JPH07154751A - 動き検出装置及び画像処理装置 - Google Patents

動き検出装置及び画像処理装置

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JPH07154751A
JPH07154751A JP5329816A JP32981693A JPH07154751A JP H07154751 A JPH07154751 A JP H07154751A JP 5329816 A JP5329816 A JP 5329816A JP 32981693 A JP32981693 A JP 32981693A JP H07154751 A JPH07154751 A JP H07154751A
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JP
Japan
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video signal
midpoint
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Application number
JP5329816A
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English (en)
Inventor
Masafumi Kurashige
雅文 倉重
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は動き検出装置及び画像処理装置におい
て、周波数の高いビデオ信号についても確実にフイール
ド間の動きを検出する。 【構成】同一フイールド内の4ライン以上に亘る垂直方
向又は斜め方向に連続する画素情報から中点補間値Vm
を得るようにしたことにより、特に周波数の高いビデオ
信号に対して正確な画素間の中点位置の画像情報が得ら
れるようになり、これにより周波数の高いビデオ信号に
ついても確実にフイールド間の動きを検出し得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図7) 発明が解決しようとする課題(図7) 課題を解決するための手段(図1及び図5) 作用(図1及び図5) 実施例(図1〜図7) (1)第1の実施例(図1〜図4) (2)第2の実施例(図5) (3)他の実施例(図6〜図7) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は動き検出装置及び画像処
理装置に関し、例えば画像特殊効果装置のフイールドフ
レーム変換に適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】従来、画像特殊効果装置においては、画
像の垂直方向の解像度を上げるためにインターレース走
査でフイールド単位に連続するビデオ信号を、フレーム
単位の画像信号に変換するためのフイールドフレーム変
換回路を有するものがある。
【0004】このフイールドフレーム変換回路において
は、ビデオ信号のフイールド間の動きを検出するように
なされ、実際上ビデオ信号の同一フイールド内において
垂直方向又は斜め方向に連続する2画素のビデオデータ
の平均値をとりこれを補間データとし、この2画素間の
中点位置の画素に相当するそのフイールドの1フイール
ド前又は1フイールド後のビデオデータとの差分をと
り、これを動きの情報として用いるようになされてい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところがかかるフイー
ルドフレーム変換回路のように、ビデオ信号の同一フイ
ールド内において垂直方向又は斜め方向に連続する2画
素のビデオデータによる平均値は、図7の特性曲線G2
に示すように周波数の高い信号に対しては、ビデオデー
タのゲインが落ちることにより、正しく画素間の中点の
位置に相当する補間データを得ることは困難であつた。
【0006】このためこの中点のビデオデータとこの位
置に相当する1フイールド前又は後のビデオデータとを
比較した場合データに大きな誤差が生じ、結局フイール
ド単位で連続するビデオ信号として静止画が入力された
場合でも、あたかも画像に動きがあるかのような誤つた
動き検出をしてしまうおそれがあつた。
