JPS60106288A

JPS60106288A - 動き検出回路

Info

Publication number: JPS60106288A
Application number: JP58214541A
Authority: JP
Inventors: Norio Suzuki; 典生鈴木
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-06-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明線テレビ信号に含まれた動きの程度を検出する回
路に関する。

テレビ信号の処理回路としてフレームメモリを利用した
雑音除去装置や適応Ｙ１０分離装置や順次走査変換装置
等が知られている。これらの装置においてはテレビ信号
に含まれる動きの程度を検出することが１つの大きな課
題である。

テレビ信号がモノクロの場合にはフレームメモリを用い
フレーム間差分信号を算出しその大小により動きの程度
を検出する方法がある。一方複合カラーテレビ信号の場
合は搬送色信号の位相を合せるためＮＴＳＯ方式では色
信号極性反転を行慮ってフレーム間差分信号を算出しそ
の大小によシ動きの程度を検出する方法がある。これら
の方法は構成が簡単で、ある程度検出はうまく行なわれ
るがｉｉｉ＊のエツジ部での検出が、うまくいかない。

他の方法として動画像部分の動きのスピードを検出する
方法がジェー　オー　リム、ジェー　ニー　マーフィー
（Ｊ、　Ｏ，ＬＩＭＢ、　Ｊ、　Ａ、　ＭＵＲＰＩ（Ｙ
　）によって提案されている。　［エスティメイティン
グ　ザベロシティオブ　ムービイング　イメージズ　イ
ン　テレビジ璽ン　シグナルズ　（Ｅｓｔｉｍａｔｉｎ
ｇ　ｔｈｅ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ　ｏｆ　ＭｏｖｌｎｇＩ
ｍａｇｅｓ　ｉｎ　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｉｇｎａ
ｌｓ　）Ｊ　と題して、コンビエータ　グラフィックス
　アンド　イメージ　プルセラシイｙ！（ＯＯＭＰＵＴ
ＥＲＧＲＡＰＨＩＯ８ＡＮＤ　ＩＭＡＧＥＰＲＯＯＥ８
ＳＩＮＧ　）誌、１９７５年４月号３１１−３２７頁に
報告された方法がある。この方法によればスピードＳは
次式でまることが示されている。

ここでＦＤ８はフレーム差分信号を、　ＥＤ８は画素差
分信号を、Ｍ人は動き領域を表わす。との方法によれば
スピード社正しくまシェッジ部分屯誤シなく動き判定が
行なえる。しかしテレビ信号のリアルタイム処理用にそ
のまま応用する場合は、動き領域をめそれについて各差
信号の総和をめなければならないのでハードウェアが大
きくなる欠点があった。適応”　Ｙ１０分離装置や順次
走査変換装置等に用いるための動き検出では動きの方向
は必ずしも必要で井い。また動きのスピードを正確にめ
なくてもよく、画像の動き部分が大略どの程度の動きで
あるかが解ることと、静止部分のエツジを誤まって動き
と判定しないことが重要な点である。

本発明の目的は簡単なハードウェアーでテレビ信号に含
まれた動きの程度を検出できかっ画像のエツジ部分でも
正しく検出が行なえる動き検出回路を提供することＫあ
る。

本発明によれば、テレビ信号に含まれた動きの程度を検
出する回路において輝度信号のフレーム差分信号をめる
手段と、輝度信号の画素差分信号の絶対値ま走は空間的
に近傍な複数の画素差分信号の絶対値の累積値をめる手
段と、該絶対値又は該累積値と前記フレーム差分信号と
から前記動きの程度を検出する手段を備えたことを特徴
とする動き検出回路が得られる。また、本発明によれば
色信号が周波数多重されている複合カラーテレビ信号に
含まれた動きの程度を検出する回路において色信号の極
性反転を行なって複合カラーテレビ信号のフレーム差分
信号をめる手段と、輝度信号の画素差分信号の絶対値ま
たは空間的に近傍な複数の画素差分信号の絶対値の累積
値をめる手段と、該絶対値又は該累積値と前記フレーム
差分信号とから前記動きの程度を検出する手段を備え九
ことを特徴とする動き検出回路が得られる。

