JPH07114500B2 - Motion-corrected subsample interpolation method - Google Patents

Motion-corrected subsample interpolation method

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JPH07114500B2
JPH07114500B2 JP62055909A JP5590987A JPH07114500B2 JP H07114500 B2 JPH07114500 B2 JP H07114500B2 JP 62055909 A JP62055909 A JP 62055909A JP 5590987 A JP5590987 A JP 5590987A JP H07114500 B2 JPH07114500 B2 JP H07114500B2
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inter
motion
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はMUSE方式の高品位テレビ受像機における画像
処理に適用されるもので、伝送されてくる動き情報から
各フイールド間の動き補正量を演算して欠落点をフイー
ルド間補間する動き補間サブサンプル内挿方式に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is applied to image processing in a MUSE-type high-definition television receiver, and calculates the amount of motion correction between fields from transmitted motion information. The present invention relates to a motion interpolation sub-sample interpolation method in which a missing point is calculated and interpolated between fields.

[従来の技術] 従来から提案されているこの種の動き補正サブサンプル
内挿方式に、NHK放送技術研究所が昭和59年6月の創立
記念講演会で発表した「高品位テレビの新しい伝送方式
(MUSE)」なる予稿資料の中で述べられているものがあ
る。第8図にその動き補正サブサンプル内挿方式の構成
を示している。
[Prior Art] This type of motion-compensated subsample interpolation method that has been proposed in the past was announced by NHK Broadcasting Technology Laboratories at the "Foundation Commemorative Lecture" in June 1984. (MUSE) ”is mentioned in the draft document. FIG. 8 shows the configuration of the motion compensation sub-sample interpolation method.

第8図において、(1)は16.2MHzのサンプルレートで
伝送される映像信号を入力する映像入力端子、(2)は
スイツチで、上記入力端子(1)に入力される映像信号
と後述する動き補正フイールドメモリ(5)の出力信号
を32.4MHzのサブサンプルのタイミングで切替える。(1
0)は非動き補正フイールドメモリで、上記スイツチ
(2)を通過する32.4MHzのサンプルレートの1フレー
ム分の信号を蓄える。(5)は動き補正フイールドメモ
リで、上記非動き補正フイールドメモリ(10)から出力
された32.4MHzのサンプルレートの1フレーム分の信号
を蓄え、動きベクトルによつて動き補正を行なう。
In FIG. 8, (1) is a video input terminal for inputting a video signal transmitted at a sample rate of 16.2 MHz, (2) is a switch, and the video signal input to the above-mentioned input terminal (1) and the movement described later. The output signal of the correction field memory (5) is switched at the timing of 32.4 MHz sub-sampling. (1
Reference numeral 0) is a non-motion correction field memory, which stores a signal for one frame having a sample rate of 32.4 MHz passing through the switch (2). Reference numeral (5) is a motion correction field memory, which stores a signal for one frame at a sample rate of 32.4 MHz output from the non-motion correction field memory (10), and performs motion correction using a motion vector.

(6)はフイールド間補間フイルタで、上記非動き補正
フイールドメモリ(10)の出力信号とスイツチ(2)を
通過した信号をもとに欠落サンプル点を補間する。
(7)はフイールド内補間フイルタで、上記スイツチ
(2)を通過した信号のみをもとに欠落サンプル点を補
間する。(8)はスイツチで、動き補正を行なわない時
には上側接点(8x)に接続されて、フイールド間補間フ
イルタ(6)の出力信号を通過させ、動き補正を行なう
時または動き検出がなされた時には下側接点(8y)に接
続されて、フイールド内補間フイルタ(7)の出力信号
を通過させる。(9)は欠落サンプル点が補間されて6
4.8MHzのサンプルレートとなつて、上記スイツチ(8)
を通過する信号を出力する映像出力端子である。
(6) is an inter-field interpolation filter, which interpolates the missing sample points based on the output signal of the non-motion correction field memory (10) and the signal passed through the switch (2).
(7) is an intra-field interpolation filter that interpolates the missing sample points based on only the signal that has passed through the switch (2). (8) is a switch, which is connected to the upper contact (8x) when motion compensation is not performed and allows the output signal of the inter-field interpolation filter (6) to pass therethrough. It is connected to the side contact (8y) and passes the output signal of the inter-field interpolation filter (7). In (9), the missing sample points are interpolated and 6
With the sample rate of 4.8MHz, the above switch (8)
Is a video output terminal for outputting a signal passing through.

つぎに、上記構成の動作について説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.

高品位テレビの伝送方式は4フイールドで一巡するサブ
ナイキストサンプリングであり、その所要帯域幅は8.1M
Hzである。
The transmission method for high-definition television is sub-Nyquist sampling, which makes a cycle of four fields, and its required bandwidth is 8.1M.
Hz.

