JPH0993547A - 動き検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像のエッジ部分における動き検出をより正
確に行うことができる動き検出回路を提供する。 【解決手段】 ハイパスフィルタ１４により現在フレー
ムの信号Ｓ０の高域成分を抽出し、ハイパスフィルタ２
１により２フレーム前の信号Ｓ４の高域成分を抽出す
る。減算器１２及び絶対値回路１３により信号Ｓ０と信
号Ｓ４との差の絶対値をとり、２フレーム間動き検出信
号Δ０４を得る。ロジック回路２２はフィルタ１４，２
１の出力により制御信号Ｅ０４を得る。感度制御回路１
６は制御信号Ｅ０４が大きい時には２フレーム間動き検
出信号Δ０４を小さく、制御信号Ｅ０４が小さい時には
２フレーム間動き検出信号Δ０４を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＭＵＳＥデ
コーダのようにｎフレーム周期（ＭＵＳＥ信号では２フ
レーム周期）でサブサンプルされてエンコーディングさ
れた画像信号（サブサンプル伝送信号）を画像の動いて
いる部分と静止している部分とで内挿処理を適応的に切
り替える装置において、その入力された画像信号の動い
ている部分と静止している部分とを判定するための動き
検出回路に係り、特に、画像のパターンによってその動
き検出の感度を適応的に制御するようにした動き検出回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年になって、ＭＵＳＥ方式による高品
位テレビジョン（ＨＤＴＶ）放送が本格化しつつある。
ＭＵＳＥ方式では、エンコード側においてフィールド
間，フレーム間でそれぞれオフセットサブサンプリング
（間引き）が行われる。従って、デコード側で静止画を
再現するためには、４フィールド分のＭＵＳＥ信号から
合成（フレーム間及びフィールド間内挿）する必要があ
る。しかし、動いている部分にこの静止画系の処理を施
すと多重画像になるため、ＭＵＳＥ信号より動いている
部分を検出し、その部分には１フィールド分の信号から
画像を構成（フィールド内内挿）するようにする。従っ
て、ＭＵＳＥデコーダには、動画部分と静止部分とを判
別する処理（動き検出処理）が必要になる。

【０００３】ここで、ＭＵＳＥデコーダの概略構成及び
動作について、図４を用いて説明する。図４において、
入力端子１より入来したＭＵＳＥ信号Ｓ０は、動き検出
回路２，動画処理回路３，静止画処理回路４に入力され
る。動画処理回路３は１フィールド分の信号から画像を
合成（フィールド内内挿）し、静止画処理回路４は４フ
ィールドの信号から画像を合成（フレーム間内挿及びフ
ィールド間内挿）する。動き検出回路２は画像の動き部
分を検出し、この動き検出信号で混合回路５を制御す
る。混合回路５は動画処理回路３により動画処理された
信号と静止画処理回路４により静止画処理された信号と
を動き量（動き検出信号）に応じた比率で混合して出力
する。

【０００４】動き検出回路２の出力をｋ、動画処理回路
３の出力をＳｍ、静止画処理回路４の出力をＳｓとする
と、混合回路５の出力ｙは以下の式となる。 ｙ＝ｋ×Ｓｍ＋（１−ｋ）×Ｓｓ 但し、ｋは０≦ｋ≦１の条件を満たし、完全静止画の場
合は０、完全動画の場合は１である。なお、動画処理回
路３，静止画処理回路４，混合回路５についての詳細な
説明は省略する。

【０００５】次に、図５及び図６を用いて図４中の従来
の動き検出回路２の構成及び動作について説明する。と
ころで、動き検出回路２では、１フレーム間での画素毎
の差分により動き量を検出するのが好ましいが、ＭＵＳ
Ｅ信号においては、４フィールド（２フレーム）でサン
プリングパターンが一巡するため、１フレーム間では同
じサンプル点が存在せず、動き検出が困難である。従っ
て、正確な動き検出を行うには、サンプル点が一致して
いる２フレーム間の差分を使用する必要がある。

【０００６】図５において、入力端子１０より入来した
ＭＵＳＥ信号Ｓ０は、２フレーム遅延メモリ１１によっ
て２フレーム遅延した信号Ｓ４とされる。減算器１２は
現在フレームの信号Ｓ０と２フレーム前の信号Ｓ４との
差を求める。絶対値回路（ＡＢＳ）１３は減算器１２の
出力を絶対値化して２フレーム間動き検出信号Δ０４を
得る。一方、信号Ｓ０はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１
４にも入力され、ここで高域成分が抽出される。その
後、絶対値回路（ＡＢＳ）１５によってその高域信号が
絶対値化され、エッジ検出信号Ｅ０が得られる。このエ
ッジ検出信号Ｅ０は２フレーム間動き検出信号Δ０４と
共に感度制御回路１６に入力され、２フレーム間動き検
出信号Δ０４はエッジ検出信号Ｅ０に応じて感度が制御
される。その後、フィールドメモリ１７，１８，１９と
最大値抽出回路２０によって時間的な拡張（穴埋め）が
行われ、最終的な動き検出信号ｋを得る。

