JPH0191586A - 動き検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、サブサンプルされた画像信号の動き領域を検
出すろ動き検出回路に関するものであり、特にハイビジ
ョンを伝送するＭｔｌＳＥ　（ＭｕｌｔｉｐｌｅＳｕｂ
−Ｎｙｑｕｉｓｔ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　Ｅｎｃｏｄｉｎ
ｇ　：テレビジョン信号多重サブサンプル伝送）方式の
エンコーダおよびデコーダに使用しうるように改良を図
ったものである。

［発明の概要コ 本発明は、サブサンプル画像信号から動き領域を検出す
ろ動き検出回路に関する。フレーム間差分信号を従来の
水平方向ＬＰＦのほかに垂直方向ＬＰＦも通すようにし
てフレーム間差信号を取り出し、画像のエツジ部イ３号
を検出して、エツジ部信号と、そのときの映像レベル信
号とを混合した値で、上述のフレーム間差信号を割った
値を動き画像の信号とするようにして、例えば白ピーク
部でのエツジ信号を動き画像信号と誤って検出すろこと
のないように伝送系の非直線性の彫りを取り除くように
したものである。

なお、この概要はあくまでも木発明の技術内容に迅速に
アクセスするためにのみ供されるものであって、木発明
の技術的範囲および権利解釈に対しては何の影響も及ぼ
さないものである。

［従来の技術］ 従来の動き検出回路の一例として第２図にその構成をブ
ロック図で示す。

第２図において、１はフレームメモリ、２は減算器であ
り、フレーム間差分信号をつくり出す。

３は水平方向ＬＰＦであり、サブサンプルされた画像信
号の水平方向の折返し成分を除去する。４は絶対値回路
であり、信号の絶対値（両波整流値）を取り出す。５は
エツジ検出回路、６は絶対値回路であり、画像のエツジ
部の信号を検出（微分）してその絶対値を取り出す。７
は除算回路であり、２つの入力αおよびβの除算を行い
、α／βを形成する。

すなわち、上述したように従来例では、フレーム間差分
信号に対して水平方向のＩＰＦをかけたのち、エツジ部
の検出信号で除算する簡易な方法が用いられていた。こ
こで、つぎに動き信号の形成について説明する。

第５図（八）および（Ｂ）は画像のフレーム間差から動
き信号を形成する動作の説明図である。

第５図（Ａ）　は比較的レベルの高い画像がΔＸだけ動
いた場合の隣接する第ｎおよび第ｎ＋１番目のフレーム
の各波形およびフレーム間差分の波形を示す。第５図（
Ｂ）は比較的レベルの低い画像が同様にΔＸだけ動いた
場合の隣接する第ｎおよび第ｎ＋１番目のフレームの波
形およびフレーム間差分の波形を示したものである。

第５図（八）と第５図（８１とを対比してみると動きの
量ΔＸは同じでもフレーム間差の量は大きさが異なる。

動き検出に必要なのは、動きの量ΔＸであるのでこれを
正規化するために、対応する画像のレベルで割り算する
。

さらにこれを数式で次のように説明することができる。

すなわち、フレーム間差分は、ｆ　Ｔｘｌ−ｆｉｘやａ
ｘ＋　　と表わせるからｆ　＋ｘ＋Ａｘ＋　　をティラ
ー級数で展開して、 Δ　Ｘ ｆ　（ｘｌ、ｌ、ｘｌ　　＝　ｆ　（Ｘｉ　＋　　　　
ｆ’　ｆｘｌ　＋　・＝ｆ　Ｉｘ＋ｂｘｌ　　−ｆ　Ｔ
ｘｌ　＝Δｘ−ｆ’＋ｘ＋従って動きの量ΔＸは すなわち、動きの量ΔＸは、分子のフレーム間差分を分
母のエツジの量で割ったもので表わせる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来用いらねでいた上述第２図示の従来
の構成による動き領域検出の方法では、以下に述べるよ
うな問題点がある。すなわち、１、白ピークに近いよう
な画像の絶対レベルの高い領域にエツジがあると、単に
フレーム間差に対してエツジの量による除算を施すだけ
では白ピーク値のあるエツジ近傍では除数となる工・ン
ジの量が十分大きくないため比較的大きな値を出力して
しまい、動き領域と誤って判断することになる。

２）サブサンプルした画像信号は、水平方向および垂直
方向に折り返し成分をもっており、車にフレーム間差を
取り出しただけでは実際には静止している領域でも、こ
の折り返し成分がフレーム間差として出力されるため動
き領域と誤って判断してしまう。

