JPH06348848A - 画像信号の動き検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出漏れのない正確な動き検出を可能にした
動き検出装置を提供する。 【構成】 動き検出回路１は両画面の差分信号を基にし
た差分動き信号を生成する。ブロック存在検出回路２は
検出の対象画素を含むブロックと同一のブロックの、現
画面と同位置を除く前画面の任意位置での存在を検出
し、ブロック存在信号を生成する。動き信号修正回路３
は、差分動き信号入力が”静止”でブロック存在信号入
力が”存在する”の組合せの時のみ差分動き信号を”動
き”に修正出力し、他の入力組合せの時は、差分動き信
号と同じ信号を出力する。これにより、動き検出漏れの
発生を防止でき、正確な動き検出が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル化した画像
信号にて、動き適応型信号処理回路を制御するための動
き検出信号を、画面間の差分信号と検出対象画素を含む
水平画素・垂直ｙ画素ブロックと同じブロックの前画面
での存在検出信号で修正することにより生成する、画像
信号の動き検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、画像信号から画像の動きを検
出し、この検出された動き信号の制御により動き画像と
静止画像で信号処理を切替える動き適応処理を行なうこ
とにより、画質を向上させることができる。主な動き適
応処理には、動き適応ＹＣ分離と動き適応走査線補間が
あり、両者共、画質改善に効果がある。

【０００３】ここで、動き適応ＹＣ分離とは、画像の動
きが小さい場合はＹ信号をフレーム間の和をとることで
分離し、Ｃ信号をフレーム間の差をとり分離を行なうこ
とで完全にＹとＣ成分を分離して、クロスカラーやクロ
スルミナンス等の成分を取り除くことができる処理であ
る。また、画像の動きの大きい場合はフィールド内処理
でＹＣ分離を行なう適応処理をしている。

【０００４】動き適応走査線補間とは、画像の動きの小
さい場合はフィールド間で補間を行ない、画像の動きの
大きい場合はフィールド内で補間を行う処理のことであ
る。

【０００５】このような信号処理を行うための動き信号
を検出する有効な手段として、現画面と前画面の差分信
号を基に検出する技術があった。しかし、差分信号を基
にした画像の動き検出では、検出漏れが生じる。

【０００６】図５は、差分信号を基にした動き検出の説
明図であり、一部に横縞模様ａを有する車ｂが静止して
いる背景の前面を左方向に移動しているもので、図５
（Ａ）は前画面を示し、図５（Ｂ）は現画面を示し、図
５（Ｃ）は前画面と現画面の差分信号を基に動き検出の
結果を示している。

【０００７】図５（Ｃ）において、斜線を施した部分は
差分信号を基にした動き検出により動きと判断された領
域であり、この動き判定領域内の白地部分ｃは静止と判
断された領域である。この例で示されるように、この差
分信号を基にした動き検出では、図５（Ｃ）に示すよう
に、本来、動きと判定されるべき車の一部が静止と判定
される、いわゆる動き検出漏れ領域が発生する。

【０００８】そこで、この動き検出漏れを防ぐ動き検出
回路が提案されてきた。従来の検出漏れを防止した動き
検出の技術としては、特開平３−２１６０８８号公報に
開示されているように、画像信号より物体領域を抽出
し、この物体領域単位で動き信号をそれぞれ生成する回
路を備える構成の動き検出回路が知られている。以下、
図６を参照して説明する。

【０００９】図６において、１１は画像パターン抽出回
路であり、画像信号より水平パターン信号と垂直パター
ン信号を生成する。１２は物体領域検出回路であり、水
平垂直パターンから物体領域信号が生成される。マッチ
ング回路７には、現画面の物体領域信号と１画面遅延回
路４で１画面遅延された前画面の物体領域信号が入力さ
れ、パターンマッチング処理を行ない動き速度信号を生
成する。そして、マッチング回路７が内蔵する動き情報
発生回路１３（図８参照）により、動き速度信号より各
物体毎に動き信号を生成する。

【００１０】図７は、図６に示す画像パターン抽出回路
１１の内部構成図である。このような構成の画像パター
ン抽出回路１１では、１ライン遅延回路１４を１画素遅
延回路１５により、それぞれ１ライン、１画素遅延させ
た画像信号を生成し、減算回路６ａ、６ｂで現画像信号
とこれら遅延させた画像信号との差分信号を生成し、閥
値比較回路５ａ、５ｂでｋ個の閥値と比較することによ
りｋ＋１段階で信号を生成して垂直パターン信号と水平
パターン信号を抽出する、いわゆるエッジ検出処理を行
なう。

