JPH07184167A - 動き補正ビデオ信号処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の動き補正ビデオ処理装置において、出
力フィールドの一部分を正確に補間するのに必要な動き
ベクトルが、ベクトル減数処理によって使用できなくな
ることを防ぐ。 【構成】 入力映像のサーチブロックの、入力映像対間
の動き表す複数の局部動きベクトルを発生し、各局部動
きベクトルにより指示される出力映像のブロックを検出
し、出力映像の各ブロックに動きベクトルのグルーブを
割当て、当該ブロックに割当てられたグルーブから１つ
の動きベクトルを用いて入力映像対から出力映像の各ブ
ロックのピクセルを補間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動き補正ビデオ信号処
理方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】動き補正ビデオ信号処理は、テレビジョ
ン標準方式変換やビデオ対フィルム変換の如きビデオ処
理の分野で使用されている。以前に提案された動き補正
ビデオ処理装置の一例が英国公開特許出願ＧＢ−Ａ−
２，２３１，７４９号に記載されており、これは、入力
デジタルビデオ信号の時間的に隣接する映像（フィール
ド又はフレーム）の対を処理して対応する動きベクトル
の組を発生するものである。この処理は映像の別々のブ
ロックについて行われるので、各動きベクトルは夫々の
ブロックの内容の映像間の動きを表す。該動きベクトル
の組は、更に処理されたあと動き補正補間器に供給さ
れ、該補間器は、入力映像間の動きを考えに入れなが
ら、入力映像の対から出力映像を補間している。

【０００３】上述の装置では、動きベクトルは次のよう
にして発生される。第１段階で、時間的に所要の出力映
像の前を行く入力映像内の個々のサーチブロックを、時
間的に当該出力映像の後に続く入力映像のサーチ区域内
の複数のかようなブロックと比較する。各比較毎に、時
間的に前後する入力映像の夫々のブロック内の対応する
位置にあるピクセル間の絶対輝度差の計算を含む相関テ
ストを行う。これらの絶対輝度差を合計して、比較した
２つのブロック間の相関を示す相関値を発生する。時間
的に後の映像のサーチ区域内のブロックで相関値が最も
低いものは、時間的に前の映像のサーチブロックと相関
があると考えられ、該サーチブロックからサーチ区域内
の当該ブロックへの映像の動きを表す動きベクトルが発
生される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以前に提案された動き
補正ビデオ信号処理装置に起こりうる問題点を、これよ
り図１〜５を参照して説明する。

【０００５】図１は、入力ビデオ信号の連続する２フィ
ールド（ｆ０，ｆ１）間を速度Ｖで動く物体１０の１次
元図である。上述のように、入力フィールドｆ０は、任
意にサーチブロックの格子（例えば、図１のブロック２
０，３０）に分割され、各サーチブロックが入力フィー
ルドｆ１内の、複数のかようなブロックを含む夫々のサ
ーチ区域４０と比較される。動きベクトル５０は、サー
チブロック２０と最高の相関（即ち、最小の差）をもつ
サーチ区域４０内の位置に応じて発生される。

【０００６】図２は、図１の入力フィールドｆ０のサー
チブロックから発生した動きベクトルのアレイを示す。
本例では、動きベクトルＶは、入力フィールドｆ０，ｆ
１間の物体１０の動きを表すために、サーチブロック２
０から発生されている。入力フィールドｆ０における周
りのサーチブロックは動く物体を含まないので、それら
のサーチブロックからはゼロ動きベクトルが発生され
る。

【０００７】出力フィールドの複数のブロックの各々
（位置が入力フィールドｆ０の各サーチブロックに対応
する）に或るグループの動きベクトルを割当てるため
に、ベクトル減数処理を用いる。この動きベクトルのグ
ループは、次のものから次の優先順序で選択される。 １．ゼロ動きベクトル、 ２．入力フィールドｆ０の対応するサーチブロックから
発生される動きベクトル（「局部」動きベクトル）、 ３．入力フィールドｆ０の周囲のサーチブロックから発
生される動きベクトル（「近隣」動きベクトル）、 ４．入力フィールドｆ０全体において最も頻繁に現れる
所定数の異なる動きベクトル（「広域」動きベクト
ル）。

【０００８】出力フィールドの各ブロックの各ピクセル
は、出力フィールドの当該ブロックに割当てられた動き
ベクトルのグループの中から１つの動きベクトルを用い
て、２入力フィールドから補間される。

【０００９】以前に提案された上述の装置では、ベクト
ル減数処理により出力映像の各ブロックに４つの動きベ
クトルのグループが割当てられている。あとの説明を簡
単にするため、２つの動きベクトルのグルーブが出力映
像のブロックに割当てられる場合を図３に示す。ブロッ
ク６０（位置が入力フィールドｆ０のサーチブロック２
０に対応する）には、動きベクトルＶ及びゼロが割当て
られる。動きベクトルＶはまた、出力映像の直ぐ隣りの
ブロック７０，８０にも（「近隣」動きベクトルとし
て）割当てられる。出力映像の残りのブロックには、動
きベクトルＶは割当てられない。

【００１０】図４は、出力映像の時間的位置が入力フィ
ールドｆ０及びｆ１間の３／１０にあるときの出力映像
の補間を示す。即ち、入力フィールドｆ０がｔ＝０の時
間に発生し、入力フィールドｆ１がｔ＝１の時間に発生
すると考えたとき、出力フィールドがｔ＝０．３の時間
に発生する場合である。

【００１１】物体１０の動きを表すためには、物体１０
は出力フィールドの位置９０にて補間されるべきであ
る。位置９０は、ベクトル減数時に動きベクトルＶが割
当てられた、出力フィールドのブロック８０の中にあ
る。したがって、物体１０は、動きベクトルＶを用いて
正確に補間することができる。

【００１２】これに対し、図５は、時間位置ｔ＝０．７
における出力フィールドの補間を示す。この場合、物体
１０が補間されるべき位置１００は、動きベクトルＶが
割当てられなかった、出力フィールドのブロック１１０
の中にある。したがって、動きベクトルＶを補間に使用
できないので、物体１０を出力フィールドで正確に補間
することができない。

【００１３】よって、出力フィールドのブロックが、他
のブロックからもっと適当な動きベクトルを「借りる」
ことができるベクトル減数を用いるにも拘らず、出力フ
ィールドの一部分を正確に補間するのに必要な動きベク
トルが、ベクトル減数によって使用できなくなる（図５
に示したような）事態が起こりうる。これは、２連続フ
ィールド間を物体が急速に動き、その動きを表す動きベ
クトルがサーチブロックの大きさより著しく大きい場合
に、特に問題となる。したがって、本発明の課題は、か
ような問題を解決することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、入力
ビデオ信号の時間的に隣接する入力映像の対応する対か
ら出力ビデオ信号の出力映像を補間する、次の如き動き
補正ビデオ信号処理装置を提供する。即ち、このビデオ
信号処理装置は、入力映像対の一方の夫々のサーチブロ
ックの当該映像及び上記対の他方の映像間の映像の動き
を表す複数の局部動きベクトルを発生する手段と、各局
部動きベクトルによって指し示される、出力映像のブロ
ックを検出する手段と、動きベクトルのグループを出力
映像の各ブロックに割当てる手段であって、該ベクトル
のグルーブは、少なくとも出力映像の当該ブロックを指
し示す局部動きベクトルを含む１組の動きベクトルから
選択されたものである、上記割当て手段と、当該ブロッ
クに割当てられた動きベクトルのグルーブから１つの動
きベクトルを用いて、入力映像対から出力映像の各ブロ
ックのピクセルを補間する動き補正補間器とを具える。

【００１５】本発明によれば、各動きベクトルが、当該
動きベクトルによって指し示される、出力映像のブロッ
クに割当てられる。こうすれば、適正な動きベクトルを
該動きベクトルが関係する映像部分の補間に使用するこ
とができなかった上述の問題が回避される。

【００１６】補間に用いる動きベクトルの選択幅を与
え、特定のブロックを指し示す動きベクトルがないとい
う事態に備えるために、出力映像の各ブロックに対する
動きベクトルの組は、対応するサーチブロックに対する
局部動きベクトルを含むのがよい。

【００１７】最も適する複数動きベクトルを出力映像の
各ブロックに割当てるために、上記割当て手段は、出力
映像の各ブロックに対し、動きベクトルの夫々の組にお
ける各動きベクトルの、当該ブロックのピクセルの補間
の使用に対する適性を示す公算値を導出する手段と、出
力映像の各ブロックに対する動きベクトルの夫々の組か
ら、最高の公算値をもつ所定数の動きベクトルを検出す
る手段とを有するのがよい。

【００１８】出力映像の各ブロックについては、対応す
るサーチブロックに対する局部動きベクトルは、所定の
一定値に等しい公算値を有するのがよい。好適な具体構
成では、出力映像の各ブロックについて、当該ブロック
を指し示す局部動きベクトルに対する公算値は、当該ブ
ロックと、当該動きベクトルの方向に投影された当該動
きベクトルに対応するサーチブロックとの間の交差面積
に比例する。

