JPH0638669B2 - 動き検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はカラーテレビジョン受信機に用いる動き検出回
路に係り、特にＮＴＳＣ方式のコンポジットカラーテレ
ビジョン信号から色信号成分の動きを検出するのに好適
な動き検出回路に関する。

〔発明の背景〕

ＮＴＳＣ方式では、静止画の場合の連続する２フレーム
の間で位相が反転するので、このような性質を用いて、
フレーム間の和をとることで輝度信号を、差をとること
で色信号を分離することが可能になる。このようにする
と、静止画の場合、クロスカラー，ドットなどのクロス
コンポーネント成分の除去がほぼ完全に行なえるので高
画質化がはかられる。しかし、動画の場合にこのような
フレーム間処理を行なうと、動画の場合にはフレーム間
相関が無くなるので、かえってクロスコンポーネント成
分を増やしてしまうなどの画質劣化を生じるので、動き
に応じて、フレーム間処理をライン間処理などのフィー
ルド内処理に切換える必要がある。このため、画像の動
きを検出する必要がある。

従来の装置は、特開昭58-115995号公報に記載のよう
に、クロマインバータした信号とのフレーム間差を求め
て動きを検出している。

しかし、このような装置では、輝度レベルが変わらず、
色相や色飽和度のみが異なった信号の動き、すなわち色
の動きについては配慮されていない。すなわち、輝度信
号も含めた帯域での検出になっており、こうした色の動
きの検出感度が悪く、動き部分全体にわたり大きなドッ
ト妨害を生じる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は前述した色の動きを正確に検出して、大
面積のドット妨害を軽減する動き検出回路を提供するこ
とにある。

〔発明の概要〕

すなわち、色信号の帯域だけに制限してフレーム間差を
求めることにより、色だけの動きを正確に行なう。この
ように色信号の帯域だけに制限すると、自動色飽和度調
整回路（ＡＣＣ）などの回路を用いることにより、伝送
路で生じる特変化により色信号のレベルが変化するの
を補正することも可能になり、常に適正レベルでフレー
ム間差を求めることが可能になる。また、ＡＣＣを入れ
なくとも、フレーム間差から実際の動き量として変換す
る時の非線形の変換回路の変化係数をバーストレベルで
制御することで、等価的に適正レベルでの動き検出が可
能になる。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の一実施例を示す。１は第１の入力端
子、２は第１のアナログ・ディジタル変換回路（以下Ａ
ＤＣと略す）、３は第１の帯域通過フィルタ（以下ＢＰ
Ｆと略す）、４は第１のＡＣＣ用増幅回路、５は第１の
復調回路、６は１フレームザモリ、７は第１の１Ｈ（Ｈ
は水平走査期間）メモリ、８は第１の加算回路、９は第
２の１Ｈメモリ、10は第２の加算回路、11は第１の減算
回路、12は第１の変換回路、13は第１の平滑回路、14は
第２の変換回路、15は第１の混合回路、16は第２の入力
端子、17は262Hメモリ、18は第３の１Ｈメモリ、19は第
２の混合回路、20は第１の出力端子である。アナログの
コンポジットカラーテレビ信号が第１の入力端子１から
入力され、第１のＡＤＣ２でディジタル信号に変換され
る。この第１のＡＤＣ２の出力から、ＢＰＦ３により色
信号が含まれた帯域の信号が取出される。さらに、この
ＢＰＦ３の出力に含まれたバースト信号のレベルを一定
にするように動作するＡＣＣの働きで、ＡＣＣ用増幅回
路４の出力に伝送路の周波数特性による色信号レベルの
変化が補正され、ほぼ一定の大きさになる。この後、第
１の復調回路５で色信号の復調が行なわれる。この復調
は実際にはきわめて単純な形で実行できる。すなわち、
ＡＤＣの標本化周波数を４_SC（但し、_SCは入力コン
ポジットカラー信号の色副搬送波周波数）に選び、この
標本点の連続する４つのうちの１つの位相がバーストの
位相と同じになるように選ぶと、この位相の標本化信号
は−（Ｂ−Ｙ）の信号であり、その次の標本点は（Ｒ−
Ｙ）、次は（Ｂ−Ｙ）、次は−（Ｒ−Ｙ）となる。した
がって、この−（Ｒ−Ｙ）と−（Ｂ−Ｙ）の標本点の極
性を反転すると、（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）の信号が交互
に並んだ形になる。つまり、第１の復調回路５の出力に
は、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ）と（Ｂ−Ｙ）を点順次で
多重した復調信号が得られることになる。

