JP2010256955A - 動きベクトル検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返しオブジェクトの有無の検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる動きベクトル検出装置を提供する。
【解決手段】相関検出部１０３は複数の方向の画素データ間の相関を検出する。繰り返しオブジェクト検出部１０４は動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する。動きベクトル検出部１０５は、過去に検出した動きベクトルの方向と同一方向の差分値を小さくし、対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置しているときに差分値を小さくして動きベクトルを検出する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置及び方法に係り、特に、縞模様のように、所定の階調や色の画素データが水平方向または垂直方向に繰り返し現れるパターンである繰り返しオブジェクトが存在する場合の動きベクトルの誤検出を低減することができる動きベクトル検出装置及び方法に関する。

映像信号表示装置においては、インターレース信号の映像信号をプログレッシブ信号に変換するＩ／Ｐ変換や、映像信号のフレーム周波数を２倍等の複数倍に増大させるフレーム周波数変換等の映像信号処理の際に、動きベクトルを利用している。映像信号表示装置に表示させる映像が、例えば縞模様のような所定の階調や色の画素データが水平方向または垂直方向に繰り返し現れる繰り返しオブジェクトを含む場合、繰り返しオブジェクトを含まない映像と比較して、Ｉ／Ｐ変換回路やフレーム周波数変換回路内の動きベクトル検出部は動きベクトルを誤検出してしまう可能性が高い。

そこで、映像に含まれる繰り返しオブジェクトの有無を検出し、繰り返しオブジェクトが存在する場合には動きベクトルの検出方法に工夫を施すことによって、動きベクトルの誤検出を低減させることが可能となる。映像が繰り返しオブジェクトを含む場合に動きベクトルの誤検出が多くなること、及び、繰り返しオブジェクトが存在する場合に動きベクトルの誤検出を低減させるための一手法が特許文献１に記載されている。また、特許文献２には、映像信号の動きベクトルを検出する際に、過去に検出された動きベクトルを参照することが記載されている。

特開２００７−２３５４０３号公報 特開２００６−３３１１３６号公報

特許文献１に記載の発明は、繰り返しオブジェクトを検出した際には動きベクトルを無効化するものであるので、動きベクトルの誤検出を低減させるという効果はさほど期待できない。そこで、繰り返しオブジェクトの有無の検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる新たな構成の動きベクトル検出装置及び方法が望まれる。

また、動きベクトルの誤検出を低減させるためには、繰り返しオブジェクトを精度よく検出することが必要となる。所定の階調や色の画素データの繰り返し周期は映像によって異なるので、複数の繰り返しパターンのいずれであっても繰り返しオブジェクトを精度よく検出することが望まれる。特許文献１に記載の繰り返しオブジェクト検出方法では、繰り返しオブジェクトを精度よく検出するという効果もさほど期待できない。そこで、繰り返しオブジェクトを精度よく検出することができ、繰り返しオブジェクトの有無の検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる新たな構成の動きベクトル検出装置及び方法が望まれる。

本発明はこのような要望に対応すべくなされたものであり、繰り返しオブジェクトの有無の検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる動きベクトル検出装置及び方法を提供することを目的とする。また、繰り返しオブジェクトを精度よく検出することができ、繰り返しオブジェクトの有無の高精度な検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる動きベクトル検出装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を求めて前記複数の方向の画素データ間の相関を検出する相関検出部（１０３）と、動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する繰り返しオブジェクト検出部（１０４）と、前記相関検出部より出力された前記複数の方向の差分値に基づいて動きベクトルを選択して出力する動きベクトル選択部（１０５１，１０５４）と、前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルよりも過去に検出した動きベクトルを動きベクトルとして出力しやすくする動きベクトル補正手段（１０５２，１０５３，１０５５）とを備えることを特徴とする動きベクトル検出装置を提供する。

前記動きベクトル補正手段は、前記複数の方向の差分値の内、過去に検出した動きベクトルの方向と同一方向の差分値を小さくし、かつ、前記同一方向の差分値を、前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合よりも小さくするゲインを生成する相関補正ゲイン生成部（１０５５）と、前記相関検出部より出力された前記複数の方向の差分値に前記相関補正ゲイン生成部によって生成したゲインを乗じて出力する相関補正部（１０５３）とを有し、前記動きベクトル選択部（１０５４）は、前記相関補正部より出力された前記複数の方向の補正後の差分値の内、最小値を示す差分値の方向を動きベクトルとして選択して出力することが好ましい。

前記相関補正ゲイン生成部は、前記複数の方向の動きベクトルを個別に保持し、前記過去に検出した動きベクトルと比較する複数の比較部（５５１₁〜５５１_n）と、前記比較部より出力された比較結果を積算する複数の積算部（５５２₁〜５５２_n）と、前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記複数の積算部より出力された積算値を大きくして、その大きくした積算値の逆数をゲインとして出力し、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合に、前記複数の積算部より出力された積算値の逆数をゲインとして出力する複数のゲイン補正部（５５３₁〜５５３_n）とを含むことが好ましい。

前記繰り返しオブジェクト検出部は、映像信号の１ライン内に配列した所定の範囲における複数の画素データの内の端部に位置する画素データを基準画素データとし、前記基準画素データと、前記複数の画素データ内の前記基準画素データと２画素離れた画素データから最大の画素数離れた画素データまでのそれぞれの画素データとの差分を演算してそれぞれの離間画素数毎の差分データを求める処理を、複数のラインに対して行う差分演算部（２₀₀〜２₀₂）と、前記差分演算部で前記複数のラインに対して求められた前記差分データを離間画素数毎に加算して離間画素数毎の加算データを求める加算部（３）と、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを、１画素分の時間から、前記離間画素数から画素数１を減じた画素数分の時間までの範囲で１画素分の時間ずつ順次遅延させ、遅延させる前の加算データと全ての遅延させた加算データとを加算することによって、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを水平方向に積算した前記離間画素数毎の水平積算値を求める水平方向積算部（４）と、前記水平方向積算部で求められた前記離間画素数毎の水平積算値を大小比較することによって、前記基準画素データが所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定する大小比較部（５）を含むことが好ましい。

また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を生成する差分値生成ステップと、動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する検出ステップと、前記差分値生成ステップにて生成した前記複数の方向の差分値に基づいて動きベクトルを選択する選択ステップと、前記検出ステップにて前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルを過去に検出した動きベクトルに置換して終的な動きベクトルを出力する出力ステップとを含むことを特徴とする動きベクトル検出方法を提供する。

さらに、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を生成する差分値生成ステップと、動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する検出ステップと、前記複数の方向の差分値の内、過去に検出した動きベクトルの方向と同一方向の差分値を小さくし、かつ、前記同一方向の差分値を、前記検出ステップにて前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合よりも小さくするゲインを生成するゲイン生成ステップと、前記複数の方向の差分値に前記ゲインを乗じて前記複数の方向の差分値を補正する差分値補正ステップと、補正した前記複数の方向の差分値の内、最小値を示す差分値の方向を動きベクトルとして選択する選択ステップとを含むことを特徴とする動きベクトル検出方法を提供する。

前記検出ステップは、映像信号の１ライン内に配列した所定の範囲における複数の画素データを複数のラインで抽出する抽出ステップと、前記複数のラインそれぞれで、前記複数の画素データの内の端部に位置する画素データを基準画素データとし、前記基準画素データと、前記複数の画素データ内の前記基準画素データと２画素離れた画素データから最大の画素数離れた画素データまでのそれぞれの画素データとの差分を演算してそれぞれの離間画素数毎の差分データを求める差分演算ステップと、前記複数のラインに対して求められた前記差分データを離間画素数毎に加算して、離間画素数毎の加算データを求める加算ステップと、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを、１画素分の時間から、前記離間画素数から画素数１を減じた画素数分の時間までの範囲で１画素分の時間ずつ順次遅延させ、遅延させる前の加算データと全ての遅延させた加算データとを加算することによって、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを水平方向に積算した前記離間画素数毎の水平積算値を求める水平積算ステップと、前記離間画素数毎の水平積算値を大小比較することによって、前記基準画素データが所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定する判定ステップとを含むことが好ましい。

本発明の動きベクトル検出装置及び方法によれば、繰り返しオブジェクトの有無の検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる。また、本発明の動きベクトル検出装置及び方法によれば、繰り返しオブジェクトを精度よく検出することができ、繰り返しオブジェクトの有無の高精度な検出結果を利用して動きベクトルの誤検出を低減させることができる。

繰り返しオブジェクト検出装置の全体構成例を示すブロック図である。 水平方向の繰り返しオブジェクトの画素データの配列例を示す図である。 図１におけるデータ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂の具体的構成例を示すブロック図である。 図１における加算部３及び水平方向積算部４の具体的構成例を示すブロック図である。 図２の画素データの配列例における加算データＤ20sum〜Ｄ02sum及び水平積算値Ａcc20〜Ａcc02の具体的な数値例を示す図である。 図１における大小比較部５の具体的構成例を示すブロック図である。 図６における各比較部と各ＡＮＤ回路の出力値を示す図である。 図１における水平方向繰り返し判定部６の具体的構成例を示すブロック図である。 図１に示す繰り返しオブジェクト検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。 繰り返しオブジェクト検出装置をフレーム周波数変換装置に用いた構成例を示すブロック図である。 動きベクトルを検出する際の動作を説明するための図である。 図１０における動きベクトル検出部１０５の第１の具体例を示すブロック図である。 図１０における動きベクトル検出部１０５の第２の具体例を示すブロック図である。 図１３における相関補正ゲイン設定部１０５５の具体的構成例を示すブロック図である。 第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。 垂直方向の繰り返しオブジェクトの画素データの配列例を示す図である。

