JPH0657063B2

JPH0657063B2 - 動きベクトル検出方式

Info

Publication number: JPH0657063B2
Application number: JP62242575A
Authority: JP
Inventors: 吉道大塚; 佑一二宮
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1987-09-29
Filing date: 1987-09-29
Publication date: 1994-07-27
Anticipated expiration: 2009-07-27
Also published as: JPS6486686A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、ハイビジョンMUSE方式における動きベクト
ル検出方式に関するものである。

（発明の概要）ハイビジョンMUSE方式において、カメラがパンニング，
チルティングしている場合、画面全体が動き画素となり
フィールド内内挿が適用されるため画面全体がボケる。
これを防ぐためMUSE方式ではエンコーダ側でパンニン
グ，チルティングの速度を検出してデコーダ側に伝送
し、前記速度の大きさだけフレームメモリ，フィールド
メモリの読み出し位置を変化させ、時間軸方向の内挿を
適用することで画質の劣化を防止している。これを動き
ベクトル補正方式と呼ぶ。

一方カメラが移動する対象物を追いかけてパンニングし
ている場合、画面上ではその対象物は静止しているが、
動きベクトルは発生している。このようなシーンで動き
ベクトル補正が施されると、周囲の景色は係止画素、そ
の対象物は動き画素となりその対象物がボケる。人の視
覚はその対象物を見ている確率が高く対象物がボケるの
は好ましくない。

本発明方式は、このようなシーンに対して従来のパンニ
ング，チルティングなどによる動きベクトル補正を禁止
して画像の不自然さを除去することの可能な動きベクト
ル検出方式である。

（従来の技術）動きベクトル検出に係わり、カメラのパンニング，チル
ティング速度も検出できる従来技術としては、特開昭61
−269475号「動きベクトル検出方式」、特開昭62−2558
7号「動きベクトル検出回路」がある。

両者ともブロックマッチングを用いた代表点方式の動き
ベクトル検出であるが、前者の発明は、テレビジョン画
面を複数の小ブロックに分割して各ブロック毎に動きベ
クトルを検出した後、これらを総合的に判定して、すな
わち各分割領域の動きベクトルがほぼ一致したとき、パ
ン・チルトと判定してひとつの動きベクトルを発生させ
ている。また後者の発明は動いている画像中に静止して
いる画素があれば、この画素を動きベクトルの検出から
はずすという手法をとっており、この移動する画面の中
から静止画素を検出するところまでは後に詳述する本発
明と一致するが、静止画素を動きベクトル検出からはず
すという点で本発明の主旨とは逆である。

（発明が解決しようとする問題点）前記特開昭62−25587号は動きベクトル補正した画像そ
のものを使用する装置、例えば方式変換装置に対しては
非常に有効な手段であるが、今こゝで対象とするハイビ
ジョンMUSE方式においては必ずしも有効ではない。その
理由としては動きベクトルに当らない部分での画質劣化
が、方式変換ではフィールドレートの違いによるビー
ト、すなわち動きのジャーキネスであるのに対し、ハイ
ビジョンMUSE方式では単なるボケであることの違いから
である。

人の視覚はボケよりジャーキネスの方が厳しく感じら
れ、移動する小物体をカメラが追いかける場合、画面上
で面積の大きい部分である周りの背景にジャーキネスが
発生するのは好ましくない。一方ハイビジョンMUSE方式
では、人の視覚がこの移動小物体に注がれているという
観点から、またカメラワーク上移動することになる小物
体の背景とは撮像管の蓄積効果によりすでにボケが発生
しているという観点から、この移動する小物体を動きベ
クトル検出の主対象にするのが好ましいということにな
る。

ところが、前述した２件の公開特許公報記載の技術をは
じめとする従来の動きベクトル検出方法では前述の要求
を満足できるものはなかった。このようなことから、本
発明の目的は比較的簡単な回路構成で、移動する小物体
を追いかけるカメラで撮影した画面の中から静止してい
る部分を検出し、これがある程度多く存在する場合に
は、デコーダ側に伝送すべき動きベクトルの情報を禁止
することのできる、前述の要求を満足する動きベクトル
検出方式を提供し、以って人の視覚の性質に整合させて
画質改善を図らんとするものである。

