JPH0981754A

JPH0981754A - 動き検出回路

Info

Publication number: JPH0981754A
Application number: JP7239987A
Authority: JP
Inventors: Chie Ide; 稚恵井出
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-09-19
Filing date: 1995-09-19
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ノイズの大きい映像信号に対しても良好な動
き情報の検出ができる動き検出回路を提供する。【解決手段】フレーム間差分信号にフィルタ処理を施
す前処理ローパスフィルタ101と、前記フィルタ処理を
施された信号を用いて注目画素の動き判定を行う動き判
定手段11と、周辺画素を含めた前記注目画素の動き判定
結果を用い、周辺画素を含む注目画素の動きを多数決判
定する多数決処理回路102とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノイズ低減処理装置等
に用いられる映像信号の動き検出回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の動き検出回路としては、例えば、
特開平６−351002号公報に記載されているように、動き
検出画素とその周辺画素のフレーム間差分信号を用いて
動きの重み付け係数を算出し、この重み付け係数によ
り、動き検出画素のフレーム間差分信号の量子化パラメ
ータの制御を行っているものがあり、以下、図５を参照
してこの従来の動き検出回路について説明する。図５は
従来の動き検出回路の構成を示すブロック図であり、図
中、１は映像信号入力端子、２は１フレーム遅延器、３
は減算器である。４は空間伸長回路、５は重み付け係数
算出回路、６は絶対値算出回路、７はローパスフィル
タ、８は量子化回路で、これら５つのコンポーネントに
より動き検出回路９を構成している。なお、10は動き信
号出力端子である。

【０００３】次にその動作について説明する。映像信号
入力端子１に入力された映像信号は、１フレーム遅延器
２によって１フレーム遅延された映像信号と共に、減算
器３に入力され差分信号が算出される。この算出された
差分信号は、空間伸長回路４に入力されて動き検出注目
画素(動き検出対象画素)の空間的な周辺５×５画素のフ
レーム間差分信号として後段の重み付け係数算出回路５
に出力される。この重み付け係数算出回路５において
は、動き検出注目画素に対する重み付け係数を算出する
と共に、前記差分信号の差分値を次の３つのグループに
分け、各グループに属する画素数を算出する。

【０００４】グループＰ：ｔｈ１＜差分値グループＺ：ｔｈ２＜差分値≦ｔｈ１グループＮ：差分値≦ｔｈ２ここで、ｔｈ１，ｔｈ２は第１および第２のしきい値
(ｔｈ２≦ｔｈ１)を示し、また、これら各グループに属
する画素数をそれぞれ次のように置く。

【０００５】グループＰに属する画素数：ｐグループＺに属する画素数：ｚグループＮに属する画素数：ｎ以下この画素数ｐ，ｎから中間係数ｅ(重み付け係数を
算出するための係数)と重み付け係数αを算出する。

【０００６】ｐ＞ｎの時は、ｅ＝ｎ／ｐその他の時は、ｅ＝ｐ／ｎこのｅの値によって重み付け係数αは次のようになる。

【０００７】０≦ｅ≦ｄ１の時は、α＝Ｄ１ｄ１＜ｅ＜ｄ２の時は、α＝1.0 ｄ２≦ｅ≦１の時は、α＝Ｄ２ここで、ｄ１，ｄ２は第１および第２のしきい値(ｄ１
≦ｄ２)、Ｄ１，Ｄ２は定数(Ｄ１≦1.0≦Ｄ２)。

【０００８】このようにして重み付け係数等が算出され
ると同時に、前記減算器３よりのフレーム間差分信号は
絶対値算出回路６によって絶対値が算出され、更にロー
パスフィルタ７によってノイズが除去されて量子化回路
８に出力される。このノイズが除去されたフレーム間差
分信号は、量子化回路８においてしきい値処理が行われ
て２値化され、動き信号となって動き信号出力端子10へ
出力される。この２値化に用いるしきい値ｔｈ３は重み
付け係数算出回路５から出力される重み付け係数αによ
って、次のように決定される。なお、ｔｈ４は初期しき
い値で予め設定されるしきい値である。

【０００９】ｔｈ３＝ｔｈ４×α このように量子化に用いる初期しきい値に重み付け係数
αを乗じ、しきい値処理を行うことにより動き検出を実
現している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では、入力される映像信号として、例えば、
ビデオカメラのゲインアップ時のようなノイズの大きい
映像信号が入力された場合、このノイズは動きと誤判断
され、良好な動き情報の検出ができないという問題点が
あった。

【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、ノイズの大きい映像信号に対しても良好な動き情報
の検出ができる動き検出回路を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、入力映像信号と遅延された映像信号の差分
信号から動き検出を行う回路において、前記差分信号に
フィルタ処理を施す手段と、前記フィルタ処理を施され
た信号を用いて注目画素の動き判定を行う動き判定手段
と、周辺画素を含めた前記注目画素の動き判定結果を用
い、周辺画素を含む注目画素の動きを多数決判定する多
数決判定手段とを備えたものである。

