JPH0530391A - 動き検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、細い線のゆっくりした動きや細部
の動きを検出すると共に、雑音等の混入による動きの誤
検出を低減することを目的とする。 【構成】画素の動きデータを水平方向に５画素、垂直方
向に３ライン、合計１５画素分を取り込み、これら動き
データで構成されるパターンと特定パターンａ１〜ａ
３，ｂ１〜ｂ６とを比較し、この比較結果に基づき動き
信号を補正するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像の動きを検出す
る動き検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行のテレビジョン受像機において発生
する画像妨害の一つに、ラインフリッカ妨害がある。こ
れは、現行受像機が２：１インターレース走査であるこ
とに因って生じる画像妨害である。このラインフリッカ
妨害を取り除くには、補間フィルタを用いてインターレ
ースにより欠落した画素を補間し、順次走査化する手法
が用いられている。

【０００３】この手法の一つに、動き適応走査線補間処
理がある。これは、フィールド上で欠落している走査線
は、その次のフィールド上で送られるということを利用
し、欠落した信号を前フィールドの信号で補間するとい
う手法である。しかし、動きのある画像に対して前フィ
ールドの信号を用いて走査線を補間しようとすると、時
間的なズレにより二重像妨害が生じることがある。そこ
で、画像の動きを検出し、動画であるときは同一フィー
ルド内の周辺画素を用いて走査線を補間するという動き
適応走査線補間処理を行うようにしている。図９は、動
き適応走査線補間処理に係わる画像の動き検出を行う動
き信号生成回路を示している。

【０００４】入力端子９１に入力された映像信号は、減
算器９３に入力されると共に、５２５Ｈ（Ｈは水平期
間）分の遅延量を持つフレームメモリ９２を介して１フ
レーム期間遅延されたのち、減算器９３に入力される。

【０００５】減算器９３から出力されるフレーム間差信
号は、絶対値回路９４に入力されて絶対値化されたの
ち、比較回路９５の一方端に入力される。また、比較回
路９５の他方端には、所定の閾値が入力されている。

【０００６】比較回路９５は、フレーム間差信号と閾値
とを比較し、フレーム間差信号が閾値を越えた場合は動
画と判定し、閾値を越えない場合は静画と判定する。そ
して判定結果として、例えば動画であれば“１”、静画
であれば“０”を出力端子９６に導出する。

【０００７】しかし、上述の動き信号生成回路では、映
像信号に雑音等が混入することに因り、閾値を越えたフ
レーム間差信号を発生する場合がある。これにより、静
画を動画と誤判定してしまうことがある。図１０は、上
記誤判定を考慮して補間走査線を生成する補間信号生成
装置を示している。

【０００８】入力端子１０に入力された映像信号は、１
Ｈ分の遅延量を持つ１Ｈ遅延器１１を介して加算器１４
の一方端に入力されると共に、１Ｈ遅延器１３を介して
加算器１４の他方端に入力される。加算器１４は、１Ｈ
遅延器１３の入出力信号を加算し、２ライン間の平均値
をセレクタ１６の一方端へ出力する。

【０００９】更に、１Ｈ遅延器１３の出力は、２６２Ｈ
遅延器１５を介してセレクタ１６の他方端に入力され
る。１Ｈ遅延器１３からセレクタ１６迄は、補間フィル
タブロック１２を構成している。また、１Ｈ遅延器１１
の出力は、動き信号生成回路１８、計数回路１０３及び
設定回路１０４で構成される動き検出部１０１に入力さ
れる。

【００１０】動き信号生成回路１８は、映像信号の動き
検出を行い、計数回路１０３は、動き信号生成回路１８
から出力される動きデータの発生回数を計数している。
また、設定回路１０４は、注目すべき動き信号のデータ
を設定している。

【００１１】動き検出回路１０１で得られる動き信号
は、セレクタ１６の制御端に入力される。セレクタ１６
は、動き信号に従って制御され、静画と判定された場合
は、２６２Ｈ遅延器１５の出力が、また、動画と判定さ
れた場合は、加算器１４の出力がそれぞれ選択される。
これにより、動きに応じて補間された走査線が出力端子
２０に導出される。以下、動き検出部１０１について更
に述べる。

