JPH10105142A - インターレース処理されたビデオデータ変換方法および変換システム - Google Patents

インターレース処理されたビデオデータ変換方法および変換システム

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JPH10105142A
JPH10105142A JP9251095A JP25109597A JPH10105142A JP H10105142 A JPH10105142 A JP H10105142A JP 9251095 A JP9251095 A JP 9251095A JP 25109597 A JP25109597 A JP 25109597A JP H10105142 A JPH10105142 A JP H10105142A
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motion
image data
pixel
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Kazuhiro Ohara
オーハラ カズヒロ
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  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターレース処理したビデオデータをプロ
スキャン変換するに当り、イメージデータ中の動きを正
確に検出する。 【構成】 同一フィールド９０６の先行の行の同一ピク
セルからのイメージデータ８０６が、先行フレーム９０
８の先行の行の同一ピクセルからのイメージデータ８０
８と比較される。この差の絶対値が、同一フィールド９
０２の後続の行の同一ピクセルからのイメージデータ８
０２と先行フレーム９０４の後続のライン中の同一ピク
セルからのイメージデータ８０４との差の絶対値と比較
される。最小のフィールド差動き値は、同一フィールド
９０２，９０６の隣接ラインの同一ピクセルからのデー
タ８０２，８０６を先行フィールドの同一ラインの同一
ピクセルからのイメージデータ８１０と比較することに
よって決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、イメージディスプ
レイシステム分野に関し、特に、ビデオデータシーケン
スにおける動き（モーション）を検出する方法およびシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオイメージディスプレイシステムで
は、静止画またはフレームのシーケンス（列）を高速に
表示することによって、動画を生成している。このビデ
オシーケンス（列）中にスムーズな動きの印象を確立す
るために、これらディスプレイシステムでは、新しい各
フレームを高速に生成する必要がある。各フレームを、
画像素子、即ちピクセルの直交アレイを表示することに
よって形成する。各フレーム中に、このアレイ中のピク
セル毎にそれ自身の輝度およびカラー値を割当ててい
る。代表的なディジタルシステムでは、３つの値を用い
て１個のピクセルを表示しており、各値は３個の構成色
の１色の強さを表わしている。
【０００３】動く物体を滑らかに描くために要求される
高いフレームレートのために、ディスプレイシステムに
は、極めて高いデータスループットが要求される。例え
ば、ＮＴＳＣのような初期のテレビジョン放送基準で
は、このスループット要求を和らげるために、“インタ
ーレース”と呼ばれる技術が開発された。例えば、ＮＴ
ＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭおよびいくつかのＨＤＴＶシ
ステム（基準）のようなインターレース処理されたビデ
オシステムでは、各フレームを２つのサブフレーム即ち
フィールドとして送信している。１フレームを構成する
２つのフィールドの各々には、このフレームからの交互
の走査線が含まれている。一般に、第１のフィールドに
は全ての奇数ラインが含まれ、他方、第２のフィールド
には全ての偶数ラインが含まれている。これら２つの順
次のフィールドを高速に表示構成するので、観察者の目
はこれら順次のフィールドを１つの連続した動画ディス
プレイに合成する。これら２つの別個のフィールドは、
視覚的に、１つのフレームに合成される間にイメージフ
ィールドを順次投影することによって、フリッカーを減
少させている。
【０００４】例えば、コンピュータディスプレイの大部
分および数種のＨＤＴＶシステムのような最近のイメー
ジディスプレイシステムは、非インターレース方式であ
る。一般に、非インターレース処理のビデオシステム
は、連続的な走査、または単に“プロスキャン（ｐｒｏ
ｓｃａｎ）”と称されている。その理由としては、２つ
のフィールドに分割される代りに、各イメージを構成す
るラインが、頂部から底部まで順次走査されるからであ
る。可視的なイメージフリッカーを回避するために、プ
ロスキャンディスプレイシステムは、インターレース方
式のシステムより高いフレームレートを有する必要があ
る。このような高いフレームレートを有するために、一
般に、プロスキャンディスプレイシステムは、より多く
の情報を表示すると共に、これに匹敵する低いフレーム
レートを有するインターレース方式のシステムより高い
解像度を有している。
【０００５】比較的高いバンド幅を有する最新のイメー
ジディスプレイシステムの或る種のシステムでは、表示
品質を向上させるために、インターレース処理したビデ
オ信号をプロスキャンに変換している。また、更に、デ
ィジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のようなデ
ィスプレイデバイスには、プロスキャンデータコンバー
ジョン（変換）を利用してイメージ持続性の欠乏を保償
している。
【０００６】どのようなビデオシーケンス（順序）で表
示しているかおよびプロスキャンコンバージョンをどの
ように実行しているかに依存して、プロスキャンコンバ
ージョンによって、エラー即ちアーチファクトがイメー
ジ中に導入されてしまう。プロスキャンコンバージョン
の簡単なフォームによって、フレームからの偶数ライン
をフレームの奇数ラインへ簡単に追加できる。このプロ
スキャンコンバージョンのフォームは静止画には好適で
あるが、移動体を表示する場合には、このフォームでは
