JPH11110565A - Motion detector - Google Patents
Motion detectorInfo
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- JPH11110565A JPH11110565A JP26612997A JP26612997A JPH11110565A JP H11110565 A JPH11110565 A JP H11110565A JP 26612997 A JP26612997 A JP 26612997A JP 26612997 A JP26612997 A JP 26612997A JP H11110565 A JPH11110565 A JP H11110565A
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- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Facsimile Image Signal Circuits (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インターレス走査
方法を用い、静止画の表示が可能なビデオテープレコー
ダや高画質テレビ等における画像の動き検出装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image motion detecting apparatus for a video tape recorder, a high-definition television, and the like capable of displaying a still image by using an interlaced scanning method.
【0002】さらには、インターレス走査方法を用いた
ビデオ画像等の連続画像から、静止画像を印刷するため
のビデオプリンタシステムを含む画像出力システムに関
する。Further, the present invention relates to an image output system including a video printer system for printing a still image from a continuous image such as a video image using an interlace scanning method.
【0003】[0003]
【従来の技術】ビデオテープレコーダや高画質テレビ等
にはインターレス走査方式が採用されており、又静止画
像表示機能が設けられているのが一般的である。また今
般、ビデオテープレコーダや高画質テレビ等には、ビデ
オプリンタ等の画像出力装置が接続でき、連続画像から
静止画像を印刷することも行われている。2. Description of the Related Art Video tape recorders, high-definition televisions, and the like generally employ an interless scanning system and have a still image display function. Recently, an image output device such as a video printer can be connected to a video tape recorder, a high-quality television, or the like, and a still image is printed from a continuous image.
【0004】ここでインターレース走査とは、1枚のフ
レーム画像を時間の異なる2枚のフィールド画像に分
け、1回目の走査の軌跡の間を2回目の走査が埋めるよ
うに即ち奇数走査と偶数走査の2回に分けて走査して映
像を映しだす走査方法であり、人間の視覚特性上の残像
効果により、2回に分けて映し出される2枚の画像(フ
ィールド画像)が、1枚の画像(フレーム画像)として
認識される。Here, the interlaced scanning is such that one frame image is divided into two field images having different times, and the second scanning fills the path of the first scanning, that is, odd scanning and even scanning. This is a scanning method of projecting an image by performing scanning twice, and two images (field images) projected twice are converted into one image (field image) due to an afterimage effect on human visual characteristics. Frame image).
【0005】しかしながらインターレース走査を適用し
ている装置において、2回に分けて送られた当該2枚の
フィールド画像をそのままフレーム画像に変換して静止
画を作成する場合、例えばカメラおよび被写体が完全に
静止していれば問題ないが、いずれかが移動している
と、フィールド画像間の時間上のずれにより、画像の奇
数走査線と偶数走査線との間で画像の連続性が損なわ
れ、第1フィールドの画像と第2フィールドの画像との
間にずれが生じることとなり、結果として表示画像の品
質が低下することになる。また静止画像の画質が低下し
た場合、同様にしてビデオプリンタ等の画像出力結果も
低品位のものとなる。なお、静止画の表示と印刷は同様
に議論できるので、以下は表示に絞って説明を行なう。However, in a device to which interlaced scanning is applied, when a still image is created by directly converting the two field images sent in two times into a frame image, for example, the camera and the subject are completely There is no problem if it is stationary, but if any of them is moving, the continuity of the image between the odd scan lines and the even scan lines of the image is lost due to the time lag between the field images, A shift occurs between the image of one field and the image of the second field, and as a result, the quality of the displayed image is reduced. When the image quality of a still image is reduced, the image output result of a video printer or the like is similarly low in quality. Since the display and printing of a still image can be similarly discussed, the following description will be focused on the display.
【0006】そこで例えば一般的なビデオテープレコー
ダや高画質テレビ等において静止画を表示する場合、2
枚のフィールド画像のうちの1枚のフィールド画像のみ
を補間処理してフレーム画像を生成することにより静止
画を表示していた。Therefore, for example, when a still image is displayed on a general video tape recorder, a high-quality television, or the like, 2
A still image is displayed by generating a frame image by interpolating only one of the field images.
【0007】しかし、この場合、半分の走査線のデータ
を補間して1枚のフレーム画像にしていることから元の
情報量が半減し、カメラおよび被写体が完全に静止して
いる状態で撮影された2枚のフィールド画像からなるフ
レーム画像と比較すると画質の劣化は避けられないこと
となる。However, in this case, since the data of half the scanning lines is interpolated into one frame image, the original information amount is reduced by half, and the image is taken in a state where the camera and the subject are completely still. As compared with the frame image composed of the two field images, the deterioration of the image quality is inevitable.
【0008】従って、画像内の静止部分についてはその
ままフレーム画像として扱い、画像内の動き部分につい
ては第1フィールドまたは第2フィールドのいずれか1
枚のフィールド画像をもとにフレーム画像を導くことが
行われてきているが、この場合は画像内の動き部分と静
止部分を分離する必要が生じていた。[0008] Therefore, a still portion in an image is treated as a frame image as it is, and a moving portion in the image is determined by one of the first field and the second field.
It has been practiced to derive a frame image based on a single field image. In this case, it has been necessary to separate a moving part and a stationary part in the image.
【0009】そこで、動き部分の検出方法として図5に
示すように2枚のフレーム画像を使用し、第1フィール
ド同士、第2フィールド同士で画素の輝度レベル差をと
ることにより、それぞれで動き点を検出してから両者の
論理和をとるものが提案されている。Therefore, as shown in FIG. 5, two frame images are used as a method of detecting a moving portion, and the luminance level difference between pixels in the first field and in the second field is obtained, so that each of the moving points is detected. And then taking the logical sum of both.
