JPH09130645A

JPH09130645A - インターレース映像信号の動き検出回路

Info

Publication number: JPH09130645A
Application number: JP8185789A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Omotani; 好郎重谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-11-02
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1997-05-16
Also published as: DE69519097D1; EP0772351B1; EP0772351A1; DE69519097T2

Abstract

(57)【要約】【課題】インターレース映像信号の動き検出を単純化
し、かつ改良する。【解決手段】入力映像信号を１フレーム分遅延させる
ためのフレームメモリ手段３ａ，３ｂと、入力映像信号
とフレームメモリ手段から供給された映像信号とに基づ
いてフレーム間差分信号を供給するためのフレーム間差
分生成手段８と、入力映像信号の１フィールドのうちの
少なくとも２本の隣接走査線に基づいてライン間差分信
号を供給するためのライン間差分生成手段９，１０と、
映像信号で示された画像の様々な動き量を表わす複数の
動き値を記憶するためのルックアップテーブル手段１１
とを設ける。ルックアップテーブル手段は、映像信号で
示された画像が有する動きに応じて前記記憶された複数
の動き値の中から１つの動き値を選択して出力するよう
に、ライン間差分生成手段及びフレーム間差分生成手段
の各々から供給された信号の組合せによってアドレス指
定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インターレース映
像信号の動き検出のための回路及びその方法に関するも
のであって、特に最近の１００／１２０Ｈｚ又は５０／
６０Ｈｚの順次走査型テレビ受像機に適用可能なもので
ある。

【０００２】動き検出は、最近のテレビ受像機の重要な
特徴をなすものであり、画質改善のための動き適応型信
号処理を制御する目的で主として使用されるが、例えば
高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）への応用のように、映
像信号の帯域圧縮が重要である場合に適用されることも
ある。

【０００３】本発明は、画質改善のための動き検出に関
するものであって、以下に主として動き適応型順次走査
変換に関して説明するが、この分野の技術者にとって明
らかであるように、動き適応型の他の画質改善技術、例
えば動き適応型のノイズ低減や、動き適応型の大面積フ
リッカ低減などにも適用可能なものである。

【０００４】

【従来の技術】公知の従来技術として、フレーム間差分
の絶対値に基づく動き検出システムがある。その最も単
純な形態においては、検出されたフレーム間差分が動き
情報とみなされる。すなわち、フレーム間差分が大きい
場合には画像の中に動く対象物があるものとみなされ、
フレーム間差分が小さい場合には静止画像であるとみな
される。

【０００５】このようなフレーム間差分に基づく動き検
出は、単純なハードウェアで実現可能であるが、動きの
誤検出率が高いという欠点を有している。この問題を克
服するため、この分野で「勾配法」として知られている
方法が開発された。勾配法の理論的背景を図１に基づい
て以下に説明する。

【０００６】図１（ａ）の横軸は１フレーム中のライン
（走査線）の番号を示し、そのうちの特定ラインの番号
をｎとする。図１（ａ）の縦軸に示すように、フレーム
０の時点における番号ｎのラインの（例えばある画素
の）振幅すなわち輝度値をＹ0とする。もし動画である
ならば、番号ｎのライン上の該画素の輝度は次のフレー
ムすなわちフレーム１で変化するはずである。このこと
が図１（ｂ）に示されている。図１（ｂ）では、より大
きい番号のラインに向かうにつれ高い輝度値を示す三角
形の移動により、番号ｎのラインの輝度値がＹ1 まで減
少している。図１（ｂ）から判るように、次の（番号ｎ
＋１の）ラインはＹ1 より大きい輝度値Ｙ11を有してい
る。１本のラインの画素から次のラインの対応する画素
への輝度値の増加が一定であるものと仮定すれば、すな
わち図示の三角形の傾きが一定であるものと仮定すれ
ば、フレーム０の時点で輝度値Ｙ0 を有する番号ｎのラ
イン上に位置していた画像領域における動き速度Ｓを決
定することができる。このことは、次の２つの等式、す
なわち、Ｙ0 ＝Ｙ1 ＋Ｓ（Ｙ11−Ｙ1 ）（１）Ｓ＝（Ｙ0 −Ｙ1 ）／（Ｙ11−Ｙ1 ）＝ΔＦ／ΔＬ（２）から明らかである。ここに、Ｓは正規化速度である。等
式（２）は、等式（１）から導き出されるものであっ
て、ある画素のフレーム間差分ΔＦをライン間差分（連
続２ライン間の輝度値の差）ΔＬで除算することにより
該画素の動き速度の近似値が求められることを意味して
いる。

【０００７】図２の構成は、上述の動き検出の原理を実
現するために用いられるものである。図２の回路を用い
れば、出力画像のライン数を倍増させるように現フィー
ルドに含まれていないラインを補間生成することによ
り、順次走査変換が達成される。不足ラインの補間は、
画像に含まれる動きに適応して実行される。すなわち、
動画の場合には現フィールドの隣接２ラインの平均に基
づいて補間ラインが生成される。また、静止画の場合に
は不足ラインが前フィールドから取られる。

