JPS6351785A - 動き補正サブサンプル内挿装置 - 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〕 この発明は高品位テレビ受像機において、伝送されてく
る動き情報から各フィールド間の動き禎正量を演算によ
り求め、欠落点をフィールド間補間する動き補正サブサ
ンプル内挿装置に関するもである。

〔従来の技術〕

従来提案されている動き補正サブサンプル内挿装置は、
Ｎ　ＨＫ放送技術研究所が昭和５９年６月の創立記念講
演で「高品位テレビの新しい伝送方式（ＭＵＳＥ）Ｊで
発表した資料に述べられている。これによると第４図に
示すような構成の動き補正サブサンプル内挿装置が考え
られている。

図において、１は１６．２Ｍｔ（ｚのサンプルレートで
伝送される映像信号を入力する映像入力端子、２はこの
入力端子１に入力される映像信号と後述する動き補正フ
ィールドメモリ７の出力信号とを３２゜４　Ｍ）Ｉｚの
サブサンプルのタイミングで切替えるスイッチＳ１．３
はスイッチＳ１を通過する１６．２Ｍ１（ｚのサンプル
レートの１フレ一ム分の信号を蓄える非動き補正フィー
ルドメモリ、７はこのメモリ３から出力された１６．２
ＭＨｚのサンプルレートの１フレ一ム分の信号を蓄え、
動きベクトルによっ動き補正を行なう動き補正フィール
ドメモリである。

１１は非動き補正フィールドメモリ３の出力（８号とス
イッチＳ１を通過した信号をもとに、欠落サンプル点を
補間するフィールド間補間フィルタ、１２はスイッチＳ
１を通過した信号のみをもとに欠落サンプル点を補間す
るフィールド内袖間フィルタ、１３は動き補正を行なわ
ない時には上側接点に接続してフィールド間補間フィル
タ１１の出力信号を通過させ、動き補正を行なう時また
は動き検出がなされた時には下側接点に接続してフィー
ルド内補間フィルタ１２の出力信号を通過させるスイッ
チＳ２．１４はスイッチＳ１を通過する信号、即ち欠落
サンプル点が補間され６４．８ＭＩＩｚのサンプルレー
トとなった信号を出力する映像出力端子である。

次に動作について説明する。高品位テレビ信号の新しい
伝送方式は４フィールドで一巡するザブナイキストサン
プリングであり、その所要帯域幅は８．１ＭＨｚである
。

今、映像入力端子１に第１フィールドの信号が入力され
ている場合を考える。この時、非動き補正フィールドメ
モリ３には一巡前の第２フィールドと第４フィールドの
信号が記憶され、一方動き補正フィールドメモリ７には
一巡前の第１フィールドと第３フィールドの信号が記憶
されている。

カメラのパンニングにより動きベクトルが存在した時に
は、動き補正フィールドメモリ７の内容はそのベクトル
量に従って２次元的に移動する。ここでは伝送されてく
る動きベクトルを１フレーム隔てたフレーム間の動き補
正９であると仮定する。

一方、動き補正フィールドメモリ７に入力すべき動き補
正量は１フレーム隔てたフィールド間の動き補正量であ
るが、パンニングによる画像の動きが十分滑らかである
ことを考えると、動き補正フィールドメモリ７の内容は
映像入力端子１に入力される第１フィールドの信号を基
準に動き補正が行なわれると考えてよい、スイッチＳ１
は３２．４Ｍ）Ｉｚのサブサンプルのタイミングで切替
わり、フィールドごとに位相が反転し、また動きベクト
ルによっても位相が反転する。結局、今の場合映像入力
端子１から入力された第１フィールドの信号と動き補正
が行なわれた一巡前の第３フィールドの信号がスイッチ
Ｓ１を通過する。

スイッチＳ１を通過した信号と非動き補正フィールドメ
モリ３の出力信号とはフィールド間補間フィルタ１１に
入力され、フィールド間補間を行なう、動き補正を行な
わない時、すなわちスイッチＳ２が上側接点に接続して
いる時には映像出力端子１４からフィールド間補間され
た６４．８？Ｉ）ｌｚのサンプルレートの映像信号を出
力する。