以下、本発明の動きベクトル検出装置及び方法について、添付図面を参照して説明する。本発明の動きベクトル検出装置で用いる繰り返しオブジェクト検出装置の具体的構成及び動作について説明した後に、各実施形態の動きベクトル検出装置及び方法について説明する。繰り返しオブジェクト検出装置としては、所定の階調や色の画素データを水平方向に繰り返す繰り返しオブジェクトを検出する第１構成例と、所定の階調や色の画素データを垂直方向に繰り返す繰り返しオブジェクトを検出する第２構成例とがある。本発明の動きベクトル検出装置及び方法の第１実施形態は、第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置を用いたものであり、第２実施形態は、第２構成例の繰り返しオブジェクト検出装置を用いたものである。第３実施形態は、第１及び第２構成例の繰り返しオブジェクト検出装置を用いたものである。

＜第１実施形態＞
図１は第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、映像信号は２ラインメモリ１₀₀及びデータ保持・差分演算部２₀₀に入力される。なお、映像信号としては、輝度信号，色信号（色差信号），コンポジット信号のいずれでもよい。第１構成例では入力映像信号を輝度信号として説明する。一例として、この輝度信号は、図２（Ａ）に示すように、ハッチングを付した丸で示す黒の８画素と白抜きの丸で示す白の８画素が水平方向に交互に繰り返し、この繰り返しパターンを有するラインが垂直方向に複数ライン繰り返す、いわゆる縦縞模様を有する輝度信号であるとする。ここでは水平方向の黒の画素数と白の画素数とが同じ縦縞模様を例として示したが、両者の画素数が異なる縦縞模様の場合もある。

図２（Ａ）では、水平方向に画素データＰｏ00〜Ｐｏ40の４１画素のデータが並んだラインをラインＬ１〜Ｌ５の５ライン分示している。繰り返しパターンの周期をＭ画素幅（Ｍは２以上の整数）と称することとする。図２（Ａ）に示す例は、水平方向１６画素幅の繰り返しパターンである。画素幅とは繰り返しパターンの１周期に含まれる画素数である。

図１において、２ラインメモリ１₀₀は、順次入力される輝度信号の画素データを２ライン分遅延させる。２ラインメモリ１₀₀より出力された画素データは２ラインメモリ１₀₁及びデータ保持・差分演算部２₀₁に入力される。２ラインメモリ１₀₁は、入力された画素データをさらに２ライン分遅延させる。２ラインメモリ１₀₁より出力された画素データはデータ保持・差分演算部２₀₂に入力される。従って、２ラインメモリ１₀₀及びデータ保持・差分演算部２₀₀に入力される画素データが図２（Ａ）におけるラインＬ１内の画素データであるとすると、データ保持・差分演算部２₀₁に入力される画素データはラインＬ１よりも２ライン過去のラインＬ３内の画素データとなり、データ保持・差分演算部２₀₂に入力される画素データはラインＬ３よりも２ライン過去のラインＬ５内の画素データとなる。

後述するように、データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂は入力された画素データを水平方向に順次遅延させて複数の画素データを保持するようになっているので、第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置及び方法は、図２（Ｂ）に示すように、垂直方向の２ラインに１ラインを抽出した３ラインの画素データを用いて繰り返しオブジェクトを検出する。図１においては、理解を容易とするために２ラインメモリ１₀₀，１₀₁を用いる構成としたが、１ライン分遅延させるラインメモリを用い、ラインメモリに対する書き込み及び読み出しを２ラインに１回更新することによって、入力された画素データを実質的に２ラインずつ遅延させるように構成してもよい。

さらに、ここでは垂直方向に１ライン飛ばしの３ラインの画素データを用いて繰り返しオブジェクトを検出するようにしているが、２またはそれ以上の複数ライン飛ばしの複数ラインとしてもよく、あるいは連続した複数ラインとしてもよい。また、検出に用いるライン数は３ラインに限定されるものではなく、適宜に設定した複数ラインとすればよい。検出に用いるライン数を多くすれば誤検出を少なくすることができる。ラインメモリに対する書き込み及び読み出しをｎライン（ｎは１以上の整数）に１回更新するようにして、（ｎ−１）ライン飛ばしの複数ラインとした場合には、ラインメモリの数を比較的多くすることなく、垂直方向の所定の範囲に含まれる複数ラインの画素データを用いて繰り返しオブジェクトを検出することができる。

図３は、データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂の具体的構成例を示している。データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂は互いに同一の構成となっており、図３ではデータ保持・差分演算部２₀₀の内部構成のみ示している。図３において、データ保持部２１₀₀〜２１₁₉は、それぞれ入力された画素データを２画素分の時間（２クロック分）保持して出力するものである。従って、図２（Ｂ）におけるラインＬ１，Ｌ３，Ｌ５の画素データＰｏ00〜Ｐｏ40は、データ保持部２１₀₀〜２１₁₉によって、水平方向の２画素に１画素の画素データが抽出されることになる。添え字を付していないデータ保持部２１は、データ保持部２１₀₀〜２１₁₉のいずれかを特定しないデータ保持部とする。図３の例では２０個のデータ保持部２１を備えているので、データ保持部２１₀₀〜２１₁₉からはデータ保持部２１₀₀に入力された画素データを２画素から４０画素まで順次２画素ずつ遅延させた２０画素の画素データが得られることになる。

データ保持部２１₀₀に入力される画素データをＰ00とし、データ保持部２１₀₀〜２１₁₉から出力される画素データをＰ01〜Ｐ20と称することとする。図２（Ｃ）に示すように、データ保持・差分演算部２₀₀はラインＬ１の画素データＰ00〜Ｐ20を、データ保持・差分演算部２₀₁はラインＬ３の画素データＰ00〜Ｐ20を、データ保持・差分演算部２₀₂はラインＬ５の画素データＰ00〜Ｐ20をそれぞれ用いて後述する差分演算を行う。なお、図２（Ａ）と図２（Ｃ）とを比較すれば分かるように、繰り返しオブジェクト検出装置に入力される間引き前の画素データＰｏ00，Ｐｏ02，Ｐｏ04…がデータ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂によって間引いた後の画素データＰ00，Ｐ01，Ｐ02…となる。

ここでは、入力された画素データＰ00と、水平方向に１画素飛ばしの２０個の画素データＰ01〜Ｐ20とを用いて繰り返しオブジェクトを検出するようにしているが、連続した複数画素としてもよい。検出に用いる水平方向の画素数は特に限定されるものではなく、適宜に設定した複数画素とすればよい。検出に用いる画素数を多くすれば、画素幅が広い（周期が長い）繰り返しパターンを検出することができる。検出すべき画素幅に応じて水平方向の画素数を設定すればよい。第１構成例では１画素飛ばしの複数画素を用いるので、データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂内の回路の数を比較的多くすることなく、繰り返しオブジェクトを検出することができる。

図３に示すように、データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂は、差分データ生成部２２₀₀〜２２₁₈を備える。差分データ生成部２２₀₀〜２２₁₈は減算器２２１と絶対値化部（ＡＢＳ）２２２とを備える。まず、データ保持・差分演算部２₀₀内の差分データ生成部２２₀₀〜２２₁₈の動作について説明する。差分データ生成部２２₀₀内の減算器２２１は、基準画素データである画素データＰ20と、画素データＰ20に対して図２（Ｃ）における２０画素分将来の画素データである画素データＰ00との差分を取る。差分データ生成部２２₀₀内の絶対値化部２２２は減算器２２１の出力を絶対値化して差分データＤ20_L1を出力する。差分データＤ20_L1は図２（Ｃ）におけるラインＬ１の画素データの配列における２０画素分離れた画素データ間の差分である。

差分データ生成部２２₀₁は差分データ生成部２２₀₀と同様、画素データＰ20と画素データＰ01との差分を取り、絶対値化して差分データＤ19_L1を出力する。差分データＤ19_L1は、図２（Ｃ）におけるラインＬ１の画素データの配列における１９画素分離れた画素データ間の差分である。同様にして、差分データ生成部２２₀₂〜２２₁₈は、画素データＰ20と画素データＰ02〜Ｐ18とのそれぞれの差分を取り、絶対値化して差分データＤ18_L1〜Ｄ02_L1を出力する。差分データＤ18_L1〜Ｄ02_L1は、図２（Ｃ）におけるラインＬ１の画素データの配列における１８画素〜２画素分離れた画素データ間の差分である。第１構成例では、画素データＰ20と画素データＰ19との差分データを用いない。

データ保持・差分演算部２₀₁内の差分データ生成部２２₀₀〜２２₁₈は、データ保持・差分演算部２₀₀と同様に、図２（Ｃ）におけるラインＬ３の画素データの配列における２０画素〜２画素分離れた画素データ間の差分である差分データＤ20_L3〜Ｄ02_L3を出力する。データ保持・差分演算部２₀₂の差分データ生成部２２₀₀〜２２₁₈は、データ保持・差分演算部２₀₀と同様に、図２（Ｃ）におけるラインＬ５の画素データの配列における２０画素〜２画素分離れた画素データ間の差分である差分データＤ20_L5〜Ｄ02_L5を出力する。

図２の例では、例えば画素データＰ20と画素データＰ00との差分データＤ20_L1，Ｄ20_L3，Ｄ20_L5や画素データＰ20と画素データＰ18との差分データＤ02_L1，Ｄ02_L3，Ｄ02_L5は比較的大きな値となり、画素データＰ20と画素データＰ12との差分データＤ08_L1，Ｄ08_L3，Ｄ08_L5は比較的小さな値となる。例えば、黒の画素が全て同一輝度（輝度０）、白の画素が全て同一輝度であれば、黒の画素どうしの差分データと、白の画素どうしの差分データは０となる。

図１に戻り、データ保持・差分演算部２₀₀より出力された差分データＤ20_L1〜Ｄ02_L1と、データ保持・差分演算部２₀₁より出力された差分データＤ20_L3〜Ｄ02_L3と、データ保持・差分演算部２₀₂より出力された差分データＤ20_L5〜Ｄ02_L5は、加算部３に入力される。図４に示すように、加算部３は加算器３１₀₂〜３１₂₀を備えている。加算器３１₀₂は、差分データＤ02_L1と差分データＤ02_L3と差分データＤ02_L5とを加算して、加算データＤ02sumを出力する。同様に、加算器３１₀₃〜３１₂₀は、差分データＤ03_L1，Ｄ03_L3，Ｄ03_L5〜Ｄ20_L1，Ｄ02_L3，Ｄ20_L5をそれぞれ加算して、加算データＤ03sum〜Ｄ20sumを出力する。