【０００８】図２中のスイッチ１は、動き検出ユニット
２から出力される動き検出信号、すなわち動き値Ｍによ
り制御される。動きが全く検出されない場合には、スイ
ッチ１が図中に「静止」と表示された端子に切り換えら
れ、現フィールドの前のフィールドの情報を記憶してい
るフィールドメモリ３ａから補間ラインが読み出され
る。一方、動き検出ユニット２が動きを表わす信号を出
力した場合には、スイッチ１が図中に「動き」と表示さ
れた端子に切り換えられ、現フィールド内の隣接２ライ
ンが平均化され、その結果が補間ラインとされる。図２
に示すように、２ラインの平均化は、ラインメモリ４、
加算器５及び乗算ユニット６の各機能の組み合わせによ
り達成される。そして、補間ラインと、現フィールドの
ラインとは、動き適応型順次走査変換の映像出力を形成
するために、端子７で併合される。最も単純な形態で
は、スイッチ１は、動き検出ユニット２から送られた動
き値Ｍに応じて、上記２種類の補間形式の切換のみを行
なう。ただし、動き値Ｍに応じた比率での混合処理をス
イッチ１の部分で行なうこともあった。

【０００９】動き検出ユニット２は、以下のようにして
動き値Ｍを生成する。まず、動き検出ユニット２は、第
１の入力として現フレームの映像情報を受け取り、かつ
第２の入力としてフィールドメモリ３ｂの映像情報、す
なわち前フレームの映像情報を受け取る。減算ユニット
８は、現フレームと前フレームとの間のフレーム間差
分、すなわち等式（２）のΔＦを生成する。減算ユニッ
ト９とラインメモリ１０とは、ライン間差分ΔＬを生成
する。両差分ΔＦ及びΔＬは、除算器１１に送られる。

【００１０】以上のとおり、図２の動き検出ユニット２
は、上記等式（２）をそのまま実行することにより、画
像中のある領域における動き速度を示す信号を出力する
ものである。図１と図２との関係を理解しやすくするた
め、同じ信号に関して同じ符号を使用した。すなわち、
減算ユニット８は、現フレームの画素の輝度値Ｙ1 と、
前フレームの対応する画素の輝度値Ｙ0 とを受け取る。
減算ユニット９は、その２個の入力端子に隣接２ライン
の輝度値Ｙ11及びＹ1 を受け取る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図２に示す動き検出ユ
ニット２は、通常は正確な動き検出をもたらすが、その
回路は複雑なハードウェア構成、特に除算器１１のゆえ
に、非常に高価であり、一般普及型の電気機器に使用す
ることができない。更に、特定の状況下では、図６に基
づいて詳細に後述するように、適切な動き情報を提供す
ることができない恐れがある。

【００１２】本発明の目的は、単純化されかつ改良され
た動き検出のための回路及び方法を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１、
２４及び２６の発明により解決される。好ましい実施形
態は、請求項１、２４及び２６の各々の従属項に示され
ている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態を、添
付の図面に基づいて以下に説明する。

【００１５】図３は、本発明の特徴のうちの１つに係る
改良された動き検出ユニット２を備えた順次走査変換回
路を示す。図３では、図２と同じ回路部分が同じ符号で
示されている。

【００１６】本発明に係る順次走査変換の好ましい実施
形態では、図３に示すように、計算値ΔＦ及びΔＬに基
づいて動き情報を得るに際して、除算器を用いず、その
代わりにルックアップテーブル手段（ＬＵＴ）１１を使
用する。更に、減算ユニット８，９の出力をルックアッ
プテーブル手段１１に送る前にそれぞれ処理するため
に、回路ユニット１２，１３，１４及び１２ａ，１３
ａ，１４ａが設けられる。これら追加ユニットの機能に
ついては、後に詳述する。

【００１７】ルックアップテーブル手段１１は、好まし
くは、供給されるΔＦ及びΔＬの組合せの各々に対して
特定の動き値、すなわち速度値Ｍを記憶しており、該動
き値又は速度値Ｍは動き補間と静止補間との切換を制御
するために使用される。このルックアップテーブル手段
１１は、好ましくは確定したΔＦ値及びΔＬ値によりア
ドレス指定され、これらの値の組合せそれぞれに関して
特定の動き値が該ルックアップテーブル手段１１から読
み出される。

【００１８】図４は、ルックアップテーブルの構成方法
を示す。図４（ａ）に示すように、除算ΔＦ／ΔＬの結
果が小さくなるようなΔＦとΔＬとの組合せは、動きが
ないことを示す値に関連付けられる。除算結果の値が大
きくなる組合せほど、より大きい動き値Ｍに関連付けら
れる。したがって、図４（ｂ）に示すように、動き値１
／４に対応する組合せは「準静止部」を示すものとみな
され、動き値１／２に対応する組合せは「半動画部」を
示すものとみなされる等である。