またスイッチＳ１を通過した信号は、フィールド内補間
フィルタ１２に入力される。フィールド内補間フィルタ
１２はフィールド内補間を行ない、スイッチＳ２が下側
接点を接続している時には、映像出力端子１４からフィ
ールド内補間された６４゜８　ＭＨｚのサンプルレート
の映像信号を出力する。

スイッチＳ２が下側接点に接続されるのは、動き補正が
行なわれる時と動き検出がなされた時であり、前者はフ
ィールド単位で、後者は画素単位でスイッチＳ２が切替
わる。

動き補正が行なわれずに映像入力端子１に０１フィール
ドが入力された時の第４図の５ａ〜５ｅの状態を第５図
に示す。但し、信号をフィールドで表わすと”””ａｏ
、ｂＱ、ｃｏ＋　　ｄ□、ａｌ。

ｂｌ、ｃｌ、ｄｌ・・・・・・の順に流れているとする
。

図中、Ａはフィールド間処理である補間関数ｆ＾により
ｄ□、ａｌ、ｂｌ、ｃｌから補間される補間値を示す、
また動き補正が行なわれ、映像入力端子１にＣｉミツイ
ールド入力された時の第４図の６ａ〜６ｅの信号の状態
を第６図に示す。図中、信号の上の横線は動き補正が行
なわれたことを示し、Ｂはフィールド内処理である補間
関数ｒＢ　によりａｌ、ｃｌから補間される補間値を示
す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の動き補正サブサンプル内挿方式では、動き補正実
施時に、伝送されてくるベクトルを２フィールド隔てた
フィールド間の動き補正量として代用し、しかも相隣る
フィールド間の動き補正は行なわれていないので、欠落
サンプル点の補間はフィールド内で行なわなければなら
ず、これをフィールド内袖間フィルタによって補間して
いた。

しかるにこの方式では動き補正実施時の解像度が低下す
るという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、伝送されてくる動きベクトルから各フィール
ド間の動き補正量を正確に求めて、動き補正を行なわな
い場合と同様、動き補正を行なう場合にもフィールド間
補間フィルタを用いることにより、解像度の低下を抑え
ることのできる動き補正サブサンプル内挿装置を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る動き補正サブサンプル内挿装置は、動き
ベクトルの初期状態がＯであることに着目し、伝送され
てくる１フレーム隔てたフレーム間の動きベクトルから
１フィールド隔てたフィールド間の動きベクトルを演算
により求め、第１フィールドから第４フィールドまでの
全ての信号を動き補正することによって、フィールド間
禎間を行なえるようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、伝送されてくるベクトルから１フ
ィールド隔てたフィールド間の動きベクトルを求めるこ
とにより、常にフィールド間補間フィルタで補間を行な
うようにし、これにより解像度の低下を抑えることがで
きる。

〔実施例） 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は１６．２ＭＨｚのサンプルレートで伝
送される映像信号を入力する映像入力端子、２は該入力
端子１に入力される映像信号と後述する第１の動き補正
フィールドメモリ７の出力信号とを３２．４Ｍｌ１ｚの
サブサンプルのタイミングで切替えるスイッチＳ】、３
はスイッチＳ１を通過する１６．２ＭＨｚのサンプルレ
ートの１フレ一ム分の信号を苺える非動き補正フィール
ドメモリである。

