JPS62145983A

JPS62145983A - 動き検出回路

Info

Publication number: JPS62145983A
Application number: JP60286921A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Itakura; 哲朗板倉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1987-06-30

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】［発明の技術分野］この発明はインクレース走査方式のテレビジョン信号に
より再現された被写体蘭の動き情報を検出する動き検出
回路に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］インターレース走査されるテレビジョン画像では細かい
線画に対し、フリッカが生じやすいため、走査線を補間
しノンインターレー゛ス走査のテレビジョン信号に変換
して画像表示する方式が開発されている。走査線の捕間
方式としては、フィールド内走査線補間、フィールド間
走査線補間がある。

フィールド内走査線補間は上下の走査線を用いてその間
の走査線を作るで、画像の垂直周波数成分が帯域制限さ
れることになる。従って静止画像に対して解像度を劣化
させる傾向にある。またフィールド間走査線補間は、現
在のフィールド画像と１／６０秒前のフィールド画像を
重ねあわせ表示するように捕間するので、静止画像には
有効であるが、被写体に動きのある動画像に対する解像
度は良くない。被写体の動きがあると動いた部分のエツ
ジが櫛の歯状になる。

上記のように静止画像と動画像により捕間方式が適切に
選択されないと画質の劣化を招くことから、これを改善
するために被写体の動きを検出し、動画部分ではフィー
ルド内走査線補間を行ない、静止画部分てはフィールド
間走査線捕間を自動的に行なう方式の回路が検討されて
いる。

第９図は走査線補間の様子を時間軸と垂直軸とにより示
し、白丸はインターレースされた走査線を示し、黒丸は
補間された補間走査線を示す。黒丸の位置の走査線を作
る場合、被写体が静止画か動画かを見分ける必要がある
が、そのためにフレーム間差分信号が検出される。２重
の矢印で示す走査線間で前記の差分信号が求められ、差
が小さければ静止画像の判定、大きければ動画像の判定
が行われる。静止画像と判定された場合、１フイールド
前の走査線を利用して補間走査線が作られ、動画像と判
定された場合、同一フィールド内の上下の走査線が利用
されて補間走査線が作られる。

しかしながら、上記の判定方法であると上下に被写体が
早く動いた場合、判定が必ずしも適切とは言えず、表示
結果として被写体の後方に尾を引くような不要画像が残
る。第１０図は３本の走査線からなる黒い被写体が上方
に早く動いた場合を示している。領域Ａを見ると、捕間
走査線ｄＢ、ｄ７はそれぞれ走査線ａ１１とａ１２　、
ａ１２とａ１３により作られる（フィールド内袖間）。

これは走査線ａ１とａｌｌおよびａ２とａ１２の各差分
信号の差が大きいことによる。次に、領域Ｃおいても同
様に捕間走査線ｄｉ、ｄ２．ｄ３はフィールド内袖間に
より作られる。

これは、走査線ｃｌとｅｌ１間、ｃ２とｃｌＺ間、ｂｌ
とｂｌ１間の差分信号が大きいからである。次に領域Ｂ
においては走査線ｂ２とｂｌ２間、ｂ３とｂｌＢ間の差
分信号は小さい。このためフィールド間走査線補間が行
われ、１フイールド前の走査線が利用され、補間走査線
ｄ４．ｄ５が作られる。しかし１フイールド前の走査線
は、黒い被写体を表示した信号であるから、捕間走査線
ｄ４．ｄ５は、黒の画像を表示してしまい、画質を劣化
させる。

上記のような問題を改善するために、被写体の動きを検
出するのに、４フイールドに渡って信号の差分を監視し
て、動画と静止画との判定を適切にする回路が提案され
ている。しかしこの回路は、特開昭ｆｌｉｐ−２７２８
７号に開示されるように、３フィールド分のメモリを必
要とするため、回路の規模が非常に大きくなるという問
題がある。

［発明の目的］この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、回路規
模が小さくて動画処理についても画質の劣化を生じるこ
とのない動き検出回路を提供することを目的とする。

線信号を常に作るようにして、このフィールド内補間走
査線信号を利用したフィールド間差分信号と、フレーム
間差分信号を作り、フレーム間差分信号が大きな差を示
さなくてもフィールド間差分信号に動画情報が含まれる
ことを利用して的確に被写体の動きを検出するようにし
たものである。

