JPS6239989A - 動き部分検出回路 - Google Patents

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、テレビジョン信号の帯域をオフセットサブ
サンプル方式に従って圧縮して伝送するテレビジョン放
送システムにおける動き部分検出回路に関する。

［発明の技術的背景］ 近年、情報の高密度化による画質の向上を目的とする高
品位テレビジョンシステムが開発されている。このシス
テムで扱うテレビジョン信号の帯域は非常に広く、その
伝送に当っては、帯域圧縮を図る必要がある。

テレビジョン信号の伝送帯域の圧縮方式としては、例え
ば、オフセットサブサンプル方式がある。

この方式は、第６図に示すように設定されたサンプリン
グ位相に対して、あるフレーム（以下、第１のフレーム
と称する）では、「○」印で規定される位相のザンブリ
ングデータを伝送し、次のフレーム（以下、第２のフレ
ームと称する）では、「口」印で規定される位相のサン
プリングデータを伝送するものである。

第７図はこのようなオフセットサブサンプリング方式に
従って伝送されてくるテレビジョン信号を受信するテレ
ビジョン受像機の構成を示す回路図である。

まず受信したテレビジョン信号ＲＤは信号分離回路１１
に供給され、ビデオ信号Ｖ、動き補正信号Ｍ、音声信号
Ｓ及び制御信号Ｃの各々に分離される。

現フレーム信号である前記ビデオ信号■は後述の動画系
信号処理回路１３および切換え回路１４に供給される。

切換え回路１４には先の現フレーム信号ＦＯの他、画像
メモリ回路１５の出力する１フレーム前の信号Ｆ１と２
フレーム前の信号Ｆ２とが導ひかれている。前記切換え
回路１４は前記２フレーム前の信号Ｆ２を現フレームの
信号ＦＯと入れ換えることにより、現フレーム信号ＦＯ
並びに１フレーム前の信号Ｆ１を送出する。

これらフレーム信号ＦＯ，Ｆ１は静止画系信号処理回路
１２．前記画像メモリ回路１５及び動き部分検出回路１
６のそれぞれに供給される。

画像メモリ回路１５は基本的にはその容量が１フレーム
相当のメモリであり、前記フレーム信号ＦＯ，Ｆ１を入
力とし、先の１フレーム前の信号Ｆ１及び２フレーム前
の信号Ｆ２を出力する。これら画像メモリ回路１５の出
力するフレーム信号Ｆ１．Ｆ２は前記動き部分検出回路
に導ひかれ、前出のフレーム信号ＦＯ，Ｆ１と共に後に
詳述する動き部分の検出を行う際に用いられる。

さて、オフセットサブサンプル方式のテレビジョン信号
を処理する第７図の受像機においては、静止画系と動画
系においてはその信号処理の方法を変えている。すなわ
ち、静止画系信号処理回路１２においては前記現フレー
ム信号Ｆ０．１フレーム前信号Ｆ１の双方を用いてこれ
らを第６図に示す如く入れ千秋に重ね合せてフレーム画
像を構成する。

一方、動画の再現においては、過去のサンプリングデー
タを用いると２重画像となってしまうので、動画系信号
処理回路１３は、現フレームＦＯのサンプリングデータ
だけを使って画像処理を行っている。この場合、データ
の不足分に対しては補間フィルタを用いてデータの補間
が行われている。

このようにして静止画系、動画系に応じてそれぞれ得ら
れる２種類のビデオ信号Ｖｓ、Ｖｍは、画像の動き部分
を検出する動き部分検出回路１６の出力信号Ｑｍに従っ
て混合回路１７において適宜混合され、実際の画像再現
用のビデオ信号■０となる。

なお、テレビカメラがゆっくりとパニングしたときに得
られる映像を処理するにおいては、静止物体を被写体と
している場合でも、画面内における映像は変化している
ため、動画として処理することになる。動画処理は前述
のように現フレームのサンプリングデータＦＯのみを用
いるものであって、静止画処理に比べ解像度が劣化する
。そこで以下の動き補正を行うことで、上記解像度の劣
化を防いでいる。

