JPH09266581A - 動き検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高域の動き検出感度を確保するとともに低域に
対する動き検出感度の増加を抑圧することにより誤検出
要因を除去する。 【解決手段】遅延映像信号ａの０Ｈ，１Ｈ遅延，２Ｈ遅
延信号を所定の演算式で演算して２次元フィルタ信号ｉ
を出力する２次元フィルタ２と、入力映像信号Ｖの０
Ｈ，１Ｈ遅延，２Ｈ遅延信号を上記演算式で演算して２
次元フィルタ信号ｍを出力する２次元フィルタ５とを備
え、２次元フィルタリングを行うことにより低域成分の
検出感度の増加による静止画を動画像と判定する誤検出
要因を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動き検出回路に関
し、特にテレビジョン受像機等のフレーム相関を利用し
た映像信号処理装置に用いられる動き検出回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のデジタル技術の発達により、テレ
ビジョン技術においても特に画質向上技術として大幅に
採用され、その効果は著しいものがある。その一つとし
て、ＮＴＳＣ方式の複合カラー映像信号（以下映像信
号）を高画質化するためのフレームメモリを用いたＹ／
Ｃ分離回路やノイズリダクション回路がある。

【０００３】公知のように、ＮＴＳＣ方式の映像信号
は、色度（Ｃ）信号を平衡変調して輝度（Ｙ）信号の高
域に重畳することにより、伝送帯域幅を広げることなく
カラーテレビジョン放送を行なっている。しかしこの方
式では、Ｙ信号とＣ信号との分離すなわちＹＣ分離が不
完全であると、相互にクロスカラーやドット妨害等の妨
害が生じ、画質の低下を招く。この対策として、デジタ
ル技術を駆使し、フレームメモリを用いてＹＣ分離を完
全に行う方法が考えられ、実用されている。

【０００４】この方法の基本原理は、ＮＴＳＣ方式のＣ
信号が１水平走査期間毎に反転していることを利用し
て、Ｙ信号とＣ信号とを含むベースバンドの映像信号の
１フレーム間の和または差をとることによりＹＣ分離を
行う。

【０００５】上記のフレームメモリ利用のＹＣ分離回路
では再生画像が静止あるいは略静止すなわち低域成分の
みの画像である場合には完全にＹＣ分離できる。しか
し、動画像のように高域成分を含む画像の場合は、この
高域成分のフレーム間のずれのため完全なＹＣ分離が困
難となる。このため、従来、低域成分による再生画像の
場合はフレームメモリを用い、高域成分による再生画像
の場合はラインメモリを用いてそれぞれＹＣ分離行うこ
とによりこの問題を解決している。

【０００６】このように、再生画像の静止画，動画の種
類に対応してＹＣ分離用のメモリおよび周辺回路を切替
る構成では、画像データが低域成分，高域成分のいずれ
から成るかを検出するための検出回路を必要とする。こ
の検出は、一般に、フレーム間の相関すなわちフレーム
相関を検出することにより再生画像の動き量を検出する
動き検出回路が用いられる。

【０００７】特開平２−９４８９１号公報（文献１）記
載の従来の動き検出回路をブロックで示す図４を参照す
ると、この従来の動き検出回路は、デジタル化した入力
映像信号Ｖを１フレーム分遅延し遅延映像信号ａを出力
するフレームメモリ１と、遅延映像信号ａのデータ数を
１／３に間引き間引データｂを出力する１／３サブサン
プル回路３と、間引データｂを１フレーム分遅延し遅延
間引データｃを出力するフレームメモリ４と、入力映像
信号Ｖと遅延間引データｃとの差分をとり２フレーム差
分信号ｄを出力する減算器６と、２フレーム差分信号ｄ
の補間を行い補間差分信号ｅを出力する補間回路７と、
補間差分信号ｅを３クロック分シフトして現在の補間差
分信号ｅとレベル比較し大きい方を最大信号Ｍとして出
力するＭＡＸ回路８と、入力映像信号Ｖと間引データｂ
との差分をとり１フレーム差分信号ｆを出力する減算器
９と、１フレーム差分信号ｆの高域成分を除去し低域成
分信号Ｌを出力するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０
と、最大信号Ｍと低域成分信号Ｌとの供給に応答して動
き量を出力する動き量検出回路１１とを備える。