【0010】第1フィールドと第2フィールドではイン
ターレース走査により位置的に垂直方向にずれがあるた
め単純に差をとることは適当ではないが、この場合は第
1フィールド同士と第2フィールド同士で差をとってい
るので、第1フィールドと第2フィールドの差をとるこ
とと比較すると妥当であると考えられるが、フレーム画
像を2枚(フィールド画像を4枚)使用することにな
り、例えばフレーム画像用の一時記録手段(メモリ等)
が2倍必要となることから、ハードウェアコストの大幅
な上昇を招く問題点がある。It is not appropriate to simply take the difference between the first field and the second field because of the positional deviation in the vertical direction due to interlaced scanning. In this case, however, the difference between the first field and the second field is not sufficient. Therefore, it is considered appropriate to compare the difference between the first field and the second field. However, two frame images (four field images) are used. Temporary recording means (memory, etc.)
Is required twice, which causes a problem that hardware cost is significantly increased.
【0011】またこの場合、4枚の連続したフィールド
画像のうちで隣り合った2枚のフィールド画像を組み合
わせ、その画像の中で静止部分として検出された部分に
ついてはフレーム画像を構成することになるが、1つお
きのフィールド画像間で動き検出を行えば、フィールド
画像間で更なる時間上のずれが発生し、画像の動きによ
っては当該検出にミスが発生することが考えられる。In this case, two adjacent field images among four continuous field images are combined, and a portion of the image detected as a still portion constitutes a frame image. However, if motion detection is performed between every other field image, a further time lag occurs between the field images, and an error may occur in the detection depending on the motion of the image.
【0012】そこで、以上の問題点を解決するために提
案されたのが特開平6-141283号公報に記載されている方
法であり、図6に示すように、フレーム画像を1枚のみ
使用し、第1フィールド(基準映像信号)の各画素の輝
度レベルとそれに対応する第2フィールド(動き検出映
像信号)の各画素の輝度レベルを比較し、これら画素間
の輝度レベル差が所定の閾値よりも小さい場合は、当該
画素が静止部分であると判定して第2フィールド画像部
分をそのまま読み出し、輝度レベル差が所定の閾値より
も大きい場合は動き部分と判断して第1フィールド画像
を補間して第2フィールドの代わりに出力するものであ
る。In order to solve the above problems, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-141283 has been proposed. As shown in FIG. 6, only one frame image is used. Comparing the brightness level of each pixel in the first field (reference video signal) with the brightness level of each pixel in the corresponding second field (motion detection video signal). Is smaller than the threshold value, the pixel is determined to be a stationary portion, and the second field image portion is read as it is. If the luminance level difference is larger than a predetermined threshold, the pixel is determined to be a moving portion and the first field image is interpolated. Output in place of the second field.
【0013】また同公報においては、第1フィールド画
像の各画素に対応する第2フィールド画像の各画素とし
て、図7に示すように第1フィールド画像の注目画素
(i行j列)に対して上下の位置に隣接している第2フ
ィールド画像のi−1行j列とi+1行j列の2画素の
平均値とすることができる旨の記載がある。In this publication, each pixel of the second field image corresponding to each pixel of the first field image is referred to as a pixel of interest (i row and j column) of the first field image as shown in FIG. There is a description that the average value of two pixels at the (i-1) row and j column and the (i + 1) row and j column of the second field image adjacent to the upper and lower positions can be set.
【0014】さらに、フィールド内で近接する複数の画
素をまとめてブロックを構成し、このブロック間で対応
する画素の輝度レベルの差の絶対総和を算出し、所定の
閾値と比較することが開示されている。[0014] Furthermore, it is disclosed that a plurality of pixels adjacent in a field are collectively formed into a block, and the absolute sum of the difference in luminance level of the corresponding pixel between the blocks is calculated and compared with a predetermined threshold value. ing.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】特開平6−14128
3号公報に記載の方法によれば、動き判定を行なうため
に1枚のフレーム画像のみを使用し、第1フィールド画
像のある画素と、対応する第2フィールド画像の画素の
輝度レベル差を算出し、当該輝度レベル差が所定の閾値
よりも小さい場合は静止部分と判断して第2フィールド
画像をそのまま出力し、所定の閾値よりも大きい場合は
第1フィールド画像を補間して第2フィールド画像の代
わりに出力することを特徴としており、所定の範囲が静
止画の場合はそのまま表示するので解像度の劣化を防止
でき、所定範囲が動き部分の場合は補間した映像信号を
用いるのでフィールドフリッカ(ちらつき)を防止しな
がら静止画像を表示することができ、さらにハードウェ
アコストの上昇を最小限にすることができるという点で
有効である。Problems to be Solved by the Invention
According to the method described in Japanese Patent Application Publication No. JP-A-2003-163, only one frame image is used to perform a motion determination, and a luminance level difference between a certain pixel of the first field image and a corresponding pixel of the second field image is calculated. If the luminance level difference is smaller than a predetermined threshold value, it is determined to be a still portion and the second field image is output as it is, and if larger than the predetermined threshold value, the first field image is interpolated and the second field image is interpolated. In the case where the predetermined range is a still image, the image is displayed as it is, so that the resolution can be prevented from deteriorating. ) Can be displayed while still images can be displayed, and an increase in hardware cost can be minimized.
【0016】また、比較する画素間の輝度レベル差が、
所定の閾値より小さい場合に静止部分であると判定する
ことにより、誤判定を防止する思想が開示されている。The difference in luminance level between pixels to be compared is
There is disclosed an idea of preventing a false determination by determining a stationary portion when the value is smaller than a predetermined threshold value.
