JPH06225178A - 動き検出回路 - Google Patents

動き検出回路

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JPH06225178A
JPH06225178A JP896793A JP896793A JPH06225178A JP H06225178 A JPH06225178 A JP H06225178A JP 896793 A JP896793 A JP 896793A JP 896793 A JP896793 A JP 896793A JP H06225178 A JPH06225178 A JP H06225178A
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JP
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video signal
noise
motion
frame
signal
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JP896793A
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Hiroaki Inoue
弘昭 井上
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノイズ低減装置において残像やボケを極力抑
えるために、動き検出を精度よく行なって高周波ノイズ
による動きの誤検出を低減させる。 【構成】 入力映像信号を1フレーム遅延させるフレー
ムメモリ104を有する巡回型フィルターによって構成
されるノイズ低減装置において、ノイズの重畳した入力
映像信号101を2次元ローパスフィルター108で高
周波ノイズを低減し、減算器106でフレームメモリ1
04に蓄積された前フレームのノイズ低減された映像信
号との差分信号をとり、動静判別回路107で閾値と比
較して動きか静止かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号のノイズ低減
装置に適用される動き検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に映像信号は、フレーム周期で画像
情報が繰り返す信号であり、フレーム間の自己相関性が
非常に強い。一方、映像信号に含まれるノイズ成分は、
一般にその自己相関性がほとんどないことから、映像信
号を時間的にフレーム周期ごとに平均すると信号成分の
エネルギーはほとんど変化しないで、ノイズ成分のエネ
ルギーのみが低くなり、ノイズを低減することができ
る。図4に示すようにm−1個のフレームメモリを用い
て静止画m枚の位相をそろえて加算すると、信号はm
倍、ノイズは√m倍になる。さらに1/m倍して出力映
像信号を入力映像信号と同じレベルにそろえるため、ノ
イズは1/√mに減少する。しかし、フレームメモリは
高価であるため、1個のフレームメモリで繰り返し加算
のできる巡回型構成とするのが一般的である。図5に示
すのが巡回型のノイズ低減装置で、ノイズは√((1−
K)/(1+K))に減少する。このように映像信号の
フレーム相関を利用してノイズ低減を行なうフレーム巡
回型構成のノイズ低減装置については、いままで多くの
方式が提案されているが、その基本的な考え方を記述し
ているものとしては、テレビジョン学会誌Vol.33、No4
(1979)がある。
【0003】図6に従来のノイズ低減装置を示す。図6
において、入力映像信号201としては、輝度信号や色
差信号あるいは3原色信号R、G、Bなどのコンポーネ
ント信号が供給される。入力された入力映像信号201
は、可変減衰器202によって(1−K)倍に減衰さ
れ、可変減衰器202の出力は、そのまま加算器203
の入力となる。一方、ノイズ低減されたのちフレームメ
モリ204で1フレーム遅延された前フレームの映像信
号は、可変減衰器205によってK倍に減衰されて加算
器203の入力となる。上記減衰された入力映像信号と
前フレームの映像信号とは、加算器203で加算され、
出力映像信号208となるとともにフレームメモリ20
4に蓄積される。
【0004】入力映像信号201が完全な静止画の場
合、前述のとおりノイズが√((1−K)/(1+
k))に減少するので、ノイズ低減装置によるS/N改
善度は、 S/N改善度=10log((1+K)/(1−K)) となる。ただし、Kの値は0<K<1である。図7にK
に対するS/N改善度を示す。
【0005】ところが、一般に映像信号には動画部分が
あり、動きのある映像信号を図6の回路に通すと残像が
発生する。その時定数Tは、 T=−1/(1n K)×1/30 となる。図8にKに対する時定数Tの関係すなわち残像
特性を示す。このことからわかるように、動きがあると
ころでS/N改善度を上げようとしてKの値を大きくす
ると残像効果も増大する。残像効果が増大すると映像が
たいへん見にくくなるので、動画部分ではノイズの低減
を犠牲にしてKの値を小さくしてやる必要がある。Kの
値を制御するために動き検出というものが重要となる。
図6に示す従来例では、減衰器206と動き検出回路2
07とで動き検出を行なっている。
【0006】入力映像信号201とノイズ低減されて1
フレーム遅延された前フレームの映像信号とは、減算器
206において減算され、フレーム間差分信号Δが得ら
れる。このフレーム間差分信号Δには、フレーム間自己
相関のないノイズ成分と信号成分のフレーム間で変化し
た差分とが得られる。また、フレーム間差分信号Δは、
一般的に小さくなるほどノイズ成分である確率が高く、
大きくなるほど動き成分である確率が高くなる。
【0007】動き検出回路207においては、ある閾値
THを設定してフレーム間差分信号Δが閾値THより大きけ
れば、信号成分がフレーム間で変化した差分であると考
え、動きであると判断し、またフレーム間差分信号Δが
閾値THより小さい場合は、ノイズ成分である確率が高い
として、例えば図9のようにKの値を決め、可変減衰器
202,205の制御を行なっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フレー
