JPH0562877B2 - - Google Patents

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JPH0562877B2
JPH0562877B2 JP23477784A JP23477784A JPH0562877B2 JP H0562877 B2 JPH0562877 B2 JP H0562877B2 JP 23477784 A JP23477784 A JP 23477784A JP 23477784 A JP23477784 A JP 23477784A JP H0562877 B2 JPH0562877 B2 JP H0562877B2
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JP
Japan
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frame difference
motion vector
weighting coefficient
data
regions
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JP23477784A
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Japanese (ja)
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JPS61113376A (en
Inventor
Tetsujiro Kondo
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS61113376A publication Critical patent/JPS61113376A/en
Publication of JPH0562877B2 publication Critical patent/JPH0562877B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビカメラのパニング等により
撮影画面の全体が移動する時に、このテレビカメ
ラの動きの量及びその方向を示す動きベクトルを
検出するのに適用されるテレビジヨン信号の動き
検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention detects a motion vector indicating the amount and direction of movement of a television camera when the entire shooting screen moves due to panning or the like of the television camera. The present invention relates to a motion detection device for television signals applied to.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高品位テレビジヨン信号の伝送帯域を狭くする
方式の一つとして、4フイールド周期でサブサン
プリングの位置をずらすように、データ量が1/
4に低減された画像データと共に、テレビカメラ
の動きを示す動きベクトルを伝送し、受信側で
は、静止画に対して4フイールドの期間のデータ
を用いて1フイールドの画面を再現すると共に、
テレビカメラがパニングする時のように、画面全
体が同一方向に移動する場合には、動きベクトル
に応じて座標軸をずらしてメモリから前フレーム
データを読み出す動き補正を行うものがある。
One method of narrowing the transmission band of high-definition television signals is to shift the subsampling position every 4 fields so that the amount of data is reduced by 1/2.
A motion vector indicating the movement of the television camera is transmitted together with the image data reduced to 4, and on the receiving side, the data of the period of 4 fields is used to reproduce the screen of 1 field for the still image.
When the entire screen moves in the same direction, such as when a television camera pans, some devices perform motion correction by shifting the coordinate axes according to the motion vector and reading the previous frame data from memory.

このような動き補正に用いられる動きベクトル
は、1フイールドに1個の割合であれば良い。従
来では、推定精度の向上を図るために、画面を4
分割し、各領域で求められた複数の動きベクトル
を多数決判定或いは単純な算術平均の処理をする
ことにより、全画面についての動きベクトルを求
めるようになされていた。
The number of motion vectors used for such motion correction may be one per field. Conventionally, in order to improve estimation accuracy, the screen was divided into 4
The motion vectors for the entire screen are obtained by dividing the screen and subjecting the plurality of motion vectors obtained in each region to a majority vote or simple arithmetic averaging.

1画面を複数分割した各領域ごとの動きベクト
ルを求めるには、ブロツクマツチング法が使用さ
れている。更に、代表点による簡略化を図り画面
を多数のブロツクに分け、各ブロツク単位で動き
ベクトル検出用のフレーム差を求め、このフレー
ム差の絶対値から相関の強さを調べるものであ
る。フレーム差は、例えば前フレームの注目ブロ
ツクの空間的中心の画素(代表点)と現フレーム
の注目ブロツクに含まれる画素の各々との差であ
る。この差の絶対値を1画面の4個の領域ごとに
積算することにより、各領域のフレーム差積分デ
ータのテーブルが求められる。このフレーム差積
分テーブル中の最小値の位置がその領域の動きベ
クトルとして検出される。
A block matching method is used to obtain motion vectors for each area in which one screen is divided into multiple areas. Furthermore, the screen is divided into a large number of blocks for simplification using representative points, frame differences for motion vector detection are determined for each block, and the strength of correlation is investigated from the absolute value of this frame difference. The frame difference is, for example, the difference between the spatially central pixel (representative point) of the block of interest in the previous frame and each pixel included in the block of interest in the current frame. By integrating the absolute value of this difference for each of the four regions of one screen, a table of frame difference integral data for each region is obtained. The position of the minimum value in this frame difference integral table is detected as the motion vector of that area.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来のテレビカメラの動きベクトル検出装置
は、以下に述べるような欠点を有していた。
Conventional motion vector detection devices for television cameras have the following drawbacks.