【0017】さらに、対応するブロック間で輝度レベル
差を求め、その絶対値総和がある閾値を越えない場合は
静止部分と判定することによって、微少な範囲の輝度レ
ベル差に対してノイズの影響を受けにくくなる旨の記載
がある。Further, a luminance level difference is obtained between the corresponding blocks, and when the sum of the absolute values does not exceed a certain threshold value, it is determined that the block is a stationary portion, so that the influence of noise on the luminance level difference in a minute range is reduced. There is a statement that it will be difficult to receive.
【0018】ところが上述の1枚のフレーム画像を使用
した従来技術では正確な動き検出が必ずしも行われない
ことが多い。例えば第1フィールドのある画素(X
(0))を基準にし、第2フィールドの隣接した上下の
2画素(X(−1)、X(+1))の平均値との差を所
定の閾値と比較することで動き検出する場合を考える
と、図8のような鮮明なエッジ部分に対して、X(0)
と(X(−1)+X(+1))/2の各値は計算上かな
り差があることが予想される。つまり、X(0)はX
(−1)又はX(+1)のいずれかに近い濃度であるの
にも関わらず、X(−1)とX(+1)の平均値と差を
とった結果の値はある程度大きなものとなり、固定され
た所定の閾値と比較するだけでは、上述のような単なる
エッジ部分を動き部分であると誤判定してしまい、的確
な動き検出ができないこととなる。However, in the prior art using one frame image, accurate motion detection is not always performed. For example, a pixel (X in the first field)
(0)), the motion detection is performed by comparing the difference between the average value of the upper and lower two adjacent pixels (X (−1), X (+1)) of the second field with a predetermined threshold value. Considering this, for a sharp edge portion as shown in FIG. 8, X (0)
It is expected that the respective values of and (X (-1) + X (+1)) / 2 have a considerable difference in calculation. That is, X (0) is X
Despite the fact that the density is close to either (-1) or X (+1), the difference between the average value of X (-1) and X (+1) is somewhat large. Only by comparing with a fixed predetermined threshold value, a mere edge portion as described above is erroneously determined to be a moving portion, and accurate motion detection cannot be performed.
【0019】従って、静止部分をフレーム画像扱いする
ための動き検出処理であるにもかかわらず、画像として
重要性の高いエッジ部分が誤検出されてしまい、静止画
作成処理時に、画像の平坦部分は動き判定結果よりフレ
ーム画像扱いとなる一方で、エッジ部分が動き部分とし
て誤検出されることによりフィールド内補間されること
から、動き検出を行なわずに単にフィールド画像のみか
ら合成されたフレーム画像と視覚上は大差がなく、画質
の向上はほとんど期待できないことになるといった問題
点があった。Therefore, despite the motion detection processing for treating a still portion as a frame image, an edge portion having a high importance as an image is erroneously detected. While the image is treated as a frame image based on the motion determination result, the edge portion is erroneously detected as a motion portion and is interpolated in the field. There is no significant difference above, and there is a problem that the improvement in image quality can hardly be expected.
【0020】また、例えば背景との濃度差が小さい領域
での実際のぶれ部分では、注目画素と比較画素の輝度レ
ベル差が比較的小さい値となってしまうが、ノイズ等で
の誤判定を防止するために固定された所定の閾値に大き
い値を設定した場合、動き部分を検出漏れしてしまい、
結果的に動き部分を静止部分であると誤判定してしまう
という問題があった。Also, for example, in an actual blurred portion in an area where the density difference from the background is small, the luminance level difference between the target pixel and the comparison pixel becomes a relatively small value, but erroneous determination due to noise or the like is prevented. If a large value is set for the fixed predetermined threshold value to perform
As a result, there is a problem that a moving part is erroneously determined to be a stationary part.
【0021】また同公報には、近接する複数の画素をま
とめてブロック化し、ブロック間で対応する各画素の輝
度レベル差の絶対値総和を所定の閾値と比較することに
より、ノイズの影響を受けにくい動き検出が実現できる
旨の記載があるが、この場合においても例えばブロック
領域内で微少な動きがあった場合は、各画素の輝度レベ
ル差がブロック内で相殺されて絶対値総和が所定の閾値
以下となり、結果的に検出漏れが発生する恐れがある。In the same publication, a plurality of pixels adjacent to each other are collectively divided into blocks, and the sum of absolute values of the luminance level differences of the corresponding pixels between the blocks is compared with a predetermined threshold value. Although it is described that difficult motion detection can be realized, even in this case, for example, if there is a slight movement in the block area, the luminance level difference of each pixel is canceled in the block, and the absolute value sum is set to a predetermined value. It may be less than the threshold value, and as a result, detection failure may occur.
【0022】さらに、ブロック毎で動き検出すると、動
き検出のための処理時間が長くなったり、ブロック分の
画素データを一時記憶するための記憶手段が別途必要に
なってハード構成が複雑になり製造コストが高くなった
り、処理プログラムが煩雑になるといった問題もある。Furthermore, when motion is detected for each block, the processing time for motion detection becomes longer, and a separate storage means for temporarily storing pixel data for the block is required, which complicates the hardware configuration and increases the manufacturing cost. There are also problems such as an increase in cost and a complicated processing program.
【0023】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、簡単なアルゴリズム又は小規模なハード
ウェア構成で、あらゆる種類のフレーム画像に対して的
確な動き検出を行なうことのできる動き検出装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has been made in consideration of a motion which can accurately detect a motion of any kind of frame image with a simple algorithm or a small hardware configuration. It is an object to provide a detection device.