［発明の実施例］以下この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例であり、入力端子１１には
インターレース走査用のビデオ信号が供給され、補間走
査線信号を得るための処理を受けると共に、動画、静止
画の判定処理を受ける。即ち入力端子１【は、２Ｇ２１
１（ｌ（は１水平期間）分のフィールドメモリ１２に接
続され、このメモリ１２には直列に１水平走査線分のラ
インメモリ１３．２６２１１分のメモリ１４が直列に接
続されている。

フレーム間補間走査線信号を作る回路は、入力端子１１
部の信号とメモリ１４の出力部の信号とを加算する加算
器１５と、この加算Ｗ１５の出力の利得を調整する係数
器１６と、この係数器ＩＢの出力を動画と静止画の割合
いに応じて制御する乗算器１７とからなる。一方、フィ
ールド内袖間走査線信号を作る回路は、ラインメモリ１
３の入力および出力部の信号を加算する加算器１８と、
この加算器１８の出力の利得を調整する係数器１９と、
この係数器１９の出力を動画と静止画の割合いに応じて
制御する乗算器２０とからなる。フレーム間捕間走査線
信号とフィールド内袖間走査線信号は、動画と静止画の
割合いに応じて加算器２１で合成され、最終的な走査線
捕間信号として導出される。

次に入力ビデオ信号の被写体の動きの検出は以下のよう
におこなわれる。まずフレーム間差分信号は、メモリ１
２の人力部の信号と、メモリ１４の出力部の信号とが、
減算器３１で減算処理されることで求められる。次にフ
ィールド間差分信号は、２つ作られる。一方は、係数器
１９の出力とメモリ１４の出力とが減算器３２に供給さ
れることで得られ、他方は係数器１９の出力と入力端子
１１部の信号が減算器３３に供給されることで作られる
。各減算器３１．３２．３３からの差分信号は重み付を
行なう係数器３４、３５．３６を介して絶対値回路３７
．３８．３９に供給される。そして、絶対値回路３７．
３８．３’ｌの出力は合成回路４０にて合成され動き係
数変換回路４■に供給される。動き係数変換回路４１は
、例えば乗算器１７、乗算器２０の利得係数をそれぞれ
（１−Ｒ）　、Ｒとすれば、係数１？（０＜１？＜１）
を動画時にＲ−１、静止画時に１？−０を導出する。こ
れにより乗算器１７、乗算器２０の利得の割合いが可変
される。

上記の回路の差分信号は、走査線で見ると第２図のよう
に現わすことができる。第２図は走査線を時間軸と垂直
軸とにより示し、白丸はインターレースされた走査線を
示し、黒丸は補間された補間走査線を示す。黒丸の補間
走査線信号は係数器１９からの信号と係数器１６からの
信号を乗算器１７．２９　、加算器２１で処理して得ら
れた信号である。

また減算器３２からは矢印Ｙで示すフィールド間の差分
信号が得られ、減算器３３からは矢印Ｚで示すフィール
ド間の差分信号が得られる。更に減算器３１からは、矢
印Ｘで示すフレーム間の差分信号が得られる。従って、
矢印Ｘで示すフレーム間の差分信号が大きい場合は動画
であり、また矢印Ｙで示すフィールド間の差分信号と矢
印Ｚで示すフィールド間の差分信号の両方が共に大きい
場合も動画である。しかし、矢印Ｘで示すフレーム間の
差分信号が小さく、矢印Ｙで示すフィールド間の差分信
号または矢印Ｚで示すフィールド間の差分信号のいずれ
か一方が小さい場合は静止画である。

上記のようにこの発明は、フィールド内補間走査線信号
を利用して、フィールド間差分信号を得るので動画、静
止画の判定が適切となり、走査線捕間した画像の品質を
向上出来る。

差分信号を得る手段は上記の実施例に限らず第３図に示
すように、各走査線を利用してもよい。

即ち、矢印Ｘ１、Ｘ２で示す走査線間でぞれぞれフレー
ム間差分信号を作り、矢印Ｚ１で示す走査線間でフィー
ルド間差分信号を作るようにする。

この場合も黒丸で示す走査線は、フィールド内袖間走査
線信号を利用したものである。

第３図のような動き検出を行なう回路は第４図に示すよ
うに構成される。第１図と同一部分には同一符号を付し
てしている。この実施例の場合は、フィールド内走査線
袖間信号を作る回路が入力端子１１部のすぐあとに構成
されている。先の矢印Ｘ１、Ｘ２で示す走査線間でぞれ
ぞれ作られるフレーム間差分信号は、減算器５１．５２
から得られる。