【０００７】ここで、エッジ検出信号Ｅ０によって２フ
レーム間動き検出信号Δ０４の感度を制御する理由につ
いて説明する。図６において、２種類の物体Ａ，Ｂがわ
ずかに動いた場合の動き検出の動作を考える。物体Ａは
画像のエッジが大きい場合で物体Ｂはエッジが小さい場
合である。２つの物体の振幅はほぼ同等であるにもかか
わらず、２フレーム間動き検出信号Δ０４は物体Ａのエ
ッジ部分だけに大きな動き検出を生じてしまう。この場
合、例えばサンプリングクロックのジッターやカメラ撮
影の際のわずかな手ぶれ等があった際にも大きく動き検
出されてしまい好ましくない。従って、エッジ部分につ
いては、エッジの大きさであるエッジ検出信号Ｅ０の大
きさに応じて検出の感度を抑えるように制御する。な
お、この従来例に相当するものして、特開昭６２−１７
２８７７号がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の動き検出回路における動き検出感度の制御方式
によると、エッジが大きい部分については動きの度合い
にかかわらず一様に感度を下げてしまい、動きの激しい
部分に対して動き検出が不十分になりやすく、その部分
においては多重像になるという問題を生じてしまう。逆
に、エッジ部分に対する感度制御を緩和すればジッター
や手ぶれなどの微小な動きのときにエッジ部分が動画処
理されてしまい好ましくない。本来ならば、激しく動い
ている部分については例えエッジが大きくても感度を下
げる必要はなく動画処理すべきであり、逆に、ジッター
や手ぶれのような微小な動きに対しては、極端に感度を
下げて静止画処理すべきである。従って、従来の方式の
ように単にエッジの大きさだけで動き検出の感度をコン
トロールするのでは、適度な妥協点に設定する方法しか
解決策はなく、正確な動き検出が期待できない。特に、
エッジ部分の画像においては誤判定した際の画質差が極
端に異なる（動画像を静止画処理した際の多重像障害や
静止画像を動画処理した際の折り返し妨害が顕著にな
る）ので、より正確な動き検出が要求される。

【０００９】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、画像のエッジ部分における動き検出をより
正確に行うことができる動き検出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】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、サブサンプル伝送信号を
デコードする装置に用いられる動き検出回路であり、入
力された画像信号をｎ（ｎは１以上の整数）フレーム遅
延する遅延手段（１１）と、前記入力された画像信号
（Ｓ０）と前記遅延手段により得られたｎフレーム遅延
信号（Ｓ４）との差の絶対値によりｎフレーム間動き検
出信号（Δ０４）を得るｎフレーム間動き検出手段（１
２，１３）とを有する動き検出回路において、前記入力
された画像信号の高域成分（Ｈ０）を抽出する第１の高
域通過フィルタ（１４）と、前記ｎフレーム遅延信号の
高域成分（Ｈ４）を抽出する第２の高域通過フィルタ
（２１）と、前記第１の高域通過フィルタにより抽出さ
れた前記入力された画像信号の高域成分と前記第２の高
域通過フィルタにより抽出された前記ｎフレーム遅延信
号の高域成分とによって、前記ｎフレーム間動き検出信
号のレベルを可変するレベル可変手段（１６，２２）と
を備えて構成したことを特徴とする動き検出回路を提供
するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の動き検出回路につ
いて、添付図面を参照して説明する。図１は本発明の動
き検出回路の一実施例を示すブロック図、図２は図１中
のロジック回路の具体的構成を示すブロック図、図３は
本発明の動き検出回路の動作を説明するための波形図で
ある。なお、図１において、図５と同一部分には同一符
号が付してある。

【００１２】図１において、入力端子１０より入来した
ＭＵＳＥ信号Ｓ０は、２フレーム遅延メモリ１１によっ
て２フレーム遅延した信号Ｓ４とされる。減算器１２は
現在フレームの信号Ｓ０と２フレーム前の信号Ｓ４との
差を求める。絶対値回路（ＡＢＳ）１３は減算器１２の
出力を絶対値化して２フレーム間動き検出信号Δ０４を
得る。２フレーム遅延メモリ１１より出力された信号Ｓ
４はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２１にも入力され、こ
こで高域成分が抽出されてロジック回路２２に入力され
る。