【００１９】例えば、動く物体が僅かに隣接ブロックと
重なる場合に適当な動きベクトルを与えるため、出力映
像の各ブロックに対する動きベクトルの組は、出力映像
の当該ブロックに隣接する複数ブロックを指し示す複数
の局部動きベクトルを含むのがよい。

【００２０】この場合、出力映像の各ブロックについ
て、出力映像の隣接するブロックを指し示す局部動きベ
クトルに対する公算値は、出力映像の先に述べたブロッ
クと、該動きベクトルの方向に投影された該動きベクト
ルに対応するサーチブロックとの間の交差面積に比例す
るのがよい。

【００２１】出力映像の各ブロックについて、出力映像
の隣接するブロックを指し示す局部動きベクトルに対す
る公算値は、該動きベクトルの方向によって決まるのが
よい。

【００２２】本装置は、複数の局部動きベクトルのうち
最も共通するものから選択された複数の異なる動きベク
トルを含む広域動きベクトルを導出する手段を具えるの
がよい。この場合、広域動きベクトルを補間処理に関与
させるため、出力映像の各ブロックに対する動きベクト
ルの組は広域動きベクトルを含むのがよい。

【００２３】ただし、広域動きベクトルの動きに関係し
ない出力映像部分を表すブロックに広域動きベクトルが
割当てられるのを避けるため、本装置は、各広域動きベ
クトルに対し、対応するサーチブロックが当該広域動き
ベクトルの所定の許容誤差内の局部動きベクトルを有す
る出力映像のブロックであることを示す、広域ベクトル
・マスクを導出する手段を具えるのがよい。また、出力
映像の各ブロックについて、各広域動きベクトルに対す
る公算値は夫々の広域ベクトル・マスクによって決まる
のがよい。

【００２４】好適な具体構成では、本装置は、１つ以上
の広域動きベクトルが少なくとも局部動きベクトルの所
定比率にほぼ等しいかどうかを検出することにより、入
力映像のパンされる（上下左右の）動きを検出する手段
を具えるのがよい。この場合、割当て処理において一層
大きな重みを広域動きベクトルに与えてもよい。詳しく
は、出力映像の各ブロックについて、各広域動きベクト
ルに対する公算値を、入力映像のパン運動が検出される
かどうかによって決めるのがよい。

【００２５】また、補間に使用できる動きベクトルの選
択範囲を増すために、割当て手段は、出力映像の各ブロ
ックにゼロ動きベクトルを割当てる動作をするのがよ
い。これは、他に適当な動きベクトルが見付からないと
き、本装置の動作が非動き補正装置の動作より悪くはな
らないことを意味する。

【００２６】本装置は、出力映像の各ピクセルの補間に
用いる動きベクトルを選択する手段であって、当該出力
映像に割当てられた上記グルーブにおける各動きベクト
ルによって指し示される入力映像のテストブロック間の
相関度を検出する手段と、夫々のテストブロック間で最
高相関度をもつ動きベクトルのグルーブから１つの動き
ベクトルを選択する手段とを含む、上記選択手段を具え
るのがよい。

【００２７】本発明は、種々のフォーマットの入力及び
出力ビデオ信号に適用できるが、入力映像は、入力飛越
しビデオ信号の連続するフィールドを含むものがよい。
また、出力映像は、出力飛越しビデオ信号のフィールド
を含むのがよい。

【００２８】本発明による装置は、テレビジョン方式変
換装置に用いて好適である。

【００２９】本発明は、他の面からみて、出力ビデオ信
号の出力映像を入力ビデオ信号の時間的に隣接する入力
映像の対応する対から補間する動き補正ビデオ信号処理
方法を提供する。その方法は、入力映像対の一方の夫々
のサーチブロックの、当該映像及び上記対の他方の映像
間の映像の動きを表す複数の局部動きベクトルを発生す
るステップと、各局部動きベクトルによって指し示され
る出力映像のブロックを検出するステップと、出力映像
の各ブロックに動きベクトルのグルーブを割当てるステ
ップであって、該ベクトルのグルーブは、少なくとも出
力映像の当該ブロックを指し示す局部動きベクトルを含
む１組の動きベクトルから選択されるものである、上記
割当てステップと、当該ブロックに割当てられたグルー
ブから１つの動きベクトルを用いて、入力映像の対から
出力映像の各ブロックのピクセルを補間するステップと
を含む。

【００３０】

【実施例】以下、図面により本発明を具体的に説明す
る。図６は、本発明を用いうる動き補正テレビジョン
（標準）方式変換装置を示すブロック図である。本装置
は、入力飛越しデジタルビデオ信号２５０（例えば、１
１２５／６０、２：１高精細度ビデオ信号（ＨＤＶ
Ｓ））を受信し、出力飛越しデジタルビデオ信号２６０
（例えば、１２５０／５０、２：１信号）を発生するも
のである。

【００３１】入力ビデオ信号はまず、入力バッファ・パ
ッカー３１０に供給される。通常精細度入力信号の場
合、入力バッファ・パッカー３１０は、映像データを高
精細度（１６：９縦横比）フォーマットに変え、必要に
応じ黒ピクセルを詰める。ＨＤＶＳ入力の場合、入力バ
ッファ・パッカー３１０は、単にデータを一時記憶する
だけである。

【００３２】データは、入力バッファ・パッカー３１０
からマトリクス回路３２０に送られ、該回路では（必要
に応じ）入力ビデオ信号の測色法を標準の「ＣＣＩＲ
勧告６０１」（Ｙ，Ｃｒ，Ｃｂ）測色法に変換する。

【００３３】入力ビデオ信号は、マトリクス回路３２０
からタイムベース変換（ＴＢＣ）及びディレー（遅延）
回路３３０に、またサブサンプラー３７０を介してサブ
サンプルされたＴＢＣ及びディレー回路３８０に送られ
る。ＴＢＣ及びディレー回路３３０は、出力ビデオ信号
の各フィールドの時間位置を決め、出力フィールドの補
間に用いるため、当該出力フィールドに時間的に最も近
い２フィールドの入力ビデオ信号を選択する。出力ビデ
オ信号の各フィールドのために、上記ＴＢＣ回路で選択
された２入力フィールドは、当該出力フィールドを補間
する補間器３４０に送る前に適正に遅らされる。制御信
号ｔは、各出力フィールドの選択された２入力フィール
ドに対する時間位置を指示するもので、タイムベース変
換（ＴＢＣ）及びディレー回路３３０から補間器３４０
に供給される。

【００３４】サブサンプルされたＴＢＣ及びディレー回
路３８０も、同様な動作をするが、サブサンプラー３７
０により供給される空間的にサブ（ダウン）サンプルさ
れたビデオを使用する点が異なる。上記ＴＢＣ回路３３
０で選択されたフィールド対に対応するフィールド対
が、サブサンプルされたＴＢＣ及びディレー回路３８０
によりサブサンプルされたビデオから選択され、動きベ
クトルの発生に使用される。

【００３５】ＴＢＣ回路３３０及び３８０は、入力ビデ
オ信号、出力ビデオ信号又はその双方に関連した同期信
号に従って動作することができる。ただ１つの同期信号
しか供給されない場合、上記２ビデオ信号の他方のフィ
ールドのタイミングは、ＴＢＣ回路３３０，３８０で決
定論的に発生することができる。

【００３６】サブサンプルされたＴＢＣ及びディレー回
路３８０によって選択された、サブサンプルされた入力
ビデオ信号のフィールド対は、ブロック突合せ器３９
０、相関面処理器４００、動きベクトル推定器４１０、
動きベクトル減数器４２０、動きベクトル選択器４３０
及び動きベクトルあと処理器４４０より成る動き処理装
置３８５に供給される。上記入力フィールド対はまずブ
ロック突合せ器３９０に送られ、そこで、選択された２
入力フィールドのうち時間的に早いものにおけるサーチ
ブロックと、上記２入力フィールドのうち時間的に遅い
ものにおける（より大きい）サーチ区域との間の空間的
相関を表す相関面を計算する。

【００３７】相関面処理器４００は、ブロック突合せ器
３９０より出力された相関面から多数の補間された相関
面を発生し、これらは動きベクトル推定器４１０に送ら
れる。動きベクトル推定器４１０は、補間された相関面
における最大相関点を検出する。（元の相関面は実際上
２入力フィールドのブロック間の差を表すので、最大相
関点は相関面では最小点になる。よって、以下「最小
点」という。）最小点を検出するために、相関面に点を
補足して補間し、相関面発生のためにサブサンプルされ
たビデオを用いたことにより生じる解像度のロスを或る
程度補償する。動きベクトル推定器４１０は、検出した
各相関面における最小点から動きベクトルを発生し、こ
れを動きベクトル減数器４２０に送る。

【００３８】動きベクトル推定器４１０はまた、発生し
た各動きベクトルについて確認（信頼）テストを行い、
当該動きベクトルが平均データレベルよりかなり上にあ
るかをどうかを確かめ、確認テストの結果を示す確認フ
ラグを各動きベクトルに付ける。確認テストは、「閾
値」テストとして知られ、前記ＧＢ−Ａ−２，２３１，
７４９号に（図６の装置の幾つかの他の特色と共に）記
載されている。