さらに本発明によれば色信号が周波数多重されている複
合カラーテレビ信号に含まれた動きの程度を検出する回
路において、輝度信号のフレーム差分信号と色信号のフ
レーム差分信号とを荷重和したフレーム差分信号をめる
手段と、輝度信号の画素差分信号の絶対値または空間的
に近傍な複数の画素差分信号の絶対値の累積値をめる手
段と、該絶対値又は骸累積値と前記フレーム差分信号と
から前記動きの程度を検出する手段を備えたことを特徴
とする動き検出回路が得られる。

以下本発明の実施例について図面を用いて説明する。第
１図線本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図で
ある。入力端子ｌに入力されたモノクロのテレビ信号は
減算器４、フレームメモリ２、画素差分和演算回路３へ
供給される。フレームメモリ２で１フレ一ム周期遅延さ
れた信号は減算器４および画素差分和演算回路３へ供給
される。

減算器４はフレーム差分信号を算出して変換回路５へ供
給する。画素差分和演算回路３では動き検出を行なおう
とする画素について近傍となる複数の画素差分の絶対値
の総和を現フレーム及び前フレームについてめて加算し
た画素差分和信号、いいかえると空間的に近傍となるあ
らかじめ定めた複数の画素差分の絶対値の累積値を請求
め変換回路５へ供給する。たとえば動き検出を行なおう
とする画素について前フレームの同じ位置の１ｉｌｉｉ
素との７レ一ム差分によシフレーム差分信号をめるとと
もにフレーム差分をめるのに用いた現フレーム及び前フ
レームの各画素と前・後の各画素および上・下のライン
の各画素との画素差分の給体値の累積値をめ、フレーム
差分信号と累積値とを変換回路５へ供給する構成とする
。変換回路５へ供給されるフレーム差分信号と、画素差
分和信号とに相対的な遅延差がある場合は遅延−乃補正
が行なわれる。変換回路５は７レ一ム差分信号と画素差
分和信号とから動きの程度を表わす信号を画素ととにめ
出力端子６へ供給する。

第２図は画素差分和演算回路３の具体的な例を示す図で
ある。入力端子７へ入力されたテレビ信号は第１の画素
差分和演算回路２０のラインメモリ８と減算器１０へ供
給される。ラインメモリ８で１水平周期遅延された信号
性減算器１０．１１と遅延回路９へ供給される。減算器
１ｏで得られたツイン差分信号は絶対値回路１２で絶対
値がとられ、ラインメモリ１４と加算器１６へ供給され
る。

ラインメモリ１４で１水平周期遅延された信号は加算器
１６へ供給され出力に前後のライン差分信号の和がめら
れ遅延回路１８で遅延の補正を行なって加算器１９へ供
給される。遅延回路９で１標本化周期遅延された信号性
減算器１１へ供給されて出力に前サンプル差分信号が得
られ、絶対値延された信号は加算器１７へ供給され、そ
の出力には前後のサンプルの差分和信号が得られ加算器
１９へ供給され、その出力には上下、前後の画素との差
分信号和がめられ加算器２３へ供給される。第２の画素
差分和演算回路２２は第１の画素差分和演算回路と同じ
に構成される。入力端子２１に入力されたｌフレーム遅
延のテレビ信号に対しても上下、前後の画素との差分信
号和がめられ加算器２３へ供給される。加算器２３の出
力には２フレームの画素差分和信号が得られ出力端子２
４へ供給される。