【００１９】動き検出ユニット２の追加ユニット１２，
１２ａは、減算ユニット８，９の出力値のうちの最下位
の１ビット又は数ビット（ＬＳＢ）を除去することによ
り、必要なハードウェア量を削減できるものである。ル
ックアップテーブル手段１１に最終的に送られるビット
量を更に削減するため、好ましくはΔＦ及び／又はΔＬ
の大きな値をカットオフするためのリミッタ・ユニット
１４，１４ａが採用される。

【００２０】除算器の代わりにルックアップテーブル手
段を使用することは、ハードウェアの複雑性の低減とい
う利点のほかに、人間の視覚系に特有のいかなる非線形
特性をも当該手段の記憶値を用いてモデル化できるとい
う点で有利である。更に、上記記憶された値を適切に選
択することにより、ノイズに起因した小さなΔＦ値を有
するΔＦとΔＬとの組合せを、いずれも静止部を示すも
のとして処理することによって、ノイズの影響を低減す
ることができる。このことは図４（ａ）にも示されてお
り、そこでは小さいΔＦ値を有する組合せが、対応する
ΔＬ値の如何にかかわらず静止部を示すものとして処理
されている。

【００２１】図３の動き検出ユニット２の中の絶対値ユ
ニット１３，１３ａは、負の入力値と正の入力値とを絶
対値に変換する。したがって、２値表現によれば、少な
くとも１ビットだけ出力ビット数が削減される。多くの
応用において、結果に悪影響を与えることなく符号の省
略すなわち動き方向の検出の省略が可能である。

【００２２】本発明の第２の特徴は、特定の状況におい
て動きの誤検出を防止するための改良に関するものであ
る。この特徴のねらいとする問題を図６に例示する。

【００２３】図６は、ゆっくりと移動する高コントラス
トのエッジを有する対象物を含んだ画像に対して順次走
査変換を行なう際に発生する問題を示している。図６
（ａ）は、あるフレーム（フレーム０）の奇数フィール
ドＦａ０の生成時点から次のフレーム（フレーム１）の
偶数フィールドＦｂ１の生成時点までの黒色エッジのゆ
っくりとした動きを示す。図６（ｂ）は、フレーム０に
おける奇数フィールドＦａ０の時点の奇数ライン１、
３、５上の黒色領域を示すとともに、それに続く偶数フ
ィールドＦｂ０の時点の偶数ライン２、４上の黒色領域
を示す。図６（ｃ）は、フレーム１における図６（ｂ）
と同じ状況を示しており、奇数フィールドＦａ１と偶数
フィールドＦｂ１との黒色領域の伸びを示している。図
６（ｄ）は、フィールドＦａ１（フレーム１・フィール
ドＡ）の時点の動き検出の結果を示す。すなわち、フィ
ールドＦａ０とフィールドＦａ１との間の奇数ライン上
の黒色領域の移動に伴って生じた動き領域Ｌがハッチン
グで示されている。ハッチングが施されていない領域
は、静止領域である。図６（ｅ）は、フィールドＦａ１
（フレーム１・フィールドＡ）の時点の補間後の順次走
査フレームを示す。奇数ライン１、３、５は、フィール
ドＦａ１からそのまま取られる。一方、偶数ライン２、
４は、図６（ｄ）に示す検出された動き値に応じた補間
の結果である。すなわち、「動きが全くない」画素につ
いては、画素値は単純に直前のフィールドＦｂ０（フレ
ーム０・フィールドＢ）から取られる。他方、「動きが
ある」画素については、現フィールドＦａ１の中の隣接
する２本の奇数ライン（ライン１と３、及び、ライン３
と５）間の画素値の平均をとることにより、黒色画素と
白色画素との平均化の結果としてグレー値が得られる。
このことは、偶数ライン２、４上に付加されたグレー部
分（右側のハッチング部分）によって示されている。ラ
イン２上の付加グレー部分Ｘは、同ライン上の黒色領域
の端部と連続している。ただし、上記の補間は検出され
た動き領域のみに対して行なわれるので、ライン４に示
されるように、補間された付加グレー領域が黒色領域の
端部と連続しないことがある。つまり、ライン４の黒色
領域とグレー領域との間に、Ｙで示される白色のギャッ
プが出現する。このような画像内のギャップが目に入
り、非常に目立つ障害となる。

【００２４】一般に、図６に示す問題は、動領域と静止
領域との両方が検出される高コントラストの緩動エッジ
に起因して発生する。この問題を克服するため、本発明
の教示によれば、動き検出ユニット２においてフレーム
間差分ΔＦの生成回路内に垂直ローパスフィルタ手段が
導入される。