（問題点を解決するための手段）この目的を達成するため本発明動きベクトル検出方式
は、すなわち、エンコーダ側でカメラのパンニング速
度、チルティング速度を検出してこれを動きベクトルと
して伝送し、デコーダ側で伝送されてきた前記動きベク
トルの大きさだけフレームまたはフィールドメモリの読
み出し位置を変え、動きベクトル補正されるテレビジョ
ン信号エンコーダ・デコーダ系に適用される動きベクト
ル検出方式において、入力テレビジョン信号から画面中央部に所定の画素数を
選択し、該選択された各画素について予め定められた閾
値に基づいて静止画の程度を検定し、該検定により静止
画と判定された画素数が前記所定の画素数の予め定めら
れた割合い数を越えるとき、前記エンコーダ・デコーダ
系で使用される動きベクトル検出回路の出力を禁止する
ようにしたことを特徴とするものである。

（作用）本発明方式の手法の主体は少なくとも画面中央部に静止
している画素がある程度多く存在する場合、通常に検出
された動きベクトルのデコーダ側への伝送を禁止するこ
とであるから、本発明による実施例は動きベクトルが零
にある画素数を画面中央部で計数することに帰着する。
画面中央部で計数する理由は、フォローパンニングの対
象が画面中央に存在する場合が多いからである。

（実施例）以下添付図面を参照し実施例により本発明の詳細に説明
するが、その前に本発明のよってたつアルゴリズムに言
及する。

本発明のアルゴリズムは次のとおりである。いま、第２
図示の様に画面上の対象画素をＸとし、Ｘの左右、上下
の画素を同図の様にＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとする。Ｘの１フレ
ーム遅延した画素をＹとして、すべての画素をＹとの信
号差の絶対値を求める。これら信号差の絶対値をそれぞ
れ同一の小文字のアルファベットで定義する。すなわちｘ＝｜Ｘ−Ｙ｜ａ＝｜Ａ−Ｙ｜ｂ＝｜Ｂ−Ｙ｜ｃ＝｜Ｃ−Ｙ｜ｄ＝｜Ｄ−Ｙ｜と定義する。こゝでＸ，Ｙ，Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれら画
素での出力信号値をも表わす。このとき本発明のアルゴ
リズムは (1)絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小値と絶対値ｘを比較し
て、絶対値ｘの方が小さいとき、静止画素とする。

(2)静止画素を画面中央部で１フィールドの期間計数
し、この計数値がある固定スレッショールドより大きい
場合、画面中央部は静止画であると判定し、動きベクト
ル信号の伝送を禁止する。

(3)ただし絶対値ｘが十分小さくない場合、たとえば上
記(1)の条件が満たされても上記(2)の計数から除外す
る。これを逆に言うと上記(1)を満たし、かつ絶対値ｘ
が十分小さい場合のみ計数することを意味する。

(4)またノイズの影響を避けるため、絶対値ｘが絶対値
ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小値とよく似た値を持つ場合、たと
え上記(1)が満たされても上記(2)の計数から除外する。
これは絶対値ｘが絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄより極だって小
さい場合のみ計数することを意味する。

本発明方式を満足する実施例構成ブロック線図を第１図
に示す。入力信号は輝度信号であり、これが動きベクト
ル検出回路１と３段シフトレジスタ２に導かれる。動き
ベクトル検出回路１は、例えば特開昭61−269475号、同
62−25587号明細書記載などの実施例をそのまゝ使用す
ればよい。３段シフトレジスタ２は入力信号のクロック
レートで動作し、この出力がラッチ回路３に導かれる。
前記対象画素Ｘの画面上の間隔はすべての画素をとる必
要はなく、相当粗い間隔、例えば４〜１６点間隔に間引
いても統計確率的に差しつかえない。ただしＸはフィー
ルド毎に数千点は必要である。これにより、ラッチ回路
３以後の回路の信号処理速度が低速になり、EP−ROM
（消去可能リードオンリーメモリ）の様な廉価な素子が
使えるばかりか、後述のフレーム遅延回路５としてのフ
レームメモリの容量も小さくてよくハードウェアは極め
て簡単になる。

ラッチ回路３により水平方向に連続する３画素が取り出
され、これらを1H遅延回路４の群で1H、または2H遅延す
ることにより（Ｈは水平同期信号の間隔）、第２図示の
Ａ，Ｂ，Ｃ，ＤおよびＸに相当する画素の信号が得られ
る。信号Ｘをフレーム遅延回路５で１フレーム遅延した
ものが信号Ｙである。減算器６の群と絶対値７の群で信
号Ｙと信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄおよび信号Ｘとの差の絶対値
をとり前記絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｘが得られる。以後
は前述のアルゴリズムで述べたとおりの操作である。