第３図は変換回路５の変換特性の具体的な例を示す図で
ある。フレーム差分信号ｙと画素差分和信号Ｘとから動
きの程度を境界を示すｙ＝ｔ□（ｘ）〜ｔ　（ｘ）の関
数を用いて静止ＭＯから完全な動きＭ４まで５の段階に
分けている。ここではフレーム差分信号と画素差分和信
号社動きの領域全部からめていないので、両者から正し
いスピードはめにくいが近似的が値として両者の比ｙ　
／ｘから算出したものを用いる。画素差分和信号Ｘが小
さい所は平坦な所とみなして主にフレーム差分信号の大
小から動きの程度を判定する。画素差分和信号が大きい
所はエツジ成分の多い所であるのでスピードの量をとり
いれて主にフレーム差分信号と画素差分＊（ｉｉｔ号と
の比の大小から動きの程度を判定する。しきい値ＴＩ　
＝　Ｔ４はＴ、≦Ｔ２＜　Ｔ３≦Ｔ、の関係に、Ｘが大
なる部分でのｆ、（ｘ）〜ｔ４（ｘ）の傾きに１〜に４
はに□く４くへ≦に４の関係にある。関数Ｙ＝ｒ＋（ｘ
）　＃：ｔ”が小さい時ははばＹ＝Ｔ、、スが大きい時
はほぼｙ＝に、ｘ（但し正＝１〜４）となる。第３図の
特性を有する変換回路５の実現の方法として杜、例えば
読み出し専用メモリＲＯＭ　を用いて構成する。動きの
程度を示す出方信号としては動きの程度ＭＯからＭ４に
対応させて例えば０から４の信号を出力する。第４図は
変換回路５の変換特性の別な例を示す図である。第３図
に示す特性に対して、フレーム差分信号ｙと画素差分和
信号Ｘがある値以上はリミッタ−を付けた特性となりて
いる。このようにすればＲＯＭで実現する場合、フレー
ム差分信号と画素差分和信号を各々リミットして少ない
ビット数にしてから変換特性用のＲＯＭのアドレスに入
力できるため変換特性用μＯＭの入力アドレスのビット
数；、・す々ゎちＲＯＭ容量が少なくてすむ。リミット
したことによる影ＩＰ社Ｘ＋ｙが大ｔ！い所で動きを判
定する感度が高くなるが実用上は問題はない。ｔＪｃｓ
図は本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図であ
る。本実施例ではＮＴ８０のカラーテレビ信号の動き検
出を輝度信号のフレーム差分信号と１フレーム内の輝度
信号の画素差分和を用いて行表う構成となりている。判
定の精度は少し低く擾るがノ・−ドウエアが少カくてす
む。入力端子２５には４倍のサブキャリアｆｓｃで標本
化され九ＮＴ８０の力２−テレビ信号が入力されフレー
ムメモリ２６、減算器２７、画素差分和演算回路３２へ
供給される。フレームメモリ２６ａテレビ信号を１フレ
一ム周期遅延して出力し減算器２７へ供給する。減算器
の出力に得られたカラーテレビ信号の差分信号はフィル
タ２８でサブキャリアｆｓｃ成分が除去され、絶対値回
路２９で絶対値がとられ遅延回路３０でフレーム差信号
と画素差分和信号の遅延が合うように遅延の補正が行な
われ変換回路３１へ供給される。

