JP2000287182A - 動き検出装置及び映像変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来は、現フレームと前フレームとのフレー
ム間の映像信号の差分値により、動き検出を行い、この
動き検出の結果に基づいて、インターレース映像信号か
らプログレッシブ映像信号に変換を行っていた。 【解決手段】 フレーム映像変換手段から出力されるイ
ンターレース映像信号の連続する前フィールドと現フィ
ールドとを１フレームに変換したフレーム映像信号Ｚを
入力し、静止確率Ｇｓを抽出する静止フィルタ９と、前
記フレーム映像信号Ｚから動き確率Ｇｍを抽出する動き
フィルタ１０と、前記静止フィルタ９及び前記動きフィ
ルタ１０の各確率Ｇｓ、Ｇｍから動き係数Ｋを演算し発
生する係数発生手段６と、を備えた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インターレース
映像信号から動きを検出する動き検出装置及び該動き検
出装置の動き検出結果を使用してインターレース映像信
号からプログレッシブ映像信号に変換する映像変換装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、特許第２５５７５００号公報に
記載されている。

【０００３】このものは、ＮＴＳＣなど既存の受信テレ
ビジョン映像信号となるインターレース映像信号から高
画質テレビジョン受像機に使われるプログレッシブ映像
信号に変換する映像変換装置に関するもので、フレーム
間の映像信号の差分を検出して動き検出を行い、動き検
出の結果によりインターレース映像信号のフレーム間補
間及びフレーム内補間を行い、プログレッシブ映像信号
に変換するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術では、動き検出を行う方法は、フレーム間での
差分、例えば現フレームの奇数フィールドと前フレーム
の奇数フィールドとの映像信号の差分を求めて動き検
出、即ち動きの度合いを検出するため、少なくともこの
動き検出を行うためには、２フィールド分の映像信号を
記憶させるためのフィールドメモリが必要となる。

【０００５】映像変換装置を組み込んだ高画質テレビジ
ョンなどの小型化が進む上で、少しでも回路規模を少な
くして、小型化を実現する必要がある。

【０００６】この発明は、かかる課題を解決するための
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明による動き検出
装置は、インターレース映像信号の連続する前フィール
ドと現フィールドとを１フレームに変換し、フレーム映
像信号を出力するフレーム映像変換手段と、該フレーム
映像変換手段のフレーム映像信号から静止確率を抽出す
る静止フィルタと、前記フレーム映像信号から動き確率
を抽出する動きフィルタと、前記静止フィルタ及び前記
動きフィルタの抽出値から動き係数を演算し発生する係
数発生手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、この発明による映像変換装置は、イ
ンターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換
するものにおいて、前記インターレース映像信号の連続
する前フィールドと現フィールドとを１フレームに変換
し、フレーム映像信号を出力するフレーム映像変換手段
と、該フレーム映像変換手段のフレーム映像信号から静
止確率を抽出する静止フィルタと、前記フレーム映像信
号から動き確率を抽出する動きフィルタと、前記静止フ
ィルタ及び前記動きフィルタの抽出値から動き係数を演
算し発生する係数発生手段と、前記フレーム映像信号に
おいて現フィールド内で画素の補間を行うフィールド内
補間手段と、前記フレーム映像信号において前フィール
ドの画素データから現フィールド内の画素の補間を行う
フィールド間補間手段と、前記フィールド内補間手段で
補間した映像信号と前記フィールド間補間手段で補間し
た映像信号とを前記係数発生手段で演算した動き係数に
基づいて合成する映像信号合成手段と、を有することを
特徴とする。

【０００９】さらに、前記映像信号合成手段は、前記フ
ィールド内補間手段で補間した映像信号に前記動き係数
を乗算し、また前記フィールド間補間手段で補間した映
像信号に前記動き係数の補数を乗算し、それぞれの乗算
結果を合成し、映像信号を形成することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】図1において、１はインターレー
ス映像信号Ｘをプログレッシブ映像信号Ｙに変換する映
像変換装置、２はインターレース映像信号Ｘの２フィー
ルド映像信号、即ち前フィールドと現フィールドとをま
とめて１フレーム映像信号Ｚに変換するフレーム映像変
換部、３は現フィールド内において１ライン間隔の隙間
を上下の現フィールドの画素より推測して補間するフィ
ールド内補間部、４は現フィールド内において１ライン
間隔の隙間を前フィールドの画素より補間するフィール
ド間補間部、５はフレーム映像信号Ｚから静止確率Ｇｓ
及び動き確率Ｇｍを抽出し出力する動き検出部、６は該
動き検出部５から出力された各確率Ｇｓ、Ｇｍにより動
き係数Ｋ及び動き係数Ｋの補数（１−Ｋ）を演算し、出
力する係数発生部である。前記フレーム映像変換部２と
動き検出部５と係数発生部６とは、本発明の動き検出装
置に相当する。