【００１３】一方、信号Ｓ０はハイパスフィルタ（ＨＰ
Ｆ）１４にも入力され、ここで高域成分が抽出される。
この高域信号はロジック回路２２に入力される。ロジッ
ク回路２２は後述するようにＨＰＦ１４，２１の出力よ
り、感度制御回路１６による動き検出の感度を制御する
ための制御信号Ｅ０４を生成する。この制御信号Ｅ０４
は２フレーム間動き検出信号Δ０４と共に感度制御回路
１６に入力され、２フレーム間動き検出信号Δ０４は制
御信号Ｅ０４に応じて感度が制御される。その後、フィ
ールドメモリ１７，１８，１９と最大値抽出回路２０に
よって時間的な拡張（穴埋め）が行われ、最終的な動き
検出信号ｋを得る。

【００１４】ここで、ロジック回路２２について説明す
る。ロジック回路２２は、ＨＰＦ１４の出力信号Ｈ０と
ＨＰＦ２１の出力信号Ｈ４の双方からそのパターンの相
違やエッジの大きさから感度を制御するための制御信号
Ｅ０４を発生するための回路である。これは言わば、ジ
ッターや手ぶれ等の微小な動きか変化の激しい動きかど
うかの動きの度合いを検出するためのものである。ここ
でのＨＰＦ１４やＨＰＦ２１は波形の勾配を検出するの
が主たる目的であるので、単純な微分フィルタで十分で
ある。

【００１５】ロジック回路２２は一例として、図２に示
すように構成される。このロジック回路２２は、信号Ｈ
０と信号Ｈ４の差の絶対値を求め、この大きさに応じて
エッジの量を制御する。即ち、図２において、信号Ｈ０
と信号Ｈ４は減算回路２２１に入力され、信号Ｈ０より
信号Ｈ４が減算される。この減算回路２２１の出力は絶
対値回路２２３によって絶対値化される。この出力をΔ
０４Ｈとする。一方、信号Ｈ０と信号Ｈ４はそれぞれ絶
対値回路２２２，２２４によって絶対値化される。これ
により、現在フレームの信号Ｓ０と２フレーム前の信号
Ｓ４のエッジ量が得られる。絶対値回路２２２，２２４
の出力は最大値抽出回路２２５に入力され、これら２つ
の内の大きい方の値が選択されて出力される。この出力
をＨ０４とする。なお、この実施例では、現在フレーム
の信号Ｓ０と２フレーム前の信号Ｓ４の双方によって画
像信号のエッジ量を求めているが、いずれか一方でもよ
い。この場合、最大値抽出回路２２５は省略できる。

【００１６】絶対値回路２２３より出力された信号Δ０
４Ｈと最大値抽出回路２２５より出力された信号Ｈ０４
は感度制御回路２２６に入力される。感度制御回路２２
６は信号Δ０４Ｈによって信号Ｈ０４を制御する。即
ち、感度制御回路２２６は、信号Δ０４Ｈが大きい時は
信号Ｈ０４のレベルを下げるよう感度制御し、逆に、信
号Δ０４Ｈが小さい時は信号Ｈ０４のレベルを上げる
（または単にレベルを下げない）よう制御する。結果と
して、信号Δ０４Ｈが大きい時は制御信号Ｅ０４は小さ
くなり、逆に、信号Δ０４Ｈが小さい時は制御信号Ｅ０
４は大きくなる（または小さくならない）。感度制御回
路２２６の出力が制御信号Ｅ０４として図１中の感度制
御回路１６に入力される。そして、感度制御回路１６
は、入力された制御信号Ｅ０４が大きい時には２フレー
ム間動き検出信号Δ０４のレベルを下げて動き検出の感
度を下げ、小さい時には２フレーム間動き検出信号Δ０
４のレベルを上げて動き検出の感度を上げ、信号Ｋ０４
として出力する。

【００１７】これらの一連の処理の様子を図３を用いて
説明する。図３には、図１もしくは図２中の信号Ｓ０，
Ｓ４，Δ０４，Ｈ０，Ｈ４，Δ０４Ｈ，Ｈ０４，Ｅ０
４，Ｋ０４を示している。図３において、物体Ａはエッ
ジ部の動きが微小であり、物体Ｃはエッジ部がすばやく
動いている場合を示している。物体Ａのようにエッジ部
の動きが微小である場合には、信号Ｈ０と信号Ｈ４の波
形の差（Δ０４Ｈ）は小さいが、物体Ｃのようにすばや
く動いている場合には、信号Ｈ０と信号Ｈ４の波形の差
（Δ０４Ｈ）は大きい。これらの２つの物体Ａ，Ｃは信
号Ｈ０４に関してはその大きさがほぼ等しいが、信号Δ
０４Ｈでコントロールされた信号Ｅ０４ではその大きさ
が明らかに異なる。この例では、感度制御された後の信
号Ｋ０４は、動きの微小な物体Ａに対しては小さく、動
きの激しい物体Ｃに対しては大きくなっている。