【００２５】図５は、本発明の第２の特徴を採用した実
施形態を示す。図５に係る回路構成は、いくつかの点で
図３と同じである。ただし、垂直ローパスフィルタ手段
に関する本発明の特徴は、本発明の第１の特徴、すなわ
ちハードウェア除算器の代わりにルックアップテーブル
手段を設けるという特徴から独立している。つまり、垂
直ローパスフィルタ手段に関する本発明の第２の特徴
は、いかなるルックアップテーブル手段からも独立して
適用可能であり、いかなる動き検出ユニットに使用され
てもよく、例えばルックアップテーブル手段を有しない
動き検出ユニットに使用されてもよい。

【００２６】図５の動き検出ユニット２は、２個の３タ
ップ垂直ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５，１５ａを備
えている。一方の３タップ垂直ローパスフィルタ１５
は、第１の入力として現在の映像信号を、第２の入力と
してラインメモリ１６の出力を、第３の入力としてライ
ンメモリ１７の出力をそれぞれ受け取り、したがって現
映像に係る連続３ラインの映像信号を入力する。ライン
メモリ１７の出力は、合計約１フレーム分の遅延を生じ
させるフィールドメモリ１８，１８ａにも供給される。
他方の３タップ垂直ローパスフィルタ１５ａは、第１の
入力としてフィールドメモリ１８ａの出力を、第２の入
力としてラインメモリ１９の出力を、第３の入力として
ラインメモリ２０の出力をそれぞれ受け取り、したがっ
て現フレームの１つ前のフレームの連続３ラインの映像
信号を入力する。両ローパスフィルタ１５，１５ａの出
力値は、図３の場合と同様のフレーム間差分ΔＦを供給
するための減算ユニット２１により両者間で引き算され
る。各々現ラインだけでなくその隣接２ラインをも入力
とした垂直ローパスフィルタ１５，１５ａを使用するこ
とにより、ΔＦの生成のためにより広い領域での平均値
が考慮されるようになる。１ラインのみではなく３ライ
ンの平均値が考慮されるので、特に、ほぼ水平ではある
が幾分傾斜している対象物の場合に動領域と静止領域と
の同時検出を回避することができる。

【００２７】当然ながら、垂直ローパスフィルタ１５，
１５ａは、連続２ラインのみの情報、連続４ライン以
上、例えば連続５ラインの情報を入力するようにしても
よい。しかしながら、上記３タップ垂直ローパスフィル
タを用いた実施形態は、良好な結果をもたらすととも
に、ハードウェアの複雑性と正確な動き検出との間の優
れた妥協点を形成している。

【００２８】上述の垂直ローパスフィルタ手段を使用す
ることにより、図６に説明した問題がほぼ取り除かれ
る。また、該垂直ローパスフィルタ手段は、ノイズに起
因した誤検出の低減にも役立つ。

【００２９】好ましくは、フィールドメモリ１８，１８
ａは、図５に示すように、各々１フィールドから１ライ
ンを差し引いた記憶容量（１Ｆ−１Ｌ）を有するメモリ
である。フィールドメモリ１８，１８ａのそのような容
量により、ラインメモリ１６，１７，１９，２０を設け
る場合に、ラインメモリ１９の出力をラインメモリ１６
の出力に対して正確に１フレーム分だけ遅延させること
ができる。したがって、ラインメモリ１６の出力が現ラ
インに対応するものと仮定すれば、垂直ローパスフィル
タ１５により、ラインメモリ１７から出力される前ライ
ンと、現ラインに対する次ラインとが考慮される。この
ように、ラインメモリ１６の出力を現ラインとし、かつ
ラインメモリ１９の出力を１フレーム前の対応ラインと
して、それらの各々の前ラインと次ラインとが考慮され
る。

【００３０】次に、図５に基づいて本発明の第３の特徴
を説明する。この第３の特徴に関しても、上記ローパス
フィルタ手段やルックアップテーブル手段を備えた動き
検出ユニットだけでなく、他のいかなる動き検出ユニッ
トに対してもその思想を適用することができる。

【００３１】図５の動き検出ユニット２では、２個の減
算ユニット２２，２３を設けることにより、２個のΔＬ
値が生成される。一方のΔＬ値は現ラインと前ラインと
に基づいて減算ユニット２２により生成され、他方のΔ
Ｌ値は現ラインと次ラインとに基づいて減算ユニット２
３により生成される。最大値セレクタ（ＭＡＸ）２４で
は、ΔＬの大きい方の値が選択され、好ましくは該選択
値がルックアップテーブル手段１１に送られる。このよ
うに、ΔＬの生成についても３ライン以上が考慮され、
最大値セレクタ２４の使用によりルックアップテーブル
手段１１をアドレス指定するために最大のΔＬ値が選択
される結果、２個の可能な動き値のうちの小さい方の値
が常に選択される。したがって、動領域よりも静止領域
の方が重視されることとなり、図６に示す問題がほぼ取
り除かれる。

【００３２】更に、図５の動き検出ユニット２に示すよ
うに、減算ユニット２１，２２，２３の各々の出力は、
図３の場合と同様に、最下位ビット除去ユニット１２，
１２ａ，１２ｂ、絶対値ユニット１３，１３ａ，１３
ｂ、及びリミッタ・ユニット１４，１４ａ，１４ｂに送
られるようになっている。