【０００８】次に、図４を参照して、従来の動き検出回
路の動作について説明すると、まずフレームメモリ１は
入力端子ＴＩから入力される映像信号Ｖを１フレーム分
遅延し遅延映像信号ａを出力し、１／３サブサンプル回
路３と減算器９とに供給する。１／３サブサンプル回路
３は供給を受けた遅延映像信号ａのデータ数を１／３に
間引きし間引データｂを出力してフレームメモリ４に供
給する。フレームメモリ４は間引データｂを１フレーム
分遅延し、遅延間引データｃを生成して減算器６に供給
する。減算器６は映像信号Ｖと遅延間引データｃとを減
算処理して両者の差分をとり２フレーム差分信号ｄを算
出し、補間回路７に供給する。補間回路７は、２フレー
ム差分信号ｄを補間処理し補間差分信号ｅを生成してＭ
ＡＸ回路８に供給する。ＭＡＸ回路８は供給を受けた補
間差分信号ｅを３クロック分シフトし、現在入力中の補
間差分信号ｅとレベル比較し、大きい方を最大信号Ｍと
して動き量検出回路１１に供給する。

【０００９】一方、減算器９は入力映像信号Ｖと間引デ
ータｂとを減算処理して両者の差分をとり１フレーム差
分信号ｆを算出し、ＬＰＦ１０に供給する。ＬＰＦ１０
は１フレーム差分信号ｆの低域成分すなわち水平方向の
低域成分信号Ｌを抽出し動き量検出回路１１に供給す
る。

【００１０】動き量検出回路１１は、供給を受けたこれ
ら低域成分信号Ｌ，最大信号Ｍにゲイン処理，非線形処
理，ミックス処理等を行い動き量ＭＯとして出力する。

【００１１】ここで１／３サブサンプル回路３，補間回
路７，ＭＡＸ回路８はフレームメモリ４でのデータ数を
１／３倍にし、メモリ量を低減するために使用している
ので、なくても構わない。

【００１２】次に従来の動き検出回路におけるＮＴＳＣ
映像信号の２次元周波数領域での信号分布を模式的に示
す説明図である図５（Ａ）を参照してこの従来の動き検
出回路の作用を説明すると、この図で示す輝度信号
（Ｙ）は水平±４．２（ＭＨｚ），垂直±５２５／２
（ｌｐｈ）のほぼ全域の帯域に存在するのに対し、色信
号（Ｃ）は水平±ｆＳＣ（色副搬送周波数，約３．５８
（ＭＨｚ）），垂直±５２５／４（ｌｐｈ）近辺に存在
する。

【００１３】従来の動き検出回路の特性を示す図５
（Ｂ）を参照すると、水平周波数軸上でＣ信号の存在す
る高域成分領域１０１の動きを２フレーム差分信号ｄ対
応の最大信号Ｍから検出し、低域成分領域１０２の動き
を１フレーム差分信号ｆ対応の低域成分信号Ｌから検出
する。これは同一画素のＣ信号の位相をフレーム毎にみ
るとＹ＋Ｃ，Ｙ−Ｃ，Ｙ＋Ｃ，…，のようにちょうど２
フレームで元の位相関係に戻ることから、Ｃ信号の存在
帯域すなわち高域では２フレーム差分信号が映像信号の
動き量を表していると判断できるからである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の動き検
出回路は、水平高域信号の動き量を２フレーム差分信号
から検出しているが、２フレーム差分は１フレーム差分
に比べ時間間隔が２倍のため、ゆっくりした動きに対す
る動きの検出感度も２倍になるため、本来静止画と判定
すべき画像にたいしても動きと誤検出してしまうという
欠点があった。