【００１２】動き信号生成回路１８は、例えば先の図９
に示した回路で構成されている。そして、入力映像信号
の動きを検出し、動画であれば“１”、静画であれば
“０”を計数回路１０３へ出力する。図１１は計数回路
１０３の構成を示している。

【００１３】計数回路１０３は、１Ｈ遅延器１１３，１
１４、１画素遅延器１１５ａ〜１１５ｌ及び加算器１１
６で構成される。これにより、水平方向に５画素、垂直
方向に３ライン、合計１５画素分の領域内の動きデータ
が得られ、各動きデータは加算器１１６に入力されて計
数される。図中、Ｌ１〜Ｌ５、Ｌ６〜Ｌ１０、Ｌ１１〜
Ｌ１５は、ぞれぞれ１〜３ラインの１〜５画素の各動き
データに対応している。図１２は設定回路１０４の構成
を示している。

【００１４】設定回路１０４は、比較器１２１で構成さ
れる。比較器１２１の一方端には計数器１０３の計数値
が入力され、他方端には、ある閾値が入力される。比較
器１２１は、計数値と閾値とを比較し、計数値が閾値以
下のときには静画と設定して“０”を出力し、計数値が
閾値を越えるときには動画と設定して“１”を出力す
る。以下、図１３を参照して述べる。図１３は、水平方
向に５画素、垂直方向に３ラインの領域内での各動きデ
ータの様子を表している。

【００１５】例えば、先の図１０で示した動き信号生成
回路１８から、図１３（ａ）に示された動きデータが出
力されたとする。ここで、画素Ｌ８に注目する。Ｌ８の
動きデータは“０”である。図１３（ａ）に示された画
素Ｌ８及びその周辺画素の各動きデータは、計数回路１
０３に入力される。計数回路１０３は、図１３（ｂ）に
示すように、画素Ｌ８及びその周辺画素の動きデータの
発生回数を計数し、計数値“７”を得る。このとき、設
定回路１０４の閾値を“５”に設定すると、計数値
“７”は閾値“５”を越えるので、設定回路１０４から
は、“１”が出力される。このように、画素Ｌ８の周辺
画素の動きデータを考慮することにより、Ｌ８の動きデ
ータは動画に補正される。

【００１６】次に、図１３（ａ´）に示すように、画素
Ｌ８の動きデータが、周辺画素の動きデータに対して孤
立しているような場合を考える。この様な状態は、映像
信号に雑音等が混入し、これに因り、本来静画であるに
も係わらず動き信号生成回路で動画と判定された場合に
生じる。従って、周辺画素の動きデータに対し孤立点と
して現われる。画素Ｌ８及びその周辺画素の各動きデー
タは、計数回路１０３に入力される。これにより、図１
３（ｂ´）に示すように、画素Ｌ８及びその周辺画素の
動きデータの発生回数が計数され、計数値“３”が得ら
れる。設定回路１０４の閾値を“５”に設定すると、設
定回路１０４からは、“０”が出力される。これによ
り、雑音等の混入により誤って動画であると判定された
画素Ｌ８の動きデータは、静画に補正される。

【００１７】この設定回路４０の出力結果に従ってセレ
クタ１６が制御され、動画であれば加算器１４の出力
が、また静画であれば２６２Ｈ遅延器１５の出力がそれ
ぞれ選択される。これにより、インターレースにより欠
落した走査線を補間する為の補間信号が出力端子２０に
導出される。

【００１８】以上、動き適応走査線補間処理に係わる、
動き信号生成回路１８及びこの回路の誤判定を補正する
ための計数回路１０３及び設定回路１０４を含んだ動き
検出部１０１について説明した。しかし、このような回
路構成では、設定回路１０４の閾値レベルの設定の仕方
によっては、本来補正すべきでない動き信号も補正され
てしまう場合がある。以下、図１４を参照して説明す
る。図１４も図１３と同様に、水平方向に５画素、垂直
方向に３ラインの領域内での各動きデータの様子を示し
ている。

【００１９】例えば、画素Ｌ８に注目し、この画素を中
心に縦縞が水平方向に動いた場合を考える。この場合、
図１４（ａ）に示すように、縦方向に連続的な動きデー
タ“１”が動き信号生成回路１８から出力される。動き
データは、計数回路１０３に入力されて、図１４（ｂ）
に示すように、計数値“３”を出力する。設定回路１０
４の閾値が“５”に設定されている場合、図１４（ｃ）
に示すように設定回路１０４から“０”が出力される。
従って、本来動いている動き信号が、静画に補正されて
しまう。

