JPS6239990A

JPS6239990A - 動き部分検出回路

Info

Publication number: JPS6239990A
Application number: JP60179700A
Authority: JP
Inventors: Takahito Katagiri; 片桐　孝人; Toru Hirata; 平田　透
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-08-15
Filing date: 1985-08-15
Publication date: 1987-02-20

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ザブ
ザ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。

［発明の技術的背理］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どしては、例え
ば、オフセラ１−ザ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サンプリ
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、１０」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ザンプリング方式に
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Ｖ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＠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とが導びかれている。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
に導びかれ、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Ｄｍ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ＶＯとなる。

なお、テレビカメラがゆっくりとパ・ニングしたとぎに
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−５＝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。

１１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＞
ＤＥｌｌ、、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、動画として再現すべきところが、
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“Ｃ説明する。同図（ａ　
）は一定速度で移動する物体（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）［）ｍｉを示し、同図
（０）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ＡＦ１．Ｆ３間の差分信号である。これら差分信＠Ｄ
ｍｔ、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
止画の再現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、臘理的に言えば、現フレームＦＯ対応の
２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯ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ＤＥ２Ｆ１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がら読み出される
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＝９− 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＠　Ｄ　ｍ　を及び現フレームと
７フレーム前の２フレーム間差分信丹１）Ｅ２ＦＯ，Ｄ
Ｅ２Ｆ１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は共に等しいものどなってしまう。こノタメ
、両信号ＤＥ２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１を用いＴ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！２！１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、動画としで再
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か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、現フレームＦＯに対する２フレーム間差分
信号ＤＦ２ＦＯのハイレベル欠落部分を、前フレームＦ
１に対する２７１ノ一八間差分信号ＤＥ２Ｆ１を時間的
に引き伸ばした信号により補間して動ぎ部分検出用の信
号を得る構成に加えて、前記動き部分検出用の信号を、
動き補正量に従ってシフトし、このシフト出力と上記動
き部分検出用の信号どのレベル比較によって両信号のど
ちらか一方を択一的に選択し、これを動き部分検出信号
とすることにより、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、動ぎ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にに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２７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２７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＠Ｓｏを示すものである。

１Ｍ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２７１ノ一ム間差分信号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
２８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ＩＺ−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つのアト１ノ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ｌノ一ム間差分信号ＤＥ１のグー１〜
に使われる。

ここで、擬似１フレーム間差分信号ＤＥＩの生成を説明
すると、Ｖブザ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のザ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間し、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、ロウパスフィルタ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
Ｉは、絶対値検出回路３８で絶対値をとられた後、グー
１〜回路３つに与えられる。そして、このゲート回路３
９にて、テンポラルフィルタ２７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。

一ト記ゲート信号ＳＱは、テンポラルフィルタ２７の出
力信号Ｓｎを、］ンパレータ４０にて所定のスライスレ
ベルＬでスライスすることによって得られ、ゲート回路
３９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３／Ｉは面入力信号のうち、（ノベルの大きい
方を動き部分検出信号ＤＩＩｌ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２７の出力信号
ＳＯ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ＤＥＩ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図では、選択回路３４の出力信号Ｓ１を一
旦、動き補正用メモリ４２に格納し、このメモリ４２か
らの読み出しタイミングを動き補正量＠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。

すなわち、第１図において、選択回路３４の出力信号Ｓ
１は、書き込みアドレス発生回路４３から出力される書
き込みアドレスデータに従って動き補正用メモリ４２に
書き込まれ、読み出しアドレス発生回路４４から出力さ
れる読み出しアドレスデータに従って、メモリ４２から
読み出される。

ここで、書き込みアドレス発生回路４３は、受信信号Ｒ
Ｄのフレーム周期に同期して、常に一定のタイミングで
、アドレスデータを発生する。これに対し、読み出しア
ドレス発生回路／１．４は、端子４５から入力される動
き補正信号Ｍに従ってデータ発生タイミングが制御され
る。切換え回路４６は、メモリ４２に対するデータ書き
込み期間１２は、上記データ書き込みアドレスを選択し
、メモリ４２からデータを読み出す期間１２は、上記デ
ータ読み出しアドレスを選択してメモリ４２に与える。

このように動き補正信号Ｍに従ってシフトされた選択回
路３４の出力信号Ｓｌは、これを遅延回路４１に通した
ものとともに、選択回路／１．７に与えられる。選択回
路４７には面入力信号のレベルを比較し、大きい方を動
き部分検出信号Ｄｍとして出力する。