【0007】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、周波数の高いビデオ信号についても確実にフイール
ド間の動きを検出し得る動き検出装置及び画像処理装置
を提案しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第1のフイールドの画像情報に対
して、前又は後の第2のフイールドの画素情報の4ライ
ン以上に亘つて垂直方向又は斜め方向に連続する画素情
報(W0、W1、W2、W3)に基づいて、第1のフイ
ールドの画素位置に応じた中点補間値Vmより、第2の
フイールドの画像情報に対して他のフイールドの画像情
報を生成する補間値生成手段6と、他のフイールドの画
像情報と第1のフイールドの画像情報の差分Motに基づ
いてフイールド間の動きを検出する動き検出手段5とを
備える。
【0009】また本発明においては、第1のフイールド
の画像情報に対して、前又は後の第2のフイールドの画
素情報の4ライン以上に亘つて垂直方向又は斜め方向に
連続する画素情報(W0、W1、W2、W3)に基づい
て、第1のフイールドの画素位置に応じた中点補間値V
mより、第2のフイールドの画像情報に対して生成した
他のフイールドの画像情報と、第1のフイールドの画像
情報との差分Motに基づいて検出したフイールド間の動
きに基づいて、第1のフイールドの画像情報と、第1の
フイールドの画像情報に対して前又は後の第2のフイー
ルドの画素情報を補間して生成した1フイールド分の画
像情報とを混合し、混合出力でなる1フイールド分の画
像情報V3と、第2のフイールドの画像情報V1とを合
わせて1フレーム分の画像情報を生成する。
【0010】
【作用】同一フイールド内の4ライン以上に亘る垂直方
向又は斜め方向に連続する画素情報から中点補間値Vm
を得るようにしたことにより、周波数の高いビデオ信号
に対して正確な画素間の中点位置の画像情報が得られる
ようになり、これにより周波数の高いビデオ信号につい
ても確実にフイールド間の動きを検出し得る。
【0011】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0012】(1)第1の実施例 図1において、1は全体として画像特殊効果装置におけ
るフイールドフレーム変換回路を示し、画像に対して特
殊効果を施す前処理として、フイールド画として入力さ
れるビデオデータをフレーム画に変換する。このためこ
のフイールドフレーム変換回路1では、入力されるビデ
オデータにおけるフイールド単位の動きを検出し、この
動きに応じてフイールドフレーム変換する。
【0013】実際上このフイールドフレーム変換回路1
において、入力端T1より入力されるビデオデータV1
は本線フイールドとしてそのまま出力されると共に、フ
イールドフレーム変換部2の1フイールド遅延回路3及
び補間回路4、フイールド間動き検出部5の4ライン補
間回路6、フレーム間動き検出部7の1フレーム遅延回
路8及び減算回路9にそれぞれ入力される。
【0014】フイールドフレーム変換部2の1フイール
ド遅延回路3は、入力されるビデオデータを1フイール
ド遅延させてミキサ10に送出し、また補間回路4は入
力されるビデオデータをフイールド単位で補間して他フ
イールドのビデオデータに相当する中点補間データVm
を生成し、これをミキサ10に送出する。
【0015】ミキサ10はフイールド間動き検出部5の
係数発生回路11より入力されるフイールド間の動きに
応じた混合比Mに基づいて、1フイールド遅延されたビ
デオデータV2及び中点補間データVmとを混合してビ
デオデータV3として送出する。このビデオデータV3
と本線フイールドのビデオデータV1とを組み合わせ、
これによりフイールド単位で入力されるビデオデータよ
りフレーム画でなるビデオデータを得るようになされて
いる。
【0016】フイールド間動き検出部5の4ライン補間
回路6は、ビデオデータの4ライン分より中点補間デー
タVmを求める。実際上4ライン補間回路6は、図2に
示すように、所定フイールドW内の垂直方向に連続する
4ラインのビデオデータW0、W1、W2、W3(図中
「○」で示す)からこの4画素の中点位置(図中「△」
で示す)に相当する中点補間データVmを求め、これを
減算回路12に送出する。
【0017】ここでこの実施例には4ライン補間回路6
として図3に示すようなFIR(Finite Impulse Respon
