DE4440661C2

DE4440661C2 - Motion detection method for a full image and motion detector for performing the method

Info

Publication number: DE4440661C2
Application number: DE4440661A
Authority: DE
Inventors: Christian Dr Ing Hentschel
Original assignee: Interessengemeinschaft fuer Rundfunkschutzrechte GmbH Schutzrechtsverwertung and Co KG
Current assignee: BRANDENBURGISCHE TECHNISCHE UNIVERSITAET COTTBUS, 0
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-11-14
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: DE4440661A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bewegungsdetektionsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 sowie einen Bewegungsdetektor zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to a Motion detection method according to the preamble of Claim 1 and a motion detector for performing the Procedure.

Bewegungsdetektionsverfahren und die zugehörigen Bewegungsdetektoren sind bekannt. Beispielhaft wird hierzu aufMotion detection methods and the associated Motion detectors are known. This becomes an example on

- Hentschel, Ch.; Johansen, Ch.; Teichner, D. Bildspeichergestützte digitale Verarbeitung von Farbfernsehsignalen, Fernseh- und Kinotechnik 40 (1986), Heft 3, 4, 5,- Hentschel, Ch .; Johansen, Ch .; Teichner, D. Image storage supported digital processing of Color television signals, television and cinema technology 40 (1986), Issue 3, 4, 5,
- Teichner, D.: Adaptive Filter Techniques for Separation of Luminance and Chrominance in PAL TV Signals. IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32 (1986), No. 3, pp 241-250 sowie- Teichner, D .: Adaptive Filter Techniques for Separation of Luminance and chrominance in PAL TV signals. IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32 (1986), No. 3, pp 241-250 as well
- Hentschel, Ch.: Comparison between Median Filtering and Vertical Edge Controlled Interpolation for Flicker Reduction, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-35 (1989), No. 3, pp 279-289 verwiesen.- Hentschel, Ch .: Comparison between Median Filtering and Vertical Edge Controlled Interpolation for Flicker Reduction, IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-35 (1989), No. 3, pp 279-289 referred.

Bewegungsdetektionsverfahren und die zugehörigen Bewegungsdetektoren zielen in der Videotechnik im allgemeinen darauf ab, bei der Bildsignalverarbeitung zwischen verschiedenen Verarbeitungsmodi, die für ruhende bzw. für bewegte Bereiche besonders gut geeignet sind, umzuschalten. In der Regel werden hierbei die Differenzen örtlich gleicher Bildpunkte ausgewertet, wobei die Differenz bei Bewegung ungleich Null wird. In Zeilensprungsystemen besteht zwischen zwei aufeinanderfolgenden Teilbildern ein Offset um eine Zeile, weshalb hier nicht direkt die örtlich richtige Differenz gebildet werden kann. Daher werden für die Bewegungsdetektion in der Regel die Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Vollbildern gebildet, was die doppelte Laufzeit (in Ländern mit 50-Hz-Teilbildfrequenz 40 ms statt 20 ms) und somit auch einen erhöhten Hardwareaufwand an Bildspeichern mit sich bringt. Weiterhin erweist es sich oft als Nachteil, daß bestimmte Bewegungsfrequenzen um 25 Hz mit diesen Bewegungsdetektoren nicht erfaßt werden können.Motion detection methods and the associated Motion detectors generally aim in video technology depending on the image signal processing between different processing modes, which are for resting or for moving areas are particularly suitable for switching. As a rule, the differences become locally the same Pixels evaluated, the difference when moving becomes non-zero. In interlaced systems, there is between two successive fields an offset by one Line, which is why this is not the right one Difference can be formed. Therefore, for the Motion detection usually the differences between successive frames formed what is double Runtime (in countries with 50 Hz field frequency 40 ms instead 20 ms) and therefore also increased hardware expenditure Image storage entails. Furthermore, it often turns out as a disadvantage that certain movement frequencies around 25 Hz with these motion detectors cannot be detected.

Sehr vorteilhaft für die Hardwarerealisierung sind Bewegungsdetektoren mit nur einem Teilbildspeicher als Verzögerungsglied. Als Beispiel seien rekursiv arbeitende Bewegungsdetektoren genannt, wie sie bei der Rauschreduktion eingesetzt werden. Zur Differenzbildung werden entweder örtlich versetzte Bildpunkte zwischen geometrisch benachbarten Zeilen verwendet oder es wird in einem Teilbild durch eine vertikale Interpolation das gewünschte komplementäre Raster erzeugt. Hierbei werden jedoch auch ruhende horizontale Kanten mit erfaßt, so daß sich diese Art der Bewegungsdetektion nicht für Verfahren zur Flimmerreduktion eignet. Eine Erweiterung dieser Detektion ist in "ntz Archiv", Band 4 (1982), Heft 10, Seiten 313 bis 321, angebeben und besteht darin, daß nachträglich eine vertikale Tiefpaßfilterung durchgeführt wird. Ein weiterer Bewegungsdetektor verwendet eine Hochpaßfilterung im Vollbild, wobei eine nichtlineare Steuerung des Detektionssignals erfolgt, die ebenfalls auf einer Hochpaßfilterung im Vollbild basiert.Are very advantageous for hardware implementation Motion detectors with only one field memory as Delay element. As an example, let's work recursively Called motion detectors, such as those used in noise reduction be used. For difference formation either locally offset pixels between geometric neighboring lines are used or it is in a field by vertical interpolation complementary grid generated. However, here too horizontal edges at rest, so that this type motion detection not for procedures for Flicker reduction is suitable. An extension of this detection is in "ntz Archive", Volume 4 (1982), No. 10, pages 313 to 321, indicate and consists in the fact that a vertical low pass filtering is performed. Another Motion detector uses high pass filtering in the Full screen, with a non-linear control of the Detection signal takes place, which is also on a High pass filtering based on full screen.

Die Bewegungsdetektoren sollen im allgemeinen auch bewegte kontrastarme Objekte erkennen, wobei dann ein Kompromiß in Bezug auf die Rauschempfindlichkeit gebildet werden muß. Rauschen führt nach der Differenzbildung zu Signalanteilen, die häufig eine Bewegung vortäuschen. In der Regel ist der Aufwand für die Reduzierung der Rauschempfindlichkeit beträchtlich.The motion detectors are also said to be moving in general Recognize low-contrast objects, then a compromise in Regarding noise sensitivity must be formed. Noise leads to signal components after the difference is formed, who often pretend to be moving. As a rule, the Effort for reducing noise sensitivity considerably.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Bewegungsdetektionsverfahren und den zugehörigen Bewegungsdetektor zur Verfügung zu stellen, das bzw. der bereits mit einer Teilbildverzögerung zuverlässig arbeitet.The object of the present invention is a Motion detection method and the associated To provide motion detector, the already works reliably with a field delay.

