JPS63313982A - テレビジョン画像の動きベクトル評価方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジョン画像の動きベクトル評価に関す
る。このような動き評価は特にテレビジョンの方式変換
器やスローモーション処理装置に用いられるが、これに
限定されるわけではない。

〔発明の概要〕

ブロック整合法を用いて連続的に動きベクトル評価を厳
正する動きベクトル評価装置。該装置はベクトルフィル
タとベクトル計算器を含む。

〔従来の技術〕

テレビジョンプログラムを異なる国々で交換するには、
夫々の国で採用されているテレビジョン方式の違いのた
め方式変換器を必要とする。例えば、イギリスでは毎秒
６２５ライン、５０フイールド（６２５１５０）のＰＡ
Ｌ方式、アメリカでは毎秒５２５ライン、６０フイール
ド（５２５／６０）のＮＴＳＣ方式を採用している。

このため多くの方式変換器がこれまでに提案されている
。そのなかで最もよく知られているのは英国放送協会に
よって開発されたＡＣＥ　（改善変換装置）である。基
本的にはＡＣＥは人力テレビジョン信号をラインごとに
処理して、出力テレビジョン信号を形成するのに必要な
補間サンプルを得るように構成されている。補間は人力
テレビジョン信号の４本の連続した水平走査線を用いて
空間的におこなわれるだけでなく、人力テレビジョン信
号の４つの連続するフィールドを用いて時間的にも行わ
れる。したがって、出力テレビジョン信号の各ラインは
、入力テレビジョン信号の１６本からの夫々のサンプル
を夫々重み係数と乗算することによって得られる。

ＡＣＥについては、イギリス国特許明細書ＧＢ−へ−２
０５９７１２号及び１９８２年１月７２月号のテレビジ
ョン誌（王立テレビジョン協会の機関誌）の１１〜１３
ページに掲載のアール、エヌ、ロビンソン及びジー、ジ
ェイ、クーパー著「８０年代の４フイ一ルドデイジタル
イ牛方式変換器」に更に詳しく述べられている。

ＡＣＥは良好な結果をもたらすが、装置が非常に大きい
という問題がある。この問題を解決するために、本出願
人は、ある方式の入力ディジタルテレビジョン信号を受
は取り、この入力ディジタルテレビジョン信号の４つの
連続するフィールドの夫々から４本の連続するラインか
らなる１６ラインの配列を生成する、３つのフィールド
メモリと４つの４ラインメモリを含むテレビジョン方式
変換器を以前に提案した。重み係数メモリは１６の重み
係数のセットを記憶し、夫々の重み係数のセットは、入
力テレビジョン信号の１６本のラインに関して、異なる
方式の出力ディジタルテレビジョン信号の各ラインの空
間的及び時間的位置に対応する。２つの補間フィルタは
、入力テレビジョン信号の１６本のラインの各々からの
対応するサンプル値を重み係数セットの夫々の重み係数
と乗算し、得られた乗算値を合計して補間サンプル値を
形成することによってラインごとに出力テレビジョン信
号を生成する。また、４つの出力フィールドメモリは、
生成された出力テレビジョン信号のラインを受は取り記
憶する。出力テレビジョン信号のライン数が人力テレビ
ジョン信号より多い時に生成される増加分のラインを記
憶するために、４５ラインメモリが補間フィルタの内の
１つと出力フィールドメモリとの間に挿入される。更に
詳しくは本出願人のイギリス国特許明細書ＧＢ−Ａ−２
１４０６４４号に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような垂直／時間的補間を用いる方式変換器の動作
では、画像が不鮮明になっても動きにあわせるか、また
ジャラダ（ｊｕｄｄｅｒ）の除去を犠牲にして垂直解像
度を維持するか、という問題がある。

前者はアライアス効果の乱れを防ぐためのフィルタの後
処理の結果であり、後者は隣接する二次元繰り返しサン
プル構成の侵入の結果起こる。

このため、本出願人は動きベクトル評価をテレビジョン
方式変換器やスローモーション処理装置に組み込むこと
を提案する。従来の動きベクトル評価方法のほとんどで
の問題点は、これらが会議のような場面での応用に偏っ
ているということである。この場合、主題となるのは一
人の人間の頭やテーブルの周りにすわっている小グルー
プの人々の肩などである。このような場面のテレビジョ
ン画像では、例えば競馬の開催においてカメラがレース
の先頭馬を追っているような放送テレビジョン画像に比
べて、動きは比較的単純である。このような状況では、
カメラがパンニングをするので動きはより複雑になる。

即ち、前景では少なくとも１頭の馬が疾走しており、一
方背景はフィールドあたり８ピクセルより速い速度で動
くことが考えられる。これは、動きベクトル評価法は既
に移動している背景とは異なる方向に動いているかもし
れない馬の脚を追跡しているに違いないことを意味する
。

したがって、本発明の目的は、テレビジョン画像の改善
された動きベクトル評価方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、動きベクトル評価を連続的に改良する
ブロック整合法を用いたテレビジョン画像の動きベクト
ル評価方法が提供される。

また、本発明によれば、ベクトルフィルタとベクトル計
算器とを含み、動きベクトル評価を連続的に厳正するブ
ロック整合法を用いたテレビジョン画像の動きベクトル
評価方法が提供される。

本発明の動きベクトル評価方法に用いたブロック整合法
は次のステップからなることを特徴とする。

ブロックの中心位置、所定数のサンプルだけ左の位置、
同じ所定数のサンプルだけ右の位置の３つの位置におけ
る最小差を検出し、上述の地点から開始して、上述の地
点の周囲に対称的に配置された９つの位置における最小
差をより小さな所定数のす、ンブルまたはラインのステ
ップで検出し、上述の地点から開始して、上述の地点の
周囲に対称的に配置された９つの位置における最小差を
更に小さな所定数のサンプルまたはラインのステップで
検出し、上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に
対称的に配置された９つの位置における最小差を更に小
さな所定数のサンプルまたはラインのステップで検出し
、上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に対称的
に配置された９つの位置にふける最小差を１サンプルま
たはラインのステップで検出する。

〔作用〕

上述の方法により、連続するフィールド間の動きが分析
され、フィールド間の動きを補償することによってジャ
ラダを除去することができる。また、これらのフィール
ドは画素毎に配列され方式変換の基となる静止画像を得
ることができ、結果的に垂直解像度を維持することがで
きる。

〔実施例〕

この発明の要旨を成す動き最適補間を容易に理解するた
めに、先ず斯る動き最適補間を使用する２つの方式変換
器及びスローモーション処理器の構成と動作を述べる。

叙述する方式変換器は垂直解像度を維持し、フィールド
間の動きを補償することによりシャダーを除去する。実
質的に連続するフィールド間の動きが分析される。それ
からこれ等のフィールドは変換を行うことができる静止
画を表わすように画素順に配列できる。結果として垂直
解像度を維持できる。

方式変換器は２つの部分に分割できる。第１の部分は垂
直及び時間補間を行って５２５／６０テレビジョン方式
と６．２５１５０テレビジョン方式を変換する周知の方
式変換器に類似している。これは垂直解像度を維持する
出力を発生するだけでなくシャダーの付加効果を生じる
。このシャダーを除去するため、変換過程で使用される
入力ディジタルテレビジョン信号の４フイールドは方式
変換器の第２の部分を形成する動き分析器から発生され
る動きベクトルの制御のもとに配列される。

これを第１図に非常に簡略化したブロック図で示す。あ
る方式の入力ディジタルテレビジョン信号の映像部分（
これは例えばアナログテレビジョン信号を１３．５ＭＨ
ｚでサンプリングして得てもよい）が補間器（１）に供
給され、そこから異なる方式の所要の出力テレビジョン
信号の映像部分が得られる。

動き分析器（２）は輝度映像を受けて動きベクトルを得
、これを人力テレビジョン信号の連続するフィールド間
の動きを表わすデータとして補間器（１）に供給してそ
の動作を制御する。補間器（１）は例えば上述した周知
の方式変換器の対応する部分と一般に同じ方法で動作す
る。しかしながら、また、動きベクトルの制御のもとに
補間の際に使用される４フイールドを配列する手段を有
する。

４フイールドの再位置決めは２段階で行われる。

第１段階は各フィールドに関連した可変遅延要素のアド
レスを変化して画像を最０近いライン又はサンプルに移
す。第２段階は１ラインの±１７１６または１サンプル
の±１７８　内で垂直及び水平の両方向に移す補間法を
使用する。動きがなくても上述の方法を共に使用してラ
イン方式の変換を可能とする。

垂直補間器はフィールド当り４個のタップを有し、静止
画に対して８タツプ垂直フイルタを効果的に適用させる
。８タップ補間器は良好な垂直解像度を最小歪に維持す
る。水平補間器の歪の影響は問題がなく、従って例えば
４タツプ水平フイルタを使用してもよ゛いが、２クツプ
水平フイルタを使用する。