【0024】[0024]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の動き検出
装置は、インターレース走査による奇数フィールド画像
及び偶数フィールド画像の2枚のフィールド画像からな
るフレーム画像から画像内の動き領域を検出する動き検
出装置において、動き検出装置は、動き点であることを
判別しようとする所定の注目画素に対して、フレーム画
像内で注目画素と注目画素の上部隣接画素と注目画素の
下部隣接画素の3つの画素データに基づき可変閾値によ
る2値化処理を行う2値化処理手段と、2値化処理に基
づいた2値画像に従って動き画素であるかどうかを判定
する動き画素判定手段を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a motion detecting apparatus for detecting a motion area in an image from a frame image composed of two field images of an odd field image and an even field image by interlaced scanning. In the apparatus, the motion detection device is configured to determine three pixels, a target pixel, an upper adjacent pixel of the target pixel, and a lower adjacent pixel of the target pixel, in the frame image for a predetermined target pixel to be determined as a motion point. It has a binarization processing unit for performing a binarization process based on a variable threshold based on data, and a motion pixel determination unit for determining whether or not a pixel is a motion pixel according to a binary image based on the binarization process. .
【0025】請求項1記載の動き検出装置によれば、動
き検出を極めて精度良く行うことができる。According to the motion detecting device of the first aspect, the motion can be detected with extremely high accuracy.
【0026】すなわち本発明では、3つの画素(注目画
素とその上下隣接画素)の輝度レベル等の画素データに
基づいて閾値を可変的に設定できるので、動き検出の際
に注目画像周辺の画素に応じた可変の閾値と比較するこ
とができ、注目画像毎に適切な閾値を適宜設定すること
ができる。That is, in the present invention, the threshold value can be variably set based on the pixel data such as the luminance level of the three pixels (the target pixel and its upper and lower neighboring pixels). The threshold value can be compared with the corresponding variable threshold value, and an appropriate threshold value can be appropriately set for each image of interest.
【0027】そして、閾値が固定値ではないので、ノイ
ズの影響を避けるために画像ブロック毎で動き検出する
必要がなくなり、動き検出のための処理時間が長くなっ
たり、処理プログラムやハード構成が複雑になるといっ
たことがない。Since the threshold value is not a fixed value, it is not necessary to perform motion detection for each image block in order to avoid the influence of noise, and the processing time for motion detection becomes longer, and the processing program and hardware configuration become complicated. It never happens.
【0028】さらに可変閾値に基づいた2値画像に従
い、2値化処理を行って動き検出するので、従来技術で
は動き部分であると誤検出していた画像のエッジ部分を
動き部分であると検出することがない。すなわち従来技
術では、閾値を低くすれば静止エッジ部分の誤検出が増
えてしまう問題があったのに対して極めて有利である。Furthermore, motion detection is performed by performing binarization processing in accordance with a binary image based on a variable threshold, so that an edge portion of an image which was erroneously detected as a moving portion in the prior art is detected as a moving portion. Never do. That is, in the related art, when the threshold value is set low, there is a problem that erroneous detection of a stationary edge portion increases, which is extremely advantageous.
【0029】また、同様にして2値化処理に基づいた2
値画像に従って動き画素であるかどうかを判定している
ので、背景の濃度差が小さい領域即ち微少な濃度差の変
化であっても動き検出することができ、ぶれ部分の動き
検出漏れがなくなる。In the same manner, the binarization based on the binarization process is performed.
Since it is determined whether or not the pixel is a motion pixel according to the value image, the motion can be detected even in a region where the background density difference is small, that is, a small change in the density difference, and the motion detection omission of a blurred portion is eliminated.
【0030】そして、従来技術では動き検出のため同種
フィールド同士で差を取る2フレーム使用方式のものが
あるが、本発明では1フレーム方式なので、使用フレー
ムメモリを1枚に抑えることができ、製造コストの上昇
はない。In the prior art, there is a two-frame type in which the difference between fields of the same kind is used for motion detection. However, in the present invention, since the one-frame type is used, the number of used frame memories can be reduced to one. There is no cost increase.
【0031】請求項2記載の動き検出装置は、請求項1
において2値化処理手段は、注目画素と該注目画素の上
部隣接画素と該注目画素の下部隣接画素の3つの画素デ
ータの平均値を閾値として2値化することを特徴とす
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided a motion detecting apparatus.
Wherein the binarization processing means performs binarization using an average value of three pixel data of a target pixel, an upper adjacent pixel of the target pixel, and a lower adjacent pixel of the target pixel as a threshold value.
【0032】すなわち請求項2記載の発明によれば、3
つの画素データにより画像の動き部分の情報を常に失わ
ずに2値化できる上に、閾値の設定に複雑な処理が必要
でなく、比較的簡単な装置構成と処理方法により、極め
て良好な動き検出結果を得ることができる。That is, according to the second aspect of the invention, 3
With two pixel data, binarization can always be performed without losing information on the moving part of the image. In addition, complicated processing is not required to set the threshold, and extremely good motion detection is achieved by a relatively simple apparatus configuration and processing method. The result can be obtained.
【0033】従って簡単なアルゴリズム又は小規模なハ
ードウェア構成で、あらゆる種類のフレーム画像に対し
て的確な動き検出を行なうことのできる動き検出装置を
提供することが可能となる。Therefore, it is possible to provide a motion detection device capable of performing accurate motion detection for all types of frame images with a simple algorithm or a small-scale hardware configuration.
【0034】[0034]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に図面を参照して詳細に説明する。特に図1は本発明
の実施例にかかる動き領域検出装置の構成を示すブロッ
ク図、図2は該動き領域検出装置により動き検出される
画素周辺を表す説明図、図3は動きのある2枚のフィー
ルド画像をそのまま合成して得られるフレーム画像を表
す図、図4は動きのある部分について片側のフィールド
のみを用いてフレーム画像を補間合成する説明図であ
る。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In particular, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motion region detection device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing the vicinity of a pixel detected by the motion region detection device, and FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a frame image obtained by directly synthesizing the field image of FIG. 4, and FIG. 4 is an explanatory diagram of interpolating and synthesizing the frame image using only one field in a moving part.