【００１５】本発明の目的は、高域の動き検出感度を確
保するとともに低域に対する動き検出感度の増加を抑圧
することにより誤検出要因を除去した動き検出回路を提
供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の動き検出回路
は、デジタル化したカラー複合映像信号である入力映像
信号を１フレーム分遅延し第１の遅延映像信号を出力す
る第１のフレームメモリと、前記第１の遅延映像信号を
それぞれ無遅延，１ライン分遅延，２ライン分遅延した
無遅延信号，１ライン遅延信号，２ライン遅延信号の各
々を予め定めた第１の演算式で演算し第１の２次元フィ
ルタ信号を出力する第１の２次元フィルタと、前記入力
映像信号をそれぞれ無遅延，１ライン分遅延，２ライン
分遅延した無遅延信号，１ライン遅延信号，２ライン遅
延信号の各々を前記第１の演算式で演算し第２の２次元
フィルタ信号を出力する第２の２次元フィルタと、前記
第１の２次元フィルタ信号を１フレーム分遅延し第２の
遅延映像信号を出力する第２のフレームメモリと、前記
第２の２次元フィルタ信号と前記第２の遅延映像信号と
の差分をとり２フレーム差分信号対応の高域成分信号を
生成する第１のフレーム差分検出手段と、前記入力映像
信号と前記第１の遅延映像信号との差分をとし１フレー
ム差分信号を出力する第２のフレーム差分検出手段と、
前記１フレーム差分信号の高域成分を除去し低域成分信
号を出力する低域通過フィルタと、前記高域成分信号と
前記低域成分信号との供給に応答して画像の動き量を検
出する動き量検出手段とを備えて構成されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
と共通の構成要素は共通の文字を付して同様にブロック
で示す図１を参照すると、この図に示す本実施の形態の
動き検出回路は、従来と共通のフレームメモリ１，４
と、１／３サブサンプル回路３と、減算器６，９と、補
間回路７と、ＭＡＸ回路８と、ＬＰＦ１０と、動き量検
出回路１１とに加えて、遅延映像信号ａの無遅延（０
Ｈ），１ライン分遅延（１Ｈ），２ライン分遅延（１
Ｈ）各遅延信号を予め定めた演算式で演算して生成した
２次元フィルタ信号ｉを出力する２次元フィルタ２と、
入力映像信号Ｖの無遅延（０Ｈ），１ライン分遅延（１
Ｈ），２ライン分遅延（１Ｈ）各遅延信号を上記演算式
で演算して生成した２次元フィルタ信号ｍを出力する２
次元フィルタ５とを備える。

【００１８】２次元フィルタ２は直列接続され入力した
映像信号をそれぞれ１Ｈ分遅延し１Ｈ，２Ｈ各遅延信号
ｇ，ｈを出力するするラインメモリ２１，２２と、入力
映像信号ａ（０Ｈ）および１Ｈ，２Ｈ各遅延信号ｇ，ｈ
を所定の演算式で演算し２次元フィルタ信号ｉを出力す
る演算回路２３とを備える。

【００１９】２次元フィルタ５は直列接続され入力した
映像信号をそれぞれ１Ｈ分遅延し１Ｈ，２Ｈ各遅延信号
ｋ，ｌを出力するするラインメモリ５１，５２と、入力
ａ（０Ｈ）および１Ｈ，２Ｈ各遅延信号ｋ，ｌを演算し
２次元フィルタ信号ｍを出力する演算回路５３とを備え
る。

【００２０】次に、図１を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、従来と同様にまずフレームメモリ
１は入力端子ＴＩから入力される映像信号Ｖを１フレー
ム分遅延し遅延映像信号ａを出力し、２次元フィルタ２
に供給する。２次元フィルタ２は後述のように遅延映像
信号ａを２次元フィルタリングし生成した２次元フィル
タ信号ｉを１／３サブサンプル回路３に供給するととも
に、１Ｈ遅延信号ｇを減算器９に供給する。以下従来と
同様に１／３サブサンプル回路３は供給を受けた２次元
フィルタ信号ｉから１／３に間引きした間引データｂを
生成し、フレームメモリ４は１フレーム分遅延した遅延
間引データｃを生成して減算器６に供給する。

【００２１】一方、２次元フィルタ５は映像信号Ｖを２
次元フィルタリングし生成した２次元フィルタ信号ｍを
減算器６に供給するとともに、ラインメモリ５１の出力
である１Ｈ遅延信号ｋを減算器９に供給する。

【００２２】以下従来と同様に、減算器６は２次元フィ
ルタ信号ｍと遅延間引データｃとから２フレーム差分信
号ｄを算出し、補間回路７で補間処理し補間差分信号ｅ
を生成し、ＭＡＸ回路８は補間差分信号ｅ対応の最大信
号Ｍを生成して動き量検出回路１１に供給する。

【００２３】また、減算器９は２次元フィルタ２，５の
各々の出力する１Ｈ遅延信号ｇ，ｋの差分をとり１フレ
ーム差分信号ｆを算出し、ＬＰＦ１０は１フレーム差分
信号ｆ対応の低域成分信号Ｌを抽出し動き量検出回路１
１に供給する。