映像入力端子(1)に第1フイールドの信号が入力され
た場合、非動き補正フイールドメモリ(10)には1巡前
の第2フイールドと第4フイールドの信号が記憶され、
一方動き補正フイールドメモリ(5)には1巡前の第1
フイールドと第3フイールドの信号が記憶されている。
カメラのパニングにより動きベクトルが存在した時、動
き補正フイールドメモリ(5)の内容はそのベクトル量
にしたがつて2次元的に移動する。このとき、伝送され
てくる動きベクトルが1フレーム隔てたフイールド間の
動き補正量であると、上記動き補正フイールドメモリ
(5)の動き補正内容は映像入力端子(1)に入力され
る第1フイールドの信号を基準に行なわれる。
When the first field signal is input to the video input terminal (1), the non-motion compensation field memory (10) stores the second field signal and the fourth field signal one cycle before,
On the other hand, in the motion compensation field memory (5), the first
The signals of the field and the third field are stored.
When a motion vector exists due to panning of the camera, the contents of the motion correction field memory (5) move two-dimensionally according to the vector amount. At this time, if the transmitted motion vector is a motion correction amount between fields separated by one frame, the motion correction content of the motion correction field memory (5) is input to the video input terminal (1) as the first field. The signal is used as a reference.

スイツチ(2)は32.4MHzのサブサンプルのタイミング
で切替わり、フイールドごとに位相が反転し、また動き
ベクトルによつても反転する。したがつて、上述の場
合、映像入力端子(1)から入力された第1フイールド
の信号と動き補正が行なわれた1巡前の第3フイールド
の信号とがスイツチ(2)を通過する。
The switch (2) is switched at the timing of 32.4 MHz sub-sampling, and the phase is inverted for each field and also by the motion vector. Therefore, in the above case, the signal of the first field input from the video input terminal (1) and the signal of the third field one cycle before the motion correction are passed through the switch (2).

スイツチ(2)を通過した信号と非動き補正フイールド
メモリ(10)の出力信号とはフイールド間補間フイルタ
(6)に入力されて、フイールド間補間が行なわれる。
The signal that has passed through the switch (2) and the output signal of the non-motion correction field memory (10) are input to the inter-field interpolation filter (6), and inter-field interpolation is performed.

動き補正を行なわない時、すなわちスイツチ(8)が上
側接点(8x)に接続している時には、映像出力端子
(9)からフイールド間補間された64.8MHzのサンプル
レートの映像信号を出力する。
When motion compensation is not performed, that is, when the switch (8) is connected to the upper contact (8x), a video signal with a sample rate of 64.8 MHz interpolated between fields is output from the video output terminal (9).

また、スイツチ(2)を通過したフイールドの信号は、
フイールド内補間フイルタ(7)に入力されて、フイー
ルド内補間を行ない、スイツチ(8)が下側接点(8y)
に接続されている時、映像出力端子(9)からフイール
ド内補間された64.8MHzのサンプルレートの映像信号を
出力する。
Also, the signal of the field that passed through switch (2) is
It is input to the inter-field interpolation filter (7) to perform inter-field interpolation, and the switch (8) contacts the lower contact (8y).
When connected to, the video output terminal (9) outputs a video signal with a sample rate of 64.8 MHz interpolated within the field.

動き補正が行なわれずに映像入力端子(1)にa2フイー
ルドが入力された時、第8図中の9a〜9eの信号の状態は
第9図に示すとおりである。
When the a 2 field is input to the video input terminal (1) without motion compensation, the states of the signals 9a to 9e in FIG. 8 are as shown in FIG.

ただし、信号をフイールドで表わすと、a1,b1,c1,d1,
a2,b2,c2,d2……の順に流れている。第9図中のAはフ
イールド間処理である補間関数fAによりb1,c1,d1,a2
ら補間される補間値を示す。
However, when the signal is represented by a field, a 1 , b 1 , c 1 , d 1 ,
It flows in the order of a 2 , b 2 , c 2 , d 2 . A in FIG. 9 indicates an interpolated value interpolated from b 1 , c 1 , d 1 , a 2 by the interpolating function fA which is the inter-field processing.

また動き補正が行なわれ、映像入力端子(1)にa2フイ
ールドが入力された時、第8図の10a〜10eの信号の状態
は第10図に示すとおりであり、第10図中、信号の上の横
線は動き補正が行なわれたことを示し、Bはフイールド
内処理である補間関数fBにより1,a2から補間される補
間値を示す。
Also, when motion compensation is performed and the a 2 field is input to the video input terminal (1), the signal states of 10a to 10e in FIG. 8 are as shown in FIG. 10, and in FIG. The horizontal line above indicates that motion compensation has been performed, and B indicates the interpolated value interpolated from 1 and a 2 by the interpolating function fB, which is in-field processing.

[発明が解決しようとする問題点] 以上のような従来の動き補正サブサンプル内挿方式によ
るときは、動き補正実施時に相隣り合うフイールド間の
関係を全く考慮に入れていないので、欠落サンプル点の
補間をフイールド内補間フイルタによつてフイールド内
で行なわなければならない。そのため、動き補正実施時
の解像度が低下するという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional motion compensation sub-sample interpolation method as described above, since the relationship between adjacent fields is not taken into consideration at the time of performing motion compensation, the missing sample points are not taken into consideration. Must be done in the field by an in-field interpolation filter. Therefore, there is a problem that the resolution at the time of performing the motion correction is lowered.