このように、加算部３は、図２（Ｃ）のラインＬ１，Ｌ３，Ｌ５における２０画素〜２画素分離れた画素データ間の差分データを、それぞれの画素間隔毎に加算する。加算部３は各ラインの差分データをそれぞれの画素間隔毎に加算するので、映像信号が図２の縞模様のような繰り返しオブジェクトを有する場合には、加算データＤ20sum〜Ｄ02sumは大きな値を有するデータと小さな値を有するデータとを含むことになる。

再び図１に戻り、加算部３より出力された加算データＤ20sum〜Ｄ02sumは、水平方向積算部４に入力される。図４に示すように、水平方向積算部４は積算部４１₀₂〜４１₂₀を備えている。積算部４１₀₂は、入力された加算データＤ02sumを図２（Ａ），（Ｂ）における２画素分の時間（２クロック分）保持して出力するデータ保持部４１１と、加算データＤ02sumとデータ保持部４１１の出力とを加算する加算器４１２とを備える。即ち、積算部４１₀₂は、加算部３より出力された現時点の加算データＤ02sumと、図２（Ｃ）における１画素分過去の時点における加算データＤ02sumとを加算した水平積算値Ａcc02を出力する。

積算部４１₀₃は、入力された加算データＤ03sumを図２（Ａ），（Ｂ）における２画素分の時間（２クロック分）保持して出力するデータ保持部４１３，４１５と、加算データＤ03sumとデータ保持部４１３の出力とを加算する加算器４１４と、加算器４１４の出力とデータ保持部４１５の出力とを加算する加算器４１６とを備える。即ち、積算部４１₀₃は、加算部３より出力された現時点の加算データＤ03sumと、図２（Ｃ）における１画素分過去の時点における加算データＤ03sumと、図２（Ｃ）における２画素分過去の時点における加算データＤ03sumとを加算した水平積算値Ａcc03を出力する。添え字を付していない積算部４１は、積算部４１₀₂〜４１₂₀のいずれかを特定しない積算部とする。

積算部４１に入力される加算部３からの加算データを、図２（Ｃ）におけるｋ画素分離れた画素データ間の差分データをラインＬ１，Ｌ３，Ｌ５で加算したものであるとすると、積算部４１は、現時点の加算データから（ｋ−１）画素分過去の時点までの加算データを全て加算した水平積算値を出力するものである。例えば、積算部４１₁₉は、加算部３より出力された現時点の加算データＤ19sumと、１画素分過去から１８画素分過去までの時点における加算データＤ19sumとの合計１９の加算データＤ19sumを加算した水平積算値Ａcc19を出力する。また、積算部４１₂₀は、加算部３より出力された現時点の加算データＤ20sumと、１画素分過去から１９画素分過去までの時点における加算データＤ20sumとの合計２０の加算データＤ20sumを加算した水平積算値Ａcc20を出力する。

ここで、図５を用いて、図２（Ｃ）の場合の水平積算値Ａcc20〜Ａcc02の具体的な数値例について説明する。ここでは計算を簡略化するため、黒の画素データと白の画素データとの差分が“１０”なる値であるとする。図２（Ｃ）に示す画素データの配列では、例えば差分データＤ02_L1は“１０”であり、加算データＤ02sumは“３０”となる。画素データＰ00が最新の画素データである現時点での加算データＤ20sum〜Ｄ02sumそれぞれの値は図５（Ａ）に示す通りとなる。図２（Ｃ）における１画素分過去の時点では、画素データＰ01から画素データP20の右隣に位置する図示していない画素データまでの２１個の画素データが、画素データＰ00〜P20として図３及び図４の回路によって処理されることになる。従って、１画素分過去の時点での加算データＤ20sum〜Ｄ02sumそれぞれの値は図５（Ｂ）に示す通りとなる。同様にして、２画素分過去から１９画素分過去までのそれぞれの時点での加算データＤ20sum〜Ｄ02sumの値は図５（Ｃ）〜（Ｔ）に示す通りとなる。

水平積算値Ａcc20〜Ａcc02は、加算データＤ20sum〜Ｄ02sumそれぞれについて、図５（Ａ）〜（Ｔ）における網掛けを施した範囲の値を縦方向に積算したものであるので、図５（Ｕ）に示す値となる。この水平積算値Ａcc20〜Ａcc02の値は、図２（Ａ）におけるＭ画素幅のＭの値に応じて小さな値となったり、大きな値となったりする。具体的には、図２（Ｃ）の画素データの水平方向の配列は図２（Ａ）の画素データの水平方向の配列を１／２に間引いたものであるので、水平積算値Ａccの添え字がＭ／２である水平積算値で最も小さな値を示すこととなる。図２（Ａ）は完全な１６画素幅の繰り返しオブジェクトを示しているので、図５（Ｕ）に示すように水平積算値Ａcc08は“０”となる。なお、水平積算値Ａccの添え字が（Ｍ／２）×２である水平積算値Ａcc16でも同様に“０”となる。

ここでは水平方向及び垂直方向に画素幅が完全に揃った繰り返しオブジェクトを例にしているので、水平積算値Ａccの添え字がＭ／２である水平積算値は“０”となる。一般的には、画素幅が完全に揃うことはまれであるので、実際には“０”を超えた値となることが多い。画素幅が完全に揃っていない繰り返しオブジェクトであっても、概ね所定の画素幅を繰り返す繰り返しパターンを有する場合には、繰り返しパターンの画素幅に対応した水平積算値Ａccが最小の値を示すこととなる。従って、第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置及び方法によれば、水平積算値Ａcc20〜Ａcc02を用いることにより、注目画素が繰り返しオブジェクト内に位置している画素であるか否か、また、繰り返しオブジェクトが有する繰り返しパターンの画素幅を求めることができる。

再び図１に戻り、以上のようにして得られた水平積算値Ａcc20〜Ａcc02は大小比較部５に入力される。大小比較部５は、入力された水平積算値Ａcc20〜Ａcc02を用いて繰り返しオブジェクトが何画素幅の繰り返しパターンであるのかを検出する。以下においては、画素幅を図２（Ｃ）の画素データの配列に基づいて表現するものとし、画素幅Ｎ（Ｎは２以上の整数）とする。即ち、図２（Ｃ）に示す例は、８画素幅の繰り返しパターンであるとする。

図６を用いて大小比較部５の具体的構成及び動作について説明する。図６において、２０画素幅の水平積算値Ａcc20は加算器５１₂₀及び比較部５２₂₀₁₉に入力される。加算器５１₂₀は水平積算値Ａcc20とオフセット値Ofsとを加算して、加算した値を入力信号ａとして比較部５２₂₀₁₀に供給する。比較部５２₂₀₁₀には入力信号ｂとして２０画素幅の１／２である１０画素幅の水平積算値Ａcc10が入力される。比較部５２₂₀₁₀は、入力信号ａと入力信号ｂとを比較し、ａ＜ｂであれば“１”を出力し、ａ＜ｂでなければ“０”を出力する。なお、比較部５２に付している添え字は比較の対象となっている２つの水平積算値Ａccの添え字に対応している。添え字“２０１０”は水平積算値Ａcc20と水平積算値Ａcc10を比較することを意味し、添え字“２０１９”は水平積算値Ａcc20と水平積算値Ａcc19を比較することを意味している。以下、全ての比較部５２で同様である。

比較部５２₂₀₁₉には入力信号ｃとして２０画素幅の水平積算値Ａcc20が入力され、入力信号ｄとして２０画素幅の次に画素幅の狭い１９画素幅の水平積算値Ａcc19が入力される。比較部５２₂₀₁₉は、入力信号ｃと入力信号ｄとを比較し、ｃ＜ｄであれば“１”を出力し、ｃ＜ｄでなければ“０”を出力する。ＡＮＤ回路５３₂₀は、比較部５２₂₀₁₀及び比較部５２₂₀₁₉双方の出力が“１”であれば出力値Ｆ20として“１”を出力し、いずれか一方でも“０”であれば出力値Ｆ20として“０”を出力する。

加算器５１₁₉は１９画素幅の水平積算値Ａcc19とオフセット値Ofsとを加算して、加算した値を入力信号ａとして比較部５２₁₉₀₉に供給する。比較部５２₁₉₀₉には入力信号ｂとして１９画素幅から１画素幅を引いて１／２にした９画素幅の水平積算値Ａcc09が入力される。比較部５２₁₉₀₉は、入力信号ａと入力信号ｂとを比較し、ａ＜ｂであれば“１”を出力し、ａ＜ｂでなければ“０”を出力する。比較部５２₁₉₁₈には入力信号ｃとして１９画素幅の水平積算値Ａcc19が入力され、入力信号ｄとして１９画素幅の次に画素幅の狭い１８画素幅の水平積算値Ａcc18が入力される。比較部５２₁₉₁₈は、入力信号ｃと入力信号ｄとを比較し、ｃ＜ｄであれば“１”を出力し、ｃ＜ｄでなければ“０”を出力する。ＡＮＤ回路５３₁₉は、比較部５２₁₉₀₉及び比較部５２₁₉₁₈双方の出力が“１”であれば出力値Ｆ19として“１”を出力し、いずれか一方でも“０”であれば出力値Ｆ19として“０”を出力する。

