JPH0537925A - 動き検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はオフセットサブサンプリングにより
帯域圧縮されて伝送されてきた高品位テレビ信号を復調
するための映像信号処理装置に係り、特に画像信号内の
動き領域を検出するための動き検出回路に関するもの
で、動きベクトルを伴って伝送される信号に対しても高
精度かつ安定した動き検出を行う動き検出回路を提供す
ることを目的とする。 【構成】 フィールドメモリ２と減算器５によって１フ
ィールド差分信号が生成され、絶対値回路９によって絶
対値がとられ切り換え回路１４に入力される。動きベク
トル検出回路１２によって検出された動きベクトル信号
は二値化回路１３によって二値化され、動き検出信号と
して前記１フィールド差分信号を加えるかどうかを切り
換え回路１４において制御する。 【効果】 ＭＵＳＥ信号が動きベクトル送出時には１フ
ィールド差分信号を動き検出に用いることで高精度な動
き検出を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオフセットサブサンプリ
ングにより帯域圧縮されて伝送されてきた高品位テレビ
信号を復調するための映像信号処理装置に係り、特に画
像信号内の動き領域を検出するための動き検出回路に関
する。

【０００２】

【従来の技術】高品位テレビ信号はその帯域幅が現行の
ＮＴＳＣ方式の約５倍、２０ＭＨｚの帯域を持ってお
り、放送衛生（１チャンネル：帯域幅２７ＭＨｚ）など
を利用して伝送を行うに際しては、多重サブナイキスト
サンプリングによって信号帯域を圧縮する方式（テレビ
ジョン学会技術報告資料「高品位テレビの衛生１チャン
ネル伝送方式」（ＭＵＳＥ）ＴＥＢＳ９５−２ＶＯＬ７
Ｎｏ.４４）が提唱されている。

【０００３】このＭＵＳＥ方式は、フィールド間，フレ
ーム間でオフセットサンプリングを施すものであり、２
フレーム、すなわち４フィールドでサンプリング位相が
一巡する処理を行うことにより画像を伝送する方式であ
る。ＭＵＳＥ方式は現行ＮＴＳＣ方式とは互換性はな
く、ＭＵＳＥ方式で伝送された信号を元の画像に復元す
るためには専用の信号処理回路（ＭＵＳＥデコーダ）が
必要となる。

【０００４】しかしながら、ＭＵＳＥデコーダは一般に
非常に高価であり、家庭用として普及するにはかなりの
時間を要すると思われる。そこで、高品位テレビ信号を
現在家庭に普及している現行標準方式のテレビ、ＶＴＲ
で受像可能にするために、映像信号を変換することが考
えられる。

【０００５】映像信号変換装置としては、例えば「ＭＵ
ＳＥ／ＮＴＳＣコンバータ」（電子技術１９８９−４）
に紹介されているような構成が公知であるが、これらは
構成を簡易にするためにＭＵＳＥ信号に対する内挿処理
をＭＵＳＥデコーダでの動画処理に相当するフィールド
内内挿処理のみとしているため、静止画部分に折り返し
歪みとよばれる画質劣化が生じていた。

【０００６】これに対し、映像信号変換装置においてフ
レーム間処理などの時間軸方向の信号処理を行うことに
より高画質化を図る方式が提唱されている（例えば、
「ＥＤＴＶ対応ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータ」１９９
０年テレビジョン学会技術報告Ｖｏｌ.１４，Ｎｏ８，
ｐｐ.１３〜１８，ＢＣＳ′９０−３）。しかしなが
ら、時間軸方向の信号処理を行うには映像信号の動画部
分と静止部分を判別する検出回路が必要不可欠になる。