画素差分和演算回路３２は１フレ一ム周期遅延を行なう
ラインメモリ３３．３４．係数が−７，＋、−ｙ、４の
乗算器３５．３６．３７．４４．加算器３８．４３．５
１゜５２．１標本化周期遅延を行なうレジスタ３９，４
２、減算器４０．４５．４６、絶対値回路４１．４９．
５０゜サブキャリアｆｓｃ成分を除去するフィルタ４７
．４８で構成される。そしてラインメモリ３３．３４、
乗算器３５．３６．３７、加算器３８で構成される／　
２ライン型の＜ＬＷ７（ルタで分離した輝度信号から水
平方向の画素差分をめて前後の２サンプルの平均をめる
とと亀に、サブキャリアｆｓｃ成分を除去するフィルタ
によってめられる輝度信号から垂直方向の画素差分をめ
上下の２サンプルの平均をめ、両者を加算して近傍４サ
ンプルからめられる画素差分和信号を出力し変換回路３
１に供給する。変換回路３１は第１図の変換回路５と同
様の機能を有し、フレーム差分信号と画素差分和信号と
から動きの程度を示す信号を出力して　−出力端子５３
へ出力する。但し加算器４３及び５１の出力がおたがい
に遅延差がある場合は補正を行なう。第６図社第５図の
フィルタ２８の具体的な例を示す図である。フィルタ２
８は信号を１標本化周期遅延するレジスタ５５．５６．
５７．５ｇ、係数上、土、土の乗算器６０．５９．６１
．加算器６２から表るディジタルフィルタで入力端子５
４に入力された信号は、サブキャリア成分が除去されて
出力端子６３へ出力される。ｔｇｓ図のフィルタ４７゜
４８も同様に構成される。

第７図は本発明の第３の実施例を示す図である。

ＮＴ８０のカラーテレビ信号はフレームととに搬送色信
号の極性が反転するため、未実施例では色信号の極性反
転を行なう九カラーテレビ信号のフレーム差分と１フレ
ーム丙め画素差分和とから画像の動き検出を行なう構成
となっている。入力端子６４に入力された４　ｆｓｃで
標本化され九Ｎ’ｌ’ＳＯのカラーテレビ信号は色信号
極性反転回路６５と減算器６７と画素差分和演算回路７
０へ供給される。

色信号極性反転回路６５ではカラーテレビ信号の搬送色
信号の極性を反転して出力しフレームメモリ６６へ供給
する。フレームメモリ６６は色信号極性反転回路６５で
の遅延時間と合せて１フレ一ム周期遅延となるように信
号を遅延する回路で出力信号は減算器６７へ供給される
。減算器６７の出力にはカラーテレビ信号のフレーム差
分が得られ絶対値回路６８で絶対値がとられ遅延回路６
９で遅延合せが行なわれ変換回路７１へ供給される。

画素差分和演算回路７０は第５図の画素差分和演算回路
３２と同様の機能を有し、複合カラーテレビ信号から輝
度信号の画素差分和信号をめて変換回路７１へ供給する
。変換回路７１は第１図の変換回路５と同様の機能を有
しフレーム差分信号と画素差分和信号とから動きの程度
を示す信号を出力して出力端子７２へ出力する。第８図
は色信号極性反転回路６５の具体的な例を示す図である
。

１水平走査周期遅延させるラインメモリ’１４．Ｔ５と
係数−１，−１の乗算器７６．７７と加算器７９と２　
２（ｓｅを中心とする周波数を通過する帯域通過フィルタ
８０と減算器８１とからなるディジタルフィルタで搬送
色信号成分が反転された信号が出力端子８２へ出力され
る。帯域通過フィルタ８０の例としては第６図のフィル
タ２８で乗算器６０．５９゜６１の係数を−１，１，，
１と置きかえたもので実４　２　４現できｆｓｃ成分を通過させるフィルタ特性となる。

表お色信号極性反転回路６５と画素差分和演算回路７０
とで用いているフレームメモリは共用するように構成で
きる。高域輝度信号のもれ込み等によシ搬送色信号のフ
レーム差分が大きく出る場合は搬送色信号のフレーム差
分の利得を１よシ小さくして、この周波数成分による動
き検出感度を低くする。第９図は本発明の第４の実施例
の構成を示すブロック図である。本実施例で状輝度信号
と色信号について各々のフレーム差分信号をめ色信号に
１以下の重み付けを行なって加算し九７レーム差分と２
ツレ−五についての近傍の画素差分和から動き判定を行
なうようにしたものである。