【００２４】ここで２次元フィルタ２は、ラインメモリ
２１で遅延映像信号ａを１Ｈ遅延し１Ｈ遅延信号ｇを生
成し、ラインメモリ２２でさらにもう１Ｈ遅延して１Ｈ
遅延信号ｈを生成する。こうしてライン遅延の異なる３
つの信号ａ（０Ｈ），ｇ（１Ｈ），ｈ（２Ｈ）を生成し
これを演算回路２３に供給する。演算回路２３は次式の
演算を実行し対応の出力信号ｉを出力する。

【００２５】ｉ＝−１／４・（０Ｈ）＋１／２・（１
Ｈ）−１／４・（２Ｈ） ２次元フィルタ５も２次元フィルタ２と同一構成であ
り、入力映像信号Ｖに対し同様な処理を行う。

【００２６】従来と同様に、動き量検出回路１１は信号
Ｍ，Ｌの供給に応答して動き量ＭＯを検出・出力する。

【００２７】ここで、減算器９の入力として１Ｈ遅延信
号ｇ，ｋを用いる理由は２次元フィルタ２，５の処理で
それぞれ１ライン分の遅延を生じるため、その遅延にタ
イミングを合わせるためである。

【００２８】本実施の形態の動き検出回路の特性を示す
図２（Ａ）を参照すると、水平周波数軸上の高域で垂直
周波数軸上の±５２５／４（ｌｐｈ）近辺の高域成分領
域１０１Ａの動き量を２フレーム差分信号ｄ対応の最大
信号Ｍから検出し、低域成分領域１０２の動きを１フレ
ーム差分信号対応の低域成分信号Ｌのみから検出する。
２次元フィルタ２，５を用いることにより２フレーム差
分信号ｄの検出領域を垂直周波数軸上にも帯域制限し、
この２フレーム差分信号ｄからの低域成分の検出を抑圧
している。

【００２９】図に示すように、１フレーム差分信号ｆ対
応の検出低域成分領域１０２は図５（Ｂ）の従来例と同
一である。また、水平周波数軸上の高域成分で垂直周波
数軸上の０，±５２５／２（ｌｐｈ）近傍の領域１０１
Ｂは不検出帯となるが、一般に画像の動き成分の周波数
スペクトルは広く存在するので領域１０１Ａ，１０２で
動きを検出することが多く、殆ど目立たない。

【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態を図１と
共通の構成要素は共通の文字を付して同様にブロックで
示す図３を参照すると、この図に示す本実施の形態の上
述の第１の実施の形態との相違点は、２次元フィルタ
２，５の各々の代りにそれぞれ２次元フィルタ信号ｎ，
ｏを生成する第２の演算回路２４，５４をそれぞれ備え
る２次元フィルタ２Ａ，５Ａと、信号ｎ，ｏの差分をと
り信号Ｑを出力する減算器２１と、信号ｉ，ｍの差分を
とり信号ｐを出力する減算器２１と、信号ｐの低域成分
を抽出し信号ＬＰを出力するＬＰＦ２３とを備える。

【００３１】図３を参照して本実施の形態の動作につい
て第１の実施の形態との相違点を主に説明すると、２次
元フィルタ２Ａの２つの演算回路２３，２４の各々はそ
れぞれ次式の演算を実行し、それぞれ対応の出力信号
ｉ，ｎを出力する。

【００３２】ｉ＝−１／４・（０Ｈ）＋１／２・（１
Ｈ）−１／４・（２Ｈ） ｎ＝１／４・（０Ｈ）＋１／２・（１Ｈ）＋１／４・
（２Ｈ） 同様に、２次元フィルタ５Ａの演算回路５３，５４の各
々もそれぞれ次式の演算を実行し、それぞれ対応の出力
信号ｍ，ｏを出力する。

【００３３】ｍ＝−１／４・（０Ｈ）＋１／２・（１
Ｈ）−１／４・（２Ｈ） ｏ＝１／４・（０Ｈ）＋１／２・（１Ｈ）＋１／４・
（２Ｈ） 本実施の形態の動き検出回路の特性を示す図２（Ｂ）を
参照すると、水平周波数軸上の高域で垂直周波数軸上の
±５２５／４（ｌｐｈ）近辺の高域成分領域１０１Ａの
動き量を２フレーム差分信号ｄ対応の最大信号Ｍから検
出することは第１の実施の形態と同様である。

【００３４】水平周波数軸上の低域成分領域中ので垂直
周波数軸上の±５２５／４（ｌｐｈ）近傍の領域１０３
の動き量を１フレーム差分信号ｐ対応の信号ＬＰから検
出する。