すなわち、最小値選択回路８で絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄの
なかの最小値が選択されこれを振幅制限器９で振幅制限
する。ある振幅制限値を定義しこの値以下ならそのま
ま、この値を超えた場合この値で振幅制限を行う。これ
は前述のアルゴリズムの条件(3)に等価である。すなわ
ち計数するためには絶対値ｘがこの振幅制限値より小さ
くなければならない。振幅制限回路９はEP−ROMを用い
れば便利である。絶対値Ｘについては重み付加回路10で
重み付加を行う。これは前述のアルゴリズムの条件(4)
を実現するためのもので、この出力ｚは例えばｚ＝kx＋ｌである。ただしｋは１より大きく２より小さい値が適当
であり、ｌはノイズレベル相当値である。すなわち重み
分だけ絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小値と差を付けること
によって、絶対値ｘが絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小値と
似た値をもった場合、それらが計数されないようにする
ことができる。この重み付加回路10もEP−ROMを用いれ
ば簡単に実現できる。

続いて前記振幅制限された絶対値ａ，ｂ，ｃ，ｄの最小
値と、前記重み付加された絶対値ｘをコンパレータ11で
振幅比較し、前記重み付加された絶対値ｘの方が小さい
場合この画素が動きベクトル＝零の画素であるは判定
し、これをマド発生回路12の出力による画面中央部（画
面の40％位が適当）でANDをとるべくAND回路13と計数器
14に導き１フィールド期間にわたって計数する。この計
数結果が固定スレッショールド発生器15とコンパレータ
16による発生器15で定めた固定スレッショールドを超え
た場合、動きベクトル検出回路１の出力を禁止ゲート回
路17により禁止する。すなわち上述の条件が満たされた
とき動きベクトル検出回路１により検出された動きベク
トル信号を出力しないようにその出力を禁止する。

本発明の他の実施例は、第２図において、対象画素の前
後、左右のほかに斜め方向の４点を追加してもよいし、
反対にフォローパンニングが水平方向に行われることが
多いことを考え、対象画素の左右のみと簡単にすること
もできる。この場合対象画素を間引くためのクロックを
前述の特開昭62−25587号明細書記載に見られるよう
に、ライン毎に所定両だけ位相を回転させ、例えば最も
簡単な例としてライン毎に反転させれば検出効果をより
増大させることができる。しかして本発明実施例の構成
は第１図のみならず本発明のはんちゅう内で種々の変形
が可能なことは当業者に自明であろう。

（発明の効果）以上述べてきたように本発明は、動きベクトル補正をし
た方が３次元内挿（時間軸内挿）できる画素が統計的確
率で多くなるということに反するものであるが、人の視
覚がどこを見ている確率が高いかという視覚特性を重視
したものである。すなわちテレビカメラが移動する物体
を追いかけている場合、人の視覚はその移動物体を見て
いる確率が高いという観点から、周りの景色ではなくそ
の移動物体に３次元内挿を適用して、これをボカさない
ようにした技術思想であり、本発明方式をハイビジョン
MUSE方式に適用した結果、前述の様なシーンに対し予期
したとおりの好結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式に係わる実施例構成ブロック線図で
あり、第２図は、本発明方式のアルゴリズムを説明するための
図である。１…動きベクトル検出回路２…３段シフトレジスタ３…ラッチ回路、４…１Ｈ遅延回路５…フレーム遅延回路、６…減算器７…絶対値器、８…最小値選択回路９…振幅制限器、10…重み付加回路 11,16…コンパレータ、12…マド発生回路 13…ＡＮＤ回路、14…計数器 15…固定スレッショールド発生器 17…禁止ゲート回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンコーダ側でカメラのパンニング速度、
チルティング速度を検出してこれを動きベクトルとして
伝送し、デコーダ側で伝送されてきた前記動きベクトル
の大きさだけフレームまたはフィールドメモリの読み出
し位置を変え、動きベクトル補正されるテレビジョン信
号エンコーダ・デコーダ系に適用される動きベクトル検
出方式において、入力テレビジョン信号から画面中央部に所定の画素数を
選択し、該選択された各画素について予め定められた閾
値に基づいて静止画の程度を検定し、該検定により静止
画と判定された画素数が前記所定の画素数の予め定めら
れた割合い数を越えるとき、前記エンコーダ・デコーダ
系で使用される動きベクトル検出回路の出力を禁止する
ようにしたことを特徴とする動きベクトル検出方式。