【０００７】従来のＭＵＳＥデコーダの動き検出回路と
しては例えば、特開昭６３−１６９１９５号公報に示さ
れている。

【０００８】図７は従来の動き検出回路のブロック図を
示すものであり、図において７１はＭＵＳＥ信号を入力
するための入力端子、７２，７３はＭＵＳＥ信号を１フ
レーム期間遅延するためのフレームメモリ、７４，７５
は減算器、７６はＭＵＳＥ信号の折り返し成分を除去す
るためのローパスフィルタ、７７，７８は絶対値回路、
７９は絶対値回路７７，７８の出力を任意の比率で混合
する混合回路、８０はＭＵＳＥ信号の動き検出結果を出
力する出力端子である。

【０００９】以上のように構成された従来の動き検出回
路においては、まず入力端子７１に入力されたＭＵＳＥ
信号はフレームメモリ７２によって１フレーム期間遅延
された信号と減算器７４において減算される。これによ
って入力信号に１フレーム差分信号が生成される。さら
に入力信号はフレームメモリ７３の出力と減算器７５に
おいて減算が行われ、２フレーム差分信号が生成され
る。減算器７４において生成された１フレーム差分信号
はフレームオフセットサブサンプリングによって高域に
折り返し成分を含むため、ローパスフィルタ７６で折り
返し成分が除去される。２フレーム差分信号と折り返し
成分が除去された１フレーム差分信号は絶対値回路７
７，７８によってそれぞれ絶対値がとられ、混合回路７
９に入力される。混合回路７９では入力される２つの信
号をあらかじめ設定された比率で混合し、動き検出結果
として出力端子８０より出力される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うなＭＵＳＥデコーダの動き検出回路の構成は、ＭＵＳ
Ｅ信号が動きベクトルを送出して伝送する動画像信号に
対しては動き検出を行わずに、ＭＵＳＥデコーダ内で動
きベクトル補正により静止画処理を行う機能が存在する
ことが前提となっている。そのため前記の「ＥＤＴＶ対
応 ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータ」のように動きベク
トル補正を行わずに簡易に時間軸方向処理を行う装置の
動き検出においては、動きベクトルを送出して伝送され
る動画像信号を確実に動きと判定する機能が必要とな
る。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、動きベクトル補
正を行わない簡易な時間軸方向処理の信号処理装置にお
いて、ＭＵＳＥ信号が動きベクトル送出時には動き検出
信号として２フレーム差分信号と１フレーム差分信号に
加えて、１フィールド差分信号を加えることで動き検出
の精度を向上させて安定した動き検出を行う動き検出回
路を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、オフセットサブサンプリングによって帯域圧縮され
た映像信号を入力し、入力映像信号を１フィールド期間
遅延するための第１のフィールドメモリと、それに縦続
して連なる第２のフィールドメモリと、第２のフィール
ドメモリに縦続して連なり、映像信号を１フレーム期間
遅延させるためのフレームメモリと、入力映像信号から
第１のフィールドメモリの出力を減算する第１の減算器
と、入力映像信号から第１のフィールドメモリの出力を
減算する第１の減算器と、入力映像信号からの第２のフ
ィールドメモリの出力を減算する第２の減算器と、入力
映像信号からフレームメモリの出力を減算する第３の減
算器と、第１の減算器の出力の絶対値をとる第１の絶対
値手段と、第２の減算器の出力を帯域制限するローパス
フィルタと、ローパスフィルタの出力の絶対値をとる第
２の絶対値手段と第３の減算器の出力の絶対値をとる第
３の絶対値手段と、入力される映像信号の動きベクトル
信号を検出する動きベクトル検出手段と、動きベクトル
検出手段の出力を二値化する二値化手段と、二値化手段
の出力によって第１の絶対値手段からの入力をそのまま
出力するか、または無信号を出力するかを切り換える切
り換え手段と、切り換え手段の出力と第２の絶対値手段
の出力と第３の絶対値手段の出力の最大値を選択する最
大値選択手段を備えたことを特徴とする動き検出回路で
ある。