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、伝送されてくる動きベクトルから各フィール
ド間の動きベクトルを求めて動き補正を行わない場合と
同様に補正を行う場合にもフィールド間補間フィルタを
用いることにより、解像度の低下をおえることができる
動き補正サブサンプル内挿方式を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and also when the motion vector between the fields is calculated from the transmitted motion vector and the motion correction is performed in the same manner as when the motion correction is not performed. It is an object of the present invention to provide a motion-compensated sub-sample interpolation method that can reduce the resolution by using an inter-field interpolation filter.

[問題点を解決するための手段] この発明にかかる動き補正サブサンプル内挿方式は、所
定のサンプル位置を保って4フィールドで一巡するよう
に間欠的にサブサンプルして伝送されてくるサンプル値
に基づいて、受信側で4フィールド期間に受信した上記
サンプル値からその欠落点を補間して映像信号を再生す
るサブサンプル内挿方式であって、送信側で検出された
映像信号の1フレーム隔てたフィールド間動きベクトル
に基づき、受信側で1フレーム前の上記サンプル値の位
置を補正した後、その欠落点を補間して映像信号を再生
する動き補正サブサンプル内挿方式において、上記1フ
レーム隔てたフィールド間動きベクトルから、受信側に
おいて1フィールド隔てたフィールド間動きベクトル
を、上記1フレーム隔てたフィールド間動きベクトルの
1/2に近似予測することにより生成し、この受信側で生
成された上記1フィールド隔てたフィールド間動きベク
トルのみを使用して、注目するフィールドを基準に、過
去3フィールドのサンプル値の相対位置を補正し、静止
画における補間と同様に、動画においても4フィールド
期間に受信したサンプル値からその欠落点を補間するよ
うにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In the motion compensation sub-sample interpolation method according to the present invention, sample values transmitted by intermittently sub-sampling so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position. Is a sub-sample interpolation method for reproducing a video signal by interpolating the missing points from the sample values received in the four-field period on the receiving side based on the above. On the basis of the inter-field motion vector, the position of the sample value one frame before is corrected on the receiving side, and the missing point is interpolated to reproduce the video signal. The inter-field motion vector separated by 1 field from the inter-field motion vector Of vector
Relative position of the sample values of the past 3 fields based on the field of interest, using only the inter-field motion vector generated by this prediction on the receiving side and generated by approximating to 1/2. Is corrected, and the missing point is interpolated from the sample value received in the four-field period in the moving image as well as the interpolation in the still image.

[作用] この発明によれば、伝送されてくる動き情報に急激な変
化がないことを利用して、受信側において、1フィール
ド隔てたフィールド間の動きベクトルを、送信側の1フ
レーム隔てたフィールド間動きベクトルの1/2に近似予
測することで生成し、この生成された上記の1フレーム
隔てたフィールド間動きベクトルを使用して、常にフィ
ールド間補間フィルタを用いて動画の場合でも、静止画
と同様にフィールド間補間を行なうことによって、動画
の場合における解像度の向上を図ることができる。
[Operation] According to the present invention, the fact that there is no abrupt change in the transmitted motion information is used to convert the motion vector between fields separated by one field on the reception side into the field separated by one frame on the transmission side. It is generated by approximating prediction to 1/2 of the inter-motion vector, and using the inter-field motion vector generated above 1 frame apart, always using the inter-field interpolation filter By performing inter-field interpolation in the same manner as described above, it is possible to improve the resolution in the case of a moving image.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明す
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例による動き補正サブサンプ
ル内挿方式を示すブロツク図であり、同図において、
(1)は16.2MHzのサンプルレートで伝送される映像信
号を入力する映像入力端子、(2)はスイツチで、上記
映像入力端子(1)に入力される映像信号と後述する第
2の動き補正フイールドメモリ(5)の出力信号を32.4
MHzのサブサンプルのタイミングで切替える (3)は割算器で、伝送されてくる動きベクトルを1/2
に除算する。(4)は第1の動き補正フイールドメモリ
で、上記スイツチ(2)を通過する32.4MHzのサンプル
レートの1フレーム分の信号を蓄え、上記割算器(3)
から出力されるフイールド間の予測動きベクトルによつ
て動き補正を行う。
FIG. 1 is a block diagram showing a motion compensation sub-sample interpolation method according to an embodiment of the present invention. In FIG.
(1) is a video input terminal for inputting a video signal transmitted at a sample rate of 16.2 MHz, (2) is a switch, and the video signal input to the video input terminal (1) and a second motion correction described later. The output signal of the field memory (5) is set to 32.4
Switching at the timing of the subsample of MHz (3) is a divider, which reduces the transmitted motion vector to 1/2
Divide by. (4) is a first motion compensation field memory, which stores a signal for one frame having a sample rate of 32.4 MHz passing through the switch (2) and stores it in the divider (3).
The motion compensation is performed by using the motion vector predictor between the fields output from.

(5)は第2の動き補正フイールドメモリで、上記第1
の動き補正フイールドメモリ(4)から出力された32.4
MHZのサンプルレートの1フレーム分の信号を蓄え、割
算器(3)の出力であるフイールド間の予測動きベクト
ルによつて動き補正を行う。
(5) is a second motion compensation field memory,
32.4 output from the motion compensation field memory (4)
A signal for one frame at the sample rate of MHZ is stored, and motion correction is performed by using the predicted motion vector between the fields, which is the output of the divider (3).

