JP3679208B2

JP3679208B2 - コンポジットビデオ信号の動き検出回路

Info

Publication number: JP3679208B2
Application number: JP26694196A
Authority: JP
Inventors: 雅彦篠原
Original assignee: エルジー電子株式会社
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2016-10-08
Also published as: KR19980032549A; JPH10126811A; KR100246400B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンポジットビデオ信号の動き検出回路に関し、特に３次元Ｙ／Ｃ分離回路、巡回型ノイズ除去回路、その他時空処理回路に入力されるコンポジットビデオ信号のフレーム間の動きを検出するコンポジットビデオ信号の動き検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路の１例（従来例１）を示すブロック図である。同図において、６１は２ＭＨｚ以下の周波数帯域を通過させるローパスフィルタ、６２は輝度信号（以下、Ｙ信号と称する）の１フレーム分を遅延させる１フレーム遅延回路、６３は減算器である。
【０００３】
動作において、コンポジットビデオ信号をローパスフィルタ６１に入力して副搬送波（以下、Ｃ信号と称する）を除去してＹ信号を得る。そのＹ信号を１フレーム遅延回路により１フレーム分遅延させる。次いで、ローパスフィルタ６１の出力のＹ信号から１フレーム遅延回路６２の出力を減算器６３により減算して、動き信号を得る。
【０００４】
図７は従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路の他の１例（従来例２）を示すブロック図である。同図において、７１及び７２はそれぞれ１フレーム遅延回路、７３は減算器である。この場合の動作においては、コンポジットビデオ信号からそのコンポジットビデオ信号を２フレーム分遅延させたものを減算することにより動き信号が得られる。
【０００５】
図８は従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路のさらに他の１例（従来例３）を示すブロック図である。この例は、従来例１と従来例２を組み合わせたものである。即ち、ローパスフィルタ６１と、１フレーム遅延回路６２と、減算器６３とからなる動き検出回路の出力と、１フレーム遅延回路７１及び７２と、減算器７３とからなる動き検出回路の出力とのうち、大きい値を出力する最大値検出回路８１を設け、その出力を動き信号とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図９は図６に示した従来例１の動き検出回路における問題点を説明する波形図である。同図において、ＮＴＳＣコンポジットビデオ信号のスペクトルが示されており、Ｙは輝度信号、Ｃは副搬送波信号である。輝度信号Ｙは０〜５ＭＨｚ以上の帯域を有し、副搬送波信号Ｃは３．５８ＭＨｚを中心に±１．５ＭＨｚの帯域を有する。略２ＭＨｚ以下の成分のみを通過させるローパスフィルタ６１により、大部分の副搬送波信号Ｃが除去されるが、これと同時に、略２ＭＨｚ以上のＹ信号も除去される。したがって、図６の従来回路では水平周波数帯域が２ＭＨｚ以上のＹ信号を含むコンポジットビデオ信号のフレーム間の動きは検出することができないという問題点がある。
【０００７】
また、略２ＭＨｚ以下の成分を通過させるローパスフィルタ６１はその特性に応じて、図に概略的に示すように、高ゲインでは２ＭＨｚより若干低い周波数以下の成分を通過させるが、低ゲインでは２ＭＨｚより若干高い周波数以下の成分も通過させる。このため、副搬送波信号Ｃの水平周波数帯域の高い部分（中心周波数の３．５８ＭＨｚから離れた部分）は、２ＭＨｚのローパスフィルタ６１では除去できず、ローパスフィルタ６１を通過した輝度信号Ｙに混入してしまう。副搬送波信号Ｃは１フレーム毎に位相が反転するので、静止画の場合でもローパスフィルタ６１の出力から１フレーム遅延した信号を減算すると、その混入した副搬送波Ｃがフレーム差として現れる。例えば、静止画の場合、ある時点でローパスフィルタ６１を通過したＣ信号の値がｃとすると、１フレーム後のＣ信号の値は−ｃとなる。したがって、フレーム間の差信号はｃ−（−ｃ）＝２ｃとなる。このように、従来例１におけるフレーム間の差信号は副搬送波信号Ｃの水平周波数の高い部分（中心周波数から離れた部分）では副搬送波信号Ｃの混入により不正な値を含んでので、やはりコンポジットビデオ信号のフレーム間の動きは正確には検出することができないという問題がある。