問題が生じてしまう。これら問題点は以下の事実から起
因するものである。即ち、１つのイメージフレーム中の
２つのフィールドは時間的に同一点においてこのイメー
ジを表わさない事実がある。イメージデータは元のイメ
ージを２回走査することによって形成され、奇数ライン
毎に１回目および偶数ライン毎に第２回目の走査を行な
う。従って、偶数ラインフィールドによって表わされる
データは、奇数ラインフィールドによって表わされるデ
ータより１フレームの半分の期間だけ遅くなる。失った
ライン（補間すべきライン）を先行フィールドからのピ
クセルデータで満すことによって最新のフレームイメー
ジを形成する前述したプロスキャン変換によって、動画
においてミスアライメント（不整列）が生じてしまう。
このミスアライメントは、殆んど、移動体の端部に沿っ
たものである。その理由としては、これら端部はギザギ
ザに見えるからである。同様の効果が移動体の中心に起
るが、この移動体内に沢山のコントラストが存在しない
限りアーチファクトは目立たない。
【０００７】また、動きの効果を除去するための他のプ
ロスキャンコンバージョンフォームとしては、ラインの
二重化およびラインの平均化がある。ラインの二重化お
よびラインの平均化の両者によって、同一フィールドの
隣接ピクセルからのデータを用いて最新フィールドの失
なったラインを補間している。このラインの二重化によ
って、現在のフィールドからの各ラインを単純に２回表
示し、１回目はそれの適当な位置内で、次のフィールド
から先行するラインまたは後続するラインの場所に１回
表示する。次のフィールドを受信する場合に、ディスプ
レイは、再度、イメージデータの各ラインを２回用い
る。即ち、１回目はその適当な位置内で、２回目は先行
フィールドからの先行するラインまたは後続するライン
の場所に１回表示する。また、ライン平均化システムで
は、生成したラインの上側および下側のラインに対する
イメージデータの平均値に基いて、イメージデータの新
しいラインが形成される。ライン二重化方式およびライ
ン平均化方式の両者は１回限りのサンプルからのデータ
のみを利用するので、これら方式によって、２つのイメ
ージフィールドを簡単に組合せる場合における問題点を
回避している。しかし乍ら、ライン二重化方式およびラ
イン平均化方式では、イメージの有効解像度が低下して
しまう。その理由としては、これら方式では、少ない情
報で各イメージを生成しているからである。
【０００８】モーションアーチファクト（動き偽像）を
回避しながら最高の有効解像度を維持するためには、プ
ロスキャンコンバージョンシステムでは、イメージデー
タ中の動きを保償する必要がある。理想的には、同一ビ
デオフィールドからの隣接したピクセルおよび隣接した
ビデオフィールドにおける同一ピクセルからの貢献は、
ビデオシーケンスにおける動きの量に依存すべきもので
ある。従って、正確な動き検出システムが必要となり、
これによって、プロスキャンコンバージョンプロセスの
最適化が達成される。
【０００９】
【発明の要旨】種々の目的および利点は、以下の記載か
ら明らかになり、且つ、本発明によって実現できる。本
発明によれば、ビデオイメージ中の動きを測定するため
の改良された方法およびシステムが提供される。また、
これら測定方法／システムによって、この改良された動
き測定値に基いて、インターレース処理されたビデオデ
ータにプロスキャンコンバージョンを実施することが可
能となる。
【００１０】上記改良された動き測定方法の第１実施例
によれば、フィールド差動き値を補間すべきピクセルに
対して演算する。このフィールド差動き値を用いて、上
記ビデオデータを正確に逆インターレースするプロスキ
ャンアルゴリズムを選択する。
【００１１】また、動き測定方法の他の実施例によれ
ば、フィールド差動き値を同一ピクセル／先行フィール
ドのイメージデータと同一ピクセル／先行フィールド／
２つの先行の行のイメージデータとの平均値に等しい第
１の先行フィールド平均値を演算することによって決定
すると共に、同一ピクセル／先行の行のイメージデータ
と上記第１の先行フィールド平均値データとの間の絶対
値を決定することによって決める。
【００１２】また、動き測定方法の他の実施例によれ
ば、動き値を、同一ピクセル／先行フィールドのイメー
ジデータと同一ピクセル／先行フィールド／２つの先行
する行のイメージデータとの間の平均値に等しい第１の
先行フィールド平均値を決定すると共に、同一ピクセル
／先行の行のイメージデータと上記第１の先行フィール
ド平均値データとの差の絶対値に等しい第１のフィール
ド差動き値を決定することによって決める。
【００１３】また、動き測定方法の他の実施例によれ
ば、動き値を、同一ピクセル／先行フィールドのイメー
ジデータと同一ピクセル／先行フィールド／２つの後続
する行のイメージデータとの間の平均値に等しい第２の
先行フィールド平均値を決定すると共に、同一ピクセル
／先行の行のイメージデータと上記第２の先行フィール
ド平均値データとの差の絶対値に等しい第２のフィール
ド差動き値を決定することによって決める。
【００１４】また、動き測定方法の他の実施例によれ
ば、第１のフィールド差動き値は、同一ピクセル／先行
フィールドのイメージデータと同一ピクセル／先行フィ
ールド／２つの先行の行のイメージデータとの平均値に
等しい第１の先行フィールド平均値を決定すると共に、
同一ピクセル／先行の行のイメージデータと前記第１の
先行フィールド平均値データとの差の絶対値に等しい第
１のフィールド差動き値を決定することによって決めら
れる。また、第２のフィールド差動き値は、同一ピクセ
ル／先行フィールドのイメージデータと同一ピクセル／
先行フィールド／２つの後続の行のイメージデータとの
平均値に等しい第２の先行フィールド平均値を決定する
と共に、同一ピクセル／先行の行のイメージデータと前
記第２の先行フィールド平均値データとの差の絶対値に
等しい第２のフィールド差動き値を決定することによっ
て決められる。これら第１および第２のフィールド差動
き値の最小値を上記フィールド差動き値として使用す
る。
【００１５】また、開示された本発明の方法の他の実施
例によれば、補間すべきピクセルに対するフィールド差
動き値を演算し、補間すべきピクセルに対するフレーム
差動き値を演算し、前記フレーム差およびフィールド差
動き値に基いてプロスキャンアルゴリズムを選択して、