【００１３】さらに請求項２に記載の発明は、オフセッ
トサブサンプリングにより帯域圧縮された映像信号を入
力し、入力映像信号を１フィールド期間遅延するための
第１のフィールドメモリと、それに縦続して連なる第２
のフィールドメモリと、第２のフィールドメモリに縦続
して連なり、映像信号を１フレーム期間遅延させるため
のフレームメモリと、入力映像信号から第１のフィール
ドメモリの出力を減算する第１の減算器と、入力映像信
号から第２のフィールドメモリの出力を減算する第２の
減算器と、入力映像信号からフレームメモリの出力を減
算する第３の減算器と、第１の減算器の出力の絶対値を
とる第１の絶対値手段と、第２の減算器の出力を帯域制
限するローパスフィルタと、ローパスフィルタの出力の
絶対値をとる第２の絶対値手段と、第３の減算器の出力
の絶対値をとる第３の絶対値手段と、入力される映像信
号の動きベクトル信号を検出する動きベクトル検出手段
と、動きベクトル検出手段の出力に応じて第１の絶対値
手段の出力と第２の絶対値手段の出力と第３の絶対値手
段の出力を混合する混合手段を備えたことを特徴とする
動き検出回路である。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明は、動きベクトル信号が
送出されてきたＭＵＳＥ信号の動き検出において、動き
検出回路にフィールド差分信号を用いることで、動きベ
クトル補正を行わないで簡易な時間軸処理を施す復調装
置においても精度の高い動き検出結果を得ることができ
る。

【００１５】さらに請求項２に記載の発明は、動きベク
トル信号が送出されてきたＭＵＳＥ信号の動き検出にお
いて、上記の作用に加え、ＭＵＳＥ信号のベクトル信号
の値によってフィールド差分信号を適応的に動き検出信
号に加えることで、動きベクトル信号の値に対応した適
応的かつ安定した動き検出結果を得ることができる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例における動き検
出回路のブロック図を示すものである。図１において、
１はＭＵＳＥ信号を入力するための入力端子、２，３は
入力信号を１フィールド期間遅延するためのフィールド
メモリ、４はフィールドメモリ３の出力信号をさらに１
フレーム期間遅延させるためのフレームメモリ、５，
６，７は減算器、８はＭＵＳＥ信号の折り返し成分を除
去するためのローパスフィルタ、９，１０，１１は絶対
値回路、１２は入力されたＭＵＳＥ信号の動きベクトル
を検出する動きベクトル検出回路、１３は多値で表され
る動きベクトル信号を二値化する二値化回路、１４は二
値化回路１３の出力によって制御される切り換え回路、
１５は切り換え回路１４と絶対値回路１０と絶対値回路
１１の出力の最大値を選択して動き検出信号を生成する
最大値選択回路、１６は動き検出信号を出力する出力端
子である。

【００１７】以上のように構成された実施例の動き検出
回路において、以下にその動作を説明する。まず入力端
子１に入力されたＭＵＳＥ信号はフィールドメモリ２に
よって１フィールド期間遅延された信号と減算器５にお
いて減算される。これによって入力信号の１フィールド
差分信号が生成される。さらに入力信号はフィールドメ
モリ３の出力と減算器６において減算が行われ、１フレ
ーム差分信号が生成される。そしてさらに入力信号はフ
レームメモリ４の出力と減算器７において減算が行わ
れ、２フレーム差分信号が生成される。減算器６におい
て生成された１フレーム差分信号はフレームオフセット
サブサンプリングによって高域に折り返し成分を含むた
め、ローパスフィルタ８で折り返し成分が除去される。
ローパスフィルタ８で帯域制限された１フレーム差分信
号と減算器７において生成された２フレーム差分信号は
絶対値回路１０，１１でそれぞれ絶対値がとられ最大値
選択回路１５に入力される。減算器５において生成され
た１フィールド差分信号は絶対値回路９において絶対値
が求められ切り換え回路１４に入力される。切り換え回
路１４は動きベクトル検出回路１２で検出された動きベ
クトル信号が二値化回路１３で二値化された信号にした
がって切り換えられる。

【００１８】二値化回路１３は例えば図２のように構成
される。図において２１は動きベクトル信号を入力する
入力端子、２２，２３は図中の＋側の値が−側の値を上
回ったときに“１”を出力する比較器、２４は論理和回
路、２５は出力端子である。

