JPH06284399A

JPH06284399A - 動き検出装置

Info

Publication number: JPH06284399A
Application number: JP9355893A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shimokooriyama; 信下郡山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】細かい絵柄で動画像でない場合に、誤って動
画像と判定してしまうことのない動き検出装置を得る。【構成】画素データのＤラッチ２０２、引き算回路２
０３によるハイパスフィルタで垂直方向の高周波成分を
検出し、その絶対値を足し算回路２０５、Ｄラッチ２０
７で構成される累算回路に加え総和値を求めて判定回路
２０８に加える。また、画素データのＤラッチ２１１、
足し算回路２１２によるローパスフィルタで垂直方向の
低周波成分を検出し、その絶対値を足し算回路２１４、
Ｄラッチ２１６で構成される累算回路に加え総和値を求
めて判定回路２０８に加える。そして、高周波成分と基
準値とを比較して動きを判定する場合に、低周波成分に
応じて上記基準値を変えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルＶＴＲやコ
ーデックのような画像の伝送装置などで用いられる画像
の動きを検出するための動き検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、画像信号を高能率符号化して磁気
テープなどの媒体に記録し、再生する民生用ＶＴＲが提
案されている。これは、画像信号を所定の画素数毎にま
とめてブロック化した後、離散コサイン変換（以下、Ｄ
ＣＴと称す）等の直交変換を施し、変換後の係数に対し
て量子化し、その量子化された値をエントロピー符号化
を行い記録するものである。

【０００３】最近の画像圧縮としてはＤＣＴを用いた画
像圧縮が主流となっており、またＤＣＴされる際に符号
化の効率を上げるための動き適応処理が行われている。
この動き適応処理とは、ＤＣＴは通常フレーム内の８×
８画素のブロック単位で行われるが、動画像の場合フレ
ーム内処理ではフィールド間の相関が薄れ、垂直方向の
周波数成分が発生し、符号化の効率が低下する。このた
め動きを検出し、動きのあるブロックは８×８画素の処
理をフィールド内の２つの４×８画素に分けてＤＣＴを
行うことにより、符号化の効率を上げるようにしてい
る。上記の動き検出方法としてはフィールド間の差分値
を計算し、その差分値の大きさにより動きのあるブロッ
クか、動きの少ないブロックかを検出していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、画像のフィールド間差分により動きを検出し
ているために、画像が動いていない場合でも細かい絵柄
がある場合には、差分値が大きくなり動きあるブロック
と誤って判定してしまうことがあるという問題があっ
た。

【０００５】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、誤検出をなくすことのできる動き検
出装置を得ることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はブロック内の垂
直方向の高周波成分を検出する検出手段と、垂直方向の
低周波成分を検出する検出手段とを設け、各検出手段に
よって検出された高周波成分と低周波成分とにより、そ
のブロックの動き判定を行うようにしたものである。

【０００７】

【作用】高周波成分により動きを判定する基準値を低周
波成分に応じて変えることにより、細かい絵柄の場合で
も誤検出を避けることができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明にかかる動き検出装置が用いら
れるディジタルＶＴＲの構成図を示す。図１において、
記録される映像信号は輝度信号Ｙと２つの色差信号
Ｐ_r，Ｐ_bとであり、それぞれＡＤコンバータ１０１、
１０２、１０３に入力され、ディジタル画像信号に変換
される。また、オーディオ信号はＡＤコンバータ１２３
によりディジタルオーディオ信号に変換される。上記デ
ィジタル画像信号は、フレームメモリ１０４に書き込ま
れ、読み出される際に固定長化単位内のデータの平均化
とバースト誤り訂正とのためにシャフリング回路１２４
によりシャフリングされて読み出され、ＤＣＴ回路１０
５でＤＣＴ（離散コサイン変換）により直交変換され
る。メモリ１０４から読み出される際にＤＣＴの基本単
位である垂直８画素、水平８画素のブロック単位にフレ
ーム内で読み出されるが、ＤＣＴされる際に符号化の効
率を上げるための動き適応処理が行われる。

【０００９】ＤＣＴは通常フレーム内の８×８画素のブ
ロック単位で行われるが、動画像の場合は、フレーム内
の処理ではフィールド間の相関が薄れ、垂直方向の周波
数成分が発生し、符号化の効率が低下する。このため、
動き検出回路１０６により動きのあるブロックを検出
し、その動きブロックでは８×８画素の処理をフィール
ド内の２つの４×８画素に分けてＤＣＴを行うことによ
り、効率を上げるようにしている。また、動き処理をし
たブロックのＤＣＴされたデータは量子化器（図示せ
ず）で量子化され、高周波に発生するわずかな係数は０
にまるめられて、データが削減される。