ム間差分信号の信号レベルに基づいて画像の動きを検出
する従来の動き検出回路では、フレーム間差分信号は小
さくなるほどノイズである確率が高く、大きくなるほど
動きである確率が高くなるという統計的性質のみを利用
して動き検出を行なっているので、フレーム間差分信号
の小さい動きはノイズととられ、静止であると判断され
てしまうという問題点がある。
【0009】本発明は、上記問題点を鑑み、入力映像信
号からノイズの影響をあまり受けずに真の動きのみを精
度よく検出することのできる動き検出回路を提供するこ
とを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による動き検出回
路は、上記目的を達成するために、映像信号を1フレー
ム遅延させるフレームメモリを有する巡回型フィルター
によって構成されたノイズ低減装置に適用され、入力映
像信号にローパスフィルターをかけてフレーム内で相関
のないノイズ成分を除去して小さい動き成分を残し、ノ
イズ除去された前フレームの映像信号との差分をとり、
閾値を設定して閾値より大きければ動きとして検出する
ようにしたものである。
【0011】
【作用】本発明による動き検出回路は、上記構成によっ
て、ノイズの重畳した入力映像信号から真の動き信号の
みを精度よく検出することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図を参照し
て説明する。図1は本発明の一実施例における動き検出
回路を備えたノイズ低減装置の構成を示すものである。
図1において、101は入力信号、102は可変減衰
器、103は加算器、104はフレームメモリ、105
は可変減衰器、106は減算器、107は動静判別回
路、108は2次元ローパスフィルタ(LPF)、10
9は出力信号である。
【0013】ノイズ低減装置自体の構成は図6の従来の
装置と同じである。すなわち、入力映像信号101が可
変減衰器102によって(1−K)倍されて加算器10
3に入る。ノイズ低減されてフレームメモリ104に蓄
積された1フレーム前の出力映像信号109が、可変減
衰器105によってK倍されて加算器103で上記低減
された入力映像信号と加算されて出力映像信号109と
なるとともにフレームメモリ104に蓄積される。
【0014】一方、動き検出回路は、2次元ローパスフ
ィルター108からなる平滑回路と、この平滑回路の出
力とノイズ低減された前フレームの映像信号との差分を
とる減算器106からなる差分回路と、その差分信号の
信号レベルから動きと静止を判定する動静判別回路10
7とから構成されている。
【0015】平滑回路の動作を説明する。図2は入力映
像信号101の走査線の信号レベルを示している。図2
(A)はノイズが重畳している入力映像信号であり、S
1が真の信号成分でS2が信号成分に重畳しているノイ
ズ成分である。図2(B)は2次元ローパスフィルター
108を通した後の映像信号である。2次元ローパスフ
ィルター108によって入力映像信号に重畳しているフ
レーム内に相関のない高周波のノイズ成分を減衰させる
ことができる。平滑回路として用いる2次元ローパスフ
ィルター108は、入力映像信号によっては回路の簡単
化のために1次元のローパスフィルターを用いてもよ
い。
【0016】減算器106からなる差分回路では、高周
波ノイズを減衰した入力映像信号とノイズ低減装置でノ
イズ低減された前フレームの映像信号との差分をとる。
差分信号として得られるのは、高周波ノイズ成分が減衰
された信号成分がフレーム間で変化した信号である。
【0017】動静判別回路107では、差分回路からの
差分信号を設定した閾値と比較して信号レベルが閾値よ
り大きければ動き、小さければ静止と判定し、図3に示
すようにKの値を制御する。
【0018】このように、上記実施例によれば、入力映
像信号101に2次元ローパスフィルター108を通し
ているため、閾値Δを小さい値に設定することができる
ので、残像効果を少なくすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、映像信
号を1フレーム遅延させるフレームメモリを有する巡回
型フィルターによって構成されたノイズ低減装置に適用
され、入力映像信号にローパスフィルターをかけてフレ
ーム内で相関のないノイズ成分を除去して小さい動き成
分を残し、ノイズ除去された前フレームの映像信号との
差分をとり、閾値を設定して閾値より大きければ動きと
して検出するようにしたので、高周波ノイズが重畳した
映像信号から精度よく動きのみを検出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す動き検出回路を備えた
ノイズ低減装置の概略ブロック図
【図2】本発明の一実施例における平滑回路の高周波ノ
イズ特性図
【図3】本発明の一実施例における動静判別回路の係数
特性図
【図4】ノイズ低減装置の原理図
【図5】巡回型ノイズ低減装置の原理図
【図6】従来のノイズ低減装置における動き検出回路の
一例を示す概略ブロック図
【図7】従来のノイズ低減装置におけるS/N改善度の
特性図
【図8】従来のノイズ低減装置における残像時定数の特
性図
【図9】従来のノイズ低減装置における動き検出回路の
係数特性図
【符号の説明】
101 入力映像信号 102 可変減衰器 103 加算器 104 フレームメモリ 105 可変減衰器 106 減算器 107 動静判別回路 108 2次元ローパスフィルター 109 出力映像信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力映像信号に含まれるノイズ成分を除
    去するために前記入力映像信号を1フレーム遅延させる
    フレームメモリを有する巡回型フィルターによって構成
    されたノイズ低減装置に適用され、前記入力映像信号の
    高周波ノイズを低減するローパスフィルターからなる平
    滑回路と、この平滑回路からの出力信号と前記フレーム
    メモリの出力信号との差をとる差分回路と、この差分回
    路の出力信号から設定したレベル以上を動きと判定する
    動静判定回路とを有することを特徴とする動き検出回
    路。
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