このように、選択回路３４の出力信号Ｓ１とこれを動き
補正信号Ｍに従ってシフトした信号とから動き部分検出
信号Ｄｍを得ることにより、この信号１）ｍにおける部
分Ｘでのハイレベル成分の補間が可能となる。

ここで、選択回路３４の出力信号Ｓ１を遅延回路４１に
通すのは次のような理由による。すなわち、動き補正信
号Ｍはベクトル信号であり、画面上では、上下及び左右
、つまり垂直及び水平のそれぞれの方向において、正、
負の値をもつニメモリ４２におけるゲート信号Ｓ。の読
み出しタイミングの制御を、正の場合で遅延制御、負の
場合で進み制御とすると、メモリ４２その他の現実の回
路素子で信号を進ませることは不可能である。そこで、
遅延回路４１にて、信号Ｓ１を遅延させることにより、
相対的に、遅延出力に対するメモリ４２の読み出し出力
の進み位相を作り出せるようにしている。つまり、動き
補正信号Ｍの補正量がゼロのときのメモリ４２の読み出
しタイミングの遅延量と遅延回路４１の遅延量を等しく
し、これを中心に、動き補正信号Ｍの補正量に応じて上
記読み出しタイミングを制御することにより、遅延回路
４１から出力される信号Ｓ１に対して、メモリ４２から
読み出される信号Ｓｌを進相あるいは遅相させている。

ここで上述した動き補正時の動き部分検出動作を第５図
を参照しながら説明する。

選択回路３４の出力信号Ｓ１　（第５図（ａ　）参照）
は遅延回路４１で遅延されて、同図（ｂ）に示すものと
なる。同図（Ｃ）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（Ｃ）から
も明らかな如く、第５図は画面上で右に移動する動体を
パニングする例を示す。

選択回路３４の出力信号Ｓ１は、また、動き補正信号Ｍ
に従ってシフトされ、第５図（ｄ　）に示すように、遅
延回路４１の出力に対して動き補正量Ｐだけ位相の進ん
だ信号とされる。この信号と遅延回路４１の出力信号と
を選択回路４７に通すことにより、第５図（ｅ　）に示
すように、部分×でハイレベル成分の補間された動ぎ部
分検出信号Ｄｍが得られる。

なお、この発明は先の実施例に限定されるものではない
。

例えば、擬似１フレーム間差分信号ＤＥＩがゲート回路
３９でゲートされるか否かは、テンポラルフィルタ２７
の出力信号Ｓｏに従って決定されるものであり、この意
味において、選択回路３／１の出力信号Ｓ１は上記信号
８０　とみなすことができる。したがって、遅延回路４
１やメモリ４２等から成る構成をテンポラルフィルタ２
７と遅延回路３４の間に設け、その出力に従って擬似１
フレーム間差分信号ＤＥ１をゲートするようにしてもよ
い。

また、同様に考えて、この発明では、擬似１フレーム間
差分信号ＤＥ１を特に利用しない構成であってもよい。

［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、動ぎ補正時であっても、動画で再現すべきところ
が静止画で再現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だめの図、第６
図はオフセットサブサンプル方式を説明するだめの図、
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だめの図である。２１．２２．４５・・・端子、２３．２１！Ｉ・・・ロ
ウパスフィルタ、２５．３７・・・減算回路、２６．３
８・・・絶対値検出回路、２７　・・・テンポラルフィ
ルタ、３４、．４．７・・・選択回路、３５・・・ザブ
ザンプルスイッヂ回路、３６・・・補間フィルタ、３９
・・・ゲーＩ−回路、４０・・・コンパレータ、４１・
・・遅延回路、４２・・・動ぎ補正用メモリ、４３・・
・書き込みアドレス発生回路、４４・・・読み出しアド
レス発生回路、４６・・・切換え回路。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ○　　○　　　　○（ご−２０Ｃ） ○　　　　　　　○　　　　　　　　・２に）　　○　
　（丁二ン　　○○　　　　　　○　　　　　　　　　
　　○　・；−）　　○　’ｓＥ）○　　○　　○○・
ご〕○

Claims

【特許請求の範囲】

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、前記動き検出信号を前記第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
補正信号に従いシフトするシフト手段と、このシフト手
段によりシフトされた動き検出信号と前記補間手段の出
力する動き検出信号とを比較し逐次大なる方の信号を動
き部分検出信号として出力する選択手段とを具備したこ
とを特徴とする動き部分検出回路。