JPH05103304A

JPH05103304A - 動き検出回路

Info

Publication number: JPH05103304A
Application number: JP26004991A
Authority: JP
Inventors: Kenta Sagawa; 賢太寒川; Takuji Okamoto; 卓二岡本; Masanori Hamada; 雅則浜田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はオフセットサブサンプリングにより
帯域圧縮されて伝送されてきた高品位テレビ信号（MUSE
信号）の被写体の動きを高精度に検出する動き検出回路
を提供することを目的とする。【構成】減算器4cの出力には1フィールト゛差信号が得られ
垂直LPF11および水平LPF12で帯域制限される。帯域制限
された1フィールト゛差信号は最大値選択回路で1フレーム差信号と
比較され最大値が出力され、非線形処理回路6cでエッシ゛信
号に基づいて非線形処理され1フィールト゛差に基づいた動き
量が検出される。【効果】 1フィールト゛差信号を動き検出に用いることで、
従来検出できなかった時間周波数30HZの動きが検出でき
る。また1フィールト゛差信号を水平および垂直方向に帯域制
限することにより静止画を動画と判定するような誤動作
を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオフセットサブサンプリ
ングにより帯域圧縮されて伝送されてきた高品位テレビ
信号を復調するための映像信号処理装置に係り、特に入
力映像信号の被写体の動きを検出するための動き検出回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】広帯域な高品位テレビ信号を伝送可能な
実用レベルの帯域に圧縮して伝送する有効な技術として
ＭＵＳＥ（Multiple Sub-Nyquist Sampling Encoding）
方式が提案されている（二宮、他「高品位テレビの衛星
１チャンネル伝送方式」テレビジョン学会技術報告ＴＥ
ＢＳ 95-2 VOL7 No.44）。

【０００３】この方式は、論文に述べられているよう
に、広帯域の高品位テレビ信号を４フィールドで一巡す
る４；１のサブナイキストサンプリングを施すことによ
り、帯域を約１／４に圧縮して伝送する方式である。こ
の圧縮された高品位テレビ信号（以下、ＭＵＳＥ（ミュ
ーズ）信号と言う）は、受信側においてフィールド内、
フィールド間、フレーム間での内挿を用いて、伝送され
なかった標本点情報を近似的に再現するＭＵＳＥデコー
ダにより元の広帯域な高品位テレビ信号に復元される。
内挿方法は、ＭＵＳＥデコーダの動き検出回路において
入力映像信号の被写体の動きを検出し、たとえば動画と
判定された領域では動画処理としてフィールド内内挿を
選択する。また静止画と判定された領域では静止画処理
としてフィールド間およびフレーム間内挿を選択する。
あるいは動き量にしたがって両者を混合し、元の高品位
テレビ信号する。このようにＭＵＳＥデコーダでは動き
検出回路の性能が復元される高品位テレビ信号の品質を
大きく左右する。

【０００４】（図６）は従来知られている動き検出回路
の構成図である。（図６）において、２ａ、２ｂはフレ
ーム遅延器、３はエッジ検出回路、４ａ，４ｂは減算
器、５ａ，５ｂ，５ｃは絶対値回路、６ａ，６ｂは非線
形処理回路、７は最大値選択回路、８は水平ローパスフ
ィルタ（以下水平ＬＰＦと言う）である。

【０００５】以上のように構成された従来の動き検出回
路おいて、入力されたＭＵＳＥ信号はフレーム遅延器２
ａおよびそれに縦続に接続されたフレーム遅延器２ｂに
より１フレームあるいは２フレーム遅延される。したが
って減算器４ａでは１フレーム差信号、減算器４ｂでは
２フレーム差信号がそれぞれ得られる。１フレーム差信
号には、フレーム間オフセットサブサンプリングによる
折り返し歪が発生する高域成分を除去する目的で水平Ｌ
ＰＦ８をかけ、絶対値回路５ｂにおいて絶対値化され非
線形処理回路６ａに供給される。２フレーム差信号は絶
対値回路５ｃにおいて絶対値化され非線形処理回路６ｂ
に供給される。一方入力されたＭＵＳＥ信号は、エッジ
検出回路３にも供給されており、エッジ検出回路３にお
いてエッジ信号が検出される。エッジ検出回路３は、例
えば垂直ハイパスフィルタおよび水平ハイパスフィルタ
の組み合わせで構成される。検出されたエッジ信号は絶
対値回路５ａにおいて絶対値化された後、非線形処理回
路６ａおよび６ｂにそれぞれ供給される。非線形処理回
路６ａおよび６ｂにおいて各フレーム差信号を非線形処
理し、４ビット程度の動き信号とする。