se) フイルタ20を用いる。FIRフイルタ20は3個
の直列に接続された1ライン遅延回路21(A〜C)の
それぞれの入出力部にタツプ22の付いた遅延線を接続
し、各タツプ22には乗算器23(A〜D)を接続す
る。さらに、この乗算器23(A〜D)からの出力が加
算器24(A〜C)に送出され加算処理されるように構
成されている。
【0018】このFIRフイルタの係数は、例えばK0
=−0.0794、K1 = 0.5794 、K2=0.5794、K3 =−
0.0794 のように設定されており、所定フイールドWの
垂直方向に連続した4ラインのビデオデータW0、W
1、W2、W3を入力して次式
【数1】 を演算することにより、4画素による中点補間データV
mを得る。このように同一フイールド内の4画素のビデ
オデータから補間データを生成することにより、周波数
の高い信号に対しても正確な2画素間の中点位置に相当
する中点補間データVmを生成し得る。
【0019】さらに減算回路9では、図4に示すよう
に、所定フイールドWのビデオデータより求めた中点補
間データVmでなるビデオデータ(図中「△」で示す)
と、フイールドフレーム変換部2のフイールド遅延回路
3で1フイールド遅延された所定フイールドX1のビデ
オデータX´(図中「×」で示す)との差分Motを次式
【数2】 を演算することにより求め、この差分Motを動き信号と
して係数発生回路11に送出する。
【0020】係数発生回路11では、差分Motに基づい
てビデオデータの混合比Mを求め、これをミキサ10へ
送出する。すなわちミキサ10にはビデオデータV2と
中点補間データVmとが入力され混合比Mに応じて混合
される。このようにフイールド間の動きデータが加味さ
れたビデオ信号V3が生成され、本線フイールドに対す
る他フイールドのビデオ信号として出力される。
【0021】またフレーム間動き検出部7の1フレーム
遅延回路8は本線フイールドのビデオ信号V1を1フレ
ーム遅延させる回路で、ここで1フレーム遅延されたビ
デオ信号は減算回路9に送出され、連続するフレーム間
のビデオデータが減算処理される。この減算処理の結果
は係数発生回路11に送出され、ミキサ10の混合比M
を決める際に参照される。
【0022】これにより、フイールドフレーム変換回路
1は、ミキサ10から出力されるフイールド単位のビデ
オ信号V3と入力端T1からそのまま出力されるフイー
ルド単位のビデオ信号V1とを組合わせフレーム画のビ
デオ信号とし、フイールドフレーム変換する。
【0023】以上の構成において、フイールドフレーム
変換回路1は、入力端T1から入力されたフイールド単
位のビデオ信号V1を本線フイールドのビデオ信号とし
て出力すると共にフイールドフレーム変換部2、フイー
ルド間動き検出部5及びフレーム間動き検出部7にそれ
ぞれ入力する。
【0024】フイールドフレーム変換部2では入力され
たビデオ信号V1を1フイールド遅延したビデオ信号V
2と、ビデオ信号V1から生成された中点補間データV
mがミキサ10に送出され、係数発生回路11から送出
される混合比Mに応じて混合されビデオ信号V3として
出力される。
【0025】ミキサ10における入力ビデオ信号の混合
比Mは、フイールド間動き検出部5から得られる差分M
otに基づいて設定される。フイールド間動き検出部5で
処理する中点補間データVmはビデオ信号V1の4ライ
ンに亘り連続するビデオデータW0、W1、W2、W3
に基づいて生成したもので、図7の特性曲線G4に示す
ように、従来の2画素のビデオデータの平均値による特
性曲線G2に比して周波数の高い信号に対してもゲイン
の高い正確な中点位置の補間データを得る。
【0026】実際上ミキサ10は、混合比Mに応じてビ
デオ信号V2と中点補間データVmとを混合するもの
で、出力されるビデオ信号V3には、フイールド間に動
きがある場合はその動きが中点補間データVmの成分が
混合されたことにより出力に反映され、またフイールド
間に動きが無い静止画と判断された場合には、1フイー
ルド遅延されたビデオ信号V2がそのまま出力される。
【0027】以上の構成によれば、フイールド間の動き
を検出するために、1フイールド前の画素の位置に相当
する補間データを同一フイールド内において垂直方向に
連続する4ラインのビデオデータから求めるようにした
ことにより、特に周波数の高いビデオ信号に対して画素