【００３９】動きベクトル推定器４１０はまた、各ベク
トルが偽物であるかどうかを検出するテストも行う。こ
のテストでは、相関面（検出した最小点の周りの除外域
は除く。）を調べて次の最小点を検出する。この２番目
の最小点が除外域のエッジ（端縁）にない場合、最初の
最小点から導出された動きベクトルは、偽物の可能性が
あるものとしてフラグが付けられる。

【００４０】動きベクトル減数器４２０は、出力フィー
ルドの各ピクセルについて可能性のある動きベクトルの
選択幅を減らしてから、動きベクトルを動きベクトル選
択器４３０に送る。出力フィールドは、概念的に複数の
ピクセルブロックに分割される。それら各ブロックは、
出力フィールド内に上記選択された入力フィールドのう
ち早いものにおけるサーチブロックと対応する位置を有
する。動きベクトル減数器は、４つの動きベクトルのグ
ループを出力フィールドの各ブロックに対応させ、当該
ブロック内の各ピクセルは、当該グループの４動きベク
トルの選択された１つを用いて補間される。

【００４１】「偽物」としてフラグを付けられたベクト
ルは、すぐ近くのブロックにおけるフラグの付かないベ
クトルと同一である場合、ベクトル減数時に再適格化さ
れる。

【００４２】動きベクトル減数器４２０は、その機能の
一部として、「適正な」動きベクトル（即ち、確認テス
ト及び偽物テストに合格した動きベクトル、又は偽物で
ないと再適格化されたもの）の発生頻度を、それらの動
きベクトルを得るのに用いた入力フィールドのブロック
の位置を考慮することなくカウントする。適正な動きベ
クトルをそれから、頻度が減少する順に格付けする。互
いにかなり異なる適正動きベクトルのうち最も共通する
ものを、「広域」動きベクトルとして分類する。確認テ
ストに合格した３つの動きベクトルがそれから、出力ピ
クセルの各ブロックに対して選択され、ゼロ動きベクト
ルと共に、動きベクトル選択器４３０に送られ更に処理
される。出力フィールドの各ブロックに対する３つの動
きベクトルの選び方は、あとで詳しく述べる。

【００４３】動きベクトル選択器４３０は、サブサンプ
ルされたＴＢＣ及びディレー回路３８０によって選択さ
れ、動きベクトルの計算に使用された２入力フィールド
をも入力として受信する。これらのフィールドは、適当
に遅延されて、動きベクトル選択器４３０にこれらのフ
ィールドから導出されたベクトルと同時に供給される。
動きベクトル選択器４３０は、出力フィールドのピクセ
ル当たり１つの動きベクトルを含む出力を供給する。こ
の動きベクトルは、動きベクトル減数器４２０によって
供給される当該ブロックに対する４つの動きベクトルか
ら選択される。

【００４４】ベクトル選択プロセスは、被テスト（テス
トされている）動きベクトルによって指し示される２つ
の入力フィールドのテストブロック間の相関度の検出を
含んでいる。テストブロック間の最大相関度をもつ動き
ベクトルが、出力ピクセルの補間に使用するために選択
される。ベクトル選択器はまた、「動きフラグ」を発生
する。このフラグは、ゼロ動きベクトルによって指し示
されるブロック間の相関度がプリセットされた閾値より
大きい場合、「静止」（動きなし）にセットされる。

【００４５】ベクトルあと処理器４４０は、動きベクト
ル選択器４３０により選択された動きベクトルのフォー
マットを、画像の垂直又は水平のスケーリングがある場
合これを表すように改め、このフォーマットを変えたベ
クトルを補間器３４０に供給する。補間器３４０は、動
きベクトルを用いて、ＴＢＣ及びディレー回路３３０に
より選択された対応する２つの（サブサンプルされな
い）飛越し入力フィールドから出力フィールドを補間す
る。この場合、現在補間器３４０に供給されている動き
ベクトルによって示されるいかなる映像の動きをも考慮
しながら補間を行う。

【００４６】動きフラグが、現在の出力ピクセルが映像
の動き部分内に在ることを示す場合、補間器に供給され
る２つの選択されたフィールドからのピクセルが、出力
フィールドの上記２入力フィールドに対する時間位置
（制御信号ｔで示される如き）に応じて、相対的比率で
結合される。即ち、より近い入力フィールドがより大き
な比率で結合される。動きフラグが「静止」にセットさ
れている場合、時間的加重（重み付け）は各入力フィー
ルドの５０％に固定される。補間器３４０の出力は、出
力バッファ３５０に送られ高精細度出力信号として出力
されると共に、通常精細度変換器（ダウンコンバータ）
３６０にも送られ通常精細度出力信号３６５として出力
される。

【００４７】ダウンコンバータ３６０は、本装置の出力
（例えば、高精細度ビデオ信号）の表示を従来精細度の
装置を用いてモニタしたり、送信したり、又は記録した
りすることを可能とする。これは、従来精細度記録機器
が高精細度機器よりかなり安価で、遙かに広く普及して
いるので、有益である。例えば、夫々地上及び衛星チャ
ンネルによって送信するには、通常及び高精細度ビデオ
の同時出力が必要であろう。

【００４８】サブサンプラー３７０は、マトリクス３２
０より受信した入力ビデオフィールドを水平及び垂直方
向に空間的にサブ（ダウン）サンプリングしてから、そ
れらの入力フィールドをタイムベース変換（ＴＢＣ）及
びディレー回路３８０に供給する。水平サブサンプリン
グは、入力フィールドがまず半帯域幅ローパスフィルタ
（２：１水平デシメーション（間引き）の本例の場合）
により予めフィルタリング（ろ波）され、各ビデオライ
ンに沿ってビデオサンプルが１つおきに捨てられ、これ
によって、各ビデオラインに沿うサンプルの数が半分に
減るという点において、容易な動作である。

【００４９】入力フィールドの垂直サブサンプリング
は、本例では、入力ビデオ信号２５０が飛越し走査され
ているため、複雑である。これは、各飛越しフィールド
におけるビデオサンプルの連続するラインが実効的に２
つのビデオラインに分かれ、各フィールドにおけるライ
ンが前後のフィールドのラインより完全フレームの１ビ
デオラインだけ垂直にずれていることを意味する。

【００５０】垂直サブサンプリングの１つの方法は、プ
ログレッシブ（連続又は順次）走査変換を行い（各々が
１１２５ラインをもつ連続するブログレッシブ走査され
たビデオフレームを発生し）、該プログレッシブ走査さ
れたフレームを２の率でサブサンプルして、垂直サブサ
ンプルを行うことであろう。しかし、効率のよいプログ
レッシブ走査変換は、或る程度の動き補正処理を必要と
し、その処理が動き処理装置３８５の動作に悪い影響を
与えることがある。更に、高精細度ビデオ信号の実時間
プログレッシブ走査変換は、特別に強力で複雑な処理装
置を必要とすることであろう。

【００５１】垂直空間サブサンプリングのもっと簡単な
方法は、図７に示すように、入力フィールドをまず垂直
方向にローパスろ波し（潜在的エイリアシングを減らす
ため）、次いで、各ピクセルを垂直方向にビデオライン
の１／２だけ下方（偶数フィールドの場合）又は上方
（奇数フィールドの場合）に実効的にずらす如きろ波を
行うことである。その結果得られるずれたフィールド
は、２の率で垂直方向にサブサンプルされたプログレッ
シブ走査フレームとほぼ均等である。

【００５２】したがって、要約すると、上述したサブサ
ンプリング動作の結果、動き処理装置３８５は、水平及
び垂直方向に２の率で空間的にサブサンプルされた入力
フィールド対について動作することになる。これによ
り、動きベクトル推定に要する処理が１／４に減少す
る。

【００５３】これより、動きベクトル減数器４２０の動
作を説明する。動きベクトル減数器４２０では、動きベ
クトルをそれらのベクトル方向に沿って投影して出力フ
ィールドに交差させ、これらのベクトルを投影された位
置でのベクトル選択に供する。このプロセスの例を図８
に示す。図８では、動きベクトルＶが出力映像のブロッ
ク１１０に投影されている。よって、ブロック１１０の
ピクセルを入力フィールドｆ０及びｆ１間における物体
１０の動きを表すために補間するとき、正しい動きベク
トル（Ｖ）を補間に使用することができる。

【００５４】図９は、図８と類似しているが、動きベク
トル投影の結果、出力フィールドの特定ブロックに対し
て１以上の動きベクトルが使用可能となる場合を示す。
図９において、物体５００がこれに対応する動きベクト
ルＶａを有し、物体５１０がこれに対応する動きベクト
ルＶｂを有する。動きベクトルＶａ及びＶｂを夫々のベ
クトル方向に沿って投影すると、出力フィールドのブロ
ック５２０に動きベクトルＶａ，Ｖｂの両方が割当てら
れることになる。そのとき、当該ブロックの各ピクセル
の補間に用いて適切な動きベクトルは、ベクトル選択器
によって決められる。

