JPH08149421A - 動きベクトルを用いた動き内挿方法および動き内挿回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動き内挿した画像信号にて静止領域付近の歪
みを軽減する。 【構成】 静領域検出回路12は動きベクトル検出回路12
にて検出した動きベクトルに基づいて動き領域中に静領
域が含まれる領域を検出する。その静領域を静領域拡大
部14にて、その周辺に拡大して動きベクトルを「0」 ベク
トルに変換させる。これにより、動きベクトル補正回路
16にてフィールド内挿比αにて動きベクトルを補正し、
その値にて動き補正メモリ18,20 から読み出されたフィ
ールド信号は、動き領域中の静領域周辺が動き「0」 の信
号として読み出される。この結果、加重加算回路32から
の動き補正フィールド信号と動き「0」 フィールド信号の
加重加算により出力される内挿フィールド信号は、動き
領域中の静止領域が確実に静止した信号となり、その周
辺の動き領域との加重加算が避けられる。この結果、静
止領域が周囲に広がったり、静止領域のゴーストが現れ
たりする歪みがほとんどない画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動きベクトルを用いた
動き内挿方法および動き内挿回路に係り、特に、たとえ
ば、異なるテレビジョン方式間にてフィールド数変換な
どの方式変換を行なうテレビジョン方式変換装置に用い
て好適な動きベクトルを用いた動き内挿方法および動き
内挿回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動きベクトルを用いて動き補正を
行なう技術は、画像伝送の場合の高能率符号化における
フレーム間符号化効率を向上させる際、またはテレビジ
ョン方式変換におけるフィールド数変換による動きの不
連続性を軽減させる際に用いられている。たとえば、テ
レビジョン方式変換の際の動き内挿方式としては、1989
年開催のテレビジョン学会全国大会予稿集20-5、1991年
発行のテレビジョン学会誌(Vol.45,No.12)第1534頁〜第
1543頁、特開平01-309597 号公報、または特開平03-280
681 号公報などに提案されているものがあった。

【０００３】テレビジョン方式変換では、たとえば、PA
L 方式からNTSC方式に方式変換する場合、50フィールド
から60フィールドのフィールド数変換が必要となり、５
フィール９ド毎に１つの内挿フィールドを形成してフィ
ールド数の変換を行なう。この場合、一般には内挿フィ
ールドを形成する両側の２つのフィールド信号を内挿フ
ィールドとの位置関係により決定されるフィールド内挿
比にて加重加算して内挿信号を得る線形内挿処理を行な
っていた。しかし、線形内挿処理では、フィールド内挿
比のレベル変化にてエッジ部付近がフィールド周期に応
じて二重になる現象、いわゆるジャーキネスが生じる。

【０００４】動きベクトルを用いた動き内挿方式は、こ
のジャーキネスの発生を軽減するものであり、少なくと
も１フィールド以上離れた信号を用いて、画像中の動き
物体の動きの大きさおよび動きの方向、すなわち動きベ
クトルを検出し、この値にフィールド内挿比を掛けた値
だけ動き物体を移動することで動き補正フィールド信号
を得る。動きベクトルがすべての動画の動きを100 ％と
らえることは困難であり、場合によってはエラーも発生
することがある。また、一般に動きベクトルを用いた補
正は画素以下、ライン以下は行なわない場合があるの
で、実用の動き補正は２つの信号をそれぞれ動き補正
し、その補正された信号をさらにフィールド内挿比で加
重加算して適応的に切り替えて内挿フィールド信号を得
る。

【０００５】この場合、上記文献では適応切り替えのた
めのパラメータとして、反復勾配法にて求めた動きベク
トルにて動き補正した動き補正フィールド間差分値、動
き補正する前の動き「0」 フィールド間差分値、および動
きベクトルの大きさなどを検出し、これらの値に応じて
動き補正フィールドの加重加算値および動き「0」 フィー
ルドの加重加算値をさらに適応係数にて加重加算して所
望の内挿フィールド信号を得ていた。

【０００６】ただし、動きベクトルの検出には、上記反
復勾配法の他に、たとえば、特開昭55-162683 号公報、
特開昭55-162684 号公報に記載されたようなフレーム間
の信号パターンの類似性に基づいて動きベクトルを求め
る、いわゆるパターンマッチング法にて検出してもよ
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術では、カメラにてパンするような一様な動
き画像では有効に歪みを軽減することができるが、たと
えば、静止した物体の周囲の背景が動いているときなど
のような、画像内に動領域と静領域が混在する画像は静
止物体の周辺にて画像歪みが生じる場合があるという問
題があった。

【０００８】つまり、静止した物体の位置では動き「0」
フィールドの差分値が動き補正フィールドの差分値より
小となるので、動き「0」 フィールドの信号が確実に選択
されるが、静止した物体の周囲近辺では動き補正したフ
ィールド間差分値と動き「0」フィールド間差分値が同様
な値となり、これらが加重加算された出力となる。した
がって、その結果の内挿フィールド信号は、静止物体が
周辺領域に広がったような画像となり、ときには静止領
域のゴーストがその周辺に現れてしまう場合があった。
特に、人間の視覚特性は、移動している物体を集中して
見る傾向にあるので、移動物体の歪みに比べて静止物体
の歪みが際立って見えてしまい、上記のような静止物体
の背景画面が移動する場合などに動き内挿した画面が見
ずらくなる問題が生じてくる。