Die Aufgabe wird für das Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der erfinderische Bewegungsdetektor zeichnet sich dadurch aus,The task is identified for the procedure by the Features of claim 1 solved. The inventive one Motion detector is characterized by

- daß der Bewegungsdetektor ein Vollbild-Hochpaßfilter und eine dem Vollbild-Hochpaßfilter nachgeschaltete Auswerteeinheit aufweist,- That the motion detector is a full-frame high-pass filter and a downstream of the full-screen high-pass filter Has evaluation unit,
- daß dem Vollbild-Hochpaßfilter das Videovollbild zuführbar ist,- That the full frame high-pass filter, the video frame can be fed is
- daß das Vollbild-Hochpaßfilter (5) insbesondere die vertikale Nyquistfrequenz passieren läßt, die eine Periode aufweist, die in etwa dem Abstand von einer Videozeile zur geometrisch übernächsten Videozeile entspricht, und- That the full-screen high-pass filter ( 5 ) in particular lets the vertical Nyquist frequency pass, which has a period that corresponds approximately to the distance from one video line to the geometrically next video line, and
- daß die Auswerteeinheit das Vollbild als unbewegt detektiert, wenn ihr vom Vollbild-Hochpaßfilter ein betragsmäßig kleines Signal zugeführt wird.- That the evaluation unit the full image as unmoved detects if you're a full-screen high-pass filter small signal is supplied.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird also nicht global die Differenz zwischen den Teilbildinhalten gebildet, sondern es werden deren hochfrequente vertikale Anteile ausgewertet. Hierbei wird die Erkenntnis genutzt, daß bei üblichen Kameras Strukturen mit einer Zeilenbreite von eins nicht erfaßt werden, da die Abtastung in der Regel über zwei Zeilen erfolgt. Genau diese Strukturen treten aber in bewegten Bereichen auf und können bereits innerhalb eines Vollbildes sicher erkannt werden.According to the present invention, that is not global Difference between the field contents formed, but it their high-frequency vertical components are evaluated. Here, the knowledge is used that with conventional cameras Structures with a line width of one are not included because the scan is usually over two lines he follows. Exactly these structures occur in moving Areas and can already be within a full screen be recognized safely.

Die Bewegungsdetektion erfolgt vorzugsweise bildpunktgenau. Um daher bewegte Bildpunkte von feinen, ruhenden Bildpunkten sicher unterscheiden zu können, sollte das Vollbild-Hochpaßfilter als schmalbandiges Hochpaßfilter ausgebildet sein, also eine schmalbandige Filterung durchführen. The movement detection is preferably carried out with pixel accuracy. Therefore, moving pixels of fine, still pixels that should be able to differentiate safely Full-screen high-pass filter as a narrow-band high-pass filter be formed, that is, narrow-band filtering carry out.

Eine wesentlich effektivere Detektion der Bewegung erhält man in der erfindungsgemäßen Schaltung, wenn eine Auswertung der hochfrequenten Anteile nicht nur im Vollbild, sondern gemäß den Ansprüchen 4, 5, 13 und 14 auch innerhalb eines oder auch beider Teilbilder erfolgt. Vorteile dieser Lösung sind die Informationen über die bereits im ruhenden Bild vorhandenen hochfrequenten Anteile, die dazu genutzt werden können, mit einfachen Filtern mit nur wenigen Koeffizienten eine Detektion der hochfrequenten "Mäusezähnchen" durchzuführen und sicher von ruhenden Strukturen zu trennen. Auch Rauschstörungen werden wirkungsvoll unterdrückt.A much more effective detection of the movement is obtained in the circuit according to the invention if an evaluation of the high-frequency components not only in full screen, but according to claims 4, 5, 13 and 14 also within one or both drawing files. The advantages of this solution are Information about those already in the still picture high-frequency components that can be used with simple filters with only a few coefficients one Detect the high-frequency "mouse teeth" and safely separate from dormant structures. Also Noise disturbances are effectively suppressed.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand der Zeichnungen sowie aus den weiteren Unteransprüchen. Dabei zeigenFurther advantages and details emerge from the following description of an embodiment, based on of the drawings and from the further subclaims. Here demonstrate

Fig. 1A und B die Entstehung von sogenannten "Mäusezähnchen" in bewegten Gebieten eines Vollbildes; Fig. 1A and B the formation of so-called "Mäusezähnchen" in moving areas of a frame;

Fig. 2 das Schema eines Bewegungsdetektors mit Teilbildverzögerung; Fig. 2 is a diagram of a motion detector with field delay;

Fig. 3 das Beispiel einer vertikalen Filterung in den einzelnen Teilbildern und im Vollbild; Figure 3 is an example of a vertical filtering in the individual partial images and the frame.

Fig. 4 A, B und C die spektrale Empfindlichkeit der Frequenz filterung in den Teilbildern und im Vollbild; Fig. 4 A, B and C, the spectral sensitivity of the frequency filtering in the fields and in the frame;

Fig. 5 die Detektionsgebiete in der vertikal zeitlichen Frequenzebene; Fig. 5, the detection areas in the vertical temporal frequency domain;

Fig. 6 die Detektionsgebiete in der horizontal zeitlichen Frequenzebene; Fig. 6, the detection areas in the horizontal plane of temporal frequency;

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Bewegungsdetektors und Fig. 7 is a block diagram of a motion detector and

Fig. 8 die Ermittlung der Bewegungsinformation. Fig. 8 shows the determination of the motion information.

Wie allgemein bekannt, werden Videobilder nicht als Vollbilder, sondern als Teil- oder Halbbilder übertragen. Ein Vollbild besteht aus zwei aufeinanderfolgenden Teilbildern. Jedes Teilbild besteht aus einer Anzahl von vertikal untereinander angeordneten Videozeilen, wobei jede Videozeile aus einzelnen Bildpunkten besteht. Im Vollbild sind dann die Videozeilen der Videoteilbilder alternierend angeordnet.As is well known, video images are not considered Full frames, but transferred as fields or fields. On Full picture consists of two successive drawing files. Each drawing file consists of a number of vertical video lines arranged one below the other, each video line consists of individual pixels. The full screen is then the Video lines of the video fields are arranged alternately.

Gemäß Fig. 1A wird ein Balken 1 horizontal bewegt. Der Balken befindet sich dadurch in aufeinanderfolgenden Teilbildern n, n+1 an unterschiedlichen Stellen. Innerhalb eines Teilbildes n, n+1 treten noch keine vertikalen hochfrequenten Strukturen auf, so daß die Differenz zwischen untereinanderliegenden Zeilen innerhalb eines Teilbildes n, n+1 null ist. Im Vollbild dagegen sieht man in den bewegten Bereichen die hochfrequenten Strukturen, die der sogenannten Nyquistfrequenz entsprechen. Diese Strukturen sind auch unter dem Namen "Mäusezähnchen" bekannt.Referring to FIG. 1A, a beam 1 is moved horizontally. As a result, the bar is located in successive fields n, n + 1 at different locations. Vertical high-frequency structures do not yet occur within a field n, n + 1, so that the difference between lines lying one below the other within a field n, n + 1 is zero. In the full screen, however, you can see the high-frequency structures in the moving areas, which correspond to the so-called Nyquist frequency. These structures are also known as "mouse teeth".