【００１０】量子化された係数は可変長符号化回路（Ｖ
ＬＣ）１０７でさらに圧縮される。圧縮されたデータは
上記ディジタルオーディオ信号と共にＥＣＣ回路１０８
に加えられて訂正符号を付加され、さらにシスコン１２
５により制御されるフォーマッター１０９でＶＴＲのト
ラックフォーマットに並び変えられる。そして、変調回
路１１０でディジタル変調され、シスコン１２５により
制御される記録再生部１１１の磁気テープに記録され
る。

【００１１】再生時は、磁気テープに記録されたデータ
を読み出し、変調されたデータを復調回路１１２でもと
のディジタルデータに変換し、デフォーマッター１１３
でシスコン１２５の制御によりトラックフォーマットか
らデータを元に戻し、エラー訂正回路１１４によって伝
送路中で発生したデータを正しいデータに訂正する。こ
れらのデータのうちオーディオデータはＤ／Ａコンバー
タ１２６に加えられ、画像データは可変調符号のデコー
ド回路（ＶＬＤ）１１５によって可変長符号から固定長
の符号に伸長され、さらに逆ＤＣＴ回路１１６で逆量子
化と逆ＤＣＴ変換とが実行される。

【００１２】この時、動きブロックについては、画像デ
ータとともに送られてきた動き情報をもとに、動き制御
回路１１７で動きが小さい（静止画）ブロックについて
はフレーム内の８×８画素処理による逆ＤＣＴを行い、
動きが大きい（動画）ブロックについては２つの４×８
画素のフィールド内処理による逆ＤＣＴを行った後、メ
モリ１１８に書き込む。次に、メモリ１１８よりデシャ
フリング処理によってシャフリングを解きながらラスタ
スキャン順に読み出す。

【００１３】そして、エラー訂正回路１１４で訂正しき
れなかったデータに関しては、フラグをエラー修整回路
１１９に送って欠落ブロックをその周囲の画素や前フレ
ームのデータを用いて補間した後、Ｄ／Ａコンバータ１
２０、１２１、１２２でディジタルデータからアナログ
データに変換してコンポーネント信号として出力する。

【００１４】次にＤＣＴを行う際の動き検出回路１０６
について説明する。

【００１５】図２は本発明にかかる動き検出回路１０６
の実施例を示すものであり、図２において、２０１は図
１のフレームメモリ１０４から読み出された画像データ
が入力される入力端子、２０２はＤラッチ、２０３は引
き算回路、２０４は絶対値回路、２０５は足し算回路、
２０６はセレクタ、２０７はＤラッチ、２０８は判定回
路、２０９は制御回路、２１０は出力端子、２１１はＤ
ラッチ、２１２は足し算回路、２１３は絶対値回路、２
１４は足し算回路、２１５はセレクタ、２１６はＤラッ
チである。

【００１６】次に動作について説明する。

【００１７】入力端子２０１にはフレームメモリから図
３に示す番号順に読み出された画素データが入力され
る。Ｄラッチ２０２、引き算回路２０３によってハイパ
スフィルタが構成されており、画素データがこのハイパ
スフィルタに入力されることにより、引き算回路２０３
の出力に垂直方向の高周波成分が得られる。この高周波
成分は絶対値回路２０４で絶対値に変換された後、足し
算回路２０５に入力される。足し算回路２０５、セレク
タ２０６、Ｄラッチ２０７によって累算回路が構成さ
れ、上記絶対値が累算回路に入力されることにより、画
像の垂直方向の差分値のブロック内の総和値が得られ
る。この総和値が制御回路２０９によってブロック単位
に判定回路２０８に取り込まれる。

【００１８】一方、Ｄラッチ２１１と足し算回路２１２
とによって垂直方向の低周波成分を検出するローパスフ
ィルタが構成されており、足し算回路２１２の出力が絶
対値回路２１３に入力されて絶対値が取られる。また、
足し算回路２１４、セレクタ２１５、Ｄラッチ２１６に
よって累算回路が構成され、上記絶対値はこの累算回路
によって総和がとられ、１ブロックごとに判定回路２０
８に入力される。