(6)はフイールド間補間フイルタで、上記スイツチ
(2)を通過する信号と上記第1動き補正フイールドメ
モリ(4)の出力信号をもとに欠落サンプル点を補間す
る。(7)はフイールド内補間フイルタで、上記スイツ
チ(2)を通過する信号のみをもとに欠落サンプル点を
補間する。(8)はスイツチで、通常上側接点(8x)に
接続されて上記フイールド間補間フイルタ(6)の出力
信号を通過させ、動き検出がなされた時に画素単位で下
側接点(8y)に接続されて上記フイールド内補間フイル
タ(7)の出力信号を通過させる。(9)は欠落サンプ
ル点が補間されて64.8MHZのサンプルレートとなつて、
上記スイツチ(8)を通過する信号を出力する映像出力
端子である。
(6) is an inter-field interpolation filter, which interpolates the missing sample points based on the signal passing through the switch (2) and the output signal of the first motion correction field memory (4). (7) is an intra-field interpolation filter which interpolates the missing sample points based on only the signal passing through the switch (2). (8) is a switch, which is normally connected to the upper contact (8x) to allow the output signal of the inter-field interpolation filter (6) to pass through, and is connected to the lower contact (8y) pixel by pixel when motion is detected. The output signal of the inter-field interpolation filter (7) is passed. In (9), the missing sample points are interpolated, resulting in a sample rate of 64.8 MHz,
A video output terminal for outputting a signal passing through the switch (8).

つぎに、上記構成の動作について説明する。Next, the operation of the above configuration will be described.

第2図は第1図の動作を具体的に説明するために、パン
ニングがおこつている際の動きベクトルを示し、同図中
xは画面水平軸、yは画素垂直軸を表わしている。
FIG. 2 shows a motion vector when panning occurs in order to specifically explain the operation of FIG. 1, where x represents a screen horizontal axis and y represents a pixel vertical axis.

映像信号の各フイールドはa1〜d2で表わし、信号をフイ
ールドで表わすと……a0,b0,c0,d0,a1,c1,d1,a2,b2,c2,
d2……の順に流れている。それぞれの1フレーム隔てた
フイールド間動きベクトルを……A1,B1,C1,D1,A2,B2,…
…で表わしている。また作図上得られる1フイールド隔
てたフイールド間動きベクトルを……b10,c10,d10,a20
……で表わしている。1フレーム隔てたフイールド間動
きベクトルと1フイールド隔てたフイールド間動きベク
トルとの間には次の関係式が成り立つ。
Each field of the video signal is represented by a 1 to d 2 , and when the signal is represented by a field ... a 0 , b 0 , c 0 , d 0 , a 1 , c 1 , d 1 , a 2 , b 2 , c 2 ,
d 2 ……. The inter-field motion vectors separated by one frame are ... A 1 , B 1 , C 1 , D 1 , A 2 , B 2 ,.
It is indicated by…. In addition, the motion vectors between the fields that are separated by one field that are obtained in the drawing are ... b 10 , c 10 , d 10 , a 20
Represented by ……. The following relational expression holds between the inter-field motion vector separated by one frame and the inter-field motion vector separated by one field.

a10+b10=A1 b10+c10=B1 c10+d10=C1 ここで、たとえばa1〜c1の3フイールドの関係について
のみ考える。ただし、1フレーム隔てたフイールド間動
きベクトルは、水平方向成分5ビツト、垂直方向成分3
ビツトのデイジタル信号で1フイールドに1つ伝送され
てくる。すなわち、1フレーム隔てたフイールド間動き
ベクトルの大きさを画素長で述べると、水平方向成分が
−15から+16まで、垂直方向成分が−3から+4までの
範囲内であり、水平方向成分、垂直方向成分とも整数で
ある離散的な成分をもつ。これを図示すると第3図のよ
うに、1フレーム隔てたフイールド間動きベクトルは破
線で囲まれる範囲内にある。ただし、第3図における原
点はa1フイールドの任意の画素である。
a 10 + b 10 = A 1 b 10 + c 10 = B 1 c 10 + d 10 = C 1 Here, for example consider only the relationship 3 field of a 1 to c 1. However, the inter-field motion vector separated by one frame has a horizontal component of 5 bits and a vertical component of 3 bits.
One bit digital signal is transmitted per field. In other words, when describing the magnitude of the inter-field motion vector separated by one frame in terms of pixel length, the horizontal component is within the range of −15 to +16, the vertical component is within −3 to +4, and the horizontal component and the vertical component are The direction component also has a discrete component that is an integer. When this is illustrated, as shown in FIG. 3, the inter-field motion vectors separated by one frame are within the range surrounded by the broken line. However, the origin in FIG. 3 is an arbitrary pixel of a 1 field.

パニングによる映像の平行移動が滑らかである場合、a1
フイールドとb1フイールドとの1フイールド隔てたフイ
ールド間動きベクトルは第3図の鎖線で囲まれる範囲内
にある。ここで、a1〜c1の3フイールドの相対的な関係
を3通り変化させて第4図〜第6図に示す。
If the parallel movement of the image due to panning is smooth, a 1
The inter-field motion vector separated by one field between the field and b 1 field is within the range surrounded by the chain line in FIG. Here, the relative relationship of the three fields a 1 to c 1 is shown in FIGS.