動き補正とは、信号分離回路１１から得られる動き補正
信号Ｍに従って、画像メモリ回路１５の遅延量を制御す
ることにより行われる。動き補正信号Ｍは画面内におけ
る静止物体の移動量及び移動方向を示す信号であり、予
めテレビジョン信号ＲＤに挿入された動き補正ベクトル
に基づいて得られる。画像メモリ回路１５は前記動き補
正信号Ｍに応じ画面が動いた分だけ前フレーム信号をず
らして読み出す。これによりパニングの際にも過去のサ
ンプル点と現在のサンプル点の画像を重ね合せ、静止画
としての処理を可能とし、解像度を維持している。

さて、画像の動き部分を検出するには、フレームＦＯ，
Ｆ１間のサンプリングデータの差分をとればよい。しか
し、これら２つのフレームＦＯ。

Ｆ１間では、サンプリング位相が異なるため、擬似的な
差分信号（以下、擬似１フレーム間差分信号と称する）
ＤＥＩＬか得ることができない。この擬似１フレーム間
差分信号によると、画像の内６一 容によっては、これを静止画であるにもかかわらず、動
画として検出してしまうことがある。

このような問題は、サンプリング位相の等しいフレーム
ＦＯ，Ｆ２間の差分をとるようにすれば解決される。し
かし、この場合には、動画どして再現すべきどころが、
静止画として再現されるという問題が新たに発生してし
まう。

上述の問題点を第８図を用いて説明する。同図（ａ）は
一定速磨で移動する物体（以下、動体と称する）の画面
上での位置を１フレーム間隔で示すサンプリングデータ
である。同図（ｂ）は理想的な動き部分検出信号（理想
的な１フレーム間差分信号）ｌ）ｍｉを示し、同図（ｃ
）はフレームＦＯ。

Ｆｌの各々に対する２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯ，
ＤＥ２Ｆ１を示す。差分信号ＤＥ２ＦＯはフレームＦＯ
，Ｆ２間の差分信号であり、差分信号ＤＥ２Ｆ１はフレ
ームＦ１．Ｆ３間の差分信号である。これら差分信号Ｄ
ｍｌ、ＤＥ２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１においては、ハイレベル
成分が動画再現に対応し、ロウレベル成分が静止画の再
現に対応する。

ここで、現フレームＦＯ対応の２フレーム間差分信号Ｄ
Ｅ２ＦＯと理想的な動き部分検出信号Ｄｍｉを比較する
と、前者では、フレームＦ１の動体位置に対応する部分
Ｘがロウレベルである。したがって、この部分Ｘでは静
止画の再勇がなされることになる。その結果、部分Ｘの
画像は本来動画であるにもかかわらず、２つのフレーム
ＦＯ。

Ｆｌのサンプリングデータを用いて構成されるため、２
重画像となってしまう。

そこで、２フレーム間差分信号ＤＥ２を利用する場合は
、部分Ｘのハイレベル成分の欠落を補間する必要がある
。この補間は、原理的に言えば、現フレームＦＯ対応の
２フレーム間差分信号ＤＥ２Ｆ○と１フレーム前のフレ
ームＦ１対応の２フレーム間差分信号ＤＥ２１１とをメ
モリを用いて時間的に引き伸ばすことにより行われる。

第８図（ｄ　）は部分Ｘに対してハイレベル成分が挿入
された差分信号を示し、これにより動き部分検出を行え
ば、２重画像の発生を防止できる。

［背景技術の問題点］ 以上説明したように、従来は、原理的には、２つのフレ
ームＦＯ，Ｆｌ対応の２フレーム間差分信号ＤＥ２を用
いて、動画で再現すべき部分が静止画で再現されること
を防いでいる。