時間補間器は遠近変化の補間を可能とする通常動作で使
用されるが、目立って動きベクトルが検出されないとき
、補間器（１）は画像を再位置決めできない通常の方式
変換動作に戻らなけれならない。

高いフィールドレートからより低いフィールドレートに
変換するとき到来するフィールドは任意の動きの劣化を
伴うことなく補間フィールドが時折欠落できるように補
間される。補間は全て入力フィールドレートで行われて
時間軸補正器に通され、この時間軸補正器は出力方式に
必要な期間にわたってフィールドを広げる。

上述の動作は５２５／６０から６２５１５０への変換の
とき必要である。しかも、５２５ラインだけが入力信号
に存在するとき、６２５ラインを発生しなければならな
いことは明白である。

ライン数の変換問題を克服するため、入力側て第２の時
間軸補正器を使用して６〇七のレートで５８５ラインを
有する信号を発生する。５８５ラインフオーマツトは６
２５ラインフオーマツトのアクチブで画像情報を含むこ
とができる。この第１の時間軸補正器によれば、ときた
ま映像情報をもたないラインが発生する。この間補間器
のメモリはｆ凍結（ｆｒｅｅｚｅ）　Ｌ、この結果前の
出力ラインを発生するのに使用した同じラインから付加
的補間ラインを発生できる。この方法により元の５２５
ラインから６２５ラインを補間できる。

次に５８５／６０フオーマツトを選択する理由を詳細に
説明する。６２５ラインの画像は各フィールドで２８８
のアクチブラインを含み、且つ各水平ラインに１３．５
ＭＨｚのサンプリングレートで７２０サンプルを含む。

後述する第２図及び第３図のテレビジョン方式変換器の
回路は、画像をプラス又はマイナス２４サンプルだけ水
平方向にシフトさせる手法を使用する。これは４８サン
プルの少なくとも水平ブランキングを要する。従って、
フィールドに必要な全サンプル位置の数は （７２０＋４８）ｘ２８８　＝２２１１８４である。

システムを通して１３．５！Ｊｆｌｚのクロックを使用
すると、明らかに多大な利將があり、この場合６０Ｈ２
周期（正確には５９．９４Ｈｚ周期）内のクロックサイ
クルの数は である。

ｌフレームに５７６ラインのデータが必要な場合は、水
平サンプル数は７８２．０３１２５となる。この数は所
要の（７２０＋４８＞　　のサンプルを含むのに十分で
あるけれども、わずかなサンプルは構造がライン間の軸
に対して非直交であったことを意味する。

これは方式変換器の残部の設計を著しく困難にするので
、従って、所要のライン数は５７６から各ラインに存在
する全サンプル数実際には７７０まで次第に増大させた
。

直交構造を作る唯一のフォーマットは５８５／６０フオ
ーマツトであり、これは更に第１フイールドで４ライン
、第２フイールドで５ラインの有効な垂直ブランキング
及び５０サンプルの水平ブランキングを与える。

後述する６２５１５０から６２５１５０へのスローモー
ションモードでは６０Ｈｚの周期で６２５フオーマツト
のアクチブ映像を記憶する必要はなく、従って通常の６
２５１５０フオーマツトで補間及びその他の処理がなさ
れる。

低いフィールドレートからより高いフィールドレートへ
変換するとき、出力レートで映像信号を発生するのに入
力時間軸補正器が必要である。これは時折入カフイール
ドを反復することによって行われる。フィールドが反復
するとき、前の出力フィールドを作るのに使用した同じ
入力フィールドに補間が適用されるように、補間器のメ
モリを全て凍結しなければならない。

この手法を使用しなければ、２組の補間器及び動き検出
器が欠落したフィールドを作るのに必要である。

上述の動作は６２５１５０から５２５／６０への変換の
とき行われる。毎秒６０フイールドの周期間に６２５ラ
イン存在させるためには、５８５／６０の中ＩＪ］　７
オーマツトを用いることがまた必要である。この過程で
、元の６２５から５２５のみ作ればよいので、補間ライ
ンのいくつかは必要でない。従って出力側に最終的な５
２５／６０フオーマツトを発生するのに時間軸補正器が
必要である。

必要な補間量は人力及び出力同期化パルスの位相を比較
することにより決定される。

上述の如く動きの分析は入力映像の輝度で行われる。採
用した方法は各画素に対して単一の動きベクトルに達す
るのに多数の段階を含む。水平に±２４画素、垂直に±
８　（フィールドレート）の範囲データ動きを検出でき
る。

第１段階では、水平に１６サンプル、垂直に８ライン取
ったスクリーン上の点の画像の動きを、ブロック整合法
を使用して決定する。フィールドの元の動きベクトルは
第１６サンプル毎及び第８ライン毎に計算される。これ
等の点の各々は検索ブロックの中心にある。概念的に検
索ブロックの領域で２フイ一ルド間の差の合計が発生さ
れる毎に次のフィールドにわたって、各ブロックは水平
に±２４サンプル、垂直に±８サンプルスキャンされる
。

最小の結合差はその点の対象物がどの方向に動いたかを
示す。

実際には、上述の手法は、必要なハードウェアの量及び
複雑さを大いに減少する個別の各ステップに適用される
。すなわち、 ステップ１゜ ブロックの中央位置、１６サンプルだけ左の位置及び１
６サンプルだけ右の位置の丁度３つの位置における最小
差を試験する。

ステップ２．　上記の点から開始する。

８サンプルまたはラインのステップで上記開始点のまわ
りに対称的に分布した９個の位置の最小差を試験する。

ステップ３．　上記の点より開始する。

４サンプル又はラインのステップで上記開始点のまわり
に対称的に分布した９個の位置の最小差を試験する。

ステップ４．　上記の点より開始する。

２サンプル又はラインのステップで上記開始点のまわり
に対称的に分布した９個の最小差を試験する。

ステップ５．　上記の点より開始する。

１サンプル又はラインのステップで上記開始点のまわり
に対称的に分布した９個の位置の最小差を試験する。

ステップ６゜ ステップ５の後、対象物の動きは最も近い画素に対して
検出される。第６番目のステップを付加することにより
、もっと正確なベクトル値が得られる。この第６番目の
ステップでは、ステップ５で示した最終位置に生じた差
を上下の２つの差と比較して垂直ベクトル値を調整し、
左右の２つの差と比較して水平ベクトル値を調整する。

上述の方法により基準検索ブロックと次のフィールドの
同様のブロック（検゛索位置）の映像データの間の相関
を得ることができる。ステップ５では、真の動きは検出
されたものより大体１７２画素であったかもしれないが
、たとえ正確な相関が達成できなくとも、この点で最良
の相関を生ずることが必要である。これを確実に生じさ
せるため、１／２ナイキスト周波数で＋５ｄＢ減衰のガ
ウスフィルタにより画像を垂直及び水平の両方向に濾波
してもよい。

同様に、ステップ４に対して、１／４ナイキスト周波数
で５ｄＢ減衰のガウスフィルタにより画像を濾波しても
よく、そうすると検出における１画素エラーを許す。

ステップ３では１７８ナイキスト周波数で６ｄＢ減衰の
ガウスフィルタで濾波された２画素エラーを許す画像を
使用する。

ステップ２では１／１６ナイキスト周波数で６ｄＢ減衰
のガウスフィルタで濾波された４画素エラーを許す画像
を使用する。

最後に、ステップ１では１／３２ナイキスト周波数で６
ｄＢＮ衰のガウスフィルタで濾波された８画素エラーを
許す画像を使用する。さらに、ステップ１、２．３及び
４間の画像が非常に多量に濾波されるので、サンプルの
数を例えば半減でき、これは更に計算の数及び必要なハ
ードウェアの量を大きく減少させる。

有効な検索ブロックの大きさは高さが１６ライン長さが
４８サンプルである。大きな平面領域の動きを正確に検
出するには大きな検索ブロックが必要である。平面領域
の中央部分は、これ等の点の画素の値が成るフィールド
から次のフィールドまで変化しないので重要でないが、
斯る対象物の端縁は明らかに重要である。動きの検出が
水平に±２４サンプルに、水平に±８ラインに制限され
れば、上述の検索ブロックの大きさは正確な動きを検出
するには最小の大きさである。

方式変換器において、動き検出器（２）に入る輝度映像
は、変換モードに応じて５８５ライン／６０フイ一ルド
／秒の種々の形をしている。これは５２５ライン人力に
対して反復ラインまた６２５ライン人力に対して反復フ
ィールドから成るかもしれない。

更に、人力は両方のフィールド極性を有する。第１の過
程はデータの連続性及び動き評価処理の単一フィールド
極性を確実にすることである。これはベクトルインタフ
ェースによる入力データの補間によって行われ、連続す
る動き検出／相関を援助するよう連続性及び水平方向へ
の濾波作用を維持する。