【０００６】この時（図７）に示すように、エッジの大
きさで動き検出感度を制御する。制御法はエッジが大き
くなるに従い動き検出感度を低くする。続いて１フレー
ム差および２フレーム差に基ずく動き信号は、最大値選
択回路７に供給される。最大値選択回路７は、例えば
（図８）に示す回路で構成される。（図８）において、
７１は選択器、７２は比較器である。供給された２つの
信号は、選択器７１および比較器７２にそれぞれ供給さ
れる。比較器７２において、２つの入力信号の振幅を比
較され、比較器７２は大きい方の入力信号が選択出力さ
れるように選択器７１を制御する。したがって、（図
６）において最大値選択回路７に供給された１フレーム
差および２フレーム差に基づく動き信号のうち大きい方
が選択され動き量として出力される。

【０００７】

【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ＭＵＳＥデコーダの動き検出回路の構成は、１フレ
ーム差あるいは２フレーム差信号をもとに動き検出をお
こなっているため、１フレーム間あるいは２フレーム間
で重なり合うような動きに対しては検出抜けが発生し、
動画像であるにもかかわらず静止画処理され画質劣化を
起こすという課題を有していた。たとえば（図９）に示
すような横縞が垂直方向に１フレーム間で重なるように
動いた場合を考える。入力ＭＵＳＥ信号が、フィールド
周波数６０Ｈｚ、走査線数１１２５本、２：１インタレ
ース信号であるとすると、（図９）に示したような動き
は、時間周波数３０Ｈｚの動きに相当する。また１フレ
ーム差および２フレーム差の検出領域は時間−垂直周波
数領域で表現すると（図１０）および（図１１）の斜線
で示す領域に相当する。この図から明かなように従来の
動き検出回路では３０Ｈｚの動きは検出できない。

【０００８】本発明は上記課題に鑑み、動き検出信号と
して１フレーム差および２フレーム差信号に加えて、１
フィールド差の信号を用いることで動き検出の精度を向
上させた動き検出回路を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の動き検出回路は、１フレーム差信号に基づい
て動き信号を得る第１の動き信号検出手段と、１フィー
ルド差信号に基づいて動き信号を得る第２の動き信号検
出手段と、上記第１および第２の動き信号検出手段から
の信号を選択的に出力する選択手段と、上記選択手段に
入力される２つの入力信号の大きさを比較する比較手段
とを備えたものである。

【００１０】

【作用】本発明は上記した構成によって、１フィールド
間差信号も動き検出信号として用いるため、従来の１フ
レーム差あるいは２フレーム差では検出できなかった１
フレーム間で重なり合うような動きが検出できる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例の動き検出回路につい
て、図面を参照しながら説明する。（図１）は本発明の
第１の実施例における動き検出回路の構成図を示すもの
である。（図１）において、２はフレーム遅延器、３は
エッジ検出回路、４ｃ、４ｄおよび４ｅは減算器、５
ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄは絶対値回路、６ｃおよび６
ｄは非線形処理回路、７ａおよび７ｂは最大値選択回
路、８は水平ＬＰＦ、１０ａおよび１０ｂは縦続接続さ
れたフィールド遅延器、１１は垂直ＬＰＦ、１２は水平
ＬＰＦである。

【００１２】（図１）において、入力されたＭＵＳＥ信
号はフィールド遅延器１０ａおよびフィールド遅延器１
０ｂおよびフレーム遅延器２により１フィールドおよび
１フレームおよび２フレーム期間遅延される。従来例で
説明したように、減算器４ｄでは１フレーム差信号、減
算器４ｅでは２フレーム差信号がそれぞれ得られる。し
たがって絶対値回路５ｂの出力信号として、絶対値化さ
れた１フレーム差信号が得られ、最大値選択回路７ａの
一方の入力に供給される。また絶対値回路５ｃの出力信
号として絶対値化された２フレーム差信号が得られ非線
形処理回路６ｄに供給されている。一方、減算器４ｃか
らはフィールド差信号が得られる。１フィールド差の検
出領域は時間−垂直周波数領域で表現すれば、たとえば
（図２）の斜線で示す部分になる。検出領域からわかる
ように、１フィールド差を用いると従来例で検出できな
かった３０Ｈｚの動きが検出できる。