入力端子８３に入力され＆４ｆｓｅで標本化され九ＮＴ
ＳＯのカラーテレビ信号は、減算器８５と加算器８６と
フレームメモリ８４と画素差分和演算回路９５の第２の
画素差分和演算回路９３へ供給される。フレームメモリ
８４は入力信号を１７レ一五周期遅延して出力し加減算
器８５と加算器８６と第２の画素差分和演算回路９２へ
供給され、る。

減算器８５の出力には輝度信号のフレーム差分と２倍の
搬送色信号の成分が出力されて２イルタ８７へ供給され
る。フィルタ８７はサブキャリアｆｓｃを中心とする周
波数を阻止する特性を有し、出力には輝度信号の７レ一
ム差分が得られ加算器９゜へ供給される。加算器８６の
出力には２倍の輝度信号と搬送色信号のフレーム差分の
成分が得られフィルタ８８へ供給される。フィルタ８８
線サブキヤリアｆ’ｓｃを中心とする周波数のみを通過
する特性を有し、出力Ｋｄ搬送色信号の７レ一ム差分信
号が得られ、係数Ｋが１以下の値の乗算器８９へ供給さ
れて乗算が行なわれた後加算器９ｏへ供給される。加算
器９０の出力には輝度信号のフレーム差分と搬送色信号
のフレーム差分をに倍した信号とが加算された７レ一ム
差分信号が得られ絶対値回路９１へ供給される。絶対値
回路９１はフレーム差分信号の絶対値をとるとともに画
素差分和信号と遅延差がある場金蝶遅延の補正が行なわ
れて、変換回路９６へ供給される。第１および第２の画
素差分和演算回路９２．９３で祉各々前フレームおよび
現７レームでの画素差分和を算出して加算器９４へ供給
する。加算器９４の出力には２フレームについての近傍
の画素差分和が得られ変換回路９６へ供給される。変換
回路９６社フレーＡ差分信号と画素差分和の信号とから
動きの程度を表わす信号をめて出力端子９７へ供給する
。

なお、フィルタ８７は第５図のフィルタ２８と、フィル
タ８８は第８図のフィルタ８０と、第１および第２の画
素差分和演算回路９２．９３は第２図の第１の画素差分
和演算回路２０と、変換回路９６Ｌ第１図の変換回路５
と同じに構成される。第１０図は本発明の第５の実施例
の構成を示すブロック図である。本実施例は第９図の実
施例に平滑回路９８を加え動きの程度を示す信号に対し
て平滑化を行なうものである。第１Ｏ図で第９図と同じ
参照番号を有するものは第９図と同じ機能を有し同じに
構成される。平滑回路９８では動き情報の信号について
近傍を見て、例えば前後・上下の４サンプルと比べて、
静止部の中に完全な動き部が孤立している場合は静止に
１その逆の場合は動今に判定するようにする。また別の
平滑方法としては第１図および第゛７図において、フレ
ーム差分信号に対してフィルタを加える仁とによシ平滑
化を行なうこともできる。

第２図の画素差分和演算回路３はこれに限定されること
は表＜、例えばフレーム差分信号との相対遅延が大きく
違わないように垂直方向は上の画素との差分のみを用い
るようにすればハードウェアが簡単にな゛る。現フレー
ムの前サンプルとの画素差分の絶対値のみを用いればよ
り簡単になる。

の画素差分は１よシ小さい東みず秒をして加算するもの
でもよい。第３図、第４図に示す変換特性はこれらに限
定されることはな−。静止した２つのフレームで両者を
しだいにずらしていき各々の場合でのフレーム差分と画
素差分和の信号の関係を多くの画素に対して統計的にめ
て特性を決めることもできる。第９図、第１０図の実施
例では輝度信号のフレーム差分と搬送色信号のフレーム
差分のに倍とを加算してフレーム差分信号としているが
、各々の絶対値をとってから加算してもよい。この場合
輝度と色信号各々について、７レ一ム差分ゝをめること
になシ適応Ｙ１０分離に応用する場合等よシ正確になる
。さらに、輝度信号フレーム差分と色信号フレーム差分
と画素差分和信号から動き検出を行なうこともできる。