この回路からの個別の出力は動き評価ベクトルフィルタ
及び動き検出フィールドメモリ／ベクトル選択器に通さ
れる。上述の如く、ベクトルインタフェースの出力は空
間的に連続しており、単一フィールド極性のデータであ
る。フィールドメモリ／ベクトル選択器に対する出力は
人出力モードに依存する。成るモードではそれは連続で
あり、他のモードではそれは反復ライン／フィールドを
含む。ベクトルフィルタ及びベクトル計算器は上述した
ステップを行う。

種々のステップの処理はベクトル計算器及びベクトル処
理器で行われる。ベクトル計算器はステップ１〜５を行
い、ベクトル処理器はステップ６を行う。更に、ベクト
ル処理器は動き評価の第２段階を次のように行う。

各８×１６ブロツクに対して７つの動きベクトルの中か
ら４つを選択し、７つの動きベクトルは特定のブロック
に対して１つ、６つの最も近いブロックに対して夫々６
つである。

更に、ベクトル処理器は全入カフイールドを通して４つ
の最、も共通の動きベクトルを決定し、これ等は形式上
の動きベクトルと呼ばれる。形式上の動きベクトルは、
それが任意の局部的な動きベクトルを実際に計算するの
にできない場合に、フィールドの端縁に近接した境界領
域で主に使用する。また、任意の１以上の局部的動きベ
クトルが等しければ、その後これ等は形式上の動きでベ
クトルによって置換される。

動き検出の次の段階で、各画素に対し、フィールド０〜
１で外挿した位置間の差を発生して４つの動きベクトル
を試験する。方式変換中、２つのフィールド、すなわち
フィールド０とフィールド１の間に補間すべき１つのフ
ィールドが必要である。従って、これ等の２つのフィー
ルド間で発生された動きベクトルは最も動きを表わして
いるものと考えられる。これ等２つのフィールドから４
つの動きベクトルを使用する。どれが正しい動きベクト
ルであるかを決定するために、フィールド０からの画素
とフィールド１からの画素を比較し、その動きベクトル
を使用して発生すべき画素はフィールド０からのものが
、そしてその画素はフィールド１だけ進んだものかを決
定する。数学的に示すと、位置ｘ、ｙ、ｚを発生しなけ
ればならないならば（ただし、Ｘ＝水平位置、ｙ＝垂直
位置、Ｚ＝フィールド０及び１間の時間位置）、比較の
ために使用される画素は以下に示す如くである。

フィールド０を２＝０、フィールド１をｚ＝ｌとする。

フィールド０からの画素 ｘ’＝ｘ　−（Ｖｈ”ｚ） Ｖ０＝　Ｖ　　（Ｖｖ”　ｚ　） フィールド１からの画素 ｘ’＝ｘ＋　（１−ｚ）　Ｖｈ Ｖ’　　＝ｙ＋　（１−ｚ）　Ｖｖ Ｖｈ＝ベクトルの水平成分 Ｖｖ＝ベクトルの垂直成分 各動きベクトルに対して、フィールド０及びフィールド
１で示された画素間の差の係数を見出す第１評価として
最小差を正しい動きベクトルを示すものと仮定する。多
くの動きベクトルが非常に類似した差を生ずるなら、再
びフィールド−１及び０間を比較してこれ等の動きベク
トルを試験する。

フィールド−１からの画素 ｘ−’＝ｘ−（ｔ＋ｚ）　ｖｈ ’／−’＝Ｖ　−（１＋Ｚ）　Ｖｖ この第２の試験により生じた残りの動きベクトルの差の
最小係数は最も正確に動きベクトルを表わしていると考
えられる。

多くの動きベクトルがなお類似の差を持つならば、動き
がないと仮定するように選択する。水平成分のみが変化
して垂直成分が変化しなければ、水平成分のみを零に設
定し、垂直成分は検出値に維持する垂直成分のみが変化
して水平成分が変化しなければ、水平成分を検出値に維
持し、垂直成分のみを零に設定する。選択した画素の差
が非常に大きければ、両方向で全動きベクトルを零に設
定するように選択する。

画素が動きベクトルを割り当てられると最終段階が適用
される。この場合に各画素の動きは成るフィールドから
次のフィールドまで追跡され、帰納（ｒｅｃｕｒｓｉｖ
ｅ）　　フィルタがベクトル値に適用される。これはノ
イズの影響及び小さな動きの評価エラーを除去し、また
動きベクトルの軌跡を円滑にする。

画素の動きを追跡するのに２つの方法がある。

その第１の方法では、フィールドｔの画素に対する動き
ベクトルを使用してフィールド（ｔ＋１）の画素を指示
する。その後フィールド（ｔ＋１）のこの画素に対して
決定された動きベクトルは繰返しフィルタ処理され、フ
ィールド（ｔ＋１）の画素に対する最終の動きベクトル
を形成する。

第２の方法では、フィールドｔの所定の画素に対する動
きベクトルを使用してフィールド（１−１）の画素を指
示する。その後この画素からの動きベクトルは、所定の
画素に対する動きベクトルと共に繰返しフィルタ処理さ
れ、フィールドｔのこの所定の画素に対する最終の動き
ベクトルを形成する。

いずれの場合も、最終出力は各画素に対する１つの動き
ベクトルであり、これは動き分析器（２）から方式変換
過程で使用される４つのフィールドを配列するのに用い
る補間器（１）に通される。

６２５−ライン、５０フイ一ルド／秒の入力ディジタル
テレビジョン信号の５２５ラインに、６０フイ一ルド／
秒の出力ディジタルテレビジョン信号に変換する第１の
方式変換器を第２図にブロック図で詳細に示す。

５０フイ一ルド／秒でサンプルレートが１３．５ＭＩＩ
ｚの入力映像すなわちＣＣｌＲ６０１データはデマルチ
プレクサ（３１）に供給され、このデマルチプレクサ（
３１）はそのデータを輝度成分Ｙ１同期化信号５ＹＮＣ
及び色成分ＵＶに分離する。輝度成分Ｙは４フイ一ルド
輝度時間軸補正器（Ｔ　Ｂ　Ｃ）　（ＩＩＹ）に供給さ
れ、色成分ＵＶは４フイ一ルド色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ）
　　に供給される。同期化信号５ＹＮＣは外部入力端子
からの入力フィールド極性信号及び別な外部入力端子か
らの出力フィールド同期化基準信号と共に制御器（３２
）に供給される。Ｔ　Ｂ　Ｃ（ｌｌＹ）　　及び（ＩＩ
Ｃ）　　はフィールドを反復し、その結果出力は６０フ
イ一ルド／秒である。フィールドを反復するＴ　Ｂ　Ｃ
（ＩＩＹ）及び（ＩＩＣ）　への制御信号Ｃは入力フィ
ールド同期化パルス及び所要の出力フィールド同期化パ
ルスから得られる。また、同期化パルスを比較すると、
６０フイ一ルド／秒で円滑な動きが観察されるようにＴ
　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）及び（ＩＩＣ）　　の出力で必要な
時間補間の量を示す時間オフセット値が得られる。

この方法で５０フイ一ルド／秒を６０フイ一ルド／秒に
変換すると、６２５から５２５へのライン変換が必要で
ある。従って、それ等を全て利用して補間ラインを形成
するように、６０フイ一ルド／秒で元の６２５ラインの
情報を維持する必要がある。

方式変換器は６０フイ一ルド／秒で５０フイ一ルド／秒
の信号のアクチブ垂直情報を全て含むことが可能な中間
方式を使用する。また、中間方式は更に元の１３．５Ｍ
Ｈｚのサンプルレートを使用してライン毎に直交して配
列されたアクチブライン情報の全てを含む。

使用された上述の如きこれ等の全ての条件に合致するこ
とができる中間方式は６０フイ一ルド／秒で５８５ライ
ンフオーマツトである。１３．５！、ＩＩＩｚでサンプ
ル時このフォーマットの各ラインは正確に７７０サンプ
ルである。従って、６０フイ一ルド／秒で６２５ライン
フオーマツトの５７６アクチブラインを含むには５８５
ラインで十分であることがわかる。

アクチブライン幅は単に７２０サンプルであるので、な
お５０サンプルの水平ブランキングが存在する。

輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　からの輝度データＤは処理
補償遅延器（１７Ｙ）　を介して４つのフィールドメモ
リ（Ｆ　Ｓ）　（１２Ｙ）、　（１３Ｙ）、　（１４Ｙ
）及び（１５Ｙ）から成る輝度時間シフトレジスタ（１
６Ｙ）　　に供給される。また、輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩ
Ｙ）　　は時間凍結信号Ｆを遅延器（１７Ｙ）を介して
シフトレジスタ（１６Ｙ）　　に供給する。色ＴＢ　Ｃ
（１１Ｃ）　　は色データＤを処理補償遅延器（１７Ｃ
）を介して色時間シフトレジスタ（１６Ｃ）　　に供給
し、このシフトレジスタ（１６Ｃ）　　は４つのフィー
ルドメモリ（１２Ｃ）、　（１３Ｃ：）、　（１４Ｃ）
及び（１５Ｃ）から成る。また、色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ
）　　は時間凍結信号Ｆを遅延器（１７Ｃ）　　を介し
てシフトレジスタ（１６Ｃ）　　に供給する。