【００３３】図５の動き検出ユニット２は、これらのユ
ニットに加えて、各信号経路上にそれぞれ水平ローパス
フィルタ（ＬＰＦ）２５，２５ａ，２５ｂをも備えてい
る。これらの水平ローパスフィルタは、信号からノイズ
を除去するために使用される。本発明によれば動きの検
出が主に垂直方向で行なわれるので、水平ローパスフィ
ルタが垂直方向の動き検出に悪影響を及ぼすことはな
い。

【００３４】図７は、動きの誤検出を防ぐための本発明
の第４の特徴を例示している。この例は、図５の構成に
図７のユニット３０を付加したものである。ユニット３
０は、図５中のルックアップテーブル手段１１と補間形
式の切換用のスイッチ１との間に接続されたスイッチ２
９を備えている。このスイッチ２９は、特定の条件下に
おいて、ルックアップテーブル手段１１から現画像中の
動きを示す値が出力されるか否かにかかわらず、該動き
値を静止画像に対応する値に切り換えるものである。ス
イッチ２９の切換動作は、ユニット３０の他の回路部分
により生成された信号に応じて行なわれる。

【００３５】ユニット３０の動作について、図８〜図１
０に基づいて詳細に説明する。まず、図８には、前記
「緩動エッジ制御」と本発明の第４の特徴とを組み合わ
せた処理が示されている。図８のユニット３０は、フレ
ーム間差分信号ＭＤを入力とし、処理された動き検出信
号ＭＤ＿ＶＦを更に操作して出力信号ＭＤ＿ＥＣを生成
するものである。

【００３６】図８のユニット３０は、比較器４３′と、
ラインメモリ４２ａ′，４２ｂ′と、小・大・小のパタ
ーン検出器４０′と、水平・垂直拡張部４１′とを備え
ている。比較器４３′は、フレーム間差分信号ＭＤを入
力し、この信号を所定のしきい値と比較する。比較器４
３′の出力は、ラインメモリ４２ａ′と、パターン検出
器４０′とに送られる。パターン検出器４０′は、ライ
ンメモリ４２ａ′からの出力と、ラインメモリ４２ｂ′
からの出力とを更に入力し、該入力３信号を分析して緩
動エッジを検出した後、水平・垂直拡張部４１′に信号
ＥＣを出力する。水平・垂直拡張部４１′は、スイッチ
２９′を制御するための信号ＥＣ＿ＥＮを生成し、それ
により動き検出信号ＭＤ＿ＶＦと、「動きなし（静
止）」を示す動き値との間の切換を制御する。

【００３７】図９及び図１０には、図８の回路の動作が
示されている。図９及び図１０では、既に利用した例
（図６参照）に基づいて垂直フィルタリングの影響が説
明されている。図１０（ａ）の左側には垂直フィルタを
用いない場合の動き検出信号ＭＤが、右側には垂直フィ
ルタを用いた場合の動き検出信号ＭＤ＿ＶＦがそれぞれ
示されている。大きな動き値は、緩動領域（図６（ｅ）
中のＹに対応する下部左側領域）で抑制され、より速い
動きの領域（図６（ｅ）中のＸに対応する上部右側領
域）で低減される。なお、図１０では動き値の大きさが
Ｌ、Ｍ、Ｓで識別されている。

【００３８】図８のユニット３０、すなわち緩動エッジ
制御回路は、まず予め定められたしきい値に基づいて全
ての動き値を「静止」及び「動き」に量子化したのち、
同じ垂直画素位置の連続３ラインの動き情報を比較す
る。真中の位置が「動き」であり、かつその上下位置が
「静止」である場合には、かつその場合にのみ、制御信
号ＥＣが活性化される。次のステップでは、この制御信
号ＥＣが垂直方向及び水平方向に、例えば１ライン分及
び１画素分だけ拡張される。この拡張された制御信号Ｅ
Ｃ＿ＥＮにより、スイッチ２９′が制御される。拡張制
御信号ＥＣ＿ＥＮが活性化されない場合には、動き検出
信号ＭＤ＿ＶＦがスイッチ２９′を通過して出力信号Ｍ
Ｄ＿ＥＣとなる。他方、拡張制御信号ＥＣ＿ＥＮが活性
化された場合には、動き検出の出力信号ＭＤ＿ＥＣが
「静止」に補正される。図１０（ｂ）の左側は制御信号
ＥＣ及びＥＣ＿ＥＮの生成を、右側は動き検出に対する
その影響をそれぞれ示している。これらの図から判るよ
うに、緩動領域（下部左側領域）に関する動き値が緩動
エッジ制御により「静止」状態に補正される。ただし、
図８の回路は、大きな動きの領域（上部右側領域）には
影響を及ぼさない。