【0035】まず、図1から図4に従って、本発明の実
施例にかかる画像の動き検出装置について説明すると、
図1に示すように、本実施形態にかかる画像の動き領域
検出装置100は、入力ビデオ信号Piを入力し、この
入力ビデオ信号Piをデジタル化して画像データDを生
成するA/Dコンバータ(analog digita
l converter)101と、A/Dコンバータ
101によりデジタル化して得られた1フレーム分の画
像データDを蓄えるためのフレームメモリ102と、後
述するCPU(Central Processing
Unit)104の制御の下にA/Dコンバータ10
1およびフレームメモリ102の動作を制御するコント
ローラ103とA/Dコンバータ101によりデジタル
化してフレームメモリ102に格納された画像データD
の動き検出判定にかかる演算処理等を実行すると共に前
記フレームメモリ102およびコントローラ103の動
作を制御するCPU104とを具備して構成されてい
る。First, an image motion detecting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, an image motion area detection device 100 according to the present embodiment receives an input video signal Pi, digitizes the input video signal Pi, and generates an image data D by an A / D converter (analog). digita
l converter) 101, a frame memory 102 for storing image data D for one frame obtained by digitization by the A / D converter 101, and a CPU (Central Processing) described later.
A / D converter 10 under the control of Unit 104
1 and the image data D digitized by the controller 103 for controlling the operation of the frame memory 102 and the A / D converter 101 and stored in the frame memory 102.
And a CPU 104 for executing operations such as motion detection determination and controlling the operations of the frame memory 102 and the controller 103.
【0036】なお、例えばCPU104には、図示しな
いRAM(random access memor
y)および制御プログラムを格納したROM(read
only memory)を内蔵したものを採用する
ものを説明しているが、上記のRAM、ROMはCPU
104に対して外付けされても良い。For example, the CPU 104 has a RAM (random access memory) not shown.
y) and a ROM (read
In the above description, an example in which a memory having a built-in only memory is used is described.
104 may be externally attached.
【0037】図2において、画像の動き検出装置100
は、1枚のフィールド画像すなわち「…、i−1、i+
1、…」の行の画素データを基準として、他方のフィー
ルド画像すなわち「…、i−2、i、i+2、…」の行
の画素データが動き点か静止点かを判定するものであ
る。ここでは、図に示す第i行j列の画素の画素データ
を動き点か静止点かを判定する場合について説明する。In FIG. 2, an image motion detecting device 100
Is a single field image, that is, "..., i-1, i +
The pixel data of the other field image, that is, the pixel data of the row of “…, i−2, i, i + 2,...” Is determined based on the pixel data of the row of “1,. Here, a case will be described where it is determined whether the pixel data of the pixel on the i-th row and the j-th column shown in FIG.
【0038】まず、図1において、入力されたビデオ信
号PiはA/Dコンバータ101によってデジタルデー
タである画像データDのうち1フレーム分の画像データ
がコントローラ103の制御によりフレームメモリ10
2に入力される。First, in FIG. 1, an input video signal Pi is converted into one frame of image data D of digital image data by an A / D converter 101 under the control of a controller 103.
2 is input.
【0039】フレームメモリ102は入力した1フレー
ム分の画像データのうち、例えば第1フィールドを構成
する画素データを奇数行アドレスに、また第2フィール
ドを構成する画像データを偶数行アドレスに対応づけて
格納する。The frame memory 102 associates, for example, pixel data constituting the first field with odd-numbered row addresses, and image data constituting the second field with even-numbered row addresses. Store.
【0040】次に、図1に示すCPU104はフレーム
メモリ102から図2に示すX(−1)、X(0)、X
(+1)の3点の入力画像データを読み出す。ここでX
(−1)、X(0)、X(+1)は、図2に示すように
それぞれフレーム画像における位置[j,i−1]、
[j,i]、[j,i+1]に存在する画素データに相
当する。Next, the CPU 104 shown in FIG. 1 reads X (-1), X (0), X
The input image data of three points (+1) is read. Where X
(-1), X (0), and X (+1) represent positions [j, i-1] in the frame image as shown in FIG.
This corresponds to pixel data existing in [j, i] and [j, i + 1].
【0041】ここで、3個の画素X(―1)、X
(0)、X(+1)の平均値pをCPU104内部で計
算する。式で表せば平均値pは次のように表される。Here, three pixels X (−1), X
The average value p of (0) and X (+1) is calculated inside the CPU 104. If represented by the equation, the average value p is expressed as follows.
【0042】 p=|X(―1)+X(0)+X(+1)|/3 そしてpを閾値として、p、X(−1)、X(0)、X
(+1)を比較して2値化を行い、その結果をそれぞれ
Y(−1)、Y(0)、Y(+1)とする。すなわち、
X(n)>pならばY(n)=1、X(n)≦pならば
Y(n)=0とする(ここでnは−1、0、+1のいず
れかである)。このように、3画素からなる部分画像は
動き判定のための情報を保ったまま2値化される。P = | X (−1) + X (0) + X (+1) | / 3 and p, X (−1), X (0), X
(+1) is compared to perform binarization, and the results are Y (-1), Y (0), and Y (+1), respectively. That is,
If X (n)> p, set Y (n) = 1, and if X (n) ≦ p, set Y (n) = 0 (where n is any of −1, 0, and +1). As described above, the partial image composed of three pixels is binarized while keeping the information for motion determination.