またフィールド間差分信号は減算器５３から導出される
。そして各減算ａＨ５１，５２，５３の出力は、重み付
を行なう係数器５４，５５．５Ｂ、に供給される。この
後の動作は先の実施例と同じである。この実施例の場合
フィールド間補間走査信号としてはフィールドメモリ１
２の出力が利用されるので係数器を介さずそのまま乗算
器１７に供給される。またこの実施例ではメモリ１４は
２　Ｂ　Ｌ　１１分のメモリ部Ｌ４ａと１１１分のメモ
リ部１４ｂに分離され、差分信号の時間的調整を図って
いる。

上記の実施例は、輝度信号に関して、フィールド間補間
走査線信号と、フィールド内浦間走査線信号との割合い
を被写体の動きに応じて調整できるようにしたが、クロ
マ信号についても被写体の動きに応じてフィールド間補
間走査線信号と、フィールド内浦間走査線信号との割合
いを調整してやる必要がある。これを実現する回路が第
５図に示す回路である。

第１図と同一部分には同一符号を付して説明する。即ち
複合ビデオ信号は、輝度クロマ分離回路６０に供給され
輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃに分離される。輝度信号Ｙは
、遅延回路６１を介して第１図で示した入力端子１１に
供給される。一点鎖線で囲むブロックＡ１は第１図の回
路と同じである。クロマ信号Ｃは、復調回路６２に供給
され、■信号、Ｑ信号に復調される。モして■信号、Ｑ
信号はそれぞれ補間走査線信号処理回路Ａ２、Ａ３に供
給される。補間走査線信号処理回路Ａ２は、２８２１１
分のメモリ６３、ラインメモリ６４．２６２１１分のメ
モリ６５を直列接続し、ラインメモリ６４の入力及び出
力を加算器６６で合成することでフィールド内袖間信号
を作り、メモリ６３の入力とトメモリ６５の出力とを加
算器６７で加算することでフレーム間補間信号を作る。

加算器６６．６７の出力はそれぞれ、乗算器８８．６９
を介して加算器７０で合成され補間走査線信号（１）と
なる。乗算器６８．［ｉ９は、前記動き係数変換回路４
■の出力で制御されるから、被写体の動きに応じてフレ
ーム間補間走査線信号とフィールド内袖間走査線信号と
の割合いが、’ｉ整され画質の向上に寄与する。Ｑ信号
の補間走査線信号処理回路Ａ３も同様な構成であり、被
写体の動きに応じてフレーム間補間走査線信号とフィー
ルド内袖間走査線信号との割合いが良好に調整された補
間走査線信号（Ｑ）を得ることが出来る。

第６図は第４図の実施例を用いてクロマ信号の補間走査
信号を得る回路を示している。第６図において第４図、
第５図と同じ部分には同一符号を付して説明する。複合
ビデオ信号は輝度信号クロマ信号分離回路６０に供給さ
れ、輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃに分離される。輝度信号
Ｙは遅延回路６１を介して入力端子■１に供給される。

この端子を有するブロックＢ１は、第４図の回路と同じ
であり、輝度信号に関する補間走査線信号（Ｙ）を得る
と共に、被写体の動きに応じてフィールド間補間走査線
信号とフィールド内補間走査線信号との割合いを調整す
るための信号を動き係数変換回路４１から導出する。一
方クロマ信号は復調回路６２に供給され、■信号とＱ信
号に復調される。ブロックＢ２、Ｂ３は同様な回路であ
るからブロックＢ２を代表して示している。■信号はラ
インメモリ７１と２６２１１分のメモリ７２の直列回路
に供給される。そしてラインメモリ７１の人力と出力が
加算器７３で加算されフィールド内袖間違査線信号が作
られる。

またフィールドメモリ７２の出力はフィールド間補間走
査線信号として利用される。フィールド内袖間走査線信
号は、係数器７４を介して乗算器７５に供給され、また
フィールド間補間走査線信号は乗算器７Ｇに供給される
。そして乗算器７５．７ｆｉの出力が加算器７７で加算
されて補間走査線信号（１）として導出される。この補
間走査線信号（１）も乗算器７５．７６が動き係数変換
回路４１からの出力により制御されるので、被写体の動
きに応じそフィールド間捕間走査線信号とフィールド内
袖間走査線信号との割合いか良好に調整される。Ｑ信号
側においても同様な信号処理が行われる。

