JPH05145950A - 動き検出回路 - Google Patents

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を復調
するための映像信号処理装置に係り、特に画像信号内の
動き領域を検出するための動き検出回路に関するもの
で、動きベクトルを伴って伝送される信号に対しても高
精度かつ安定した動き検出を行う動き検出回路を提供す
ることを目的とする。 【構成】 フレームメモリ２と減算器４によって１フレ
ーム差分信号が生成され、絶対値回路７によって絶対値
がとられ切り換え回路１２に入力される。動きベクトル
検出回路１０によって検出された動きベクトル信号は二
値化回路１１によって二値化され、動き検出信号として
前記１フレーム差分信号を加えるかどうかを切り換え回
路１２において制御する。

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、特に画
像信号内の動き領域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】高品位テレビ信号は、その帯域幅が現行
のＮＴＳＣ方式の約５倍、２０MHz の帯域を持ってお
り、放送衛星（１チャンネル：帯域幅２７MHz ）などを
利用して伝送を行うに際しては、多重サブナイキストサ
ンプリングによって信号帯域を圧縮する方式（テレビジ
ョン学会技術報告資料「高品位テレビの衛星１チャンネ
ル伝送方式」（ＭＵＳＥ）ＴＥＢＳ 95-2 VOL7 No.4
4）、いわゆるＭＵＳＥ方式が用いられる。

【０００３】このＭＵＳＥ方式は、フィールド間、フレ
ーム間でオフセットサンプリングを施すものであり、２
フレーム、すなわち４フィールドでサンプリング位相が
一巡する処理を行うことにより画像を伝送する方式であ
る。ＭＵＳＥ方式は現行ＮＴＳＣ方式とは互換性はな
く、ＭＵＳＥ方式で伝送された信号を元の画像に復元す
るためには専用の信号処理回路（ＭＵＳＥデコーダ）が
必要となる。しかしながら、ＭＵＳＥデコーダは一般に
非常に高価であり、家庭用として普及するにはかなりの
時間を要すると思われる。そこで、高品位テレビ信号を
現在家庭に普及している現行標準方式のテレビ、ＶＴＲ
で受像可能にするために、映像信号を変換することが考
えられる。

【０００４】映像信号変換装置としては、例えば「ＭＵ
ＳＥ／ＮＴＳＣコンバータ」（電子技術1989-4）に紹介
されているような構成が公知であるが、これらは構成を
簡易にするためにＭＵＳＥ信号に対する内挿処理をＭＵ
ＳＥデコーダでの動画処理に相当するフィールド内内挿
処理のみとしているため、静止画部分に折り返し歪みと
よばれる画質劣化が生じていた。

【０００５】これに対し、映像信号変換装置においてフ
レーム間処理などの時間軸方向の信号処理を行うことに
より高画質化を図る方式が提唱されている（例えば、
「ＥＤＴＶ対応 ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータ」１９
９０年テレビジョン学会技術報告 Vol.14,No8,pp.13〜1
8,BCS'90-3）。しかしながら、時間軸方向の信号処理を
行うには、映像信号の動画部分と静止画部分を判別する
動き検出回路が必要不可欠になる。従来のＭＵＳＥデコ
ーダの動き検出回路として、例えば、特開昭６３−１６
９１９５号公報に示されている。

【０００６】図６は従来の動き検出回路のブロック図を
示すもので、図６において、７１はＭＵＳＥ信号を入力
するための入力端子、７２，７３はＭＵＳＥ信号を１フ
レーム期間遅延するためのフレームメモリ、７４，７５
は減算器、７６はＭＵＳＥ信号の折り返し成分を除去す
るためのローパスフィルタ、７７，７８は絶対値回路、
７９は絶対値回路７７，７８の出力を任意の比率で混合
する混合回路、８０はＭＵＳＥ信号の動き検出結果を出
力する出力端子である。