【００１１】図８は、図６に示す物体領域検出回路１２
の内部構成図である。このような構成の物体領域検出回
路１２では、垂直パターンと水平パターンからエッジと
エッジの間を１つの物体とみなす物体領域信号を生成す
る。入力される垂直パターン信号と水平パターン信号に
は、画像の輪郭成分の他にノイズ成分も含まれている。
そこで、平滑化回路１６ａ、１６ｂによりフィルタリン
グ処理を行ないノイズ成分を除去し、このそれぞれの信
号を入力した領域検出回路１７ａ、１７ｂでは、垂直方
向のエッジとエッジの間を示す物体領域信号と水平方向
のエッジとエッジの間を示す物体領域信号を生成し、こ
の２つの信号の和の演算をＯＲ回路１０で行なうことに
より物体領域信号を生成する。

【００１２】図９は、図６に示すマッチング回路７の内
部構成を示すブロック図である。このような構成のマッ
チング回路７に対する入力は、図６に示す物体領域検出
回路１２の出力信号である現画面の物体領域信号と、そ
の現画面の物体領域信号を１画面遅延回路４により１画
面遅延された前画面の物体領域信号である。前画面の物
体領域信号はブロック信号発生回路８２に入力される。
物体領域発生回路８２では、前画面を水平ｘ画素・垂直
ｙ画素のブロックでＮ個に分割し、Ｎ個の前画面の各ブ
ロック内の物体領域信号、すなわちＮ個の水平ｘ画素・
垂直ｙ画素の物体領域信号を出力する。ブロック信号発
生回路８１は、現画面の物体領域信号が入力され、現画
面を水平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロックでＮ個に分割
し、そのＮ個のブロックのうちで動き検出対象画素が含
まれる１個のブロックのブロック内の物体領域信号、す
なわち水平ｘ画素・垂直ｙ画素の物体領域信号を出力す
る。

【００１３】ブロック一致判定回路９は、水平ｘ画素・
垂直ｙ画素の分割ブロック数に相当するＮ個有し、この
各ブロック一致判定回路９には、ブロック信号発生回路
８１および８２から出力される２つの物体領域信号が入
力される。すなわち、この入力のうち１つは、各ブロッ
ク一致判定回路９に対し共通に入力される、現画面の動
き検出対象画素を含む１個のブロック内の物体領域信号
であり、もう１つは、各ブロック一致判定回路９に対
し、前画面のＮ個あるブロック内の物体領域信号の中の
１つが別々に入力されるところの物体領域信号である。

【００１４】各ブロック一致判定回路９では、入力され
た前画面のブロック内物体領域信号と、現画面のブロッ
ク内物体領域信号との一致を検出しブロック一致判定信
号を出力する。これらの各ブロック一致判定信号は、動
き信号発生回路１３に入力され、現画面のブロック内物
体領域信号が前画面のどのブロック内物体領域信号と一
致したのか判定し、現画面のブロックの画面中の位置と
一致した前画面のブロックの画面中の位置から設定され
た段階の動き信号を生成する。

【００１５】以上のように、上記動き検出洩れを防ぐ従
来技術では、図５（Ｃ）に示すような画面間の差分信号
を基にした動き検出では動き検出漏れとなる領域も、物
体領域毎に動き検出を行なうことにより、動きと判定す
ることができる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記検
出漏れを防ぐ従来技術では、物体領域の検出を行なうの
に画像パターンの抽出、つまりエッジ検出を行なってい
るので、物体領域のエッジの変化がゆるやかな画像では
物体領域の検出ができず、依然として動き検出漏れ領域
が発生するという問題があった。

【００１７】本発明の目的は、上記従来技術では動き検
出漏れとなってしまう画像に対しても、検出漏れとなら
ない正確な動き検出を行なうことができる画像信号の動
き検出回路を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、画面間の差分信号を基にした差分
動き検出により差分動き信号を生成する差分動き検出回
路と、動き検出の対象画素の周辺水平ｘ画素・垂直ｙ画
素のブロックと一致する水平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロ
ックが、現画面と同位置を除く前画面の任意位置での存
在を検出しブロック存在信号を生成するブロック存在検
出回路と、差分動き信号をブロック存在信号により修正
する差分動き信号修正回路を備え、差分動き信号が”静
止”でブロック存在信号が”存在する”である時のみ差
分動き信号を”動き”に修正して真の動き信号として出
力し、その他の差分動き信号入力とブロック存在信号入
力の組合わせのときは差分動き信号入力と同じ信号を真
の動き信号として出力するようにしたものである。