この補間すべきピクセルに対するデータを生成するアル
ゴリズムを選択する。
【００１６】また、開示された本発明の他の実施例によ
れば、プロスキャンアルゴリズムは、上記フレーム差動
き値がスレッシュホールドより小さい場合にはこのフレ
ーム差動き値に基いて選択されると共に、このフレーム
差動き値がスレッシュホールドより大きい場合には上記
フィールド差動き値を利用して選択される。
【００１７】また、本発明の他の実施例によれば、プロ
スキャンアルゴリズムは、上記フレーム差動き値が第１
のスレッシュホールドより小さい場合にはこのフレーム
差動き値に基いて、前記フレーム差動き値が第２のスレ
ッシュホールドより大きい場合には前記フィールド差動
き値を利用して前記フレーム差動き値が前記第１のスレ
ッシュホールドより小さく前記第２のスレッシュホール
ドより大きい場合には、前記補間すべきピクセルに対す
るデータを生成するアルゴリズムを選択する前記フレー
ム差およびフィールド差動き値の重み付け平均値を利用
して選択される。
【００１８】更に、開示された本発明の他の実施例によ
れば、ビデオ信号中のピクセル位置のための動き値を決
定する方法が提供される。この方法には、最新フレーム
と先行フレームとからの同一ピクセル／先行の行のイメ
ージデータとを比較することによって第１のフレーム差
動き値を決定するステップと、上記最新フレームと先行
フレームとからの同一ピクセル／次の行のイメージデー
タとを比較することによって第２のフレーム差動き値を
決定するステップと、上記第１および第２のフレーム差
動き値の最小値に等しい動き値を設定するステップとが
設けられている。
【００１９】また、開示された本発明の他の実施例によ
れば、動き値を決定する方法が提供される。この方法に
は、最新フレームからの同一ピクセル／先行の行のイメ
ージデータと先行フィールドからの同一ピクセル／同一
行のイメージデータとを比較するステップが設けられて
いる。
【００２０】更に、また、開示された本発明の他の実施
例によれば、ロジックミキサーが提供される。このロジ
ックミキサーには、第１の信号がスレッシュホールド信
号より大きいかどうかを表わす選択信号を出力する第１
のコンパレータと、前記第１の信号と第２の信号との最
大値に等しい最大信号を出力する第２のコンパレータ
と、前記選択信号、前記第１の信号、および前記最大信
号を受信するセレクタとを具備し、このセレクタによっ
て、前記第１の信号が前記スレッシュホールド信号より
小さい場合には前記第１の信号を出力すると共に、前記
第１の信号がこのスレッシュホールド信号より大きい場
合には前記最大信号を出力する。
【００２１】更に、また、開示された本発明の他の実施
例によれば、ディスプレイシステムが提供される。この
ディスプレイシステムには、ビデオプロセッサが設けら
れる。このビデオプロセッサによって、インターレース
処理されたビデオ信号が受信されると共に、このインタ
ーレースビデオ信号を連続走査式のビデオ信号に変換す
る。また、このビデオプロセッサによって、このインタ
ーレースビデオ信号に対する演算したフィールド差動き
値に基いてこの変換を実行する。また、このビデオプロ
セッサから連続走査式ビデオ信号を受信すると共に、こ
の連続走査式ビデオ信号を表示するディスプレイが設け
られている。
【００２２】
【実施例】図１は、３つのシーケンシャル（順次の）フ
ィールドの各フィールドからの５個の隣接したイメージ
ラインに対するビデオデータを線図的に表わしている。
実際のイメージデータ、即ち、インターリーブ処理した
ソースから送信されたイメージデータの各ラインを、実
線で指定する。生成したイメージデータ、即ち、プロス
キャンコンバージョンによって発生させたデータの各ラ
インを、破線で指定する。１つのフィールド内のイメー
ジライン間の空間関係が図１に図示されており、この図
では、５行ｒ-2，ｒ-1，ｒ0 ，ｒ1 およびｒ2 が図示さ
れている。これら行は、互いに隣接して、垂直方向に配
列されている。最新のライン、即ち、動きベクトルが現
在演算されているラインは、行ｒ0 である。３つのシー
ケンシャルフィールドｆ-2，ｆ-1，ｆ0 が、左側から右
側へ時間順に表わされている。最新のフィールド、即
ち、動きベクトルが現在演算されているフィールドは、
ｆ 0 である。図１に示すように、フィールドｆ-2は、第
１のフレームの奇数番の行ｒ-1およびｒ1 から構成さ
れ、フィールドｆ-1は、偶数番の行ｒ-2，ｒ0 ，ｒ2か
ら構成され、ならびにフィールドｆ0 は、第２のフレー
ムの奇数番の行ｒ-1，ｒ1 より構成される。
【００２３】これらイメージラインの各々の上の黒点
は、ピクセル（画素）の行中の１つのピクセルを表わし
ている。特別に表示しない限りにおいて、図面の各行中
に表わされたピクセルは、各行からの同一ピクセル、即
ち、表示された行の各々における同一水平位置を占有す
るピクセルである。
【００２４】前述したように、非インターレース式ディ
スプレイシステムでは、プロスキャンコンバージョン
（ｐｒｏｓｃａｎ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）を利用し
て、インターレース処理したビデオ信号のピクセル１０
４，１０８，１１０用のデータからフィールドｆ0 の行
ｒ0 におけるピクセル１０２用のイメージデータを生成
する。代表的な動き検出アルゴリズムによって、ピクセ
ル１０６のピクセルデータからピクセル１０４のピクセ
ルデータを減算すると共に、これら２つのピクセル間の
差の大きさを、ピクセル１０２によって表わされたイメ
ージの一部分中の動き量の概算予測値として利用する。
動きが全く検出されない場合には、このプロスキャンコ
ンバージョンアルゴリズムでは、ピクセル１０２に対し
て、ピクセル１０８からのデータを単に利用するだけで
ある。沢山の動きが検出された場合には、ピクセル１０
４およびピクセル１１０からのイメージデータの平均値
をピクセル１０２用に用いる。また、中間の動き値に対
しては、３個のピクセルの各々からのデータの重み付け
された平均値を、重み付け値と一緒に利用し、これら重
み付け値はピクセル１０８からのデータの動きのない利
用から、ピクセル１０４とピクセル１１０とからのデー
タの大きな動き利用へのスムースな転移のために選択さ
れる。例えば、ピクセル１０２に対するイメージデータ
“ＩＤ102 ”は、以下の式によって決定される： ＩＤ102 ＝（ｋ* ＩＤ108 ）＋（１−ｋ）* （ＩＤ104