【００５５】図９はまた、例えば、入力フィールドｆ０
のブロック５３０から出力フィールドのブロック５４０
（このブロックは、ブロック５３０と対応する位置にあ
る。）へのゼロ動きベクトルの投影をも示す。ブロック
５５０の如き出力フィールドのブロックは、このブロッ
ク位置に投影される動きベクトルがない。ブロック５５
０のようなブロックに１以上の動きベクトルを割当てる
ために、修正したベクトル減数処理により、出力フィー
ルドの近隣ブロックに投影される動きベクトルを割当て
ることができる。

【００５６】動きベクトルの投影を用いるベクトル減数
処理を次に述べる。図１０は、最も共通する動きベクト
ル、即ち広域動きベクトルを検出する動きベクトル減数
器４２０の一部を示す。図１０において、入力フィール
ドの個々の対から発生された動きベクトルはすべて、ま
ず頻度アレイ６００に送られる。頻度アレイ６００は、
各々が頻度値を記憶するメモリ位置のアレイを含む。各
メモリ位置のアドレスは、動きベクトルの考えられる値
の夫々の水平及び垂直成分に等しい。各動きベクトルを
受信するに従い、対応するメモリ位置における頻度値が
インクリメントされる。

【００５７】動きベクトル全部の頻度値が頻度アレイ６
００に記憶され終わると、頻度アレイはアレイ走査器６
１０によって走査される。アレイ走査器６１０は、フィ
ールドの当該特定の対に対して発生された動きベクトル
の全体から、少なくとも所定量だけ異なる８つの最もよ
く現れる動きベクトルを検出する。これら８つの最もよ
く現れる動きベクトルは、「広域」動きベクトルと呼ば
れ、図１０の装置から出力され更に処理される。

【００５８】図１１は、動きベクトル減数器４２０の一
部をなす広域ベクトルマスク発生器を示すブロック図で
ある。図１１において、夫々のサーチブロックから発生
された局部動きベクトル及び関連する確認フラグは、ベ
クトルアレイメモリ６８０に記憶される。各局部ベクト
ルは、該ベクトルが導出された入力フィールド対の先行
するフィールドにおけるサーチブロックの位置に対応す
る、ベクトルアレイメモリ６８０内の位置に記憶され
る。

【００５９】同時に、図１０の広域ベクトル検出器によ
り導出された８つの広域ベクトルの各々は、６８１で全
体的に示した８つの比較器の夫々１つの一方の入力に供
給される。（実際には、８つの広域ベクトルの各々を夫
々の広域ベクトルメモリに記憶し、その内容を繰返して
読出し、必要に応じて対応する比較器６８１の入力に供
給するようにしてもよい。）

【００６０】アドレス発生器６８２の制御の下に、局部
動きベクトルをベクトルアレイメモリ６８０の連続する
位置から次々に読出し、各局部ベクトルを読出しながら
８つの比較器６８１の各々の他方の入力６８３に供給す
る。比較器６８１はそれから、局部動きベクトルと、比
較器の一方の入力に供給された８つの広域動きベクトル
の各々とを同時に比較する。

【００６１】各比較器６８１の出力は、同じくアドレス
発生器６８２によりアドレスされる、対応するマスクア
レイメモリ６８４を制御する。各比較器６８１におい
て、広域動きベクトルが、現在比較器に供給されている
局部動きベクトルの所定の許容誤差６８５の範囲内にあ
れば、比較器６８１は、ベクトルアレイメモリ６８０に
おける局部動きベクトルの位置に対応するマスクアレイ
メモリ６８４内の位置にあるマスクビットを「１」にセ
ットする。広域ベクトルが、局部動きベクトルの所定許
容誤差６８５の範囲内になければ、比較器６８１は上記
マスクビットを「０」にセットする。比較器６８１に供
給される許容誤差６８５の代表的な値は、例えば、水平
及び垂直方向に±１ピクセルであろう。

【００６２】こうして、各局部動きベクトルが順次ベク
トルアレイメモリ６８０から読出されるにつれ、各マス
クアレイメモリ６８４に、当該局部動きベクトルが、各
マスクアレイメモリ６８４が対応する広域動きベクトル
と同一又は類似かどうかを示すマスクビットがセットさ
れる。与えられた局部動きベクトルと比較の結果セット
されるマスクビットの位置は、ベクトルアレイメモリ６
８０内の当該ベクトルの位置、即ち、該局部ベクトルが
対応するブロックの原入力映像における位置に対応す
る。入力映像に対するすべての局部ベクトルについてこ
れが繰返され、広域マスクアレイ又はビットフィールド
が各々マスクアレイメモリ６８４に作り上げられる。各
広域マスクアレイは、広域動きベクトル及び原入力映像
のブロック間の結びつき、即ち対応を示す。

【００６３】図１２は、静止物体（窓７００）と動く物
体（車７１０）を含む映像の一部を示す図である。車７
１０の動きを表す動きベクトルの広域マスクアレイを図
１３に示す。

【００６４】図１３において、広域マスクアレイ７２０
は、図１２に示す原入力映像に対応するものである。図
示の広域マスクアレイ７２０は、図１２の車の動きに対
応する広域動きベクトルと、映像全体にわたって導出さ
れた局部動きベクトルとの比較によって得られたもので
ある。黒い正方形は、「セットされた」マスクビット、
即ち、広域動きベクトルと入力映像内の対応位置にある
ブロックとのつながりを示す、「１」にセットされたマ
スクビット、又はアレイエントリを示す。したがって、
予想されるように、図１２の動く車の部分を含むブロッ
クに対応する殆どのマスクビットは、マスクアレイ７２
０においてセットされている。

【００６５】しかし、例えば入力信号におけるノイズに
よって生じるエラーのため、動く車の体内のブロックに
対応する幾つかのマスクビットがセットされていないこ
とに気が付くであろう。同じく、広域マスクアレイ７２
０は、入力映像の静止部分に対応する幾つかのマスクビ
ットがセットされることを示している。広域マスクにお
けるかようなエラーをなくすため、図１１のマスクアレ
イメモリ６８４に記憶された各広域マスクに多段マスク
調整処理操作を施す。この操作は、実効的に、各々が対
応するマスクアレイメモリ６８４に接続された夫々の多
段フィルタ６８６によって行われる多段フィルタリング
（ろ波）操作である。このろ波処理の第１段階で行われ
る操作を、これより図１４を参照して説明する。

【００６６】図１４は、図１３に示したマスクアレイ７
２０の如き広域マスクアレイの一部拡大図である。同図
において、黒い正方形はセットされたマスクビット（値
「１」）を表し、白い正方形はセットされないマスクビ
ット（値「０」）を表す。フィルタ６８６によるろ波操
作の第１段階で、各マスクビットを、テストされている
（被テスト）マスクビット（中心マスクビット）の周囲
の３×３のマスクビット・グルーブの中の８つのマスク
ビットと一緒に考える。各３×３グルーブについて、セ
ットされたマスクビットの数を決定し、これを所定の第
１段階閾値と比較する（本例では、この第１段階閾値
は、例えば４又は５に設定してよい。）。セットされた
マスクビットの数が第１段階閾値を越え、且つ中心マス
クビットがセットされていない場合（図１４に示すよう
な場合）、中心マスクビットがセットされる。

【００６７】したがって、或るセットされないマスクビ
ットの周りの十分な数のマスクビットがセットされてお
れば、セットされないマスクビットを、セットされたマ
スクビットを示す「１」にセットする。３×３グルーブ
内のセットされたマスクビットの総数が第１段階閾値を
越えず、且つ中心マスクビットがセットされていなけれ
ば、中心マスクビットはそのままである。

【００６８】逆に、３×３グルーブ内のセットされたマ
スクの総数が第１段階閾値を越えないのに、中心マスク
ビットがセットされておれば、中心マスクビットは、セ
ットされないマスクビットを示す「０」にリセットされ
る。３×３グルーブ内のセットされたマスクビットの総
数が第１段階閾値を越え、且つ中心マスクビットがセッ
トされておれば、中心マスクビットはそのままである。

【００６９】ろ波処理時にマスクビットをリセットして
も、その段階における残りのろ波操作には影響しない。
これは、例えば、未ろ波マスクビットが読出されている
メモリアレイとは別のメモリにろ波済みマスクビットを
記憶させることにより、達せられる。ただし、この場
合、未ろ波マスクビットの読出しと既ろ波マスクビット
の出力との間に十分な遅れがあって、或るマスクビット
がリセットされたことが当該段階の残りのろ波操作時に
考慮されないように、フィルタを配置する。

【００７０】４又は５という比較的高い第１段階閾値で
の第１段階ろ波操作は、図１３に示す如き広域マスクア
レイに対し、図１２の車に対応するマスクアレイ７２０
の範囲における偽（にせ）のギャップを「埋め」、同じ
く図１２の映像の静止部分に対応する偽のセットされた
マスクビットを消すという効果を与えることになる。即
ち、第１段階ろ波操作の効果は、元の広域マスクアレイ
における偽のエラーをなくすことである。