【０００７】以上のように構成された従来の動き検出回
路おいては、まず、入力端子７１に入力されたＭＵＳＥ
信号は、フレームメモリ７２によって１フレーム期間遅
延された信号と減算器７４において減算される。これに
よって入力信号の１フレーム差分信号が生成される。さ
らに入力信号はフレームメモリ７３の出力と減算器７５
において減算が行われ、２フレーム差分信号が生成され
る。減算器７４において生成された１フレーム差分信号
は、フレームオフセットサブサンプリングによって高域
に折り返し成分を含むため、ローパスフィルタ７６で折
り返し成分が除去される。２フレーム差分信号と折り返
し成分が除去された１フレーム差分信号は、絶対値回路
７７，７８によってそれぞれ絶対値がとられ、混合回路
７９に入力される。混合回路７９では入力される２つの
信号をあらかじめ設定された比率で混合し、動き検出結
果として出力端子８０より出力する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うなＭＵＳＥデコーダの動き検出回路の構成は、ＭＵＳ
Ｅ信号が動きベクトルを送出して伝送する動画像信号に
対しては、動きベクトル補正を行うことにより静止画と
して処理できる機能が存在することを前提としている。
そのため前記の「ＥＤＴＶ対応 ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコ
ンバータ」のように動きベクトル補正を行わずに、簡易
に時間軸方向処理を行う装置の動き検出においては、動
きベクトルを送出して伝送される動画像信号を確実に動
きと判定する機能が必要となる。

【０００９】本発明はかかる点に鑑み、動きベクトル補
正を行わない簡易な時間軸方向処理の信号処理装置にお
いて、ＭＵＳＥ信号が動きベクトル送出時には動き検出
信号として２フレーム差分信号と、低域濾過された狭帯
域１フレーム差分信号に加えて、低域濾過されない広帯
域１フレーム差分信号および１フィールド差分信号情報
を用いることで、動き検出の精度を向上させて安定した
動き検出を行う動き検出回路を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、オフセッ
トサブサンプリングによって帯域圧縮された映像信号を
入力し、入力映像信号を１フレーム期間遅延するための
第１のフレームメモリと、それに縦続して連なる第２の
フレームメモリと、入力映像信号から第１のフレームメ
モリの出力を減算する第１の減算器と、入力映像信号か
ら第２のフレームメモリの出力を減算する第２の減算器
と、第１の減算器の出力の絶対値をとる第１の絶対値手
段と、第１の減算器の出力を帯域制限するローパスフィ
ルタと、ローパスフィルタの出力の絶対値をとる第２の
絶対値手段と、第２の減算器の出力の絶対値をとる第３
の絶対値手段と、入力される映像信号の動きベクトル信
号を検出する動きベクトル検出手段と、動きベクトル検
出手段の出力を二値化する二値化手段と、二値化手段の
出力によって第１の絶対値手段からの入力をそのまま出
力するか、または無信号を出力するかを切り換える切り
換え手段と、切り換え手段の出力と第２の絶対値手段の
出力と第３の絶対値手段の出力をの最大値を選択する最
大値選択手段を備えた構成となっている。

【００１１】さらに第２の発明は、オフセットサブサン
プリングにより帯域圧縮された映像信号を入力し、入力
映像信号を１フィールド期間遅延するための第１フィー
ルドメモリと、第１のフィールドメモリに縦続して連な
る第２のフィールドメモリと、第２のフィールドメモリ
に縦続して連なり映像信号を１フレーム期間遅延するた
めのフレームメモリと、入力映像信号から前記第１のフ
ィールドメモリの出力を減算する第１の減算器と、入力
映像信号から前記第２のフィールドメモリの出力を減算
する第２の減算器と、入力映像信号から前記フレームメ
モリの出力を減算する第３の減算器と、前記第１の減算
器の出力の絶対値をとる第１の絶対値手段と、前記第２
の減算器の出力の絶対値をとる第２の絶対値手段と、前
記第３の減算器の出力の絶対値をとる第３の絶対値手段
と、前記第２の減算器の出力を帯域制限するローパスフ
ィルタと、ローパスフィルタの出力の絶対値をとる第４
の絶対値手段と、前記第１の絶対値手段の出力と前記第
２の絶対値手段の出力を任意の割合で合成する合成手段
と、入力映像信号の動きベクトル信号を検出する動きベ
クトル検出手段と、動きベクトル検出手段の出力を二値
化する二値化手段と、二値化手段の出力によって前記合
成手段からの入力をそのまま出力するか、または無信号
を出力するかを切り換える切り換え手段と、切り換え手
段の出力と前記第３の絶対値手段の出力と前記第４の絶
対値手段の出力の最大値を選択する最大値選択手段を備
えた構成となっている。