Gemäß Fig. 1B wird ein anderes Objekt, hier eine Ellipse 2, in einer nicht horizontalen Richtung bewegt. Auch in diesem Fall treten "Mäusezähnchen" in den bewegten Bereichen auf.According to Fig. 1B is another object, in this case an ellipse 2 is moved in a non-horizontal direction. In this case too, "mouse teeth" appear in the moving areas.

Anhand von Fig. 1 erkennt man also, daß es zur Bewegungsdetektion ausreicht, die vertikale Nyquistfrequenz möglichst genau zu detektieren. Referring to Fig. 1 It is thus seen that it is sufficient for movement detection, to detect the vertical Nyquist frequency as accurately as possible.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besteht der erfindungsgemäße Bewegungsdetektor im Prinzip aus den vertikalen Teilbild-Hochpaßfiltern (Vollbild-Bandpaßfiltern) 3, 4 sowie dem vertikalen Vollbild-Hochpaßfilter 5. Den Filtern 3 bis 5 sind Betragsbildner 6 nachgeschaltet, deren Ausgangssignal der Auswerteeinheit 7 zugeführt wird. Das am Eingang 8 eingespeiste Videosignal wird den Filtern 3 und 5 direkt sowie den Filtern 4 und 5 indirekt über die Verzögerungseinheit 9 zugeführt. Die Verzögerungseinheit 9 verzögert das Videosignal um genau ein Teilbild, so daß gleichzeitig im Vollbild-Hochpaßfilter 5 die Teilbilder n und n+1, im Teilbild-Hochpaßfilter 3 das Videoteilbild n+1, und im Teilbild-Hochpaßfilter 4 das Teilbild n ausgewertet werden.As can be seen from FIG. 2, the motion detector according to the invention basically consists of the vertical field high-pass filters (full-frame band-pass filters) 3 , 4 and the vertical full-frame high-pass filter 5 . The filters 3 to 5 are followed by magnifiers 6 , the output signal of which is fed to the evaluation unit 7 . The video signal fed in at input 8 is fed directly to filters 3 and 5 and filters 4 and 5 indirectly via delay unit 9 . The delay unit 9 delays the video signal by exactly one field, so that the fields n and n + 1 are simultaneously evaluated in the frame high-pass filter 5 , the video field n + 1 in the field high-pass filter 3 , and the field n in the field high-pass filter 4 .

Die Auswerteeinheit 7 wertet die ihr zugeführten Eingangssignale aus und entscheidet dann, ob eine Bewegung erfolgt ist oder nicht. Die Auswertung erfolgt dabei bildpunktgenau, daß heißt für jeden einzelnen Bildpunkt. Wenn das von der Auswerteeinheit 7 gelieferte Ausgangssignal einen großen Wert hat, so wird dies als bewegt interpretiert, wenn das Ausgangssignal klein ist, als unbewegt.The evaluation unit 7 evaluates the input signals supplied to it and then decides whether a movement has taken place or not. The evaluation is carried out with pixel accuracy, that is to say for each individual pixel. If the output signal supplied by the evaluation unit 7 has a large value, this is interpreted as moving, if the output signal is small, as unmoving.

Das Ausgangssignal der Auswerteeinheit 7 kann in an sich bekannter Art und Weise nachbearbeitet werden und ein zweistufiges Signal (bewegt-unbewegt) oder ein feiner quantisiertes bis hin zu einem analogen Signal ausgeben. Es kann beispielsweise durch eine planare Tiefpaßfilterung geglättet werden, es kann nachverstärkt werden, und es kann auch eine nichtlineare Amplitudenbewertung erfolgen. Diese Nachverarbeitung ist allgemein üblich und der Übersichtlichkeit halber in Fig. 2 nicht dargestellt.The output signal of the evaluation unit 7 can be post-processed in a manner known per se and output a two-stage signal (moved-still) or a finer quantized up to an analog signal. For example, it can be smoothed by a planar low-pass filtering, it can be amplified, and a non-linear amplitude evaluation can also be carried out. This post-processing is common and is not shown in FIG. 2 for the sake of clarity.

Zur Erläuterung der gewählten Bezeichnungen Vollbild-Hochpaßfilter 5 und Teilbild-Hochpaßfilter 3 und 4 sei auf folgendes hingewiesen: To explain the selected designations full-frame high-pass filter 5 and field high-pass filter 3 and 4 , the following should be noted:

In abgetasteten Systemen ist die höchste darstellbare Frequenz die Nyquistfrequenz, die der halben Abtastfrequenz entspricht. Wenn diese Frequenz ein Filter ungedämpft passieren kann und niederfrequente Signale unterdrückt werden, handelt es sich um ein Hochpaßfilter. Dies ist bei dem beschriebenen Vollbild-Hochpaßfilter 5 uneingeschränkt der Fall. Anders ist die Lage bei der Filterung im Teilbild. Bezogen auf die volle Zeilenzahl im Vollbild handelt es sich tatsächlich um ein Bandpaßfilter, wie es auch aus den Spektren zu ersehen ist. Jedoch wird nur innerhalb eines Teilbildes mit der halben Zeilenzahl gefiltert, weshalb innerhalb des Teilbildes ein Hochpaßfilter zur Anwendung kommt. Daher wird gleichberechtigt von einem Teilbild-Hochpaßfilter oder einen Vollbild-Bandpaßfilter gesprochen. Wegen der gleichen Filterkoeffizienten im Vollbild 5 und im Teilbild 3 wird die Bezeichnung Hochpaß gewählt, wobei zur Unterscheidung der Bezug Teilbild oder Vollbild vorangestellt ist.In sampled systems, the highest frequency that can be represented is the Nyquist frequency, which corresponds to half the sampling frequency. If this frequency can pass a filter undamped and low-frequency signals are suppressed, it is a high-pass filter. This is the case with the described full-screen high-pass filter 5 without restriction. The situation is different when filtering in the drawing file. In relation to the full number of lines in the full screen, it is actually a bandpass filter, as can also be seen from the spectra. However, only half the number of lines is filtered within a field, which is why a high-pass filter is used within the field. Therefore, one speaks equally of a field high-pass filter or a full-frame band-pass filter. Because of the same filter coefficients in full image 5 and partial image 3 , the designation high pass is chosen, with the reference partial image or full image preceding to differentiate.

