検出信号となるよう
に制御する相関判定手段を備えるものである。

（作用） 上記の手段により、単純にフレーム間の差分を得ること
により動き検出信号（高域成分）を抽出する一方で、フ
レーム間の相関性を判断して前記動き検出信号の出力特
性を制御するようにしている。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。入力端子］１には
入力映像信号が供給され、１フレーム遅延器１２及び減
算器］３に導入される。１フレム遅延器１２の出力は、
減算器１３に入力されている。

減算器１３から出力された差分信号（高域成分）は、絶
対値回路１４に入力され絶対値がとられ、その絶対値出
力は、非線形回路１５と１６に入力される。非線形回路
１５．１６は、第８図で説明した非線形回路８５．８６
と同様なコアリング特性をもち、非線形回路１５のほう
が動画判定しやすくなっている。

非線形回路１５．１６の出力は、混合器１７に入力され
る。混合器１７は、後述する相関検出信号により制御さ
れるもので、相関検出信号が“１”のときはフレーム間
で相関が高いということであり静画と判断されるので、
非線形回路１６側の出力を選択し、相関検出信号が“Ｏ
“のときは相関が低いということであり動画と判断され
るので、非線形回路１５側の出力を選択導出する。この
選択信号は動き検出信号として出力端子１８に導出され
る。

］　４ 相関検出信号は、以下のように得られる。

入力端子１１の映像信号は、高域通過フィルタ（ＨＰＦ
）２１に入力され、この高域通過フィルタ２１で抽出さ
れた高域成分は、絶対値回路２２に入力され絶対値がと
られる。また、１フレーム遅延器２１の出力は、高域通
過フィルタ（ＨＰＦ）２３に入力される。高域通過フィ
ルタ２３から抽出された］フレーム前の高域成分は、絶
対値回路２４に入力され絶対値かとられる。絶対値回路
２２と２４の出力は、相関検出回路２５に入力される。

相関検出回路２５は、例えば、第２図に示すように構成
されている。絶対値回路２２からの出力は、端子３１を
介して非線形回路３３に入力され、絶対値回路２４から
の出力は、端子３２を介して非線形〜１路３４に入力さ
れる。非線形回路３３．３４の特性は、第３図に示すよ
うに同一の特性であり、絶対値がａＯより小さい場合は
“０”を出力し、大きい場合は“１”を出力する。

非線形回路３３．３４の出力は、アンド回路３５に入力
され、その論理積がとられ、相関検出信号として出力端
子３６に導出される。この相関検出信号は、前述した混
合器１７の制御端子に供給される。

相関検出回路２５が出力する相関検出信号は次のような
意味を持っている。

現フィールドと１フレーム前の同じ位置で、高域成分が
検出されたときは“０”を出力するが、これは１フイー
ルド前と現フィールドで変化がないことであるから静画
、同じ位置で高域成分が検出されたなかったときは１″
を出力するが、これは１フイールド前と現フィールドで
変化があったことであるから動画となる。

相関検出信号が、動画を示す場合には、混合器１７は動
画系の非線形回路１５の出力を選択し、静画を示す場合
は静画系の非線形回路１６の出力を選択する。

これにより静画のエツジ部における動き誤検出を押さえ
るとともに、Ｓ／Ｈの良好な入力信号における細部の動
画の動き検出も得ることができる。

１に の発明は上記の実施例に限定されるものてあなく、相関
検出信号は、孤立性検出回路の制御信号としてもぢいて
もよい。

第４図はこの発明の他の実施例である。

第１図と同一部分には同一符号を付して説明する。絶対
値回路］４の出力は、非線形回路４１に入力される。非
線形回路４１の出力は、孤立性検出回路４２とゲイン調
整回路４３に入力される。

孤立性検出回路４２は、ノイズ成分を検出してゲイン調
整回路４２の利得を低減し、ノイズ成分が動き検出信号
として出力端子４４に出力されないようにしている。

ここで、孤立性検出回路４２は、相関検出回路２５から
の相関検出信号によりその検出特性が可変される。

第５図は、孤立性検出回路４２の構成例を示している。

非線形回路４１の出力は、入力端子５１を介して、１ラ
イン遅延器５２、単位遅延器５４に入力される。１ライ
ン遅延器５２の出力は１ライン遅延器５３に入力される
。単位遅延器５４の出力は単位遅延器５５に入力される
。また１ライン遅延器５２の出力は、ｔｒｉ位遅延器５
６を介して単位遅延器５７に入力される。さらに１ライ
ン遅延器５３の出力は単位遅延器５８を介して単位遅延
器５９に入力される。

単位遅延器５４．５５．５６．５７．５８．５９の入力
、及び１１１位遅延器５５．５７．５つの出力は加算器
６０に入力される。加算器６０の出力は、非線形回路６
１．６２に入力され、この非線形回路６１．６２の出力
は混合器６３に入力される。