【0043】なお、上記方法では2値化の手法として3
つの画素の平均値を閾値とする方法を使用しているが、
周辺の平均的な濃度を参照して適応的な2値化を行うの
ならば、手法は特に限定はしない。例えば、位置[j,
i−1]、…、[j,i+1]の水平および垂直方向に
画素を増やしてこれらの平均値を参照してもよい。In the above method, three methods are used as the binarization method.
We use a method that uses the average value of two pixels as the threshold,
The method is not particularly limited as long as the adaptive binarization is performed with reference to the average density in the vicinity. For example, the position [j,
i-1],..., [j, i + 1] may be increased in the horizontal and vertical directions, and the average value thereof may be referred to.
【0044】次いで、これらのY(−1)、Y(0)、
Y(+1)に対して論理演算を行って、動き部分かどう
かを判定する。動き部分と考えられるのは、2つのフィ
ールド間の時間差により走査線間に不連続が生じてしま
ったために、X(−1)とX(+1)がほぼ同じ画素デ
ータである一方で、X(0)のみが異なる場合と考えら
れる。Next, these Y (-1), Y (0),
A logical operation is performed on Y (+1) to determine whether it is a moving part. It is considered that a moving part is that X (-1) and X (+1) are almost the same pixel data, while X (-1) and X (+1) are almost the same pixel data because a time difference between two fields causes discontinuity between scanning lines. It is considered that only 0) is different.
【0045】すなわち、走査線1本分が画素1ドットに
相当するものであるとすると、画像に動きのある場合、
2つのフィールド画像をそのまま合成してフレーム画像
を構成するとフィールド間の時間差から図3のように走
査線毎にずれた画像となってしまうことから、動き部分
は第1フィールドと第2フィールドの隣接画素の輝度デ
ータ等が互い違いに変化する部分であると考えられる。That is, assuming that one scanning line corresponds to one dot of a pixel, if the image has motion,
If a frame image is formed by synthesizing two field images as they are, the image will be shifted for each scanning line as shown in FIG. 3 due to the time difference between the fields. Therefore, the moving part is adjacent to the first field and the second field. This is considered to be a part where the luminance data and the like of the pixels change alternately.
【0046】そこで、2値画像で表せば、Y(−1)=
1、Y(0)=0、Y(+1)=1である場合と、Y
(−1)=0、Y(0)=1、Y(+1)=0である場
合のいずれかとなる場合が動き部分の端部であると考え
られるので、この2つの条件を満たすときのみX(0)
を動き点とし、そうでないときは静止点とする。Therefore, if represented by a binary image, Y (−1) =
1, Y (0) = 0, Y (+1) = 1, and Y
Any of the cases of (-1) = 0, Y (0) = 1, and Y (+1) = 0 is considered to be the end of the moving part, and therefore X is satisfied only when these two conditions are satisfied. (0)
Is the moving point, otherwise it is the stationary point.
【0047】なお、画像のエッジ部分例えば図8の場合
は、上述の方法で2値化するとX(−1)=0、X
(0)=0、X(+1)=1となることから、上述の動
き判定条件に合致せず、動き部分と判断されないことに
なり、動き部分の検出の精度が大幅に向上する。In the case of the edge portion of the image, for example, in the case of FIG. 8, when binarization is performed by the above-described method, X (−1) = 0, X
Since (0) = 0 and X (+1) = 1, the above-described motion determination condition is not met, and the motion is not determined, so that the accuracy of detection of the motion is greatly improved.
【0048】また、閾値pに適当な値を加えることによ
り、X(0)がX(−1)及びX(+1)に対してほん
のわずか異なるような場合は動き部分として無視するよ
うに出来るため、ノイズ等による動き部分としての誤検
出を防ぐことも可能である。By adding an appropriate value to the threshold value p, when X (0) is slightly different from X (-1) and X (+1), it can be ignored as a moving part. It is also possible to prevent erroneous detection as a moving part due to noise or the like.
【0049】このように濃淡画像を2値画像化してから
論理判断によって動き部分の判定を行うようにしたため
に、動き検出をハードウェア的にも簡単で低コストに実
現することが出来、さらに、エッジ部分の誤判定も防止
することが出来る。As described above, since the grayscale image is converted into a binary image, and the motion portion is determined by logical judgment, the motion detection can be realized in a simple hardware manner at low cost. Erroneous determination of an edge portion can also be prevented.
【0050】さらに、2値化処理も全画像を固定閾値で
行えば、画像情報が失われてしまう部分も少なくない
が、本発明では注目画素とその上部隣接画素、下部隣接
画素に基づいて閾値を求めており、注目画素毎で閾値を
可変とできるので、例えば、注目画素を中心とした3点
の平均値を閾値に選ぶことにより、細部の微妙な動き部
分の情報が失われずに全画像を2値化でき、結果として
動き部分の検出漏れがほとんど無くなる。Further, if the entire image is also subjected to a fixed threshold value in the binarization process, image information is often lost. However, in the present invention, the threshold value is determined based on the target pixel, its upper adjacent pixel, and its lower adjacent pixel. Since the threshold value can be made variable for each pixel of interest, for example, by selecting the average value of three points around the pixel of interest as the threshold value, the entire image Can be binarized, and as a result, detection omission of a moving portion is almost eliminated.
【0051】そして、この動き検出を使用して、例えば
動きのある2つのフィールド画像からぶれの無いフレー
ム静止画像を構成することが出来る。Using this motion detection, for example, a frame-free still image can be constructed from two moving field images.
【0052】さて、上述の通り、画像に動きのある場
合、2つのフィールド画像をそのまま合成してフレーム
画像を構成するとフィールド間の時間差から図3のよう
に走査線毎にずれた画像となってしまう。As described above, when there is a motion in an image, if two frame images are combined as they are to form a frame image, an image shifted for each scanning line as shown in FIG. 3 due to the time difference between the fields. I will.