Um die Nyquistfrequenz möglichst genau detektieren zu können und um Bewegungsinformation möglichst sicher von feinen, ruhenden Details trennen zu können, sollte das Vollbild-Hochpaßfilter 5 schmalbandig ausgelegt sein. Das Vollbild-Hochpaßfilter 5 sollte also insbesondere die Nyquistfrequenz aufweisen, die einer Periode entspricht, die möglichst genau dem Abstand von einer Videozeile zur übernächsten geometrischen Videozeile des Vollbildes entspricht. Zwecks möglichst guter Detektion feiner, ruhender Details sollten in analoger Weise die Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 möglichst derart ausgelegt sein, daß ihre Mittenfrequenz einer Periode entspricht, die möglichst genau gleich dem Abstand einer Videozeile zur viertnächsten geometrischen Videozeile (des Vollbildes) entspricht. In order to be able to detect the Nyquist frequency as precisely as possible and to be able to separate movement information from fine, stationary details as securely as possible, the full-screen high-pass filter 5 should be designed to be narrowband. The full-screen high-pass filter 5 should therefore have, in particular, the Nyquist frequency, which corresponds to a period that corresponds as closely as possible to the distance from one video line to the next but one geometric video line of the full image. For the best possible detection of fine, static details, the sub-image high-pass filters 3 , 4 should be designed in an analogous manner so that their center frequency corresponds to a period that corresponds as exactly as possible to the distance of a video line from the fourth next geometric video line (of the full image).

Ein Beispiel einer derartigen Filterung ist in Fig. 3 dargestellt. Gemäß Fig. 3 werden benachbarte Videozeilen des Videoteilbildes n durch das Teilbild-Hochpaßfilter 4 mit den Koeffizienten -0,5 und +0,5 gewichtet. Dadurch wird ein sinusförmiger Frequenzgang erreicht. Gleichzeitig wird durch das Teilbild-Hochpaßfilter 3 das unverzögerte Teilbild n+1 derart gefiltert, daß drei benachbarte Zeilen des Videoteilbildes n+1 mit den Koeffizienten -0,25, 0,5, -0,25 gewichtet werden. Dadurch wird ein sinus²-förmiger Frequenzgang erreicht. Im Vollbild wird ebenfalls über drei Zeilen mit den zuletzt genannten Koeffizienten gefiltert, wobei im Vollbild selbstverständlich Videozeilen beider Teilbilder n, n+1 gefiltert werden. Das Vollbild-Hochpaßfilter 5 hat also sein Maximum bei der Nyquistfrequenz, während die Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 sie unterdrücken.An example of such filtering is shown in FIG. 3. Referring to FIG. 3 adjacent video lines of the video field n by the sub-screen high-pass filter 4 with the coefficient -0.5 and +0.5 weighted. This results in a sinusoidal frequency response. At the same time, the undelayed field n + 1 is filtered by the field high-pass filter 3 such that three adjacent lines of the video field n + 1 are weighted with the coefficients -0.25, 0.5, -0.25. This results in a sinusoidal frequency response. In the full screen, filtering is also carried out over three lines with the last-mentioned coefficients, with video lines of both sub-screens n, n + 1 being naturally filtered in the full screen. The full-frame high-pass filter 5 thus has its maximum at the Nyquist frequency, while the sub-frame high-pass filters 3 , 4 suppress them.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besitzen sowohl die Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 als auch das Vollbild-Hochpaßfilter 5 ihren Schwerpunkt bei der doppelt schraffierten Zeile. Es sind also die Gruppenlaufzeiten bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeiten der Hochpaßfilter 3 bis 5 aufeinander abgestimmt.As can be seen from Fig. 3, both the field high-pass filter 3 , 4 and the full-frame high-pass filter 5 have their focus on the double-hatched line. The group delays or processing speeds of the high-pass filters 3 to 5 are therefore coordinated with one another.

Durch die Auswertung der Ausgangssignale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 erhält man Informationen über bereits im ruhenden Bild vorhandene hochfrequente Anteile. Diese Anteile können dazu genutzt werden, die Filter 3 bis 5 mit nur wenigen Koeffizienten zu versehen und dennoch sicher ruhende feine Details von Bewegungsinformation trennen zu können. Auch können Rauschstörungen wirkungsvoller unterdrückt werden. Im Ergebnis kann mittels der dreifachen Filterung in den Filtern 3 bis 5 der effektive Detektionsbereich des Bewegungsdetektors auf Frequenzen in der Nähe der Nyquistfrequenz konzentriert werden, obwohl das Vollbild-Hochpaßfilter 5 ein relativ breitbandiges Filter ist. Es wird also trotz Verwendung einfacher, breitbandiger Filter durch die Kombination mehrerer derartiger Filter 3 bis 5 miteinander eine im Ergebnis sehr schmalbandige Filterung erreicht.By evaluating the output signals of the sub-picture high-pass filters 3 , 4 , information about high-frequency components already present in the still picture is obtained. These parts can be used to provide filters 3 to 5 with only a few coefficients and yet to be able to separate fine details that are at rest from movement information. Noise interference can also be suppressed more effectively. As a result, by means of triple filtering in filters 3 to 5, the effective detection range of the motion detector can be concentrated on frequencies in the vicinity of the Nyquist frequency, although the full-frame high-pass filter 5 is a relatively broadband filter. Despite the use of simple, broadband filters, the combination of several such filters 3 to 5 results in filtering that is very narrow band as a result.

Die Filtercharakteristiken der einzelnen Filter sind in den Fig. 4A bis 4C dargestellt. Nach rechts ist jeweils die normierte vertikale Frequenz aufgetragen, nach oben jeweils die spektrale Empfindlichkeit. Fig. 4A zeigt die spektrale Empfindlichkeit des Filters 4, Fig. 4B die des Filters 3 und Fig. 4C die des Filters 5.The filter characteristics of the individual filters are shown in FIGS. 4A to 4C. The normalized vertical frequency is plotted on the right, and the spectral sensitivity is plotted on the top. FIG. 4A shows the spectral sensitivity of filter 4 , FIG. 4B that of filter 3 and FIG. 4C that of filter 5 .

Eine Filterung über zwei Teilbilder n, n+1 hat immer auch eine zeitliche Komponente, weshalb die spektrale Empfindlichkeit des Bewegungsdetektors auch in der Frequenzebene beschrieben werden soll. In Fig. 5 ist die vertikal-zeitliche Frequenzebene dargestellt. Die im Schachbrettmuster angeordneten Punkte beschreiben die Wiederholspektren der Zeilensprungabtastung, die aufgrund der Abtastung in vertikaler Richtung (Zeilenabstand) und zeitlicher Richtung (Teilbildabstand) entstehen. Dadurch wird die maximale Übertragungsbandbreite des Basisbandes bestimmt, die hier durch die vertikal-zeitliche Nyquistgrenze dargestellt ist. Entlang der vertikalen Ortsfrequenzachse sieht man die detektierten schraffierten Bereiche mit einem Maximum bei der vertikalen Nyquistfrequenz. Aufgrund der Zeilensprungabtastung erscheint dieser Bereich gespiegelt an allen Trägern, so daß entlang der Zeitfrequenzachse die Bewegungsfrequenzen ebenfalls detektiert werden. Dies war das Ziel dieses Bewegungsdetektors. Man erkennt allerdings auch die niedrige Empfindlichkeit dieses Detektors auf mittlere vertikale Ortsfrequenzen, was gleichzeitig eine niedrige Empfindlichkeit für horizontale Kanten mit sich bringt (vorteilhaft bei der Flimmerreduktion). Filtering over two partial images n, n + 1 always has a temporal component, which is why the spectral sensitivity of the motion detector should also be described in the frequency level. In FIG. 5, the vertical-temporal frequency domain is shown. The points arranged in the checkerboard pattern describe the repetition spectra of the interlaced scan which arise due to the scanning in the vertical direction (line spacing) and temporal direction (field spacing). This determines the maximum transmission bandwidth of the baseband, which is represented here by the vertical-temporal Nyquist limit. The hatched areas detected can be seen along the vertical spatial frequency axis with a maximum at the vertical Nyquist frequency. Due to the interlaced scanning, this area appears mirrored on all carriers, so that the movement frequencies are also detected along the time frequency axis. This was the goal of this motion detector. However, you can also see the low sensitivity of this detector to medium vertical spatial frequencies, which at the same time brings with it a low sensitivity for horizontal edges (advantageous for flicker reduction).