＋ＩＤ110 ）／２ ここで、ＩＤx は、ピクセルｘに対するイメージデータ
であり、ｋは、０〜１の範囲内で検出された動きの大き
さである。各フィールド中に伝送されるイメージライン
に対してイメージデータを発生させる必要が無いので、
動き検出アルゴリズムは各フィールド内で交互のライン
に対してのみ利用される。
【００２５】図２は、従来技術による動き検出システム
２００のブロック線図である。図２において、遅延ブロ
ック２０２によって、最新のイメージデータ２０４が１
フィールド期間だけ遅延される。加算ブロック２０６に
よって、この遅延したイメージデータ２０８を最新のイ
メージデータ２０４から減算する。この加算ブロック２
０６の出力は、この最新のイメージピクセルにおける検
出された動きを表わす数字である。ブロック２１０によ
って、この検出した動きを表わす数字の絶対値を決定す
ると共に、ブロック２１２によってこの絶対値を計測す
る。一般に、非線形計測（ｓｃａｌｉｎｇ）ブロック２
１２では、最小のスレッシュホールド値を絶対値から減
算すると共に、この減算結果を最大値に制限、即ち、ク
リップする。この最小スレッシュホールド値によって、
動き信号上のノイズに対してある程度の免疫性が与えら
れる一方、この最大値によって、プロスキャンアルゴリ
ズムによって考慮すべき動き値の範囲が狭められてしま
う。
【００２６】実際上、これら最小スレッシュホールド値
によって、以下のようなポイントを決定している。即
ち、このポイントにおいて、プロスキャンコンバージョ
ンアルゴリズムが、最新のフィールドデータを利用して
開始されて、イメージデータが発生され、即ち上記等式
中において、ｋが０より大きくなるポイントが決定され
る一方、制限値によって、プロスキャンコンバージョン
アルゴリズムが先行フィールドからのデータを利用して
停止されて、イメージデータｋ＝１が発生されるポイン
トを決定する。従って、図２のフレーム差アルゴリズム
によって、最新フィールドおよび先行フレームデータが
利用されて、動き値“ｋ”が決定される。この動き値ｋ
によって、如何にしてイメージデータを最新フィールド
および先行フィールドデータから生成するかを制御す
る。
【００２７】図３は、図２に示したフレーム差アルゴリ
ズムの動作を表示したものである。図３に、ピクセル３
０２に対する動きデータが、先行フレーム隣接ピクセル
３０６（ｆ-2，ｒ-1）データを最新フレーム隣接ピクセ
ル３０４（ｆ0 ，ｒ-1）から減算することによって発生
される。図２の絶対値、即ち、非線形スケーリング機能
が図３に示されていない。ピクセル３０２に対して決定
された動き値に依存して、ピクセル３０２に対するイメ
ージデータがピクセル３０４，３０８，３１０からのイ
メージデータを利用して生成される。
【００２８】補間すべきデータラインの上側および下側
に存在する隣接した行からのデータを利用する、改良さ
れたフレーム差アルゴリズムおよびシステムが、図４お
よび図５に示されている。図４および図５において、行
ｒ0 用のイメージデータが、行ｒ-1および行ｒ1 からの
データを利用して発生される。図４において、最新イメ
ージデータ４０２を先行フレームからのイメージデータ
４０４と比較すると共に、先行ラインからのイメージデ
ータ４０６を先行フレームの先行ラインからのイメージ
データ４０８と比較する。大きさ計測ブロック４１０お
よび４１２によってこれら比較結果の絶対値を計測し、
この結果、補間すべきラインの下側のラインに対する動
き値４１４およびこの補間すべきラインの上側のライン
に対する動き値４１６が得られる。これら２つの動き値
が比較されると共に、最小動き値４１８を用いてプロス
キャンアルゴリズムに影響を与えるようにする。最小動
き値を単純に選択する代りに、図４のシステムを変形し
て、２個の演算した動き値４１４および４１６の重み付
け平均値、即ち、最大動き値を選択することもできる。
図５は、図４のシステム内のデータフローをグラフ的に
表わしている。図４の絶対値／非線形計測機能ブロック
４１０および４１２は、この図５には表示されていな
い。
【００２９】図２〜図５によって表わされたフレーム差
システムおよびアルゴリズムでは、静止状態のイメージ
動き、即ち、少ない動きのビデオシーケンスを高信頼度
で測定している。しかし、これらシステムおよびアルゴ
リズムでは、入力データの相対的に遅いサンプルレート
のために、極めて大きな動きのイメージシーケンスにお
ける動きを検出することができない。
【００３０】図２〜図５のフレーム差システムおよびア
ルゴリズムの変形例は、図６のフィールド差動き検出シ
ステム６００である。図６において、図２のフレーム遅
延をフィールド遅延６０２によって置換する。図７を参
照し乍ら説明すると、図６のフィールド差システム６０
０によって、ピクセル７０２（ｆ0 ，ｒ-1）および７０
４（ｆ-1，ｒ0 ）から伝送されたイメージデータを比較
して、ピクセル７０６（ｆ0 ，ｒ0 ）用の検出した動き
値を発生する。図２のフレーム検出システムのように、
検出した動き値の大きさを、これを用いてプロスキャン
コンバージョンアルゴリズムの制御に用いる前に、非線
形計測ブロック２１２によって計測する。
【００３１】図６のフィールド差動き検出システム６０
０の平均値は、図２の検出システムと比べて、高速動き
を検出する強調された能力である。この強調された検出
能力は、図２の検出システム２００によって利用される
フレームサンプルレートと比べて、高速なこのフィール
ド差動き検出システム６００のサンプルレートによるも
のである。このフィールド差動き検出システム６００で
は、最新のフレームおよび先行のフレームデータの代り
に最新のフィールド（ｆ0 ）および先行のフィールド
（ｆ1 ）データを利用して、動き値を決定する。この動
き値によって、イメージデータを最新フィールドおよび
先行のフィールドデータからどのようにして生成するか
を制御する。
【００３２】残念乍ら、このフィールド差動き検出シス
テム６００によって極めて高速レートの動きを検出する
一方で、処理したイメージが高い垂直イメージ周波数を
有する場合に、誤まった動き値も発生する。その理由
は、比較対象の２つのデータ値は、イメージの異なった
行から生じるからである。高い垂直イメージ周波数を有
するイメージ中の各ラインでのイメージデータは、隣接
ラインでのイメージデータとは極めて異なったものであ