【０００９】本発明は上記課題を解決して、静止領域の
背景画面が移動しているような画像に対しても画像歪み
の少ない内挿フィールド信号を得ることができ、したが
って動き内挿した画面を見やすくすることができる動き
ベクトルを用いた動き内挿方法および動き内挿回路を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による動きベクト
ルを用いた動き内挿方法は、上記課題を解決するため
に、ディジタル化された画像信号をそれぞれのフィール
ド毎に所定の大きさのブロックに細分化して、それぞれ
のブロック毎に動きベクトルを検出し、これら動きベク
トルに基づいて動き補正した動き補正フィールドを求
め、その動き補正フィールドおよび動き補正前の動き
「0」 フィールドのそれぞれの加重加算を含む、適応的な
切り替えに基づいて動き内挿処理を行なう動きベクトル
を用いた動き内挿方法において、被検出フィールドから
少なくとも１フィールド以上離れた信号間にてそれぞれ
のブロック毎に動きベクトルを検出する第１の工程と、
第１の工程にて検出した動きベクトルに基づいて被検出
フィールドの画像中の動きブロックと静止ブロックとを
判定する第２の工程と、第２の工程の検出結果にて動き
ブロック間に静止ブロックが存在する領域が検出された
場合に、その静領域を拡大して静領域周辺の動きブロッ
クの動きベクトルを動き「0」 ベクトルに変換する第３の
工程と、第３の工程にて拡大した「0」 ベクトルを含む動
きベクトルにて少なくとも被検出フィールドおよび前フ
ィールドの画像信号をそれぞれのフィールド内挿比に基
づいて動き補正した動き補正フィールドを得る第４の工
程と、第４の工程にて補正された動き補正フィールドお
よび動き補正をする前の動き「0」 フィールドの画像信号
のそれぞれの加重加算を含む適応的な切り替えに基づい
て内挿フィールドを求める第５の工程とを含むことを特
徴とする。

【００１１】この場合、第３の工程は、それぞれのブロ
ックの動きベクトルの大きさおよび方向ならびにフィー
ルド内挿比から求めたブロックの移動量に基づいて静止
領域の拡大範囲を設定する工程と、その設定領域内にて
第２の工程にて静止領域の動きベクトルを検出した場合
にその周囲の動きベクトルを「0」 ベクトルに拡大する工
程とを含むと有利である。

【００１２】また、第３の工程は、検出された動きベク
トルのそれぞれＸ方向およびＹ方向の成分別に拡大範囲
を設定して、それぞれの方向に静領域の動き「0」 ベクト
ルを拡大するとよい。

【００１３】一方、本発明による動き内挿回路は、ディ
ジタル化された画像信号をそれぞれのフィールド毎に所
定の大きさのブロックに細分化して、それぞれのブロッ
ク毎に動きベクトルを検出し、これら動きベクトルに基
づいて動き補正した動き補正フィールドを求め、その動
き補正フィールドおよび動き補正前の動き「0」 フィール
ドのそれぞれの加重加算を含む、適応的な切り替えに基
づいて動き内挿処理を行なう動き内挿回路において、被
検出フィールドおよび該フィールドから少なくとも１フ
ィールド以上離れた信号間にてそれぞれのブロック毎に
動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、動き
ベクトル検出手段にて検出した動きベクトルに基づいて
被検出フィールドの画像中の動きブロックと静止ブロッ
クとを判定して動領域中の静領域を検出する静領域検出
手段と、静領域検出手段にて動領域間に静領域が存在す
る領域が検出された場合に、その静領域を拡大して静領
域周辺の動きブロックの動きベクトルを動き「0」 ベクト
ルに変換する静領域拡大手段と、静領域拡大手段にて拡
大した静領域の「0」 ベクトルを含む動きベクトルにて複
数のフィールドを内挿フィールドの位置に動き補正する
動き補正手段と、動き補正手段にて動き補正された動き
補正フィールドおよび動き補正をする前の動き「0」 フィ
ールドの画像信号のそれぞれの加重加算を含む適応的な
切り替えに基づいて内挿フィールドを求める内挿フィー
ルド検出手段とを含むことを特徴とする。

【００１４】この場合に、静領域拡大手段は、検出され
たそれぞれの動きベクトルの大きさおよび方向、ならび
にフィールド内挿比からそれぞれのブロックの移動量を
検出して静止領域の拡大領域を判定する判定手段と、判
定手段の判定結果を受けてそのブロックの移動範囲に静
止領域検出手段にて検出した静止領域が含まれる場合に
そのブロックを動き「0」 のベクトルに変換する「0」 ベク
トル変換手段とを含むとよい。

【００１５】また、「0」 ベクトル変換手段は、被検出ブ
ロックの前後所定の範囲の動きベクトルに動き「0」 のブ
ロックが含まれる場合に「0」 ベクトルのフィルタ出力を
得るフィルタと、該フィルタ出力と被検出ブロックの動
きベクトルとの論理積をとる論理回路とを含むとよい。

【００１６】さらに、静領域拡大手段は、検出された動
きベクトルのそれぞれＸ方向およびＹ方向の成分別に拡
大範囲を検出して、それぞれの方向に静止領域を拡大す
るとよい。