【００１２】

【作用】第１の発明は前記した構成により、動きベクト
ル信号を伴って送出されてきたＭＵＳＥ信号の動き検出
において、動き検出回路に帯域制限を施さない広帯域１
フレーム差分信号情報を用いることで、動きベクトル補
正を行わないで簡易な時間軸処理を施す復調装置におい
ても精度の高い動き検出結果を得ることができる。

【００１３】さらに第２の発明は、動きベクトル信号を
伴って送出されてきたＭＵＳＥ信号の動き検出におい
て、広帯域１フレーム差分信号情報に加えて１フィール
ド差分信号情報を用いることで、より精度の高い動き検
出を行うことができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例における動き検
出回路のブロック図を示すものである。図１において、
１はＭＵＳＥ信号を入力するための入力端子、２，３は
入力信号を１フレーム期間遅延するためのフレームメモ
リ、４，５は減算器、６はＭＵＳＥ信号の折り返し成分
を除去するためのローパスフィルタ、７，８，９は絶対
値回路、１０は入力されたＭＵＳＥ信号の動きベクトル
を検出する動きベクトル検出回路、１１は多値で表され
る動きベクトル信号を二値化する二値化回路、１２は二
値化回路１１の出力によって制御される切り換え回路、
１３は切り換え回路１２と絶対値回路８と絶対値回路９
の出力の最大値を選択して動き検出信号を生成する最大
値選択回路、１４は動き検出信号を出力する出力端子で
ある。

【００１５】以上のように構成された本実施例の動き検
出回路おいて、以下にその動作を説明する。まず入力端
子１に入力されたＭＵＳＥ信号は、フレームメモリ２に
よって１フレーム期間遅延された信号と減算器４におい
て減算される。これによって入力信号の１フレーム差分
信号が生成される。さらに入力信号はフレームメモリ３
の出力と減算器５において減算が行われ、２フレーム差
分信号が生成される。減算器４において生成された１フ
レーム差分信号は、フレームオフセットサブサンプリン
グによって高域に折り返し成分を含むため、ローパスフ
ィルタ６で折り返し成分が除去される。

【００１６】ローパスフィルタ６で帯域制限された狭帯
域１フレーム差分信号と減算器５において生成される２
フレーム差分信号は、絶対値回路８，９でそれぞれ絶対
値がとられ最大値選択回路１３に入力される。減算器４
において生成された１フレーム差分信号はまた、絶対値
回路７において絶対値がとられ切り換え回路１２に入力
される。切り換え回路１２は動きベクトル検出回路１０
で検出された動きベクトル信号が二値化回路１１で二値
化された信号にしたがって切り換えられる。

【００１７】二値化回路１１は、例えば図２のように構
成される。図２において、２１は動きベクトル信号を入
力する入力端子、２２，２３は図中の＋側の値が−側の
値を上回ったときに“１”を出力する比較器、２４は論
理和回路、２５は出力端子である。図２において、入力
端子２１に入力された動きベクトル信号は、水平動きベ
クトル信号と垂直動きベクトル信号から構成され、水平
動きベクトル信号と垂直動きベクトル信号はそれぞれ比
較器２２，２３に別々に入力される。比較器２２では水
平動きベクトル信号があらかじめ定められた参照値１を
上回ったときに“１”が出力される。同様に比較器２３
では垂直ベクトル信号があらかじめ定められた参照値２
を上回ったときに“１”が出力される。比較器２２と比
較器２３の出力は論理和回路２４で論理和がとられる。
すなわち、動きベクトル信号の水平ベクトルか垂直ベク
トルのいずれかが、それぞれの参照値を上回ったときに
出力端子２５は“１”を出力する。このように動きベク
トル信号は、“０”または“１”の２値レベルに変換さ
れる。