上述の１の項は白ピークに近いような大きなエツジが動
くと、大きなフレーム間差分が出るが、これに対してエ
ツジの量としてのダイナミックレンジは、フレーム間差
分はど十分大きくとることができない。特に黒い背景に
白ピークのあるような画像では十分大きなエツジの量が
検出できない。このため例えば、静止画像の白ピークの
エツジではフレーム間差分をエツジを示す値の量で除算
した量が十分小さな値とはならず、静止画像であっても
動き画像信号と誤ってしまうという欠点があった。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、
つねに動き画像信号を誤りなく形成して取り出すことの
できる勅き検出回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明では、フレー
ム間差分値をエツジ検出値とそのエツジ画像自体のレベ
ル値とを混合した値により、除算するようにする。

すなわち、本発明は、サブサンプルされた画像信号のフ
レーム間差分信号を形成する形成手段と、形成手段から
の出力より水平および垂直方向の低域成分を取り出ずろ
波手段と、画像信号のエツジを検出すろ検出手段と、画
像信号のレベルの絶対値と、検出手段からの出力の絶対
値とを混合する混合手段と、ろ波手段からの出力の絶対
値を混合手段からの出力で除算して動き検出出力を取り
出す除算手段とを具えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明によれば、フレーム間の差分信号に対して画像の
エツジで生ずる信号にそのときの画像のレベル値を混合
した値で除算することができる。

さらにまた、フレーム間の差分信号に対してはサブサン
プリングによる垂直方向の折返し成分を除去することが
でき、それによる動き検出の誤りをなくすことができる
。

これにより、例えばビルの窓枠のように、比較的白ピー
クに近い縦エツジのある画像の場合に、垂直方向の折返
し成分を除去して、動き検出を誤ることなく、良好な画
像を再生することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の特徴を最も良（表わした一実施例の構
成を示すブロック図である。

第１図において、第２図と同様の個所には同一符号を付
してその説明は省略する。

１００は混合部であり、画像のエツジを検出した信号値
とそのときの画像のレベル値とを適正な割合で混合する
。１０１は折返し成分除去部であり、サブサンプリング
された画像信号の水平方向および垂直方向の折返し成分
をそれぞれ除去する。８は絶対値回路であり、画像レベ
ルの絶対値を形成する。９は混合回路であり、エツジ検
出回路５および絶対値回路６の出力と絶対値回路８の出
力とを混合する。この絶対値回路８および混合回路９に
より混合部１００が構成される。１０は垂直方向ＬＰＦ
であり、垂直方向の折返し成分をろ波する。

この垂直方向ＬＰＦＩＯと水平方向ＬＰＦ３とにより折
返し成分除去部１０１を構成する。１１は入力端子、１
２は出力端子である。

つぎに第１図により各部の動作を詳しく説明する。

サブサンプルされた画像信号は、動き検出回路の入力端
子１１で３つの系統に分割される。

（１）フレーム差検出系統 （２）エツジ検出系統 （３）レベル系統 （１）は第１図に示す（ａ）および（ａ′）の２系統で
あり、２系統のうち一方の系統（ａ）はフレームスそす
１を通り減算器２へ、他方の系統（ａ′）は直接減算器
２へ導かれている。この減算器２の出力はフレーム間差
分信号である。この信号に水平方向ＬＰＦ３および垂直
方向ＬＰＦＩＯの処理を行う。水平方向ＬＰＦ：ｌは、
そのタップ数が原信号のスペクトルの形状により異なる
が、例えば、ＭｔｌＳＥ方式のデコーダでは３〜７タツ
プ程度のものを３〜４個、カスケードに連結して用いて
いる。垂直方向ＬＰＦＩＯは遅延量が大きいので、ハー
ドウェアの規模が大きくなりやすい。垂直方向ＬＰＦＩ
Ｏはタップ数としては大きいほどよいが、例えば、後述
する第３図および第４図に示す程度の簡単なＬＰＦでも
大きな効果が得られる。

上述の（２）エツジ検出系統および（３）レベル系統は
第１図に示す（ｂ）　および（Ｃ）の系統であり、（ｂ
）の系統で、エツジ検出回路５および絶対値回路６によ
り形成されるエツジを示す値の量×と、（ｃ）の系統で
、絶対値回路８により形成される画像レベルのｆｆ１ｙ
とをそれぞれつくり出し、混合回路９により混合（八ｘ
＋Ｂｙ）を行う。