【0053】これを避けるためには、動きのある部分
は、2つのフィールドのうち片側のフィールドのみを用
いて図4のようにフレーム画像を補間合成すればよい。In order to avoid this, for a moving part, the frame image may be interpolated and synthesized as shown in FIG. 4 using only one of the two fields.
【0054】本実施例を上記のフレーム画像合成に適用
すると、注目画素X(0)が本発明の方法により動き点
と判定された場合はフレーム画像上の[j,i]点には
X(0)を用いず、X(0)とは別のフィールドにある
X(−1)とX(+1)を用いて補間合成すればよい。When this embodiment is applied to the above-described frame image synthesis, if the target pixel X (0) is determined to be a moving point by the method of the present invention, X ( Interpolation synthesis may be performed using X (-1) and X (+1) in a field different from X (0) without using (0).
【0055】すなわち、X(0)が動き点の場合は、
[j,i]画素=(X(−1)+X(+1))/2、X
(0)が静止点の場合は[j,i]画素=X(0)とす
る。このようにすることで、例えば図4の移動物体端部
の画像ズレ部分(ぶれ)は、上下隣接画像の平均値に置
き換えられるので、ズレのないエッジのある画像とな
る。That is, when X (0) is a moving point,
[J, i] pixel = (X (−1) + X (+1)) / 2, X
When (0) is a stationary point, [j, i] pixel = X (0). By doing so, for example, the image shift portion (blurring) at the end of the moving object in FIG. 4 is replaced with the average value of the upper and lower adjacent images, so that the image has a shift-free edge.
【0056】なお、以上の計算処理はCPU104によ
り実行される。The above calculation process is executed by the CPU 104.
【0057】同様にして、処理の対象とする画素を移動
して、…、i−2、i、i+2、…行のすべての画素が
処理されると、フレーム画像上のデータはぶれのない高
画質な静止画像が生成されることになる。Similarly, when the pixels to be processed are moved, and all the pixels in the..., I−2, i, i + 2,. A still image of high quality is generated.
【0058】以上、本発明は上述し且つ図面に示した実
施の形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱し
ない範囲で適宜変形して実施できることは勿論である。
例えば本実施形態例の動き検出装置100を構成するC
PU104は、内部のROMに格納されたプログラムに
従って動き検出判定計算等を実行するものとなっている
が、本発明の本質はこの計算の実行手段に制約されるも
のではなく、この計算処理を他のハードウェアによって
実現してもよく、また、パソコンやワークステーション
によりソフトウェアで同様の動き検出処理をすべて実行
するように構成してもよい。As described above, the present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.
For example, C that constitutes the motion detection device 100 of the present embodiment example
The PU 104 executes the motion detection determination calculation and the like according to a program stored in the internal ROM. However, the essence of the present invention is not limited to the means for executing the calculation. May be realized by the hardware described above, or the same motion detection processing may be entirely executed by software using a personal computer or a workstation.
【0059】また本実施例では、良好な静止画像を表示
するための動き検出装置について説明しているが、例え
ばインターレス走査方法を用いたビデオ画像等の連続画
像から、静止画像を印刷するためのビデオプリンタシス
テムを含む画像出力システムについて同様に適用できる
ことは勿論である。In this embodiment, the motion detecting apparatus for displaying a good still image is described. However, for example, a still image is printed from a continuous image such as a video image using an interlace scanning method. It goes without saying that the present invention can be similarly applied to an image output system including a video printer system.
【0060】[0060]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、動き検出
を極めて精度良く行うことが出来る。According to the first aspect of the present invention, motion detection can be performed with extremely high accuracy.
【0061】すなわち本発明では、3つの画素(注目画
素とその上下隣接画素)の輝度レベル等の画素データに
基づいて閾値を可変的に設定できるので、動き検出の際
に注目画像周辺の画素に応じた可変の閾値と比較するこ
とができ、注目画像毎に適切な閾値を適宜設定すること
ができる。That is, in the present invention, the threshold value can be variably set based on the pixel data such as the luminance level of the three pixels (the target pixel and its upper and lower neighboring pixels). The threshold value can be compared with the corresponding variable threshold value, and an appropriate threshold value can be appropriately set for each image of interest.
【0062】そして、閾値が固定値ではないので、ノイ
ズの影響を避けるために画像ブロック毎で動き検出する
必要がなくなり、動き検出のための処理時間が長くなっ
たり、処理プログラムやハード構成が複雑になるといっ
たことがない。Since the threshold value is not a fixed value, it is not necessary to perform motion detection for each image block in order to avoid the influence of noise, and the processing time for motion detection becomes longer, and the processing program and hardware configuration become complicated. It never happens.
【0063】さらに可変閾値に基づいた2値画像に従
い、2値化処理を行って動き検出するので、従来技術で
は動き部分であると誤検出していた画像のエッジ部分を
動き部分であると検出することがない。すなわち従来
は、閾値を低くすれば静止エッジ部分の誤検出が増えて
しまう問題があったのに対して極めて有利である。Further, motion detection is performed by performing a binarization process in accordance with a binary image based on a variable threshold, so that an edge portion of an image which was erroneously detected as a moving portion in the prior art is detected as a moving portion. Never do. That is, in the related art, if the threshold value is set low, there is a problem that erroneous detection of a stationary edge portion increases, which is extremely advantageous.
【0064】また、同様にして2値化処理に基づいた2
値画像に従って動き画素であるかどうかを判定している
ので、背景の濃度差が小さい領域即ち微少な濃度差の変
化であっても動き検出することができ、ぶれ部分の動き
検出漏れがなくなる。In the same manner, the binarization based on the binarization process
Since it is determined whether or not the pixel is a motion pixel according to the value image, the motion can be detected even in a region where the background density difference is small, that is, a small change in the density difference, and the motion detection omission of a blurred portion is eliminated.
