JPS63197184A

JPS63197184A - 動き検出回路

Info

Publication number: JPS63197184A
Application number: JP62030571A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Honda; 勉本田; Ryuichi Todoroki; 轟　隆一
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1988-08-16
Anticipated expiration: 2011-06-05
Also published as: JP2504441B2

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】技術分野本発明は、画像の動きを検出する動き検出回路に関する
ものである。

背景技術高品位テレビ信号を１２ＧＨｚ帯の衛星放送で放送可能
にするＭ　Ｕ　Ｓ　Ｅ　（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｕｂ−
ＮｙＱｕｉｓｔＳａｍｐｌｉｎｇ　Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）
方式が提案されている（文献二二宮、　“高品位テレビ
の新しい伝送方式〜ＭＵＳＥ−”、ＮＨＫ技研月報Ｖｏ
１．２７．Ｎｏ、７）。

ＭＵＳＥ方式では、連続する４フイールドの画面をフィ
ールド毎に位置を変えて１／４に画素を間り目１て伝送
することで帯域を１／４に圧縮する（第６図）。同図に
おいて、×は伝送されない画素を示し、この伝送されな
い画素は、受信側で、動き補正及び動き検出を伴った時
間及び空間的な補間により再現される。

すなわち、ＭＵＳＥ方式では、動きのある部分では４フ
イールドの重ね合わせでは不自然な画像となるので、−
動き領域ではその時に送られてくる１フイ一ルド分のデ
ータのみを使用して画像の復元を行なう。従って、受信
側で、画面内の各位置において動き領域であるか否かの
判定を行なわねばならない（動き検出）。

また、テレビカメラのパニング等による画面全体の一定
方向への一定速度の動きの場合には、連続する２フレー
ムのデータの差異からブロックマツチング法により動き
ベクトルを求め、この動きベクトルを送信信号にコント
ロールデータとして重畳している。受信側ではこの動き
ベクトルに基き、フレームメモリの読出し位置を変えて
画像データを読み出し、この画像データを前記動き検出
及び静止領域補間に用いている（動き補正）。受信側の
原理的系統図を第７図に示す。

前述の動き検出は、原理的には、フレーム間の差分の絶
対値を求めることによって行なうことができる。しかし
、ＭＵＳＥ方式では、フレーム間オフセットサブサンプ
リング伝送を行なっている関係で、１フレーム（２フイ
ールド）間差分を得ると同一のサンプル点の比較となら
ないので、第４図（ア）に示すように、静止画（物体）
のエツジ部に誤検出情報が現われ、これを動き情報とし
た場合、エツジ部が動画扱いされ、画像に妨害が発生し
てしまう。

そこで、ＭＵＳＥ方式では、同一のポジションのサンプ
ルデータ、すなわち２フレーム前のデータとの差分（２
フレーム差分）と１フレーム差分とに基づいて動き検出
を行なう動き検出回路が提案されている。すなわち、第
３図において、２フレーム差分の絶対値と１フレーム差
分の絶対値の小さい方が最小値選択回路１００で選択さ
れ、最大値選択回路１０１の一人力となり、その出力は
フレームメモリ１０２で１フレーム相当期間だけ遅延さ
れかつ乗算器１０３で係数αが乗ぜられて最大値選択回
路１０１の抽入力となる。最大値選択回路１０１は２人
力のうちの大きい方を選択しこれを動き情報として出力
する。最大値選択回路１０１、フレームメモリ１０２及
び乗算器１０３によってテンポラルフィルタ（ＩＩＲ型
）１０４が構成されている。

かかる動き検出回路の動作について、第４図及び第５図
のタイミングチャートを参照しつつ説明する。なお、第
４図は小さな物体が画面上を左から右に動いた様子及び
静止している物体の様子を、第５図は大きな物体の場合
をそれぞれ示している。