第１図示の実施例では、混合回路９は線形混合を行って
いるが、これは必ずしも線形混合とする必要はなく非線
形な混合も考えられる。非線形な混合とは、２次関数を
用いた例としては、八ｘ２　＋Ｂｙ２　＋Ｃｘｙ　　＋
ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ等が考えられる。

また、混合回路９への人力は、エツジに対しては６　ｂ
ｉｔ程度、映像レベルに対しても映像信号の上位６ｂｉ
ｔ程度で十分である。

なお、上述の動き検出回路は、エンコーダ側およびデコ
ーダ側の両者に対して実施するようにすれば一層良好な
結果が得られる。

第３図は第１図示の垂直方向ＬＰＦＩＯの一例の構成を
示すブロック図である。

第３図において、３１は１Ｈ遅延回路、３２は加算器、
３３は％乗算器、３４は入力端子、３５は出力端子であ
る。

第３図示の構成は良く知られたデジタルフィルタであり
、垂直方向ＬＰＦの役目を果たすことができる。以下に
、第３図示の構成の動作を説明する。

入力端子３４に上述した第１図示の減算器２の出力であ
るフレーム間差分信号が水平方向ＬＰＦ３を介して加え
られる。この入力されるフレーム間差分信号はＩＨ遅延
回路３１に加えられると共に加算器３２の一方の端子に
加えられる。また、ＩＨ遅延回路３１の出力が加算器３
２の他方の端子に加えられる。加算器３２で加算された
出力は％乗算器３３で％乗算されて出力端子３５から垂
直方向の折返し成分が除去されたフレーム間差分信号が
取り出される。

第４図は第３図示と同様に、第１図示における垂直方向
ＬＰＦＩＯのもう一つの他の例の構成を示すブロック図
である。

第４図において、４１および４２はＩＨ遅延回路、４３
および４５は％乗算器、４４は％乗算器、４６は和算回
路、４７は入力端子、４８は出力端子である。

本例による構成についても同様に良く知られたデジタル
フィルタである。以下に第４図示の構成の各部動作を説
明する。

入力端子４７にフレーム間差分信号が加えられる。この
人力信号はＩＨ遅延回路４１に供給されると共に、属乗
算器４３に供給される。ＩＨ遅延回路４１からの出力は
ＩＨ遅延回路４２に供給されると共に、％乗算器４４に
供給される。ＩＨ遅延回路４２の出力は％乗算器４５に
供給される。％乗算器４４．属乗算器４３および４５の
出力はそれぞれ和算回路４６に供給される。和算回路４
６では％回路４４．属乗算器４３および４５からの出力
の総和を算出してその結果を出力し、出力端子４８から
垂直方向の折返し成分がろ波されて取り除かれたフレー
ム間差分信号が取り出される。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれは、画像信号の
サブサンプリングにより生ずる折返しを除去し、さらに
は画像信号のレベルに合わせたエツジに対する量で適切
に処理して、動き検出を行っているので、画質の向上に
すぐれた効果が得られる。

また本発明によれば、回路も容易に構成することができ
、価格も低融化して実用化に資することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図、 第２図は、従来例の構成を示すブロック図、第３図は、
本発明における垂直方向ＩＪ’Ｆの一例の構成を示すブ
ロック図、 第４図は、本発明における垂直方向ＬＰＦの他の例の構
成を示すブロック図、 第５図は、動き信号の形成を示す説明図である。 １・・・フレームメモリ、 ２・・・減算器、 ３・・・水平方向ＬＰＦ、 ４．６．８・・・絶対値回路、 ５・・・エツジ検出回路、 ７・・・除算回路、 ９・・・混合回路、 ｌＯ・・・垂直方向ＬＰＦ　。 １１・・・入力端子、 １２・・・出力端子、 １００・・・混合部、 １０１・・・折返し成分除去部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）サブサンプルされた画像信号のフレーム間差分信号
   を形成する形成手段と、 前記形成手段からの出力より水平方向の低域成分を取り
   出すろ波手段と、 該画像信号のエッジを検出する検出手段と、前記画像信
   号のレベルの絶対値と、前記検出手段からの出力の絶対
   値とを混合する混合手段と、 前記ろ波手段からの出力の絶対値を前記混合手段からの
   出力で除算して動き検出出力を取り出す除算手段と を具えたことを特徴とする動き検出回路。 ２）特許請求の範囲第１項記載の動き検出回路において
   、 前記ろ波手段は水平方向および垂直方向の低域成分をろ
   波して取り出すようにしたことを特徴とする動き検出回
   路。