フィールドメモリ（１２Ｙ）、　（１３Ｙ）、　（１４
Ｙ）　　及び（１５Ｙ）の各々から入力を受け、５８５
ラインフオーマツトを得る輝度補間器（ＩＹ）はシフト
レジスタ（１６Ｙ）　　と関連している。輝度補間器（
ＩＹ）の出力は２フイ一ルド輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）
　　に供給される。フィールドメモリ（１２Ｃ）、　（
１３Ｃ）、　（１４Ｃ）　　及び（１５Ｃ）　　の各々
から入力を受け、５８５ラインフオーマツトを得る色神
間器（ＩＣ）はシフトレジスタ（ＩＣ）と関連している
。

色補間器（ＩＣ）の出力は２フイ一ルド色Ｔ　Ｂ　Ｃ（
１８Ｃ）に供給される。Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　　及び
（ＩＩＣ）　　の出力が反復フィールドの間凍結すると
、また、シフトレジスタ（１６Ｙ）　　及び（１６Ｃ）
　　も凍結し、その結果人力の４つの別個の凍結するフ
ィールドが常にシフトレジスタ（１６Ｙ）　　及び（１
６Ｃ）　　に存在する。従って、シフトレジスタ（１６
Ｙ）　　及び＜１６Ｃ）　　を使用して補間器（ＩＹ）
及び（ＩＣ）に対して時間タップを与える。この発明は
特に補間器（ＩＹ）及び（ＩＣ）に関係している。

各時間タップは動きベクトルに応じた位置に４つのライ
ンタップを生じ、この結果必要な補間を行えるように２
次元フィルタを使用できる。補間した画像は５７６アク
チブラインを含み、この結果１フイルタの第６ラインが
欠落する毎に正しい画像が得られる。残った４８４ライ
ンは５２５ラインフオーマントのアクチブ画像部分を生
じる。この方法でラインを欠落させるために、補間器（
ＩＹ）及び（ＩＣ）からの出力を２フイールドＴ　Ｂ　
Ｃ（１８）に供給する。Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）　　及び
（１８Ｃ）　　は５７６／２ライン全てを書き込むが、
必要な４８４／２ラインのみ読み出して所要の出力テレ
ビジョン信号を発生する。輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）　
　及び色Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｃ）　　の各出力はマルチプ
レクサ（３４）に供給され、このマルチプレクサ（３４
）は輝度成分Ｙ及び色成分ＵＶを多重化して５２５ライ
ン６０フイ一ルド／秒のディジクルテレビジョン信号の
形で出力ＣＣｌＲ６０１データを発生する。

制御器（３２）は制御信号Ｃを輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ
）　　及び色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ）　　に供給する。ま
た、制御器（３２）は制御信号Ｃを輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（１
８Ｙ）　及び色ＴＢＣ（１８Ｃ）　　に供給する。また
、制御器（３２）は補間制御信号ＩＣを輝度補間器（Ｉ
Ｙ）及び色補間器（ＩＣ）に供給する。

また、輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　　により供給される
ような輝度データのみが第２図の上部に示す動き分析器
（２）に供給され、この結果動きベクトルを発生できる
。実際には、動きベクトルを処理する時間をとるために
Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　及び（ＩＩＣ）　　とシフトレ
ジスタ（１６Ｙ）、　（１６Ｃ）　　の間にフレームメ
モリが必要である。従って、またシフトレジスタ（１６
Ｙ）　　及び（１６Ｃ）　　の凍結は１フレームだけ遅
延しなければならず、これ等の遅延は遅延器（１７Ｙ）
　　及び（１７Ｃ）　　でなされる。

動き分析器（２）はベクトルインタフェース（３５）を
有し、このベクトルインタフェース（３５）には輝度Ｔ
　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　からの輝度データＤが供給される
と共に制御器（３２）からの補間制御信号゛ＩＣが供給
される。ベクトルインタフェース（３５）は共に上述し
た動き評価を行うベクトルフィルタ（３６）及びベクト
ル計算器（３７）に６２５のラインに補間されたデータ
を供給する。ベクトル計算器（３７）の出力は形式上の
動きベクトル処理器（３８）及びサブ画１（ｓｕｂｒｉ
ｘｅｌ）動き評価器（３９）に供給される。動きベクト
ル処理器（３８）は４つの出力を、そしてサブ画素動き
評価器（３９）は１つの出力を動きベクトル減衰器（４
０）に供給し、この減衰器（４０）は４つの出力をベク
トル選択器（４１）に供給する。この発明はこの選択器
（４１）と特に関係している。

また、ベクトルインタフェース（３５）は処理補償遅延
器（４２）に偶数フィールドに補間されたデータＤと、
受けた補間制御信号ＩＣと、ベクトルインタフェース（
３５）で発生した時間凍結信号Ｆを供給する。遅延器（
４２）からのデータＤは３つめフィールドメモＩＪ　（
４４）、　（４５）　　及び（４６）からの成る時間シ
フトレジスタ（４３）に供給され、これ等のフィールド
メモリ（４４）、　（４５）　及び（４６）は各データ
出力をベクトル選択器（４１）に供給する。遅延器（４
２）は補間制御信号ＩＣをベクトル選択器（４１）に供
給し、この選択器（４１）は選択された動きベクトルを
帰納型動′きベクトルフィルタ（４７）に供給し、その
出力が動きベクトルデータとなって輝度補間器（ＩＹ）
及び色補間器（ＩＣ）に供給される。

動き分析器（２）が動きベクトルデータを得る方法は詳
細に上述し且つ更に以下に述べるが、要素（３５）〜（
４３）及び（４７）の動作を次に簡単に述べる。

ベクトルインタフェース（３５）は輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（Ｉ
ＩＹ）から輝度データＤを、そして制御器（３２）から
補間制御信号ＩＣを受ける。ベクトルインタフェース（
３５）は通常５８５／６０フオーマツト内に含まれる６
２５ラインデータをベクトルフィルタ（３６）に供給す
る。

また、ベクトルインタフェース（３５）はデータＤを遅
延器（４２）に供給する。これ等のデータは再び通常５
８５／６０フオーマツト内に含まれる所要の出力と同じ
ライン方式の画像を含まなければならない。

また、補間データの各フィールドが等分に現われるよう
に作られる。

ベクトルフィルタ（３６）は動き検出の上記ステップ１
〜５で必要なフィルタ処理した画像データを発生する。

フィルタ処理した画像データはサンプルを減少した形で
ベクトル計算器（３７）に供給される。

ベクトル計算器（３７）はベクトルフィルタ（３６）か
らのフィルタ処理され且つサンプルの減少されたデータ
で、動き検出の上記ステップ１〜５に関して述べたアル
ゴリズムを使用して動作する。その過程は実質的に画素
／ライン解像度まで下がる動きに対する２次元２進検索
である。各フィールドに対して、１２００の動きベクト
ルが発生され、これ等は形式上の動きベクトル処理器（
３８）及びサブ画素動き評価器（３９）の両方に供給さ
れる。また、ベクトル計算器（３７）は上記ステップ５
で計算したような周囲の重み付は絶対差（ＷＡＤ）の値
をサブ画素動き評価器（３９）に供給する。ＷＡＤ計算
の詳細は１９８５年４月号ＩＥＥＥｉ会報に記載された
マスマン（Ｍｕｓｍａｎｎ）　等による「画像コーディ
ングの進歩」を参照されたい。動き検出の上記ステップ
５で最小の特定のＷＡＤ値は良度指数（ＦＯＭ）を与え
る。

ベクトル処理器（３８）は各フィールドで検出される４
つの最も共通の動きベクトルを計算し、それをベクトル
減少器（４０）に供給する。

サブ画素効き評価器り３９）はベクトル計算器（３７）
から周囲のＷＡＤ値と共に動きベクトルを受ける。

これらから評価器（３９）は動きベクトル値に付加すべ
きサブ画素の動きを評価する。また各動きベクトルにそ
の対応する最終ＷＡＤ値がベクトル減少器（４０）に供
給される。

ベクトル減少器り４０）はベクトル処理器（３８）及び
サブ画素効き評価器（３９）から動きベクトルを受ける
。サブ画素動き評価器（３９）からの各動きベクトルに
対して最も接近した６つの動きベクトルがグループ化さ
れる。それから各動きベクトルに対して１１の選択があ
る。減少過程でベクトル選択器（４１）に供給するため
１１から４つの動きベクトルを選択する。