しかし、このような構成であっても、例えば動体に追従
させてカメラをパニング操作する場合には、上記問題を
解決できない。

すなわち、今、一定の速度で移動する動体を、第９図（
ａ　）に示す如く、常に、画面の所定位置に固定するよ
うに、カメラをパニング操作する場合を考える。なお、
ここでは、破線で示した走査線について考えるものとす
る。

動き補正により、画像メモリ回路１５から読み出される
フレームＦ１．Ｆ２及び現フレームＦＯのサンプリング
データは第９図（ｂ）に示すようになる。なお、同図（
ｂ　）は、動体が画面右方向に移動する場合（この場合
、上記動き補正により、フレームＦ１のサンプリングデ
ータは画面でみて左方向にシフトされる）を想定してい
る。この場合の理想的な動き部分検出信号Ｄｍｉ及び現
フレームと１フレーム前の２フレーム間差分信号ＤＥ２
ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１はそれぞれ同図（Ｃ）、（ｄ）に示す
ようになる。

第９図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す関係は、フレーム
Ｆ１．Ｆ２．・・・等を現フレームとして考えた場合で
も、同図（ａ　）に示すように、動体位置が常に所定位
置に固定されるから同じである。

さて、動体に追従させてパニングを行った場合には、第
９図（ｄ　）に示すようにフレームＦＯ。

Ｆｌに対する２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯ。

ＤＥ２Ｆ１は共に等しいものとなってしまう。このため
、両信号ＤＥ２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１を用いてのハイレベル
欠落部分Ｘの補間が不可能となり、この部分Ｘでは２重
画像が再現されてしまう。

［発明の目的］ この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、動
き補正を実行する場合であっても、動画として再現すべ
きところが静止画として再現されてしまうことを確実に
防止することができる動き部分検出回路を提供すること
を目的とする。

［発明の概要］ この発明は、環フレームＦＯに対する２フレーム間差分
信号ＤＥ２ＦＯのハイレベル欠落部分の補間を、前フレ
ームＦ１に対する２フレーム間差分信号ＤＥ２Ｆ１をメ
モリを用いて時間的に引き伸ばした信号により行う。こ
の場合、フレームＦ１の２フレーム間差分信号を動き補
正量に応じてシフトすることにより上記目的を達成する
ようにしたものである。

［発明の実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。

第１図に示す回路は、動き部分の検出に、２フレーム間
差分信号と擬似１フレーム間差分信号を併用する構成と
なっている。

ここで、まず、動き補正を行わない場合の動き部分検出
動作を説明する。

第１図において、端子２１には、フレームＦＯ。

Ｆｌにより構成された信号が与えられ、端子２２には、
フレームＦ１．Ｆ２により構成された信号が与えられる
。これら２つの信号は、それぞれロウパスフィルタＬＰ
Ｆ２３．２４で高域成分を除去された後、減算回路２５
で減算処理される。これにより、２フレーム間差分信号
ＤＥ２が得られ、その絶対値が絶対値検出回路ＡＢＳ２
６でとられる。この絶対値検出回路２６の出力信号は、
テンポラルフィルタ旦に入力される。

このテンポラルフィルタ２７は、第８図で説明した部分
Ｘでのハイレベル成分の欠落を補間するものである。こ
のテンポラルフィルタ？７の動作を第２図を参照しなが
ら説明する。第２図は、先の第８図と同様、画面上で一
定速度で移動する物体を想定し、この場合のテンポラル
フィルタ２７の出力信号Ｓｏを示すものである。

１番最初のフレームにおいては、絶対値検出回路２６か
ら出力される２フレーム間差分信号ＤＥ２は、そのまま
選択回路２８を通り、メモリ２９に格納される。そして
、このメモリ２９にて１フレーム期間保持された後、乗
算回路３０でａ（Ｑ＜ａ　＜１　＞倍されて選択回路２
８に入力される。選択回路２８はこの入力信号と絶対値
検出回路２６から出力される現フレームＦＯの２フレー
ム間差分信号ＤＥ２ＦＯのレベルの大小を比較し、大き
い方を出力する。

