JP2636951B2 - 画像処理装置の動画領域判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数の画素から成る画像上の領域が、時間
的に連続するフレーム等ごとに映像の変化する動画領域
であるか、または変化しない静止画領域であるかを判別
する動画領域判定装置に関し、例えば、主として動画領
域の画像データだけを伝送する画像データ伝送装置等の
画像処理装置に適用される。

従来の技術 従来の動画領域判定装置の例として、画像データの伝
送装置に適用された動画領域判定装置を第６図に基づい
て説明する。

第６図において、300はPLL回路300aを備え、アナログ
の入力映像信号における周波数fscの色副搬送波に基づ
いて、４×fscの周波数のサンプリングクロックClkを発
生するサンプリングクロック発生部、301は上記サンプ
リングクロックClkに基づいて、入力映像信号をディジ
タルの映像信号に変換するA/D変換部、302は時間的に相
前後する２フレーム分の映像信号を蓄積する画像メモ
リ、303はフレーム映像における複数の画素から成る画
素ブロックごとに、それぞれの画素ブロックが動画ブロ
ックであるかどうかを判定し、動画ブロック判定情報を
出力する動画ブロック判定部、304は上記動画ブロック
判定情報に基づいて、この動画ブロック判定情報、およ
び動画ブロックだけの映像信号をフレーム化して送出す
るフレーム化部である。

上記動画ブロック判定部303は、時間的に相前後する
２フレーム間で、画素ブロック内の対応する画素どうし
ごとに映像信号レベルの差を求めて、その差の自乗和を
計算し、この値があらかじめ設定された閾値よりも大き
ければ、その画素ブロックはフレームごとに映像が変化
している動画ブロックであると判定する一方、閾値より
も小さければ、静止画ブロックであると判定するように
なっている。

より具体的には、例えば第７図（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、フレーム映像11の画素１〜８から成る画素ブロッ
ク14について、明部12、および暗部13の位置が時刻ｐと
時刻ｑとで変化しない場合、対応する画素１〜８の映像
信号レベルは何れも等しいので、映像信号レベルの差の
自乗和は０になる。そこで、閾値が所定の正の数値に設
定されるているとすると、画素ブロック14は静止画ブロ
ックであると判定されることになる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような動画領域判定装置では、
サンプリングクロックClkのジッタの影響によって判定
精度が低くなりがちであるという問題点を有している。

すなわち、時刻ｐと時刻ｑとで明部12、および暗部13
の位置が変化しない場合でも、A/D変換部301に入力され
るサンプリングクロックCLKの位相が変動すると、第８
図（ａ）（ｂ）に示すように時刻ｐおよび時刻ｑにいお
ける画素ブロック14では、対応する画素１〜８のうち、
画素４、７、８の映像信号レベルが互いに異なるため
に、差の自乗和が大きくなる。

それゆえ、閾値の大きさによっては、画素ブロック14
は静止画ブロックであるにも関わらず、動画ブロックで
あると誤判定してしまうことになる。

上記のように本来静止画ブロックであると判定される
べき画素ブロックが動画ブロックであると誤判定される
と、例えば主として動画ブロックだけの映像信号を伝送
する画像データの伝送装置に適用する場合には、冗長な
画像データを伝送することになり、伝送能力の低下等を
招くことになる。

本発明は、上記の点に鑑み、サンプリングクロックに
ジッタが生じていても動画領域と静止画領域との判定精
度を適正化することができる画像処理装置の動画領域判
定装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、映像信号に同期
したクロック信号を発生するサンプリングクロック発生
手段と、発生したクロック信号に基づいて、画素ごとに
映像信号をサンプリングするサンプリング手段と、複数
の画素からなる画像上の領域に対して、時間的に相前後
した映像間で、対応する画素どうしごとに前記サンプリ
ングされた映像信号の差分の計算を行い、得られた値と
閾値とに基づいて、前記領域が動画領域であるか静止画
領域であるかを判定する判定手段と、前記クロック信号
の位相のずれからジッタ量を検出するジッタ検出手段
と、検出されたジッタ量から前記閾値を設定する閾値設
定手段とを備えたことを特徴としている。

作用 上記の構成により、ジッタ検出手段は、クロック信号
の位相のずれからジッタ量を検出し、閾値設定手段は、
検出されたジッタ量から、動画領域判定のための閾値を
設定する。判定手段は、複数の画素から成る画像上の領
域に対して、時間的に相前後した映像間で対応する画素
どうしごとに、サンプリングされた映像信号の差分の計
算を行い、得られた値と上記閾値とに基づいて、その領
域が動画領域であるか静止画領域であるかを判定する。