ベクトル減少器（４０）は画像の８ラインブロツクによ
り各１６画素に対して４つの代表的な動きベクトルをベ
クトル選択器（４１）に供給する。以下に詳細に述べる
ように、３つのフィールドにわたって画素を比較するこ
とにより、ベクトル選択器（４１）を画像の各画素に対
して単一の最良の動きベクトルを選択する。選択された
動きベクトルは動きベクトルフィルタ（４７）に供給さ
れる。

遅延器（４２）はＩフレームから２１ライン分引いたデ
ータを遅延してシステム内の他の遅延を補償する。

時間シフトレジスタ（４３）はベクトル選択器（４１）
で使用されるデータのうちの３フイールドを保持し、こ
れをベクトル選択器（４１）へ供給する。

動きベクトルフィルタ（４７）は１フイールドから他の
フィールドまで動きベクトルを追跡し、フィールドで動
きベクトルを組合わせることにより動きベクトルに成る
フィルタ作用を与え、動き検出の誤りを低減する。動き
ベクトルフィルタ（４７）の出力は輝度補間器（ＩＹ）
及び色神間器（ＩＣ）に供給されて、フィールドデータ
の配列を制御する。

６２５１５０または５２５／６０テレビジョン信号のい
ずれかに対して良好な動き描写を行うスローモー／ヨン
処理器として全く同じハードウェアを使用できる。しか
し、垂直補間器を使用してライン数変換を行う必要はな
い。全ての場合に、制御器（３２）は、人力及び出力フ
ィールド同期化パルスから人力／出力方式を識別するこ
とによりどのような作用が必要であるかを決定する。ス
ローモーションでは人力フィールド極性が使用される。

ところが、５０フイ一ルド／秒から６０フイ一ルド／秒
への変換では時折１つのフィールドが反復され、スロー
モーションでは入力フィールドが反復されるのを同じ回
数フィールドが反復される。反復されたフィールドはシ
フトレジスタ（１６Ｙ）　　及び（１６Ｃ）　　に書き
込まれないのでシフトレジスタ（１６Ｙ）及び（１６Ｃ
）　　は再び別個に連続したフィールドを保持する。実
際にビデオテープレコーダがそれ自身の補間を何もしな
いで再生すれば、元のインターレース栂造が保持され、
全解像度の映像を再生させる。必要な時間オフセットは
それ等が５０フイ一ルド／秒または６０フイ一ルド／秒
ならば新しいフィールドが受信されたレートで、実際の
フィールドレートパルスを比較することにより計算され
る。

この方法で時間オフセットを決定するため、システムは
繰り返し再生されるフィールドの真のフィールド極性を
示す使用可能な信号が必要である。

垂直補間器は常に必要なフィールド極性を出力に発生す
る。

概念的には、Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　　及び（ＩＩＣ）
　　はスローモーション動作に実際には必要ないが、そ
れ等があるとフレーム同期化を容易にし、システムの構
成を簡略化する。

５２５ライン６０フイ一ルド／秒の人力ディジクルテレ
ビジョン信号を６２５ライン５０フイ一ルド／秒の出力
ディジタルテレビジョン信号に変換するもう１つの方式
変換器を第３図にブロック図で詳細に示す。

この場合、補間は全ての人力データが連続の形で利用で
きることが必要である。従って、この場合、補間器（Ｉ
Ｙ）及び（ＩＣ）の前に５０フイ一ルド／秒に変換する
ことは出来ない。しかし、人力データは４８４アクチブ
ラインのみを含み、補間器（ＩＹ）及び（ＩＣ）は５７
６ラインを発生しなければならない。

従って、２フイールドＴ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）及び（１８
Ｃ）　が方式変換器の前に設けられ、４８４ラインから
５７６ラインの変換に必要なタイムストロットが与えら
れる。

元の連続ライン構造がＴ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）　　及び（
１８Ｃ）に書き込まれるが、５８５ライン方式で読み出
され、略第６ライン毎にブランクされる。それから、補
間器（ＩＹ）及び（ＩＣ）を用いて出力ラインレートで
連続画像を発生する。このとき、ブランク入力ライン中
そのラインメモリを凍結し、出力に必要な付加ラインを
発生する。従って空間的に正しい画像が得られる。１つ
のフィールドを時折欠落させて動きが円滑になるように
補間が行われるが、第１の方式変換器におけるように、
必要な時間オフセットが検出されて適用される。６０フ
イ一ルド／秒から５０フイ一ルド／秒への変換が達成さ
れるようにフィールドが欠落される。このフィールドの
欠落は出力側で４フイールドＴ　Ｂ　Ｃ（１１’Ｙ）　
　及び（ＩＩｃ）を使用して行われる。

従って、第２の方式変換器は第２図の第１の方式変換器
と少しの点だけ異なる。特に輝度ＴＢＣ（ＩＩＹ）　及
び（１８Ｙ）　が交換され、また色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ
）及び（１８Ｃ）　　が交換される。また、時間凍結信
号は必要でない。

両方の場合において、制御器（３２）は次のように種々
の機能を存する。すなわち、Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）。

（ＩＩＣ）、　（１８Ｙ）　及び（１８Ｃ）　　の読み
出し及び書き込み制御し、時間オフセット数及び第１の
方式変換器の場合時間凍結信号を発生し、垂直補間制御
信号と共に垂直オフセット数を発生する。これ等の機能
を次に詳細に説明する。

先ず、２フイ一ルド輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）　及び２
フイ一ルド色Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｃ）　　は常に６０ｆｌ
ｚフイールドの終り毎にフィールドメモリを切換える。

しかも、４フイ一ルド輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）及び４
フイ一ルド色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ）　　の動作は動作モ
ードに依存し、またそれ等の制御は時間オフセット信号
の発生に関連している。事実、輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ
）及び色ＴＢＣ（ＩＩＣ）　　の制御は入力及び出力フ
ィールド同期化信号により決定される。

５２５／６０から６２５１５０への変換動作の場合にお
ける時間オフセット信号の発生を、次に第４図及び第５
図を参照して説明する。

第４図において、制御器（３２）はラインカウンタ（６
１）、第１ラツチ（６２）及び第２ラツチ（６３）を含
む。

ラインクロック信号がラインカウンタ（６１）のクロッ
ク端子ＣＬＫに供給され、−万人力フイールド同期化信
号がラインカウンタ（６１）のリセット端子及び第２ラ
ツチ（６３）のクロック端子ＣＬＫに供給される。出力
フィールド同期化信号は第１ラツチ（６２）のクロック
端子ＣＬＫに供給される。ラインカウンタ（６１）の出
力は第１ラツチ（６２）の入力側に供給され、第１ラツ
チ（６２）の出力は第２ラツチ（６３）の入力側に供給
され、第２ラツチ（６３）の出力は時間オフセット信号
として輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）。

（１８Ｙ）　及び色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ）　及び（１８
Ｃ）　　に供給される。

人力及び出力フィールド同期化信号を夫々第５図及び第
５図Ｂに示す。第５図Ｃは繰返し０〜５２４をカウント
するラインカウンタ（６１）の出力を示す。

第５図り及び第５図Ｅは夫々第１ラツチ（６２）及び第
２ラツチ（６３）の出力を示す。ラインカウンタ（６１
）の出力をラッチすることにより、入力フィールド期間
の所要の割合が決定される。時間シフト値ｔ１　は第５
図Ａに斜線で示すフィールドが欠落したとき、なお連続
した動きが生じるように出力フィールドが補間されなけ
ればならない場合の２つの入力フィールド間の位置を示
す。従って、第５図Ｅの斜線で示す時間オフセットを使
用するフィールドは欠落したものである。第５図Ａ及び
第５図Ｂかられかるように、欠落したフィールドはそれ
と関連した新しい時間シフ）を持たないフィールドであ
る。欠落すべきフィールド（矢印）は、時間凍結信号に
より次の回路に指示される。

６２５／６０から５２５１５０への変換動作の場合にお
ける時間オフセット信号の発生を、次に第６図及び第７
図を参照して説明する。

第６図において、制御器（３２）はラインカウンタ（７
１）及びラッチ（７２）を含む。ラインクロツタ信号が
ラインカウンタ（７１）のクロック端子ＣＬＫに供給さ
れ、−万人力フイールド同期化信号がラインカウンタ（
６１）のリセット端子Ｒに供給される。出力フィールド
同期化信号はラッチ（７２）のクロック端子ＣＬＫに供
給される。ラインカウンタ（７１）の出力はラッチ（７
２）の入力側に供給され、ラッチ（７２）の出力は時間
オフセット信号として輝度ＴＢＣ（ＩＩＹ）、　（１８
Ｙ）及び色Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＣ）　及び（１８Ｃ）　　
に供給される。