これら各図において、＃１〜＃４はフレーム番号であり
、＃４を現フレームとする。

現７Ｌ、−ム＃４の信号と１フレーム前＃３の信号に対
し、動き情報として求めたい信号は１フレーム差分（ア
）のａ、　　ｂ部分であるが、当該信号（ア）には先述
した如く静止画のエツジ部に誤検出情報が現われ、また
２フレーム差分（イ）ではｂ部分が欠落し、Ｃ部分が余
分となっており、この２フレーム差分（イ）を動き情報
とした場合、ｂ部分に網点が見えるとともに、Ｃ部分が
ぼけることになる。

そこで、上述した動き検出回路では、１フレーム差分の
絶対値（ア）と２フレーム差分の絶対値（イ）の小さい
方を最小値選択回路１００で選択しくつ）、この信号（
つ）をテンポラルフィルタ１０４でテンポラルに（時間
的に）引き伸ばして信号（１）を得、この信号（１）を
動き情報としている。

このように、従来回路では、１フレーム差分の絶対値（
ア）と２フレーム差分の絶対値（イ）の小さい方をテン
ポラルに引き伸ばすことによって必要なａ、ｂ部分を得
る構成となっているが、テンポラルフィルタ１０４を用
いて引き伸ばしを行なっているので、実際は不必要な部
分（第４図のｅ、ｆ部分、第５図のｄ、ｅ、ｆ部分）が
生じることになる。この不必要な部分はアンカバードφ
バックグラウンド（物体が動いたために見えてくる背景
）に相当し、視覚特性が落ちているものの、現実にはぼ
けのひきずりとなり、視認性を損うという欠点がある。

また、ニーの欠点を少なくするために、前述の乗算器１
０３のαを小さくすれば良いが、この場合第４図におい
て、ｄ部分の動きレベルが低くなり、本来完全な動画と
して処理すべき場所であるが、静止画情報が混ざってく
るため薄い網点が見えるという欠点がある。

また、テンポラルフィルタ１０４に使用しているフレー
ムメモリ１０２の遅延時間が固定であるため、動きベク
トルがかかったときの動き検出に誤りが発生するという
欠点もある。すなわち、第４図に示す動き物体が、動き
ベクトルがかかった画面上に存在したときを考えてみる
に、テンポラルに引き伸ばされたｄ部分は本来１フレー
ム前＃３のｇ部分を使用しないための信号であるが、ベ
クトルがかかっているため現フレームで使用する１フレ
ーム前の画像データにおいて物体はｄで示す場所に存在
しない。このため、ベクトルにより物体が動いた所に網
点が現われてしまうのである。

発明の概要本発明は、上記のような従来のものの欠点を除去すべく
なされたもので、動き情報として不要部分の発生がなく
、必要な部分のみを確実に検出し得る動き検出回路を提
供することを目的とする。

本発明による動き検出回路は、２フレーム差分信号を１
フレーム相当期間だけ遅延せしめた信号と該２フレーム
差分信号のうち信号レベルの大なる方を選択し、更にこ
の選択信号と１フレーム差分信号のうち信号レベルの小
なる方を選択して動き情報とする構成となっている。

本発明による動き検出回路は更に、現信号中に含まれる
動きベクトル情報を分離し、この動きベクトル情報に基
づいて１フレーム相当期間だけ遅延せしめられた２フレ
ーム差分信号を補正する構成となっている。

実施例以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図は、本発明による動き検出回路を備えた例えばＭ
ＵＳＥ方式の復調系を示すブロック図である。図におい
て、分離回路１に供給される伝送入力は、Ｙ（輝度）信
号、Ｃ（色）信号に関してＴ　ＣＩ　（Ｔｉｍｅ　Ｃｏ
ａ＋ｐｒｅｓｓｅｄ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ；時間軸
圧縮多重）方式が採用されており、またＲＦ時分割多重
で垂直ブランキング期間に音声・付加情報とともに、動
き補正のための動きベクトル情報を含むコントロール情
報が多重されている。