【００１７】

【作用】本発明の動きベクトルを用いた動き内挿方法お
よび動き内挿回路によれば、動きベクトルを検出した後
に、その動きベクトルに基づいて被検出フィールド中の
動き領域間の静止領域を検出する。次いで、動きベクト
ルの大きさおよび方向ならびにフィールド内挿比から静
止領域に対する動き領域の移動量を検出し、その結果に
基づいて静止領域を拡大した動きベクトルを生成する。
たとえば、有意な動きベクトルが連続する中に「0」 ベク
トルが複数個現れて、さらに有意な動きベクトルが現れ
る場合に、「0」 ベクトルの前後の有意な動きベクトルの
内挿フィールドへの移動量を検出し、その動きベクトル
にて動き補正した位置が静止領域の位置に移動して重な
る移動量である場合にその動きベクトルから静止領域ま
での区間を「0」 ベクトルに拡大する。

【００１８】これにより、静止領域を拡大した動きベク
トルにて動き補正した動き補正フィールドの信号は、静
止領域の周囲付近が動き「0」 となるのでこれを動き補正
する前の動き「0」 フィールドの画像信号と加重加算した
場合に、静止領域周辺では本来動き領域である信号と実
際の動き領域の信号とが重畳された信号が現れるが、こ
れらは視覚的に目立たない歪みであり、また、静止領域
判定を行なっているので、歪みの領域は最小限となって
いる。また、静止領域の信号は動き領域との重なりがな
くその位置が確実に固定された信号となる。この結果、
静止領域周辺を含む領域にて歪みの少ない内挿フィール
ド信号が得られる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明による動きベクトルを用いた動
き内挿方法および動き内挿回路の一実施例を添付図面を
参照して説明する。図１には本発明による動きベクトル
を用いた動き内挿方法が適用される動き内挿回路の一実
施例が示されている。本実施例による動き内挿回路は、
たとえば毎秒50フィールドのPAL 方式のテレビジョン信
号を毎秒60フィールドのNTSC方式のテレビジョン信号に
方式変換する際に、その内挿フィールドを求める前後の
フィールド間における動きベクトルを反復勾配法により
検出し、その動きベクトルに基づいて動き補正フィール
ドを求め、これと動き補正する前の動き「0」 フィールド
とを適応的に切り替えて、内挿フィールド信号を得る回
路である。特に、本実施例では、静止物体の背景が移動
する場合など動領域の中に静止領域がある場合に、その
位置の静止領域の動きベクトルつまり「0」 ベクトルを周
辺に拡大した動きベクトルにて動き補正フィールドを求
める点が主な特徴点である。

【００２０】詳細には、本実施例の動き内挿回路は、図
１に示すように動きベクトル検出部10と、静領域検出部
12と、静領域拡大部14と、動きベクトル補正部16と、２
つの動き補正メモリ18,20 と、２つの差分化部22,24
と、絶対値／累算部26,28 と、適応内挿切替部30と、加
重加算部32とを有する。動きベクトル検出部10は、前フ
ィールド信号Ａと現フィールド信号Ｂとを入力端子50,5
2 を介して入力し、これら２つの信号をそれぞれ所定の
大きさのブロックに細分化して、それぞれのブロック毎
にその信号の動きの大きさおよび方向を表わす動きベク
トルを検出する回路である。特に、本実施例では、図３
および図４に示すように既検出の動きベクトルの中から
有効な動きベクトルを選択した初期偏位ベクトルを用い
て２回の勾配演算にて真の動きベクトルを検出する。こ
の場合、本実施例では、動きベクトル検出ブロックサイ
ズは、たとえば４画素ｘ２ラインを１ブロックとして検
出する。

【００２１】具体的には、本実施例の動きベクトル回路
10は、図３に示すように前フィールド信号Ａおよび現フ
ィールド信号Ｂを２次元ローパスフィルタ96,98 を介し
て初期偏位ベクトル選択部102 と、第１の勾配演算部10
4 と、第２の勾配演算部106とにそれぞれ供給する。２
次元ローパスフィルタ96,98 は、信号のノイズの除去お
よび高域成分の軽減を図ってそれぞれの回路102 〜106
に信号を供給するフィルタ回路である。初期偏位ベクト
ル選択部102 は、動きベクトルメモリ108 に格納された
既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトル候補を読み
出してその中から最適な動きベクトルを選択して出力す
る選択回路である。

【００２２】たとえば、初期偏位ベクトルの候補として
は、図４に示すように、被検出ブロック（図示斜線部）
の前に検出された現フィールドのブロックのうちの３ベ
クトル、たとえば、被検出ブロックの直上のベクトル
Ａ、斜め上のベクトルＢ、左方のベクトルＣが選択され
る。前フィールドの動きベクトルからは２ベクトル、た
とえば、被検出ブロックに対応するブロックＪの斜め下
のベクトルＮと、ブロックＪおよびその周辺のベクトル
Ｆ〜Ｎを平均化した平均ベクトルとを候補ベクトルとす
る。さらに、前フィールドの平均ベクトルの２倍の値か
ら前々フィールドの平均ベクトルを減算したベクトル、
いわゆる加速度ベクトルを演算により１つのベクトルと
して求め、これを候補ベクトルとする。