Fig. 6 zeigt die Detektionsgebiete in der horizontal zeitlichen Frequenzebene. Unabhängig von der horizontalen Ortsfrequenz werden bis in der Nähe der zeitlichen Abtastfrequenz (Teilbildfrequenz) alle Bewegungsfrequenzen detektiert. Bewegungsdetektoren auf der Basis von Vollbildverzögerungen haben dagegen noch eine Nullstelle bei der halben zeitlichen Abtastfrequenz und können somit nicht alle Bewegungsfrequenzen erfassen. Fig. 6 shows the detection areas in the horizontal plane of temporal frequency. Regardless of the horizontal spatial frequency, all movement frequencies are detected up to near the temporal sampling frequency (field frequency). Motion detectors based on frame delays, on the other hand, still have a zero at half the time sampling frequency and therefore cannot detect all motion frequencies.

Fig. 7 zeigt nun eine detailliertere Darstellung des Bewegungsdetektors von Fig. 2. Gemäß Fig. 7 weist der Bewegungsdetektor zusätzlich zur Verzögerungseinheit 9 drei Verzögerungseinheiten 10 auf, welche das Videosignal jeweils um eine Zeile verzögern. Ferner weist er acht Verstärker 11 bis 13 auf. Die Verstärker 11 verstärken das ihnen zugeführte Signal mit dem Faktor -0,25. Die Verstärker 12 verstärken das ihnen zugeführte Signal mit dem Faktor 0,5. Der Verstärker 13 verstärkt das im zugeführte Signal mit dem Faktor -0,5. Schematisch ist in Fig. 7 eingezeichnet, welche der Elemente 10 bis 13 zur jeweiligen Filterfunktion der Kamm- bzw. Hochpaßfilter 3 bis 5 beitragen. Insbesondere durch den ineinander verzahnten Aufbau der Hochpaßfilter 3 bis 5 ist gewährleistet, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeiten (Gruppenlaufzeiten) der Filter 3 bis 5 gleich sind. FIG. 7 now shows a more detailed illustration of the motion detector of FIG. 2. According to FIG. 7, in addition to the delay unit 9 , the motion detector has three delay units 10 , which delay the video signal by one line each. It also has eight amplifiers 11 to 13 . The amplifiers 11 amplify the signal supplied to them by a factor of -0.25. The amplifiers 12 amplify the signal supplied to them by a factor of 0.5. The amplifier 13 amplifies the signal supplied by a factor of -0.5. It is shown schematically in FIG. 7 which of the elements 10 to 13 contribute to the respective filter function of the comb or high-pass filters 3 to 5 . In particular, the interlocking structure of the high-pass filters 3 to 5 ensures that the processing speeds (group delays) of the filters 3 to 5 are the same.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, werden die Beträge der Ausgangssignale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 dem Maximumbildner 14 zugeführt und anschließend durch den Verstärker 15 mit einem vorwählbaren Verstärkungsfaktor verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 15 wird einem Komparator 16 zugeführt. Als zweites Eingangssignal wird dem Komparator 16 der Betrag des Ausgangssignals des Vollbild-Hochpaßfilters 5 zugeführt.As can be seen from FIG. 7, the amounts of the output signals of the field high-pass filters 3 , 4 are fed to the maximum former 14 and then amplified by the amplifier 15 with a preselectable gain factor. The output signal of the amplifier 15 is fed to a comparator 16 . The magnitude of the output signal of the frame high-pass filter 5 is fed to the comparator 16 as the second input signal.

Wenn das Signal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 größer als die Signale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 ist, erkennt der Komparator auf bewegtes Bild. Durch Veränderung des Verstärkungsfaktors des Verstärkers 15 kann eingestellt werden, um welchen Faktor das Ausgangssignal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 über dem der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 liegen muß, damit im Komparator 16 ein Bewegungssignal erkannt wird. Bei kleinen Signalpegeln wird dieses Kriterium jedoch unsicher. Zur Verbesserung der Empfindlichkeit wird daher ein Offset eingeführt, der am Summationspunkt 17 vom Signal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 subtrahiert wird. Das Ausgangssignal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 wird also vor dem Vergleich mit den Signalen der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 einer Signalpegelverschiebung unterzogen.If the signal of the frame high-pass filter 5 is larger than the signals of the field high-pass filters 3 , 4 , the comparator detects a moving picture. By changing the gain factor of the amplifier 15 can be set by which factor the output signal of the frame high-pass filter 5 must be above that of the field high-pass filter 3 , 4 , so that a motion signal is detected in the comparator 16 . However, this criterion becomes uncertain at low signal levels. To improve the sensitivity, an offset is therefore introduced, which is subtracted from the signal of the full-frame high-pass filter 5 at the summation point 17 . The output signal of the frame high-pass filter 5 is therefore subjected to a signal level shift before the comparison with the signals of the field high-pass filters 3 , 4 .

Der Komparator 16 erzeugt ein zweipegeliges Signal, das für viele Anwendungen ausreicht. Eine alternative nichtlineare Mischung der Eingangssignale könnte aber auch ein quantisiertes analoges Ausgangssignal erzeugen, was bei der weichen Überblendung zwischen verschiedenen Verfahren zur Signalverarbeitung zu weniger Störungen führt. Auch könnte sich eine weitere Verarbeitung zur Glättung und Amplitudenbewertung anschließen (Tiefpaßfilterung, nichtlineare Kennlinie u. a.). Eine Nachverarbeitung der zweipegeligen Information könnte dadurch erfolgen, daß singuläre als bewegt erkannte Punkte eliminiert werden. Es könnten aber auch Punkte eliminiert werden, die beispielsweise lediglich einen weiteren bewegten Punkt in der Nachbarschaft besitzen. Auch hier gibt es beliebig viele Möglichkeiten der Nachverarbeitung. Z. B. könnte das Gebiet als bewegt erkannt er Bildpunkte durch Dilatation vergrößert werden.The comparator 16 generates a two-level signal, which is sufficient for many applications. However, an alternative non-linear mixture of the input signals could also produce a quantized analog output signal, which leads to fewer interferences with the soft cross-fading between different signal processing methods. Further processing for smoothing and amplitude evaluation (low-pass filtering, non-linear characteristic, etc.) could also follow. The two-level information could be post-processed by eliminating singular points identified as moving. Points could, however, also be eliminated which, for example, only have another moving point in the neighborhood. Here too there are any number of options for post-processing. For example, the area could be recognized as moving, and pixels could be enlarged by dilation.