まず、第4図は、伝送される1フレーム隔てたフイール
ド間動きベクトルA1の大きさが最大の場合である。この
とき、1フイールド隔てたフイールド間動きベクトルa
10もまた最大でなければならない。また、1フイールド
隔てたフイールド間動きベクトルb10も二点鎖線の範囲
内にあるが、これも最大値でなければならない。したが
つて、ベクトルb10はA1/2に一致している。
First, FIG. 4 shows the case where the inter-field motion vector A 1 transmitted one frame apart has the maximum magnitude. At this time, a motion vector a between fields separated by one field
10 must also be the maximum. The inter-field motion vector b 10 separated by one field is also within the range of the chain double-dashed line, but it must also be the maximum value. Therefore, the vector b 10 coincides with A 1/2 .

つぎに第5図は、1フレーム隔てたフイールド間動きベ
クトルA1の成分が(x,y)=(10,2)の場合を示してい
る。第4図と同様に1フイールド隔てたフイールド間動
きベクトルa10は鎖線で囲まれる範囲内に存在し、b1
イールドが図示されている点にある場合、1フイールド
隔てたフイールド間動きベクトルb10は二点鎖線で囲ま
れる範囲内に存在する。事実、c1フイールドは図示され
ているように二点鎖線で囲まれる範囲内にあるので、パ
ニングによるこのような動きは可能である。
Next, FIG. 5 shows a case where the component of the inter-field motion vector A 1 separated by one frame is (x, y) = (10, 2). As in FIG. 4, the inter-field motion vector a 10 separated by one field exists within the range surrounded by the chain line, and when the b 1 field is at the point shown in the figure, the inter-field motion vector b 10 separated by one field is shown. Exists within a range surrounded by a chain double-dashed line. In fact, such movement by panning is possible because the c 1 field is within the range enclosed by the chain double-dashed line as shown.

以上のことから、伝送される1フレーム隔てたフイール
ド間動きベクトルA1によつてa1フイールドとc1フイール
ドの相対的な位置が定められている時、それらのフイー
ルドに対するb1フイールドの位置は斜線の範囲内にあ
る。しかも、パニングによる画像の平行移動が滑らかで
あると、b1フイールド位置は斜線の範囲内の中でも、第
5図の黒丸で示したa1フイールドとc1フイールドの位置
の中点を中心とした3×3の正方格子上に存在する可能
性が高い。したがつて、ベクトルb10をA1/2で代用する
ことは妥当であり、その誤差は1画素程度である。
From the above, when the relative positions of the a 1 field and the c 1 field are determined by the inter-field motion vector A 1 transmitted one frame apart, the position of the b 1 field with respect to those fields is It is within the shaded area. Moreover, if the parallel movement of the image due to panning is smooth, the b 1 field position is centered on the midpoint between the positions of the a 1 field and c 1 field indicated by the black circles in FIG. It is highly possible that they exist on a 3 × 3 square lattice. Therefore, it is reasonable to substitute the vector b 10 with A 1/2 , and the error is about 1 pixel.

つぎに第6図は、1フレーム隔てたフイールド間動きベ
クトルAの成分が(x,y)=(3,1)の場合を示してい
る。第4図と同様に1フイールド隔てたフイールド間動
きベクトルa10は鎖線で囲まれる範囲内に存在し、b1
イールドが図示されている点にある場合、1フイールド
隔てたフイールド間動きベクトルb10は二点鎖線で囲ま
れる範囲内に存在する。事実、c1フイールドは図示され
ているように二点鎖線内にあるので、パニングによるこ
のような動きは可能である。隣り合う1フイールド隔て
たフイールド間動きベクトルの方向変化が直角を越える
ようなパニングはないから、伝送される1フレーム隔て
たフイールド間動きベクトルA1によつてa1フイールドと
c1フイールドの相対的な位置が定められている時、それ
らのフイールドに対するb1フイールドの位置は斜線の範
囲内にある。さらに、パニングによる画像の平行移動が
滑らかであると、b1フイールドの位置は斜線の範囲内の
中でも、第6図の黒丸で示したa1フイールドとc1フイー
ルドの位置の中点を中心とした2×2の正方格子上に存
在する可能性が高い。したがつて、ベクトルb10をA1/2
で代用することができるが、この場合のA1/2の成分は整
数値とならないので、第6図の黒丸のいずれかとc1フイ
ールドの位置を結ぶベクトルをベクトルb10の代用とす
る。この場合にもその誤差は1画素程度である。
Next, FIG. 6 shows a case where the component of the inter-field motion vector A separated by one frame is (x, y) = (3, 1). As in FIG. 4, the inter-field motion vector a 10 separated by one field exists within the range surrounded by the chain line, and when the b 1 field is at the point shown in the figure, the inter-field motion vector b 10 separated by one field is shown. Exists within a range surrounded by a chain double-dashed line. In fact, since the c 1 field is within the chain double-dashed line as shown, such movement by panning is possible. Since there is no panning in which the direction change of the motion vector between the fields separated by one field adjacent to each other exceeds a right angle, the motion vector A 1 between the fields separated by one frame is transmitted as a 1 field.
When the relative positions of the c 1 fields are defined, the positions of the b 1 fields with respect to those fields are within the shaded area. Furthermore, if the image is translated smoothly by panning, the position of the b 1 field is centered on the midpoint between the positions of the a 1 field and c 1 field shown by the black circles in FIG. It is highly possible that they exist on the 2 × 2 square lattice. Was but connexion, the vector b 10 A 1/2
However, since the component of A 1/2 in this case does not take an integer value, the vector connecting any one of the black circles in FIG. 6 and the position of c 1 field is substituted for the vector b 10 . Even in this case, the error is about one pixel.