【００２３】これら６種のベクトルから最適な初期偏位
ベクトルを選択する。この場合、前フィールドの画像信
号Ａをそれぞれの候補ベクトルの値にて座標変換して、
その信号と現フィールドの画像信号Ｂとの差分値をと
る。この差分値をさらに絶対値化してブロックの画素数
分累算して、その累算値が最小となるもの、つまり現フ
ィールドの動きベクトルに最も近い値となるベクトルが
選択される。このようにして選択された初期偏位ベクト
ルVoは、順次、図３の第１の勾配演算部104 に供給され
る。

【００２４】第１の勾配演算部104 は、初期偏位ベクト
ルVoにて前フィールド信号Ｂを偏位させたブロックと、
現フィールド信号Ａの被検出ブロックとで次式(1) 〜
(4) に示す演算を行ない、さらに初期偏位ベクトルより
も現フィールド信号Ａの動きベクトルに近い第１の動き
偏位ベクトルVpを求める演算回路である。 Vx= ΣSGN ΔX DFD/Σ |ΔX| ・・・・・(1) Vy= ΣSGN ΔY DFD/Σ |ΔY| ・・・・・(2) ΔX =(A_n+1,m-A_n-1,m)/2 ・・・・・(3) ΔY =(A_n,m+1-A_n,m-1)/2 ・・・・・(4) ただし、上式において、Vxは動きベクトルＶのｘ方向成
分、Vyは動きベクトルＶのｙ方向成分、A_n,mはｎ画素、
ｍラインの座標の信号、ΔX は画像のｘ方向の勾配、Δ
Y は画像のｙ方向の勾配、DFD はフィールド間差分値を
示す。また、SGNは「0」 を含むΔX,ΔY の符号を示す。

【００２５】同様に、第２の勾配演算部106 は、第１の
勾配演算部104 の出力Vpと初期偏位ベクトルVoを加算器
110 にて加算した値を受け、これに基づいて第２の動き
偏位ベクトルVqを上記勾配演算法にて演算する演算回路
である。この第２の勾配演算部106 の出力は、さらに加
算器112 にて初期偏位ベクトルVoと加算されて、真の動
きベクトルＶとして出力される。つまり、本回路10から
は、動きベクトルV=Vo+Vp+Vqとして出力される。

【００２６】図１に戻って、静領域検出部12は、動きベ
クトル検出部10にて検出された動きベクトルから動き領
域に囲まれた静領域を検出する回路であり、たとえば、
動領域中の静領域を検出した場合に検出信号Ｐを静領域
拡大部14に供給する静領域判定回路を有する。静領域拡
大部14は、静領域検出部12にて検出された動き領域に囲
まれた静領域を動きベクトル上にて周囲に拡大する回路
であり、動きベクトルの大きさおよび方向ならびにフィ
ールド内挿比αに基づいて拡大する領域を決定する。本
実施例では動きベクトルのＸ方向成分およびＹ方向成分
のそれぞれについて拡大領域を決定してそれぞれの方向
における動きベクトルを求める。たとえば、図２にはＸ
方向成分の静領域拡大回路が示されている。この回路
は、複数の遅延回路H1〜H12 と、拡大領域判定部210
と、静領域拡大フィルタ220 と、AND回路230 とを含
む。

【００２７】遅延回路H1〜H4は、動きベクトル検出回路
10からの走査線方向の動きベクトルを１ブロック毎に順
次蓄積、転送するメモリ素子などからなり、この場合、
検出された動きベクトルを最大４ブロック分遅延させた
信号を出力する。遅延回路H5〜H12 は、それぞれ同様な
メモリ素子からなり静領域検出部12の静領域判定回路12
0 からの判定結果、つまり、動きベクトルが動領域の有
意な動きベクトルか静領域の動き「0」 のベクトルか否か
の検出結果を受けて、これらを最大８ブロック分遅延さ
せる遅延回路である。これらは遅延回路H4の出力に対し
て前後複数のブロックに「0」 ベクトルが存在するか否か
を表わすフィルタ入力となる。遅延回路H4の出力は、AN
D 回路230 および拡大領域判定部210 にそれぞれ供給さ
れ、遅延回路H5〜H12 の出力は静領域拡大フィルタ230
に供給されている。

【００２８】拡大領域判定部210 は、遅延回路H4からの
動きベクトルとフィールド内挿比αを受けて、そのブロ
ックの内挿フィールドへの移動量を求めて拡大領域の範
囲を設定する移動量検出回路であり、その結果の信号を
静領域拡大フィルタ220 に供給する。静領域拡大フィル
タ220 は、拡大領域判定部210 からの判定結果と静領域
判定部120 からの判定結果を受けて動領域中の静領域の
動き「0」 ベクトルをその周辺に拡大させるフィルタであ
り、静領域判定部120 にて判定された複数のブロックの
判定結果を遅延回路H5〜H12 を介して受け、遅延回路H4
から出力される動きベクトルを「0」 ベクトルにするか否
かを決定する「0」 ベクトル変換回路である。つまり、静
領域判定部120 にて入力する動きベクトルが「0」 ベクト
ルか否かが判定され、その結果が遅延回路H5〜H12 に所
定の範囲にて蓄積され、現在遅延回路H4から出力されて
いるブロックの移動範囲に静止領域が含まれている場合
に「0」 ベクトルを出力する「0」 ベクトル設定回路であ
る。AND 回路230 は、遅延回路H4の出力と静領域拡大フ
ィルタ220 からの出力との論理和をとり、静領域を拡大
した出力として動きベクトルV0を出力する出力回路であ
る。