間の中点位置に相当する補間データが一段と正確に得ら
れるようになつた。これによりこの補間データとこの位
置に相当する1フイールド前のビデオデータと比較した
場合の誤差を少なくすることができ、かくして確実に動
きを検出して高画質なフイールドフレーム変換回路を実
現できる。
【0028】(2)第2の実施例 図5は例えばパーソナルコンピユータ等においてソフト
ウエアによつてフイールドフレーム変換を実現する場合
の処理手順を示し、ユーザーの指示によりステツプSP
1からフイールドフレーム変換処理手順が開始され、ス
テツプSP2においてフイールドWのビデオ信号V1と
フイールドWに対して1フイールド遅延のフイールドX
1のビデオ信号V2とがパーソナルコンピユータのメモ
リに取り込まれる。
【0029】続いて、パーソナルコンピユータはステツ
プSP3において、フイールドWのビデオデータW0、
W1、W2、W3を用いて次式
【数3】 の演算式からフイールドWの画素間の中点の位置のビデ
オデータに相当する中点補間データVmを生成する。さ
らに次のステツプSP4では中点補間データVmと図4
に示すフイールドX1のビデオデータX´とを用い次式
【数4】 の演算式から差分Motを求める。続くステツプSP5で
はビデオデータX´と中点補間データVmとを差分Mot
に応じて混合し、フイールドWの画素間の中点位置に相
当する他フイールド補間データを生成しメモリに取り込
む。さらにステツプSP6においてメモリから補間デー
タを適宜外部に読み出しビデオ信号にして表示し、ステ
ツプSP7においてフイールドフレーム変換処理手順を
終了する。
【0030】以上の構成によれば、フイールド画のビデ
オデータをパーソナルコンピユータのメモリに取り込み
ソフトウエア操作により画素間の中点位置のビデオデー
タに相当する中点補間データを同一フイールドの4ライ
ンに亘る垂直方向に連続するビデオデータから生成し得
る。これにより正確な中点補間データが得られ、高画質
なフイールドフレーム変換回路を実現できる。
【0031】(3)他の実施例 なお上述の実施例においては、4ライン補間回路におけ
る補間データの生成を同一フイールド内の垂直方向に連
続した4画素のビデオデータから求める場合について述
べたが、本発明はこれに限らず、例えば垂直方向に連続
した8画素のビデオデータから生成するようにしても良
い。この場合、生成される補間データは図7の特性曲線
G8に示すように、さらに周波数の高い信号に対しても
補間データのゲインが落ちることなく精度を一段と向上
し得る。
【0032】また上述の実施例においては、4ライン補
間回路において求める中点補間データと補間回路からミ
キサに入力される中点補間データを同値に設定する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば補間
回路4において生成される中点補間データを2画素のビ
デオデータの平均値としても良く、また4画素以上のビ
デオデータによる中点補間データとしても良く、4ライ
ン補間回路において生成される中点補間データとは独立
に設定し得る。
【0033】また上述の実施例においては、所定フイー
ルドWの補間データを生成する際のビデオデータの取り
方を垂直方向に連続した画素より取得する場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図6に示すよ
うに、斜め方向に連続するフイールドWの画素W´0、
W´1、W´2、W´3(図中「□」で示す)を用いる
ようにしても良い。この場合FIRフイルタにおいて設
定される各ライン間の遅延間隔は、1ライン遅延の遅延
間隔よりも短く設定される。
【0034】また上述の実施例においては、本線フイー
ルドに対する他フイールドのビデオ信号を生成するのに
ミキサを用いミキサに入力される1フイールド遅延のビ
デオデータと補間データとを混合比Mに応じて混合し、
出力する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、ミキサに代えスイツチヤーを用い、これにより上述
した1フイールド遅延データ又は補間データのどちらか
一方のみのビデオデータを選択して出力するようにして
も良い。
【0035】また上述の実施例においては、生成された
所定フイールドWの補間データと比較するフイールドを
1フイールド遅延された所定フイールドX1としている