第1に、各領域のフレーム差積分テーブルから
求まる動きベクトルは、その領域の絵柄によつて
信頼性が異なる。例えば、空とか海のような低周
波成分の多い領域では、フレーム差積分テーブル
中で最小値の近傍の分布がなだらかで、動きベク
トルの信頼性が乏しい。一方、細かい絵柄の高周
波成分の多い領域では、分布が急峻となり、動き
ベクトルの信頼性が高い。従来の装置は、このよ
うな絵柄による信頼性の違いを考慮していなかつ
た。
First, the reliability of the motion vector determined from the frame difference integral table for each area differs depending on the picture in that area. For example, in a region with many low frequency components such as the sky or the sea, the distribution near the minimum value in the frame difference integral table is gentle, and the reliability of the motion vector is poor. On the other hand, in areas with many high-frequency components of fine patterns, the distribution is steep and the reliability of the motion vector is high. Conventional devices did not take into account such differences in reliability depending on the pattern.

第2に、各領域で雑音や動き物体等の影響の受
け方が異なるために、各領域の動きベクトルの検
出精度が異なる。つまり、雑音や動き物体の少な
い領域では、殆どの画素が動きベクトルの位置で
フレーム差が最小となり、単一の極値を有する分
布が得られる。一方、雑音や動き動体が多い領域
では、フレーム差の分布は、複数の極値を有する
ものとなり、かかる領域で検出された動きベクト
ルの精度は低い。従来の装置では、このような雑
音や動き物体等の影響が考慮されていなかつた。
Second, since each region is affected differently by noise, moving objects, etc., the motion vector detection accuracy for each region is different. In other words, in a region with little noise or moving objects, the frame difference is minimum at the position of the motion vector for most pixels, and a distribution with a single extreme value is obtained. On the other hand, in areas where there is a lot of noise or moving objects, the distribution of frame differences has multiple extreme values, and the accuracy of motion vectors detected in such areas is low. Conventional devices do not take into account the effects of such noise and moving objects.

この発明の目的は、従来の動きベクトルの検出
装置が持つ欠点を除去し、各領域で求められた動
きベクトルの信頼性及びそれらの信頼性を考慮し
て、全画面の動きベクトルとして妥当なものを検
出することができる動きベクトルの検出装置を提
供することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of conventional motion vector detection devices, and to determine the reliability of motion vectors determined in each region and their reliability, and to determine a motion vector that is appropriate as a motion vector for the entire screen. An object of the present invention is to provide a motion vector detection device that can detect motion vectors.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、1フイールドの画面56を分割し
て複数の領域57A〜57Dを形成し、領域57
A〜57Dの夫々を複数のブロツクに分割し、前
フレームのブロツク内の代表点画素データと現フ
レームのブロツク内の代表点画素データと対応す
る所定の範囲の画素データとのフレーム差の絶対
値を求め、領域内の夫々において、所定の範囲ご
とにフレーム差の絶対値を積分し、このフレーム
差積分データから領域57A〜57Dの夫々の動
きベクトルを検出する手段と、 フレーム差積分データの分布において最小値と
その近傍の間の傾きが急峻なものほど信頼性が高
いものとして、領域57A〜57Dの夫々の動き
ベクトルV1〜V4の信頼性を判定し、この判定
に対応する第1の重み係数α1〜α4を算出する手段
6〜10、16〜20、26〜30、36〜4
0、49〜52と、 フレーム積分データの最小値H1〜H4から複
数の領域57A〜57Dの夫々の動きベクトルV
1〜V4による動き補正を行つた時の残留偏差の
程度を求め、この残留偏差の程度に対応する第2
の重み係数β1〜β4を算出する手段75〜78、8
1〜87と、 第1の重み係数α1〜α4及び第2の重み係数β1
β4から実際に使用される第3の重み係数γ1〜γ4
算出する手段61〜64、91〜64と、 第3の重み係数γ1〜γ4により、各領域57A〜
57Dごとの動きベクトルV1〜V4を加重平均
して1フイールドの動きベクトルVを算出する手
段95〜98、105〜107と、 を備えたことを特徴とするテレビジヨン信号の動
き検出装置である。
This invention divides the screen 56 of one field to form a plurality of areas 57A to 57D.
Divide each of A to 57D into a plurality of blocks, and calculate the absolute value of the frame difference between the representative point pixel data in the block of the previous frame, the representative point pixel data in the block of the current frame, and the corresponding pixel data in a predetermined range. means for calculating the absolute value of the frame difference for each predetermined range in each region, and detecting the motion vector of each of the regions 57A to 57D from the frame difference integral data; and distribution of the frame difference integral data. The reliability of each of the motion vectors V1 to V4 in the regions 57A to 57D is determined based on the assumption that the steeper the slope between the minimum value and its neighborhood, the higher the reliability, and the first weight corresponding to this determination is determined. Means for calculating coefficients α 1 to α 4 6-10, 16-20, 26-30, 36-4
0, 49 to 52, and the respective motion vectors V of the plurality of regions 57A to 57D from the minimum values H1 to H4 of the frame integral data.
1 to V4, the degree of residual deviation is determined, and the second
Means 75 to 78, 8 for calculating weighting coefficients β 1 to β 4 of
1 to 87, first weighting coefficients α 1 to α 4 and second weighting coefficients β 1 to
Means 61 to 64, 91 to 64 for calculating the third weighting coefficients γ1 to γ4 actually used from β4 , and the third weighting coefficients γ1 to γ4 are used in each region 57A to γ4.
95-98, 105-107 for calculating a motion vector V of one field by weighted averaging motion vectors V1-V4 for each 57D;