【０００８】
図１０は図７に示した従来例２の動き検出回路における問題点を説明する図である。図７の回路ではフィルタ処理をせずにコンポジットビデオ信号のまま減算をするので動き検出出来ない帯域は無い。また、副搬送波信号は２フレーム分遅延した信号と同一位相になるので静止画の場合に、コンポジットビデオ信号内の副搬送波信号からそれを２フレーム分遅延した信号を減算すると値が０になり、従来例１のような誤検出の問題は無い。
【０００９】
しかしながら、２フレーム分遅延した信号を入力コンポジットビデオ信号から減算することにより、検出できる動きの周波数の範囲が、１フレーム分遅延した信号を減算した場合に検出できる動きの周波数の範囲に比べて約半分になってしまう（１フレーム周期は１／３０秒であるのに対して２フレーム周期は１／１５秒である為）。つまり、１５Ｈｚ以上の速い動きは検出できない、という問題点がある。
【００１０】
図８に示した従来例３は、従来例１と従来例２の問題点を解消するが、回路規模が大きく、高価格であるという問題点がある。
本発明の目的は、上記従来例における問題点に鑑み、安価で正確に動き検出が可能なコンポジットビデオ信号の動き検出回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明により提供されるコンポジットビデオ信号の動き検出回路は、従来例１の回路に加えて、コンポジットビデオ信号のうち副搬送波を通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタの出力からＩ信号とＱ信号を復調する復調器と、そのＩ信号及びＱ信号からそれぞれ水平周波数の高い部分を抽出し、抽出した部分のうち大きい値を前記副搬送波信号のエッジ量として出力するエッジ量検出手段と、エッジ量の大きさに応じた値を前記フレーム差信号から減算して動き量を得る第２の減算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、同一参照番号は同一のものを表わす。
図１は本発明の１実施例によるコンポジットビデオ信号の動き検出回路のブロック図である。同図において、１１は副搬送波信号Ｃを通過させる３．５８ＭＨｚ±１．５ＭＨｚのバンドパスフィルタ、１２は副搬送波信号ＣからＩ信号とＱ信号を復調する復調器、１３及び１４はそれぞれＩ信号及びＱ信号から水平周波数の高い部分を抽出するエッジ抽出回路、１５は抽出した部分のうち大きい値を副搬送波信号のエッジ量として出力するエッジ量検出手段、１６は掛け算器、６１は２ＭＨｚ以下の周波数帯域を通過させるローパスフィルタ、６２は輝度信号Ｙの１フレーム分を遅延させる１フレーム遅延回路、６３は減算器、そして、１７は前記エッジ量の大きさに応じた値を減算器６３の出力に得られるフレーム差信号から減算して動き量を得る第２の減算器である。
【００１３】
動作において、まず図６に示した従来例１と同様に輝度信号Ｙと副搬送波信号Ｃとを含むコンポジット信号を２ＭＨｚのローパスフィルタ（ＬＰＦ）６１に通し副搬送波信号Ｃ成分を除去して輝度信号Ｙを得る。その輝度信号Ｙとその輝度信号Ｙを１フレームだけ遅延した信号との減算を減算器６３により行ってフレーム差信号（＊１）を得る。
【００１４】
前述したように、２ＭＨｚのローパスフィルタ６１で副搬送波信号Ｃ成分を除去するとき副搬送波信号Ｃの水平周波数の高い部分が除去しきれずに輝度信号Ｙに混入してしまう。副搬送波信号Ｃは１フレーム毎に位相が反転するのでローパスフィルタ６１の出力値ｃから１フレーム遅延した信号を減算すると、静止画の場合でも前述のように２ｃのフレーム差が現れる。
【００１５】