人力及び出力フィールド同期化信号を夫々第７図Ａ及び
第７−８に示す。第７図Ｃは繰返し０〜６２４　をカウ
ントするラインカウンタ（７１）の出力を示す。第７図
りはラッチ（７２）の出力を示す。ラインカウンタ（７
１）の出力をランチすることにより、人力フィールド期
間の所要の割合が決定される。

従って、時間シフト値ｔ７　は再び斜線で示すフィール
ドが反復されたとき、なお連続した動きが生じるように
出力フィールドが補間されなければならない場合の２つ
の入力フィールド間の位置を示す。反復したフィールド
はそれと関連した２つの時間シフト値を持つフィールド
である。反復すべきフィールド（矢印）は、時間凍結信
号により次の回路に指示する。

５２５／６０から５２５／６０又は６２５１５０から６
２５１５０へのいずれかのスローモーションの場合にお
ける時間オフセット信号の発生は同じであり、次にこれ
を第８図及び第９図を参照して説明する。

第８図において、制御器（３２）はラインカランタフ８
１）、フィールドカウンタ（８２）、第１〜第４ラツチ
（８３）〜（８６）、イクスクルーシブオアゲート＜８
７〉及びスケーラ（８８）を含む。入力フィールド同期
化信号が第１ラツチ（８３）のクロック端子ＣＬＫ、フ
ィールドカウンタ（８２）のクロックイネーブル端子Ｃ
ＬＫＥＮ　及びラインカウンタ（８１）の第２リセツト
端子Ｒ２に夫々供給される。人力フィールド極性信号は
第１ラツチ（８３）に供給され、更にこの第１ラツチ（
８３）から第２ラツチ（８４）及びゲー）　（８７）の
１入力端に供給される。第２ラツチ（８４）はその出力
をゲート（８７）の他の入力端に供給し、ゲート（８７
）の出力はラインカウンタ（８１）の第１リセツト端子
Ｒ１、フィールドカウンタ（８２）のリセット端子Ｒ及
び第３ラツチ（８５）のクロック端子ＣＬＫに供給され
、この第３ラツチ（８５〉は速度検出ラッチを形成する
。ラインクロック信号は第２ラツチ（８４）のクロック
端子ＣＬＫ、ラインカウンタ（８１）及びフィールドカ
ウンタ（８４）の各クロック端子ＣＬＫに供給される。

ラインカウンタ（８１）の出力はスケーラ（８８）の入
力端子ＩＮに供給され、フィールドカウンタ（８２）の
出力は第３ラツチ（８５）の入力端子及びスケーラ（８
８）のオフセット入力端子ｏＰｐ　ＳＥＴ　に供給され
る。出力フィールド同期化信号は第４ラツチク８８）の
クロック端子ＣＬＫに供給される。第３ラツチ（８５）
の出力はスケーラ（８８）のスケール係数端子５ＣＡＬ
Ｅ　−ＦＡＣＴＯＲに供給され、その出力は第４ラツチ
（８６）に供給され、この第４ラレチ（８６）の出力が
時間オフセット信号である。

人力フィールド同期化信号及び人力フィールド極性信号
を夫々第９図Ａ及び第９−８に示す。また、第９図Ｃは
人力フィールド同期化信号を示し、第９図りは出力フィ
ールド同期化信号を示す。第９図Ｅ及び第９図Ｆは夫々
フィールドとラインを０からＮまでカウントするフィー
ルドカウンタ（８２）及びラインカウンタ（８１）の動
作を示す。第９図Ｇは時間オフセット信号である第４ラ
ツチ（８６）の出力を示す。第９図Ｈは時間凍結信号（
これは低レベルのときアクチブ）を示し、矢印で示すよ
うに図示した時間オフセットを使用する斜線で示すフィ
ールドは時間オフセットｔ１　　を使用した前のフィー
ルドの繰返しである。

時間凍結信号を発生するために、同期型ＲＳフリップフ
ロップ（９１）、ラッチ（９２）、インバータ（９３）
及びアンドゲート（９４）を含むような制御器（３２）
を第１０図に示す。出力フィールド同期化信号がフリッ
プフロップ（９１）の１入力端Ｓ１インバータ（９３）
の入力端及びラッチ（９２）のクロックイネーブル端子
ＣＬＫＥＮ　に供給される。人力フィールド同期化信号
が７リツプ７０ツブ（９１）の他入力端πに供給され、
一方ラインクロック信号がフリップフロップ（９１）及
びラッチ（９２）のクロック端子ＣＬＫに供給される。

フリップフロップ（９１）の出力はアントゲ−）　（９
４）の１入力端に供給され、このゲー）　（９４）は他
入力端にインバータ（９３）の出力を受ける。ゲー）　
（９４）の出力はラッチ（９２）の入力側に供給され、
その出力は時間凍結信号を形成する。この回路の動作は
、１以上の出力フィールド同期化パルスが人力フィール
ド同期化パルスに続くようであれば、凍結を生じるよう
になる。

第２図に戻り、制御器（３２）による垂直オフセット数
の発生を次に説明する。輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　か
ら輝度補間器（ＩＹ）及び動き分析器（２）にデータを
読み出す同じアドレス発生器は消去可能なプログラマブ
ルリードオンリイメモリ（ＢＦＲＯＭ）　　をアドレス
し、この８ＦＲＯＭ　は所要時、垂直凍結信号と共に垂
直オフセット数を発生する。

５２５／６０から６２５１５０への変換に対して使用さ
れる第３図の構成において、輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（１８Ｙ）
　の読み出しアドレスが使用されるが、他の全てのモー
ドでは輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　　の読み出しアドレ
スが使用される。

垂直オフセット数は入力及び出力フィールドが共に偶数
あるとして発生され、その後それはラインが６２５１５
０から５２５／６０の変換で時折欠落するか或いはライ
ンが５２５／６０から６２５１５０への変換で時折反復
される場合、歪のない画像が生じるように出力ラインを
補間しなければならないときの２つの人力ライン間の位
置を示す。

輝度Ｔ　Ｂ　Ｃ（ＩＩＹ）　又は（１８Ｙ）　がライン
を反復すると、垂直凍結信号が発生される。

入力フィールドが共に偶数でない場合、補間器（ＩＹ）
及び（ＩＣ〉は人力フィールド極性及び出力フィールド
極性を使用して正しい補間を行わなければならない。

Ｅ　Ｐ　ＲＯ！Ｊの内容は、５２５及び６２５　　ライ
ンの画像の両方で既知のライン位置を使用して、時間オ
フセット信号に対して第１０図と関連して上述したのと
同じ方法で発生される。

次に、本発明に特に関係のあるベクトルフィルタとベク
トル計算器の構成と動作を第１１〜１７図を参照して詳
細に説明する。

第１１図はベクトルフィルタ（３６）をブロック図で示
したもので、ステップ１からステップ５までのメモリ（
１０１）　　〜（１０５）　　と、２つの選択器（１０
６）。

（１０７）　　、フィルタメモリ（１０８）　　、Ｆ　
Ｉ　Ｒ（ｆｉｎｉｔｅｉｍｐｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓ
ｅ）　　フィルタ（１０９）　　、及びサンプル減少器
（１１０）　　を含み、これらは図示のように接続され
ている。ステップ１からステップ５は上述の通りである
。

ベクトルフィルタ（３６）はベクトルインタフェース（
３５）　（第２及び３図）からの同一極性、この場合は
偶数の連続する６２５ラインフイールドを含むデータを
入力データとして受は取る。フィールドは同一極性なの
で、全て同じ空間位置にある。これに先立つ全フィール
ドを同一極性に並べる過程に固有なのは、二次元フィル
タ処理機能であり、これはベクトルフィルタ（３６）に
供給されるデータはステップ５　（最後ステップ）のデ
ータとして用いられるように十分フィルタ処理されてい
ることを意味する。このステップ５のデータは残りの処
理が行われている間ベクトルフィルタ（３６）に記憶さ
れる。この処理は事実上選択器（１０６）、　（１０７
）　の制御によって繰り返され、以前のステップのデー
タが二次元でフィルタされて記憶され、この過程が前記
ステップデータについて繰り返される。このフィルタリ
ングの量によって、各ステップ後に二次元の両方向のフ
ィルタされた出力のサンプルを減少することができる。

この過程が４回行われると、ベクトルフィルタ（３６）
は上述のようなベクトル計算のステップ１〜５のための
データを出力に得ることができる。

ＦＩＲフィルタ（１０９）　　、サンプル減少器（１１
０）及びフィルタメモリ（１０８）　　は二次元フィル
タリングサンプル減少動作を行う。この部分の詳細は第
１２図に示されている。

ベクトルフィルタ（３６）のこの部分は、フィルタメモ
リ（１０８）　、７タツプフイルタのＦＩＲフィルタ（
１０９）　　、レジスタ　（Ｒ）　（１２４）、　（１
２５）、インバータ（１２６）　　、及び行及び列アド
レス発生器（１２７）。