以上のように、1フイールド隔てたフイールド間動きベ
クトルb10は1フレーム隔てたフイールド間動きベクト
ルA1を用いて、A1/2の整数部分で近似により予測がで
き、その誤差は1画素程度またはそれ以下である。同様
に、 a10≒[D0/2] b10≒[A1/2] c10≒[B1/2] のように予測ができる。ただし[ ]は整数部分を表わ
す。
As described above, the inter-field motion vector b 10 separated by one field can be predicted by approximation using the inter-field motion vector A 1 separated by one frame and the integer part of A 1/2 , and the error is about 1 pixel. Or less. Similarly, it is a 10 ≒ [D 0/2 ] b 10 ≒ prediction as [A 1/2] c 10 ≒ [B 1/2]. However, [] represents an integer part.

しかも、この1フイールド隔てたフイールド間動きベク
トルの予測はその誤差が後の予測に影響しないので、一
時的に大きなベクトル変化があつて誤差が大きくなつた
としても、その後のベクトル変化が緩やかになれば再び
誤差の小さい予測ができる。
Moreover, in the prediction of the inter-field motion vector separated by one field, the error does not affect the subsequent prediction, so even if there is a temporary large vector change and the error becomes large, the subsequent vector changes will not become gradual. For example, the prediction with small error can be made again.

上記のような予測により行なう動き補正を第1図をもと
に説明する。
The motion correction performed by the above prediction will be described with reference to FIG.

まず、第1図の映像入力端子(1)にd1フイールドの信
号が入つた時、第1の動き補正フイールドメモリ(4)
にa1フイールド、c1フイールドの信号が、また第2の動
き補正フイールドメモリ(5)にd0フイールド、b1フイ
ールドの信号が記憶されている。この時、動きベクトル
B1が入力されると、割算器(3)により動きベクトルB1
はB1/2に除算され、その出力の整数部分が1フイールド
隔てたフイールド間動きベクトルc10の予測値となる。
第1の動き補正フイールドメモリ(4)の内容は、1フ
イールド隔てたフイールド間動きベクトルc10の予測ベ
クトル[B1/2]により2次元的に移動して、映像入力端
子(1)に入力されるd1フイールドを基準に動き補正を
行なう。
First, when a signal of d 1 field is input to the video input terminal (1) of FIG. 1, the first motion compensation field memory (4)
The signals of a 1 field and c 1 field are stored in, and the signals of d 0 field and b 1 field are stored in the second motion compensation field memory (5). At this time, the motion vector
When B 1 is input, the motion vector B 1 is calculated by the divider (3).
Is divided by B 1/2 , and the integer part of the output is the predicted value of the inter-field motion vector c 10 separated by one field.
The contents of the first motion compensation field memory (4) is moved by the prediction vector of the field between the motion vector c 10 that are separated one field [B 1/2] two-dimensionally, the input to the video input terminal (1) Performs motion compensation based on the d 1 field that is set.

一方、第2のフイールドメモリ(5)に記憶されている
d0フイールド、b1フイールドの信号は、それの1フイー
ルド前には第1の動き補正フイールドメモリ(4)記憶
されており、この時に映像入力端子(1)に入つたc1
イールドの信号を基準に1フイールド隔てたフイールド
間動きベクトルb10の予測ベクトル[A1/2]により動き
補正がなされているから、d1フイールドを基準に第1の
動き補正フイールドメモリ(4)と同じく予測ベクトル
[B1/2]で動き補正を行なえばよい。
On the other hand, it is stored in the second field memory (5).
The signals of d 0 field and b 1 field are stored in the first motion compensation field memory (4) one field before that, and the signal of c 1 field input to the video input terminal (1) at this time is prediction vector [a 1/2] by because the motion compensation has been made, d 1 first motion relative to the field correction field memory (4) Like the prediction vector of the field between the motion vector b 10 that are separated one field to the reference it may be carried out motion compensation in [B 1/2].