以上述べたように本発明によればモノクル信号やＮＴＳ
Ｏ方式等のカラーテレビ信号に対してエツジ部を釡めて
動きの検出が正しく行表え、適鉱分離や、順次走査変換
テレビ等の画像の動き情報を利用した各種処理回路に適
用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図線本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
、第２図社画素首分演算回路３の具体的な例を示すブロ
ック図、第３図は変換回路５の変、換特性の具体的な例
を示す図、第４図は変換回路５の変換特性の別な例を示
す図、第５図は本発明の第２の実施例の構成を示す図、
第６図はフィルタ２８の具体的な回路例を示すブロック
図、第７図は本発明の第３の実施例を示すブロック図、
第８図は色信号極性反転回路の具体的な例を示すプＯｙ
り図、第９図は本発明の第４あ実施例を示すブロック図
、第１０図は本発明の第５の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。図において、１、７．２１．２５．５４．
６４．７３．８３・・・入力端子、２＃　２Ｌ　６６＃
　８４　・７　レーＡメモリ、　３．３２．７０゜９５
・・・画素差分和演算回路、２０．９２・・・第１の画
素差分和演算回路％２２．９３・・・第２の画素差分和
演算回路、４．１０．１１１２７．４５．４６．６７、
８５・・・減算器、５．３１．７１．９６・・・変換回
路、６．２４．５３゜６３．７２，８２．９７・・・出
力端子、８．１４．３３．３４゜７４．７５・・・ライ
ンメモリ、９．１５．１８．３０．　６９・・・遅延回
路、１２．１３．２９．４１．４９．５０．　６８　。９１・・・絶対値回路、１６．１？、　１９．２３．３
８．５１゜４３．５２ｅ　６２．７９，８６，７３・・
・加算器、ｇ８，４７゜４ｇ、８０．８？、８８・・・
フィルタ、３９．４２．５５．５６゜５７．５ｇ・　ｔ
／ジスタ、３５．３６．３？、　５９．６０．６１゜４
４、７６、７７・８９・・・乗算器、９Ｂ・・・平滑回
路をそれぞれ示す。３ｚ悴　乙　図し−−一−−−−−−−−−−」亭　７　口停　８　１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）テレビ信号に含まれる動きの程度を検出する回路
において、輝度信号のフレーム差分信号をめる手段と、
輝度信号の画素差分信号の絶対値または空間的に近傍な
複数の画素差分信号の絶対値の累積値をめる手段と、該
絶対値または該累積値と前記フレーム差分信号とから前
記動きの程度を検出する手段を備えたことを特徴とする
動き検出回路。
（２）　色信号が周波数多重されている複合カラーテレ
ビ信号に含まれた動きの程度を検出する回路において、
色信号の極性反転を行なって複合カラーテレビ信号のフ
レーム差分信号をめる手段と、輝度信号の画素差分信号
の絶対値または空間的に近傍な複数の画素差分信号の絶
対値の累積値をめる手段と、該絶対値又は該累積値と前
記７レ一ム差分信号とから前記動きの程度を検出する手
段を備えたことを特徴とする動き検出回路。
（３）　色信号が周波数多重されている複合カラーテレ
ビ信号に含まれた動きの程度を検出する回路において、
輝度信号のフレーム差分信号と色信号のフレーム差分信
号とを荷重和した７レ一ム差分信号をめる手段と、輝度
信号の画素差分信号の絶対値または空間的に近傍な複数
の画素差分信号の絶対値の累積値をめる手段と、該絶対
値又は該累積値と前記フレーム差分信号とから前記動き
の程度を検出する手段を備えたことを特徴とする動き検
出回路。