【００３９】容易に判るように、図８のパターン検出器
４０′は図７のパターン検出器４０に、水平・垂直拡張
部４１′は垂直方向最大値及び水平方向最大値ユニット
４１に、ラインメモリ４２ａ′，４２ｂ′はラインメモ
リ４２ａ，４２ｂに、比較器４３′は比較器４３に、減
算ユニット４５′は減算ユニット４５に、スイッチ２
９′はスイッチ２９にそれぞれ相当する。また、図８の
フレームメモリ４４′は図５のラインメモリ１６，１７
及びフィールドメモリ１８，１８ａに、垂直ローパスフ
ィルタ４６ａ′，４６ｂ′は垂直ローパスフィルタ手段
１５，１５ａに、減算ユニット２１′は減算ユニット２
１にそれぞれ相当する。なお、図７のユニット３０は、
減算ユニット４５と比較器４３との間に、水平ローパス
フィルタ２５ｃと、最下位ビット除去ユニット１２ｃ
と、絶対値ユニット１３ｃと、リミッタ・ユニット１４
ｃとを更に備えている。

【００４０】図８の回路は、図５の回路に含まれている
ようなライン間差分手段やルックアップテーブル手段を
有していない。その理由の１つは、これらの手段がない
ことによって、図８の緩動エッジ制御回路の根底にある
原理を理解しやすくなるからである。他の理由は、図８
で説明された回路が独立発明を構成することを考慮して
おり、該手段がなくとも有利な点があるからである。例
えば、図８で説明したユニット３０は、図２で説明した
回路、すなわちルックアップテーブル手段、最大値セレ
クタ、垂直ローパスフィルタなどを含まない回路と組み
合わされてもよい。しかしながら、図５の実施形態とと
もに図８のユニット３０を採用する場合に最良の結果が
もたらされる。なお、本実施形態においても、図６で説
明した問題をほぼ取り除くことができる。

【００４１】最後に、図１１に基づいて本発明の第５の
特徴を説明する。図１１に係る実施形態の構成は、図７
のユニット３０にブロック３２を追加してなるものであ
る。すなわち、図１１中の最大値セレクタ（ＭＡＸ）３
５は、図７中のスイッチ２９と図５中の補間形式の切換
用のスイッチ１との間に接続されるものである。

【００４２】上記各実施形態のようにフレーム間差分に
基づいて動きが検出される場合、この動き検出の結果は
対象物の移動速度に大きく左右される。例えば２５Ｈｚ
という現状の標本化周波数によれば、高い信頼度で検出
される速度もあれば、ほぼ全く検出が不可能な速度もあ
る。これにより、各動き検出ユニットに動きの誤検出が
発生する恐れがある。例えば、スポーク付きの車輪が特
定の速度で回転している場合に、特定の画像標本化周波
数が原因で、車輪のスポークが静止しているように見え
たり、逆回転しているように見えたりすることがある。
この結果、動画像を静止画像と誤判断することになり、
互いにオフセットを有する２つの独立画像を表示してし
まうこともある。

【００４３】本発明によれば、検出された動きを複数の
後続フィールドにまで、動き値を次第に減少させながら
伝えることにより、上記の問題を克服することができ
る。この技術は図１１の実施形態に示されており、動き
値Ｍがフィールドメモリ３３を介してフィードバックさ
れ、該フィールドメモリ３３の出力が減算ユニット３４
に送られる。減算ユニット３４では、前フィールドの動
き値がパラメータＫだけ低減される。つまり、ある領域
に関して検出された動き値が１フィールド毎に該選択さ
れたパラメータＫだけ次々と引き算される。

【００４４】最大値セレクタ３５と減算ユニット３４と
の機能の組み合わせによって、検出された動き値Ｍが複
数の後続フィールドに順次伝えられる。この動き値の伝
播は、より大きな動き値がルックアップテーブル手段１
１からスイッチ２９を介して与えられた場合にのみ中断
される。減算ユニット３４と最大値セレクタ３５との間
に接続された追加ユニット３６は、更なる空間的な動き
伝播をもたらす。すなわち、追加ユニット３６により、
２本以上のラインのうちの最大の動き値が上記最大値セ
レクタ３５に送られる。この追加ユニット３６の機能
は、例えば２個のラインメモリ３７，３８と、連続３ラ
インの画素から最大の動き値を選別して該選別した動き
値を最大値セレクタ３５へ送るための他の最大値セレク
タ３９とにより実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】勾配法による動き検出の説明図である。