【００１９】図２において、入力端子２１に入力された
動きベクトル信号は水平動きベクトル信号と垂直動きベ
クトル信号から構成され、水平動きベクトル信号と垂直
動きベクトル信号はそれぞれ比較器２２，２３に別々に
入力される。比較器２２では水平動きベクトル信号があ
らかじめ定められた参照値１を上回ったときに“１”が
出力される。同様に比較器２３では垂直ベクトル信号が
あらかじめ定められた参照値２を上回ったときに“１”
が出力される。比較器２２と比較器２３の出力は論理和
回路２４で論理和がとられる。すなわち動きベクトル信
号の水平ベクトルか垂直ベクトルのいずれかがそれぞれ
の参照値を上回ったときに出力端子２５は“１”を出力
する。このように動きベクトル信号は“０”または
“１”の２値レベルに変換される。

【００２０】図１において切り換え回路１４は二値化回
路１３の出力が“１”のとき図中の“１”側に接続さ
れ、絶対値回路９を経てきた１フィールド差分信号が、
二値化回路１３の出力が“０”のとき図中の“０”側に
接続され無信号がそれぞれ最大値選択回路１５に入力さ
れる。最大値選択回路１５では絶対値１０，１１および
切り換え回路１４からの３つの入力のうち、最も大きな
値を有するものを選択し動き検出信号として出力端子１
６より出力する。

【００２１】次にフィールド差分を動き検出に用いるこ
とによる効果の一例を図３の波形図を参照して説明す
る。図においてａ〜ｅで示す波形は連続する５フィール
ドの同じあるいは隣接したラインを示す。被写体が右へ
移動したとすると、図に示すように被写体に相当するパ
ルスが時間と共に右へ動く。ｅを現フィールドの波形と
すると、図１における絶対値回路１０の出力波形はｆで
示されるような形状となる。同様に図１における絶対値
回路１１，絶対値回路９の出力波形はそれぞれ図３の
ｇ，ｈで示される様な形状となる。図３ｉに示す波形
は、同図ｆ〜ｈの最大値をとることによって合成した波
形であり、動き検出出力である。図３ｉより明らかなよ
うに１フィールド差分信号は動き検出信号の谷間（Ａで
示す部分）を埋める効果がある。

【００２２】以上のようにこの実施例によれば、動き検
出回路にフィールド差分信号を用い、ＭＵＳＥ信号の動
きベクトル信号を二値化した信号でフィールド差分信号
の加断を行う手段を設けることにより、時間軸方向処理
が簡素化された復調装置において精度の高い動き検出結
果を得ることができる。

【００２３】なお、上記の実施例において二値化回路１
３の構成は、水平動きベクトル信号と垂直ベクトル信号
のそれぞれについて比較器を設けたが、両比較器を共用
するかまたは水平動きベクトル信号のみに限定してもよ
い。

【００２４】また、特に構成を簡易にするために、切り
換え回路１４の入力には１フィールド差分信号の代わり
に、動き検出出力として十分な値を持つ固定値であって
も類似の効果が得られる。

【００２５】図４は本発明の第２に実施例における動き
検出回路のブロック図を示すものである。図４におい
て、３１はＭＵＳＥ信号を入力するための入力端子、３
２，３３は入力信号を１フィールド期間遅延するための
フィールドメモリ、３４はフィールドメモリ３３の出力
信号をさらに１フレーム期間遅延させるためのフレーム
メモリ、３５，３６，３７は減算器、３８はＭＵＳＥ信
号の折り返し成分を除去するためのローパスフィルタ、
３９，４０，４１は絶対値回路、４２はＭＵＳＥ信号に
重畳して送出される動きベクトル信号を検出する動きベ
クトル検出回路、４３は絶対値回路３９，４０，４１の
出力を混合し、その比率を動きベクトル信号によって制
御することによって動き検出信号を生成する混合回路、
４４は動き検出信号を出力する出力端子である。