【００２９】Ｙ方向成分の静領域拡大回路は、上記と同
様な構成の回路にて形成され、動きベクトル検出部10か
らのＹ方向成分の動きベクトルをそれぞれ１走査線分づ
つ遅延させて動き量を求め、その拡大範囲にて走査線方
向と直交する方向の動領域中の静領域を動きベクトル上
にてその周辺に拡大させる。図２に示した上記回路で
は、４ブロック遅延および８タップのフィルタにて静領
域を拡大するように構成したが、これらは動きベクトル
の最大値により決定され、実際には、たとえば、動きベ
クトルの値が最大+31 〜-31 の範囲であるとすると、８
ブロック遅延および16タップのフィルタにて実現するこ
とができる。

【００３０】再び図１に戻って動きベクトル補正部16
は、静領域拡大部14からの動きベクトルV0をフィールド
内挿比αにて補正する回路であり、その出力はαV0,(1-
α)V0となる。動き補正メモリ18,20 は、前フィールド
信号Ａまたは現フィールド信号Ｂをそれぞれ蓄積するフ
ィールドメモリにより形成されて、それぞれ動きベクト
ル補正部16からの動き補正ベクトルαV0,(1-α)V0 にて
それぞれの信号を座標変換した動き補正フィールド信号
を出力する。

【００３１】差分化部22は、動き補正メモリ18,20 から
の動き補正フィールド信号の差をとる差分化回路であ
る。絶対値累算部26は、差分化部22からの差分値をそれ
ぞれの画素毎に絶対値化し、その値をブロックの画素数
分累算する。この累算値は、動き補正したそれぞれの動
き補正フィールドの値が内挿フィールドにて一致するか
否かを表わすものであり、その値は適応内挿切替部30に
供給される。同様に、他方の差分化部24は、補正する前
の前フィールド信号Ａと現フィールド信号Ｂとをそれぞ
れのブロック毎に差分化する回路である。絶対値累算部
28は、差分化部24からの差分値を画素毎に絶対値化して
これをブロックの画素数分累算する累算回路である。こ
の累算値は前フィールドと現フィールドの一致するブロ
ック、つまり静止ブロックの位置を検出し、これも適応
内挿切替部30に供給される。

【００３２】適応内挿切替部30は、それぞれの絶対値累
算部26,28 からの累算値および静領域拡大部14を介して
供給される動きベクトルV0に基づいて動き補正ブロック
と動き「0」 ブロックとの切り替え比を決定する適応切替
係数β,(1-β) を加重加算部32に供給する回路である。

【００３３】加重加算部32は、４個の乗算回路302 〜31
2 と２個の加算回路316 〜318 を含み、動き補正メモリ
18,20 からの動き補正フィールド信号および動き補正す
る前の前フィールド信号Ａおよび現フィールド信号Ｂ、
つまり動き「0」 フィールド信号をフィールド内挿比α,
(1-α) および適応内挿係数β,(1-β) に基づいて加重
加算して、内挿フィールド信号を求める演算回路であ
る。詳しくは乗算回路302にて前フィールド信号Ａを動
き補正した動き補正メモリ18からの動き補正信号にフィ
ールド内挿比αを乗算して、乗算回路304 にて現フィー
ルド信号Ｂを動き補正した動き補正メモリ20からの動き
補正信号にフィールド内挿比 (1-α) を掛けて、これら
を加算回路314 にて加算する。他方の乗算回路306 で
は、前フィールド信号Ａにフィールド内挿比αを乗算
し、乗算回路308 にて現フィールド信号Ｂにフィールド
内挿比(1- α) を掛けて、これらを加算回路316 にて加
算する。さらに、乗算回路310 にて加算回路314 からの
動き補正フィールドの加重加算値に適応内挿切替部30か
らの適応内挿係数βを掛け、乗算回路312 にて加算回路
316からの動き「0」 フィールドの加重加算値に適応内挿
係数 (1-β) を掛けて、これらを加算回路318 にて加算
して、内挿フィールド信号出力とする。

【００３４】次に、本実施例による動き内挿方法を上記
動き内挿回路の動作とともに説明する。動作状態におい
て、前フィールド信号Ａと現フィールド信号Ｂが動きベ
クトル検出部10に供給されると、動きベクトル検出部10
は既検出フィールドの動きベクトルから最適な初期偏位
ベクトルを選択して、このベクトルに基づいて現フィー
ルドの動きベクトルを上述した勾配演算法にて２回の演
算を行ない、それぞれのブロック毎に真の動きベクトル
Ｖを検出する。検出された動きベクトルＶは順次、静領
域検出部部12および静領域拡大部14に供給される。

【００３５】ブロック毎の動きベクトルＶを受けた静領
域検出部12は、その動きベクトルから動き領域中に静止
領域を含む領域があるか否かを検出して静領域拡大部14
に供給する。これにより、静領域拡大部14は、動きベク
トルの大きさおよび方向ならびにフィールド内挿比αか
らそれぞれの動きベクトルにて移動するブロックの移動
量を求めて、それぞれの移動量に基づいて動領域中の静
領域をその周辺に拡大させた動きベクトルV0を出力す
る。