【図２】動き検出に基づく順次走査変換回路の従来構成
を示す図である。

【図３】本発明に係る動き検出ユニットを有する順次走
査変換回路の好ましい実施形態を示す図である。

【図４】本発明の好ましい実施形態に係るルックアップ
テーブル手段の機能説明図である。

【図５】本発明に係る動き検出ユニットを有する順次走
査変換回路の他の実施形態を示す図である。

【図６】勾配法に基づく動き検出により発生する問題の
説明図である。

【図７】本発明に係る動き検出ユニットの他の例を示す
図である。

【図８】本発明に係る緩動エッジ制御回路を示す図であ
る。

【図９】図８の回路の入力例を示す図である。

【図１０】図８の回路により実現される緩動エッジ制御
を示す図である。

【図１１】本発明に係る動き検出ユニットの更に他の例
を示す図である。

【符号の説明】

１スイッチ（スイッチ手段）２動き検出ユニット（動き検出回路）３ａ，３ｂフィールドメモリ（フレームメモリ手段，
静止画補間手段）４，５，６ラインメモリ，加算器及び乗算ユニット
（動画補間手段）８減算ユニット（フレーム間差分生成手段）９減算ユニット（ライン間差分生成手段）１０ラインメモリ（ライン間差分生成手段）１１ルックアップテーブル手段，除算器１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ最下位ビット除去ユニ
ット１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ絶対値ユニット（絶対
値生成手段）１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃリミッタ・ユニット
（リミッタ手段）１５，１５ａ３タップ垂直ＬＰＦ（垂直ローパスフィ
ルタ手段）１６，１７，１９，２０ラインメモリ１８，１８ａフィールドメモリ２１減算ユニット（フレーム間差分生成手段）２２，２３減算ユニット（ライン間差分生成手段）２４最大値セレクタ２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ水平ＬＰＦ（水平ロー
パスフィルタ手段）３０緩動エッジ制御回路３２動き値伝播手段３３フィールドメモリ（フィールドメモリ手段）３４減算ユニット（動き値減算手段）３５最大値セレクタ３６最大値選択手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号で示された画像の動きを検出す
るための動き検出回路であって、入力映像信号を１フレーム分遅延させるためのフレーム
メモリ手段（３ａ，３ｂ）と、入力映像信号と前記フレームメモリ手段（３ａ，３ｂ）
から供給された映像信号とに基づいてフレーム間差分信
号を供給するためのフレーム間差分生成手段（８）と、入力映像信号の１フィールドのうちの少なくとも２本の
隣接走査線に基づいてライン間差分信号を供給するため
のライン間差分生成手段（９，１０）と、映像信号で示された画像の様々な動き量を表わす複数の
動き値を記憶するためのルックアップテーブル手段（１
１）とを備え、前記ルックアップテーブル手段（１１）は、前記映像信
号で示された画像が有する動きに応じて前記記憶された
複数の動き値の中から１つの動き値を選択して出力する
ように、前記ライン間差分生成手段及び前記フレーム間
差分生成手段の各々から供給された信号の組合せによっ
てアドレス指定されることを特徴とする動き検出回路。
【請求項２】請求項１記載の動き検出回路において、前記ルックアップテーブル手段から出力された動き値の
各々は前記画像中の画素毎の動きを表わすことを特徴と
する動き検出回路。
【請求項３】請求項１又は２に記載の動き検出回路に
おいて、前記フレーム間差分生成手段は減算ユニット（８）を備
えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項４】請求項１〜３のうちのいずれか１項に記
載の動き検出回路において、前記ライン間差分生成手段は、ラインメモリ（１０）
と、減算ユニット（９）とを備えたことを特徴とする動
き検出回路。
【請求項５】請求項１〜４のうちのいずれか１項に記
載の動き検出回路において、前記動き検出回路は８ビットの映像入力を処理するため
のデジタル回路であることを特徴とする動き検出回路。
【請求項６】請求項５記載の動き検出回路において、前記フレーム間差分生成手段から供給された１ワードの
中から少なくとも最下位の１ビットを除去するための、
前記フレーム間差分生成手段の出力と前記ルックアップ
テーブル手段（１１）との間に接続された最下位ビット
除去ユニット（１２）を更に備えたことを特徴とする動
き検出回路。
【請求項７】請求項５又は６に記載の動き検出回路に
おいて、前記ライン間差分生成手段から供給された１ワードの中
から少なくとも最下位の１ビットを除去するための、前
記ライン間差分生成手段の出力と前記ルックアップテー
ブル手段（１１）との間に接続された最下位ビット除去
ユニット（１２ａ，１２ｂ）を更に備えたことを特徴と
する動き検出回路。
【請求項８】請求項５〜７のうちのいずれか１項に記
載の動き検出回路において、前記フレーム間差分生成手段と前記ルックアップテーブ
ル手段（１１）との間に接続された、入力ワードを絶対
値に変換するための絶対値生成手段（１３）を更に備え
たことを特徴とする動き検出回路。
【請求項９】請求項５〜８のうちのいずれか１項に記
載の動き検出回路において、前記ライン間差分生成手段と前記ルックアップテーブル
手段（１１）との間に接続された、入力ワードを絶対値
に変換するための絶対値生成手段（１３ａ，１３ｂ）を
更に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項１０】請求項５〜９のうちのいずれか１項に
記載の動き検出回路において、入力ワードの値をある最大値に制限するための、前記フ
レーム間差分生成手段と前記ルックアップテーブル手段
（１１）との間に接続されたリミッタ手段（１４）を更