【００７１】しかし、第１段階ろ波処理には、図１２の
車に対応するセットされたマスクビットのグループの全
体の面積を「縮める」という副作用がある。これは、車
の外縁に対応するセットされたマスクビットについて
は、その端縁から向こうのブロックに対するマスクビッ
トがセットされず、且つ、これらが十分な数に達する
と、車の端縁に対応する、最初にセットされたマスクビ
ットが「０」にリセットされるからである。この作用に
対抗するため、ろ波操作のあとの段階で閾値を減らし
て、ろ波操作を繰返す。例えば、第１段階後、第１段階
ろ波操作で生じた広域マスクを、２又は３に設定した所
定の閾値で再びフィルタ６８６に加えればよい。これ
は、広域マスクアレイにおいてセットされたマスクビッ
トの面積を、最初の未ろ波マスクアレイにおける面積と
ほぼ同じになるように「広げる」（勿論、偽のエラーな
しに）効果を有する。

【００７２】実際には、ろ波操作を第１段階後（より低
い閾値で）或る回数繰返し、最初の未ろ波マスクと比べ
て、広域マスクにおけるセットされたマスクビットの面
積が全体的にやや広がるようにするのがよい。本例で
は、ろ波操作を、高い閾値での第１段階ろ波操作のあと
３又は４回もっと低い閾値で繰返す。これは、与えられ
た広域ベクトルの適用を広域ベクトルが局部ベクトルの
許容誤差６８５の範囲内にあったブロックの近隣ブロッ
クをほんの少し越えるブロックまで拡大する効果を有す
る。即ち、ろ波操作に十分な段階を追加することによ
り、広域ベクトルの適用を、未ろ波広域マスクにおいて
対応するマスクビットがセットされたブロックに隣接す
るブロックを越えて拡大するのである。

【００７３】図１３に示した未ろ波広域マスクアレイ７
２０について、最終的なろ波された広域マスクアレイ７
３０を図１５に例示する。同図から、セットされたマス
クビットが、図１２の車に対応する広域動きベクトル
と、映像内の車の面積との間の対応関係を遙かに正確に
示していることが判るであろう。

【００７４】勿論、フィルタ６８６に２次元ＦＩＲ（有
限インパルス応答）３×３フィルタを用いてもよく、そ
の場合、係数をすべて１に設定し、出力が比較器への入
力となる加算器に９個のタップを接続する。該比較器の
他方の入力に関連する閾値を供給する。該比較器の出力
は、ろ波された広域マスクアレイを形成し、必要に応じ
て調整した閾値と共に再び次の段階のフィルタ入力に加
えることができる。

【００７５】したがって、フィルタ６８６から出力され
るろ波済み広域マスクアレイは、各広域ベクトルに対し
１つずつ、広域ベクトル制限器６８４によって出力され
る。

【００７６】図１６は、出力フィルタの各ブロックに割
当てるべき３つの動きベクトルを選択する作用をする、
動きベクトル減数器４２０の更に他の部分を示すブロッ
ク図である。図１６には、入力ベクトルメモリ８００、
位置発生器８１０、隣接オフセット加算器８２０、ベク
トル投影加算器８３０、乗算器８４０、出力ベクトルメ
モリ８５０、公算メモリ８６０、公算処理器８７０、比
較器８８０，８９０及びラッチ９００が示されている。

【００７７】出力ベクトルメモリ８５０は、３つのメモ
リ（番号１，２，３を付す）に常時ゼロ動きベクトルを
保持する１つのメモリを加えたものと考えられる。同様
に、公算メモリ８６０も、実際には３つの公算メモリ
（同じ番号１，２，３を付す）を含む。

【００７８】図１６の装置の動作をこれより図１７〜２
７を参照して説明する。しかし、図１６の装置（特に公
算処理器８７０）の基本動作は、夫々の「公算」（見込
み、確率）を出力フィルタの各ブロックに対する各広域
ベクトル、各局部ベクトル及び各投影（された）局部ベ
クトルに割当てることである。この処理の間、各ブロッ
クに対し現在最も高い３つの公算を公算メモリ８６０に
記憶させ、それらの公算値に対応する動きベクトルを出
力ベクトル８５０に記憶させる。

【００７９】位置発生器８１０は、入力フィルタにおけ
る考えられるすべてのブロックアドレスを循環するアド
レスカウンタを発生する（各アドレスに対し、動きベク
トルが入力ベクトルメモリに記憶されている。）。

【００８０】投影されるベクトルを考えるに、乗算器８
４０は、各動きベクトルに、出力フィールドの時間位置
（図６のタイムベース変換器から得られる）を１ブロッ
クにおけるピクセル数（ブロックサイズ）で割ったもの
を乗じる。これは、ベクトル投影加算器８３０によっ
て、位置発生器８１０が出力する現在のアドレス及び隣
接オフセット（ｉ，ｊ）に加算される。ベクトル投影加
算器８３０は、ベクトル方向に沿って投影された架空の
サーチブロックの左下隅による、交差されるブロックの
整数アドレスＦと、投影されたブロック位置の小数部を
表す小数アドレスｆ（ただし、０≦ｆ＜１）とを出力す
る。

【００８１】広域ベクトル、局部ベクトル及び投影（さ
れた）局部ベクトルのすべてに対する公算値を考慮し終
わったとき、出力ベクトルメモリ８５０は、出力フィー
ルドの各ブロックに対する３つの最も選ばれる見込みが
あるベクトルを含有すると考えられる。これら３つの最
も見込みがある動きベクトルは、ゼロ動きベクトルと一
緒に出力ベクトルメモリ８５０から出力され、ベクトル
選択器４３０に供給される。この基本動作を図１７のフ
ローチャートに示す。同図は、個々の出力映像の各ブロ
ックに４つの動きベクトルを割当てるために図１６の装
置が行うステップを示している。

【００８２】図１６及び１７において、ステップ９００
で、出力ベクトルメモリ８５０及び公算メモリ８６０が
リセット信号８５５によりリセットされる。これに伴
い、出力ベクトルメモリ８５０に記憶された動きベクト
ルがゼロ動きベクトルに設定され、公算メモリ８６０に
記憶された全公算値がゼロに設定される。

【００８３】ステップ９１０で、局部動きベクトルに対
する公算値が決定され、公算メモリ８６０に記憶され
る。このプロセスは、あとで図１８を参照して説明す
る。ステップ９２０で、広域動きベクトルに対する公算
値が決定され、記憶される。このプロセスは、図１９及
び２０を参照してあとで説明する。ステップ９３０で、
投影動きベクトルに対する公算値が決定され、記憶され
る。このプロセスは、図２１〜２７を参照してあとで説
明する。

【００８４】ステップ９３０に続いて、局部動きベクト
ル、広域動きベクトル及び投影動きベクトル全部に対す
る公算値が考慮される。そうすれば、出力ベクトルメモ
リ８５０は、出力フィールドの各ブロックに対する３つ
の最も選ばれる見込みのあるベクトルを含有すると考え
られる。したがって、図１７の最終ステップ９４０で、
出力フィールドの各ブロックに対し、出力ベクトルメモ
リ８５０に記憶されたそれら３つの動きベクトル（これ
にゼロ動きベクトルを加えたもの）がベクトル選択器４
３０に供給される。

【００８５】図１８は、局部動きベクトルに対応する公
算値を設定する図１７のステップ９１０を詳細に示すフ
ローチャートである。これらの公算値は、入力フィール
ドｆ０における個々のサーチブロックから発生された動
きベクトルが、当該サーチブロックと位置が対応する出
力フィールドのブロックのピクセルの補間のための使用
に適するという概念的な公算（可能性）を表すものであ
る。

【００８６】次の説明において、入力ベクトルメモリ８
００に記憶された動きベクトルは、入力フィールドｆ０
内の対応サーチブロックの水平及び垂直位置を表す夫々
の水平及び垂直座標によってアドレスされるものとす
る。図１８において、ステップ１０００で、出力ベクト
ルメモリ８５０及び公算メモリ８６０における位置のア
ドレスを表すアドレスカウンタが（０，０）に設定され
る。制御は、ステップ１０１０，１０２０，１０３０及
び１０４０を含むループに回される。

【００８７】ステップ１０１０で、公算変数は定数、即
ちＬ_local に設定される。ステップ１０２０で、公算値
及び現在の局部ベクトルの公算メモリ８６０及び出力ベ
クトルメモリ８５０への書込みを制御する書込みイネー
ブル（許可）信号Ｗ１，Ｗ２及びＷ３が導出される。こ
れら３つの書込みイネーブル信号の導出は、次のＢoole
an方程式によって決められる。

【００８８】

【数１】

【００８９】上式における変数その他の記号の意味は、
次のとおりである。 Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３：３出力ベクトルメモリ８５０及び３
公算メモリ８６０の夫々１つに対する書込みイネーブル
信号 Ｌ₁ ，Ｌ₂ ，Ｌ₃ ：公算メモリ８６０の夫々１つに記憶
された公算値 Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ₃ ：比較器８８０によって発生され、現
在の動きベクトルが３出力ベクトルメモリ８５０の夫々
１つに記憶された動きベクトルの１つに等しいかどうか
を示す変数 Ｚ ：比較器８９０によって発生され、現在の動き
ベクトルがゼロ動きベクトルに等しいかどうかを示す変
数 Ｌ_local ：上述のステップ１０１０で各局部動きベ
クトルに割当てられた一定公算値