【００３６】この場合、たとえば、図５に示すようなフ
ィールド信号Ｂにおいて、領域Ｆが静止領域、その前後
の領域G1,G2 が動きベクトルＶにて移動する領域である
とすると、動き領域G1の動きベクトルＶから順次、静領
域拡大部14の遅延回路H1〜H4に蓄積および転送されて、
遅延回路H4から動きベクトルＶが出力される。この際
に、静領域判定部120 では入力した動きベクトルの値が
「0」 か否かを検出して静領域拡大フィルタ220 および遅
延回路H5に供給している。領域判定部210 にて遅延回路
H4からの動きベクトルＶが検出されると、これをフィー
ルド内挿比αに基づいて該当ブロックの移動量を検出し
て静領域拡大フィルタ220 に供給する。図５の場合、移
動量が３ブロックであるので、動き領域G1の最初の２ブ
ロックが検出されている場合には、静領域判定部120 に
て領域Ｆのブロックが検出されておらず、静領域拡大フ
ィルタ220 からは「0」 ベクトル変換信号は供給されな
い。この結果、動領域G1の最初の２ブロックでは、AND
回路230 から遅延回路H4の出力をそのままの動きベクト
ルＶにて出力する。

【００３７】次いで、動領域G1の３番目のブロックが遅
延回路H4から出力されると、同様に領域判定部210 から
その動き量が静領域拡大フィルタ220 に供給される。こ
の際に、静領域判定部120 にて静領域Ｆが検出されて静
領域拡大フィルタ220 に供給される。これにより、３番
目のブロックの移動量の範囲に静止領域Ｆが含まれてく
るので、静領域拡大フィルタ220 では動きベクトルを
「0」 ベクトルに変換する信号をAND 回路230 に供給す
る。この結果、動き領域G1の３番目の動きベクトルがAN
D 回路230 から「0」 ベクトルに変換されて出力される。
次いで、動き領域G1の４番目の動きベクトルが領域判定
部210 にて検出され、その結果の信号がフィルタ220 に
供給されると、遅延回路H5および静領域判定部120 から
「0」 検出の信号がフィルタ220 に供給されて、その出力
から「0」 ベクトル変換信号が出力される。これにより、
４番目の動きベクトルがAND 回路230 から「0」 ベクトル
に変換されて出力される。同様にして、動き領域G1の５
番目の動きベクトルも「0」 ベクトルとなって出力され
る。

【００３８】次いで、静止領域Ｆでは領域判定部120 の
出力は「0」 となり、静領域拡大フィルタ220 ではその入
力も遅延回路H5〜H7から「0」判定の信号を受けるので、
出力は「0」 ベクトルとなる。同様に、遅延回路H4の出力
も「0」 ベクトルであるので、AND 回路230 からそれぞれ
「0」 ベクトル同士の論理積をとった結果の、静止領域Ｆ
のブロック分の「0」 ベクトルがそれぞれ出力される。次
いで、動き領域G2の最初の動きベクトルＶが遅延回路H4
から出力されると、領域判定部210 から再びその移動量
が検出されて静領域拡大フィルタ220 に供給される。こ
の際に、静領域判定部120 からは動き領域G2の４個先の
動きベクトルＶが検出されるが、遅延回路H8〜H10 に静
止領域Ｆにて検出された「0」 ベクトルが現時点のブロッ
クから３ブロック以内に出力されているので、静領域拡
大フィルタ220 から「0」 ベクトルに変換する信号がAND
回路230 に供給される。この結果、動き領域G2の最初の
動きベクトルは「0」 ベクトルに変換される。同様に、動
き領域G2の第２および第３の動きベクトルも静領域の３
ブロック以内に存在するので、静領域拡大フィルタ220
にて「0」 ベクトルに変換され、AND 回路230 から出力さ
れる。

【００３９】次いで、動き領域G2の４番目のブロックが
遅延回路H4から出力されて、領域判定部210 にてその移
動量が検出されて静領域拡大フィルタ220 に供給される
と、静領域判定部120 からは領域Ｆ以降に「0」 ベクトル
が検出されておらず、遅延回路H5〜H12 にも「0」 ベクト
ルが含まれていないので、静領域拡大フィルタ220 から
は「0」 ベクトル変換信号は出力されない。この結果、動
き領域G2の４番目以降ではAND 回路230 からそのままの
動きベクトルが出力される。以上の結果から、静止領域
Ｆの両側それぞれ３ブロック分の動きベクトルが「0」 ベ
クトルに拡大されて動きベクトル補正部16に供給され
る。

【００４０】次いで、動きベクトル補正部16は、静領域
拡大部14から受けた動きベクトルV0をフィールド内挿比
α,(1-α) にて補正した値を演算し、動き補正メモリ1
8,20にそれぞれ供給する。これにより、動き補正メモリ
18からは前フィールド信号ＡをαV0にて偏位させた動き
補正フィールド信号がブロック毎に読み出され、動き補
正メモリ20からは現フィールド信号Ｂを (1-α)V0 にて
偏位させた動き補正フィールド信号がブロック毎に読み
出される。この結果の動き補正フィールド信号は、たと
えば、図５に示すように、前フィールド信号Ｂの動き補
正フィールド信号αV0と、現フィールド信号Ａの動き補
正フィールド信号 (1-α)V0 のように、静止領域Ｆおよ
びその周辺、たとえば両側３ブロックが動き「0」 として
動き補正された信号となる。