〔作用〕[Effect]

領域57A〜57Dの各々に関するフレーム差
積分データの分布は、その領域の絵柄が低周波数
の場合には、最小値とその近傍との間の傾きがな
だらかとなり、一方、その領域の絵柄が高周波数
の場合には、最小値とその近傍との間の傾きが急
峻となる。動きベクトルと対応する最小値は、傾
きが急峻なほど検出の精度が高い。従つて、傾き
が急峻なほど重みが増大する第1の重み係数α1
α4が形成される。
Regarding the distribution of frame difference integral data for each of the regions 57A to 57D, when the pattern in that region has a low frequency, the slope between the minimum value and its vicinity is gentle; on the other hand, when the pattern in that region has a high frequency In the case of , the slope between the minimum value and its vicinity becomes steep. The steeper the slope of the minimum value corresponding to the motion vector, the higher the detection accuracy. Therefore, the first weighting coefficient α 1 ~ whose weight increases as the slope becomes steeper.
α4 is formed.

また、最小値の大きさは、動き補正後の残留偏
差となるので、この最小値が小さいほど重みが増
大する第2の重み係数が形成され、雑音、動き物
体等の影響が考慮される。
Further, since the magnitude of the minimum value becomes the residual deviation after motion correction, a second weighting coefficient is formed in which the weight increases as the minimum value decreases, and the influence of noise, moving objects, etc. is taken into account.

各領域57A〜57Dの動きベクトルV1〜V
4を加重平均するために実際に使用される第3の
重み係数γ1〜γ4は、第1の重み係数と第2の重み
係数とを加重平均により合成したものとされる。
Motion vectors V1 to V of each area 57A to 57D
The third weighting coefficients γ 1 to γ 4 that are actually used for weighted averaging of 4 are obtained by combining the first weighting coefficient and the second weighting coefficient by weighted averaging.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。この一実施例は、1フイールドの
画面を4等分した各領域毎に求められた動きベク
トルを加重平均することにより、1フイールド全
体の動きベクトルを形成するものである。この加
重平均のための重み係数γ〓は、第1の重み係数
α〓と第2の係数β〓とを単純平均することにより
形成している。第1の重み係数は、4個の領域の
夫々のフレーム差積分データのテーブルにおける
フレーム差積分データの分布の型から各領域の動
きベクトルの信頼性を判断することで決定され
る。第2の重み係数は、4個の領域の動きベクト
ルのあてはまりの程度に対応して決定される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, the motion vector for the entire field is formed by weighted averaging of the motion vectors obtained for each area obtained by dividing the screen of one field into four equal parts. The weighting coefficient γ for this weighted average is formed by simply averaging the first weighting coefficient α and the second coefficient β. The first weighting coefficient is determined by determining the reliability of the motion vector of each region from the type of distribution of frame difference integral data in the table of frame difference integral data of each of the four regions. The second weighting coefficient is determined in accordance with the degree of fitting of the motion vectors of the four regions.