る。従って、フィールド差動き検出システム６００によ
って、ピクセル７０２からのデータとピクセル７０４か
らのデータとを比較する場合に、静止イメージデータ中
のライン間の差が動きとして解釈されてしまう。
【００３３】上述したフレーム差およびフィールド差動
き検出システム固有の問題点を克服するために、新規な
検出システムが開発された。この開示された動き検出シ
ステム８００が図８に図示されている。図９には、イメ
ージデータに関するこの動き検出システム８００の論理
動作が表示されている。図８および図９の新規な動き検
出システムでは、４つの異なる動きベクトルを測定およ
び比較することによって、補間すべき行の各々における
各ピクセルに対する動きベクトルを決定している。最初
に、図８および図９の検出システムによって、注目のピ
クセルの直く上側および直く下側のライン中の同じピク
セル、即ち、同一水平位置におけるピクセルに対するフ
レーム差動きベクトルを測定する。次に、この検出シス
テムによって、同じ２つのピクセルに対するフィールド
差動きベクトルを測定する。より少ない２つのフレーム
差動きベクトルおよびより少ない２つのフィールド差動
きベクトルがロジックミキサーに入力されると共に、こ
れら動きベクトルを利用して最新のピクセルに割当てら
れる動きベクトルを決定する。
【００３４】図８および図９は、これら４つの動きベク
トルを演算するために用いられるステップが表わされて
いる。図８に示すように、１つのフレーム差動き値は、
図９のピクセル９０２（ｆ0 ，ｒ1 ）からの最新のイメ
ージデータと先行フレーム９０４（ｆ-2，ｒ1 ）の同じ
ピクセルからのイメージデータ８０４とをブロック８０
５を用いて比較することによって演算される。他方、第
２のフレーム差動き値は、ブロック８０９によって、先
行ライン９０６（ｆ0 ，ｒ-1）の同一ピクセルからのイ
メージデータ８０８および先行フレーム９０８（ｆ-2，
ｒ-1）の先行ラインの同一ピクセルからのイメージデー
タ８１０を用いて演算される。コンパレータ８１７は、
これら２つの比較の最小値をフレーム差動き値８１６と
して出力し、この動き値８１６は、図４のフレーム差シ
ステム４００の出力と等価なものとなる。
【００３５】また、図８の動き検出システムでは、最小
フィールド差動き値８１８は、ピクセル９１０（ｆ-1，
ｒ0 ）および９１２（ｆ-1，ｒ-2）からのイメージデー
タを平均化すると共に、この平均値とピクセル９０６
（ｆ0 ，ｒ-1）からのイメージデータ値とを比較するこ
とによって演算される。この演算結果は、ピクセル９０
２（ｆ0 ，ｒ1 ），９１０（ｆ-1，ｒ0 ），９１４（ｆ
-1，ｒ2 ）からのデータを用いて決定された第２のフィ
ールド差値と比較される。これら２回の演算の最小値は
最小フィールド差値８１８である。
【００３６】図８と図９の各々は、生成した２つの値の
最小フィールド差動き値８１８および最小フレーム差動
き値８１４を選択することを表わしているが、この動き
検出システム８００によって、その応用例に応じて、最
大動き値、平均動き値、または２つの動き値の重み付け
平均値を選択することもできる。
【００３７】最小フレーム差動き値８１６および最小フ
ィールド差動き値８１８は両方ともロジックミキサー８
２０に入力される。このロジックミキサー８２０によっ
て、動き値が出力され、この動き値は、次に、オプショ
ンで設けた非線形計測機能８２６によって計測される前
に、オプションで設けた垂直最大値検出器８２２および
垂直／水平ローパスフィルタ８２４によって平滑化され
る。この垂直最大値検出器８２２によって、最新ライン
の動き値と先行ライン、最新ラインおよび次のライン上
の同一位置におけるピクセルに対する動き値とを比較す
ると共に、３つの値の最大値を最新ピクセルの動き値と
して用いる。垂直最大値検出器８２２と垂直／水平ロー
パスフィルタ８２４との両者を作動させることによっ
て、この動き検出システム８００の出力を平滑化する。
この平滑化によって、動きが検出される領域と動きが検
出されない領域との間に可視的アーチファクトが発生さ
れないように役立っている。更に、非線形計測ブロック
８２６によっても、図８の回路によって決定される動き
値を平滑化する。一般に、この計測ブロック８２６によ
って、最小スレッシュホールド値をこの動き値から減算
すると共に、この減算結果を最大値に制限、即ち、クリ
ップする。
【００３８】この開示された動き検出回路は、新たなロ
ジックミキサー８２０に依存して、適当な動き値を決定
する。ロジックミキサー８２０は、動き検出システム８
００のフィールドおよびフレーム差部分から正確な動き
データを得るのに厳密なものである。この動き検出シス
テム８００のフレーム差部分は低周波の動きに対して極
めて正確なために、このロジックミキサブロックによっ
て、検出した動き値が小さい場合に、フレーム差のサブ
回路（ｓｕｂｃｉｒｃｕｉｔ）の結果を出力するように
なる。しかし乍ら、検出した動き値が大きい場合には、
このロジックミキサブロックは、フィールド差のサブ回
路の結果を出力する。
【００３９】図８および図９を要約すると、最新のピク
セル９００に対する動き値を、最初、フィールド差動き
値８１８およびフレーム差動き値８１６を見つけ出すと
共に、フィールド差動き値８１８とフレーム差動き値８
１６とをロジックミキサー８２０に入力することによっ
て決定する。このフレーム差動き値は、同一フィールド
（ｆ0 ）および先行フレーム（ｆ-2）からの隣接データ
を用いて得られた２つのフレーム差動き値の最小値であ
る。第１のフレーム差動き値は、同一フィールド
（ｆ0 ）の先行する行（ｒ-1）における同じピクセル９
０６からのイメージデータ８０６と先行フレーム
（ｆ-2）の先行の行（ｒ-1）における同一ピクセル９０
８からのイメージデータ８０８との差の絶対値である。
また第２のフレーム差動き値は、同一フィールド
（ｆ0 ）の後続の行（ｒ1 ）における同一ピクセル９０
２からのイメージデータ８０２と先行フレーム（ｆ-2）
の後続の行（ｒ1 ）における同一ピクセル９０４からの
イメージデータ８０４との差の絶対値である。換言すれ
ば、フレーム差動き値は、同一ピクセル／隣接行／同一
フィールドのイメージデータ８０２，８０６と同一ピク
セル／隣接行／先行フレームのイメージデータ８０４，
８０８とを比較することによって得られた最小の絶対値
である。
【００４０】また、ロジックミキサーには、フィールド