【００４１】次いで、これら動き補正フィールドの信号
はそれぞれ加重加算部32および差分化部22に供給され
る。差分化部22では動き補正フィールドの差分値が演算
され、その差分値が絶対値累算部26にて絶対値化され、
そのブロックの画素数分累算される。この累算値は適応
内挿切替部30に供給される。この際に、補正される前の
現フィールド信号Ａと前フィールド信号Ｂとは加重加算
部32および差分化部24に供給されている。差分化部24で
は、現フィールド信号Ａと前フィールド信号Ｂとを差分
化して、これを絶対値累算部28にて絶対値化してそれぞ
れのブロックの画素数分毎に累算して、その累算値を適
応内挿切替部30に供給する。

【００４２】次いで、累算値26,28 を受けた適応内挿切
替部30は、これら累算値と零ベクトル置換部14を介して
受けた動きベクトルとに基づいて、動き補正フィールド
と動き「0」 フィールドとの適応切り替えのための切替係
数β,(1-β) を加重加算部32に供給する。次いで、加重
加算部32では、動き補正メモリ18からの動き補正フィー
ルドに乗算回路302 にてフィールド内挿比αを乗算し、
動き補正メモリ20からの動き補正フィールドに乗算回路
304 にてフィールド内挿比（1-α）を乗算し、これらを
加算回路314 にて加算して加重加算した動き補正フィー
ルド信号が得られる。同様に、前フィールド信号Ｂに乗
算回路306 にて、フィールド内挿比αが乗算され、現フ
ィールド信号Ａに乗算回路308 にてフィールド内挿比
（1-α）が乗算され、これらが加算回路316 にて加算さ
れて加重加算された動き「0」 フィールド信号が得られ
る。さらに加重加算部32では、乗算回路310 にて動き補
正フィールド信号に適応内挿比βが乗算され、乗算回路
312 にて動き「0」 フィールド信号に適応内挿比（1-β）
が乗算され、これらが加算回路318 にて加算されて内挿
フィールド信号として出力される。この結果の信号Ｃ
は、図５に示すように静止領域Ｆおよびその周囲のそれ
ぞれ３ブロックが動き「0」 の信号として加重加算され、
その前後の動き領域では動きベクトル検出通りに動き領
域の信号として加重加算されて、出力される。

【００４３】以上のように本実施例では、静領域検出部
12にて動き領域の中に静止領域が含まれた領域を検出
し、静領域拡大部14にて静止領域の周辺の動きベクトル
をそれらの動き量に基づいて動き「0」 のベクトルに変換
するので、動き補正した動き補正フィールド信号と動き
「0」 フィールドを適応的に加重加算する場合に、静止領
域周辺の動き領域の信号に静止領域の信号が加算される
ことなく出力される。したがって、その結果の内挿フィ
ールド信号は、静止領域付近での歪みが軽減された信号
となり、これらにより再現された画像が見やすくなると
いう効果が得られる。

【００４４】なお、上記実施例では動きベクトル検出回
路10に反復勾配法を適用した場合を例に挙げて説明した
が、本発明においてはたとえばパターンマッチング法な
どの他の動きベクトル検出方法を適用してもよい。ま
た、上記実施例ではPAL 方式からNTSC方式へのテレビジ
ョン信号の方式変換を行なう場合に適用した例を説明し
たが、本発明においては他のテレビジョン方式および信
号を含む方式変換に適用してもよい。さらに、上記実施
例ではインタレース方式のフィールド内挿について説明
したが、本発明においてはノンインタレース方式の信号
の動き内挿に適用してもよく、この場合、本明細書中の
フィールドという用語をフレームに置き換えるとよい。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の動き
ベクトルを用いた動き内挿方法および動き内挿回路によ
れば、動き領域中に含まれる静領域の存在を検出した際
に、その静領域を周囲に拡大してその周辺の動きベクト
ルを「0」 ベクトルに変換した動きベクトルを用いて動き
補正フィールド信号を求め、これと動き「0」 フィールド
信号との加重加算および適応切替えにより内挿フィール
ド信号を得るので、動き領域中の静領域付近での動きブ
ロックと静止ブロックとの加重加算による歪みを軽減す
ることができる。したがって、静領域付近での画面の見
ずらさを軽減することができる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における動きベクトルを用いた動き内挿
方法が適用された動き内挿回路の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の実施例における静領域拡大部の内部構成
を示すブロック図である。