【００２０】このように、細い線のゆっくりした動きや
細部の動きが、動画として検出されずに静画と誤判定さ
れてしまう可能性がある。その結果、本来動画である筈
の画像に対し、静画用の補間フィルタを用いることにな
るため、２重像妨害等が発生することがある。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
計数回路１０３の閾値の設定の仕方によっては、本来補
正すべきでない信号までも補正されてしまうという問題
があった。

【００２２】そこでこの発明は上記問題点に鑑み、従来
動き検出が困難であった細い線のゆっくりした動きや細
部の動きを検出すると共に、雑音等の混入による動きの
誤検出を低減することができる動き検出回路を提供する
ことを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる動き検
出回路は、フレーム間差分信号を用いて画像の動きの有
無及び大小を示す動き検出信号を得る動き検出信号手段
と、前記動き検出信号を取り込み、注目すべき動き検出
信号及びその周辺の動き検出信号群のパターンと特定パ
ターンとを比較する比較手段と、前記比較手段の比較結
果に基づいて前記注目すべき動き検出信号に補正を加
え、最終的な動き検出信号を得る補正手段とを備えたも
のである。

【００２４】

【作用】上記手段によれば、動きデータのパターンを任
意の領域に形成して、画像の相関性を検出するための特
定パターンと比較し、その比較結果に従い動き信号の補
正を行っている。従って、任意領域内において、縦、
横、斜め等に相関があり、正しく動き検出された動き信
号に対し、雑音等の混入により発生した孤立点と見なさ
れて誤補正されることがない。従って、精度の高い動き
検出が可能となる。

【００２５】

【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。図１はこの発明に係わる動き検出回路を示してい
る。

【００２６】入力端子１０に入力された映像信号は、１
Ｈ遅延器１１を介して加算器１４の一方端に入力される
と共に、１Ｈ遅延器１３を介して加算器１４の他方端に
入力される。加算器１４は、１Ｈ遅延器１３の入出力信
号を加算し、２ライン間の平均値を動画補間信号として
セレクタ１６の一方端へ出力する。

【００２７】更に、１Ｈ遅延器１３の出力は、２６２Ｈ
遅延器１５を介し、静画補間信号としてセレクタ１６の
他方端に入力される。１Ｈ遅延器１３からセレクタ１６
迄は、補間フィルタブロック１２を構成している。ま
た、入力映像信号は、動き信号生成回路１８及びパター
ン検出回路１９で構成される動き検出部１７に入力され
る。

【００２８】パターン検出回路１９から出力される動き
信号は、セレクタ１６の制御端に入力される。セレクタ
１６は、動き信号に従い静画補間信号と動画補間信号と
を切り換え、出力端子２０に補間信号を導出する。

【００２９】動き信号生成回路１８は、従来と同様の構
成であり、入力映像信号のフレーム間差分を求めて画像
の動きを検出し、動画であれば“１”を出力し、静画で
あれば“０”を出力する。先にも述べたように、フレー
ム間差分を求めて画像の動き情報を得る動き信号生成回
路では、映像信号に雑音等が混入した際、誤判定される
場合がある。つまり、動き信号生成回路１８で得られる
動き信号に、雑音等の混入により誤判定された動きデー
タが含まれる場合がある。従って、パターン検出回路１
９において、このような動き信号の補正を行っている。
以下、図２乃至図５を参照してパターン検出回路１９に
ついて説明する。

【００３０】図２は、パターン検出回路１９の構成を示
している。入力端子２１に入力された動き信号は、１Ｈ
遅延器２３，２４、１画素遅延器２５ａ〜２５ｌに介さ
れる。これにより、各画素の動きデータＬ１〜Ｌ１５が
得られる。

【００３１】各動きデータＬ１〜Ｌ１５は、それぞれ図
３に示すように、水平方向に５画素、垂直方向に３ライ
ン（ラインｎ−１〜ｎ＋１）の各画素の動きデータに対
応し、Ｌ１〜Ｌ１５の順で遅延期間が大きくなる。