【００１１】７は乗算部であり、フィールド内補間部３
の出力に係数発生部６から出力した動き係数の補数（１
−Ｋ）を乗算する乗算部７ａとフィールド間補間部４の
出力に係数発生部６から出力した動き係数Ｋを乗算する
乗算部７ｂとから構成される。８は加算部であり、乗算
部７ａ及び７ｂの出力を加算し、プログレッシブ映像信
号Ｙとして出力するものである。前述の乗算部７及び加
算部８は、本発明において映像信号合成手段に相当す
る。

【００１２】前記動き領域処理部５の詳細な回路を図２
に基づいて説明する。

【００１３】９はフレーム映像信号Ｚから静止確率Ｇｓ
を抽出する静止フィルタであり、該静止フィルタより得
られる抽出値を絶対値化して静止確率Ｇｓとして出力す
る絶対値化部９ａを有している。

【００１４】１０はフレーム映像信号Ｚから動き確率を
抽出する動きフィルタであり、該動きフィルタより得ら
れる抽出値を絶対値化して動き確率Ｇｍとして出力する
絶対値化部１０ａを有している。

【００１５】前記静止フィルタ９及び動きフィルタ１１
の各フィルター特性を図３に示す。１１は静止フィルタ
特性、１２は動きフィルタ特性である。該特性では、動
きフィルタは空間垂直周波数がナイキスト周波数に近づ
くほど、即ち動きが大きいほどゲイン値を大きくし、ま
た静止フィルタは該空間垂直周波数が中間付近、即ち１
／２ナイキスト周波数付近でゲイン値がピークとなるよ
うに調整されている。

【００１６】また、係数発生部６は動き検出部５から出
力された静止確率Ｇｓと動き確率Ｇｍとに基づいて以下
の式により動き係数Ｋが算出される。但し、Ｋｍは、下
記数式における傾きを示す。

【００１７】

【数１】

【００１８】なお、動き係数Ｋは０乃至１の範囲で設定
されるものであり、１より大きい又は０より小さい場合
は、その値で動き係数がクリップされるよう操作され
る。その様子、即ち動き係数ＫとＧｍ／（Ｇｍ＋Ｇｓ）
との関係を図４に示す。

【００１９】かかる構成に基づく動作を以下に説明す
る。

【００２０】まずインターレース映像信号Ｘを装置１内
に取り込み、まずフレーム映像変換部２に入力する。該
フレーム映像変換部２では、インターレース映像信号Ｙ
の連続する前フィールドと現フィールドとを１フレーム
にまとめて、フレーム映像信号Ｚとして出力する。

【００２１】具体的には、図５（ａ）において、インタ
ーレース映像信号Ｘが時系列に連続してＸ１フィール
ド、Ｘ２フィールド、Ｘ３フィールド、Ｘ４フィールド
…が、送られてくるとする。フレーム映像変換部２で
は、Ｘ１フィールドとＸ２フィールドとを合わせてＺ１
フレームを形成し、即ち図５（ｂ）に示すように、Ｘ１
フィールドとＸ２フィールドとを１ライン毎に交互に配
置してＺ１フレームを形成し、フレーム映像信号Ｚとし
て出力する。

【００２２】次に、Ｘ２フィールドとＸ３フィールドと
を合わせてＺ２フレームを形成し、フレーム映像信号Ｚ
として出力する。前述の動作を順次行い、フレーム映像
信号Ｚを逐次出力するのである。

【００２３】また、動き検出部５は、フレーム映像変換
部２から出力されたフレーム映像信号Ｚを分離し、静止
フィルタ９と動きフィルタ１０とにそれぞれ入力する。

【００２４】静止フィルタ９では、フィルター特性１１
にしたがって静止確率を抽出し、この確率から絶対値化
部９ａで絶対値を演算し、静止確率Ｇｓとして出力す
る。一方、動きフィルタ１０では、フィルター特性１２
にしたがって動き確率を抽出し、この確率から絶対値化
部１０ａで絶対値を演算し、動き確率Ｇｍとして出力す
る。