【００１３】

【作用】本発明の上記した動き検出回路によれば、フィ
ルタ処理によって突発的なノイズを低減し、更に動き判
定結果に基づく多数決処理により、ノイズの大きい映像
信号に対しても良好な動き情報の検出ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、前記従来例のものと同一部分
は同一符号を付すものとする。図１は本発明の動き検出
回路をノイズ低減処理装置に応用した場合の一構成例を
示すブロック図であり、図中、１は映像信号入力端子、
２はフレームメモリ(１フレーム遅延器)、３は第１減算
器、11は前記従来の動き検出回路９と略同等の機能を有
する動き判定手段、101は前処理ローパスフィルタ、102
は多数決処理回路で、前処理ローパスフィルタ101，動
き判定手段11と共に動き検出回路103を構成している。1
04は第２減算器、105は巡回量決定回路、106は第３減算
器、107は映像信号出力端子である。なお、Ｓdはフレー
ム間差分信号、Ｓmは動き信号を示す。

【００１５】次にその動作を説明するに、まず、映像信
号入力端子１に入力された映像信号は、フレームメモリ
２によって１フレーム遅延された映像信号と共に、第１
減算器３に入力されフレーム間差分信号Ｓdが算出され
る。この算出されたフレーム間差分信号Ｓdは、前処理
ローパスフィルタ101に入力され、ノイズ成分が低減さ
れて動き判定手段11に入力される。この動き判定手段11
においては画素の動きの程度が判定され、その結果(静
動結果)は多数決処理回路102に入力される。この多数決
処理回路102においては、前記動き判定手段11における
画素の判定結果をチェックし、判定された複数画素の判
定結果にバラつきがある場合は、孤立してる判定結果を
補正して多数決方式により特定の判定結果に強制的に統
一し、これを動き信号Ｓmとして巡回量決定回路105に入
力する。

【００１６】一方、第２減算器104によって映像信号入
力端子１より入力された映像信号とフレームメモリ２に
よって１フレーム遅延された映像信号との差を算出し、
フレーム間差分信号Ｓdとして前記巡回量決定回路105に
入力する。この巡回量決定回路105では、多数決処理回
路102における判定結果に基づき、次のように巡回係数
Ｋを決定する。

【００１７】静止、と判定された時は、Ｋ＝ｋ１中間１と判定された時は、Ｋ＝ｋ２中間２と判定された時は、Ｋ＝ｋ３動き、と判定された時は、Ｋ＝ｋ４ここで、０≦ｋ４＜ｋ３＜ｋ２＜ｋ１＜１である。

【００１８】このようにして決定された巡回係数Ｋは第
２減算器104より入力されたフレーム間差分信号Ｓdと巡
回量決定回路105内において乗算され、巡回量として第
３減算器106に入力される。第３減算器106においては、
映像信号入力端子１よりの映像信号からこの巡回量を減
算し、出力映像信号として映像信号出力端子107から出
力されることになる。

【００１９】次に前記動き判定手段11とその周辺の動作
について図２乃至図４を参照して更に詳細に説明する。
図２において、破線枠内のコンポーネントによる一連の
回路は、前記の動き検出回路103を示し、破線枠内のコ
ンポーネントによる一連の回路は、図１に示した動き検
出手段９と同等の機能を有する動き判定手段11を示して
いる。この動き判定手段11は、周辺画素比較回路12，重
み付け係数算出回路５，乗算器13，絶対値算出回路６，
ローパスフィルタ７，しきい値処理回路14より構成され
ている。101は前処理ローパスフィルタ、102は多数決処
理回路である。なお、周辺画素比較回路12は図５に示し
た空間伸長回路４と同等の役割を担い、しきい値処理回
路14は同図５に示した量子化回路８と同等の役割を担っ
ている。

【００２０】その動作としては、まず、映像信号入力端
子１に入力された映像信号に基づき、図３(a)に示すよ
うなフレーム間差分信号Ｓdが算出される。この算出さ
れたフレーム間差分信号Ｓdは、前処理ローパスフィル
タ101に入力され、高周波ノイズ成分が低減されて図３
(b)に示すような信号となって周辺画素比較回路12に入
力される。この周辺画素比較回路12においては、動き検
出注目画素の空間的周辺５×３画素(これに限定される
ものではない)の差信号の正負の極性を調べて画素数の
差の絶対値を求め、これを予め設定してあるしきい値、
ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３と比較し、次のように動き判定
を行う。