【図３】図１の実施例における動きベクトル検出回路の
内部構成を示すブロック図である。

【図４】図３の実施例にて初期偏位ベクトル選択用の動
きベクトルを説明するための図である。

【図５】図２の実施例にて静領域を拡大する方法を説明
するための図である。

【符号の説明】

10 動きベクトル検出部 12 静領域検出部 14 静領域拡大部 16 動きベクトル補正部 18,20 動き補正メモリ 22,24 差分化部 26,28 絶対値化累算部 30 適応内挿切替部 32 加重加算部 120 静領域判定部 210 拡大領域判定部 220 静領域拡大フィルタ 230 AND 回路 H1〜H12 遅延回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル化された画像信号をそれぞれ
   のフィールド毎に所定の大きさのブロックに細分化し
   て、それぞれのブロック毎に動きベクトルを検出し、該
   動きベクトルに基づいて動き補正した動き補正フィール
   ドを求め、該動き補正フィールドおよび動き補正前の動
   き「0」 フィールドのそれぞれの加重加算を含む、適応的
   な切り替えに基づいて動き内挿処理を行なう動きベクト
   ルを用いた動き内挿方法において、該方法は、 被検出フィールドから少なくとも１フィールド以上離れ
   た信号間にてそれぞれのブロック毎に動きベクトルを検
   出する第１の工程と、 該第１の工程にて検出した動きベクトルに基づいて被検
   出フィールドの画像中の動きブロックと静止ブロックと
   を判定する第２の工程と、 該第２の工程の検出結果にて動きブロック間に静止ブロ
   ックが存在する領域が検出された場合に、その静領域を
   周辺に拡大して静領域周辺の動きブロックの動きベクト
   ルを動き「0」 ベクトルに変換する第３の工程と、 該第３の工程にて拡大した「0」 ベクトルを含む動きベク
   トルにて少なくとも被検出フィールドおよび前フィール
   ドの画像信号をそれぞれのフィールド内挿比に基づいて
   動き補正した動き補正フィールドを得る第４の工程と、 該第４の工程にて補正された動き補正フィールドおよび
   動き補正をする前の動き「0」 フィールドの画像信号のそ
   れぞれの加重加算を含む適応的な切り替えに基づいて内
   挿フィールドの画像信号を求める第５の工程とを含むこ
   とを特徴とする動きベクトルを用いた動き内挿方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の動きベクトルを用いた
   動き内挿方法において、前記第３の工程は、それぞれの
   ブロックの動きベクトルの大きさおよび方向ならびにフ
   ィールド内挿比から求めたブロックの移動量に基づいて
   静領域の拡大範囲を設定する工程と、該設定領域内にて
   前記第２の工程にて静止領域の動きベクトルを検出した
   場合にその周囲の動きベクトルを「0」 ベクトルに変換す
   る工程とを含むことを特徴とする動きベクトルを用いた
   動き内挿方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の動きベクトルを用いた
   動き内挿方法において、前記第３の工程は、検出された
   動きベクトルのそれぞれＸ方向およびＹ方向の成分別に
   拡大範囲を設定して、それぞれの方向に静領域の動き
   「0」 ベクトルを拡大することを特徴とする動きベクトル
   を用いた動き内挿方法。
4. 【請求項４】 ディジタル化された画像信号をそれぞれ
   のフィールド毎に所定の大きさのブロックに細分化し
   て、それぞれのブロック毎に動きベクトルを検出し、該
   動きベクトルに基づいて動き補正した動き補正フィール
   ドを求め、該動き補正フィールドおよび動き補正前の動
   き「0」 フィールドのそれぞれの加重加算を含む、適応的
   な切り替えに基づいて動き内挿処理を行なう動き内挿回
   路において、該回路は、 被検出フィールドおよび該フィールドから少なくとも１
   フィールド以上離れた信号間にてそれぞれのブロック毎
   に動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、 該動きベクトル検出手段にて検出した動きベクトルに基
   づいて被検出フィールドの画像中の動きブロックと静止
   ブロックとを判定して動領域中に存在する静領域を検出
   する静領域検出手段と、 該静領域検出手段にて動領域間に静領域が存在する領域
   が検出された場合に、その静領域を周辺に拡大して、静
   領域周辺の動きブロックの動きベクトルを動き「0」 ベク
   トルに変換する静領域拡大手段と、 該静領域拡大手段にて拡大した静領域の「0」 ベクトルを
   含む動きベクトルにて複数のフィールドを内挿フィール
   ドの位置に動き補正する動き補正手段と、 該動き補正手段にて補正された動き補正フィールドおよ
   び動き補正をする前の動き「0」 フィールドの画像信号の
   それぞれの加重加算を含む適応的な切り替えに基づいて
   内挿フィールドを求める内挿フィールド検出手段とを含
   むことを特徴とする動き内挿回路。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の動き内挿回路におい
   て、前記静領域拡大手段は、動きベクトル検出手段にて
   検出されたそれぞれの動きベクトルの大きさおよび方向
   ならびにフィールド内挿比からそれぞれのブロックの移
   動量を検出して静止領域の拡大領域を判定する領域判定
   手段と、該領域判定手段の判定結果を受けて、そのブロ
   ックの移動範囲に前記静止領域検出手段にて検出した静
   止領域が含まれる場合にそのブロックを動き「0」 のベク
   トルに変換する「0」 ベクトル変換手段とを含むことを特
   徴とする動き内挿回路。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の動き内挿回路におい
   て、前記「0」 ベクトル変換手段は、被検出ブロックの前
   後所定の範囲の動きベクトルに動き「0」 のブロックが存
   在する場合に「0」 ベクトルのフィルタ出力を得るフィル
   タと、該フィルタ出力と被検出ブロックの動きベクトル
   との論理積をとる論理回路とを含むことを特徴とする動
   き内挿回路。
7. 【請求項７】 請求項４に記載の動き内挿回路におい
   て、前記静領域拡大手段は、検出された動きベクトルの
   それぞれＸ方向およびＹ方向の成分別に拡大範囲を検出
   して、それぞれの方向に静止領域を拡大することを特徴
   とする動き内挿回路。