水平積算値Ａcc18〜Ａcc05に対しても同様にして、Ｎ画素幅（ここではＮは１８〜５）の水平積算値にオフセット値Ofsを加算した値である入力信号ａと、Ｎが偶数であればＮ／２画素幅の水平積算値、Ｎが奇数であれば（Ｎ−１）／２画素幅の水平積算値である入力信号ｂとを比較する比較部と、Ｎ画素幅の水平積算値である入力信号ｃと（Ｎ−１）画素幅の水平積算値である入力信号ｄとを比較する比較部が設けられている。また、それらの２つの比較部の出力の論理積をとるＡＮＤ回路が設けられている。そして、それぞれのＡＮＤ回路は出力値Ｆ18〜Ｆ05として“１”または“０”を出力する。

加算器５１₀₄は４画素幅の水平積算値Ａcc04とオフセット値Ofsとを加算して、加算した値を入力信号ａとして比較部５２₀₄₀₂に供給する。比較部５２₀₄₀₂には入力信号ｂとして２画素幅の水平積算値Ａcc02が入力される。比較部５２₀₄₀₂は、入力信号ａと入力信号ｂとを比較し、ａ＜ｂであれば“１”を出力し、ａ＜ｂでなければ“０”を出力する。比較部５２₀₄₀₃には入力信号ｃとして水平積算値Ａcc04が入力され、入力信号ｄとして３画素幅の水平積算値Ａcc03が入力される。比較部５２₀₄₀₃は、入力信号ｃと入力信号ｄとを比較し、ｃ＜ｄであれば“１”を出力し、ｃ＜ｄでなければ“０”を出力する。ＡＮＤ回路５３₀₄は、比較部５２₀₄₀₂及び比較部５２₀₄₀₃双方の出力が“１”であれば出力値Ｆ04として“１”を出力し、いずれか一方でも“０”であれば出力値Ｆ04として“０”を出力する。

図６の例では、Ｎ画素幅（ここではＮは２０〜４）のＮが奇数であれば（Ｎ−１）／２画素幅の水平積算値を入力信号ｂとしたが、（Ｎ＋１）／２画素幅の水平積算値を入力信号ｂとしてもよい。即ち、入力信号ａと入力信号ｂとを比較する比較部は、Ｎ画素幅の水平積算値にオフセット値Ofsを加算した値とＮ／２画素幅近傍の水平積算値とを比較すればよい。

図７は、水平積算値Ａcc20〜Ａcc02が図５（Ｕ）に示す値の場合の比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂及び比較部５２₂₀₁₉〜５２₀₄₀₃の出力値と、ＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄の出力値Ｆ20〜Ｆ04とを示している。画素幅が完全に揃った繰り返しオブジェクトであれば、図７に示すように、繰り返しパターンの画素幅を示す水平積算値Ａcc08に対応したＡＮＤ回路５３₀₈の出力値Ｆ08のみ“１”となる。

比較部５２₂₀₁₀，５２₁₉₀₉，…，５２₀₄₀₂によって、Ｎ画素幅の水平積算値にオフセット値Ofsを加算しているのは次の理由による。図５（Ｕ）より分かるように、繰り返しパターンの画素幅を示す水平積算値（ここでは水平積算値Ａcc08）と、その画素幅の２倍の画素幅を示す水平積算値（ここでは水平積算値Ａcc16）とは、ほぼ同じ程度の値を示すことになる。水平積算値Ａcc20〜Ａcc02内に繰り返しパターンの画素幅を示す水平積算値の３倍，４倍等、２倍を超える倍数の画素幅を示す水平積算値を含む場合も同様である。そこで、第１構成例においては、比較部５２₂₀₁₀，５２₁₉₀₉，…，５２₀₄₀₂によって、Ｎ画素幅の水平積算値にオフセット値Ofsを加算した値と、Ｎ／２画素幅近傍の水平積算値とを比較することによって、本来の繰り返しパターンの画素幅を示す水平積算値の整数倍の画素幅を示す水平積算値を誤って繰り返しパターンの画素幅を示す水平積算値であると判定することを回避している。

図６において、オフセット値Ofsは全て同一の値であってもよく、それぞれで最適な値とするよう加算器５１₂₀〜５１₀₄個々に設定してもよい。オフセット値Ofsを加算器５１₂₀〜５１₀₄の全てで異なる値としてもよいし、一部のみ異なる値としてもよい。画素幅の狭い繰り返しパターンの方が動きベクトルの誤検出が発生しやすいため、できるだけ画素幅の狭い繰り返しパターンを検出することが好ましい。そこで、オフセット値Ofsを加算器５１₂₀〜５１₀₄個々に設定する場合は、画素幅の広い水平積算値ほどオフセット値Ofsを大きくし、画素幅の狭い水平積算値ほどオフセット値Ofsを小さくすることが好ましい。

さらに図６において、判定部５４にはＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄からの出力値Ｆ20〜Ｆ04が入力される。判定部５４は、ＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄からの出力値Ｆ20〜Ｆ04に基づいて画素幅の判定値Ｆを出力する。具体的には、判定部５４は、１つのＡＮＤ回路５３からのみ出力値が“１”が出力される場合に、そのＡＮＤ回路５３に対応した画素幅の値を判定値Ｆとして出力する。図７に示す例では、ＡＮＤ回路５３₀₈からの出力値Ｆ08のみが“１”であるので、判定値Ｆとして“８”を出力する。入力された映像信号が繰り返しオブジェクトを有し、繰り返しパターンの画素幅を検出した場合、判定値Ｆは“４”〜“２０”のいずれかの値となる。この“４”〜“２０”なる判定値Ｆは、基準画素データである画素データＰ20が繰り返しオブジェクト内に位置している画素データであることを示すと共に、繰り返しパターンの画素幅を示している。

ＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄からの出力値Ｆ20〜Ｆ04のいずれも“０”である場合は、繰り返しパターンの画素幅を検出していない状態である。この場合、繰り返しオブジェクトを有さないことを示す値、例えば“０”を判定値Ｆとして出力する。画素幅が完全に揃った繰り返しオブジェクトでない場合には、ＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄からの出力値Ｆ20〜Ｆ04の内、複数が“１”となることがあり得る。このような場合は、基準画素データである画素データＰ20が繰り返しオブジェクト内に位置している画素データであるということを検出している状態である。複数が“１”となった場合には、最も画素幅の小さい出力値を、画素幅を示す判定値Ｆとして出力してもよい。

このように、大小比較部５では、データ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂での基準画素データが繰り返しオブジェクト検出の注目画素データとなる。第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置に対して画素データが入力される毎に基準画素データが更新され、個々の基準画素データに対して判定値Ｆが出力されることとなる。

以上の説明より分かるように、第１構成例においては、Ｎ画素幅の水平積算値にオフセット値Ofsを加算した入力信号ａと、Ｎ／２画素幅近傍の水平積算値である入力信号ｂとを比較する比較部を設けているので、画素データＰ20と画素データＰ19との差分に基づく１画素幅の差分データや加算データ、さらにはその加算データに基づく水平積算値を生成しても、図６の大小比較部５では使用されないことになる。そこで、上記のように、図３では画素データＰ20と画素データＰ19との差分データを用いていない。

以上説明した図６に示す大小比較部５は、注目画素データが繰り返しオブジェクト内に位置している画素データであるか否か、また、繰り返しパターンの画素幅を極めて高精度に検出することができるよう構成したものである。大小比較部５の具体的構成は図６に示す例に限定されるものではない。図６においては、第１の比較部である比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂と第２の比較部である比較部５２₂₀₁₉〜５２₀₄₀₃との双方を設け、両者の論理積をとるＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄を設けているが、判定部５４に比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂の出力のみを供給して注目画素データが繰り返しオブジェクト内に位置している画素データであるか否か及び繰り返しパターンの画素幅を判定するように構成してもよい。

比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂のみとした場合には若干検出精度が悪くなるので、図６の構成と比較して、比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂の出力の内、複数が“１”となる状態が発生しやすくなる。判定部５４は、比較部５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂の出力の少なくとも１つが“１”であれば、注目画素データが繰り返しオブジェクト内に位置している画素データであることを示す判定値Ｆを出力すればよい。複数の“１”が発生した場合には、最も画素幅の小さい出力値が画素幅を示す値である可能性が高いので、上記と同様、最も画素幅の小さい出力値を、画素幅を示す判定値Ｆとして出力してもよい。

さらには、図６では、比較部５２₂₀₁₉〜５２₀₄₀₃はＮ画素幅の水平積算値である入力信号ｃと（Ｎ−１）画素幅の水平積算値である入力信号ｄとを比較しているが、比較部５２₂₀₁₉を除き、Ｎ画素幅の水平積算値である入力信号ｃと（Ｎ＋１）画素幅の水平積算値である入力信号ｄとを比較してもよい。このように、大小比較部５の内部構成は種々考えられ、水平方向積算部４で求められた離間画素数毎の水平積算値Ａcc20〜Ａcc02を大小比較することによって、注目画素データ（基準画素データ）が所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定するものであればよい。

以上説明した大小比較部５までの処理によって、入力された映像信号が繰り返しオブジェクトを有するか否か、繰り返しオブジェクトを有する場合は繰り返しパターンの画素幅を求めることができる。第１構成例ではさらに誤検出を少なくするため、図１に示すように、大小比較部５の後段に水平方向繰り返し判定部６を設けている。水平方向繰り返し判定部６を設けることは必須ではないが、誤検出を少なくするためには設ける方が好ましい。図８を用いて水平方向繰り返し判定部６の具体的構成及び動作について説明する。

図８に示すように、水平方向繰り返し判定部６は、入力された判定値Ｆをそれぞれ図２（Ａ）における２画素分の時間（２クロック分）保持して出力するデータ保持部６１_10n〜６１_01n，６１₀₀，６１_01p〜６１_09pなる２０個のデータ保持部６１を備える。データ保持部６１_10nに入力される判定値ＦをＦ10nとする。データ保持部６１_09nからデータ保持部６１_01nまでのそれぞれのデータ保持部６１に入力される判定値ＦをＦ09n〜Ｆ01nとする。判定値Ｆ09n〜Ｆ01nはデータ保持部６１_10nに入力された判定値Ｆ10nを図２（Ｃ）における１画素分の時間ずつ順次遅延したものである。