以上の動作が繰り返されることにより、テンポラルフィ
ルタ旦からは、第２図（ｄ）に示すように、部分Ｘでハ
イレベル成分が補間された信号Ｓｏが得られる。

なお、テンポラルフィルタ２７において、３１゜３２は
それぞれメモリ２９の書き込みアドレスデータ、読み出
しアドレスデータを発生する回路である。これらアドレ
ス発生回路３１．３２は受信信号のフレーム周期に同期
してアドレスデータを出力する。また、切換回路３３は
、メモリ２９のデータ書き込み期間とデータ読み出し期
間で、上記２つのアドレスデータを択一的に選択する。

このようにして得られたテンポラルフィルタ２７の出力
信号Ｓｏは選択回路３４に与えられるとともに、補助的
に用いる擬似１フレーム間差分信号ＤＥ１のゲートに使
われる。

ここで、擬似１フレーム間差分信号ＤＥ１の生成を説明
すると、サブサンプルスイッチ回路３５は、端子２１の
入力信号から現フレームＦＯのサンプリングデータを取
り出し、補間フィルタ３６に与えた。今、現フレームＦ
Ｏが第３図に示すような第１のフレームであるとすると
、補間フィルタ３６はその入力信号から第２のフレーム
のサンプリング位置に対応したデータを補関し、第４図
に示されるようなサンプリング位置に対応した信号を得
る。これが減算回路３７にて、ロウバスフィルタ２３の
出力と減算処理されることにより、擬似１フレーム間差
分信号ＤＥ１が得られる。

このようにして得られた擬似１フレーム間差分信号ＤＥ
１は、絶対値検出回路３８で絶対値をとられた後、ゲー
ト回路３９に与えられる。そして、このゲート回路３９
にて、テンポラルフィルタ１７の出力信号Ｓｏから得ら
れるゲート信号Ｓ。

によってゲートされ、上記選択回路３４に与えられる。

上記ゲート信号Ｓ。は、テンポラルフィルタ２７の出力
信号Ｓｏを、コンパレータ４０にて所定のスライスレベ
ルしてスライスすることによって得られ、ゲート回路３
９に与えられる。

このように、テンポラルフィルタ２７の出力信号ＳＯか
ら得られたゲート信号Ｓ。によって、擬似１フレーム間
差分信号ＤＥ１をゲートすることにより、この差分信号
ＤＥ１に含まれるハイレベル成分のうち、静止画時に得
られたものは除去され、動画時に得られたものだけが取
り出される。

選択回路３４は両人力信号のうち、レベルの大きい方を
動き部分検出信号［）ｍとして出力する。

次に、この発明の特徴とする動き補正時の動き部分検出
動作を説明する。

動き補正時において先に説明した動体に追従したパニン
グを行った場合にはテンポラルフィルタ旦の出力信号Ｓ
ｏからは、先の第９図を参照して説明した理由により、
部分Ｘでハイレベル成分が欠落する。また、擬似１フレ
ーム間差分信号ＤＥ１を併用するためのゲート信号を発
生することができない。

そこで、第１図においては、読み出しアドレス発生回路
３２のデータ発生タイミングを端子４１に与えられる動
き補正信号Ｍに従って制御し、メモリ２９からのデータ
読み出しタイミングを動き補正信号Ｍに従って制御する
ことにより、上記問題に対処している。

このように制御することにより、テンポラルフィルタ２
７の出力信号Ｓａにおいては、部分Ｘでのハイレベル成
分の欠落が補間され、部分Ｘに対応する擬似１フレーム
間差分信号ＤＥＩのハイレベル成分のゲートも可能とな
る。これを、第５図を用いて説明すると、同図（ａ）は
現フレームＦＯの２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯを示
す。