【００１９】図４は判定回路２０８の第１の実施例によ
る内部構成を示すものである。

【００２０】図４において、４０１は図２のＤラッチ２
０７からのデータの入力端子で、ブロック内の画像の垂
直方向の高周波成分が入力される。４０２は図２のＤラ
ッチ２１６からのデータの入力端子で、ブロック内の画
像の垂直方向の低周波成分が入力される。４０３、４０
７は引き算回路、４０４、４０５、４０８は数値データ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を設定するレジスタ、４０６はセレク
タ、４０９、４１０は入力データが正及び０のとき出力
に符号“１”を発生し、負のときは符号０を発生する正
負判定回路、４１１は出力端子である。

【００２１】次に動作について説明する。

【００２２】入力端子４０１にはブロック内の８ｂｉｔ
の画素の高周波成分としてゼロから最大値１４２８０ま
での値が入力される可能性がある。また、入力端子４０
２には低周波成分としてゼロから最大値２８５６０まで
の値が入力される可能性がある。

【００２３】今、仮りにレジスタ４０４には、Ｒ１＝７
１４０、レジスタ４０５には、Ｒ２＝３５７０の値が設
定されていたとする。また、レジスタ４０８には、Ｒ３
＝１４２８０の値が設定されていたとする。

【００２４】入力端子４０２に入力される低周波成分が
１４２８０を越えると引き算回路４０７の出力が正とな
り、正負判定回路４０９の出力が“１”となり、セレク
タ４０６はレジスタ４０４のＲ１＝７１４０を選択す
る。この状態で入力端子４０１に入力される画像の垂直
方向の高周波成分が７１４０以上であると、引き算回路
４０３の値が正となり、正負判定回路４１０が“１”を
出力端子４１１に出力する。また、入力端子４０１の値
が７１４０以下であると、引き算回路４０３の値が負と
なって正負判定回路４１０は出力端子４１１に“０”を
出力する。

【００２５】一方、入力端子４０２に１４２８０以下の
値が入力されると、引き算回路４０７の出力が負とな
り、従ってセレクタ４０６はレジスタ４０５のＲ２＝３
５７０の値を選択する。この状態で入力端子４０１の入
力値が３５７０を越えると出力端子４１１に“１”が出
力され、入力値が３５７０以下の時は、出力端子４１１
に“０”が出力される。

【００２６】図５は第２の実施例による判定回路２０８
の内部構成を示す。

【００２７】図５において、５０１はブロックの垂直方
向の高周波成分の入力端子、５０２は同じくブロックの
垂直方向の低周波成分の入力端子、５０３、５０４は係
数回路、５０５は割り算回路、５０６は引き算回路、５
０７はレジスタ、５０８は正負判定回路、５０９は出力
端子である。

【００２８】上記構成において、入力端子５０１に入力
された高周波成分のデータは係数回路５０３で係数ａを
乗ぜられる。一方、入力端子５０２に入力された低周波
成分のデータは係数回路５０４で係数ｂを乗ぜられる。
これら２つのデータは割り算回路５０５で２つの値の比
が求められる。この比の値は、レジスタ５０７に設定さ
れた所定のスレッショルド値ｔｈと引き算回路５０６で
引き算される。引き算した値が正の場合は正負判定回路
５０８は“１”を出力し、負の場合には“０”を出力し
て出力端子５０９から出力する。

【００２９】上記において、割り算回路５０５は画像の
垂直方向の低周波成分と高周波成分との比率を見てお
り、この比率が一定以上の時は静止画、一定以下の時は
動画と判定する。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、ブロック内の垂直方向の
高周波成分を検出してフィールド間の相関もしくは動き
を判定する際に、ブロック内の垂直方向の低周波成分の
値に応じて判定の基準値を変化させることによって、比
較的細かい絵柄で動かない画像の場合の誤検出を防ぐこ
とができ、ＤＣＴの適応制御を正確に行うことができ、
圧縮効率が上がり、高画質の符号化を実現できる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるディジタルＶＴＲを示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明にかかる動き検出装置の実施例を示すブ
ロック図である。

【図３】動き検出されるブロックを示す構成図である。

【図４】判定回路の第１の実施例を示すブロック図であ
る。

【図５】判定回路の第２の実施例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２０２Ｄラッチ２０３引き算回路２０８判定回路２１１Ｄラッチ２１２足し算回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号の垂直方向の高周波成分を複数
個の画素データから成るブロック単位に検出する第１の
検出手段と、上記画像信号の垂直方向の低周波成分を上記ブロック単
位に検出する第２の検出手段と、上記第１の検出手段による高周波成分の検出量と上記第
２の検出手段による低周波成分の検出量とに基づいて上
記画像信号の動きを上記ブロック単位に判定する判定手
段とを備えた動き検出装置。