４は伝送される動きベクトルに２を掛ける乗算器、５は
乗ｗ器４の出力である動きベクトルの２倍の値から後述
する第１の１フィールド遅延器６の出力を減する減算器
、６は減算器５の出力信号を１フィールド遅延させる第
１の１フィールド遅延器であり、これらの各回路４〜６
により、伝送されてくるフレーム間動きベクトルから１
フレーム隔てたフィールド間の動き情報を求める第１の
フィールド間演算手段が構成されている。７は非動き補
正フィールドメモリ３から出力された１６．２ＭＨ２の
サンプルレートの１フレ一ム分の信号を蓄え、減算器５
の出力信号によって動き補正を行なう第１の動き補正フ
ィールドメモリである。また、８は減算器５の出力信号
から後述する第２の１フィールド遅延器９の出力を減す
る減算器、９はｉ７１算器日の出力を１フィールド遅延
させる第２の１フィールド遅延器であり、これらにより
、１フィールド隔てたフィールド間の動き情報を求める
第２のフィールド間動き情報演算手段が構成されている
。１０はスイッチＳ１を通過する１６．２ＭＨｚのサン
プルレートの１フレ一ム分の信号を蓄え、減算器８の出
力信号によって動き補正を行なう第２の動き補正フィー
ルドメモリである。

１１はスイッチＳ１を通過する信号と第２の動き補正フ
ィールドメモリ１０の出力信号をもとに欠落サンプル点
を補間するフィールド間補間フィルタ、１２はスイッチ
Ｓ１を通過する信号のみをもとに欠落サンプル点を補間
するフィールド内補間フィルタ、１３は通常は上側接点
に接続してフィールド間補間フィルタ１１の出力信号を
通過させ、動き検出がなされた時には画素単位で下側接
点に接続してフィールド内袖間フィルタ１２の出力信号
を通過させるスイッチＳ２．１４はスイッチＳ２を通過
する信号、即ち欠落サンプル点が補間され６４．８Ｍ）
ｌｚのサンプルレートとなった信号を出力する映像出力
端子である。

次に動作について説明する。第２図は第１図の動作を具
体的に説明するために、静止画状態からバンニングが起
こった時の動きベクトルを示している。図中、Ｘは画面
水平軸、ｙは画面垂直軸を表わしている。映像信号の各
フィールドはＣＱ〜ｄ２で表わしており　（信号をフィ
ールドで表わすと−−−−−・ａｏ、ｂ□、ｃｍ、ｄｏ
、ａｌ、ｂｌ、ｃｌ。

ｄｌ、ａ２．ｂ２．ｃ２．ｄ２−・・・−・の順に流れ
ているとする）、動きベクトルをδ０．α１．β１゜γ
１．δ１．α２で表わしている。ここで言う動きベクト
ルは、２フィールド隔てたフレーム間の動き補正量であ
ることを念味する。この動きベクトルの定義をさらに説
明するために、付加的に２フィールド隔てたフィールド
間の動き補正量をＡＩ。

Ｂ１．Ｃ１，Ｄｉ、Ａ２．Ｂ２で表わし、また１フィー
ルド隔てたフィールド間の動き補正量を１１、下　、？
１，７１．マ２．？　２．−；２．了２で表わしている
。例えばＡ１はｃ１フィールドを基準に３１フィールド
を動き補正する補正量であ→ す、ａｌはｂ１フィールドを基準に３１フィールドを動
き補正する補正量である。同様に動きベクトルα１はａ
１フィールド、ｂｌフィールドで構成される１フレーム
を０１フィールド、ｄｌフィールドで構成される１フレ
ームを基準に動き補正する補正量であると言える。７Ｑ
、　　δ０．α１・・・・・・とＣＱ、ＤＱ、Ａｉ・・
・・・・との間には、ｃｍ　　＝ｃｍ　　＋ｄ□ ＤＱ＝ｄＱ４−ａＩ Ａ１　　”ａｌ　　＋ｂ１ の関係が成立している。第２図に示した例は、ＣＱフィ
ールド、ｄ□フィールド、ａ１フィールドでは静止画状
態で、ｂ１フィールド以降パンニングが起こっているこ
とを表わしている。従って７０＝ｄＯ＝Ｏであり、それ
ゆえ、 Ｃ０＝Ｏ ＤＱ＝ａＩ Ａ１＝ａ１　＋ｂ１ となり、さらに、 Ｏ γ〇　− となる。逆にＤＱ、Ａｌ、Ｂｉ・・・・・・をＴＱ、　
　δＯ１α１・・・・・・で表わすと、 ＤＯ冨２γ０ Ａ１−２δｏ−Ｉ）。