このようにフレーム差信号（＊１）は副搬送波信号Ｃの混入による不正な値を含んでいる。
本発明のこの実施例では、上記不正な値は副搬送波信号Ｃの水平周波数の高い成分がローパスフィルタ６１の出力の混入していることに着目し、この高い周波数成分を除去して、フレーム差信号（＊１）から不正な値を取り除くべく、回路１１〜１７を設けた。
【００１６】
即ち、コンポジットビデオ信号を３．５８ＭＨｚ±１．５ＭＨｚのバンドパスフィルタ１１に通して副搬送波信号Ｃを得、その副搬送波信号Ｃを復調器１２によりＩ信号とＱ信号に復調する。そして、エッジ抽出回路１３及び１４によりＩ信号及びＱ信号のエッジをそれぞれ抽出する。そして、それらのエッジの内大きい方をエッジ量検出手段１５により選択して、掛け算器１６に入力する。掛け算器１６は選択されたエッジに係数αを掛けて、その結果を第２の減算器１７に入力する。第２の減算器１７は第１の減算器６３の出力であるフレーム差信号（＊１）から掛け算器１６の出力を差し引く。これにより、フレーム差信号に含まれる不正信号の大部分が除去された動き信号が得られる。
【００１７】
掛け算器１６に入力される係数αの値は、２ＭＨｚのローパスフィルタ６１によう副搬送波信号Ｃの減衰量やＩＡ復調実施例のゲインを考慮して適当な値に設定する。
掛け算器１６と第２の減算器１７からなる回路ｂはリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）又はランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を利用したルックアップテーブルを用いるか、又はフレーム差信号に副搬送波信号Ｃのエッジの大きさに応じた係数を掛けて減衰させる方法が考えられる。
【００１８】
図２は本発明の上記実施例の効果を説明する図である。同図において、カラーバー映像（静止画）の動き検出における誤検出が従来例１と比較して示されている。即ち、従来例１の場合は、（１）に示す各色の間に動き検出信号が検出されるが、本発明の実施例においては、（２）に示すようにこの動き検出信号とほぼ同じ大きさの副搬送波信号Ｃのエッジ抽出信号を掛け算器１６の出力に得て、これをフレーム差信号から差し引くので、（３）に示すように動き検出信号はゼロに近くなり、従来にくらべて誤検出が少なくなる。
【００１９】
図３は本発明の動き量検出を３次元Ｙ／Ｃ分離回路に応用した場合の回路図である。３次元Ｙ／Ｃ分離回路は、周知のようにコンポジット信号から副搬送波信号Ｃを通過させる３ラインコムフィルタ３１と、コンポジット信号を１フレームだけ遅延させる１フレーム遅延回路３２と、コンポジット信号から１フレーム遅延信号を減算して副搬送波信号Ｃを得る減算器３３と、これらの副搬送波信号Ｃに基づいて動き適応する副搬送波信号Ｃを得る動き適応混合回路３４と、コンポジット信号から動き適応混合回路３４の出力を差し引く減算器３５とを備えている。この３次元Ｙ／Ｃ分離回路においても、動きを検出する部分ではドット妨害が発生してしまうが、上記の本発明を適用することによりドット妨害の発生を少なくすることができる。
【００２０】
即ち、３ラインコムフィルタ３１の出力に得られる副搬送波信号Ｃを復調器１２に入力し、減算器３６においてコンポジット信号から３ラインコムフィルタ３１の出力である副搬送波信号Ｃを差し引くことにより輝度信号Ｙを得る。これにより、図１におけるバンドパスフィルタ１１とローパスフィルタ６１からなる回路ａは既存の３次元Ｙ／Ｃ分離回路内の３ラインコムフィルタ３１と減算器３６で置き換えることができる。そして、図１と同様にして減算器１７の出力に動き検出信号を得て、これを３次元Ｙ／Ｃ分離回路内の動き適応混合回路３４に入力し、動き適応混合回路３４は動き検出信号に応じてその出力である副搬送波信号Ｃを調整することにより、ドット妨害の少ない副搬送波信号Ｃ及び輝度信号Ｙを得ることができる。
【００２１】
図４は本発明の動き量検出を巡回型ノイズ除去回路に適用した場合の回路図である。巡回型ノイズ除去回路に動き検出を応用した場合も、動きを誤検出した部分はノイズ除去の効果が減少してしまうが、図１の回路により得られた動き検出信号を利用することにより、ノイズ除去効果の減少の割合が従来方法より少なくなる。