データ保持部６１₀₀に入力される判定値ＦをＦ00とする。この判定値Ｆ00は、データ保持部６１_10nに入力される判定値Ｆ10nに対して図２（Ｃ）における１０画素分過去に得られた判定値Ｆである。水平方向繰り返し判定部６においては、データ保持部６１₀₀に入力される判定値Ｆ00を注目画素データに対する判定値Ｆとする。判定値Ｆ10n〜Ｆ01nは判定値Ｆ00に対して未来の判定値Ｆである。データ保持部６１_01pからデータ保持部６１_09pまでのそれぞれのデータ保持部６１に入力される判定値ＦをＦ01p〜Ｆ09pとする。データ保持部６１_09pより出力される判定値ＦをＦ10pとする。判定値Ｆ01p〜Ｆ10pは判定値Ｆ00に対して過去の判定値Ｆである。

比較判定部６２には、注目画素データの判定値Ｆ00と、判定値Ｆ00に対して未来の図２（Ｃ）における１０画素分将来までの判定値Ｆ10n〜Ｆ01nと、判定値Ｆ00に対して過去の図２（Ｃ）における１０画素分過去までの判定値Ｆ01p〜Ｆ10pが入力される。比較判定部６２は、Ｎ画素幅であることを示す判定値Ｆ00と、判定値Ｆ00に対してＮ／２画素分将来の判定値と、判定値Ｆ00に対してＮ／２画素分過去の判定値との３つの判定値を比較して、比較結果に基づいて最終的に繰り返しパターンの画素幅をＮ画素幅と決定する。なお、Ｎが奇数であれば、図６の場合と同様、（Ｎ−１）／２または（Ｎ＋１）／２画素分将来及び過去の判定値を用いればよい。即ち、Ｎ画素幅であることを示す判定値Ｆ00とＮ／２画素分将来及び過去近傍の判定値とを用いればよい。ここでは簡略化のためＮ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去として説明する。

例えば、図２の場合のように、判定値Ｆ00が“８”の場合、比較判定部６２は、判定値Ｆ00と、４画素分将来の判定値であるデータ保持部６１_05nより出力された判定値Ｆ04nと、４画素分過去の判定値であるデータ保持部６１_03pより出力された判定値Ｆ04pとを用いて繰り返しパターンの画素幅を決定する。

繰り返しオブジェクトは注目画素の時点で瞬間的に発生するものではなく、所定時間継続して発生するのが通常である。従って、注目画素の時点でＮ画素幅であれば、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去でもＮ画素幅またはそれに近い画素幅となっているはずである。図２に示すような画素幅が完全に揃った繰り返しオブジェクトであれば、注目画素の判定値Ｆ00が“８”であれば、４画素分将来及び４画素分過去の判定値Ｆ04n，Ｆ04pも“８”となる。実際には画素幅が完全に揃わないこともあるので、判定値Ｆ00が“８”の場合、判定値Ｆ04n，Ｆ04pが“７”や“９”のように誤差の範囲で変動することがあり得る。

そこで、比較判定部６２は、上記のように、注目画素の判定値Ｆ00と、判定値Ｆ00が示すＮ画素幅に応じて選択したＮ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値との３つの判定値が予め定めた範囲内にあれば、判定値Ｆ00が示す値を繰り返しパターンの画素幅と最終決定する。そして、繰り返しオブジェクトの検出信号Ｓdetとして、画素幅を示す値である判定値Ｆ00を出力する。一方、比較判定部６２は、３つの判定値が予め定めた範囲内になければ、繰り返しパターンではないと決定する。そして、検出信号Ｓdetとして、繰り返しオブジェクトを有さないことを示す値、例えば“０”を出力する。大小比較部５からの判定値Ｆが“０”であれば、水平方向繰り返し判定部６の出力は“０”となる。

判定値Ｆ00からのずれの許容量を大きくすれば、繰り返しパターンであると判定することが多くなる。即ち、画素幅が比較的不揃いのパターンであっても繰り返しパターンであると判定しやすくなる。ずれの許容量を小さくすれば繰り返しパターンであると判定することが少なくなる。即ち、画素幅がある程度揃ったパターンでなければ繰り返しパターンであると判定しにくくなる。判定値Ｆ00からのずれの許容量は、どの程度のパターンまで繰り返しパターンであると判定させるべきかに応じて適宜に設定すればよい。例えば、ずれの許容量を±２とし、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値が注目画素の判定値Ｆ00から±２以内であるか否かによって繰り返しオブジェクトの有無を決定すればよい。

第１構成例では、Ｎ画素幅であることを示す判定値Ｆ00と、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値との３つの判定値とを用いたが、これに限定されるものではなく、判定値Ｆ00と所定画素数分将来及び所定画素数分過去の判定値との３つの判定値とを用いればよい。但し、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値を用いることが好ましい。これは次の理由による。図２（Ｃ）の例のように、注目画素が黒の画素であれば、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値は白の画素を注目画素とする判定値であり、注目画素が白の画素であれば、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値は黒の画素を注目画素とする判定値である。従って、Ｎ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去の判定値を用いれば、繰り返しパターンにおける２種類の画素（２種類の輝度値や２種類の色）の双方を用いて繰り返しオブジェクトの有無や画素幅を決定することができる。従って、誤検出を大幅に少なくすることができる。

第１構成例においては、比較判定部６２が３つの判定値を用いて繰り返しオブジェクトの有無や画素幅を決定するようにしたが、注目画素の判定値Ｆ00とＮ／２画素分将来との２つの判定値を用いて決定してもよいし、注目画素の判定値Ｆ00とＮ／２画素分過去との２つの判定値を用いて決定してもよい。また、比較判定部６２において、注目画素の判定値Ｆ00とＮ／２画素分将来及びＮ／２画素分過去との３つの判定値を用いて決定する第１のモードと、注目画素の判定値Ｆ00とＮ／２画素分将来との２つの判定値を用いて決定する第２のモードと、注目画素の判定値Ｆ00とＮ／２画素分過去との２つの判定値を用いて決定する第３の決定モードとの３つのモードを切り換えるように構成してもよい。この第１〜第３のモードに、注目画素の判定値Ｆ00のみで決定する第４のモードを加えて、４つのモードを切り換えるように構成してもよい。なお、第４のモードは水平方向繰り返し判定部６を省略した構成と等価である。

このように、３つまたは４つのモードを切り換えるように構成すれば、繰り返しパターンであると判定する程度を可変することができ、最適な状態を選択しやすくなるので好ましい。モードを切り換える場合には、比較判定部６２に対して図示していない制御部から切り換えのための制御信号を入力するように構成すればよい。

ところで、第１構成例においては、入力された映像信号が繰り返しオブジェクトを有するか否かを検出すると共に、映像信号が繰り返しオブジェクトを有すると判定した場合に、繰り返しパターンの画素幅を検出するように構成しているが、入力された映像信号が繰り返しオブジェクトを有するか否かのみを検出する構成としてもよい。この場合、図８における比較判定部６２は、繰り返しオブジェクトを有すると判定した場合に、判定値Ｆ00が示すＮ画素幅の値がいずれの値であっても検出信号Ｓdetとして例えば“１”を出力すればよい。水平方向繰り返し判定部６より出力された検出信号Ｓdetが“１”であれば注目画素は繰り返しオブジェクト内の画素であると判定された状態であり、“０”であれば注目画素は繰り返しオブジェクト外の画素であると判定された状態である。

また、水平方向繰り返し判定部６を省略した構成で、入力された映像信号が繰り返しオブジェクトを有するか否かのみを検出する場合には、図６における判定部５４は、ＡＮＤ回路５３₂₀〜５３₀₄からの出力値Ｆ20〜Ｆ04に基づいて求めた画素幅の判定値が“４”〜“２０”のいずれであっても、例えば“１”を判定値Ｆとして出力すればよい。大小比較部５（判定部５４）の出力が“１”であれば注目画素は繰り返しオブジェクト内の画素であると判定された状態であり、“０”であれば注目画素は繰り返しオブジェクト外の画素であると判定された状態である。

ここで、図９を用いて、以上説明した第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置で行われる繰り返しオブジェクト検出方法について改めて説明する。図９において、繰り返しオブジェクト検出方法の処理が開始すると、ステップＳ１０１にて、映像信号の１ライン内に配列した所定の範囲における複数の画素データを複数のラインで抽出する。このステップＳ１０１は、２ラインメモリ１₀₀，１₀₁及びデータ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂で行われる。ステップＳ１０２にて、複数のラインそれぞれで、複数の画素データの内の端部に位置する画素データを基準画素データとし、基準画素データと、複数の画素データ内の基準画素データと２画素離れた画素データから最大の画素数離れた画素データまでのそれぞれの画素データとの差分を演算してそれぞれの離間画素数ｋ毎の差分データを生成する。このステップＳ１０２はデータ保持・差分演算部２₀₀〜２₀₂で行われる。

ステップＳ１０３にて、複数のラインに対して求められた差分データを離間画素数ｋ毎に加算して、離間画素数ｋ毎の加算データを求める。このステップＳ１０３は加算部３で行われる。ステップＳ１０４にて、離間画素数ｋ毎の加算データそれぞれを、１画素分の時間から、離間画素数ｋから画素数１を減じた画素数分の時間までの範囲で１画素分の時間ずつ順次遅延させ、遅延させる前の加算データと全ての遅延させた加算データとを加算する。これによって、離間画素数ｋ毎の加算データそれぞれを水平方向に積算した離間画素数ｋ毎の水平積算値を求める。このステップＳ１０４は水平方向積算部４で行われる。ステップＳ１０５にて、離間画素数ｋ毎の水平積算値を大小比較することによって、基準画素データが所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定する。このとき、ステップＳ１０５は、基準画素データが繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであると判定した場合に、繰り返しパターンの１周期の画素数を示す画素数値を出力してもよい。このステップＳ１０５は大小比較部５で行われる。