非線形回路６１．６２は、第６図（ａ）、（ｂ）に示す
ような特性であり、非線形回路６１の方が非線形回路６
２よりもノイズをり判定か敏感な判定出力を得るように
なっている。従って、混合器６３は、相関検出信号が“
１”に近いときは非線形回路６１の出力（ノイズ有り判
定が強い）を選択導出し、相関検出信号か“０”に近い
ときは非線形回路６２の出力（ノイズ無し判定が強い）
を選択導出する。

〕　８ これにより、静画が入力されているときは、孤立性検出
回路１０６は、ノイズ検出感度が高くなり、ノイズ検出
の場合は、動き検出信号の出力レベルを減衰し、動画が
入力されているときはノイズ検出感度が低くなり、ノイ
ズのために動き検出信号が減衰されるのを防止すること
になる。従って、動き検出信号が正確に得られることに
なる。

上記の説明では、相関検出回路２５は第２図に示した構
成のもとして説明しているが、相関検出回路はこの構成
に限定されるものではない。

第７図（ａ）は相関検出回路の他の例である。

入力端子７１．７２は、第１図に示した絶対値回路２２
と絶対値回路２４からの出力が入力される。この入力端
子７１．７２は、減算器７３に接続されている。減算器
７３から出力された差分信号は、１フレーム前と現フレ
ームの信号の差分てあり、絶対値回路７４においてその
絶対値がとられる。絶対値回路７４の出力は、非線形回
路７５に入力される。そして非線形回路７５の出力が出
力端子７６を介して相関検出信号として出力され］９ る。第７図（ｂ）は非線形回路７５の特性を示している
。絶対値出力がＣＯより小さいときは“１”を出力し、
ｃｌより大きいときは“Ｏ”を出力する。つまり、差分
値が小さい場合は、相関が高いという（“１“−静画）
判定出力を得、差分値が大きい場合は、相関が低いとい
う（“０”−動画）判定出力を得ることができる。

［発明の効果コ 以上説明したようにこの発明の動き検出装置によれば、
比較的簡単な構成により動画検出精度を高精度にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の相関検出回路の具体的構成を示す図、第３図は第
２図の非線形回路の特性図、第４図はこの発明の他の実
施例を示す回路図、第５図は第４図の孤立性検出回路の
具体回路を示す図、第６図は第５図の非線形回路の特性
を示す図、第７図（ａ）は相関検出回路の他の例を示す
回路図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）の非線形回路の特
性を示す図、第８図は従来の動き検出装置を示す回路図
、第９図は第８図の非線形回路の特性を示す図、第１０
図は従来の動き検出装置の他の例を示す回路図、第１１
図は第１０図の孤立性検出回路の具体的構成例を示す回
路図、第１２図は第１１図の回路の動作を説明するため
に示した動作説明図である。 １２・・フレーム遅延器、１３・・・減算器、１４・・
・絶対値回路、１５．１６・・・非線形回路、１７・・
混合器、２１．２３・・・高域通過フィルタ、２４．２
５・・・絶対値回路、３５・・・相関検出回路、４１・
・・非線形回路、４２・・・孤立性検出回路、４３・・
・ゲイン調整回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ２　］ 斗よ　　− 打 零 早 ｎ−’　−ｏ−ｏ−。 ライン ｎフィンーーー〇−＠−Ｏ ｎ＋１−〇−０−０ ライン （ａ） 第 （ｂ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力映像信号のフィールドあるいはフレーム間の
   差信号を用いて、画像の動き情報として動画系にあるか
   静画系にあるかを示す動き検出信号を作成する動き検出
   装置において、 前記入力映像信号の現フィールドの第１の高域成分を抽
   出する手段と、 前記入力映像信号の現フィールドとは異なる他のフィー
   ルドの第２の高域成分を抽出する手段と、前記第１と第
   ２の高域成分の相関性を判定し、相関検出信号を得、こ
   の相関検出信号により相関が強い場合と弱い場合とで前
   記動き検出信号の出力特性を調整して、相関が強い場合
   は静画系、弱い場合は動画系の動き検出信号となるよう
   に制御する相関判定手段と を具備したことを特徴とする動き検出装置。
2. （２）前記相関判定手段は、前記第１の高域成分の絶対
   値を得る第１の絶対値回路と、前記第２の高域成分の絶
   対値を得る第２の絶対値回路と、前記第１と第２の絶対
   値回路の出力にそれぞれ非線形特性を与える第１、第２
   の非線形回路と、この第１、第２の非線形回路の出力の
   論理積による出力を前記相関検出信号とすることを特徴
   とする請求項第１項記載の動き検出装置。
3. （３）前記相関判定手段は、前記第１と第２の高域成分
   の差を得る減算器と、この減算器の出力の絶対値を得る
   絶対値回路と、この絶対値回路の出力が入力される非線
   形回路とを具備したことを特徴とする請求項第１項記載
   の動き検出装置。