【００１３】次に、垂直ＬＰＦ１１において、静止画像
の横線エッジで検出されるフィールド差信号を抑圧する
とともに、それに縦続に接続された水平ＬＰＦ１２にお
いて不要な折り返し成分を除去する。上記のように処理
された１フィールド差信号は絶対値回路５ｄで絶対値化
され、最大値検出回路７ａのもう一方の入力端子に供給
される。最大値検出回路７ａでは入力された１フレーム
差信号と１フィールド差信号の振幅を比較して大きい方
を選択して出力する。選択された信号は非線形処理回路
６ｃに供給される。非線形処理回路６ｃおよび６ｄでの
動作は従来例で説明した通りであり、エッジ信号の大き
さにしたがって非線形処理され動き量に変換される。非
線形処理回路６ｃおよび６ｄの出力信号は、それぞれ最
大値選択回路７ｂに供給されている。最大値選択回路７
ｂでは２入力が示す動き量を比較して大きいほうを選択
して出力する。

【００１４】以上のように本実施例によれば、１フィー
ルド差信号を動き信号として用いることにより、１フレ
ーム差および２フレーム差では検出できなかった時間周
波数３０Ｈｚの動きが検出され、動き検出抜けによる画
質劣化が救済される。また１フィールド差信号は静止画
像の横線エッジにおいても検出されるが、このような横
線は本来水平の高域成分がない部分であり、静止画が動
画処理されたことによる画質劣化はほとんど問題になら
ない。

【００１５】（図３）は本発明の第２の実施例における
動き検出回路の構成図を示すものである。（図１）に示
した第１の実施例と異なる点は、絶対値回路５ｅ、孤立
点検出回路１３およびＡＮＤゲート１４が追加されたこ
とである。（図３）において減算器４ｃの出力信号は、
絶対値回路５ｅおよびＡＮＤゲート１４の一方の入力端
子に供給される。絶対値回路５ｅの出力信号は孤立点検
出回路１３に供給される。孤立点検出回路１３の出力信
号はＡＮＤゲート１４のもう一方の入力端子に供給され
ている。ＡＮＤゲート１４の出力信号は垂直ＬＰＦ１１
に供給されている。減算器４ｃで得られた１フィールド
差信号は、絶対値回路５ｅで絶対値化され孤立点検出回
路１３に供給される。

【００１６】孤立点検出回路１３は、例えば（図４）に
示す回路で構成される。（図４）において１３１は比較
器、１３２ａおよび１３２ｂは縦続接続された１画素遅
延器、１３３は３入力ＡＮＤゲートである。絶対値回路
５ｅで絶対値化された１フィールド差信号は比較器１３
１の一方の入力端子に供給される。比較器１３１のもう
一方の入力端子にはあらかじめ設定された閾値が供給さ
れており、その閾値と比較され閾値より大きい場合は、
例えば、論理値で”１”あるいは閾値より小さい場合
は、論理値で”０”を出力する。比較器１３１の出力信
号は、１画素遅延器１３２ａおよび１３２ｂで遅延さ
れ、３入力ＡＮＤゲートには水平方向に連続する３画素
分の比較結果が供給される。つまり水平方向に連続する
３画素がすべて論理値で”１”の時のみ３入力ＡＮＤゲ
ート１３３の出力論理値は”１”になる。３入力ＡＮ
Ｄゲートの出力信号は、（図３）のＡＮＤゲート１４の
もう一方の入力端子に供給されている。したがって、水
平方向に連続する３画素がすべて閾値を越えるような場
合だけＡＮＤゲート１４がオンとなり、フィールド差信
号は垂直ＬＰＦ１１に供給される。またフィールド差信
号が孤立点的発生する場合はＡＮＤゲート１４はオフと
なり、フィールド差信号は垂直ＬＰＦ１１に供給されな
い。以上のように本発明の第２の実施例における動き検
出回路によれば、雑音等の影響により誤検出されたフィ
ールド差信号が除去され、静止画像を動画処理したこと
による画質劣化が改善される。