【００２６】以上のように構成された実施例の動き検出
回路において、以下にその動作を説明する。まず入力端
子３１に入力されたＭＵＳＥ信号はフィールドメモリ３
２によって１フィールド期間遅延された信号と減算器３
５において減算される。これによって入力信号の１フィ
ールド差分信号が生成される。さらに入力信号はフィー
ルドメモリ３３の出力と減算器３６において減算が行わ
れ、１フレーム差分信号が生成される。そしてさらに入
力信号はフレームメモリ３４の出力と減算器３７におい
て減算が行われ、２フレーム差分信号が生成される。減
算器３６において生成された１フレーム差分信号はフレ
ームオフセットサブサンプリングによって高域に折り返
し成分を含むため、ローパスフィルタ３８で折り返し成
分が除去される。減算器３５で生成された１フィールド
差分信号とローパスフィルタ８で帯域制限された１フレ
ーム差分信号と減算器３７において生成された２フレー
ム差分信号は絶対値回路３９，４０，４１でそれぞれ絶
対値がとられ混合回路４３に入力される。混合回路４３
では、動きベクトル検出回路４２によって検出された動
きベクトルの値に応じた比率で絶対値回路３９，４０，
４１の出力信号を混合して動き検出信号が生成される。

【００２７】混合回路４３は例えば図５のように構成さ
れる。図において５１は動きベクトル信号を入力する入
力端子、５２，５３は乗算器、５４は加算器、５５，５
６，５７はそれぞれ１フィールド差分信号、１フレーム
差分信号、２フレーム差分信号を入力する入力端子、５
８は加算器５４の出力に応じて利得を調節する利得調整
回路５９，６０はそれぞれある定められた値β，γによ
って利得設定がなされる利得調整回路、６１は利得調整
回路５８，５９，６０の出力のうち最大値を有するもの
を選択して出力する最大値選択回路、６２は出力端子で
ある。

【００２８】図５において、入力端子５１に入力された
動きベクトル信号は水平動きベクトル信号と垂直ベクト
ル信号から構成され、水平動きベクトル信号と垂直動き
ベクトル信号のそれぞれは乗算器５２，５３に別々に入
力される。乗算器５２，５３ではそれぞれあらかじめ設
定された値α（０≦α≦１），１−α（１≧１−α≧
０）で入力信号との乗算が行われ、加算器５４において
加算される。これによって水平ベクトル信号と垂直ベク
トル信号が一定の配分で混合された動きベクトル信号が
生成される。入力端子５５に入力された１フィールド差
分信号は利得調整回路５８において、加算器５４から出
力される動きベクトル信号の値に応じた利得で増幅され
最大値選択回路６１に入力される。利得調整回路５８の
特性を図６に示す。図６より、利得調整回路５８では入
力される動きベクトル信号の値が大きいほど利得が増す
ことがわかる。入力端子５５に入力された１フレーム差
分信号はある定まった固定値βによって利得が設定され
た利得調整回路５９によって増幅されて最大値選択回路
６１に入力される。同様に入力端子５６に入力された２
フレーム差分信号はある定まった固定値γによって利得
が設定された利得調整回路６０によって増幅され最大値
選択回路６１に入力される。最大値選択回路６１は利得
調整回路５８，５９，６０の出力のうち最大値を有する
ものを選択し、動き検出出力として出力端子６２より出
力する。

【００２９】以上のようにこの実施例によれば、動き検
出回路に１フィールド差分信号を用い、ＭＵＳＥ信号の
動きベクトル信号の値によってフィールド差分信号を適
応的に動き検出信号に加える手段を設けることで、動き
ベクトル値の大小や切り替わりに適応的で違和感のない
安定した動き検出結果を得ることができる。

【００３０】なお、上記の実施例において混合回路４３
の構成は、利得調整回路５９，６０の利得設定に固定値
を用いたが、利得調整回路５８と同様に動きベクトル信
号に応じて可変するようにしてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、動きベクトル補正を行わない簡易な時間軸処理の復
調装置において、ＭＵＳＥ信号が動きベクトル送出時に
も高精度な動き検出を行うことができ、その実用的効果
は大きい。