【００１９】

【作用】本発明は、上記の構成により、差分動き検出回
路では、現画面の画像信号と前画面の画像信号との差分
を基に差分動き信号を生成し、ブロック存在検出回路で
は、現画面の画像信号と前画面の画像信号の入力より現
画面の動き検出の対象画素を含む水平ｘ画素・垂直ｙ画
素のブロックと一致するブロックが現画面と同位置を除
く前画面の任意位置での存在を検出してブロック存在信
号を生成する。差分動き信号修正回路では、検出対象画
素の差分動き検出が”静止”であっても検出対象画素を
含むブロックと一致するブロックが前画面に”存在”し
たならば、検出対象画素を”動き”と判定し出力する。
これにより、エッジのゆるやかな画像に対しても動き検
出洩れとならない正確な動き検出が可能になる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【００２１】図１は、本発明による画像信号の動き検出
装置の一実施例を示す構成図である。

【００２２】本実施例における動き検出装置は、画面間
の各画素の差分信号から差分動き信号を生成する差分動
き検出回路１と、現画面内の動き検出対象画素を含む水
平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロックと一致する水平ｘ画素
・垂直ｙ画素のブロックが、現画面中の場所を除く前画
面中の任意の場所に存在するのを検出してブロック存在
信号を生成するブロック存在検出回路２と、差分動き信
号をブロック存在信号により修正し真の動き信号を出力
する差分動き信号修正回路３を備える。

【００２３】前記差分動き検出回路１は、１画面遅延回
路４、減算器６および閥値比較回路５とから構成され、
また、前記ブロック存在検出回路２は、１画面遅延回路
４とマッチング回路７とから構成される。

【００２４】上記の構成において、差分動き検出回路１
では、入力される現画面の画像信号を１画面遅延回路４
で遅延した前画面の画像信号と入力された現画面の画像
信号との差分信号を減算回路６で生成し、閥値比較回路
５でその差分信号とｋ個の閥値を比較することによりｋ
＋１段階の差分動き信号を生成する。

【００２５】ブロック存在検出回路２では、入力される
現画面の画像信号から１画面遅延回路４で遅延した前画
面の画像信号を生成し、この前画面の画像信号と、入力
された現画面の画像信号との２信号をマッチング回路７
に入力してブロック存在信号を生成する。

【００２６】図２は、前記マッチング回路７の内部構成
を詳細に表わしたブロック存在検出回路２のブロック図
である。

【００２７】この図２に示すマッチング回路７は、従来
と同様なブロック信号発生回路８１、８２、複数のブロ
ック一致判定回路９およびＯＲ回路１０を備えるが、従
来のマッチング回路と異なる第１の特徴とする点は、ブ
ロック一致判定回路９を従来方式より１個少ないＮ−１
個で済む構成にしたところにある。ブロック一致判定回
路９を１個削減できたのは、ブロック信号発生回路８２
で現画面の検出対象画素を含むブロックと同位置のブロ
ックの信号を出力しないためである。

【００２８】従って、このように構成されたマッチング
回路７において、マッチング回路７には、現画面の画像
信号と、その現画面の画像信号を１画面遅延回路４で１
画面遅延した前画面の画像信号が入力される。前画面の
画像信号は、ブロック信号発生回路８２に入力されて前
画面を、水平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロックでＮ個に分
割される。ブロック信号発生回路８２では、Ｎ個に分割
したブロックのうちで現画面での検出対象画素を含むブ
ロックと同じ位置のブロックを除くＮ−１個の各ブロッ
ク内画像信号をブロック信号として出力する。

【００２９】図３（Ａ）にブロック信号発生回路８２で
出力するＮ−１個のブロック内画像信号を示す。すなわ
ち、ブロック信号発生回路８２では、入力された前画面
を水平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロックにＮ分割し、その
ブロック内のｘ＊ｙ個の画素の画像信号を１ブロック信
号として、現画面の検出対象画素を含むブロックと同じ
位置のブロックを除くＮ−１個のブロック信号を出力す
る。

【００３０】一方、現画面の画像信号は、ブロック信号
発生回路８１に入力される。ブロック信号発生回路８１
では図３（Ａ）に示すように現画面を水平ｘ画素・垂直
ｙ画素のブロックでＮ分割して、そのＮ個のブロックの
うちで１個の検出対象画素が含まれるブロックのブロッ
ク信号を出力する。