差動き値も入力される。このフィールド差動き値は、同
一フィールド（ｆ0 ）と先行のフィールド（ｆ-1）から
の隣接データを用いて得られた２つのフィールド差動き
値の最小値である。第１のフィールド差動き値は、同一
フィールド（ｆ0 ）の先行行（ｒ-1）の同一ピクセル９
０６からのイメージデータ８０６と先行フィールド（ｆ
-1）の同一行（ｒ0 ）の同一ピクセル９１０からのイメ
ージデータ８１０および先行フィールド（ｆ-1）中の２
つ先行する行（ｒ-2）の同一ピクセル９１２からのイメ
ージデータ８１２の平均値との差の絶対値である。ま
た、第２のフィールド差動き値は、同一フィールド（ｆ
0 ）と後続の行（ｒ1 ）の同一ピクセル９０２からのイ
メージデータ８０２と先行フィールド（ｆ-1）の同一行
（ｒ0 ）の同一ピクセル９１０からのイメージデータ８
１０および先行フィールド（ｆ-1）中の２つ後続の行
（ｒ2）の同一ピクセル９１４からのイメージデータ８
１４の平均値との差の絶対値である。換言すれば、この
フィールド差動き値は、同一ピクセル／隣接の行／同一
フィールドのイメージデータ８０２，８０６を同一ピク
セル／同一行／先行フィールドのイメージデータ８１０
および同一ピクセル／２つの隣接の行／先行フィールド
のイメージデータ８１２，８１４の平均値と比較するこ
とによって得られた最小の絶対値である。図６と図７に
開示した技術思想と、図８と図９に開示した技術思想と
を組合せることによって、イメージデータ８１０を、先
行フィールド（ｆ-1）中の２つの隣接した行（ｒ-2，ｒ
2 ）の同一ピクセル９１２，９１４からのイメージデー
タ８１２，８１４とイメージデータ８１０との平均値と
置換することができる。
【００４１】図１０は、本発明によるロジックミキサー
の一実施例を示す。図１０においては、最小のフレーム
差値（ＭＦＲ）とスレッシュホールド値（ＴＨ）とをコ
ンパレータ１００２によって比較する。この最小フレー
ム差値がスレッシュホールド値より大きい場合には、フ
レーム差動き値およびフィールド差動き値のどちらか大
きい方がセレクタ１００４によって出力される。図１０
のロジックミキサー１０００によって、イメージ中に僅
かの量の動きしか存在しない場合には、フレーム差動き
値が選択されると共に、イメージ中に多くの動きが存在
する場合には、フレームまたはフィールド差動き値のど
ちらか大きい値が選択される。この結果は、極めて正確
であるフレーム差動き値が、以下の場合を除いて用いら
れることである。即ち、フィールド差値がより大きく、
且つ、フレーム差値が重大な場合を除く。このことによ
って、静止イメージ中の動きを誤って検出するリスクな
く、より高速に、フィールド差値を使用できるようにな
る。
【００４２】図１１は、ロジックミキサーの第２実施例
を示し、このミキサーでは、スレッシュホールド値は３
値である。図１１において、２つの最上位ビットＭＦＲ
〔３〕およびＭＦＲ〔２〕のいずれか一方、または両方
がセットされた場合には何時でも、最小フレーム差（Ｍ
ＦＲ〔３：０〕）および最小フィールド差（ＭＦＩ
〔３：０〕）の動き値の最大値がディスプレイシステム
によって用いられて、最新ピクセル動き値が演算され
る。
【００４３】図１２は、ロジックミキサー１２００の一
実施例を表わし、このロジックミキサー１２００によっ
て、ソフトスイッチング機能が実行される。図１２にお
いて、コンパレータ１２０２によって、最小のフレーム
差動き値（ＭＦＲ〔３：０〕）を、低いスレッシュホー
ルド（ＴＨＡ）、中間スレッシュホールド（ＴＨＢ）お
よび高いスレッシュホールド（ＴＨＣ）と比較すると共
に、マルチフレックサ１２０４へ信号を出力して、必要
に応じて、最小のフレーム差動き値がどのスレッシュホ
ールドを超えているかを表わす。最小フレーム差動き値
は、これが低いスレッシュホールド（ＴＨＡ）より小さ
い場合には、何時でも、セレクタ１２０２によって出力
され、また、この最小フレーム差動き値が高いスレッシ
ュホールド（ＴＨＣ）より大きい場合には、フィールド
およびフレーム差値の最大値が用いられる。最小のフレ
ーム差値がこの低いスレッシュホールドより大きいが高
いスレッシュホールド（ＴＨＣ）より小さい場合には、
最小のフレーム差値と最小のフィールド差値との重み付
けされた平均値（これは、平均値回路１２０６によって
決定される）が用いられる。図１２に示す例において、
中間のスレッシュホールド（ＴＨＢ）を用いて、フレー
ム差値とフィールド差値との４つの組合せの１つを用い
てプロスキャンアルゴリズムを制御することが可能とな
る。
【００４４】図１３は、上記開示した動き検出システム
を包含したディスプレイシステムの一実施例を表わす。
図１３において、ビデオデータを受信器１３０２で受信
する。ビデオプロセッサ１３０４には、開示した動き検
出システムが含まれており、この検出システムを用い
て、受信したビデオデータを処理する。次に、処理した
ビデオデータをディスプレイデバイス１３０６に出力し
て表示する。
【００４５】この点において、開示した動き検出システ
ムは、このシステムを上記ブロックダイヤグラムの形態
で実行するようにしたが、このシステムは、他の多くの
方法で実行することができ、これらの方法にはハードウ
ェアおよびソフトウェアコンポーネントが含まれてい
る。以下に示した表１は、上述した動き検出システムを
実行するソフトウェアプログラムのリストである。
【００４６】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【表９】
【００４７】以上詳述したように、動き検出システムお
よび動き検出方法の特定の実施例について開示したが、
これら特定の例に本発明の技術的範囲を限定するための
ものでなく、以下の請求項によって規定されるべきであ
る。更に、上述した実施例以外に、当業者によれば、種
々の変更を加え得ることは明らかであり、例えば、後続
のデータフィールドが利用可能ならば、これを利用し
て、イメージデータの動きを決定するために利用するこ
ともでき、これら変形例は、添付した請求の範囲内に包
含されるものである。
【００４８】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
【００４９】（１）インターレース処理されたビデオデ
ータを連続的に走査されたデータに変換するに当り、補
間すべきピクセルに対するフィールド差動き値を演算す