百１＝２α１−Ｘ１ さらにデー、７１，７１・・・・・・をＢＯ，７１，Ｆ
ｌ・・・・・・で表わすと、 ａ１＝Ｄ□ ｂｌ　＝Ａ１−ａ１ ７１＝ｒ１−′ｖ１ のようになる。このように初期状態が静止画であるなら
ば、伝送される動きベクトルから２フィールド隔てたフ
ィールド間の動き補正量を順次求めることができ、さら
に２フィールド隔てたフィールド間の動き補正量から１
フィールド隔てたフィールド間の動き補正量を順次求め
ることができる。

このような２種類の動き補正量の配列を用いて、過去３
フィールド分の映像信号を現在のフィールドに対して動
き補正を行ない、これら４フィールド分の映像信号から
欠落サンプル点を補間することがこの発明の本質である
。

次に第１図をもとに信号の流れを追って説明する。まず
映像入力端子１にＣ１フィールドの信号が入力されたと
き、非動き補正フィールドメモリ３にはｂｌフィールド
、ｄＱフィールドの信号が、第１の動き補正フィールド
メモリ７にはａ１フィールド、ＣＱフィールドの信号が
記憶されている。

この時伝送されてくる動きベクトルはδ０であり、乗算
器４により２倍され、減算器５により第１の１フィール
ド遅延器６の出力である１フィールド前の２フィールド
隔てたフィールド間の動き補正量ＤＱを減じて、２フィ
ールド隔てたフィールド間の動き補正量Ａ１を得る。第
１の動き補正フィールドメモリ７では２フィールド隔て
たフィールド間の動き補正ｆＡ１により記憶されている
ａ１フィールド、ＣＱフィールドの信号が２次元的に移
動して、映像入力端子１に入力されるＣ１フィールドを
基準に動き補正が行なわれる。これによりスイッチＳｌ
を通過する信号はＣＩフィールドと動き補正が行なわれ
たａ１フィールドとの信号である。

一方、第２の動き補正フィールドメモリ１０には非動き
補正フィールドメモリ３と同じくｂ１フィールド、ｄＱ
フィールドの信号が記憶されている。この時減算器５の
出力である２フィールド隔てたフィールド間の動き補正
ｆＺＡｔから減算器８により第２の１フィールド遅延器
９の出力である１フィールド前の１フィールド隔てたフ
ィールド間の動き補正量ａ１を減じ、１フィールド隔て
たフィールド間の動き補正量ｂ１を得る。第２の動き補
正フィールドメモリ１０では１フィールド隔てたフィー
ルド間の動き補正ｆｆ１ｂ１により記憶されているｂ１
フィールド、ｄＯフィールドの信号が２次元的に移動し
て、Ｃ１フィールドを基準に動き補正が行なわれる。こ
のように０１フィールドを基準に動き補正が行なわれた
ｃｉ□フィールド。

ａ１フィールド、ｂ１フィールドとＣＩフィールド自身
の４フィールド分の信号がフィールド間補間フィルタ１
１に入るのでフィールド間補間が可能となる。

このように第１の動き補正フィールドメモリ７には、映
像入力端子１から入力されるフィールドに対して２フィ
ールド前と４フィールド前の信号が記憶されており、第
２の動き補正フィールドメモリ１０には映像入力端子１
から入力されるフィールドに対して１フィールド前と３
フィールド前の信号が記１、ナされているので、２フィ
ールド隔てたフレーム間の動き補正量である動きベクト
ルから、それぞれ２フィールド隔てたフィールド間の動
き補正量と、１フィールド隔てたフィールド間の動き補
正量を求めなければならない。上述の説明では、静止画
状態からバンニングが始まる時に２種類の動き補正量が
安定して順次求まることを示したが、同様にパンニング
が終って静止画状態に戻る時も安定して順次求まる。従
って静止画状態と同様に動き補正が行なわれる時もフィ
ールド間補間が可能となる。なお、一般の動画の信号に
ついてはフィールド間禎間によって欠落サンプル点の補
間は行なえないので、動き検出がなされた時にはスイッ
チＳ２が画素単位で下側接点に接続され、フィールド内
補間フィルタ１２によってフィールド内禎間が行なわれ
る。