Der erfindungsgemäße Bewegungsdetektor kann weiterhin mit anderen Detektoren kombiniert werden, zum Beispiel mit Bewegungsdetektoren mit Vollbildverzögerungen, um möglicherweise die Empfindlichkeit für vertikal bewegte Strukturen zu erhöhen. The motion detector according to the invention can also be used other detectors can be combined, for example with Motion detectors with frame delays to possibly the sensitivity to vertically moving Structures to increase.

Sowohl bei der kontinuierlichen (analogen) als auch bei der zweipegeligen (digitalen) Nachverarbeitung wird das Detektionssignal pixelgenau erzeugt, so daß sich das Detektionssignal besonders gut für eine kontinuierliche Signalverarbeitung eignet.Both in the continuous (analog) and in the two-level (digital) post-processing Detection signal generated pixel-perfect, so that the Detection signal particularly good for continuous Signal processing is suitable.

Obenstehend wurde beschrieben, wie eine Filterung mit linearen Kammfiltern 3 bis 5 durchzuführen ist. Ebenso ist es aber auch möglich, statt einer linearen Filterung mit Verzögerungsgliedern, Multiplikatoren und Addierern, die sich mit der Systemtheorie beschreiben läßt, logische Kaminfilter zu verwenden. Zwar können dann keine Übertragungsspektren angegeben werden, jedoch müssen sie für sinusförmige Eingangssignale in etwa dieselben Charakteristiken wie in Fig. 4 aufweisen; das heißt innerhalb der Teilbilder eine hohe Empfindlichkeit bei einem Viertel der vertikalen Abtastfrequenz und innerhalb eines Vollbildes bei der halben vertikalen Abtastfrequenz. Je nach Ausführung kann die Betragsbildung bereits Teil der logischen Kammfilter sein.The above described how filtering with linear comb filters 3 to 5 is to be carried out. However, it is also possible to use logical chimney filters instead of linear filtering with delay elements, multipliers and adders, which can be described using system theory. No transmission spectra can then be specified, but they must have roughly the same characteristics as in FIG. 4 for sinusoidal input signals; that is, within the fields, a high sensitivity at a quarter of the vertical sampling frequency and within a frame at half the vertical sampling frequency. Depending on the version, the amount formation can already be part of the logical comb filter.

Insbesonders bei linearer Filterung besitzen die Signale nicht nur Null- und Einspegel, sondern können beliebige Werte aufweisen. Wenn die Auswerteeinheit 7 als Fuzzy-Einheit ausgebildet ist, kann mit vergleichsweise geringem Aufwand eine sichere Einstufung von Bildinformation als bewegt oder unbewegt erreicht werden.Particularly with linear filtering, the signals not only have zero and single levels, but can have any values. If the evaluation unit 7 is designed as a fuzzy unit, a reliable classification of image information as being moved or unmoved can be achieved with comparatively little effort.

Fig. 8 zeigt nun, wie anhand der Ausgangssignale der Hochpaßfilter 3 bis 5 ein Bildpunkt als bewegt oder als unbewegt detektiert wird. Eine Null in Fig. 8 soll dabei ein kleines Signal repräsentieren, eine Eins ein großes Signal. Wenn das Ausgangssignal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 klein ist, liegt mit Sicherheit ein unbewegtes Videosignal vor. Wenn das Ausgangssignal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 groß ist, während die Ausgangssignale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 klein sind, liegt mit Sicherheit ein bewegtes Videobild vor. Wenn mindestens eines der Ausgangssignale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 einen hohen Wert aufweist, liegen feine Strukturen vor. Wenn sowohl das Ausgangssignal des Vollbild-Hochpaßfilters 5 als auch mindestens eines der Ausgangssignale der Teilbild-Hochpaßfilter 3, 4 einen hohen Wert aufweist, liegen feine Strukturen vor, bei denen unsicher ist, ob sie bewegt sind oder nicht. Bei einer derart unsicheren Bewegung kann die Verarbeitung je nach Anwendungsfall unterschiedlich gehandhabt werden. Der erfindungsgemäße Bewegungsdetektor weist gegenüber den bekannten Bewegungsdetektoren beträchtliche Vorteile auf. In einer einfachen Version beschränkt sich die Verzögerung auf einen Teilbildspeicher, wobei wegen der Unempfindlichkeit gegenüber horizontalen Kanten auch eine Eignung für Verfahren zur Flimmerreduktion gegeben ist. Ein weiterer Vorteil ist seine hohe Empfindlichkeit gegenüber horizontal bewegten Objekten, verbunden mit einer ungewöhnlichen Robustheit gegenüber Rauschstörungen. Zusätzlich werden auch 25-Hz-Bewegungsfrequenzen detektiert, die bei Bewegungsdetektoren mit Vollbildverzögerungen nicht erfaßt werden. Die Einsatzgebiete dieses Detektors sind dementsprechend vielfältig. Neben der Flimmerreduktion oder Rauschreduktion kann dieser Bewegungsdetektor vorteilhaft auch in Systemen zur Bewegungsschätzung und örtlichen Bewegungsinterpolation eingesetzt werden, zum Beispiel zur Vorselektion der Gebiete, in denen eine rechenintensive Bewegungsschätzung durchgeführt wird. Fig. 8 now shows how to 5, a pixel is detected as a moving or stationary based on the output signals of the high-pass filter. 3 A zero in FIG. 8 is intended to represent a small signal, a one a large signal. If the output signal of the frame high-pass filter 5 is small, there is certainly an unmoved video signal. If the output signal of the frame high-pass filter 5 is large while the output signals of the field high-pass filter 3 , 4 are small, there is definitely a moving video image. If at least one of the output signals of the field high-pass filters 3 , 4 has a high value, fine structures are present. If both the output signal of the frame high-pass filter 5 and at least one of the output signals of the field high-pass filters 3 , 4 have a high value, fine structures are present which are uncertain as to whether they are moved or not. With such an unsafe movement, the processing can be handled differently depending on the application. The motion detector according to the invention has considerable advantages over the known motion detectors. In a simple version, the delay is limited to a field memory, and because of the insensitivity to horizontal edges, it is also suitable for methods for reducing flicker. Another advantage is its high sensitivity to horizontally moving objects, combined with an unusual robustness against noise disturbances. In addition, 25 Hz motion frequencies are also detected, which are not detected in motion detectors with frame delays. The areas of application of this detector are accordingly diverse. In addition to flicker reduction or noise reduction, this motion detector can advantageously also be used in systems for motion estimation and local motion interpolation, for example for preselecting the areas in which a computationally intensive motion estimation is carried out.