（１２８）　　を含む。

第１２図かられかるように、二次元フィルタ処理は単一
の一次元フィルタで行われる。これは、所望の二次元応
答は実際上様々に分離可能な形状にすることができ、時
間領域における二次元処理は連続する２つの一次元処理
として行うことができることを意味する。この特定の応
用では、垂直及び水平応答は同一であり、コサイン二乗
または鋭いコサイン関数の形をとり、この周波数応答は
、フィルタ出力がナイキスト周波数において４８ｄＢよ
り大きく、ナイキスト周波数の半分の周波数で６ｄＢよ
り大きいようにされている。この応答は、カスケード状
の２つの４クツプＦＩＲフイルタで構成されエンドフィ
ルタ係数が零の７クツプＦＩＲフイルタ（１０９）　　
１つを用いて実施されている。フィルタ係数は処理期間
中全（変化しないので、スイッチオン時にフィルタチッ
プに記憶してもよい。

しかし、実際はフレームごとに係数が再記憶されるよう
に回路が構成されている。また、必要であれば、プログ
ラマブルリードオンリイメモリ（ＰＲＤＩ、！＞に最大
１５セツトまでの係数セットを書き込むことができ、こ
れらのセットは基盤の前部に取りつけられた４連ビツト
スイツチで選択することができる。

ステップ５のデータの人力及びステップ４のデータを出
力として生成するためのこの回路の動作、この出力の二
次元フィルタ処理、及びサンプルの減少は、以下の通り
である。

この場合の人力は、通常のフィールドのデータであり、
フルクロックレイトで動作する７クツプＦＩＲフイルタ
（１０９）　　によって水平方向にフィルタされる。Ｆ
ＩＲフィルタ（１０９）　　の出力は５ＬＲ（１２３＞
　　に供給される。Ｓ　Ｌ　Ｒ（１２３）　　は半クロ
ツクレート信号によって制御され、１つおきのサンプル
を除去し、これによって水平方向のフィルタ出力を半分
に減少させる。

Ｓ　Ｌ　Ｒ（１２３）　　からの水平方向にフィルタさ
れ減少されたデータは、フィルタメモリ（１０８）　　
に行ごとに書き込まれる。１フイ一ルド全体にこの処理
が行われると、フィルタメモ＋Ｊ（１０８）　　は正し
いライン数で構成されたフィールドを含むことになるが
、これは水平方向のサイズが１７２に減少されている。

尚、フィルタ応答はフィルタ出力がナイキスト周波数で
４８ｄＢより大きくなるようにされているので、サンプ
ルの減少が行われるとＳＬＲの出力中にアライアス周波
数成分はなくなる。

フィルタメモリ（１０ｇ）　　の行及び列アドレスは、
データがフィルタメモ’Ｊ　（１０８）　　から列ごと
に読み出されＦＩＲフィルタ（１０９）　　とサンプル
減少器（Ｓ　Ｌ　Ｒ（１２３））とに帰還されるように
切換えられる。この結果得られる出力は、元のデータを
垂直及び水平方向に１／２に減少したものとなる。この
場合のデータはステップ４のデータであり、ステップ４
メモＩＪ（１０４）　　に書き込まれる。

この過程は、ステップ４メモリ（１０４）　からデータ
を読み取ってＦＩＲフィルタ（１０９）　　と最終的に
ステップ３メモＵ（１０３）（第１１図）に供給するこ
とによってステップ３のデータを得、更に同様にしてス
テップ３のデータからステップ２のデータを得るために
繰り返される。ステップ２のデータからステップ１のデ
ータを得る場合は、フィルタ及びサンプル減少処理が水
平方向のみに行われる点においてわずかに相違する。こ
れは、動きベクトル評価過程の最初のステップが水平方
向の動き（１６画素）のみを探し、次のステップ、即ち
ステップ２において、ステップ１で示された位置からの
８つの画累／ラインのステップ状の動きを得ることによ
って、ステップ１で得た評価を改良するからである。

第１１図で、ステップ５メモリ（１０５）　　は１フイ
ールドの記憶容量、ステップ４メモＩＪ（１０４）　　
は１／２フイールドの記憶容量、ステップ３メモＩＪ（
１０３）は１／４フイールドの記憶容量、ステップ２メ
モリ（１０２）　　は１７８フイールドの記憶容量、及
びステップ１メモ！Ｊ　（１０１）　　は１／１６フイ
ールドの記憶容量を持つ。実際は、ステップ１．２及び
３ではデータは全て同じランダムアクセスメモＩＪ（Ｒ
ＡＭ）に記憶され、ステップ４及び５では独立したＲＡ
Ｍに記憶される。

ステップ１から５までを完全に決定する過程は２フイ一
ルド期間かかり、このデータはあるフィールドの検索ブ
ロックデータとして、また次のフィールドの検索領域デ
ータとして必要とされるので、２フイ一ルド期間長（保
持されなければならない。したがって、動きベクトル評
価装置には４つのベクトルフィルタ基盤を設ける必要が
ある。

これら４つのベクトルフィルタの動作は第１３図に簡素
化したタイミングチャートで示されている。

第１３図から、ベクトルフィルタＡ及びＢは出力が多重
化され、これがベクトルフィルタＢ及びＣを保持するこ
とがわかる。即ち、ベクトル計算器が、２つの別々の人
力に連続した検索ブロック／領域データを得られる訳で
ある。

第１４図はベクトル計算器をブロック図で示したもので
ある。ベクトル計算器はステップ１から３までのメモＩ
Ｊ　（１３１）　　、Ａ及びＢのステップ４メモリ（１
３２）、（１３３）　　、ＡからＤまでのステップ５メ
モリ（１３４）、　（１３５）、　（１３６）　　及び
（１３７）　　、２つの重み付けされた絶対差（ＷＡＤ
）計算器（１３８）、　（１３９）　、そして出力処理
装置（１４０）　　を含み、これらの構成要素は図示の
ように接続されており、図示のような人力を受は取る。

１フイールド当たり垂直方向に３０、水平方向に４０の
動きベクトルの配列は、フィールドごとに計算される。

この処理に適合するハードウェアを用いてリアルタイム
に生成するには、第１４図に示すような１０のベクトル
計算器基盤を必要とする。この構成を用いることは、動
きベクトルが垂直方向に３０、水平方向に１０で構成さ
れるブロック４つで計算されることを意味する。

ベクトルフィルタ３６かるのデータは、ステップｌから
３及びステップ４、ステップ５の各々のための連続した
データの流れとして出力され、ベクトル計算器３７の各
々に記憶され、どのデータが各ステップの計算に必要な
のか決定される。

第１５図の簡素化したフローチ苓−トは、ステップ１か
ら３までのメモリ（１３１）　　、ステップ４メモリ（
１３２）、（１３３）　　、及び第１のＷ　Ａ　Ｄ計算
器（１３８）の動作を示す。開始時点において、ステッ
プ１のデータは常に一定の既知の位置にあり、検索ブロ
ックは１画素、検索領域は３つの水平画素であり、この
計算から得られたベクトルは零また；ま水平方向の±１
６である。得られたベクトルの垂直方向成分は常に零で
ある。検索領域を次のステップのメモリのどこに書き込
むかを決めるために、検索領域が移動し得る最大値まで
をカウントし以前のステップで決定される水平方向及び
垂直方向アドレスを、第１のＷＡＤ計算器（１３６）　
　からの既に得られた水平方向及び垂直方向動きベクト
ル成分と共に水平方向及び垂直方向ＦＲＯＭに供給する
。ＦＲＯＭは、動きベクトル成分を人力アドレスと組合
わせることにより、出力アドレスを効果的に各ステップ
のメモリに配列する。

第１５図かられかるように、ステップ４の移動量を計算
する度にこの値は４つのステップ５メモリ（１３，４）
　　〜（１３７）　（第１４図）のいずれかに送られ、
最終のステップ５の出力を連続的に計算するのに用いら
れる。

第１のＶ／ＡＤ計算器（１３ｇ）　　の機能は、９つの
動きベクトルを計算し、このうちの最小のものを決定し
、これに応じて水平方向及び垂直方向動きベクトル成分
を変更することである。

第１６図は第１のＷＡＤ計算器（１３８）　　をより詳
しく示す。第１のＷＡＤ計算器（１３８）　　は、モデ
ュラ減算器（１５１）　　、アキュミュレータ（１５２
）、５つのレジスタ（１５３）、　（１５４）、　（１
５５）、　（１５６）、　（１５７）　　、Ｓ　ＬＲ（
１５８）　　、比較器（１５９）　　、アンドゲート（
ｉ６０）　　、そして２つのＦＲＯＭ（１６１）、　（
１６２）　　を含み、図示のように接続され入力信号を
受は取る。