に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項１１】請求項５〜１０のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、入力ワードの値をある最大値に制限するための、前記ラ
イン間差分生成手段と前記ルックアップテーブル手段
（１１）との間に接続されたリミッタ手段（１４ａ，１
４ｂ）を更に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項１２】請求項１〜１１のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、前記フレーム間差分生成手段と前記ルックアップテーブ
ル手段との間に接続された水平ローパスフィルタ手段
（２５）を更に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項１３】請求項１〜１２のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、前記ライン間差分生成手段と前記ルックアップテーブル
手段との間に接続された水平ローパスフィルタ手段（２
５ａ，２５ｂ）を更に備えたことを特徴とする動き検出
回路。
【請求項１４】請求項１〜１３のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、前記ルックアップテーブル手段（１１）は、フレーム間
差分が小さいことを表わす前記フレーム間差分生成手段
の信号によりアドレス指定された場合には、動きがない
ことを表わす動き値を出力することを特徴とする動き検
出回路。
【請求項１５】請求項１〜１４のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、前記フレーム間差分生成手段への供給信号又は前記フレ
ーム間差分生成手段の出力信号を処理するための垂直ロ
ーパスフィルタ手段（１５，１５ａ）を更に備えたこと
を特徴とする動き検出回路。
【請求項１６】請求項１５記載の動き検出回路におい
て、前記垂直ローパスフィルタ手段は２個の３タップ垂直ロ
ーパスフィルタ（１５，１５ａ）を有し、その一方が前
記フレーム間差分生成手段に供給される入力映像信号を
処理し、他方が前記フレームメモリ手段の出力を処理す
ることを特徴とする動き検出回路。
【請求項１７】請求項１６記載の動き検出回路におい
て、前記３タップ垂直ローパスフィルタの各々は、１フィー
ルド中の隣接する３本の走査線の映像信号を受け取るこ
とを特徴とする動き検出回路。
【請求項１８】請求項１〜１７のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、各々１フィールド中の隣接する２本の走査線間の差分を
生成するように、前記ライン間差分生成手段に加えて少
なくとも１つの他のライン間差分生成手段（２３）を更
に備え、前記少なくとも２個のライン間差分生成手段から供給さ
れたライン間差分値のうちの最大のライン間差分値を選
択し、前記ルックアップテーブル手段をアドレス指定す
るように該選択した最大のライン間差分値を供給するた
めの最大値セレクタ（２４）を更に備えたことを特徴と
する動き検出回路。
【請求項１９】請求項１〜１８のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、前記ルックアップテーブル手段から供給された動き値を
前記映像信号の複数の後続フィールドに伝えるための動
き値伝播手段（３２）を更に備えたことを特徴とする動
き検出回路。
【請求項２０】請求項１９記載の動き検出回路におい
て、前記動き値伝播手段（３２）は、前記ルックアップテーブル手段の出力を受け取るフィー
ルドメモリ手段（３３）と、該フィールドメモリ手段から受け取った動き値をある量
だけ低減するための動き値減算手段（３４）とを備えた
ことを特徴とする動き検出回路。
【請求項２１】請求項２０記載の動き検出回路におい
て、前記ルックアップテーブル手段から受け取った値と前記
動き値減算手段（３４）から受け取った値との中から最
大値を選択して通過させるための最大値セレクタ（３
５）を更に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項２２】請求項２０又は２１に記載の動き検出
回路において、前記動き値減算手段（３４）から出力された少なくとも
２本の隣接走査線に関する最大の動き値を選択するため
の最大値選択手段（３６）を更に備えたことを特徴とす
る動き検出回路。
【請求項２３】請求項１〜２２のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路において、ゆっくりと移動するエッジを検出した場合には前記ルッ
クアップテーブル手段から供給された動き値を、動きが
ないことを表わす値に置換するための、前記フレーム間
差分生成手段（８）に接続された緩動エッジ制御回路
（３０）を更に備えたことを特徴とする動き検出回路。
【請求項２４】動画補間手段（４，５，６）及び静止
画補間手段（３ａ）と、前記動画補間手段の出力と前記静止画補間手段の出力と
を切り換えるためのスイッチ手段（１）と、請求項１〜２３のうちのいずれか１項に記載の動き検出
回路とを備えた順次走査変換回路であって、前記スイッチ手段（１）は、前記動き検出回路の出力に
応じて前記動画補間手段の出力と前記静止画補間手段の
出力とを切り換えることを特徴とする動き適応型順次走
査変換回路。
【請求項２５】請求項２４記載の順次走査変換回路に
おいて、前記動画補間手段は、連続する２本の走査線の輝度値を
平均化するためのライン間平均化回路を備えたことを特
徴とする動き適応型順次走査変換回路。
【請求項２６】請求項１〜２３のうちのいずれか１項
に記載の動き検出回路を備えたことを特徴とするテレビ
受像機。
【請求項２７】請求項２４又は２５に記載の動き適応
型順次走査変換回路を備えたことを特徴とするテレビ受
像機。