ＮＴＳＣの色副搬送波は上下のライン間で反転するよう
に選ばれているから、前述の極性反転動作も上下のライ
ン間でオフセットされる。すなわち、あるラインで（Ｒ
−Ｙ）の標本点に対し次のラインの同じ位置の標本点は
−（Ｒ−Ｙ）となっているため、次のラインの標本点が
反転され（Ｒ−Ｙ）となっている。したがって、その位
置の輝度信号は極性が反転される。

そこで、第１の１ＨＤＬ７で１Ｈ遅延した信号と、第１
の１ＨＤＬ７の入力信号を加算すると、垂直相関の高い
場合、色信号が抽出され、色信号帯域内の輝度信号が除
去される。

一方、第１の１ＨＤＬ７の入力信号は、第１のフレーム
メモリ６でちょうど１フレーム遅延される。この１フレ
ーム遅延された信号は第２の１ＨＤＬ９と第２の加算回
路10でフレームメモリ６の入力信号と同じ処理がなさ
れ、色信号が抽出され、色信号帯域内の輝度信号が除去
される。

この輝度信号が除去された２つの色信号はちょうど１フ
レーム分遅延されるので、第１の減算回路11では、ちょ
うど同じ色差信号同士の減算（例えば（Ｒ−Ｙ）と（Ｒ
−Ｙ）など）が行なわれる。したがって、第１の減算回
路11の出力が零の時は同じ色、出力が零以外の時には動
きがあると判定できる。

ここで、第１の減算回路11の出力には正負の極性がある
ので、第１の変換回路12で絶対値を求め、さらに第１の
平滑回路13で平滑する。

この平滑回路の目的は第１にはこの色信号は、２つの色
差が点順次で送られているので、一方の色差が零の時、
その色差では動きが判定できず、静止となるので、その
前後の他の色差の情報と平均化して、どの標本点も２つ
の色差信号の両方の動きを考慮したものとすること、第
２に、１つの色差の中でも、ノイズなどの影響で、１標
本点だけ誤動作したりするので、いくつかの標本点の全
体の動き量を平均して、ノイズの影響を取除くことであ
る。これは、低減フィルタで容易に実現できる。

このようにして求めた動き量で、前述したフレーム間処
理とフィールド内処理の切換えなどを行なうわけである
が、この切換えは通常10段階程度になるので、例えば４
ビット分もあれば十分である。一方、映像信号は８ビッ
トで量子化されるのが普通で、第１の平滑回路13の出力
も８ビット程度である。そこで、第２図に示すような入
出力特性をもつ第２の変換回路で、非線形に８ビットを
４ビットに変換する。

このようにして求められた色信号の動き量を、例えば、
第２の入力端子16から入力される通常の１フレーム間差
で求めた輝度信号の低周波成分の動き量と第１の混合回
路15で混合したのち、262Hメモリ17で262H遅延し、さら
に、第３の１Ｈメモリ18で１Ｈ遅延する。この時のメモ
リ容量は前述したように動き量のビット数が４ビットに
圧縮されているので、この262Hメモリ17と第３の１Ｈメ
モリ18の容量は通常の映像用メモリの半分で済む。

このように262Hと263H遅延された信号と、もとの信号と
を第２の混合回路で混合し、時間的に引伸しを行なう。
これは、走査線補間などを高画質に行なうには、１フィ
ールド前の走査線の情報を利用する必要があるが、本方
法では１フレーム間差で動き検出を行なうため、１フレ
ーム前の信号の動きは検出できるが、１フィールド前の
信号の動きが検出できないためである。