人力Ａ、Ｂはステップメモリからの検索ブロックデータ
及び検索領域データである。第１の減衰器（１５１）　
　は、これら２つの人力の各画素値間の絶対差を計算す
る。第１の減算器（１５１）　　の出力はアキュミュレ
ータ（１５２）　　の２つの入力の内の１つに供給され
る。アキュミュレータ（１５２）　　のもう１つの入力
には１クロツク遅れたアキュミュレータ（１５２）　　
の出力が供給される。したがって、アキュミニレータ（
１５２）　　の機能は、最初の４つのステップにおける
９つの位置に対する’ｖＶ　Ａ　Ｄ値を計算することで
ある。９つの’ｖＶＡＤ値は計算と同時に連続的に比較
器（１５９）　　にクロックによって１般送される。比
較器（１５９）　　は最小のＷＡＤ値が検出されたらＳ
　Ｌ　Ｒ（１５８）　　をイネーブルすることによって
、各ステップの最小ＷＡＤＩｌｔｉを決定する。各ステ
ップの開始時に最初の’ｖＶ　Ａ　Ｄ値がＳ　Ｌ　Ｒ（
１５８）　　に供給されるようになっている。

同時に、最小であることを検出された信号によってレジ
スタ（１５５）　　にクロックが送られ、これによって
レジスタ（１５５）　　は最小ＷＡＤ値を計算した回数
を記憶する。この回数は、各ステップの終了時に、以前
のステップからの水平方向及び垂直方向動きベクトル成
分と共にＦＲＯＭ（１６１）　　に供給され、ＨｆＦｊ
ｌ−的な動きベクトルが決定される。

第２　’ｖＶ　Ａ　Ｄ計算器（１３９）　（第１４図）
は第１ＷＡＤ計算器（１３ｇ）　（第１４図及び第１６
図）と垂直的に同一であるが、第１６図で破線で囲まれ
た回路を含んでいない。この回路の機能は出力処理装置
（第１７図）に組み込まれている。また、第１ＷＡＤ計
算器（１３８）　　がステップ１．２．３．４を計算す
るのに対して、第２ＷＡＤ計算器（１３９）　　はステ
ップ５のみを計算すればよく、このため第１６図からは
多くの制御線が除去され簡素化されている。

次に、第１７図を参照して上述の出力処理装置について
説明する。出力処理装置は６つのレジスタ（１７１）、
　（１７２）、　（１７３）、　（１７４）、　（１７
５）、　（１７６）　、インバータ（１７７）　　、Ｒ
ＡＭ（１７８）　　、そして３つのＦ　ＲＯＭ（１７９
）、　（１８０）、　（１８１）　　を含み、図示のよ
うに接続され、信号が入力されている。

第１７図の出力処理装置は、９つの’ｖＶＡＤ計算値の
どれが最小かに依存して動きベクトルから画素の減少を
計算するように、ステップ４で決められた動きベクトル
を変更するだけでなく、このＷＡＤ値を動きベクトル減
少回路で用いられる良度指数として記憶する。実際、全
てのＷ　Ａ　Ｄ値がＲＡＭ（１７８）　　に記憶されて
おり、最小値が決まるとこれによって他の４つのＷＡＤ
値が次の回路、即ちベクトル処理器（３８）　（第２及
び３図）でサブ画素の動きの計算に必要かどうかを出力
処理装置が判断する。しかしながら、サブ画素処理装置
は最小値の直接上、下、左、右のＷＡＤ値を必要とする
ので、第２ＷＡＤ計算器（１３９）　（第１１図）はさ
らに２つ迄のＷＡＤ値を決定しなければならないことも
ある。例えば、最小値が中央位置以外である場合が当て
はまる。

ここで最終的に、画素の減少を計算するための動きベク
トルを、良度指数と、ベクトル処理器（３８）及びサブ
画素動き評価器（３９）　（第２及び３図）において、
上述した以後の処理のためサブ画素の動きを決定するの
に必要な他の４つのＷＡＤ値と共に供給することが可能
になる。

尚、本発明と同様な主題に関する７件の対応英国特許出
願第８７２８４４５　号、第８７２８４４６　号、第８
７２８４４７　　号、第８７２８４４９　　号、第８７
２８４５０　　号、第８７２８４５１号、第８７２８４
５２号を本願と同日付けで出願しており、これらの出願
の開示は参考のために本明細書に組み入れられているこ
とを銘記しておく。

以上、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
なく、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の
範囲から逸脱せずに種々の変化度様が当業者によって行
われ得ることは理解されよう。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の動きベクトル評価方法によれば、
フィールド間の動きを補償することによってジャラダを
除去し、かつ垂直解像度を維持することができる。した
がって、本発明の動きベクトル評価方法を適用した方式
変換器及びスローモーション処理装置は垂直解像度を損
なわずに処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はテレビジョン方式変換器を非常に簡略化したブ
ロック図、第２図は第１のテレビジョン方式変換器を表
すブロック図、第３図は第２のテレビジョン方式変換器
を表すブロック図、第４図は第３図のテレビジョン方式
変換器の一部分を詳細に表したブロック図、第５図は第
４図のテレビジョン方式変換器の一部分の動作を説明す
るためのタイミングチャート、第６図は第２図のテレビ
ジョン方式変換器の一部分を詳細に表したブロック図、
第７図は第６図のテレビジョン方式変換器の一部分の動
作を説明するためのタイミングチャート、第８図は第２
図のテレビジョン方式変換器の一部分を詳細に表したブ
ロック図、第９図は第８図のテレビジョン方式変換器の
一部分の動作を説明するだめのタイミングチャート、第
１０図は第２図のテレビジョン方式変換器の一部分をを
詳細に表したブロック図、第１１図は第２図のテレビジ
ョン方式変換器の一部を詳細に表したブロック図、第１
２図は第１１図の一部を更に詳細に表したブロック図、
第１３図は第１２図の動作を説明するためのタイミング
チャート、第１４図は第２図のテレビジョン方式変換器
の一部を詳細に表したブロック図、第１５図は第１４図
の動作を説明するためのフローチャート、第１６図は第
１４図の一部を更に詳細に表したブロック図、第１７図
は第２図のテレビジョン方式変換器の一部を詳細に表し
たブロック図である。 図中、（３６）はベクトルフィルタ、（１０１）　　〜
（１０５）はステップ１からステップ５までのメモリ、
（１０６）。 （１０７）　　は選択器、（１０ｇ）　　はフィルタメ
モリ、（１０９）はＦ　Ｉ　Ｒ（ｆｉｎｉｔｅ　ｉｍｐ
ｕｌｓｅ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ）　　７　イルタ、（１１
０）、　（１２３）　　はサンプル減少器、（１２４＞
、　（１２５＞　　はレジスタ、（１２６）　　はイン
バータ、（１２７）、　（１２’８）　　は行及び列ア
ドレス発生器、（１３８）、　（１３９）　　はＷＡＤ
計算器、（１４０）　　は出力処理装置である。 代　　理　　人　　　　　伊　　藤　　　　　頁間　　
　　　　　　松　　隈　　秀　　盛７Ｌ〔ゾ１ン方べ泉
撲諮り簡峰困 第１図 一＼− ６２５゜ 宏 嘉） テログラ′、Ｊ与入叉撲１翰皐成口 第２図 制３仰もつ溝へ邑 第４図 タイミンブ今や−ト 刺止Ｐ葬ｄ鼻ｆｌ：巳 第６図 雪 り何しフ゛午ヤード 第７図 ’）、ｈフイーノ１ 制ＭＷも＾県島Ｊ］ 第８図 第９図 第１０図 フローチャート 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ブロック整合法を用いて動きベクトル評価を連続的
   に厳正していくテレビジョン画像の動きベクトル評価方
   法において、前記ブロック整合法は次のステップからな
   ることを特徴とする。 ブロックの中心位置、所定数のサンプルだけ左の位置、
   同じ所定数のサンプルだけ右の位置の３つの位置におけ
   る最小差を検出し、 上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に対称的に
   配置された９つの位置における最小差をより小さな所定
   数のサンプルまたはラインのステップで検出し、 上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に対称的に
   配置された９つの位置における最小差を更に小さな所定
   数のサンプルまたはラインのステップで検出し、 上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に対称的に
   配置された９つの位置における最小差を更に小さな所定
   数のサンプルまたはラインのステップで検出し、 上述の地点から開始して、上述の地点の周囲に対称的に
   配置された９つの位置における最小差を１サンプルまた
   はラインのステップで検出する。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   画像を表すディジタル化した信号を用い、水平方向に所
   定数のサンプル、垂直方向に所定数のサンプル離れた地
   点における前記画素の動きをブロック整合法によって決
   定する方法。 ３、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、最後
   のステップに続いて、前記最後のステップで示された最
   終位置において得られた差を上下２つの差と比較して垂
   直方向のベクトル値を調整し、更に左右２つの差と比較
   して垂直方向のベクトル値を調整するステップを含む方
   法。