【００９０】いい換えると、書込みイネーブル（信号）
Ｗ１（これは、公算メモリ及び出力ベクトルメモリの最
初の１つへの現在の動きベクトルの書込みを制御す
る。）は、次の条件がすべて満たされると、セットされ
る。(i) 現在公算メモリ１に保持されている公算値が
Ｌ_local より小さくなければならないこと、及び(ii)
公算メモリ１に保持されている公算値が、他の２つのど
ちらの公算メモリに保持されている公算値より小さい
か、又は、現在考えている動きベクトルが現在出力ベク
トルメモリ１に記憶されている動きベクトルと等しいこ
と、及び(iii) 現在の動きベクトルがゼロでないこと、
及び(iv) 現在の動きベクトルが、他の２つの出力ベク
トルメモリに現在記憶されている動きベクトルのどちら
とも等しくないこと。

【００９１】他の２つの書込みイネーブルＷ２及びＷ３
も同様にして導出するが、上述の条件が２以上の書込み
イネーブルに当てはまるとき、Ｗ１がＷ２に優先してセ
ットされ、Ｗ２がＷ３に優先してセットされるように考
慮する。

【００９２】図１８に示す動作は、出力ベクトルメモリ
８５０及び公算メモリ８６０がリセットされ終わると
（ステップ９００）直ちに行われるので、Ｗ１は常にス
テップ１０２０でセットされることが明らかである。し
たがって、ステップ１０２０は、簡単な「Ｗ１をセット
せよ」のステップで置換えてもよいことになる。しか
し、本例では、ステップ１０２０での処理と類似の処理
を、広域及び投影ベクトルに対する公算を設定するとき
にも使用する。３つの処理に類似の処理方法を用いる
と、装置が簡単になる。

【００９３】ステップ１０３０で、入力ベクトルメモリ
８００の現在のアドレスにある動きベクトルが、書込み
イネーブルＷ１，Ｗ２及びＷ３の制御の下に出力ベクト
ルメモリ８５０の１つに書込まれる。同時に、ステップ
１０１０で設定された公算（値）が、公算メモリ８６０
の対応する１つの同じ位置に（同じく書込みイネーブル
Ｗ１，Ｗ２及びＷ３の制御の下で）書込まれる。

【００９４】ステップ１０４０で、アドレス値がインク
リメントされる。アドレス値がその時（ｍａｘ−ｘ，ｍ
ａｘ−ｙ）、即ち、全アドレスを考え終わったことを示
す、ｘ及びｙ方向における最高値に達すると、処理は終
了する。最大ｘ及びｙ値に達しなければ、制御は新しい
アドレス値と共にステップ１０１０に回される。

【００９５】図１９は、図１８と同様に、図１７のステ
ップ９２０、即ち広域ベクトルに対する公算値の設定に
含まれるステップを示す。図１９に示す処理ステップ
は、８つの広域動きベクトルを考えるために、次のステ
ップに進む前に１つ１つ８回繰返される。或いは、図１
９全体のプロセスを８回繰返してもよい。

【００９６】図１９におてい、出力ベクトルメモリ８５
０及び公算メモリ８６０内の位置のアドレスを表すアド
レスカウンタが、ステップ１１００で（０，０）に設定
される。制御はそれから、ステップ１１１０，１１２
０，１１３０及び１１４０を含むループへと進む。

【００９７】ステップ１１１０で、アドレスカウンタに
より指定される現アドレスにある各広域（動き）ベクト
ルに対し、公算値が発生される。この公算値は、次式に
より導出される。 公算＝ｇｍａｓｋ（ベクトル、アドレス）・Ｌ_g 上式においてｇｍａｓｋ（ベクトル、アドレス）は、当
該位置の当該広域ベクトルに対する広域ベクトルマスク
（例えば、図１５に示したマスク）の状態を表すもので
あり、値Ｌ_g は定数である。

【００９８】いい換えると、考慮中の広域ベクトルに対
する現アドレス位置に広域ベクトルマスクがセットされ
ていれば、当該位置において当該ベクトルに公算値Ｌ_g
が割当てられ、広域ベクトルマスクビットがセットされ
ていなければ、公算値はゼロに設定されることになる。

【００９９】ステップ１１２０で、上述と同様にして書
込みイネーブル信号Ｗ１，Ｗ２及びＷ３が導出される。
実際に使用される式は、次のとおりである

【０１００】

【数２】

【０１０１】ステップ１１３０で、入力ベクトルメモリ
８００内の現アドレスにある動きベクトルが、書込みイ
ネーブルＷ１，Ｗ２及びＷ３の制御の下に出力ベクトル
メモリ８５０の１つに書込まれる。同時に、ステップ１
１１０で設定された公算が、公算メモリ８６０の対応す
る１つにおける同じ位置に（同じく書込みイネーブルＷ
１，Ｗ２及びＷ３の制御の下で）書込まれる。

【０１０２】ステップ１１４０で、アドレス値がインク
リメントされる。アドレス値が（ｍａｘ−ｘ，ｍａｘ−
ｙ）、即ち、全アドレスが考慮され終わったことを示
す、ｘ及びｙ方向における最大値に達すると、処理は終
了する。最大ｘ及びｙ値に達しなければ、制御は新しい
アドレス値と共にステップ１１１０に回される。

【０１０３】図１９の説明では、ステップ１１１０で割
当てられた広域ベクトル公算は、当該位置における広域
ベクトルマスクビットの状態と定数Ｌ_g とのみによって
決定された。他の具体構成では、値Ｌ_g も変数である。
この方法を次に図２０を参照して説明する。この図は、
図１０の頻度アレイ６００の一部を示すものである。

【０１０４】頻度アレイ６００において、アレイ内の１
位置に記憶された頻度値Ｎは、アレイ内の当該頻度値の
ｘ及びｙアドレスに対応する水平及び垂直成分をもつ動
きベクトルの発生頻度（入力フィールド対全体にわた
る）を表す。実際には、前述のように、夫々動きベクト
ルが所定量以上異なる８つの最高頻度値を頻度アレイ６
００の中で検出することにより、８つの広域動きベクト
ルを導出する。

【０１０５】頻度アレイ６００または、映像全体のパン
する動きの検出にも用いられる。この具体構成では、該
検出を、広域ベクトルの１つの発生頻度を表す頻度値Ｎ
₁ の周りの３×３グリッドを形成する９つの頻度値Ｎ₁
〜Ｎ₉ を合算することによって行う。いい換えると、８
つの広域ベクトルを導出するために上述のように８つの
最高頻度値を検出し、それから、それら８つの値の各々
の周りの３×３グリッドにおける頻度値を合算する。

【０１０６】広域動きベクトルのどれか１つに対する３
×３グリッドの頻度値の和が、映像対全体にわたって検
出された有効な動きベクトルの数の所定比率（例えば、
１／４）を越えると、これは、映像の大部分がほぼ同じ
動きをしている（例えば、カメラのパンが行われてい
る。）ことを示す。このことは、ベクトル減数処理でも
っと大きな重みを広域ベクトルに与えてよいことを意味
する。

【０１０７】したがって、次の場合には「パン」フラグ
がセットされる。 パンフラグがセットされると、、これは、広域動きベク
トルに対する公算値を増すべきであることを示す。これ
は、パンフラグがセットされたとき、値Ｌ_g を増すこと
によって行うことができる。

【０１０８】図２１は、図１７のステップ９３０、即
ち、投影局部動きベクトルに対する公算値の設定を行う
のに必要なステップを詳細に示すフローチャートであ
る。図２１において、出力ベクトルメモリ８５０及び公
算メモリ８６０における位置のアドレスを表すアドレス
カウンタが、ステップ１２００で（０，０）に設定され
る。制御はステップ１２１０に進み、そこで、２つのオ
フセットカウンタｉ及びｊが夫々（０，０）の値にセッ
トされる。制御はそれから、ステップ１２２０，１２３
０，１２４０及び１２５０を含むループに進む。

【０１０９】ステップ１２２０で、アドレスカウンタに
より指定される現アドレス、ベクトルの大きさと方向、
及びオフセットカウンタによって決まる投影（された）
アドレスにある各局部動きベクトルに対し、公算値が発
生される。

【０１１０】（ｉ，ｊ）＝（０，０）の場合、この公算
値は次式より導出される。 ｇ（ｆ，０，０）＝（１−ｆ_X ）・（１−ｆ_y ） ただし、ｆ_X はベクトル投影加算器８３０（図１６）に
よって発生される水平アドレス成分の小数部分、ｆ_y は
ベクトル投影加算器８３０によって発生される垂直アド
レス成分の小数部分を示す。