【００３２】この領域内の１５画素分の動きデータは、
それぞれパターン判定ロジック回路２６に入力される。
ここで、画像の任意の領域内の動きデータには、縦、
横、斜め等に少なくとも何等かの相関性がある点に着目
する。パターン判定ロジック回路２６は、動きデータの
相関性を示す特定パターンと動きデータＬ１〜Ｌ１５で
構成される動き情報パターンとを比較し、動きデータの
相関性を検出する。検出結果Ｃ１は出力端子２７に導出
される。パターン判定ロジック回路２６は、ＲＯＭ（読
み出しメモリ）若しくは各種論理ゲートで構成されてい
る。図４は上記特定パターンを表すもので、黒丸は動画
データを表し、白丸は静画データを表している。

【００３３】図５は論理ゲートで構成されたパターン判
定ロジック回路２６を示している。パターン判定ロジッ
ク回路２６は、アンドゲート５１〜５９、オアゲート６
０で構成され、図中、Ｌ１〜Ｌ１５、ｃ１は、それぞれ
図２で示した動きデータ及び相関性の検出結果を表して
いる。また、各ゲート出力、ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ６
は、それぞれ図４に示した各特定パターンに対応してい
る。以下、先の図１４を参照して、パターン判定ロジッ
ク回路２６の動作について説明する。

【００３４】例えば、５×３の１５画素の領域内におい
て、図１４（ａ）に示したように、画素Ｌ８を中心とし
た縦方向に相関性がある動画のパターンが得られたとす
る。この場合、パターン判定ロジック回路２６の入力
は、画素Ｌ３，Ｌ８，Ｌ１３の動きデータが“１”で、
他のデータは“０”となる。この場合、図５のアンドゲ
ート５８の出力ａ１が“１”となり、これにより、オア
ゲート６０の出力ｃ１も“１”となる。従って、画素Ｌ
８の動きデータは、動画と判定される。すなわち、図４
のａ１で示されたパターンが検出されたことになる。

【００３５】このようにして、図４に示した特定パター
ンのうち１つでも検出されると、パターン判定ロジック
回路２６の出力は“１”となる。これにより、画素Ｌ８
の動きデータは動画と判定される。また、逆に、図４に
示したパターンのうち１つも検出されないと、パターン
判定ロジック回路２６の出力は“０”となる。この場
合、画素Ｌ８の動きデータは静画と判定される。

【００３６】従って、従来、正しく判定できなかった図
１４（ａ）に示すような細い線の動きも、動き信号の相
関性を考慮した特定パターンと比較することにより、正
しく動画と判定される。

【００３７】このように、パターン検出回路１９を備え
ることにより、雑音等の混入により生じた動き信号の誤
りは正しく補正される。補正された動き信号生成回路１
８の動き信号は、混合器１６の制御に供せられる。

【００３８】以上説明したように、従来、動きデータの
発生回数を計数して動き信号の補正を行っていたため、
この計数値と比較する閾値の設定の仕方によっては、本
来補正を必要としない画素の動きデータも補正されてし
まうということがあった。しかし、この発明に係わる動
き検出回路によれば、動きデータの相関性を検出する特
定パターンと動きデータのパターンとを比較して、動き
信号の補正を行っているため、精度の高い動き検出が可
能となる。

【００３９】次に、図６乃至図８を参照して、この発明
に係わる動き検出回路の他の実施例を説明する。先の実
施例と異なる点は、パターン検出回路１９の構成にあ
り、図２及び図５と同一部には同一符号を付して、その
説明を省略する。図６はパターン検出回路１９の構成を
示し、図７はパターン検出回路１９を構成するパターン
判定ロジック回路６１の構成を示している。

【００４０】図７において、パターン判定ロジック回路
６１では、図４に示した各特定パターンとの検出結果ａ
１〜ａ３，ｂ１〜ｂ６が加算器７１に入力されて計数さ
れる。加算結果ｃ２は、図６に示した非線形回路６２の
制御端に入力される。また、非線形回路６２には、画素
Ｌ８の動きデータが入力される。

【００４１】図８は非線形回路６２の特性を示してい
る。図に示すように非線形回路６２は、加算結果ｃ２の
入力に応じて、動き信号の利得を制御する。すなわち、
加算結果ｃ２が０〜αの範囲では、この値に比例して０
〜１の利得を有する動き信号を出力し、加算結果ｃ２が
α以上のときは、１の利得を有する動き信号を出力する
ように制御する。