なお、第１の混合回路15、第２の混合回路19の混合は単
純な加算といった形でも良いし、最大値を選ぶといった
形でも良い。

このようにして、色信号を適正レベルにしたのち、不要
な輝度信号を除去して動き検出ができるので正確な色信
号の動き検出が可能となる。

以上では色信号はコンポジット信号をＡＤしたものから
得たが、このためＢＰＦ，ＡＣＣはディジタルで行なう
必要がある。一般にディジタルではＢＰＦはトランスベ
ーサルフィルタ形式で実現されるため、回路規模が大き
くなりやすい。ＡＣＣ用増幅回路も利得を可変にする必
要があり、ディジタルでは規模が大きくなりやすい。し
たがって、輝度信号系はコンポジット信号をＡＤした信
号を使い、色信号系はアナログのＢＰＦで色信号を分
離、ＡＣＣ増幅を行なったのち、ＡＤ変換してやる方法
も有効である。

この場合には、第３図に示すように色信号検出は第１図
と全く同じに行なえることは明らかである。第３図にお
いて、21はＬ，ＣでつくられるＢＰＦ，22はリニア回路
でつくられる従来のテレビと同じＡＣＣ回路、81は色信
号をＡＤ変換するためのＡＤＣである。このＡＤＣ81の
出力は第１図の第１のＡＣＣ用増幅回路出力４と全く等
価である。したがって、第１の平滑回路13から第２の出
力端子23に出力される色信号の動き量は第１図の第１の
平滑回路13から出力される信号と全く同じであり、した
がって、第３図の第２の出力端子23を、第２の交換回路
14以降に接続すれば、第１図と等価な動作となるわけで
ある。

さらに検波までアナログで行ない、２つの色差について
それぞれＡＤすれば、コンポーネント信号入力に対応す
る時、このコンポーネント信号の２つの色差をＡ／Ｄす
るＡＤＣを兼用できて便利である。この場合、第４図に
示す形で実施できる。24は従来のテレビと同じ復調回
路、25は第１のスイッチ、26は第２のスイッチ、27は第
３のＡＤＣ、28は第４のＡＤＣ、29は多重回路、30は第
３のスイッチ、31は第４のスイッチ、32は第３の入力端
子、33は第４の入力端子である。

復調回路24で復調された２つの色差信号（例えば（Ｒ−
Ｙ）と（Ｂ−Ｙ））はそれぞれ第１のスイッチ25と第２
のスイッチ26を介して第３のＡＤＣ27と第４のＡＤＣ28
に入力される。この２つのＡＤＣでディジタル信号に変
換したあと、多重回路29で、この２つの色差信号を点順
次で多重すると、あとは、第１図と同様の処理が行なえ
る。

一方、コンポーネント信号の２つの色差信号が入力され
る時は、この色差信号には輝度信号が含まれていないの
で、垂直相関回路は不要となるので、例えば、第３のス
イッチ、第４のスイッチを第１のスイッチ25，第２のス
イッチ26と連動してオフするようにすれば良い。

以上の説明では、フレームメモリの入出力のそれぞれに
ついて垂直相関をとったが、フレームメモリの入出力の
差分について垂直相関をとっても全く等価である。した
がって、色信号の動き量を検出する部分を第５図のよう
に構成できる。第５図において、34は、例えば第１図の
第１の復調回路５の出力信号を入力する入力端子であ
る。

さらに、この動き検出に利用しているフレームメモリを
他の目的に兼用することも可能である。例えば、帰還形
ノイズリデューサを第６図に示すような形で入れること
も可能である。第６図において、35は第３の加算回路、
36は非線形回路、37は第２の減算回路である。フレーム
メモリ６、第３の加算回路35、非線形回路36、第２の演
算回路37で帰還形ノイズリデューサが構成される。ここ
で非線形回路36は、入力レベルが小さい時は利得が大き
く、入力レベルが大きい時は利得が小さくなるように、
入力レベルに依存して利得が変化する回路で、周知のよ
うに読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などで容易に実現で
きる。

さらに、平滑回路13は、単純な低域通過フィルタ以外に
も、前後の複数の標本点の中間の値を選択するような非
線形の回路なども使用できる。たとえば、３点の中位を
選択回路は第７図の形で簡単に構成でき、ノイズなど
で、１ポイントだけ異常な値が生じるような場合、この
ノイズを完全に除去できる。第７図において38は第１の
変換回路12の出力を入力する入力端子、39は第１の遅延
回路40は第２の遅延回路、41は第１の最大値選択回路、
42の第２の最大値選択回路、43は第３の最大値選択回
路、44は最小値選択回路、45は平滑回路出力端子であ
る。