誤検出を少なくするために、好ましくは次のステップＳ１０６，Ｓ１０７が行われる。ステップＳ１０６にて、画素数値を複数の画素データの１画素分の時間ずつ順次遅延させる。そして、ステップＳ１０７にて、遅延された複数の画素数値のいずれかを注目画素データの第１の画素数値とし、この第１の画素数値と、第１の画素数値に対して過去または将来の少なくとも一方の第２の画素数値とを比較する。比較結果に基づいて、注目画素データが繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否か、画素数値を最終決定して終了する。なお、ここでの注目画素データは基準画素データを遅延させたものに相当する。このステップＳ１０６，Ｓ１０７は水平方向繰り返し判定部６で行われる。

次に、図１０を用いて、以上説明した第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置による繰り返しオブジェクトの検出結果を動きベクトル検出の際に利用する一構成例について説明する。図１０は、第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置を、映像信号のフレーム周波数を２倍に増大させるフレーム周波数変換装置に用いた例を示している。

図１０において、映像信号Ｓ０は、画像メモリ１０１，相関検出部１０３，繰り返しオブジェクト検出部１０４，補間フレーム生成部１０６，フレーム周波数変換メモリ１０７に入力される。繰り返しオブジェクト検出部１０４は図１に示す第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置に相当する。画像メモリ１０１は入力された映像信号Ｓ０の各フレームを１フレーム期間遅延して映像信号Ｓ１として出力する。画像メモリ１０１より出力された映像信号Ｓ１は、画像メモリ１０２，相関検出部１０３，補間フレーム生成部に入力される。画像メモリ１０２は入力された映像信号Ｓ１の各フレームをさらに１フレーム期間遅延して映像信号Ｓ２として出力する。画像メモリ１０２より出力された映像信号Ｓ２は、相関検出部１０３に入力される。

相関検出部１０３は、現フレームである映像信号Ｓ０と、画像メモリ１０１より出力された１フレーム遅延の映像信号Ｓ１と、画像メモリ１０２より出力された２フレーム遅延の映像信号Ｓ２とを用いて相関を検出する。図１１を用いて、相関検出部１０３の動作を説明する。図１１は、映像信号のフレームＦ１，Ｆ２，Ｆ３の同一ラインを示している。フレームＦ３からフレームＦ１へと時間が経過している。フレームＦ１は映像信号Ｓ０のフレームに相当し、フレームＦ２は映像信号Ｓ１のフレームに相当し、フレームＦ３は映像信号Ｓ２のフレームに相当する。ここではフレームＦ２のハッチングを付した丸で示す画素Ｐｉが注目画素である。

相関検出部１０３は、動きベクトルを求めたい注目画素Ｐｉを中心とした複数の方向で、注目画素Ｐｉの画素データと、フレームＦ１，Ｆ３内の複数の画素データとの差分を求めて、複数の方向の相関を検出する。白抜きの丸は差分を求める画素位置を示す。ハッチングを付した丸が水平方向に移動する物体であるとすれば、実線で示す方向の差分値が最小となり、最も相関が高いことになる。ここでは簡略化のため１ラインしか示していないが、相関検出部１０３は異なるライン間の複数の画素データに対しても差分を求めて相関を検出する。なお、画素単位で差分を求めるのではなく、複数の画素を含むブロック単位で差分を求めることもある。

相関検出部１０３で検出した複数の方向の差分値は動きベクトル検出部１０５に入力される。繰り返しオブジェクト検出部１０４は、上述のように注目画素データが繰り返しオブジェクト内の画素データであると判定した場合には“１”なる検出信号Ｓdetを、繰り返しオブジェクト外の画素であると判定した場合には“０”なる検出信号Ｓdetを動きベクトル検出部１０５に供給する。

動きベクトル検出部１０５は、検出信号Ｓdetが“０”であれば、通常のように、差分値が最も小さい方向を動きベクトルＭＶ１として補間フレーム生成部１０６に出力する。一方、動きベクトル検出部１０５は、検出信号Ｓdetが“１”であれば、差分値が最も小さい方向の動きベクトルＭＶ１は誤検出された動きベクトルの可能性が高いので、動きベクトルの検出方法を異ならせて動きベクトルＭＶ２を求めて補間フレーム生成部１０６に出力する。入力される検出信号Ｓdetに応じて動きベクトルの検出方法を異ならせ動きベクトル検出部１０５の具体的構成及び動作については後述する。補間フレーム生成部１０６は、映像信号Ｓ０，Ｓ１と動きベクトルＭＶ１またはＭＶ２とを用いて映像信号Ｓ０における隣接する２つのフレーム間に内挿するための補間フレームＳｉを生成する。動きベクトルＭＶ１，ＭＶ２を動きベクトルＭＶと総称することとする。

フレーム周波数変換メモリ１０７は、映像信号Ｓ０のフレームと補間フレームＳｉとを記憶する。そして、フレーム周波数変換メモリ１０７は、映像信号Ｓ０のフレームと補間フレームＳｉとを読み出す際に、映像信号Ｓ０の隣接する２つのフレーム間に補間フレームＳｉを内挿することによりフレーム数を映像信号Ｓ０のフレーム数に対して２倍にすると共に、フレーム周波数を映像信号Ｓ０のフレーム周波数の２倍にして、フレーム周波数変換された映像信号Ｓrcを出力する。

相関検出部１０３と第１構成例の繰り返しオブジェクト検出部１０４と動きベクトル検出部１０５の部分及びそこで実行される動作が第１実施形態の動きベクトル検出装置及び方法である。

ここで、図１２を用いて図１０の動きベクトル検出部１０５の第１の具体例及び動作について説明する。図１２において、図１０の相関検出部１０３で検出した複数の方向の差分値は動きベクトル選択部１０５１に入力される。動きベクトル選択部１０５１は、入力された複数の方向の差分値の中から最も値の小さい差分値を有する方向を動きベクトルＭＶとして出力する。なお、動きベクトルＭＶは水平方向及び垂直方向の画素の移動量として表される。動きベクトルＭＶは、スイッチ１０５２の端子ａに入力される。スイッチ１０５２の端子ｂには、スイッチ１０５２より出力された動きベクトルＭＶが入力される。スイッチ１０５２には、繰り返しオブジェクト検出部１０４より出力された検出信号Ｓdetが入力される。

スイッチ１０５２は、検出信号Ｓdetが繰り返しオブジェクト外の画素であることを示す場合には端子ａに接続し、動きベクトル選択部１０５１より出力された動きベクトルＭＶを出力する。スイッチ１０５２は、検出信号Ｓdetが繰り返しオブジェクト内の画素であることを示す場合には端子ｂに接続し、過去（１画素前）に求めた動きベクトルＭＶを出力する。これによって、動きベクトルの誤検出が発生しやすい繰り返しオブジェクト内の画素に対して求めた動きベクトルＭＶを使用せず、比較的誤検出が発生しにくい繰り返しオブジェクト外の画素に対して求めた動きベクトルＭＶを使用することができる。

図１２において、スイッチ１０５２は、繰り返しオブジェクト検出部１０４によって動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルよりも過去に検出した動きベクトルを動きベクトルとして出力しやすくする動きベクトル補正手段として動作している。図１２に示す具体例では、スイッチ１０５２を用いているので、対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置している場合に新たな動きベクトルは過去に検出した動きベクトルに置換されることになる。従って、過去に検出した動きベクトルを動きベクトルとして出力しやすくする程度を最大にした状態であると言える。

次に、図１３及び図１４を用いて図１０の動きベクトル検出部１０５の第２の具体例及び動作について説明する。図１３及び図１４に示す第２の具体例は、図１２に示す第１の具体例よりも好ましい構成である。図１３において、図１０の相関検出部１０３で検出した複数の方向の差分値は相関補正部１０５３に入力される。相関補正ゲイン設定部１０５５には、動きベクトル選択部１０５４によって選択された動きベクトルＭＶと、繰り返しオブジェクト検出部１０４より出力された検出信号Ｓdetとが入力される。相関補正ゲイン生成部１０５５は、入力される動きベクトルＭＶと検出信号Ｓdetとに基づいて複数の方向のそれぞれの差分値に乗じるゲインを生成する。

相関補正部１０５３は、複数の方向それぞれの差分値に相関補正ゲイン生成部１０５５からのゲインを乗じて動きベクトル選択部１０５４に供給する。動きベクトル選択部１０５４は、入力された複数の方向の差分値の中から最も値の小さい差分値を有する方向を動きベクトルＭＶとして出力する。

図１４は相関補正ゲイン生成部１０５５の具体的な構成を示している。図１４に示すように、相関補正ゲイン生成部１０５５は、比較部５５１₁〜５５１_nと、積算部５５２₁〜５５２_nと、ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nとを備える。添え字のｎは、動きベクトルＭＶを検出する複数の方向の数を表しており、任意の自然数である。図１４において、比較部５５１₁〜５５１_nにはそれぞれ動きベクトルＭＶが入力される。比較部５５１₁〜５５１_nにはそれぞれ、複数の方向の動きベクトルＭＶが個別に保持されている。比較部５５１₁〜５５１_nは、入力された動きベクトルＭＶと保持している一の方向の動きベクトルＭＶとを比較し、両者が一致すれば“１”を出力し、一致しなければ“０”を出力する。

比較部５５１₁〜５５１_nより出力された比較結果は積算部５５２₁〜５５２_nに入力される。積算部５５２₁〜５５２_nは、入力された比較結果を積算して積算値を出力する。積算値には所定の上限値を設けてもよい。積算部５５２₁〜５５２_nより出力された複数の方向それぞれの比較結果の積算値は、ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nに入力される。ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nには検出信号Ｓdetも入力される。

ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nは、入力された検出信号Ｓdetが“１”の場合は積算値をｍ倍し、そのｍ倍した積算値の逆数をゲインとして出力する。ｍは１を超える数である。積算値をｍ倍することによって積算部５５２₁〜５５２_nより出力された積算値の互いの差分がｍ倍になる。ｍ倍した積算値の逆数がゲインとなるので、最も大きい積算値が入力されるゲイン補正部より出力されるゲインはかなり小さな値となる。一方、ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nは、入力された検出信号Ｓdetが“０”の場合は積算値そのものの逆数をゲインとして出力する。

相関補正部１０５３は、相関検出部１０３より出力された複数の方向の差分値に、相関補正ゲイン生成部１０５５より出力された複数の方向それぞれのゲインを乗じる。差分値に乗じるゲインは１未満の数である。従って、相関検出部１０３より出力された複数の方向の差分値は、相関補正部１０５３によって、現在求めようとする画素の動きベクトルＭＶと過去（１画素前）に求めた動きベクトルＭＶとが一致する場合により小さい値となるよう、また、繰り返しオブジェクト内の画素である場合により小さい値となるよう補正されて出力されることとなる。

この相関補正部１０５３の動作によって、相関検出部１０３より出力された複数の方向の差分値の内、最小値を有していない差分値が最小値を有している差分値よりも小さな値へと補正される場合が起こり得る。動きベクトル選択部１０５４は、相関補正部１０５３より出力された補正後の差分値に基づいて、最も値の小さい差分値を有する方向を動きベクトルＭＶとして出力する。

このように、図１３及び図１４に示す第２の具体例の動きベクトル検出部１０５を用いた動きベクトル検出装置及び方法においては、複数の方向の差分値の内、過去に検出した動きベクトルＭＶの方向と同一方向の差分値を小さくするようなゲインを生成して差分値に乗じている。また、同一方向の差分値を、繰り返しオブジェクト検出部１０４によって動きベクトルＭＶを検出する対象となっている画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合よりも小さくようなゲインを生成して差分値に乗じている。従って、過去に求めた動きベクトルＭＶと同じ方向の動きベクトルＭＶが動きベクトルとして検出されやすくなり、また、繰り返しオブジェクト内の画素であればさらに過去に求めた動きベクトルＭＶと同じ方向の動きベクトルＭＶが動きベクトルとして検出されやすくする。

図１３において、相関補正部１０５３及び相関補正ゲイン生成部１０５５は、繰り返しオブジェクト検出部１０４によって動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルよりも過去に検出した動きベクトルを動きベクトルとして出力しやすくする動きベクトル補正手段として動作している。

図１４においては、ゲイン補正部５５３₁〜５５３_nは、検出信号Ｓdetが“１”の場合に積算値をｍ倍し、そのｍ倍した積算値の逆数をゲインとしたが、次のように構成してもよい。検出信号Ｓdetが“１”の場合、比較部５５１₁〜５５１_nのいずれかから出力された“１”を所定の最大値に置換し、その“１”を出力した比較部に接続された積算部を不動作とし、最大値をゲイン補正部に入力する。ゲイン補正部は最大値の逆数をゲインとする。“０”を出力した他の比較部と、“０”を出力した比較部に接続された積算部と、その積算部に接続されたゲイン補正部の動作は、図１４と同様である。

図１０の補間フレーム生成部１０６は、以上のようにして検出した動きベクトルＭＶを用いて補間フレームＳｉを生成するので、誤補間の少ない補間フレームＳｉを生成することができる。本実施形態においては、現在求めようとする画素の動きベクトルＭＶと比較する対象を、同一フレーム内の１画素前に求めた動きベクトルＭＶとしたが、これに限定されるものではなく、複数画素過去、１または複数ブロック過去、１または複数ライン過去、１または複数フレーム過去の動きベクトルＭＶを比較対象としてもよい。

ここでは、第１構成例の繰り返しオブジェクト検出装置及び第１実施形態の動きベクトル検出装置を、映像信号のフレーム周波数を２倍に増大させるフレーム周波数変換装置に用いた例を示したが、映像信号のフレーム周波数を３倍以上に増大させるフレーム周波数変換装置や、Ｉ／Ｐ変換装置に用いることもできる。

＜第２実施形態＞
次に、所定の階調や色の画素データを垂直方向に繰り返す繰り返しパターンを有する繰り返しオブジェクトを検出することができる第２構成例の繰り返しオブジェクト検出装置について説明する。図１５は本発明の第２構成例の繰り返しオブジェクト検出装置の全体構成を示すブロック図である。図１５に示す第２構成例において、第１構成例と同様の動作をする部分については説明を適宜省略することとする。

図１５において、映像信号は２ラインメモリ１１₀₀及びデータ保持・差分演算部１２₀₀に入力される。一例として、入力される映像信号は、図１６（Ａ）に示すように、ハッチングを付した丸で示す黒の画素が水平方向に複数画素連続したラインが垂直方向に８ライン連続し、白抜きの丸で示す白の画素が水平方向に複数画素連続したラインが垂直方向に８ライン連続し、さらに、この黒の８ラインと白の８ラインとが垂直方向に交互に繰り返す繰り返しパターンである、いわゆる横縞模様を有する輝度信号であるとする。

図１６（Ａ）では、ラインＬ00〜Ｌ40の４１ラインを部分的に省略しつつ示している。垂直方向の繰り返しパターンの周期をＭ画素幅（Ｍは２以上の整数）と称することとする。図１６（Ａ）に示す例は、垂直方向１６画素幅の繰り返しパターンである。画素幅とは垂直方向の繰り返しパターンの１周期に含まれる画素数である。

２ラインメモリ１１₀₀は、順次入力される輝度信号の画素データを２ライン分遅延させる。本実施形態においては、２ラインメモリ１１₀₀の後段に２ラインメモリ１１₀₁〜１１₁₉が縦列接続されている。２ラインメモリ１１₀₀〜１１₁₉は、入力される画素データをそれぞれ２ライン分遅延させる。データ保持・差分演算部１２₀₀〜１２₀₂には、入力される映像信号の画素データと、この画素データを２ラインメモリ１１₀₀〜１１₁₉によってそれぞれ遅延した画素データとの合計２１個の画素データが組として入力される。

２ラインメモリ１１₀₀及びデータ保持・差分演算部１２₀₀に入力される画素データが、例えば図１６（Ａ）におけるラインＬ00の水平位置Ｈ１の画素データであるとすると、データ保持・差分演算部１２₀₀〜１２₀₂には、図１６（Ｂ）におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40それぞれの水平位置Ｈ１の画素データが入力されることになる。第１実施形態と同様、２ラインメモリ１１₀₀〜１１₁₉の代わりに、１ライン分遅延させるラインメモリを用い、ラインメモリに対する書き込み及び読み出しを２ラインに１回更新することによって、入力された画素データを実質的に２ラインずつ遅延させるように構成してもよい。また、ここでは垂直方向に１ライン飛ばしで画素データを抽出するようにしているが、連続したラインで画素データを抽出するようにしてもよい。

データ保持・差分演算部１２₀₁は、図１６（Ｂ）におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40それぞれの水平位置Ｈ１の画素データを２画素分の時間（２クロック分）保持して出力するデータ保持部を有する。従って、データ保持・差分演算部１２₀₁は、図１６（Ｂ）におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40それぞれの水平位置Ｈ３の画素データを保持することになる。データ保持・差分演算部１２₀₂は、図１６（Ｂ）におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40それぞれの水平位置Ｈ１の画素データを４画素分の時間（４クロック分）保持して出力するデータ保持部を有する。従って、データ保持・差分演算部１２₀₂は、図１６（Ｂ）におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40それぞれの水平位置Ｈ５の画素データを保持することになる。

図１６（Ｃ）に示すように、水平位置Ｈ１，Ｈ３，Ｈ５におけるラインＬ00，Ｌ02，…Ｌ38，Ｌ40の画素データをＰ00〜Ｐ20と称することとする。水平位置Ｈ１，Ｈ３，Ｈ５における破線で囲んだ画素データＰ00〜Ｐ20を、便宜上、垂直ラインＶＬ１，ＶＬ３，ＶＬ５と称することとする。データ保持・差分演算部１２₀₀は、垂直ラインＶＬ１の画素データＰ00〜Ｐ20を用いて差分演算し、データ保持・差分演算部１２₀₁は、垂直ラインＶＬ３の画素データＰ00〜Ｐ20を用いて差分演算し、データ保持・差分演算部１２₀₂は、垂直ラインＶＬ５の画素データＰ00〜Ｐ20を用いて差分演算する。

このように考えると、図１６（Ｃ）の垂直ラインＶＬ１，ＶＬ３，ＶＬ５は、図２（Ｃ）の水平方向のラインＬ１，Ｌ３，Ｌ５を垂直に立てた状態と等価である。ここでは水平方向に１画素飛ばしの３垂直ラインの画素データを用いるようにしているが、２またはそれ以上の複数画素飛ばしの複数垂直ラインとしてもよく、あるいは連続した複数垂直ラインとしてもよい。また、検出に用いる垂直ライン数は３ラインに限定されるものではなく、適宜に設定した複数垂直ラインとすればよい。検出に用いる垂直ライン数を多くすれば誤検出を少なくすることができる。

以下では、図１６（Ｃ）の間引いた状態の画素数，ライン数，画素幅を用いて説明する。データ保持・差分演算部１２₀₀〜１２₀₂は、図３と同様、１９個の差分データ生成部を備えている。この１９個の差分データ生成部は、画素データＰ00〜Ｐ20を用いて図３と同様の差分演算を行う。即ち、差分データ生成部は、垂直ラインＶＬ１，ＶＬ３，ＶＬ５それぞれで画素データＰ20を基準画素データとして、図１６（Ｃ）における垂直方向に２０画素〜２画素分（即ち、２０ライン〜２ライン分）離れた画素データ間の差分データを生成する。データ保持・差分演算部１２₀₀〜１２₀₂より出力される差分データをＤ20_VL1〜Ｄ02_VL1，Ｄ20_VL3〜Ｄ02_VL3，Ｄ20_VL5〜Ｄ02_VL5と称することとする。