【００２１】1)ｔｈ１≦絶対値の場合、動きと判定す
る。

【００２２】2)ｔｈ２≦絶対値＜ｔｈ１の場合、中間と
判定する。

【００２３】3)０≦絶対値＜ｔｈ２の場合、静止と判定
する。

【００２４】更に、重み付け係数算出回路５では、周辺
画素比較回路12による判定結果を受けて、重み付け係数
αを次のようにして算出する。

【００２５】動きと判定された時は、α＝ｇａｉｎ１(α＞１）中間と判定された時は、α＝１ (α＝１) 静止と判定された時は、α＝ｇａｉｎ２(α＜１）ここで、ｇａｉｎ１およびｇａｉｎ２は定数(ｇａｉｎ
１＞1.0，ｇａｉｎ２＜1.0)。一方、前処理ローパスフ
ィルタ101を通った前記フレーム間差分信号は重み付け
係数算出回路５で算出された重み付け係数αと乗算器13
によって乗算され、前記絶対値算出回路６に加えられて
その絶対値が算出される。なお前記従来例においては、
各グループに属する画素数の比により重み付け係数αを
算出しているが、これではビデオカメラのゲインアップ
時のようなノイズの大きい映像信号において、精度の良
い動き検出を実現することができないため、本実施例に
おいては上記のような手段を用いている。このようにし
て、絶対値算出回路６より出力されたフレーム間差分信
号の絶対値はローパスフィルタ７に入力され、ノイズが
低減されて図３(c)に示すような信号となり、しきい値
処理回路14に入力される。しきい値処理回路14では、ロ
ーパスフィルタ７から出力されたフレーム間差分信号の
信号レベルと予め設定されているしきい値ＴＨ１，ＴＨ
２，ＴＨ３とを比較してしきい値処理を行い、信号を４
値化し、次のように動き判定を行う。

【００２６】ＴＨ１＜フレーム間差分信号の信号レベ
ル：動きと判定する。

【００２７】ＴＨ１≦フレーム間差分信号の信号レベル
＜ＴＨ２：中間１と判定するＴＨ２≦フレーム間差分信号の信号レベル＜ＴＨ３：中
間２と判定するＴＨ３≦フレーム間差分信号の信号レベル：静止と判定
する。

【００２８】これらの判定結果は、後段の多数決処理回
路102に入力され、例えば、図４(a)に示すように画面の
中央部にある注目画素の周辺８画素の判定結果をチェッ
クし、この周辺８画素中Ｎ画素以上同じ判定結果であれ
ば、その注目画素を強制的にＮ画素以上の判定結果と同
じにし、孤立した判定結果がでないように多数決の原理
による結果の統一を行う。このようにして、多数決処理
回路102により補正された検出結果が出力され、注目画
素に対する動き検出結果が出力される。この動き検出結
果の出力信号の一例を図４(b)に示す。

【００２９】このように、本実施例においては、ローパ
スフィルタにより突発的なノイズを低減し、更に動き判
定処理を多数決処理することにより良好な動き情報の検
出を実現できる。なお、本実施例においては、量子化後
の動き信号を４値化しているが、これは複数のしきい値
であれば良く、４値化より多い値や、少ない値に量子化
しても差し支えない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、動き検
出の前処理として、フィルタ処理により突発的なノイズ
を低減し、更に検出された動き信号の周辺画素の判定結
果を用いて多数決処理を行うことにより、突発的なノイ
ズを動きと誤判断したものがあっても、これを補正する
ことができ、更にノイズの大きな信号も誤検出の少ない
状態で検出が可能であるため、結果に応じて巡回量を最
適値に制御することにより、動きの残像を抑え、静止時
のノイズを小さく抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動き検出回路の一実施例を示し、これ
をノイズ低減処理装置に応用した際の構成例を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の動き検出回路の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の動き検出回路の一実施例における動き
信号検出を説明するための信号波形図である。

【図４】本発明の動き検出回路の一実施例における多数
決処理を説明するための動作説明図である。

【図５】従来の動き検出回路をノイズ低減処理装置に適
用した際の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…映像信号入力端子、２…フレームメモリ、３…
第１減算器、４…空間伸長回路、５…重み付け係数
算出回路、６…絶対値算出回路、７…ローパスフィ
ルタ、 11…動き判定手段、 12…周辺画素比較回路、
13…乗算器、14…しきい値処理回路、 101…前処理
ローパスフィルタ、 102…多数決処理回路、 103…動
き検出回路、 104…第２減算器、 105…巡回量決定回
路、 106…第３減算器、 107…映像信号出力端子、
Ｓd…フレーム間差分信号、Ｓm…動き信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力映像信号と遅延された映像信号の差
分信号から動き検出を行う回路において、前記差分信号
にフィルタ処理を施す手段と、前記フィルタ処理を施さ
れた信号を用いて注目画素の動き判定を行う動き判定手
段と、周辺画素を含めた前記注目画素の動き判定結果を
用い、周辺画素を含む注目画素の動きを多数決判定する
多数決判定手段とを備えたことを特徴とする動き検出回
路。
【請求項２】動き判定手段の動き判定結果としての動
きのレベルはＮ値化されており、多数決判定手段は、注
目画素の周辺Ｍ画素の前記Ｎ値化された動きのレベルを
用いて多数決処理し、注目画素の最終的な動き判定を行
うことを特徴とする請求項１記載の動き検出回路。