フィールド間補間フィルタ１１またはフィールド内補間
フィルタ１２で欠落サンプル点を補間された信号はサン
プルレートが６４．８Ｍ）Ｉｚとなっており、映像出力
端子１４から出力される。

映像入力端子１に０１フィールドの信号が入力された時
の第１図の３ａ〜３ｇまでの信号の状態を第３図に示す
。第３図中、記号の上の横線は動き補正されたことを示
し、Ａは補間開数ｆ、４　によりｄ（１，ａｌ、ｂｌ、
ｃｌから補間される補闇値を、Ｂは補間関数ｆ８により
ｉゴ、ｃｌから補間される補間値を示す。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、伝送される動きベク
トルから各フィールド間の動き補正量を求め、各フィー
ルドに対して全て動き補正を行なうので、静止画状態と
同様、バンニングが起こってもフィールド間補間フィル
タによる補間が行なえ、バンニング時の解像度低下を抑
えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による動き補正サブサンプ
ル内挿装置の概略構成の例を示すブロック図、第２図は
第１図の作用を説明するためのパンニング時の動きベク
トルとフィールド間の動き補正量との間係の一例を示す
ベクトル図、第３図はこの発明の一実施例による動き補
正サブサンプル内挿装置の信号の流れを示すタイミング
チャート図、第４図は従来の動き補正サブサンプル内挿
装置の概略構成の例を示すブロック図、第５図は従来の
動き補正サブサンプル内挿装置の動き補正を行なわない
場合の信号の流れを示すタイミングチャート図、第６図
は従来の動き補正サブサンプル内挿装置の動き補正を行
なう場合の信号の流れを示すタイミングチャート図であ
る。 １・・・映像入力端子、２・・・スイッチＳ１．３・・
・非動き補正フィールドメモリ、４・・・乗算器、５，
８・・・減算器、６・・・第１のフィールドｉ！！延器
、７・・・第１の動き補正フィールドメモリ、９・・・
第２の１フィールド遅延器、１０・・・第２の動き補正
フィールドメモリ、１１・・・フィールド間補間フィル
タ、１２・・・フィールド内補間フィルタ、１３・・・
スイッチＳ２，１４・・・映像出力端子。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定のサンプル位置を保って第１ないし第４の４
   フィールドで一巡するよう間欠的にサブサンプルして伝
   送されたサンプル値、及び送信側にて検出された映像の
   １フレーム隔てたフレーム間動き情報を入力とし、４フ
   ィールド期間に受信した上記サンプル値からその欠落を
   補間して映像信号を再生するとともに、その際上記フレ
   ーム間動き情報に基づき上記補間するサンプル値の補間
   位置を補正する動き補正サブサンプル内挿装置であって
   、 上記送信側にて検出されたフレーム間動き情報から１フ
   レーム隔てたフィールド間の動き情報を演算により求め
   る第１のフィールド間動き情報演算手段と、 該第１のフィールド間動き情報演算手段により求めた動
   き情報に基づき、入力端子に入力される第１フィールド
   の信号を基準に一巡前の第１及び第３フィールドの信号
   の動き補正を行う第１の動き補正手段と、 上記第１のフィールド間動き情報演算手段の演算結果か
   ら１フィールド隔てたフィールド間の動き情報を演算に
   より求める第２のフィールド間動き情報演算手段と、 該第２のフィールド間動き情報演算手段により求めた動
   き情報に基づき、上記第１フィールドの信号を基準に一
   巡前の第２及び第４フィールドの信号の動き補正を行う
   第２の動き補正手段と、上記入力された第１フィールド
   の信号及び上記動き補正された第２ないし第４フィール
   ドの信号によりフィールド間内挿を行うフィールド間補
   間フィルタとを備えたことを特徴とする動き補正サブサ
   ンプル内挿装置。