【００３１】ブロック一致判定回路９はＮ−１個あり、
全てのブロック一致判定回路９の入力は２信号である。
１つは現画面の１個のブロック信号であり、もう一つ
は、前画面のＮ−１個のブロックのうち１個のブロック
信号である。Ｎ−１個の各ブロック一致判定回路９に入
力される前画面ブロック信号は、各ブロック一致判定回
路９毎に別々のものである。

【００３２】各ブロック一致判定回路９では、入力され
た前画面のブロック信号と現画面ブロック信号で各画素
毎に差分をとり、その各差分の総和と閥値を比較するこ
とにより、ブロックの一致を検出しブロック一致判定信
号を出力する。ＯＲ１０回路では、これらＮ−１個の各
ブロック一致判定信号が入力され、ＯＲ演算を行ないブ
ロック存在信号を生成する。

【００３３】次に、本実施例におけるマッチング回路７
の第２の特徴部分について説明する。

【００３４】この実施例において、マッチング回路７の
主要構成部は図２と同じであるが、上記第１の特徴部分
の異なる点は、出力する信号のブロック位置を数画素づ
つずらしてＮ個のブロック信号を数回出力し、ブロック
存在検出精度を向上させることにある。ここで、２回目
以降の出力は、現画面の検出対象画素を含むブロックと
同じ位置にあるブロックは存在しないので、Ｎ個の出力
となる。

【００３５】以下、詳しく動作を説明する。まず１回目
の出力では、上記実施例と同等なＮ−１個のブロック信
号を出力する。２回目の出力では、１回目出力ブロック
位置から水平α画素・垂直β画素ずらした水平ｘ画素・
垂直ｙ画素ブロックのブロック信号をンＮ個出力する。
ここで、αはｘ未満、βはｙ未満とする。３回目の出力
も同様に、２回目出力ブロック位置から水平α画素・垂
直β画素ずらした水平ｘ画素・垂直ｙ画素ブロックをＮ
個出力する。この動作を総水平ずらし量がｘ未満、総垂
直ずらし量がｙ未満の間繰り返す。なお、この実施例の
場合、上記実施例より処理速度は繰り返す分だけ遅れる
が、ブロック存在検出精度は向上する。

【００３６】次に、本実施例におけるマッチング回路７
の第３の特徴部分につて説明する。上記第１の特徴を有
するマッチング回路の実施例では、現画面の画像信号を
入力するブロック信号発生回路８１の出力が、あらかじ
め現画面をＮ個のブロックに分割し、そのＮ個のブロッ
クの中から検出対象画素を含むブロックの画像信号を出
力した。つまり、検出対称画素がブロックの端にありブ
ロック内の大部分の画素が検出対象画素との相関が低い
場合にも、そのブロックを用いブロック存在検出を行な
い、その結果に基づき対象画素の差分動き信号を修正を
行なっており、誤って修正される可能性がある。そこ
で、第３の特徴を発揮させるための実施例では、最初に
画面をＮ分割してブロックを決めておくのではなく、対
象画素を中心とするブロックをその都度作成し出力する
ものである。図３（Ｂ）は、この実施例における現画像
のブロック信号発生回路８１によるブロック信号生成の
説明図である。以下、その詳細について説明する。

【００３７】上記第１の特徴を有するマッチング回路７
では、図３（Ｂ）に示すように常に検出対象画素が中心
になるブロックを作成し、そのブロック信号を出力す
る。この実施例により、ブロック内の画素の対象画素と
の相関が高く、よりブロック存在検出にふさわしいブロ
ック信号が生成され、よって精度の高いブロック存在信
号が生成できる。

【００３８】次に図１に示した差分動き信号修正回路３
の動作原理のついて、図４を参照して説明する。

【００３９】差分動き修正回路３は、差分動き信号とブ
ロック存在信号が入力され、ブロック存在信号により差
分動き信号を修正して真の動き信号が出力するものであ
る。

【００４０】以下修正方法を詳しく述べる。まず、差分
動き信号の入力が”動き”でブロック存在信号の入力
が”存在する”の場合は、両信号とも検出対象画素が動
いていることを意味するので、”動き”の信号を出力す
る。次に差分動き信号が”動き”でブロック存在信号入
力が”存在しない”の場合は、ブロック存在信号は検出
対象画素が静止を意味するが、差分動き検出回路１です
でにノイズ等の影響による誤検出は閥値と比較すること
により除去してあるものとしてブロック存在検出の検出
ミスと判断し、”動き”信号を出力する。