が、本発明はこれに限らず、図4に示すように1フイー
ルド後の所定フイールドX2と比較するようにしても良
く、この場合補間データと比較されるのはビデオデータ
X″となる。
【0036】また上述の実施例においては、本発明によ
る動き検出装置を画像特殊効果装置のフイールドフレー
ム変換回路に用いた場合について述べたが、これに限ら
ず、例えばノンインターレーステレビ又はVTRの可変
速再生装置等に用いても良く、要はフイールド画のビデ
オデータの符号化等フイールド間の動きを検出して処理
する装置に広く適用することができる。
【0037】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、フイール
ド間の動きを検出するために、動きを検出する1フイー
ルド前又は1フイールド後の画素の位置に対応する補間
値を4ライン以上に亘り垂直方向又は斜め方向に連続す
る偶数ライン上の画素から求めるようにしたことによ
り、周波数の高いビデオ信号についても確実にフイール
ド間の動きを検出し得る動き検出装置及び画像処理装置
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による動き検出装置及び画像処理装置の
一実施例を示すブロツク図である。
【図2】補間データの取り方を示す略線図である。
【図3】図1の4ライン補間回路としてFIRフイルタ
の構成を示すブロツク図である。
【図4】補間データと比較する1フイールド前又は後の
ビデオデータの位置を示す略線図である。
【図5】フイールドフレーム変換処理手順を示すフロー
チヤート図である。
【図6】補間データの取り方の変形例を示す略線図であ
る。
【図7】垂直方向の周波数に対する補間データのゲイン
を示す特性曲線図である。
【符号の説明】
1……フイールドフレーム変換回路、2……フイールド
フレーム変換部、3……1フイールド遅延回路、4……
補間回路、5……フイールド間動き検出部、6……4ラ
イン補間回路、7……フレーム間動き検出部、8……1
フレーム遅延回路、9、12……減算回路、10……ミ
キサ、11……係数発生回路、20……FIRフイル
タ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のフイールドの画像情報に対して、前
    又は後の第2のフイールドの画素情報の4ライン以上に
    亘つて垂直方向又は斜め方向に連続する画素情報に基づ
    いて、上記第1のフイールドの画素位置に応じた中点補
    間値より、上記第2のフイールドの画像情報に対して他
    のフイールドの画像情報を生成する補間値生成手段と、 当該他のフイールドの画像情報と上記第1のフイールド
    の画像情報の差分に基づいてフイールド間の動きを検出
    する動き検出手段とを具えることを特徴とする動き検出
    装置。
  2. 【請求項2】上記補間値生成手段は、略1ライン分の遅
    延時間を有する遅延手段を4ライン分以上直列接続し、
    当該遅延手段の入力及び又は出力に所定の係数を乗じて
    加算するデイジタルフイルタでなることを特徴とする請
    求項1に記載の動き検出装置。
  3. 【請求項3】第1のフイールドの画像情報に対して、前
    又は後の第2のフイールドの画素情報の4ライン以上に
    亘つて垂直方向又は斜め方向に連続する画素情報に基づ
    いて、上記第1のフイールドの画素位置に応じた中点補
    間値より、上記第2のフイールドの画像情報に対して生
    成した他のフイールドの画像情報と、上記第1のフイー
    ルドの画像情報との差分に基づいて検出したフイールド
    間の動きに基づいて、上記第1のフイールドの画像情報
    と、当該第1のフイールドの画像情報に対して前又は後
    の第2のフイールドの画素情報を補間して生成した1フ
    イールド分の画像情報とを混合し、当該混合出力でなる
    上記第1フイールド分の画像情報と、上記第2のフイー
    ルドの画像情報とを合わせて1フレーム分の画像情報を
    生成するようにしたことを特徴とする画像処理装置。
JP5329816A 1993-11-30 1993-11-30 動き検出装置及び画像処理装置 Pending JPH07154751A (ja)

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