第７図はこの発明を輝度信号クロマ信号分離回路の内部
に適用した例を示している。１立合ビデオ信号は入力端
子８０を介してラインメモリ８１に供給される。このラ
インメモリ８１の人力及び出力はクロマ信号を分離する
ための減算器８２に供給される。

この減算器８２からのクロマ信号は係数器８３を介して
乗算器８４に供給される。減算器８２からのクロマ信号
は色に関するフィールド内袖間違査線信号である。一方
、色に関するフレーム間捕間走査線信号は次のように作
られる。すなわち、ラインメモリ８１の出力は２ＢＩＨ
分のメモリ１２ｘ１ラインメモリ１３ｘ　、　２６２１
１分のメモリ１４ｘの直列回路に供給される。そして、
入力端子８０部の信号とメモリＬ４ｘの出力部の信号が
減算器３１ｘに供給されることでクロマ信号（フレーム
間補間走査線信号）を得ることが出来る。この減算器３
１Ｘの出力は、上記のように得られたクロマ信号である
と共にフレーム間差分信号でもある。クロマ信号は、係
数器８５を介して乗算器８Ｇに供給される。この乗算器
８Ｇおよび先の乗算器８４の出力は被写体の動きに応じ
てその割合いが調整されて加算器８７で合成される。そ
して合成りロマ信号は帯域フィルタ８８を介して導出さ
れ、次段の復１５！１回路６２及び輝度信号を分離する
ための減算器９０に供給される。減算器９ｏには、時間
を調整するための遅延回路８９を介して前記入力端子８
０部の信号か供給されている。従ってこの減算器９０か
らは輝度信号が分離され、遅延回路６Ｉを介して次段の
補間信号処理回路に供給される。

次に上記の輝度信号クロマ信号分離部において、被写体
の動きを検出するには次のような構成とされる。ライン
メモリ１３ｘの入力と出力は加算器１８ｘに供給され、
この加算器１８ｘの出力は係数器１９ｘを介して導出さ
れる。この導出信号はフィールド内薄間走査線信号であ
る。次にフィールド間差分信号は係数器１９にの出力と
メモリ１４ｘの出力を減算処理する減算器３２から得ら
れ、また係数器１９Ｘの出力と入力端子８０部の信号と
の減算処理を行なう減算器３３ｘからも得られる。減算
器３１ｘ。

３２ｘ　、　３３Ｘからの差分信号はそれぞれ色信号成
分を除去するローパスフィルタ９１，９２．９３を介し
て絶対値回路３７，３８．３９に供給される。絶対値回
路３７．３８゜３９の出力はそれぞれ重み付を行なう係
数器９３．９４゜９５を介したのち合成回路４０に供給
される。この後は先の実施例と同様に動き係数変換回路
４１において動画と静止画との合成割合いを制御する信
号が得られる。この動き係数変換回路４１の出力は、前
記乗算器８４．８６に供給されると共に輝度信号に関す
る捕間走査線信号処理回路、Ｑ信号に関する補間走査線
信号処理回路、■信号に関する捕間走査線信号処理回路
にも供給される。この場合動き係数変換回路４１の出力
は、時間を１調整するために遅延回路９１を介して供給
されている。

輝度信号に関する捕間走査線信号処理回路、Ｑ信号に関
する補間走査線信号処理回路、■信号に関する捕間走査
線信号処理回路は、第５図に示した回路とほぼ同じであ
るから第５図と同し符号を付して説明は省略する。但し
補間走査線信号処理回路Ａ１は第５図のように動き検出
手段を釘する必要はない。

第８図は更に第４図の実施例を輝度信号クロマ信号分離
回路に適用した例である。複合ビデオ信号は入力端子１
００を介してラインメモリｔａｙに供給される。このラ
インメモリｔａｙの入力及び出力はクロマ信号を分離す
るための減算器１０１に供給される。この減算器１０１
からのクロマ信号は係数器１０２を介して乗算器１０３
に供給される。減算器１０１からのクロマ信号は色に関
するフィールド内袖間走査線信号である。一方、色に関
するフレーム間補間走査線信号は次のように作られる。