【００４１】次に差分信号の入力が”静止”判定でブロ
ック存在信号の入力が”存在する”の場合は、検出対象
画素の動き判定を”動き”とみなす。つまりこの場合
は、差分動き検出では検出漏れで差分動き信号は誤り判
定とみなし、修正後の動き信号を差分動き信号と違う”
動き”と修正して出力する。

【００４２】最後に差分動き信号が”静止”でブロック
存在信号が”存在しない”の場合は、両信号とも検出対
象画素が静止を示すので、”静止”信号を出力する。

【００４３】すなわち、図１の差分動き信号修正回路３
は、差分動き信号が”静止”でブロック存在信号入力
が”存在する”場合のみ差分動き信号を修正し出力する
が、他の差分動き信号入力とブロック存在入力の組み合
わせの場合には差分動き信号と同じ信号を出力する。

【００４４】このように、上記実施例によれば、画面間
の差分信号を基にした差分動き検出信号を動き検出対象
画素を含む水平ｘ画素・垂直ｙ画素のブロックと同一の
ブロックの、現画面と同位置を除く前画面の任意位置で
の存在の検出結果で修正することで動き検出漏れの防止
ができる。

【００４５】また、この実施例では、エッジ検出を基に
した処理は行わないため、物体領域のエッジ変化の緩急
に関係なく動き検出漏れを防ぐことが出来る。

【００４６】

【発明の効果】本発明は、上記実施例より明らかなよう
に、両画面の差分信号を基にした動き検出により、差分
動き信号を生成し、動き検出対象画素の周辺水平ｘ画素
・垂直ｙ画素のブロックと一致する水平ｘ画素・垂直ｙ
画素のブロックの、現画面と同じ位置を除く前画面の任
意位置での存在の検出を行なうことによりブロック存在
信号を生成し、通常は差分信号と同じ信号を動き信号と
して出力しているが、差分動き信号が”静止”で、ブロ
ック存在信号が”存在する”の時は、差分動き信号と違
う”動き”と修正した動き信号を出力する構成にしたの
で、従来技術では検出漏れとなった物体領域のエッジ変
化のゆるやかな画像でも検出漏れをなくした精度の高い
動き検出を行うことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像信号の動き検出装置の一実施
例を示すブロック図

【図２】本実施例のブロック存在検出回路におけるマッ
チング回路の内部構成を示すブロック図

【図３】本実施例におけるマッチング回路のブロック信
号の生成状態を示す説明図

【図４】本実施例における差分動き信号修正回路の動作
原理を説明するための説明図

【図５】差分信号を基にした動き検出のための説明図

【図６】従来の検出漏れを防止した動き検出回路のブロ
ック図

【図７】従来における画像パターン抽出回路のブロック
図

【図８】従来における物体領域検出回路のブロック図

【図９】従来におけるマッチング回路のブロック図

【符号の説明】

１ 差分動き検出回路 ２ ブロック存在検出回路 ３ 差分動き信号修正回路 ４ １画面遅延回路 ５ 閥値比較回路 ６ 減算回路 ７ マッチング回路 ８１、８２、 ブロック信号発生回路 ９ ブロック一致判定回路 １０ ＯＲ回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現画面と時間的に異なる画面の画面間の
   比較情報を基に、現画面の対象画素の動きを検出する動
   き検出回路と、上記動き検出の対象画素を含むブロック
   が時間的に異なる画面での存在を検出するブロック存在
   検出回路と、上記動き検出回路の出力を上記ブロック存
   在検出回路の出力により修正し、修正後の信号を真の動
   き信号として出力する修正回路を有することを特徴とす
   る画像信号の動き検出装置。
2. 【請求項２】 上記動き検出回路の出力を上記ブロック
   存在検出回路の出力で修正して真の動き信号を出力する
   上記修正回路が、入力される動き検出回路出力が”静
   止”で同時に入力される上記存在検出回路出力が”存在
   する”である時のみ動き検出回路出力を”動き”に修正
   して真の動き信号として出力し、その他の上記動き検出
   回路の出力である入力と上記ブロック存在検出回路の出
   力である入力との組み合わせの時は、入力される上記動
   き検出回路の出力と同じ信号を真の動き信号として出力
   することをことを特徴とする請求項１記載の画像信号の
   動き検出装置。