【００１８】図１において、切り換え回路１２は二値化
回路１１の出力が“１”のとき図中の“１”側に接続さ
れ、絶対値回路７を経てきた広帯域１フレーム差分信号
を出力し、二値化回路１１の出力が“０”のとき、図中
の“０”側（接地側）に接続され、無信号を出力して最
大値選択回路１３に供給する。最大値選択回路１３では
絶対値８，９および切り換え回路１２からの３つの入力
のうち、最も大きな値を有するものを選択し、動き検出
信号として出力端子１４より出力する。

【００１９】次に広帯域フレーム差分信号を動き検出に
用いることによる効果の一例を図３の波形図を参照して
説明する。図３において、（ａ）〜（ｃ）で示す波形は
連続する３フレームの同じラインを示す。被写体が右へ
移動したとすると、図に示すように被写体に相当するパ
ルスが時間と共に右へ動く。ただし被写体の大きさは微
小であり、ローパスフィルタ６において十分遮断され得
るものであるとする。（ｃ）を現フィールドの波形とす
ると、図１における絶対値回路９の出力波形は（ｄ）で
示されるような形状となる。同様に絶対値回路７の出力
波形は（ｆ）で示される波形となる。しかしながら、絶
対値回路８の出力波形はローパスフィルタ６の影響で
（ｅ）のごとく無信号状態となる。図３（ｇ）に示す波
形は、同図（ｄ）〜（ｆ）の最大値をとることによって
合成した波形であり、動き検出出力である。図３（ｇ）
より明らかなように、広帯域１フレーム差分信号は動き
検出信号の谷間（Ａで示す部分）を埋めることによっ
て、動き検出漏れを防止する効果がある。

【００２０】以上のようにこの実施例によれば、動き検
出回路に広帯域１フレーム差分信号を用い、ＭＵＳＥ信
号の動きベクトル信号を二値化した信号で広帯域１フレ
ーム差分信号の加断を行う手段を設けることにより、時
間軸方向処理が簡素化された復調装置において精度の高
い動き検出結果を得ることができる。

【００２１】なお、上記の実施例において二値化回路１
１の構成は、水平動きベクトル信号と垂直ベクトル信号
のそれぞれについて比較器を設けたが、両比較器を共用
するか、または水平動きベクトル信号のみに限定しても
よい。また、特に構成を簡易にするために、切り換え回
路１２の入力には広帯域１フレーム差分信号や１フィー
ルド差分信号の代わりに、動き検出出力として十分な値
を持つ固定値であっても類似の効果が得られる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施例における動き
検出回路について、図面を参照しながら説明する。図４
は本発明の第２の実施例における動き検出回路のブロッ
ク図を示すものである。図４において、３１はＭＵＳＥ
信号を入力するための入力端子、３２，３３は入力信号
を１フィールド期間遅延するためのフィールドメモリ、
３４はフィールドメモリ３３の出力信号をさらに１フレ
ーム期間遅延させるためのフレームメモリ、３５，３
６，３７は減算器、３８はＭＵＳＥ信号の折り返し成分
を除去するためのローパスフィルタ、３９，４０，４
１，４２は絶対値回路、４３は絶対値回路３９，４０の
出力を任意の割合で合成する合成回路、４４は入力され
たＭＵＳＥ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル
検出回路、４５は多値で表される動きベクトル信号を二
値化する二値化回路、４６は二値化回路４５の出力によ
って制御される切り換え回路、４７は切り換え回路４６
と絶対値回路４１と絶対値回路４２の出力の最大値を選
択して動き検出信号を生成する最大値選択回路、４８は
動き検出信号を出力する出力端子である。