【００１７】なお、本実施例では減算器４ｃの出力にお
いて孤立点を除去しているが、絶対値回路５ｄの出力に
おいてこれを適用しても構わない。また、本実施例では
水平方向に連続する３画素を用いて孤立点の検出をおこ
なったが、これに限ったことではなく複数画素であれば
よい。また、本実施例では孤立点検出検出結果に基づい
て信号をオン／オフしているが、これに限ったことでは
なくＡＮＤゲートの代わりに減衰器等を用いて信号振幅
を減衰させてもよい。

【００１８】（図５）は本発明の第３の実施例における
動き検出回路の構成図を示すものである。（図１）に示
した第１の実施例と異なる点は、（図１）におけるエッ
ジ検出回路３を異なる構成のエッジ検出回路１５に置き
換え、絶対値回路５ｆ、比較器１６、インバータ１７お
よびＡＮＤゲート１４が追加された点である。（図５）
において、エッジ検出回路１５は２つの出力端子を持
つ。

【００１９】第１の出力端子は、（図１）のエッジ検出
回路３と同じエッジ信号を出力し、絶対値回路５ａに供
給する。第２の出力端子は、縦線のエッジ信号のみを出
力し絶対値回路５ｆに供給する。例えば、縦線のエッジ
信号は水平ハイパスフィルタ出力を取り出すことで容易
に得られる。絶対値回路５ｆで絶対値化された縦線エッ
ジ信号は、比較器１６の一方の入力端子に供給される。
比較器１６のもう一方の入力端子には、あらかじめ設定
された閾値が供給されており、閾値と比較され閾値より
大きい場合は、例えば論理値で”１”あるいは閾値より
小さい場合は、論理値で”０”を出力する。したがって
比較器１６に縦続に接続されたインバータ１７の出力論
理値は、縦線エッジ信号が閾値より大きい場合は論理値
で”０”、閾値より小さい場合は論理値で”１”にな
る。

【００２０】インバータ１７の出力信号はＡＮＤゲート
１４の一方の入力端子に供給される。ＡＮＤゲート１４
のもう一方の入力端子には減算器４ｃからの１フィール
ド差信号が供給されている。したがって縦線エッジとし
て大きな値が検出され、インバータ１７のが論理値で”
０”になった場合、ＡＮＤゲート１４がオフとなり、フ
ィールド差信号は垂直ＬＰＦ１１に供給されない。ま
た、フィールド差信号が横縞の垂直方向の動きで発生し
ている場合は、縦線エッジ信号は検出されないためＡＮ
Ｄゲート１４はオンとなり、フィールド差信号は垂直Ｌ
ＰＦ１１に供給される。静止画像において検出されるフ
ィールド差信号は、横線のエッジで検出されるものは動
画処理されることによる画質劣化は問題にならないが、
高域周波数の折り返し成分が存在する縦線エッジにおい
て動画処理された場合大きな画質劣化をおこす。

【００２１】したがって本発明の第３の実施例における
動き検出回路によれば、このような折り返し成分が存在
する縦線エッジにおいて誤検出されたフィールド差信号
は除去され、静止画像を誤って動画処理したことによる
画質劣化は生じない。

【００２２】なお、本実施例では減算器４ｃの出力にお
いて縦線エッジで発生するフィールド差信号を除去して
いるが、絶対値回路５ｄの出力においてこれを適用して
も構わない。また本実施例では、エッジ検出検出結果に
基づいて信号をオン／オフしているが、これに限ったこ
とではなくＡＮＤゲートの代わりに減衰器等を用いて信
号振幅を減衰させてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、１フレーム差信
号に基づいて動き信号を得る第１の動き信号検出手段
と、１フィールド差信号に基づいて動き信号を得る第２
の動き信号検出手段と、上記第１および第２の動き信号
検出手段からの信号を選択的に出力する選択手段と、上
記選択手段に入力される２つの入力信号の大きさを比較
する比較手段とを備えることにより、従来の１フレーム
差あるいは２フレーム差では検出できなかった時間周波
数３０Ｈｚの動きが検出でき、動き検出抜けによる画質
劣化を防ぐことができる。

【００２４】また静止画において孤立点的あるいは縦線
エッジ近傍で発生する１フィールド差信号を抑圧するこ
とにより、静止画を動画処理したことによる画質劣化を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における動き検出回路の
構成図