実施例 本発明の実施例として、画像データの伝送装置に適用
された動画領域判定装置の例を説明する。

第１図は画像データの伝送装置の構成を示すブロック
図である。

第１図において、100はアナログの入力映像信号にお
ける周波数fscの色副搬送波に基づいて、４×fSCの周波
数のサンプリングクロックClkを発生するサンプリング
クロック発生部、101は上記サンプリングクロックClkに
基づいて、入力映像信号をディジタルの映像信号に変換
するA/D変換部、102は時間的に相前後する２フレーム分
の映像信号を蓄積する画像メモリ、103はフレーム映像
における複数の画素から成る画素ブロックごとに、それ
ぞれの画素ブロックが動画ブロックであるかどうかを判
定し、動画ブロック判定情報を出力する動画ブロック判
定部、104はサンプリングクロック発生部100の発振周波
数制御電圧vinに基づいてジッタ検出信号を出力するジ
ッタ検出部、105は上記ジッタ検出信号に応じて動画ブ
ロック判定部103に閾値レベル制御信号を出力する閾値
レベル制御部、106は前記動画ブロック判定情報に基づ
いて、この動画ブロック判定情報、および動画ブロック
だけのディジタル映像信号をフレーム化して送出するフ
レーム化部である。

上記サンプリングクロック発生部100はPLL回路100aを
備え、図示しない電圧制御発振信器の発振周波数を発振
周波数制御電圧vinによって制御することにより、入力
映像信号の色副搬送波に同期し、かつ、４倍の周波数の
サンプリングクロックCLKを発生するようになってい
る。上記発振周波数制御電圧vinは、また、ジッタ検出
部104に入力されるようになっている。

動画ブロック判定部103は、例えば第２図に示すよう
に、時刻ｑのフレーム映像Ｆ（ｑ）における、左端から
ｉ番目、上からｊ番目の、q00〜q77の８×８＝64個の画
素から成る画素ブロックbij（ｑ）と、時刻ｐより１フ
レーム時間前の時刻ｐのフレーム映像Ｆ（ｐ）における
同じ位置のp00〜p77の64個の画素から成る画素ブロック
bij（ｐ）との差分Eaijを、 として求め、この差分Eaijを、閾値レベル制御部105か
らの閾値レベル制御信号に応じて設定された閾値Vthと
比較して、Eaij≦Vthならば、その画素ブロックbij
（ｑ）は静止画ブロックであると判定して動画ブロック
判定情報dij（ｑ）＝０を出力する一方、Eaij＞Vthなら
ば動画ブロックであると判定して、動画ブロック判定情
報dij（ｑ）＝１を出力するようになっている。

ジッタ検出部104は、サンプリングクロック発生部100
から入力される発振周波数制御電圧vinの変動が、あら
かじめ設定された規定値よりも大きい場合に、所定の大
きさ以上のジッタが検出されたことを示すジッタ検出信
号を出力するようになっている。

閾値レベル制御部105は、ジッタ検出部104から出力さ
れたジッタ検出信号に基づいて、動画ブロック判定部10
3の閾値VthをVth0、またはこのVth0よりも大きい値のVt
h1に設定するように、閾値レベル制御信号を出力するよ
うになっている。

上記の構成において、入力映像信号が雑音成分等を含
まず信号品質が高い場合には、サンプリングクロック発
生部100から出力される発振周波数制御電圧vinは、例え
ば第３図に記号Ａで示す区間のように、安定してvin0に
なり、ジッタのない安定した４×fscの周波数のサンプ
リングクロックCLKが出力される。ジッタ検出部104は、
上記発振周波数制御電圧vinの変動が小さいことを検出
することによりサンプリングクロックCLKのジッタが小
さいことを検出し、閾値レベル制御部105は、動画ブロ
ック判定部103の閾値VthをVth0に設定するように閾値レ
ベル制御信号を出力する。

一方、入力映像信号に雑音成分が多く含まれている場
合などには、発振周波数制御電圧vinは記号Ｂで示す区
間のように変動し、サンプリングクロックCLKにはラン
ダムなジッタが発生する場合がある。そこでジッタ検出
部104は、発振周波数制御電圧vinの変動があらかじめ設
定された規定値を越えたことを検出すると、サンプリン
グクロックCLKに所定の大きさ以上のジッタが発生して
いることを示すジッタ検出信号を出力する。閾値レベル
制御部105は、このジッタ検出信号に基づいて、動画ブ
ロック判定部103の閾値VthをVth1に設定するように閾値
レベル制御信号を出力する。

動画ブロック判定部103は、前記演算によって画素ブ
ロックbij（ｑ）と画素ブロックをbij（ｐ）との差分Ea
ijを求め、この差分Eaijが上記のように設定された閾値
Vthよりも大きい場合に、画素ブロックbij（ｑ）は動画
ブロックであると判定して、動画ブロック判定情報dij
（ｑ）＝１を出力する。一方、差分Eaijが閾値Vth以下
の場合には、静止画ブロックであると判定して、動画ブ
ロック判定情報dij（ｑ）＝０を出力する。

ここで、サンプリングクロックCLKのジッタが小さい
場合には、閾値Vthは上記のように閾値Vth1よりも小さ
い閾値Vth0に設定されているので、動画ブロックである
ことの判定が確実に行われる。一方、サンプリングクロ
ックCLKのジッタが大きい場合には、閾値VthがVth1に設
定されているので、ジッタの影響によって差分Eaijが多
少大きい場合でも、静止画ブロックを動画ブロックであ
ると誤判定してしまうことが防止される。