【００２３】以上のように構成された第２の実施例の動
き検出回路おいて、以下にその動作を説明する。まず、
入力端子３１に入力されたＭＵＳＥ信号は、フィールド
メモリ３２によってフィールド期間遅延された信号と減
算器３５において減算される。これによって入力信号の
１フィールド差分信号が生成される。さらに入力信号は
フィールドメモリ３３の出力と減算器３６において減算
が行われ、１フレーム差分信号が生成される。そしてさ
らに入力信号は、フレームメモリ３４の出力と減算器３
７において減算が行われ、２フレーム差分信号が生成さ
れる。減算器３６において生成された１フレーム差分信
号は、フレームオフセットサブサンプリングによって高
域に折り返し成分を含むため、ローパスフィルタ３８で
折り返し成分が除去される。

【００２４】ローパスフィルタ３８で帯域制限された狭
帯域１フレーム差分信号と、減算器３７において生成さ
れる２フレーム差分信号は、絶対値回路４２，４１でそ
れぞれ絶対値がとられ最大値選択回路４７に入力され
る。減算器３５において生成された１フィールド差分信
号と減算器３６において生成された１フレーム差分信号
はまた、絶対値回路３９，４０において絶対値がとられ
合成回路４３で任意の割合で合成されて切り換え回路４
６に入力される。切り換え回路４６では二値化回路４５
の出力が“１”のとき、図中の“１”側に接続され、合
成回路４３を経てきた広帯域１フレーム差分信号と１フ
ィールド差分信号の合成信号を出力し、二値化回路４５
の出力が“０”のとき、図中の“０”側に接続され無信
号を出力して最大値選択回路４７に供給する。最大値選
択回路４７では絶対値４１，４２および切り換え回路４
６からの３つの入力のうち、最も大きな値を有するもの
を選択し、動き検出信号として出力端子４８より出力す
る。

【００２５】次に、フィールド差分を動き検出に用いる
ことによる効果の一例を、図５の波形図を参照して説明
する。図５において、（ａ）〜（ｅ）で示す波形は、連
続する５フィールドの同じラインあるいは隣接したライ
ンを示す。被写体が右へ移動したとすると、図５に示す
ように被写体に相当するパルスが時間と共に右へ動く。
（ｅ）を現フィールドの波形とすると、図４における絶
対値回路４０の出力波形は（ｆ）で示されるような形状
となる。同様に図４における絶対値回路４１，絶対値回
路３９の出力波形はそれぞれ図５の（ｇ），（ｈ）で示
される様な形状となる。図５（ｉ）に示す波形は、同図
（ｆ）〜（ｈ）の最大値をとることによって合成した波
形であり、動き検出出力である。図５（ｉ）より明らか
なように１フィールド差分信号は動き検出信号の谷間
（Ｂで示す部分）を埋める効果がある。

【００２６】以上のように第２の実施例によれば、動き
検出回路に広帯域１フレーム差分信号に加えて１フィー
ルド差分信号を用いることによって、より高精度な動き
検出を行うことができる。

【００２７】なお、最大値選択回路４７には２フレーム
差分信号、帯域制限した１フレーム差分信号ならびに動
きベクトルで制御した広帯域１フレーム差分信号、１フ
ィールド差分信号を入力したが、これらに加えて帯域制
限を施した１フィールド差分信号を入力してもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、動きベクトル補正を行わない簡易な時間軸処理の復
調装置において、ＭＵＳＥ信号が動きベクトル送出時に
も高精度な動き検出を行うことができ、その実用的効果
は大きい。