【図２】時間−垂直周波数領域で示した１フィールド差
の検出特性図

【図３】本発明の第２の実施例における動き検出回路の
構成図

【図４】第２の実施例における動き検出回路の孤立点検
出回路の構成図

【図５】本発明の第３の実施例における動き検出回路の
構成図

【図６】従来例における動き検出回路の構成図

【図７】非線形処理の特性図

【図８】最大値選択器の構成図

【図９】従来例では検出できない動きを示す図

【図１０】時間−垂直周波数領域で示した１フレーム差
の検出特性図

【図１１】時間−垂直周波数領域で示した２フレーム差
の検出特性図

【符号の説明】

３エッジ検出回路４減算器５絶対値回路６非線形処理回路７最大値選択回路８水平ＬＰＦ１０フィールド遅延器１１垂直ＬＰＦ１２水平ＬＰＦ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オフセットサブサンプリングにより帯域
圧縮された映像信号を入力とする動き検出回路であっ
て、１フレーム差信号に基づいて動き信号を得る第１の
動き信号検出手段と、１フィールド差信号に基づいて動
き信号を得る第２の動き信号検出手段と、上記第１およ
び第２の動き信号検出手段からの信号を選択的に出力す
る選択手段と、上記選択手段に入力される２つの入力信
号の大きさを比較する比較手段とを備え、上記比較手段
の比較結果に基づいて上記選択手段を制御することを特
徴とする動き検出回路。
【請求項２】オフセットサブサンプリングにより帯域
圧縮された映像信号を入力とする動き検出回路であっ
て、１フレーム差信号に基づいて動き信号を得る第１の
動き信号検出手段と、１フィールド差信号に基づいて動
き信号を得る第２の動き信号検出手段と、上記第１およ
び第２の動き信号検出手段からの信号を選択的に出力す
る選択手段と、上記選択手段に入力される２つの入力信
号の大きさを比較する比較手段と、上記第２の動き信号
検出手段の出力信号を入力とする孤立点検出手段とを備
え、上記孤立点検出手段の検出結果に基づいて上記第２
の動き信号検出手段と上記選択手段の電気的結合を制御
し、かつ上記比較手段の比較結果に基づいて上記選択手
段を制御することを特徴とする動き検出回路。
【請求項３】孤立点検出手段は、あらかじめ任意に閾
値が設定された比較手段と、上記比較手段からの比較結
果を入力する複数の縦続接続された遅延手段と、上記複
数の遅延手段から出力される複数の遅延信号を入力とす
る論理演算手段とを備えることを特徴とする請求項２記
載の動き検出回路。
【請求項４】孤立点検出手段は、孤立点を検出した場
合は第２の動き信号検出手段と選択手段との電気的結合
を切断あるいは電気的に結合される信号の振幅を減衰さ
せるように制御することを特徴とする請求項２記載の動
き検出回路。
【請求項５】オフセットサブサンプリングにより帯域
圧縮された映像信号を入力とする動き検出回路であっ
て、１フレーム差信号に基づいて動き信号を得る第１の
動き信号検出手段と、１フィールド差信号に基づいて動
き信号を得る第２の動き検出手段と、上記第１および第
２の動き信号検出手段からの信号を選択的に出力する選
択手段と、上記選択手段に入力される２つの入力信号の
大きさを比較する比較手段と、上記入力映像信号の輪郭
を検出する輪郭検出手段とを備え、上記輪郭検出手段の
検出結果に基づいて上記第２の動き信号検出手段と上記
選択手段の電気的結合を制御し、かつ上記比較手段の比
較結果に基づいて上記選択手段を制御することを特徴と
する動き検出回路。
【請求項６】輪郭検出手段は入力映像信号の水平輪郭
を検出することを特徴とする請求項５記載の動き検出回
路。
【請求項７】輪郭検出手段は、輪郭検出出力の増加に
伴って第２の動き信号検出手段と選択手段との電気的結
合を切断あるいは電気的に結合される信号の振幅を減衰
させるように制御することを特徴とする請求項５記載の
動き検出回路。
【請求項８】１フィールド差信号は、水平および垂直
方向に帯域制限されていることを特徴とする請求項１、
２または５のいずれかに記載の動き検出回路。
【請求項９】比較手段は、選択手段の２つの入力信号
の大きい方を選択出力するように制御することを特徴と
する請求項１、２または５のいずれかに記載の動き検出
回路。