また、垂直相関をとる回路として、前述してきた１Ｈメ
モリを１ケ使うものだけでなく、１Ｈメモリを２ケ使う
回路なども利用できる。この場合には第８図に示すよう
に、中心となるラインの上下のラインの信号の和の1/2
を中心となるラインの信号に加算して垂直相関をとる。
ここで、46は第４の１Ｈメモリ、47は第５の１Ｈメモリ
で、48は第４の加算回路、49は利得減衰回路、50は第３
の遅延回路、51は第５の加算回路である。

第４の１Ｈメモリ46、第５の１Ｈメモリ47、第４の加算
回路48で上下のラインの信号の和を求め、利得減衰回路
49で利得を1/2にする。第４の加算回路48、利得減衰回
路49で生じる遅れ時間を、第３の遅延回路50で補正し
て、第５の加算回路51で所望の垂直相関を求める。

以上では色信号を点順次で多重した場合について説明し
たが、勿論、２つの色差信号についてそれぞれ別々に動
きを求めるようにしても良い。この場合の一実施例を第
９図に示す。

第９図においては52は（Ｒ−Ｙ）を入力する入力端子、
53は（Ｂ−Ｙ）を入力する入力端子、54は（Ｒ−Ｙ）を
１フレーム遅延する第２のフレームメモリ、55は第２の
減算回路、56は第６の１Ｈメモリ、57は第５のスイッ
チ、58は第６の加算回路、59は第３の変換回路、60は第
２の平滑回路、61は（Ｂ−Ｙ）を１フレーム遅延する第
３のフレームメモリ、62は第３の減算回路、63は第７の
１Ｈメモリ、64は第６のスイッチ、65は第７の加算回
路、66は第４の変換回路、67は第５の変換回路、68は第
３の混合回路である。

入力端子52から入力されたアナログの（Ｂ−Ｙ）は第３
のＡＤＣでディジタル信号に変換されたのち、第２のフ
レームメモリと第２の減算回路とでフレーム間差が求め
られ、第６の１Ｈメモリ56と第６の加算回路58で垂直相
関が求められ、第２の変換回路59で絶対値がとられ、第
２の平滑回路で雑音除去が行なわれる。（Ｒ−Ｙ）につ
いても全く同様の処理が行なわれるので、第３の混合回
路68から、色信号の動き量が、前記説明と全く同じ形で
得られる。