このようにd1フイールドを基準に動き補正が行なわれた
a1フイールド、b1フイールド、c1フイールド、d1フイー
ルド自身の4フイールド分の信号がフイールド間補間フ
イルタ(6)に入り、フイールド間補間を可能とする。
通常スイツチ(8)は上側接点(8x)に接続され、フイ
ールド間補間された信号が通過するが、動画の信号につ
いてはフイールド間内挿によつて欠落サンプル点の補間
が行なえないので、動き検出された時には、スイツチ
(8)が画素単位で下側接点(8y)に接続され、フイー
ルド内補間フイルタ(7)によつてスイツチ(2)を通
過した信号のみからフイールド内補間を行なう。
In this way, motion compensation was performed based on the d 1 field.
Signals for 4 fields of a 1 field, b 1 field, c 1 field, d 1 field itself enter inter-field interpolation filter (6) to enable inter-field interpolation.
Normally, the switch (8) is connected to the upper contact (8x), and the signal interpolated between fields passes through, but for the video signal, interpolation of the missing sample points cannot be performed by inter-field interpolation, so motion detection At this time, the switch (8) is connected to the lower contact (8y) on a pixel-by-pixel basis, and the intra-field interpolation is performed only from the signal that has passed through the switch (2) by the intra-field interpolation filter (7).

上記フイールド間補間フイルタ(6)またはフイールド
内補間フイルタ(7)で欠落サンプル点を補間された信
号のサンプルレートは64.8MHzとなつており、映像出力
端子(9)から出力される。
The sample rate of the signal in which the missing sample points are interpolated by the inter-field interpolation filter (6) or the intra-field interpolation filter (7) is 64.8 MHz and is output from the video output terminal (9).

このような予測により1フイールド隔てたフイールド間
動きベクトルを求める動き補正サブサンプル内挿方式で
は、パニング開始時にも終了時にも安定であるだけでな
く、伝送されてくる動きベクトルに一時的な誤りがあつ
ても後に悪影響を残さない。
In the motion-compensated sub-sample interpolation method that obtains inter-field motion vectors separated by one field by such prediction, not only is it stable at the beginning and end of panning, but also the transmitted motion vector has a temporary error. Even if it does, it will not have any adverse effects.

また、パニング中に場面が変わり、またパニング中の映
像となるような特殊な場合にも安定である。さらにパニ
ングによる動きベクトルの変化が緩やかであるからこの
方式は非常に良好である。
It is also stable in special cases where the scene changes during panning and the image becomes a panning image. Furthermore, this method is very good because the change of the motion vector due to panning is gradual.

映像入力端子(1)にd1フイールドの信号が入力された
時の第1図の7a〜7fまでの信号の状態を第7図に示す。
第7図中、記号の上の横線は動き補正されたことを示
し、Aは補間関数fAにより1,1,1,d1から補間され
る補間値を、またBは補間関数fBにより1,d1から補間
される補間値を示す。
FIG. 7 shows the states of the signals from 7a to 7f in FIG. 1 when the d 1 field signal is input to the video input terminal (1).
In FIG. 7, the horizontal line above the symbol indicates that motion compensation has been performed, A is the interpolation value interpolated from 1 , 1 , 1 , 1 , d 1 by the interpolation function fA, and B is 1 by the interpolation function fB. Indicates the interpolated value interpolated from d 1 .