【００２２】
即ち、ローパスフィルタ６１の出力に得られた輝度信号Ｙからノイズを除去するための巡回型ノイズ除去回路は１フレーム遅延回路４２の出力からローパスフィルタ６１の出力の輝度信号Ｙを減算する減算器４１を備えているが、これに図１の回路の出力である減算器１７の出力を受け取り、係数１─βを出力する係数器４３と、減算器４１の出力に係数１─βを掛ける掛け算器４４と、掛け算器４５の出力と１フレーム遅延回路４２の出力とを加算する加算器４５とを追加する。これにより、ノイズ除去効果の減少の割合が従来方法より少なくなる。
【００２３】
図５は本発明の動き検出を飛び越し走査→順次走査変換回路に適用した場合の回路図である。
この場合も、フィールド内順次走査変換回路５１の出力とフレーム間順次走査変換回路５２の出力とに対してそれぞれ動き適応係数β及びβ─１を掛けたものを加算器５６により加算することにより、順次走査に変換された出力が得られるが、動き適応係数β及び１−βを減算器１７の出力に基づいて計算する動き適応係数器５３により得ることにより、より高画質な順次走査出力が得られる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、輝度信号と副搬送波信号を含むコンポジット信号から検出されるフレーム差信号に含まれる誤差信号を小さくすることができるので、３次元Ｙ／Ｃ分離回路、巡回型ノイズ除去回路、その他時空間処理回路における動き検出における誤差を少なくすることができ、安価で正確な動き検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例によるコンポジットビデオ信号の動き検出回路のブロック図である。
【図２】図１の実施例の効果を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施例により２次元Ｙ／Ｃ分離回路に本発明を応用した例を示すブロック図である。
【図４】本発明のさらに他の実施例により巡回型ノイズ除去回路に本発明を適用した例を示すブロック図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例により飛び越し走査→順次走査変換回路の本発明を適用した例を示すブロック図である。
【図６】従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路の１例（従来例１）を示すブロック図である。
【図７】従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路の他の１例（従来例２）を示すブロック図である。
【図８】従来のコンポジットビデオ信号の動き検出回路のさらに他の１例（従来例３）を示すブロック図である。
【図９】従来例１の動き検出回路における問題点を説明する波形図である。
【図１０】従来例２の動き検出回路における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
１１…バンドパスフィルタ
１２…復調器
１３…エッジ実施例抽出回路
１４…エッジ実施例抽出回路
１５…エッジ量検出手段
１６…掛け算器
１７…第２の減算器
６１…ローパスフィルタ
６２…１フレーム遅延回路
６３…第１の減算器

Claims

輝度信号と副搬送波信号とを含むコンポジットビデオ信号のうち、主として前記輝度信号を通過させるローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタの出力から該出力を１フレーム分遅延させたものを減算してフレーム差信号を得る第１の減算手段と、
前記コンポジットビデオ信号のうち前記副搬送波を通過させるバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力からＩ信号とＱ信号を復調する復調器と、
前記Ｉ信号及び前記Ｑ信号からそれぞれ水平周波数の高い部分を抽出し、抽出した部分のうち大きい値を前記副搬送波信号のエッジ量として出力するエッジ量検出手段と、
前記エッジ量の大きさに応じた値を前記フレーム差信号から減算して動き量を得る第２の減算手段とを備える、コンポジットビデオ信号の動き検出回路。