分離回路１で音声・付加情報、コントロール情報及び動
きベクトル情報が分離された映像信号は、静止領域補間
回路２の一人力となるとζもに、動領域補間回路３、フ
レームメモリ４及び本発明による動き検出回路５にそれ
ぞれ供給される。フレームメモリ４．５１．５５では、
分離回路１で分離された動きベクトル情報に応じて遅延
量を制御することによって動きベクトル補正が行なわれ
る。

ここで、フレームメモリ４，５１．５５は１フレーム前
後のディレィをする回路であり、動きベクトル補正はこ
のディレィ量を可変することで行なわれる。フレームメ
モリ４を経た映像信号は静止領域補間回路２の他人力と
なる。静止領域補間回路２、動領域補間回路３でそれぞ
れ補間が行なわれた各信号は、本発明による動き検出回
路５で検出された動き情報に応じて混合回路６において
混合されることによって動き適応型補間が行なわれ、更
にＴＣＩデコーダ７でデコードされて受像出力となる。

本発明による動き検出回路５において、ＬＰＦ（ローパ
スフィルタ）５０を経た現信号とフレームメモリ５１で
１フレーム相当期間だけ遅延されかつＬＰＦ５２を経た
１フレーム前の信号との差分が減算器５３でとられ、更
に絶対値回路５４で正値化されることによって１フレー
ム差分信号と。

なる。また、ＬＰＦ５０を経た現信号とフレームメモリ
５１及び５５で２フレーム相当期間だけ遅延されかつＬ
ＰＦ５６を経た２フレーム前の信号との差分が減算器５
７でとられ、更に絶対値回路５８で正値化されることに
よって２フレーム差分信号となる。

２フレーム差分信号は最大値選択回路５９の一人力とな
るとともに、フレームメモリ６０で１フレーム相当期間
だけ遅延されて最大値選択回路５９の抽入力となる。最
大値選択回路５９は２人力のうち信号レベルの大きい方
を選択し、次段の最小値選択回路の一人力とする。最小
値選択回路６１の抽入力としては１フレーム差分信号が
供給され、最小値選択回路６１は２人力のうち信号レベ
ルの小さい方を選択し、これを動き情報として混合回路
６に供給する。フレームメモリ６０には分離回路１で分
離された動きベクトル情報も供給され、フレームメモリ
６０ではこの動きベクトル情報に応じて遅延量の制御が
行なわれる。なお、説明のためにフレームメモリ５１．
５５を独立に示したが、フレームメモリ５１はフレーム
メモリ４と共用化も可能である。

次に、かかる構成の回路動作について、第２図のタイミ
ングチャートを参照しつつ説明する。同図において、＃
１〜＃４はフレーム番号であり、＃４を現フレームとす
る。

１フレーム差分信号（ア）には静止画のエツジ部分に誤
検出情報が発生し、２フレーム差分信号（イ）には１フ
レーム差分のような誤検出情報は発生しないが、ｂ部分
の欠落及びＣ部分が余分に出るという問題があることは
先述した通りである。

そこで、２フレーム差分信号（イ）とその１フレーム前
の２フレーム差分信号（イ）′のうち、信号レベルの大
きい方を最大値選択回路５９で選択して信号（つ）を得
、更にこの信号（つ）と１フレーム差分信号（ア）のう
ち、信号レベルが小さい方を最小値選択回路６１で選択
することにより、必要なａ、ｂ部分のみを含む信号（１
）を動き情報として得ることができるのである。

すなわち、２フレーム差分信号（イ）において、Ｃ部分
に関しては従来と同様に１フレーム差分信号との最小値
をとることによって消去でき、また余分なり部分はｇ物
体から発生し、当然１フレーム前の２フレーム差分信号
（イ）′には存在しているので、２フレーム差分信号（
イ）を１フレーム相当分だけ引き伸ばし、その信号（つ
）と１フレーム差分信号（ア）との最小値をとることに
よって、原理的に、動き情報として不要部分の発生がな
く、必要なａ、ｂ部分のみを確実に検出できるのである
。