【００３２】さらに第２の発明によれば、上記発明の効
果に加え、ＭＵＳＥ信号の動きベクトル信号値の切り替
わりに対しても適応的で違和感のない安定した動き検出
を行うことができ、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における動き検出回路の
ブロック図

【図２】同実施例における二値化回路のブロック図

【図３】本発明の効果を説明するための波形図

【図４】本発明の第２の実施例における動き検出回路の
ブロック図

【図５】同実施例における混合回路のブロック図

【図６】同実施例の混合回路における利得調節回路の特
性図

【図７】従来の動き検出回路のブロック図

【符号の説明】

２，３，３２，３３ フィールドメモリ ４，３４ フレームメモリ ５，６，７，３５，３６，３７ 減算器 ８，３８ ローパスフィルタ ９，１０，１１，３９，４０，４１ 絶対値回路 １２，４２ 動きベクトル検出回路 １４ 切り換え回路 １５ 最大値選択回路 ４３ 混合回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフセットサブサンプリングにより帯域
   圧縮された映像信号を入力し、入力映像信号を１フィー
   ルド期間遅延するための第１のフィールドメモリと、第
   １のフィールドメモリに縦続して連なる第２のフィール
   ドメモリと、第２のフィールドモメリに縦続して連な
   り、映像信号を１フレーム期間遅延させるためのフレー
   ムメモリと、入力映像信号から前記第１のフィールドメ
   モリの出力を減算する第１の減算器と入力映像信号から
   前記第２のフィールドメモリの出力を減算する第２の減
   算器と入力映像信号から前記フレームメモリの出力を減
   算する第３の減算器と、前記第１の減算器の出力の絶対
   値をとる第１の絶対値手段と、前記第２の減算器の出力
   を帯域制限するローパスフィルタと、前記ローパスフィ
   ルタの出力の絶対値をとる第２の絶対値手段と、前記第
   ３の減算器の出力の絶対値をとる第３の絶対値手段と、
   入力映像信号の動きベクトル信号を検出する動きベクト
   ル検出手段と、前記動きベクトル検出手段の出力を二値
   化する二値化手段と、前記二値化手段の出力によって前
   記第１の絶対値手段からの入力をそのまま出力するか、
   または無信号を出力するかを切り換える切り換え手段
   と、前記切り換え手段の出力と前記第２の絶対値手段の
   出力と前記第３の絶対値手段の出力の最大値を選択する
   最大値選択手段を備えたことを特徴とする動き検出回
   路。
2. 【請求項２】 オフセットサブサンプリングにより帯域
   圧縮された映像信号を入力し、入力映像信号を１フィー
   ルド期間遅延するための第１のフィールドメモリと、前
   記第１のフィールドメモリに縦続して連なる第２のフィ
   ールドメモリと、前記第２のフィールドメモリに縦続し
   て連なり、映像信号を１フレーム期間遅延させるための
   フレームメモリと、入力映像信号から前記第１のフィー
   ルドメモリの出力を減算する第１の減算器と、入力映像
   信号から前記第２のフィールドメモリの出力を減算する
   第２の減算器と、入力映像信号から前記フレームメモリ
   の出力を減算する第３の減算器と、前記第１の減算器の
   出力の絶対値をとる第１の絶対値手段と、前記第２の減
   算器の出力を帯域制限するローパスフィルタと、前記リ
   ーパスフィルタの出力の絶対値をとる第２の絶対値手段
   と、前記第３の減算器の出力の絶対値をとる第３の絶対
   値手段と、入力映像信号の動きベクトル信号を検出する
   動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段の
   出力に応じて前記第１の絶対値手段の出力と前記第２の
   絶対値手段の出力と前記第３の絶対値手段の出力を混合
   する混合手段を備えたことを特徴とする動き検出回路。