【００３５】本実施の形態では、１フレーム差分信号ｐ
に対しても、２次元フィルタ２Ａ，５Ａを用いることに
より、第１の実施の形態で現れた不検出領域１０１Ｂが
１フレーム差分信号の検出領域１０３に含まれることに
なりさらに誤検出の可能性を低減する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動き検出
回路は、映像信号をそれぞれ無遅延，１ライン分遅延，
２ライン分遅延した各遅延信号を予め定めた第１の演算
式で演算する第１，第２の２次元フィルタを備えて２次
元フィルタリングを行い、垂直周波数軸上にも帯域制限
を行った信号で２フレーム差分信号を生成するため、こ
の２フレーム差分による動き量の検出帯域を削減して低
域の動き検出感度の増加を抑圧することにより、静止画
像を動画像と検出する誤検出要因を除去できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動き検出回路の第１の実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】本実施の形態の動き検出回路における動作の一
例を示す説明図である。

【図３】本発明の動き検出回路の第２の実施の形態を示
すブロック図である。

【図４】従来の動き検出回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図５】従来の動き検出回路における動作の一例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１，４ フレームメモリ ２，５，２Ａ，５Ａ ２次元フィルタ ３ １／３サブサンプル回路 ６，９，２１，２２ 減算器 ７ 補間回路 ８ ＭＡＸ回路 １０，２３ ＬＰＦ １１ 動き量検出回路 ２１，２２，５１，５２ ラインメモリ ２３，２４，５３，５４ 演算回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル化したカラー複合映像信号であ
   る入力映像信号を１フレーム分遅延し第１の遅延映像信
   号を出力する第１のフレームメモリと、 前記第１の遅延映像信号をそれぞれ無遅延，１ライン分
   遅延，２ライン分遅延した無遅延信号，１ライン遅延信
   号，２ライン遅延信号の各々を予め定めた第１の演算式
   で演算し第１の２次元フィルタ信号を出力する第１の２
   次元フィルタと、 前記入力映像信号をそれぞれ無遅延，１ライン分遅延，
   ２ライン分遅延した無遅延信号，１ライン遅延信号，２
   ライン遅延信号の各々を前記第１の演算式で演算し第２
   の２次元フィルタ信号を出力する第２の２次元フィルタ
   と、 前記第１の２次元フィルタ信号を１フレーム分遅延し第
   ２の遅延映像信号を出力する第２のフレームメモリと、 前記第２の２次元フィルタ信号と前記第２の遅延映像信
   号との差分をとり２フレーム差分信号対応の高域成分信
   号を生成する第１のフレーム差分検出手段と、 前記入力映像信号と前記第１の遅延映像信号との差分を
   とし１フレーム差分信号を出力する第２のフレーム差分
   検出手段と、前記１フレーム差分信号の高域成分を除去
   し低域成分信号を出力する低域通過フィルタと、前記高
   域成分信号と前記低域成分信号との供給に応答して画像
   の動き量を検出する動き量検出手段とを備えることを特
   徴とする動き検出回路。
2. 【請求項２】 前記第１の２次元フィルタが、直列接続
   され入力した前記遅延映像信号をそれぞれ１ライン分遅
   延し第１の１ライン遅延信号，第１の２ライン遅延信号
   の各々を出力する第１，第２のラインメモリと、 前記遅延映像信号，第１の１ライン遅延信号，第１の２
   ライン遅延信号の各々の供給に応答して前記第１の演算
   式で演算して前記第１の２次フィルタ信号を生成する第
   １の演算回路とを備え、 前記第２の２次元フィルタが、直列接続され入力した前
   記入力映像信号をそれぞれ１ライン分遅延し第２の１ラ
   イン遅延信号，第２の２ライン遅延信号の各々を出力す
   る第３，第４のラインメモリと、 前記入力映像信号，第２の１ライン遅延信号，第２の２
   ライン遅延信号の各々を前記第１の演算式で演算して前
   記第２の２次フィルタ信号を生成する第２の演算回路と
   を備えることを特徴とする請求項１記載の動き検出回
   路。
3. 【請求項３】 前記第１の２次元フィルタが、前記第１
   の演算式と異なる第２の演算式で演算して第３の２次元
   フィルタ信号を出力する第３の演算回路をさらに備え、 前記第２の２次元フィルタが、前記第２の演算式で演算
   して第４の２次元フィルタ信号を出力する第４の演算回
   路をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の動き
   検出回路。