[発明の効果] 以上のように、この発明に動き補正サブサンプル内挿方
式によれば、所定のサンプル位置を保って4フィールド
で一巡するように間欠的にサブサンプルして伝送されて
くるサンプル値に基づいて、受信側で4フィールド期間
に受信した上記サンプル値からその欠落点を補間して映
像信号を再生するサブサンプル内挿方式であって、送信
側で検出された映像信号の1フレーム隔てたフィールド
間動きベクトルに基づき、受信側で1フレーム前の上記
サンプル値の位置を補正した後、その欠落点を補間して
映像信号を再生する動き補正サブサンプル内挿方式にお
いて、上記1フレーム隔てたフィールド間動きベクトル
から、受信側において1フィールド隔てたフィールド間
動きベクトルを、上記1フレーム隔てたフィールド間動
きベクトルの1/2に近似予測することにより生成し、こ
の受信側で生成された上記1フィールド隔てたフィール
ド間動きベクトルのみを使用して、注目するフィールド
を基準に、過去3フィールドのサンプル値の相対位置を
補正し、静止画における補間と同様に、動画においても
4フィールド期間に受信したサンプル値からその欠落点
を補間するようにしたので、動画においても、静止画と
同様に、4フィールド期間に受信したサンプル値からそ
の欠落点を補間することができ、その結果、パニングが
起こった動画の場合であっも、優れた解像度の画像を得
ることができるという効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the motion compensation sub-sample interpolation method of the present invention, samples are transmitted by intermittently sub-sampling so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position. A sub-sample interpolation method for reproducing a video signal by interpolating the missing points from the sample value received in the four-field period on the reception side based on the value, and one frame of the video signal detected on the transmission side. In the motion correction sub-sample interpolation method in which the position of the sample value one frame before is corrected on the receiving side based on the separated inter-field motion vector, and the missing point is interpolated to reproduce the video signal, From the inter-field motion vector separated, the inter-field motion vector separated by one field on the receiving side is converted into the inter-field motion vector separated by one frame. Generated by approximating to 1/2 of the vector, and using only the inter-field motion vector generated by this receiving side and separated by one field, based on the field of interest, the sample values of the past three fields Since the relative position is corrected and the missing point is interpolated from the sample value received in the 4-field period in the moving image as well as the interpolation in the still image, in the moving image also in the 4-field period as in the still image. The missing point can be interpolated from the received sample value, and as a result, an image with excellent resolution can be obtained even in the case of a moving image in which panning has occurred.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明の一実施例による動き補正サブサンプ
ル内挿方式の概略構成の例を示すブロツク図、第2図は
第1図の作用を説明するためのパニング時の動きベクト
ルの例を示すベクトル図、第3図は1フレーム隔てたフ
イールド間動きベクトルと1フイールド隔てたフイール
ド間動きベクトルの存在範囲を示す図、第4図、第5
図、第6図はそれぞれ1フレーム隔てたフイールド間動
きベクトルと1フイールド隔てたフイールド間動きベク
トルとの関係を示すベクトル図、第7図はこの発明によ
る動き補正サブサンプル内挿方式の信号の流れを示すタ
イミングチヤート、第8図は従来の動き補正サブサンプ
ル内挿方式の概略構成の例を示すブロツク図、第9図は
従来の動き補正サブサンプル内挿方式の動き補正を行な
わない場合の信号の流れを示すタイミングチヤート、第
10図は従来の動き補正サブサンプル内挿方式の動き補正
を行なう場合の信号の流れを示すタイミングチヤートで
ある。 (1)……映像入力端子、(2)……スイツチ、(3)
……割算器、(4)……第1の動き補正フイールドメモ
リ、(5)……第2の動き補正フイールドメモリ、
(6)……フイールド間補間フイルタ、(7)……フイ
ールド内補間フイルタ、(8)……スイツチ、(9)…
…映像出力端子、(10)……非動き補正フイールドメモ
リ。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a motion correction sub-sample interpolation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a motion vector at the time of panning for explaining the operation of FIG. The vector diagram shown in FIG. 3 is a diagram showing existence ranges of inter-field motion vectors separated by one frame and inter-field motion vectors separated by one field, FIG. 4, FIG.
FIG. 6 and FIG. 6 are vector diagrams showing the relationship between the inter-field motion vector separated by one frame and the inter-field motion vector separated by one field, and FIG. 7 is a signal flow of the motion compensation sub-sample interpolation method according to the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a conventional motion compensation sub-sample interpolation method, and FIG. 9 is a signal when motion compensation of the conventional motion compensation sub-sample interpolation method is not performed. Timing chart showing the flow of
FIG. 10 is a timing chart showing a signal flow in the case of performing the motion compensation of the conventional motion compensation sub-sample interpolation method. (1) …… Video input terminal, (2) …… Switch, (3)
…… Divider, (4) …… First motion compensation field memory, (5) …… Second motion compensation field memory,
(6) ... Inter-field interpolation filter, (7) ... Inter-field interpolation filter, (8) ... Switch, (9) ...
… Video output terminal, (10) …… Non-motion compensation field memory. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】所定のサンプル位置を保って4フィールド
で一巡するように間欠的にサブサンプルして伝送されて
くるサンプル値に基づいて、受信側で4フィールド期間
に受信した上記サンプル値からその欠落点を補間して映
像信号を再生するサブサンプル内挿方式であって、送信
側で検出された映像信号の1フレーム隔てたフィールド
間動きベクトルに基づき、受信側で1フレーム前の上記
サンプル値の位置を補正した後、その欠落点を補間して
映像信号を再生する動き補正サブサンプル内挿方式にお
いて、 上記1フレーム隔てたフィールド間動きベクトルから、
受信側において1フィールド隔てたフィールド間動きベ
クトルを、上記1フレーム隔てたフィールド間動きベク
トルの1/2に近似予測することにより生成し、この受信
側で生成された上記1フィールド隔てたフィールド間動
きベクトルのみを使用して、注目するフィールドを基準
に、過去3フィールドのサンプル値の相対位置を補正
し、静止画における補間と同様に、動画においても4フ
ィールド期間に受信したサンプル値からその欠落点を補
間することを特徴とする動き補正サブサンプル内挿方
式。
1. Based on a sample value transmitted by intermittently sub-sampling so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position, the sample value is received from the sample value received in a four-field period on the receiving side. A sub-sample interpolation method for reproducing a video signal by interpolating a missing point, and based on inter-field motion vectors separated by one frame of the video signal detected on the transmission side, the above-mentioned sample value one frame before on the reception side In the motion-compensated sub-sample interpolation method in which the position of is corrected and the missing point is interpolated to reproduce the video signal, from the inter-field motion vector separated by one frame,
The inter-field motion vector separated by one field on the receiving side is generated by approximating and predicting to 1/2 of the inter-field motion vector separated by one frame, and the inter-field motion separated by one field generated on the receiving side. Using only the vector, the relative positions of the sample values of the past 3 fields are corrected based on the field of interest, and the missing points are extracted from the sample values received in the 4 field period in the moving image as well as the interpolation in the still image. A motion-compensated sub-sample interpolation method characterized by interpolating.
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JPS57201393A (en) * 1981-06-04 1982-12-09 Nec Corp Television signal transmitter
DE3408061A1 (en) * 1984-03-05 1985-09-05 ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang METHOD FOR MOTION-ADAPTIVE INTERPOLATION OF TELEVISION SEQUENCES AND APPLICATIONS OF THIS METHOD
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