【００２９】さらに第２の発明によれば、上記発明に比
してさらに高精度な動き検出を行うことができ、その実
用的効果は大きい。

【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
ブロック図

【図２】同実施例における二値化回路のブロック図

【図３】同発明の効果を説明するための波形図

【図４】本発明の第２の実施例における動き検出回路の
ブロック図

【図５】同発明の効果を説明するための波形図

【図６】従来の動き検出回路のブロック図

【符号の説明】

２ フレームメモリ ３ フレームメモリ ４ 減算器 ５ 減算器 ６ ローパスフィルタ ７ 絶対値回路 ８ 絶対値回路 ９ 絶対値回路 １０ 動きベクトル検出回路 １１ 二値化回路 １２ 切り換え回路 １３ 最大値選択回路 ２２ 比較器 ２３ 比較器 ３２ フィールドメモリ ３３ フィールドメモリ ３４ フレームメモリ ３５ 減算器 ３６ 減算器 ３７ 減算器 ３８ ローパスフィルタ ３９ 絶対値回路 ４０ 絶対値回路 ４１ 絶対値回路 ４２ 絶対値回路 ４３ 合成回路 ４４ 動きベクトル検出回路 ４５ 二値化回路 ４６ 切り換え回路 ４７ 最大値選択回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オフセットサブサンプリングにより帯域
   圧縮されてなる入力映像信号を１フレーム期間遅延する
   ための第１のフレームメモリと、前記第１のフレームメ
   モリに縦続して連なる第２のフレームメモリと、前記入
   力映像信号と前記第１のフレームメモリの出力との差信
   号を得るための第１の減算器と、前記入力映像信号と前
   記第２のフレームメモリの出力との差信号を得るための
   第２の減算器と、前記第１の減算器の出力が供給されて
   なるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの入力
   および出力が供給されてなる広帯域動き信号を得るため
   の第１の回路手段および狭帯域動き信号を得るための第
   ２の回路手段と、前記第２の減算器の出力により動き信
   号を得るための第３の回路手段と、前記入力映像信号と
   ともに伝送される動きベクトル信号を検出する動きベク
   トル検出手段と、前記動きベクトル検出手段の出力を二
   値化する二値化手段と、前記第１の回路手段、第２の回
   路手段および第３の回路手段の出力より最大値を選択す
   るための最大値選択手段とを有してなり、前記動きベク
   トル信号が伝送されない状態において前記二値化手段が
   前記第１の回路手段より得られる広帯域動き信号を送出
   しないように制御することを特徴とする動き検出回路。
2. 【請求項２】 第１、第２および第３の回路手段が、入
   力信号の絶対値をとる絶対値手段である請求項１記載の
   動き検出回路。
3. 【請求項３】 オフセットサブサンプリングにより帯域
   圧縮されてなる入力映像信号を１フィールド期間遅延す
   るための第１フィールドメモリと、前記第１のフィール
   ドメモリに縦続して連なる第２のフィールドメモリと、
   前記第２のフィールドメモリに縦続して連なり映像信号
   を１フレーム期間遅延するためのフレームメモリと、前
   記入力映像信号と前記第１のフィールドメモリの出力と
   の差信号を得るための第１の減算器と、前記入力映像信
   号と前記第２のフィールドメモリの出力との差信号を得
   るための第２の減算器と、前記入力映像信号と前記フレ
   ームメモリの出力との差信号を得るための第３の減算器
   と、前記第１の減算器の出力より動き信号を得るための
   第１の回路手段と、前記第２の減算器の出力が供給され
   てなるローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの入
   力が供給されてなる広帯域動き信号を得るための第２の
   回路手段と、前記ローパスフィルタの出力が供給されて
   なる狭帯域動き信号を得るための第３の回路手段と、前
   記第３の減算器の出力より動き信号を得るための第４の
   回路手段と、前記第１および第２の回路手段の出力を任
   意の割合で合成する合成手段と、前記入力映像信号とと
   もに伝送される動きベクトル信号を検出する動きベクト
   ル検出手段と、前記動きベクトル検出手段の出力を二値
   化する二値化手段と、前記合成手段、前記第３の回路手
   段および前記第４の回路手段の各出力より最大値を選択
   するための最大値選択手段とを有してなり、前記動きベ
   クトル信号が伝送されない状態において前記二値化手段
   が前記合成手段より得られる広帯域動き信号を送出しな
   いように制御することを特徴とする動き検出回路。
4. 【請求項４】 第１、第２および第３、第４の回路手段
   が、入力信号の絶対値をとる絶対値手段である請求項３
   記載の動き検出回路。