フレーム化部106は、動画ブロック判定部103から出力
される動画ブロック判定情報に基づいて、動画ブロック
であると判定された画素ブロックだけのディジタル映像
信号、および動画ブロック判定情報をフレーム化してフ
レーム化信号を出力する。このフレーム化信号は、動画
ブロックの判定が上記のように適切に行われるので、情
報量が小さく抑えられる。

なお、ジッタ検出部104の構成は、上記のようにサン
プリングクロック発生部100の発振周波数制御電圧vinに
基づいてサンプリングクロックCLKのジッタを検出する
ものに限らず、例えば第４図に示すように、サンプリン
グクロック発生部100から入力映像信号に基づいて出力
される同期信号HVOとサンプリングクロックCLKとを用い
てジッタの検出を行うように構成されたものなどでもよ
い。

第４図において、ジッタ検出部104は、奇数フィール
ド垂直同期信号間の最初の水平同期信号HVOが立ち下が
るごとにリセットされる図示しないカウンタにより、サ
ンプリングクロックCLKのクロック数を０から477749ま
で１フレームの画素数477750だけをカウントし、第５図
に示すように、次の奇数フィールド垂直同期信号間の最
初の水平同期信号の立ち下がりタイミングtdと、上記カ
ウントの終了タイミングteとのタイミングずれtxを検出
して、このタイミングずれtxの大きさが所定の規定値を
越えた場合に、サンプリングクロックCLKに所定の大き
さ以上のジッタが発生していることを示すジッタ検出信
号を出力するようになっている。

すなわち、タイミングずれtxは、サンプリングクロッ
クCLKにジッタが発生していない場合には０になる一
方、フレームごとに変動するジッタが発生している場合
などには、その変動に応じて大きくなる。それゆえ、例
えばVTRの再生画像のように映像信号がフレームごとに
揺らぐ場合などには、ジッタ検出部104によってジッタ
が検出され、ジッタ検出信号が出力される。そこで、上
記サンプリングクロック発生部100の発振周波数制御電
圧vinに基づいたジッタが検出される場合と同様に、閾
値レベル制御部105はジッタ検出信号に基づいて動画ブ
ロック判定部103の閾値Vthを設定し、動画ブロック判定
部103は動画ブロックの判定を行う。

ここで、上記のように動画ブロック判定のための閾値
Vthを増大させると、フレーム化部106から出力された信
号に基づいて再生される画像の画像品質が多少劣化する
ことも考えられるが、このようにして閾値Vthが増大す
るのは、サンプリングクロックCLKに大きなジッタが発
生している場合、すなわち、入力映像信号自体が雑音や
揺らぎの影響によって元から画像品質が低い場合なの
で、動画領域と静止画領域との誤判定による画像品質の
劣化は、視覚上無視できる程度に抑えることが容易にで
きる。

なお、本実施例においては、動画ブロック判定のため
の閾値Vthを２段階に設定する例について説明したが、
これに限らず複数段階や連続的に設定するようにしても
よい。

また、画素ブロックの差分を求める際に、対応する画
素どうしの差の自乗和を用いる例について説明したが、
これに限らず、例えば対応する画素どうしの差を映像信
号レベル応じて重みづけして合計するなどしてもよい。

また、画素ブロック差分は輝度信号や色信号、色差信
号等に対して求めるものなどでもよい。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、クロック信号
の位相のずれから検出されたジッタ量から閾値設定手段
が閾値を設定するので、クロック信号のジッタの影響
で、映像信号の差分によって得られる値が変動する場合
でも、動画領域と静止画領域との誤判定が生じるのを防
止して、判定精度を適正化することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における動画領域判定装置が
適用された画像データの伝送装置の構成を示すブロック
図、第２図は画素ブロックの例を示す説明図、第３図は
発振周波数制御電圧vinの変化を示すタイムチャート、
第４図はジッタ検出部の他の構成を示すブロック図、第
５図は同期信号HVOとカウンタの値との関係を示すタイ
ムチャート、第６図は従来の動画領域判定装置が適用さ
れた画像データの伝送装置の構成を示すブロック図、第
７図（ａ）（ｂ）、第８図（ａ）（ｂ）はそれぞれ画素
と映像信号レベルとの関係を示す説明図である。 100……サンプリングクロック発生部、101……A/D変換
部、102……画像メモリ、103……動画ブロック判定部、
104……ジッタ検出部、105……閾値レベル制御部、106
……フレーム化部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号に同期したクロック信号を発生す
   るサンプリングクロック発生手段と、 発生したクロック信号に基づいて、画素ごとに映像信号
   をサンプリングするサンプリング手段と、 複数の画素からなる画像上の領域に対して、時間的に相
   前後した映像間で、対応する画素どうしごとに前記サン
   プリングされた映像信号の差分の計算を行い、得られた
   値と闘値に基づいて、前記領域が動画領域であるか静止
   画領域であるかを判定する判定手段と、 前記クロック信号の位相のずれからジッタ量を検出する
   ジッタ検出手段と、 検出されたジッタ量から前記閾値を設定する閾値設定手
   段と、 を備えたことを特徴とする画像処理装置の動画領域判定
   手段。