【０１１１】ｇ（ｆ，０，０）の値は、現在の動きベク
トルに沿って投影された、入力フィールドの架空のサー
チブロックと、ベクトル投影加算器８３０の出力の整数
部分によって指定されるアドレスにおける出力映像のブ
ロックとの間の交差面積を表す。該面積は、サーチブロ
ックの面積の一部分として表すことができる。この概念
を図２２に図式的に示す。同図において、陰影を付した
面積１３００は、現動きベクトルに沿って投影されたサ
ーチブロック１３１０と、ベクトル投影加算器８３０の
出力の整数部分に対応するアドレス、即ちＦ_X ，Ｆ_y に
ある出力映像のブロック１３２０との交差面積を表す。
図２２にはまた、その小数値ｆ_X 及びｆ _y をも示す。同
図より、面積１３００は、ブロック１３２０の面積の一
部分（１−ｆ_X ）・（１−ｆ_y ）に等しいことが明らか
である。

【０１１２】一般に、投影サーチブロックは、出力フィ
ールドの２×２アレイの４つのブロックと交差する。こ
れらの交差されるブロックの投影アドレスに対する位置
は、オフセットカウンタ（ｉ，ｊ）によって指定され
る。図２３は、投影サーチブロック１３１０と、（０，
１）だけ、即ち水平に０ブロック、垂直に１ブロックだ
けオフセットした（ずれた）ブロックとの間の交差面積
１３３０を示す。図２４は、投影サーチブロック１３１
０と、（１，０）だけ、即ち水平に１ブロック、垂直に
０ブロックずれたブロックとの間の交差面積１３４０を
示す。図２５は、投影サーチブロック１３１０と、
（１，１）だけ、即ち水平に１ブロック、垂直に１ブロ
ックずれたブロックとの間の交差面積１３５０を示す。

【０１１３】これらの近隣ブロックに割当てるべき公算
値は、夫々の交差面積を１ブロックの面積の一部分とし
て計算することによって決定される。ただし、投影サー
チブロックが出力映像のブロックと正確に重なる（一方
又は両方の方向において）特殊な場合には、上記近隣ブ
ロックに対する公算値を、交差されるブロックに対する
公算値の或る比率として計算する必要がある。

【０１１４】上記３つの近隣公算値の導出は、したがっ
て次のようになる。 ｇ（ｆ，０，１）＝（１−ｆ_X ）・ｆ_y （１−ｆ_X ）・ｆ_y ＞０のとき ＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ （１−ｆ_X ）・ｆ_y ＝０のとき ｇ（ｆ，１，０）＝ｆ_X ・（１−ｆ_y ） ｆ_X ・（１−ｆ_y ）＞０のとき ＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ ｆ_X ・（１−ｆ_y ）＝０のとき ｇ（ｆ，１，１）＝ｆ_X ・ｆ_y ｆ_X ・ｆ_y ＞０のとき ＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ ｆ_X ・ｆ_y ＝０のとき 上式において、Ｔは定数（１より小さい）である。

【０１１５】図２６は、図２３，２４，２５に示した２
×２アレイのブロックを囲む１２の近隣ブロック１４０
０への公算（値）の割当てを示す。図２６の各ブロック
は、ブロック（１３２０）に対する夫々のオフセット値
（ｉ，ｊ）と共に示してある。各ブロック１４００につ
いて、矢印は、当該ブロック１４００に対する公算を得
るため、公算値をどのブロックから修正したかを示す。
詳しくは、公算値をブロック１４００に割当てるための
計算に、次の式を使用する。 ｇ（ｆ，−１，−１）＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ ｇ（ｆ，−１，０）＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ ｇ（ｆ，−１，１）＝ｇ（ｆ，０，１）・Ｔ ｇ（ｆ，−１，２）＝ｇ（ｆ，０，１）・Ｔ ｇ（ｆ，０，−１）＝ｇ（ｆ，０，０）・Ｔ ｇ（ｆ，０，２）＝ｇ（ｆ，０，１）・Ｔ ｇ（ｆ，１，−１）＝ｇ（ｆ，１，０）・Ｔ ｇ（ｆ，１，２）＝ｇ（ｆ，１，１）・Ｔ ｇ（ｆ，２，−１）＝ｇ（ｆ，１，０）・Ｔ ｇ（ｆ，２，０）＝ｇ（ｆ，１，０）・Ｔ ｇ（ｆ，２，１）＝ｇ（ｆ，１，１）・Ｔ ｇ（ｆ，２，２）＝ｇ（ｆ，１，１）・Ｔ これらの式において、Ｔは定数（１より小）である。

【０１１６】図２１のステップ１２３０で、３つの書込
みイーネブル信号が、現在の投影アドレス及び現オフセ
ット値（ｉ，ｊ）にある現在の投影動きベクトルに対し
て導出される。書込みイネーブル信号の導出式は、次の
とおりである。

【０１１７】

【数３】

【０１１８】書込みイネーブル信号Ｗ１，Ｗ２及びＷ３
に応答して、現在のベクトルが出力ベクトルメモリ８５
０に書込まれ、公算は公算メモリ８６０に書込まれる
が、そのアドレスは、ベクトル投影加算器８３０の現出
力の整数部分、即ち、現ベクトルの投影アドレスにオフ
セット値（ｉ，ｊ）を加えたものに等しい。

【０１１９】ステップ１２５０で、オフセット値（ｉ，
ｊ）の次の組が選択され、制御はステップ１２２０に戻
る。上述の計算の相互依存性により、ステップ１２２０
で上述の式の全部を計算するために、ステップ１２５０
で、オフセットカウンタｉ及びｊを簡単に（−１，−
１）から（２，２）へインクリメントできない。その代
わりに、ステップ１２５０では、（ｉ，ｊ）の値を次の
順序で（０，０）からスタートして（２，２）で終わる
ように変えている。 （０，０） （０，１） （１，０）
（１，１） （−１，−１） （−１，０） （−１，１）
（−１，２） （０，−１） （０，２） （１，−１） （１，２） （２，−１） （２，０） （２，１）
（２，２）

【０１２０】ステップ１２５０で全オフセット値を使用
し終わると、制御はステップ１２６０に進み、そこでア
ドレスカウンタがインクリメントされる。制御は再びス
テップ１２１０に戻り、考えられる全アドレス値が考慮
され終わるまで続けられる（そのとき、プロセスは終了
する。）。

【０１２１】図２７は、図１７のステップ９３０（投影
ベクトルに対する公算値の設定）を行う図１６の装置の
動作の考えられる他のモードを示す図である。図１７の
残りのステップは、既に述べたように行うことができ
る。

【０１２２】図２７において、連続２入力フィールドｆ
０及びｆ１間での物体１５００の動きは、動きベクトル
１５１０で表されている。動きベクトル１５１０の投影
は、図１６に示したのと同じ方法で決定され、動きベク
トル１５１０によって交差される出力フィールドのブロ
ック１５２０が特定される。

【０１２３】動きベクトル１５１０はそれから、（例え
ば）３の公算（値）でブロック１５２０に割当てられ、
動きベクトルの方向によって変わる一層低い公算で隣接
（近隣）ブロックに割当てられる。詳しくは、交差ブロ
ック１５２０に対して右上及び左下の位置にある近隣ブ
ロックには、他の近隣ブロックより高い公算が割当てら
れる。

【０１２４】割当てる公算値を上述のように変化させる
と、動きベクトルの方向におおむね沿ってブロック１５
４０に、動きベクトルの方向に沿っていないブロック１
５５０より高い公算が当該動きベクトルに対して与えら
れる。ブロックが動きベクトルの方向に沿っているかど
うかは、次のようにして決める。 ａ）動きベクトルが正の水平成分及び正の垂直成分をも
つ場合、交差ブロックと左下及び右上の位置に隣接する
ブロックに、より高い公算値を与える。 ｂ）動きベクトルが正の水平成分及び負の垂直成分をも
つ場合、交差ブロックと右下及び左上位置に隣接するブ
ロックに、より高い公算値を与える。 ｃ）動きベクトルが非ゼロ水平成分及びほぼゼロの垂直
成分をもつ場合、交差ブロックと水平方向に隣接するブ
ロックに、より高い公算値を与える。 ｄ）動きベクトルが非ゼロ垂直成分及びほぼゼロの水平
成分をもつ場合、交差ブロックと垂直方向に隣接するブ
ロックに、より高い公算値を与える。

【０１２５】動きベクトルが特定方向にゼロ又は非ゼロ
の成分を有するかどうかは、動きベクトル発生時の無作
為（ランダム）ノイズの影響を補償するように、或る範
囲の値を用いて決定することができる。例えば、±５ピ
クセルまでの成分をもつ動きベクトルは、当該方向にゼ
ロ成分を有すると考えてよいであろう。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
以前に提案された動き補正ビデオ信号処理方式におい
て、出力フィールドの一部分を正確に補間するのに必要
な動きベクトルが、ベクトル減数処理によって使用でき
なくなる事態が発生するのを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】入力ビデオ信号の２連続フィールド間を動く物
体の１次元図である。