【００４２】従って、加算結果ｃ２が大きいとき、つま
り画像の相関性が高いと判定されたときは動き信号の利
得を上げる方向に制御され、加算結果ｃ２が小さいと
き、つまり画像の相関性が低いと判定されたときは動き
信号の利得を下げる方向に制御される。これにより、動
きデータの相関性に応じ、多段階的な値を持つ動き信号
が出力端子２７に送出される。

【００４３】これに伴い、図１に示したセレクタ１６を
混合器に代えて、動き信号の値に応じて混合制御するこ
とにより、動画と静画との切り替わり目が滑らか走査線
補間処理を行うことができる。

【００４４】上述の実施例では１画素の動きデータを例
に説明したが、複数画素の動きデータから１つの動きデ
ータを得、この動きデータを縦横方向に形成して特定パ
ターンを作成するようにしても良い。

【００４５】なお、この発明に係わる動き検出回路は、
順次走査線補間における動き検出に限られるものではな
く、３次元輝度／色分離及び３次元ノイズリダクション
等の動き検出にも利用できることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
動き検出回路は、動きデータを任意領域に形成し、各動
きデータで構成される動き情報パターンと、動き情報の
相関性を検出する為の特定パターンとを比較し、その比
較結果に従い動き信号の設定、若しくは動き信号の利得
制御が行われる。従って、細い線のゆっくりした動きや
細部の動きに対しても相関性を考慮することで動き検出
が可能になる。また、雑音等の混入により孤立点となっ
て発生した動き信号も補正することができる。これによ
り、精度の高い動き検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係わる動き検出回路を示す構成
図。

【図２】 図１に示したパターン検出回路を示す構成
図。

【図３】 パターン検出回路を説明するための図。

【図４】 パターン検出回路において比較される特定パ
ターンを示す図。

【図５】 パターン検出回路のパターン判定ロジック回
路を示す構成図。

【図６】 パターン検出回路の他の実施例を示す構成
図。

【図７】 図６に示したパターン判定ロジック回路を示
す構成図。

【図８】 図６に示した非線形回路を示す特性図。

【図９】 動き検出を行う動き信号生成回路を示す構成
図。

【図１０】 従来の動き検出回路を示す構成図。

【図１１】 図１０に示した計数回路を示す構成図。

【図１２】 図１０に示した設定回路を示す構成図。

【図１３】 計数回路及び設定回路の動作を説明するた
めの図。

【図１４】 従来の問題点を説明する為の図。

【符号の説明】

１０，２１…入力端子、１１，１３，２３，２４…１Ｈ
遅延器、１２…補間フィルタブロック、１４，７１…加
算器、１５…２６２Ｈ遅延器、１６…セレクタ、１７…
動き検出部、１８…動き信号生成回路、１９…パターン
検出回路、２０，２７…出力端子、２５ａ〜２５ｌ，１
１５ａ〜１１５ｌ…１画素遅延器、２６，６１…パター
ン判定ロジック回路、５１〜５９…アンドゲート、６０
…オアゲート、６２…非線形回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム間差分信号を用いて画像の動き
   の有無及び大小を示す動き検出信号を得る動き検出信号
   手段と、 前記動き検出信号を取り込み、注目すべき動き検出信号
   及びその周辺の動き検出信号群のパターンと特定パター
   ンとを比較する比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて前記注目すべき動き
   検出信号に補正を加え、最終的な動き検出信号を得る補
   正手段とを具備したことを特徴とする動き検出回路。
2. 【請求項２】 前記特定パターンは、画像の動きを確定
   するためのパターンであり、前記比較結果が特定パター
   ンを検出したことを示すときは、前記補正手段は前記注
   目すべき動き検出信号を強制的に動きが有るものとして
   出力することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   動き検出回路。
3. 【請求項３】 前記特定パターンは複数のパターンを有
   し、前記補正手段は、この複数の特定パターンと前記注
   目すべき動き検出信号及びその周辺の動き検出信号群の
   パターンとの一致回数を計数し、この計数結果に応じて
   前記注目すべき動き検出信号の利得を制御することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の動き検出回路。