るステップと、このフィールド差動き値に基いてプロス
キャンアルゴリズムを選択するステップとを具備した変
換方法。
【００５０】（２）前記フィールド差動き値を演算する
ステップには、同一ピクセル／隣接行／同一フィールド
のイメージデータと同一ピクセル／同一行／先行フレー
ムのイメージデータとの差の絶対値を決定するステップ
が設けられた、第１項記載の変換方法。
【００５１】（３）前記フィールド差動き値を演算する
ステップには、同一ピクセル／先行の行のイメージデー
タと同一ピクセル／先行フレームのイメージデータとの
差の絶対値に等しい第１のフィールド差動き値を決定す
るステップと、同一ピクセル／後続の行のイメージデー
タと同一ピクセル／先行フレームのイメージデータとの
差の絶対値に等しい第２のフィールド差動き値を決定す
るステップとが設けられた、第１項記載の変換方法。
【００５２】（４）前記第１および第２のフィールド差
動き値の最小値を前記フィールド差動き値として選択す
るステップを更に設けた、第１項記載の変換方法。
【００５３】（５）前記フィールド差動き値を演算する
ステップには、同一ピクセル／同一行／先行フィールド
のイメージデータと同一ピクセル／２つの隣接行／先行
フィールドのイメージデータとの平均値に等しい先行フ
ィールド平均値を決定するステップと、同一ピクセル／
隣接行のイメージデータと前記先行フィールド平均値デ
ータとの差の絶対値を決定するステップとが設けられ
た、第１項記載の変換方法。
【００５４】（６）最小のスレッシュホールド値を前記
フィールド差動き値から減算するステップを更に設け
た、第１項記載の変換方法。
【００５５】（７）前記フィールド差動き値を最大値に
制限するステップを更に設けた、第１項記載の変換方
法。
【００５６】（８）前記演算ステップには、補間すべき
ピクセルに対する第１のフィールド差動き値を演算する
ステップと、前記補間すべきピクセルより１行先行する
ピクセルに対する第２のフィールド差動き値を演算する
ステップと、前記補間すべきピクセルより１行後続する
ピクセルに対する第３のフィールド差動き値を演算する
ステップと、前記第１、第２および第３のフィールド差
動き値の最大値を前記補間すべきピクセルに対する前記
フィールド差動き値として選択するステップとを設け
た、第１項記載の方法。
【００５７】（９）前記フィールド差動き値を演算する
ステップには、同一ピクセル／先行フィールドのイメー
ジデータと同一ピクセル／先行フィールド／２行先行の
イメージデータとの平均値に等しい第１の先行フィール
ド平均値を決定するステップと、同一ピクセル／先行行
のイメージデータと前記第１の先行フィールド平均値デ
ータとの差の絶対値に等しい第１のフィールド差動き値
を決定するステップと、同一ピクセル／先行フィールド
のイメージデータと同一ピクセル／先行フィールド／２
行後続のイメージデータとの平均値に等しい第２の先行
フィールド平均値を決定するステップと、同一ピクセル
／先行の行のイメージデータと前記第２の先行フィール
ド平均値データとの差の絶対値に等しい第２のフィール
ド差動き値を決定するステップとを設けた、第１項記載
の変換方法。
【００５８】（１０）前記第１および第２のフィールド
差動き値の最小値を前記フィールド差動き値として選択
するステップを更に設けた、第９項記載の変換方法。
【００５９】（１１）補間すべきピクセルに対するフィ
ールド差動き値を演算するステップと、前記補間すべき
ピクセルに対するフレーム差動き値を演算するステップ
と、前記フィールド差動き値ステップに基いて、プロス
キャンアルゴリズムを選択する前記ステップとを更に設
け、この選択ステップに、前記フレーム差およびフィー
ルド差動き値を用いて前記補間すべきピクセルに対する
データを生成するアルゴリズムを選択するステップを設
けた、第１項記載の変換方法。
【００６０】（１２）フレーム差動き値を演算するステ
ップには、同一ピクセル／先行の行のイメージデータと
先行の行／先行フレームのイメージデータとの差の絶対
値に等しい第１のフレーム差動き値を演算するステップ
と、同一ピクセル／後続の行のイメージデータと先行の
行／先行フレームのイメージデータとの差の絶対値に等
しい第２のフレーム差動き値を演算するステップとを設
けた、第１１項記載の変換方法。
【００６１】（１３）前記第１および第２のフレーム差
動き値の最小値を前記フレーム差動き値として選択する
ステップを更に設けた、第１２項記載の変換方法。
【００６２】（１４）前記選択ステップには、更に、前
記フレーム差動き値と第１のスレッシュホールドとを比
較するステップと、前記フィールド差動き値に基いてプ
ロスキャンアルゴリズムを選択するステップとを設け、
この選択ステップには、前記フレーム差動き値が前記第
１スレッシュホールドより小さい場合には、前記補間す
べきピクセルに対するデータを生成するアルゴリズムを
前記フレーム差動き値を利用して選択すると共に、この
フレーム差動き値が前記第１のスレッシュホールドより
大きい場合には、前記補間すべきピクセルに対するデー
タを生成するアルゴリズムを前記フィールド差動き値を
利用して選択するステップを設けた、第１２項記載の変
換方法。
【００６３】（１５）前記選択ステップには、更に、前
記フレーム差動き値と第１のスレッシュホールドとを比
較するステップと、前記フレーム差動き値と第２のスレ
ッシュホールドとを比較するステップと、前記フィール
ド差動き値に基いてプロスキャンアルゴリズムを選択す
るステップとを設け、この選択ステップには、更に、前
記フレーム差動き値が前記第１のスレッシュホールドよ
り小さい場合には、前記補間すべきピクセルに対するデ
ータを生成するアルゴリズムを前記フレーム差動き値を
利用して選択し、前記フレーム差動き値が前記第２のス
レッシュホールドより大きい場合には、前記補間すべき
ピクセルに対するデータを生成するアルゴリズムを前記
フレーム差動き値を利用して選択し、前記フレーム差動
き値が前記第１のスレッシュホールドより小さく、前記
第２のスレッシュホールドより大きい場合には、前記補
間すべきピクセルに対するデータを生成するアルゴリズ
ムを前記フレーム差およびフィールド差動き値の重み付
け平均値を利用して選択するステップを設けた、第１２
項記載の変換方法。
【００６４】（１６）第１の信号がスレッシュホールド
信号より大きいかどうかを表わす選択信号を出力する第
１のコンパレータと、前記第１の信号と第２信号との最