【0065】そして、従来技術では動き検出のため同種
フィールド同士で差を取る2フレーム使用方式のものが
あるが、本発明では1フレーム方式なので、使用フレー
ムメモリを1枚に抑えることができ、製造コストの上昇
はない。In the prior art, there is a two-frame system in which the difference between fields of the same kind is used for motion detection. However, in the present invention, since the one-frame system is used, the number of frame memories used can be reduced to one. There is no cost increase.
【0066】一方、請求項2記載の発明によれば、画像
の動き部分の情報を常に失わずに2値化でき、結果とし
て良好な動き検出結果を得ることが出来る。On the other hand, according to the second aspect of the present invention, binarization can be performed without losing information on the moving part of the image, and as a result, a good motion detection result can be obtained.
【0067】すなわち、3つの画素データにより画像の
動き部分の情報を常に失わずに2値化できる上に、閾値
の設定に複雑な処理が必要でなく、比較的簡単な装置構
成と処理方法により、極めて良好な動き検出結果を得る
ことができる。That is, the three pixel data can always be binarized without losing the information of the moving part of the image. In addition, complicated processing is not required for setting the threshold value, and a relatively simple apparatus configuration and processing method can be used. , An extremely good motion detection result can be obtained.
【0068】従って簡単なアルゴリズム又は小規模なハ
ードウェア構成で、あらゆる種類のフレーム画像に対し
て的確な動き検出を行なうことのできる動き検出装置を
提供することが可能となる。Therefore, it is possible to provide a motion detection device capable of accurately detecting motion of any type of frame image with a simple algorithm or a small-scale hardware configuration.
【図1】本発明の実施形態例にかかる動き検出装置を利
用した静止画像作成装置の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a still image creation device using a motion detection device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施形態例にかかる動き検出装置によ
り動き検出される画素を中心とする2値化処理による動
き検出を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining motion detection by a binarization process centering on a pixel whose motion is detected by the motion detection device according to the embodiment of the present invention;
【図3】動きのある2枚のフィールド画像をそのまま合
成して得られるフレーム画像を表す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a frame image obtained by directly combining two moving field images.
【図4】動きのある部分について片側のフィールドのみ
を用いてフレーム画像を補間により合成する説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of synthesizing a frame image by interpolation using only one field for a moving part;
【図5】従来の技術を説明するための2枚のフレーム画
像を使用する動き検出方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a motion detection method using two frame images for explaining a conventional technique.
【図6】従来の技術を説明するための1枚のフレーム画
像を使用する動き検出方法を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a motion detection method using one frame image for explaining a conventional technique.
【図7】従来の技術を説明するための1枚のフレーム画
像を使用する動き検出方法の補間方法を説明する図であ
る。FIG. 7 is a diagram illustrating an interpolation method of a motion detection method using one frame image for explaining a conventional technique.
【図8】従来の技術を説明するための1枚のフレーム画
像を使用する動き検出方法の問題点を説明する図であ
る。FIG. 8 is a diagram illustrating a problem of a motion detection method using one frame image for explaining a conventional technique.
100 動き領域検出装置 101 A/Dコンバータ 102 フレームメモリ 103 コントローラ 104 CPU REFERENCE SIGNS LIST 100 motion region detecting device 101 A / D converter 102 frame memory 103 controller 104 CPU
Claims (2)
ド画像及び偶数フィールド画像の2枚のフィールド画像
からなるフレーム画像から画像内の動き領域を検出する
動き検出装置において、 該動き検出装置は、動き点であることを判別しようとす
る所定の注目画素に対して、該フレーム画像内で該注目
画素と該注目画素の上部隣接画素と該注目画素の下部隣
接画素の3つの画素データに基づき可変閾値による2値
化処理を行う2値化処理手段と、該2値化処理に基づい
た該2値画像に従って動き画素であるかどうかを判定す
る動き画素判定手段を有することを特徴とする画像の動
き検出装置。1. A motion detecting device for detecting a motion region in an image from a frame image composed of two field images of an odd field image and an even field image by interlaced scanning, wherein the motion detecting device is a motion point. Binarization with a variable threshold value based on three pixel data of the target pixel, the upper adjacent pixel of the target pixel, and the lower adjacent pixel of the target pixel in the frame image for a predetermined target pixel to be determined An image motion detection device comprising: a binarization processing unit for performing a process; and a motion pixel determination unit for determining whether or not the pixel is a motion pixel according to the binary image based on the binarization process.
目画素の上部隣接画素と該注目画素の下部隣接画素の3
つの画素データの平均値を閾値として2値化することを
特徴とする請求項1記載の画像の動き検出装置。2. The binarization processing means includes a target pixel, an upper adjacent pixel of the target pixel, and a lower adjacent pixel of the target pixel.
2. The apparatus according to claim 1, wherein the binarization is performed using an average value of the pixel data as a threshold value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26612997A JPH11110565A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Motion detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26612997A JPH11110565A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Motion detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11110565A true JPH11110565A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17426742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26612997A Pending JPH11110565A (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Motion detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11110565A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1175088A3 (en) * | 2000-07-17 | 2004-11-10 | SANYO ELECTRIC Co., Ltd. | Device for detecting a moving subject |
KR100942803B1 (en) | 2008-03-10 | 2010-02-18 | 엘지전자 주식회사 | Apparatus and method for compensating low illuminance of camera |
US8465415B2 (en) | 2009-07-23 | 2013-06-18 | Olympus Corporation | Endoscope apparatus and measurement method |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP26612997A patent/JPH11110565A/en active Pending
Cited By (4)
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