すなわち、ラインメモリ１３ｙの出力は２　Ｇ　Ｚ　１
１分のメモリ１２ｙ　、　２６３１１分のメモリｔ４ｙ
の直列回路に供給される。そして、入力端子１００部の
信号とメモリ１４ｙ１の出力部の信号が減算器５Ｌｙに
供給されることでクロマ信号（フレーム間補間走査線信
号）を得ることか出来る。この減算器５１ｙの出力は、
上記のように得られたクロマ信号であると共にフレーム
間差分信号でもある。クロマ信号は、係数器１０４・ｋ
介して乗算器１０５に供給される。この乗算器１０５お
よび先の乗算器１０３の出力は被写体の動きに応じてそ
の割合いが、調整されて加算器１０Ｂで合成される。そ
して合成りロマ信号は帯域フィルタ＋０７を介して導出
され、次段の復調回路６２及び輝度信号を分離するため
の減算器１０９に供給される。

減算器１０９には、時間を調整するだめの遅延回路１０
８を介して前記入力端子１００部の信号が供給されてい
る。従ってこの減算器１０９からは輝度信号か分離され
、遅延回路６１を介して次段の捕間信号処理回路に供給
される。

次に上記の輝度信号クロマ信号分離部において、被写体
の動きを検出するには次のような構成とされる。ライン
メモリ１３ｙの入力および出力は加算器１８ｙで加算さ
れ、係数器１９ｙに供給される。この係数器１９ｙの出
力はフィールド内袖間走査線信号である。この信号はメ
モリＬ２ｙの出力とともに減算器５３ｙに供給される。

この減算器５３ｙからはフィールド間差分信号が得られ
、この信号はローパスフィルタ１１３に供給される。ま
た減算器５２ｙからはフレーム間差分信号が得られるも
ので、この減算器５２ｙはラインメモリ１３ｙの出力と
ラインメモリ１４ｙ２の出力との減算処理を行なってい
る。

従って第４図に示したように１つのフィールド間差分信
号と２つのフレーム間差分信号とか得られる。

減算器５１ｙ、５２ｙ、５３ｙの出力はそれぞれローパ
スフィルタ１１０，１１２，１１３を介して絶対値回路
１１４゜１１５、ｌｉＢに供給される。そして各絶対値
回路１１４゜１１５、ｌｉＢの出力は重み付を行なう係
数器１１７．１１８゜１１９を介して合成回路４０に供
給される。この後の動作は先の実施例と同じであるから
説明は省略する。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明は、回路規模が小さくても
、フィールド内補間走査線信号を常に作るようにして、
このフィールド内薄間走査線信号を利用したフィールド
間差分信号と、フレーム間差分信号を作り、フレーム間
差分信号が大きな差を示さなくてもフィールド間差分信
号に動画情報が含まれることを利用して的確に被写体の
動きを捕えることの出来゛る動き検出回路を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の回路の動作を説明するのに示した説明図、第３図
はこの発明の他の実施例を説明するための説明図、第４
図は第３図の動作を得る回路図、第５図乃至第８図はそ
れぞれこの発明の他の実施例を示す回路図、第９図は走
査線補間の説明図、第１０図は従来の走査線補間処理の
問題点を説明するための図である。１２．１４・・・フィールドメモリ、１３・・・ライン
メモリ、１５．１８．２１・・・加算器、１６．１９・
・・係数器、１７．２０・・・乗算器、３１．３２．３
３・・・減算器、３４，３５．３６・・・係数器、３７
．３８．３９・・・絶対値回路、４０・・・合成回路、
４１・・・動き係数変換回路。

Claims

【特許請求の範囲】

インターレース走査されるテレビジョン信号により再現
される被写体像の動き情報を検出する回路において、前
記テレビジョン信号の２フィールド分の容量をもつメモ
リと、前記フィールド内の走査線信号を用いて走査線補
間信号を得る手段と、前記走査線補間信号と前記メモリ
の信号を用いてフィールド間差分信号を算出する減算回
路と、フレーム間差分信号を算出する減算回路と、前記
フィールド間差分信号、フレーム間差分信号をそれぞれ
重み付用の係数回路に通して被写体信号の時間的移動係
数を算出する手段とを具備したことを特徴とする動き検
出回路。