また、分離回路１で分離された動きベクトル情報をフレ
ームメモリ６０にも供給し、この動きベクトル情報に応
じてフレームメモリ６０の遅延量を制御して１フレーム
前の２フレーム差分信号（イ）゛をベクトル補正し、動
き情報も動き物体と同じたけ移動させることにより、動
きベクトルがかかったときの誤検出を防止できることに
もなる。

なお、上記実施例においては、ＭＵＳＥ方式に適用した
場合について説明したが、これに限定されるものではな
く、フレームオフセットサブサンプル方式を用いた伝送
方式に適用し得るものである。

発明の詳細な説明したように、本発明による動き検出回路によれば
、２フレーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅延せ
しめた信号と該２フレーム差分信号の信号レベルの大な
る方を選択し、更にこの選択信号と１フレーム差分信号
の信号レベルの小なる方を選択して動き情報とする構成
となっているので、動き情報として不要部分の発生がな
く、必要な部分のみを確実に検出できることになる。

また、映像信号中に含まれる動きベクトル情報を分離し
、この動きベクトル情報に応じて１フレーム前の２フレ
ーム差分信号を補正することにより、動き情報も動き物
体と同じだけ移動させることができるので、動きベクト
ルがかかったときの誤検出を防止できることにもなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による動き検出回路を備えた例えばＭＵ
ＳＥ方式の復調系を示すブロック図、第２図は第１図の
回路動作を説明するための各部の波形を示すタイミング
チャート、第３図は従来回路を示すブロック図、第４図
は小さな物体が画面上を左から右に動いた様子及び静止
している物体の様子を示すタイムチャート、第５図は大
きな物体が画面上を左から右に動いた様子及び静止して
いる物体の様子を示すタイムチャート、第６図はＭＵＳ
Ｅ方式のサンプリングパターン（輝度信号に対するもの
）を示す図、第７図はＭＵＳＥ方式の受信側の原理系統
図である。主要部分の符号の説明１・・・・・・分離回路４．５１，５５．６０・・・・・・フレームメモリ５・
・・・・・動き検出回路　　　６・・・・・・混合回路
５４．５５・・・・・・絶対値検出回路５９・・・・・
・最大値選択回路６０・・・・・・最小値選択回路 ′！Ｌ３ＶＪ７９０．躬　　　　渠４図奉５凹（工、　　　ｅｄ　　　（ｅｄ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）画像の動きを検出して動き情報を出力する動き検
出回路であって、現信号とこれよりも１及び２フレーム
前の各信号との差分に応じた１フレーム差分信号及び２
フレーム差分信号をそれぞれ発生する手段と、前記２フ
レーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅延せしめる
フレームメモリと、前記フレームメモリの出力信号と前
記２フレーム差分信号とを入力とし信号レベルの大なる
方を選択する最大値選択回路と、前記１フレーム差分信
号と前記最大値選択回路の出力信号とを入力とし信号レ
ベルの小なる方を選択する最小値選択回路とを備え、前
記最小値選択回路の出力信号を前記動き情報とすること
を特徴とする動き検出回路。
（２）動きベクトル情報が多重化されている映像信号に
基づいて画像の動きを検出して動き情報を出力する動き
検出回路であって、現信号とこれよりも１及び２フレー
ム前の各信号との差分に応じた１フレーム差分信号及び
２フレーム差分信号をそれぞれ発生する手段と、前記２
フレーム差分信号を１フレーム相当期間だけ遅延せしめ
るフレームメモリと、前記フレームメモリの出力信号と
前記２フレーム差分信号とを入力とし信号レベルの大な
る方を選択する最大値選択回路と、前記１フレーム差分
信号と前記最大値選択回路の出力信号とを入力とし信号
レベルの小なる方を選択する最小値選択回路と、前記現
信号中に含まれる動きベクトル情報を分離する分離回路
とを備え、前記分離回路で分離された動きベクトル情報
に基づいて前記フレームメモリの出力信号を補正すると
共に、前記最小値選択回路の出力信号を前記動き情報と
することを特徴とする動き検出回路。