【図２】図１の入力フィールドから発生された動きベク
トルのアレイを示す図である。

【図３】出力フィールドのブロックへの動きベクトルの
グループの割当てを示す図である。

【図４】２入力フィールド間の３／１０時間位置にある
出力フィールドの補間を示す図である。

【図５】２入力フィールド間の７／１０時間位置にある
出力フィールドの補間を示す図である。

【図６】本発明を用いうる動き補正テレビジョン方式変
換装置のブロック図である。

【図７】飛越しフィールドの垂直サブサンプリングの簡
単な例を示す図である。

【図８】動きベクトルの投影の例を示す図である。

【図９】出力フィールドの１ブロックと２以上の投影動
きベクトルとが交差する場合の、動きベクトルの投影の
例を示す図である。

【図１０】図６の動きベクトル減数器の広域動きベクト
ルを検出する部分を示す図である。

【図１１】動きベクトル減数器内の広域ベクトルマスク
発生器を示す図である。

【図１２】静止物体及び動く物体を含む映像の例を示す
図である。

【図１３】図１２の車の動きベクトルの広域マスクアレ
イを示す図である。

【図１４】マスクろ波処理の第１段階操作の例を示す図
である。

【図１５】ろ波された広域ベクトルマスクの例を示す図
である。

【図１６】図１０の動きベクトル減数器の、出力映像の
各ブロックに３つの動きベクトルを割当てる部分を示す
ブロック図である。

【図１７】図１６の装置の基本動作を示すフローチャー
トである。

【図１８】図１７のステップ９１０の詳細を示すフロー
チャートである。

【図１９】図１７のステップ９２０の詳細を示すフロー
チャートである。

【図２０】図１０の頻度アレイ６００の一部を示す図で
ある。

【図２１】図１７のステップ９３０の詳細を示すフロー
チャートである。

【図２２】図２１の動作の説明に供する図（その１）で
ある。

【図２３】図２１の動作の説明に供する図（その２）で
ある。

【図２４】図２１の動作の説明に供する図（その３）で
ある。

【図２５】図２１の動作の説明に供する図（その４）で
ある。

【図２６】近隣ブロック１４００への公算値の割当てを
示す説明図である。

【図２７】図１７のステップ９３０における他の動作
（本発明の第２実施例の動作）を示す説明図である。

【符号の説明】

８００，８１０ 局部動きベクトル発生手段 ８２０，８３０，８４０ 出力映像ブロック検出手段 ８５０，８６０，８７０，８８０，８９０ 割当て手段
（公算値導出手段及び最高の公算値をもつ所定数の動き
ベクトルを検出する手段） ６００，６１０ 広域ベクトル導出手段 ６８１，６８４ 広域ベクトルマスク導出手段 ３４０ 動き補正補間器 ４３０ ベクトル選択器（動きベクトル選択手段）

フロントページの続き (72)発明者 モーガン ウィリアム エイモス デビッ ド イギリス国 サリー，ファーナム，ブルー ムリーフロード 18 (72)発明者 シーマ ラビジ ヴァーサニ イギリス国 エーボン，ウィンズクーム, チャーチロード 43 ザ コーチ ハウス

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ビデオ信号の時間的に隣接する入力
   映像の対応する対から出力ビデオ信号の出力映像を補間
   する動き補正ビデオ信号処理装置であって、 上記対の一方の入力映像の夫々のサーチブロックの、当
   該映像及び上記対の他方の映像間の映像の動きを表す複
   数の局部動きベクトルを発生する手段と、 各局部動きベクトルによって指し示される出力映像のブ
   ロックを検出する手段と、 動きベクトルのグループを出力映像の各ブロックに割当
   てる手段であって、該ベクトルのグループは、少なくと
   も出力映像の当該ブロックを指し示す局部動きベクトル
   を含む１組の動きベクトルから選択されたものである、
   上記割当て手段と、 当該ブロックに割当てられた動きベクトルのグループか
   ら１つの動きベクトルを用いて、入力映像対から出力映
   像の各ブロックのピクセルを補間する動き補正補間器と
   を具えた動き補正ビデオ信号処理装置。
2. 【請求項２】 出力映像の各ブロックに対する動きベク
   トルの組は、対応するサーチブロックに対する局部動き
   ベクトルを含む請求項１の装置。
3. 【請求項３】 上記割当て手段は、 出力映像の各ブロックに対し、動きベクトルの夫々の組
   における各動きベクトルの、当該ブロックのピクセルの
   補間の使用に対する適性を示す公算値を導出する手段
   と、 出力映像の各ブロックに対する動きベクトルの夫々の組
   から、最高の公算値をもつ所定数の動きベクトルを検出
   する手段とを有する請求項１又は２の装置。
4. 【請求項４】 出力映像の各ブロックについて、対応す
   るサーチブロックに対する局部動きベクトルが所定の一
   定値に等しい公算値を有する請求項３の装置。
5. 【請求項５】 出力映像の各ブロックについて、当該ブ
   ロックを指し示す局部動きベクトルに対する公算値は、
   当該ブロックと、当該動きベクトルの方向に投影された
   当該動きベクトルに対応するサーチブロックとの間の交
   差面積に比例する請求項３又は４の装置。
6. 【請求項６】 出力映像の各ブロックに対する動きベク
   トルの組は、出力映像の当該ブロックに隣接する複数ブ
   ロックを指し示す複数の局部動きベクトルを含む請求項
   １〜５のいずれか１項の装置。
7. 【請求項７】 出力映像の各ブロックについて、出力映
   像の隣接するブロックを指し示す局部動きベクトルに対
   する公算値は、出力映像の先に述べたブロックと、該動
   きベクトルの方向に投影された該動きベクトルに対応す
   るサーチブロックとの間の交差面積に比例する請求項３
   及び６の装置。
8. 【請求項８】 出力映像の各ブロックについて、出力映
   像の隣接するブロックを指し示す局部動きベクトルに対
   する公算値は、該動きベクトルの方向によって決まる請
   求項３及び６の装置。
9. 【請求項９】 複数の局部動きベクトルのうち最も共通
   するものから選択された複数の異なる動きベクトルを含
   む広域動きベクトルを導出する手段を具えた請求項１〜
   ８のいずれか１項の装置。
10. 【請求項１０】 出力映像の各ブロックに対する動きベ
    クトルの組は広域動きベクトルを含む請求項８の装置。
11. 【請求項１１】 各広域動きベクトルに対し、対応する
    サーチブロックが当該広域動きベクトルの所定の許容誤
    差内の局部動きベクトルを有する出力映像のブロックで
    あることを示す広域ベクトル・マスクを導出する手段を
    具える請求項９又は１０の装置。
12. 【請求項１２】 出力映像の各ブロックについて、各広
    域動きベクトルに対する公算値は、夫々の広域ベクトル
    ・マスクによって決まる請求項３及び１１の装置。
13. 【請求項１３】 １つ以上の広域動きベクトルが少なく
    とも局部動きベクトルの所定比率にほぼ等しいかどうか
    を検出することにより、入力映像のパンされる動きを検
    出する手段を具える請求項９〜１２のいずれか１項の装
    置。
14. 【請求項１４】 出力映像の各ブロックについて、各広
    域動きベクトルに対する公算値は、入力映像のパン運動
    が検出されるかどうかによって決まる請求項３及び１３
    の装置。
15. 【請求項１５】 上記割当て手段は、出力映像の各ブロ
    ックにゼロ動きベクトルを割当てる動作をする請求項１
    〜１４のいずれか１項の装置。
16. 【請求項１６】 出力映像の各ピクセルの補間に用いる
    動きベクトルを選択する手段であって、当該出力映像に
    割当てられた上記グループにおける各動きベクトルによ
    って指し示される入力映像のテストブロック間の相関度
    を検出する手段と、夫々のテストブロック間で最高相関
    度をもつ動きベクトルのグループから１つの動きベクト
    ルを選択する手段とを含む、上記選択手段を具える請求
    項１〜１５のいずれか１項の装置。
17. 【請求項１７】 入力映像が入力飛越しビデオ信号の連
    続するフィールドを含む請求項１〜１６のいずれか１項
    の装置。
18. 【請求項１８】 出力映像が出力飛越しビデオ信号のフ
    ィールドを含む請求項１〜１７のいずれか１項の装置。
19. 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれか１項の装置
    を含むテレビジョン標準方式変換装置。
20. 【請求項２０】 出力ビデオ信号の出力映像を入力ビデ
    オ信号の時間的に隣接する入力映像の対応する対から補
    間する動き補正ビデオ信号処理方法であって、 上記対の一方の入力映像の夫々のサーチブロックの、当
    該映像及び上記対の他方の映像間の映像の動きを表す複
    数の局部動きベクトルを発生するステップと、 各局部動きベクトルによって指し示される出力映像のブ
    ロックを検出するステップと、 出力映像の各ブロックに動きベクトルのグループを割当
    てるステップであって、該ベクトルのグループは、少な
    くとも出力映像の当該ブロックを指し示す局部動きベク
    トルを含む１組の動きベクトルから選択されるものであ
    る、上記割当てステップと、 当該ブロックに割当てられたグループから１つの動きベ
    クトルを用いて、入力映像対から出力映像の各ブロック
    のピクセルを補間するステップとを含む動き補正ビデオ
    信号処理方法。