第1図は、上記の第1の重み係数及び第2の重
み係数を形成するための構成を示し、入力端子1
に1フイールドの第1の領域に含まれるフレーム
差積分データの最小値H1が供給される。入力端
子2,3,4,5の夫々には、この第1の領域の
最小値の上下及び左右に隣接する第1の領域のフ
レーム差積分データH2、H3、H4、H5が供給さ
れる。
FIG. 1 shows a configuration for forming the above-mentioned first weighting coefficient and second weighting coefficient.
The minimum value H1 of the frame difference integral data included in the first region of one field is supplied to the first field. Input terminals 2, 3, 4, and 5 are each supplied with frame difference integral data H2, H3, H4, and H5 of the first region adjacent above, below, and to the left and right of the minimum value of the first region.

入力端子11,12,13,14,15の夫々
には、1フイールドの第2の領域に含まれるフレ
ーム差積分データの最小値H11とその周辺のフ
レーム差積分データH12、H13、H14、H15とが
供給される。入力端子21,22,23,24,
25の夫々には、1フイールドの第3の領域に含
まれるフレーム差積分データの最小値H21とその
周辺のフレーム差積分データH22、H23、H24、
H25とが供給される。入力端子31,32,3
3,34,35の夫々には、1フイールドの第4
の領域に含まれるフレーム積分データの最小値
H31とその周辺のフレーム差積分データH32、
H33、H34、H35とが供給される。
Each of the input terminals 11, 12, 13, 14, and 15 receives the minimum value H11 of the frame difference integral data included in the second region of one field, and the surrounding frame difference integral data H12, H13, H14, and H15. is supplied. Input terminals 21, 22, 23, 24,
25, the minimum value H21 of the frame difference integral data included in the third region of one field and the surrounding frame difference integral data H22, H23, H24,
H25 is supplied. Input terminals 31, 32, 3
3, 34, and 35 each have the 4th field of 1 field.
Minimum value of frame integral data included in the area of
H31 and surrounding frame difference integral data H32,
H33, H34, and H35 are supplied.

第2図は、1ブロツクのフレーム差積分データ
テーブルをX−Y座標で表したもので、(x,y)
がフレーム差積分データの最小値の座標である。
デイジタルテレビジヨン信号の画素の垂直方向の
間隔がその水平方向の間隔の2倍とさているの
で、上下及び左右の夫々の画素との間隔を等しい
ものとするために、(x,y+1)及び(x,y
−1)の各座標位置の上下の隣合うフレーム差積
分データと(x−2,y)及び(x+2,y)の
各座標位置の1つ離れた左右のフレーム差積分デ
ータが選択される。即ち、フレーム差積分データ
H1、H11、H21、H31が各領域の最小値の座標
(x,y)のもので、H2、H12、H22、H32が
(x,y+1)の位置のフレーム差積分データで
H3、H13、H23、H33が(x,y−1)の位置
のフレーム差積分データで、H4、H14、H24、
H34が(x+2,y)の位置のフレーム差積分デ
ータで、H5、H15、H25、H35が(x−2,y)
の位置のフレーム差積分データである。
Figure 2 shows the frame difference integral data table for one block expressed in X-Y coordinates (x, y).
is the coordinate of the minimum value of the frame difference integral data.
Since the vertical spacing between pixels of a digital television signal is twice the horizontal spacing, in order to equalize the spacing between the pixels on the top, bottom, left and right, (x, y+1) and ( x,y
The vertically adjacent frame difference integral data of each coordinate position of -1) and the frame difference integral data of the left and right sides of each coordinate position of (x-2, y) and (x+2, y) that are one space apart are selected. That is, frame difference integral data
H1, H11, H21, H31 are the coordinates (x, y) of the minimum value of each area, and H2, H12, H22, H32 are the frame difference integral data at the position (x, y + 1).
H3, H13, H23, H33 are frame difference integral data at position (x, y-1), H4, H14, H24,
H34 is the frame difference integral data at the position (x+2, y), H5, H15, H25, H35 are (x-2, y)
This is frame difference integral data at the position.