【００２５】係数発生部６では、静止確率Ｇｓと動き確
率Ｇｍとに基づいて前述の数式１に基づいて動き係数Ｋ
を演算する。

【００２６】これとは平行に、フィールド内補間部３で
は、フレーム映像信号Ｚを入力し、現フィールドの画素
データから現フィールド間の画素を補間する。そして、
補間した結果の映像信号を出力する。また、フィールド
間補間部４では、フレーム映像信号Ｚを入力し、前フィ
ールドの画素データから現フィールド間の画素を補間す
る。そして、前述と同様、補間した結果の映像信号を出
力する。

【００２７】なお、現フィールドとは、例えばＺ１フレ
ームではＸ２フィールドが相当し、またＺ２フレームで
はＸ３が相当し、前フィールドとは、Ｚ１フレームでＸ
１フィールド、Ｚ２フレームではＸ２フィールドが相当
する。

【００２８】前述のフィールド内補間部３からの映像信
号を乗算部７ａが入力し、係数発生部６で演算した動き
係数Ｋを乗算する。またフィールド間補間部４からの映
像信号を乗算部７ｂが入力し、係数発生部６で演算した
動き係数Ｋの補数（１−Ｋ）を乗算する。

【００２９】乗算部７ａ、７ｂでそれぞれ演算した結果
を加算部８が入力し、加算してプログレッシブ映像信号
Ｙとして出力するのである。

【００３０】以上のことにより、映像の動き量に応じて
フィールド内補間された映像信号とフィールド間補間さ
れた映像信号とが合成されてプログレッシブ映像信号が
形成されるので、動きのある物体を写したインターレー
ス信号を単純にフレーム映像信号に編集したときに生じ
る、物体の輪郭のぎざぎざが緩和され、見やすい映像が
実現できるのである。

【００３１】また、従来のように、フィールドメモリの
数が、２フィールド分以上必要でなくなり、メモリ数が
削減でき、しいては回路規模も小さくできる。

【００３２】

【発明の効果】この発明によれば、フィールドメモリの
削減が可能となり、回路規模を小さくできるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の映像信号変換装置の概略図である。

【図２】図１中の動き検出部の該略図である。

【図３】静止フィルタ及び動きフィルタのフィルタ特性
を示す図である。

【図４】係数発生部で出力する動き係数ＫとＧｍ／（Ｇ
ｍ＋Ｇｓ）との関係を示す図である。

【図５】インターレース映像信号とフレーム映像信号を
説明する図である。

【符号の説明】

２ フレーム映像変換部 ３ フィールド内補間部 ４ フィールド間補間部 ５ 動き検出部 ６ 係数発生部 ７ 乗算部 ８ 加算部 ９ 静止フィルタ １０ 動きフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村田 治彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5C063 AA02 BA01 BA04 BA10 BA12 CA05 CA07

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターレース映像信号の連続する前フ
   ィールドと現フィールドとを１フレームに変換し、フレ
   ーム映像信号を出力するフレーム映像変換手段と、該フ
   レーム映像変換手段のフレーム映像信号から静止確率を
   抽出する静止フィルタと、前記フレーム映像信号から動
   き確率を抽出する動きフィルタと、前記静止フィルタ及
   び前記動きフィルタの抽出値から動き係数を演算し発生
   する係数発生手段と、を備えたことを特徴とする動き検
   出装置。
2. 【請求項２】 インターレース映像信号をプログレッシ
   ブ映像信号に変換するものにおいて、前記インターレー
   ス映像信号の連続する前フィールドと現フィールドとを
   １フレームに変換し、フレーム映像信号を出力するフレ
   ーム映像変換手段と、該フレーム映像変換手段のフレー
   ム映像信号から静止確率を抽出する静止フィルタと、前
   記フレーム映像信号から動き確率を抽出する動きフィル
   タと、前記静止フィルタ及び前記動きフィルタの抽出値
   から動き係数を演算し発生する係数発生手段と、前記フ
   レーム映像信号において現フィールド内で画素の補間を
   行うフィールド内補間手段と、前記フレーム映像信号に
   おいて前フィールドの画素データから現フィールド内の
   画素の補間を行うフィールド間補間手段と、前記フィー
   ルド内補間手段で補間した映像信号と前記フィールド間
   補間手段で補間した映像信号とを前記係数発生手段で演
   算した動き係数に基づいて合成する映像信号合成手段
   と、を有することを特徴とする映像変換手段。
3. 【請求項３】 前記映像信号合成手段は、前記フィール
   ド内補間手段で補間した映像信号に前記動き係数を乗算
   し、また前記フィールド間補間手段で補間した映像信号
   に前記動き係数の補数を乗算し、それぞれの乗算結果を
   合成し、映像信号を形成することを特徴とする請求項２
   に記載の映像変換装置。