【００１８】このように本発明によれば、エッジの大小
だけで動き検出の感度を一様にコントロールする従来の
動き検出回路における動き検出感度の制御方式とは異な
り、エッジ波形の差が動き検出の感度制御に寄与するこ
とにより、動きの度合いを反映させることができ、結果
的により正確な動き検出が可能になる。また、フェード
イン，フェードアウトの際に静止している画像が動き検
出されてしまうという問題も緩和できる。なお、図１や
図２の構成はあくまでも本発明の一実施例であり、現在
フレームの高域信号とこの信号のｎフレーム過去の信号
との違いを動き検出感度の制御に利用するものであれば
よく、これらの構成に限るものではない。

【００１９】以上により、本発明の動き検出回路では、
画像のエッジ部分における動き検出をより正確に行うこ
とができる。微小な動きを動画処理した際に生じる折り
返し妨害や激しく動いている部分を静止画処理した際の
多重像障害等は画像のエッジ部分に顕著に現れるので、
エッジ部分のパターンの変化を利用するという本発明に
よる感度制御方式はその効力を特に発揮する。なお、図
１に示す構成によると、従来の構成からの回路の増加は
ごくわずかなものであり、近年のＩＣの集積技術におい
てはコストアップにならない。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の動
き検出回路は、入力された画像信号の高域成分を抽出す
る第１の高域通過フィルタと、ｎフレーム遅延信号の高
域成分を抽出する第２の高域通過フィルタと、第１の高
域通過フィルタにより抽出された入力された画像信号の
高域成分と第２の高域通過フィルタにより抽出されたｎ
フレーム遅延信号の高域成分とによって、ｎフレーム間
動き検出信号のレベルを可変するレベル可変手段とを備
えて構成したので、画像が激しく動いているか、ジッタ
ー等の影響による微小な動きかどうかという動きの度合
いを検出することができ、この検出結果を用いてより正
確な動き検出感度の感度制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１中のロジック回路２２の具体的構成を示す
ブロック図である。

【図３】本発明の動作を説明するための波形図である。

【図４】ＭＵＳＥデコーダの概略構成を示すブロック図
である。

【図５】従来例を示すブロック図である。

【図６】従来例の動作を説明するための波形図である。

【符号の説明】

１１ ２フレーム遅延メモリ（遅延手段） １２ 減算器（ｎフレーム間動き検出手段） １３ 絶対値回路（ｎフレーム間動き検出手段） １４ ハイパスフィルタ（第１の高域通過フィルタ） １６ 感度制御回路 １７〜１９ フィールドメモリ ２０ 最大値抽出回路 ２１ ハイパスフィルタ（第２の高域通過フィルタ） ２２ ロジック回路（制御信号発生回路）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サブサンプル伝送信号をデコードする装置
   に用いられる動き検出回路であり、入力された画像信号
   をｎ（ｎは１以上の整数）フレーム遅延する遅延手段
   と、前記入力された画像信号と前記遅延手段により得ら
   れたｎフレーム遅延信号との差の絶対値によりｎフレー
   ム間動き検出信号を得るｎフレーム間動き検出手段とを
   有する動き検出回路において、 前記入力された画像信号の高域成分を抽出する第１の高
   域通過フィルタと、 前記ｎフレーム遅延信号の高域成分を抽出する第２の高
   域通過フィルタと、 前記第１の高域通過フィルタにより抽出された前記入力
   された画像信号の高域成分と前記第２の高域通過フィル
   タにより抽出された前記ｎフレーム遅延信号の高域成分
   とによって、前記ｎフレーム間動き検出信号のレベルを
   可変するレベル可変手段とを備えて構成したことを特徴
   とする動き検出回路。
2. 【請求項２】前記レベル可変手段は、前記第１の高域通
   過フィルタの出力と前記第２の高域通過フィルタの出力
   との差の絶対値が小さい時には前記ｎフレーム間動き検
   出信号のレベルを上げ、前記第１の高域通過フィルタの
   出力と前記第２の高域通過フィルタの出力との差の絶対
   値が大きい時には前記ｎフレーム間動き検出信号のレベ
   ルを下げ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】前記レベル可変手段を、前記ｎフレーム間
   動き検出信号の感度を制御する感度制御回路と、前記第
   １，第２の高域通過フィルタの出力により前記感度制御
   回路を制御するための制御信号を発生する制御信号発生
   回路とより構成し、 前記制御信号発生回路を、 前記第１の高域通過フィルタの出力と前記第２の高域通
   過フィルタの出力との差の絶対値を求める第１の手段
   と、 前記第１の高域通過フィルタの出力と前記第２の高域通
   過フィルタの出力との少なくとも一方によって画像信号
   のエッジ量を求める第２の手段と、 前記第１の手段の出力が大きくなるに伴い前記第２の手
   段の出力のレベルを減少させる第３の手段とを設けて構
   成したことを特徴とする請求項１記載の動き検出回路。