また、同図（ｂ）は擬似１フレーム間差分信号ＤＥ１を
示し、Ｐが動き補正量に相当する。この同図（ｂ）から
明らかな如く、第５図では、画面上で右に移動する動体
をパニングする場合を例にとっている。

第５図（０）は乗算回路３０の出力信号Ｓ１を示す。な
お、この場合、信号Ｓ１としては、説明をわかり易くす
るために、フレームＦ１の成分だけを示す。図示の如く
、信号Ｓ１は、読み出しアドレス発生回路３２のデータ
発生タイミングが動き補正信号Ｍによって制御されるこ
とにより、動き補正１１Ｐだけシフトされる。今の例で
は、補正量Ｐだけ位相が進められる。これにより、テン
ポラルフィルタ旦からは、第５図（ｄ　）に示すように
、部分Ｘでのハイレベル成分の補間された信号Ｓｏが出
力される。したがって、ゲート回路３９において、部分
Ｘに対応する擬似１フレーム間差分信号ＤＥ１のハイレ
ベル成分のゲートが可能となり、動き部分検出信号とし
ては、第５図（ｅ　）に示すようになり、部分Ｘでの２
Ｍ画像の発生を防止することができる。

なお、この発明は、擬似１フレーム間差分信号ＤＥＩを
利用せずテンポラルフィルタ４１の出力信号Ｓｏを動き
部分検出信号［）ｍとして用いてもよいことは勿論であ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の動き部分検出回路によ
れば、１フレーム前の２フレーム間差分信号の遅延量を
動き補正量に応じてシフトするようにしたので、動き補
正時であっても、動画で占現すべきところが静止画で再
規されることを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図乃至第５図は第１図の動作を説明するための図、第６
図はオフセットサブサンプル方式を説明するための図、
第７図はオフセットサブサンプル方式のテレビジョン受
像機の構成を示す回路図、第８図及び第９図は従来の動
き部分検出動作を説明するための図である。 ２１．２２．４１・・・端子、２３．２４・・・ロウパ
スフィルタ、２５．３７・・・減算回路、２６．３８・
・・絶対値検出回路、■・・・テンポラルフィルタ、２
８、’３４・・・選択回路、２つ・・・メモリ、３１・
・・書き込みアドレス発生回路、３２・・・読み出ｌノ
アドレス発生回路、３３・・・切換え回路、３５・・・
サブサンプルスイッチ回路、３６・・・補間フィルタ、
３９・・・ケート回路、４０・・・コンパレータ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ○　　○　　○　　○　　○ ○　　○　　○　　○ ○　　○　　○　　○　　○ ○　　○　　○　　○ 第３図 ○　　○　　○　　・；二：・　　○　　・；〕）　　
　○　　・コニ）　　○・二Ｉ］）　○（”Ｊ−”　　
○（〕ン　○（■）　○　Ｏ○　　（ニ）　　○　　○
　　○　　○　　○　　○　　○（Ｘ）０・００００（
−）○（Ｄ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オフセットサブサンプル方式に従って伝送されるテレビ
   ジョン信号の第１のフレーム信号とこれの２フレーム前
   の第２のフレーム信号との差分を示す２フレーム間差分
   信号を検出する差分検出手段と、この差分検出手段が順
   次供給する第１の２フレーム間差分信号とこれの従前の
   第２の２フレーム間差分信号とを実質的に加算すること
   により前記第１の２フレーム間差分信号に欠落している
   前記第１のフレーム信号とこれの１フレーム前の第３の
   フレーム信号との差分情報を前記第１の２フレーム間差
   分信号に対して補間し動き検出信号として出力する補間
   手段と、この補間手段において前記第１、第２の２フレ
   ーム間差分信号を実質的に加算する際に前記第１のフレ
   ーム信号と前記第３のフレーム信号との画像内容のずれ
   を示す動き補正信号に従い前記第２の２フレーム間差分
   信号をシフトするシフト手段とを具備したことを特徴と
   する動き部分検出回路。