加算部１３は垂直方向に２０画素〜２画素分離れた画素データ間の差分データＤ20_VL1〜Ｄ02_VL1，Ｄ20_VL3〜Ｄ02_VL3，Ｄ20_VL5〜Ｄ02_VL5をそれぞれの画素間隔ｋ毎に加算する。ここでの画素間隔ｋは垂直ラインＶＬ１，ＶＬ３，ＶＬ５における垂直方向の画素間隔である。画素間隔ｋ毎の加算データＤ20Vsum〜Ｄ02Vsumは垂直方向積算部１４に入力される。垂直方向積算部１４は、図４の水平方向積算部４と同様の構成を有する。但し、垂直方向積算部１４の各積算部内のデータ保持部は、入力されたデータを図１６（Ｃ）における垂直方向の１画素分（即ち、１ライン分）保持するものである。垂直方向積算部１４は、加算部１３より入力された現時点の加算データＤ20Vsum〜Ｄ02Vsumから垂直方向に（ｋ−１）画素分（即ち（ｋ−１）ライン）過去の時点までの加算データを全て加算して画素間隔ｋ毎の垂直積算値ＡccV20〜ＡccV02を出力する。

垂直方向の画素間隔ｋ毎の垂直積算値ＡccV20〜ＡccV02は、第１構成例の場合と同様、垂直方向の繰り返しパターンの画素幅に対応した垂直積算値が最小の値を示す。

第２構成例においても、２０画素幅〜２画素幅の垂直積算値ＡccV20〜ＡccV02を用いることにより、注目画素が垂直方向の繰り返しオブジェクト内に位置している画素であるか否か、また、繰り返しオブジェクトが有する垂直方向の繰り返しパターンの画素幅を求めることができる。大小比較部１５は、図６と同様の構成を有し、垂直方向積算部１４から入力された２０画素幅〜２画素幅の垂直積算値ＡccV20〜ＡccV02を用いて繰り返しオブジェクトが何画素幅の繰り返しパターンであるのかを判定し、判定値Ｆｖを出力する。垂直方向繰り返し判定部１６は図８と同様の構成を有し、判定値Ｆｖを最終的な繰り返しパターンの画素幅と決定すべきか否かを判定して、検出信号Ｓdetを出力する。

第２実施形態の動きベクトル検出装置及び方法は、以上説明した第２構成例の繰り返しオブジェクト検出装置を、例えば図１０における繰り返しオブジェクト検出部１０４として用いたものである。相関検出部１０３と第２構成例の繰り返しオブジェクト検出部１０４と動きベクトル検出部１０５の部分及びそこで実行される動作が第２実施形態の動きベクトル検出装置及び方法である。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の動きベクトル検出装置及び方法は、第１及び第２構成例双方の繰り返しオブジェクト検出装置を例えば図１０における繰り返しオブジェクト検出部１０４として用いたものである。相関検出部１０３と第１及び第２構成例双方を備えた繰り返しオブジェクト検出部１０４と動きベクトル検出部１０５の部分及びそこで実行される動作が第３実施形態の動きベクトル検出装置及び方法である。第１及び第２構成例双方の繰り返しオブジェクト検出装置を用いれば、水平方向及び垂直方向双方の繰り返しオブジェクトの検出信号Ｓdetを参照しながら動きベクトルを検出することができるので、動きベクトルの誤検出を大幅に少なくすることが可能となる。

本発明は以上説明した第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

１₀₀，１₀₁， １１₀₀〜１１₁₉ ２ラインメモリ
２₀₀〜２₀₂，１２₀₀〜１２₀₂ データ保持・差分演算部
３，１３ 加算部
４ 水平方向積算部
５，１５ 大小比較部
６ 水平方向繰り返し判定部
１４ 垂直方向積算部
１６ 垂直方向繰り返し判定部
５１₂₀〜５１₀₄ 加算器
５２₂₀₁₀〜５２₀₄₀₂，５２₂₀₁₉〜５２₀₄₀₃ 比較部
５３₂₀〜５３₀₄ ＡＮＤ回路
５４ 判定部
６１_10n〜６１_01n，６１₀₀，６１_01p〜６１_09p データ保持部
６２ 比較判定部
１０３ 相関検出部
１０４ 繰り返しオブジェクト検出部
１０５ 動きベクトル検出部
５５１₁〜５５１_n 比較部
５５２₁〜５５２_n 積算部
５５３₁〜５５３_n ゲイン補正部
１０５２ スイッチ
１０５３ 相関補正部
１０５１，１０５４ 動きベクトル選択部
１０５５相関補正ゲイン生成部

Claims (7)

1. 少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を求めて前記複数の方向の画素データ間の相関を検出する相関検出部と、
   動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する繰り返しオブジェクト検出部と、
   前記相関検出部より出力された前記複数の方向の差分値に基づいて動きベクトルを選択して出力する動きベクトル選択部と、
   前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルよりも過去に検出した動きベクトルを動きベクトルとして出力しやすくする動きベクトル補正手段と
   を備えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
2. 前記動きベクトル補正手段は、
   前記複数の方向の差分値の内、過去に検出した動きベクトルの方向と同一方向の差分値を小さくし、かつ、前記同一方向の差分値を、前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合よりも小さくするゲインを生成する相関補正ゲイン生成部と、
   前記相関検出部より出力された前記複数の方向の差分値に前記相関補正ゲイン生成部によって生成したゲインを乗じて出力する相関補正部と
   を有し、
   前記動きベクトル選択部は、前記相関補正部より出力された前記複数の方向の補正後の差分値の内、最小値を示す差分値の方向を動きベクトルとして選択して出力する
   ことを特徴とする請求項１記載の動きベクトル検出装置。
3. 前記相関補正ゲイン生成部は、
   前記複数の方向の動きベクトルを個別に保持し、前記過去に検出した動きベクトルと比較する複数の比較部と、
   前記比較部より出力された比較結果を積算する複数の積算部と、
   前記繰り返しオブジェクト検出部によって前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記複数の積算部より出力された積算値を大きくして、その大きくした積算値の逆数をゲインとして出力し、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合に、前記複数の積算部より出力された積算値の逆数をゲインとして出力する複数のゲイン補正部と
   を含むことを特徴とする請求項２記載の動きベクトル検出装置。
4. 前記繰り返しオブジェクト検出部は、
   映像信号の１ライン内に配列した所定の範囲における複数の画素データの内の端部に位置する画素データを基準画素データとし、前記基準画素データと、前記複数の画素データ内の前記基準画素データと２画素離れた画素データから最大の画素数離れた画素データまでのそれぞれの画素データとの差分を演算してそれぞれの離間画素数毎の差分データを求める処理を、複数のラインに対して行う差分演算部と、
   前記差分演算部で前記複数のラインに対して求められた前記差分データを離間画素数毎に加算して離間画素数毎の加算データを求める加算部と、
   前記離間画素数毎の加算データそれぞれを、１画素分の時間から、前記離間画素数から画素数１を減じた画素数分の時間までの範囲で１画素分の時間ずつ順次遅延させ、遅延させる前の加算データと全ての遅延させた加算データとを加算することによって、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを水平方向に積算した前記離間画素数毎の水平積算値を求める水平方向積算部と、
   前記水平方向積算部で求められた前記離間画素数毎の水平積算値を大小比較することによって、前記基準画素データが所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定する大小比較部と
   を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動きベクトル検出装置。
5. 少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を生成する差分値生成ステップと、
   動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する検出ステップと、
   前記差分値生成ステップにて生成した前記複数の方向の差分値に基づいて動きベクトルを選択する選択ステップと、
   前記検出ステップにて前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データに対して検出した新たな動きベクトルを過去に検出した動きベクトルに置換して終的な動きベクトルを出力する出力ステップと
   を含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
6. 少なくとも２フレームの複数の画素データ間の複数の方向の差分値を生成する差分値生成ステップと、
   動きベクトルを検出する対象となっている対象画素データが、所定の階調または色の画素データが水平方向または垂直方向に所定のパターンで繰り返す繰り返しオブジェクト内に位置しているか否かを検出する検出ステップと、
   前記複数の方向の差分値の内、過去に検出した動きベクトルの方向と同一方向の差分値を小さくし、かつ、前記同一方向の差分値を、前記検出ステップにて前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出された場合に、前記対象画素データが繰り返しオブジェクト内に位置していることが検出されなかった場合よりも小さくするゲインを生成するゲイン生成ステップと、
   前記複数の方向の差分値に前記ゲインを乗じて前記複数の方向の差分値を補正する差分値補正ステップと、
   補正した前記複数の方向の差分値の内、最小値を示す差分値の方向を動きベクトルとして選択する選択ステップと
   を含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
7. 前記検出ステップは、
   映像信号の１ライン内に配列した所定の範囲における複数の画素データを複数のラインで抽出する抽出ステップと、
   前記複数のラインそれぞれで、前記複数の画素データの内の端部に位置する画素データを基準画素データとし、前記基準画素データと、前記複数の画素データ内の前記基準画素データと２画素離れた画素データから最大の画素数離れた画素データまでのそれぞれの画素データとの差分を演算してそれぞれの離間画素数毎の差分データを求める差分演算ステップと、
   前記複数のラインに対して求められた前記差分データを離間画素数毎に加算して、離間画素数毎の加算データを求める加算ステップと、
   前記離間画素数毎の加算データそれぞれを、１画素分の時間から、前記離間画素数から画素数１を減じた画素数分の時間までの範囲で１画素分の時間ずつ順次遅延させ、遅延させる前の加算データと全ての遅延させた加算データとを加算することによって、前記離間画素数毎の加算データそれぞれを水平方向に積算した前記離間画素数毎の水平積算値を求める水平積算ステップと、
   前記離間画素数毎の水平積算値を大小比較することによって、前記基準画素データが所定の繰り返しパターンを含む繰り返しオブジェクト内に位置する画素データであるか否かを判定する判定ステップと
   を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の動きベクトル検出方法。

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