なお、これまでの説明では、色信号はすべて検波された
のちに動き検出の処理がされるとして説明したが、勿
論、変調信号のままで動き量を検出することが可能であ
る。この場合の一実施例を第10図に示す。第10図におい
て69は第４のフレームメモリ、70は第８の１Ｈメモリ、
71は第４の減算回路、72は第２のＢＰＦ、73は第５の変
換回路、74は第９の１Ｈメモリ、75は第６の変換回路、
76は第３のＢＰＦ、77は第７の変換回路、78は第６の減
算回路、79は第８の変換回路、80は第４の出力端子 である。コンポジットカラー信号は第４のフレームメモ
リ69で１フレーム遅延される。この第４のフレームメモ
リ69の入力信号と出力信号はそれぞれ、１Ｈメモリと減
算回路で垂直相関がとられる。この時、コンポジット信
号なので、垂直相関が高い時、ライン間で色副搬送波は
極性が反転しているので、減算により色信号が抽出さ
れ、輝度信号が除去される。この垂直相関の出力（第４
の減算回路71の出力と第５の減算回路75の出力）はそれ
ぞれ、色信号帯域が第２のＢＰＦ72と第３のＢＰＦ76と
で取出される。次に第６の変換回路73と第６の変換回路
77で、１フレーム前後の２つの色信号がそれぞれ絶対値
がとられることにより、１フレーム前後の２つの色信号
のレベルが検出される。したがって、第６の減算回路
で、この２つの色信号のレベルの差分を求め、第１の変
換回路12で絶対値を求め、さらに第１の平滑回路13で平
滑することにより色信号の動きが検出される。しかし、
伝送路の特により色信号のレベルは一般に変動するの
で、この検出された色信号の動きはこの伝送路の特に
よるレベル変動分も含まれており、真実の動き量を示し
ていない。そこで、第８の変換回路79の変換特性を第11
図に示すように数種類の特性を選択できるようにしてお
き、例えばバーストレベルが最も大きい時にはｄを、小
さい時にはａを選ぶというように、色信号のレベル（す
なわちバーストのレベル）に応じて変換特性を変えるよ
うにしておくと、ＡＣＣを設けなくとも第４の出力端子
から、ほぼ動き量に応じた検出信号が得られるようにな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば色信号の動き検出
が正確に行なえるので、動画像において顕著な画質劣化
をもたらすドッド妨害を大幅に軽減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は第１図の
第２の変換回路14の特性例を示す図、第３図は本発明の
第２の実施例を示す図、第４図は本発明の第３の実施例
を示す図、第５図は本発明の第４の実施例を示す図、第
６図は本発明の第５の実施例を示す図、第７図は第６図
の平滑回路13の特性例を示す図、第８図は本発明の第６
の実施例を示す図、第９図は本発明の第７の実施例を示
す図、第10図は本発明の第８の実施例を示す図、第11図
は第10図の第８の変換回路79の特性例を示す図である。 符号の説明 2,81,27,28……ＡＤＣ、3,21,72,76……ＢＰＦ ４……ＡＣＣ用増幅回路、５……復調回路 6,54,61,69……フレームメモリ 7,9,18,46,47,56,63,70,74……１Ｈメモリ 8,10,48,51,58,65……加算回路 11,55,62,71,75,78……減算回路 12,14,59,66,73,77,79……変換回路 13,60,67……平滑回路、15,19,68……混合回路 17……262Ｈメモリ、22……ＡＣＣ回路 30,31,57,64……スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平畠 茂 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 奥田 章秀 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−160795（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝度信号の高周波部分に色信号を周波数多
   重して成るコンポジットカラーテレビジョン信号から、
   周波数選択回路によって選択され、復調回路によって復
   調された前記色信号を入力し、１フレーム遅延して出力
   するフレームメモリと、該フレームメモリに入力される
   色信号のライン間の和成分を求めて出力する第１のライ
   ンくし形フィルタと、前記フレームメモリから出力され
   る色信号のライン間の和成分を求めて出力する第２のラ
   インくし形フィルタと、前記第１のラインくし形フィル
   タから出力された信号と前記第２のラインくし形フィル
   タから出力された信号との差分を求めて出力する減算回
   路と、該減算回路から出力された信号の絶対値を求めて
   出力する絶対値回路と、を具備して成り、前記色信号に
   ついての画像の動きを、前記絶対値回路から出力される
   信号として検出するようにしたことを特徴とする動き検
   出回路。
2. 【請求項２】輝度信号の高周波部分に色信号を周波数多
   重して成るコンポジットカラーテレビジョン信号を入力
   し、１フレーム遅延して出力するフレームメモリと、該
   フレームメモリに入力されるコンポジットカラーテレビ
   ジョン信号のライン間の差分を求めて出力する第１のラ
   インくし形フィルタと、前記フレームメモリから出力さ
   れるコンポジットカラーテレビジョン信号のライン間の
   差分を求めて出力する第２のラインくし形フィルタと、
   前記第１のラインくし形フィルタから出力された信号か
   ら、前記色信号の多重された周波数帯を選択して出力す
   る第１の周波数選択回路と、前記第２のラインくし型フ
   ィルタから出力された信号から、前記色信号の多重され
   た周波数帯を選択して出力する第２の周波数選択回路
   と、前記第１の周波数選択回路から出力された信号の絶
   対値を求めて出力する第１の絶対値回路と、前記第２の
   周波数選択回路から出力された信号の絶対値を求めて出
   力する第２の絶対値回路と、前記第１の絶対値回路から
   出力された信号と前記第２の絶対値回路から出力された
   信号との差分を求めて出力する減算回路と、該減算回路
   から出力された信号の絶対値を求めて出力する第３の絶
   対値回路と、を具備して成り、前記色信号についての画
   像の動きを、前記第３の絶対値回路から出力される信号
   として検出するようにしたことを特徴とする動き検出回
   路。