大値に等しい最大信号を出力する第２のコンパレータ
と、前記選択信号、前記第１の信号、および前記最大信
号を受信するセレクタとを具備し、このセレクタによっ
て、前記第１の信号が前記スレッシュホールド信号より
小さい場合には前記第１の信号を出力すると共に、前記
第１の信号がこのスレッシュホールド信号より大きい場
合には前記最大信号を出力する、ロジックミキサー。
【００６５】（１７）第１のスレッシュホールド動き値
を与える前記ステップと第２のスレッシュホールド動き
値を与える前記ステップとの両者によって、同一スレッ
シュホールド動き値を与えるようにした、第１６項記載
の変換方法。
【００６６】（１８）前記等しくするステップに、更
に、前記最小フレーム差動き値が前記第１のスレッシュ
ホールド動き値より大きく前記第２のスレッシュホール
ド動き値より小さい場合には、前記最小フレーム差動き
値および前記最大動き値の重み付け平均値に前記ピクセ
ル位置に対する動き値を等しくするステップを設けた、
第１６項記載の変換方法。
【００６７】（１９）ピクセルに対するビデオイメージ
データ中の動きをフィールド差およびフレーム差動き値
を利用して測定して、正確度が向上した動き値を発生す
る動き測定方法。同一フィールド９０６の先行の行にお
ける同一ピクセルからのイメージデータ８０６を先行フ
レーム９０８の先行の行における同一ピクセルからのイ
メージデータ８０８と比較すると共に、この差の絶対値
を、同一フィールド９０２の後続の行における同一ピク
セルからのイメージデータ８０２と先行フレーム９０４
の後続のライン中の同一ピクセルからのイメージデータ
８０４との差の絶対値と比較する。これら２つの値の最
小値は、ロジックミキサーに入力される最小のフレーム
差動き値である。また、最小のフィールド差動き値をこ
のロジックミキサーに入力し、この値は、同一フィール
ド９０２，９０６の隣接ラインの同一ピクセルからのデ
ータ８０２，８０６を先行フィールドの同一ラインの同
一ピクセルからのイメージデータ８１０と比較すること
によって決定することができる。先行フィールドの同一
ラインの同一ピクセルからのイメージデータ８１０と先
行フィールド９１２，９１４の２つの先行する行、また
は、後の２つの行からのイメージデータ８１２，８１４
との平均値を、先行するフィールドの同一ラインの同一
ピクセルからのみのイメージデータ８１０の代りに用い
て、動きの測定精度を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビデオデータシーケンスの３フィールドの各々
からのイメージデータの５本のラインを表わすグラフ。
【図２】従来のフレーム差動き検出システムのブロック
線図。
【図３】図２のフレーム差動き検出システムによって、
２つのピクセルの位置を表わし、これによって第３のピ
クセルに対する動き値を発生させる線図。
【図４】２つのフレームの２つの行からのデータを利用
して、ピクセル用の動き値を発生する、改良されたフレ
ーム差動き検出システムのブロック線図。
【図５】図４の改良されたフレーム差動き検出システム
によって、４つのピクセルの位置を表わし、これによっ
て、第５のピクセルの動き値を発生させる線図。
【図６】同一ライン／先行フィールドのデータと先行ラ
イン／同一フィールドのデータとを利用してピクセルに
対する動き値を発生するフィールド差動き検出システム
のブロックダイヤグラム。
【図７】図６のフィールド差動き検出システムによっ
て、２つのピクセルの位置を表示し、第３のピクセルに
対する動き値を発生させる線図。
【図８】フィールド差およびフレーム差技術を利用し
て、ピクセルの５行および３フレームからのデータに基
いてピクセルに対する動き値を発生する改良された動き
検出システムのブロック線図。
【図９】図８の改良された動き検出システムによって、
７ピクセルの位置を表示して、第８のピクセルに対する
動き値を発生する線図。
【図１０】図８のロジックミキサーの一実施例のブロッ
ク線図で、フィールド差動き検出サブシステムおよびフ
レーム差動き検出サブシステムからの結果を組合せる。
【図１１】図８のロジックミキサーの第２実施例のブロ
ック線図で、フィールド差動き検出サブシステムおよび
フレーム差動き検出サブシステムの結果を組合せる。
【図１２】図８のロジックミキサーの第３実施例のブロ
ック線図で、フレーム差出力からフレーム差出力を徐々
にシフトさせることによって、ソフトスイッチング機能
を実行する。
【図１３】フレーム差およびフィールド差動き検出を利
用したビデオプロセッサを有するディスプレイシステム
のブロック線図。
【符号の説明】
８００ 動き検出システム ８０２，８０４，８０８，８１０ イメージデータ ８１６ 最小フレーム差動き値 ８１７，１００２，１２０２ コンパレータ ８１８ 最小フィールド差動き値 ８２０，１０００，１２００ ロジックミキサー ８２２ 垂直最大値検出器 ８２４ 垂直／水平ローパスフィルタ ９０２，９０４，９０６，９０８，９１２，９１４ ピ
クセル １００４，１２０２ セレクタ １２０４ マルチプレックサ １２０６ 平均値化回路 １３０２ 受信器 １３０４ ビデオプロセッサ １３０６ ディスプレイデバイス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インターレース処理されたビデオデータ
    を連続的に走査されたデータに変換するに当り、 補間すべきピクセルに対するフィールド差動き値を演算
    するステップと、 このフィールド差動き値に基いてプロスキャンアルゴリ
    ズムを選択するステップとを具備した変換方法。
  2. 【請求項２】 第１の信号がスレッシュホールド信号よ
    り大きいかどうかを表わす選択信号を出力する第１のコ
    ンパレータと、 前記第１の信号と第２の信号との最大値に等しい最大信
    号を出力する第２のコンパレータと、 前記選択信号、前記第１の信号および前記最大信号を受
    信するセレクタとを具備し、このセレクタによって、前
    記第１の信号が前記スレッシュホールド信号より小さい
    場合には、前記第１の信号を出力し、前記第１の信号が
    このスレッシュホールド信号より大きい場合には、前記
    最大信号を出力する、ロジックミキサー。
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