BezugszeichenlisteReference list

1 Balken
2 Ellipse
3, 4 vertikales Teilbild-Hochpaßfilter
5 vertikales Vollbild-Hochpaßfilter
6 Betragsbildner
7 Auswerteeinheit
8 Eingang
9, 10 Verzögerungseinheiten:
9 Teilbildverzögerung
10 Zeilenverzögerung
11-13, 15 Verstärker
14 Maximumbildner
16 Komparator
17 Summationspunkt
n, n+1 Teilbilder 1 bar
2 ellipse
3 , 4 vertical sub-picture high-pass filter
5 vertical full-screen high-pass filters
6 amount generators
7 evaluation unit
8 entrance
9 , 10 delay units:
9 field delay
10 line delay
11-13 , 15 amplifiers
14 maximum formers
16 comparator
17 summation point
n, n + 1 drawing files

Claims

1. Bewegungsdetektionsverfahren für ein Videovollbild,

- wobei das Videovollbild aus zwei aufeinanderfolgenden Videoteilbildern (n, n+1) besteht,
- wobei die Videoteilbilder (n, n+1) je aus einer Anzahl vertikal untereinander angeordneter Videozeilen bestehen,
- wobei im Videovollbild die Videozeilen der Videoteilbilder (n, n+1) alternieren,
- wobei die Videozeilen aus Bildpunkten bestehen, dadurch gekennzeichnet,
- daß zur Bewegungsdetektion das Videovollbild einem vertikalen Vollbild-Hochpaßfilter (5) zugeführt wird, das insbesondere die vertikale Nyquistfrequenz passieren läßt, die eine Periode aufweist, die in etwa dem Abstand von einer Videozeile zur geometrisch übernächsten Videozeile entspricht, und
- daß das Videovollbild als unbewegt detektiert wird, wenn das Vollbild-Hochpaßfilter (5) ein betragsmäßig kleines Signal liefert.

1. motion detection method for a video frame,

the video frame consists of two successive video fields (n, n + 1),
the video partial images (n, n + 1) each consist of a number of video lines arranged vertically one below the other,
- The video lines of the video fields (n, n + 1) alternate in the video frame,
the video lines consist of pixels, characterized in that
- That for motion detection, the video frame is fed to a vertical full-frame high-pass filter ( 5 ), which in particular allows the vertical Nyquist frequency to pass, which has a period that corresponds approximately to the distance from one video line to the geometrically next-but-one video line, and
- That the video frame is detected as still when the full-frame high-pass filter ( 5 ) provides a small signal.

2. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektion bildpunktgenau erfolgt. 2. Motion detection method according to claim 1, characterized in that the Detection is carried out with pixel accuracy.

3. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vollbild-Hochpaßfilter (5) eine schmalbandige Filterung durchführt.3. Motion detection method according to claim 1 or 2, characterized in that the full-screen high-pass filter ( 5 ) carries out a narrow-band filtering.

4. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

- daß zur Detektion von unbewegten Feinstrukturen im Vollbild eines der Teilbilder (z. B. n) einem vertikalen Teilbild-Hochpaßfilter (Vollbild-Bandpaßfilter) (4) zugeführt wird, dessen Mittenfrequenz einer Periode entspricht, die in etwa dem Abstand einer Videozeile zur viertnächsten geometrischen Videozeile entspricht, und
- daß das Videovollbild als feinstrukturiert detektiert wird, wenn das Teilbild-Hochpaßfilter (4) ein betragsmäßig großes Signal liefert.

4. Motion detection method according to claim 1, 2 or 3, characterized in

- That for the detection of unmoved fine structures in the frame of one of the fields (z. B. n) a vertical field high-pass filter (full-frame bandpass filter) ( 4 ) is supplied, the center frequency of which corresponds to a period that is approximately the distance of a video line to the fourth next geometric video line corresponds, and
- That the video frame is detected as finely structured when the field high-pass filter ( 4 ) delivers a large signal.

5. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß das zweite Teilbild (n+1) einem weiteren vertikalen Teilbild-Hochpaßfilter (Vollbild-Bandpaßfilter) (3) zugeführt wird, dessen Mittenfrequenz einer Periode entspricht, die in etwa dem Abstand einer Videozeile zur viertnächsten geometrischen Videozeile entspricht, und
- daß das Videovollbild als feinstrukturiert detektiert wird, wenn das weitere Teilbild-Hochpaßfilter (3) ein betragsmäßig großes Signal liefert.

5. Motion detection method according to claim 4, characterized in

- That the second field (n + 1) is fed to a further vertical field high-pass filter (full-frame band-pass filter) ( 3 ), the center frequency of which corresponds to a period which corresponds approximately to the distance of a video line to the fourth next geometric video line, and
- That the video frame is detected as finely structured when the further field high-pass filter ( 3 ) provides a large signal.

6. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilbild-Hochpaßfilter (4) und das weitere Teilbild-Hochpaßfilter (3) voneinander verschiedene Filtercharakteristiken aufweisen. 6. Motion detection method according to claim 5, characterized in that the field high-pass filter ( 4 ) and the further field high-pass filter ( 3 ) have different filter characteristics.

7. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit (vertikale Gruppenlaufzeit) des Teilbild-Hochpaßfilters (4), ggf. auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit des weiteren Teilbild-Hochpaßfilters (3), auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Vollbild-Hochpaßfilters (5) abgestimmt ist.7. Motion detection method according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the processing speed (vertical group delay) of the field high-pass filter ( 4 ), possibly also the processing speed of the further field high-pass filter ( 3 ), on the processing speed of the full-frame high-pass filter ( 5 ) is matched.

8. Bewegungsdetektionsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei betragsmäßig großem Signal des Vollbild-Hochpaßfilters (5) das Vollbild als bewegt detektiert wird, wenn das Signal des Vollbild-Hochpaßfilters (5) um einen vorwählbaren Faktor größer als das Signal des Teilbild-Hochpaßfilters (4) bzw. die Signale der Teilbild-Hochpaßfilter (3, 4) ist.8. Motion detection method according to one of claims 4 to 7, characterized in that when the signal of the full-frame high-pass filter ( 5 ) is large, the full image is detected as moving when the signal of the full-screen high-pass filter ( 5 ) is greater than that by a preselectable factor Signal of the field high-pass filter ( 4 ) or the signals of the field high-pass filter ( 3 , 4 ).

9. Bewegungsdetektionsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal des Vollbild-Hochpaßfilters (5) vor dem Vergleich mit dem Signal des Teilbild-Hochpaßfilters (4) bzw. den Signalen der Teilbild-Hochpaßfilter (3, 4) einer Signalpegelverschiebung unterzogen wird.9. Motion detection method according to claim 8, characterized in that the signal of the frame high-pass filter ( 5 ) is subjected to a signal level shift before the comparison with the signal of the field high-pass filter ( 4 ) or the signals of the field high-pass filter ( 3 , 4 ) .

10. Bewegungsdetektionsverfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Signale der Hochpaßfilter (3 bis 5) in einer Fuzzy-Einheit (7) erfolgt.10. Motion detection method according to one of claims 4 to 9, characterized in that the evaluation of the signals of the high-pass filter ( 3 to 5 ) is carried out in a fuzzy unit ( 7 ).

11. Bewegungsdetektor für ein Videovollbild,

- wobei das Videovollbild aus zwei aufeinanderfolgenden Videoteilbildern (n, n+1) besteht,
- wobei die Videoteilbilder (n, n+1) je aus einer Anzahl vertikal untereinander angeordneter Videozeilen bestehen,
- wobei im Videovollbild die Videozeilen der Videoteilbilder (n, n+1) alternieren,
- wobei die Videozeilen aus Bildpunkten bestehen,
- wobei der Bewegungsdetektor ein Vollbild-Hochpaßfilter (5) und eine dem Vollbild-Hochpaßfilter (5) nachgeschaltete Auswerteeinheit (7) aufweist,
- wobei dem Vollbild-Hochpaßfilter (5) das Videovollbild zuführbar ist,
- wobei das Vollbild-Hochpaßfilter (5) insbesondere die vertikale Nyquistfrequenz passieren läßt, die eine Periode aufweist, die in etwa dem Abstand von einer Videozeile zur geometrisch übernächsten Videozeile entspricht, und
- wobei die Auswerteeinheit (7) das Vollbild als unbewegt detektiert, wenn ihr vom Vollbild-Hochpaßfilter (5) ein betragsmäßig kleines Signal zugeführt wird.

11. Motion detector for a video frame,

the video frame consists of two successive video fields (n, n + 1),
the video partial images (n, n + 1) each consist of a number of video lines arranged vertically one below the other,
- The video lines of the video fields (n, n + 1) alternate in the video frame,
- The video lines consist of pixels,
- The motion detector has a full-screen high-pass filter ( 5 ) and an evaluation unit ( 7 ) connected downstream of the full-screen high-pass filter ( 5 ),
- The full frame high-pass filter ( 5 ) can be fed the video frame,
- The full-screen high-pass filter ( 5 ) in particular lets the vertical Nyquist frequency pass, which has a period that corresponds approximately to the distance from one video line to the geometrically next video line, and
- The evaluation unit ( 7 ) detects the full image as unmoved when it is supplied by the full-screen high-pass filter ( 5 ) with a small signal.

12. Bewegungsdetektor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vollbild-Hochpaßfilter (5) als schmalbandiges Filter ausgebildet ist.12. Motion detector according to claim 11, characterized in that the full-frame high-pass filter ( 5 ) is designed as a narrow-band filter.

13. Bewegungsdetektor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,

- daß er zur Detektion von unbewegten Feinstrukturen im Vollbild ein vertikales Teilbild-Hochpaßfilter (Vollbild-Bandpaßfilter) (z. B. 4) aufweist, das der Auswerteeinheit (7) vorgeschaltet ist und dessen Mittenfrequenz einer Periode entspricht, die in etwa dem Abstand einer Videozeile zur viertnächsten geometrischen Videozeile entspricht, und
- daß die Auswerteeinheit (7) das Videovollbild als feinstrukturiert detektiert, wenn das Teilbild-Hochpaßfilter (4) ein betragsmäßig großes Signal liefert.

13. Motion detector according to claim 11 or 12, characterized in that

- That it has a vertical field high-pass filter (full-frame band-pass filter) (z. B. 4) for the detection of unmoved fine structures in the frame, which is connected upstream of the evaluation unit ( 7 ) and whose center frequency corresponds to a period which is approximately the distance of one Video line corresponds to the fourth next geometric video line, and
- That the evaluation unit ( 7 ) detects the video frame as finely structured when the field high-pass filter ( 4 ) delivers a large signal.

14. Bewegungsdetektor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

- daß er ein weiteres vertikales Teilbild-Hochpaßfilter (Vollbild-Bandpaßfilter) (3) aufweist, das ebenfalls der Auswerteeinheit (7) vorgeschaltet ist und dessen Mittenfrequenz ebenfalls einer Periode entspricht, die in etwa dem Abstand einer Videozeile zur viertnächsten geometrischen Videozeile entspricht, und
- daß die Auswerteeinheit (7) das Videovollbild als feinstrukturiert detektiert, wenn das weitere Teilbild-Hochpaßfilter (3) ein betragsmäßig großes Signal liefert.

14. Motion detector according to claim 13, characterized in that

- That he has another vertical field high-pass filter (full-frame bandpass filter) ( 3 ), which is also upstream of the evaluation unit ( 7 ) and whose center frequency also corresponds to a period that corresponds approximately to the distance of a video line to the fourth geometric video line, and
- That the evaluation unit ( 7 ) detects the video frame as finely structured when the further field high-pass filter ( 3 ) delivers a large signal.

15. Bewegungsdetektor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Teilbild-Hochpaßfilter (4) und das weitere Teilbild-Hochpaßfilter (3) voneinander verschiedene Filtercharakteristiken aufweisen.15. Motion detector according to claim 14, characterized in that the field high-pass filter ( 4 ) and the further field high-pass filter ( 3 ) have different filter characteristics.

16. Bewegungsdetektor nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit (vertikale Gruppenlaufzeit) des Teilbild-Hochpaßfilters, (4) ggf. auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit des weiteren Teilbild-Hochpaßfilters (3), auf die Verarbeitungsgeschwindigkeit des Vollbild-Hochpaßfilters (5) abgestimmt ist.16. Motion detector according to claim 13, 14 or 15, characterized in that the processing speed (vertical group delay) of the field high-pass filter ( 4 ), if necessary, also the processing speed of the further field high-pass filter ( 3 ), on the processing speed of the full-frame high-pass filter ( 5 ) is matched.

17. Bewegungsdetektor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (7) als Fuzzy-Einheit ausgebildet ist.17. Motion detector according to one of claims 13 to 16, characterized in that the evaluation unit ( 7 ) is designed as a fuzzy unit.

18. Bewegungsdetektor nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Vollbild-Hochpaßfilter (5), ggf. auch das bzw. die Teilbild-Hochpaßfilter (3, 4), als analoge Kammfilter ausgebildet ist bzw. sind.18. Motion detector according to one of claims 11 to 17, characterized in that the full-screen high-pass filter ( 5 ), possibly also the sub-picture or high-pass filter ( 3 , 4 ), is or are designed as an analog comb filter.

19. Bewegungsdetektor nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Vollbild-Hochpaßfilter (5), ggf. auch das bzw. die Teilbild-Hochpaßfilter (3, 4), als digitale Kammfilter ausgebildet ist bzw. sind.19. Motion detector according to one of claims 11 to 17, characterized in that the full-screen high-pass filter ( 5 ), possibly also the sub-picture or high-pass filter ( 3 , 4 ), is or are designed as digital comb filters.