各領域におけるフレーム差積分データの位置の
最小値の位置(x,1)は、通常の場合には、あ
まり離れていない。
The position (x, 1) of the minimum value of the frame difference integral data in each area is usually not far apart.

ここで、上述のフレーム差積分データの形成及
び動きベクトルの検出について、第3図、第4図
及び第5図を参照して説明する。
Here, the formation of the above-mentioned frame difference integral data and detection of a motion vector will be explained with reference to FIGS. 3, 4, and 5.

第3図において、110がテレビカメラにより
撮像され、デイジタル化されたデイジタルテレビ
ジヨン信号の入力端子を示す。このデイジタルテ
レビジヨン信号が代表点抽出回路111及びブロ
ツクデータ抽出回路112に供給され、この代表
点抽出回路111の出力に得られる代表点の画素
データが代表点メモリ113に供給される。この
代表点メモリ113に供給される。この代表点メ
モリ113から読み出される代表点の画素データ
は、前フレームのものである。
In FIG. 3, reference numeral 110 indicates an input terminal for a digital television signal captured by a television camera and digitized. This digital television signal is supplied to a representative point extraction circuit 111 and a block data extraction circuit 112, and the pixel data of the representative point obtained from the output of this representative point extraction circuit 111 is supplied to a representative point memory 113. The signal is supplied to this representative point memory 113. The pixel data of the representative point read from the representative point memory 113 is that of the previous frame.

ブロツクデータ抽出回路112は、現フレーム
に含まれるブロツク毎の画素データを抽出して減
算回路114に供給する。この減算回路114に
より、ブロツク内の各画素についての前フレーム
の代表点との差即ちフレーム差データが求められ
る。このフレーム差データが変換回路115に供
給され、絶対値に変換される。
The block data extraction circuit 112 extracts pixel data for each block included in the current frame and supplies it to the subtraction circuit 114. This subtraction circuit 114 calculates the difference between each pixel in the block and the representative point of the previous frame, that is, frame difference data. This frame difference data is supplied to a conversion circuit 115 and converted into an absolute value.

一例として、1ブロツクの大きさは、第4図に
示すように、水平方向が32サンプル、垂直方向が
8ラインとされている。従つて、1ブロツク内に
は、256個の画素が含まれている。代表点は、1
ブロツクの空間的な中心に位置する画素データで
ある。
As an example, the size of one block is 32 samples in the horizontal direction and 8 lines in the vertical direction, as shown in FIG. Therefore, one block contains 256 pixels. The representative point is 1
This is pixel data located at the spatial center of the block.

変換回路115からのフレーム差データの絶対
値が積分回路116に供給され、フレーム差デー
タの積算値がスイツチ回路117に供給される。
フレーム差データは、第5図に示すように、1フ
イールドの画面56を4分割してなる領域57
A,57B,57C,57D毎に求められる。積
算回路116からのフレーム差データの積算値が
スイツチ回路117により領域毎にグラフメモリ
121,122,123,124に振り分けられ
る。グラフメモリ121は、領域57A内に含ま
れる各ブロツクのフレーム差データの絶対値(フ
レーム差積分データ)を記憶する1ブロツクの容
量のメモリである。グラムメモリ122,12
3,124の夫々も、同様に、領域57B,57
C,57Dのフレーム差積分データを貯える。
The absolute value of the frame difference data from the conversion circuit 115 is supplied to the integration circuit 116, and the integrated value of the frame difference data is supplied to the switch circuit 117.
As shown in FIG. 5, the frame difference data is an area 57 formed by dividing the screen 56 of one field into four parts.
It is obtained for each of A, 57B, 57C, and 57D. The integrated value of the frame difference data from the integrating circuit 116 is distributed by the switch circuit 117 to the graph memories 121, 122, 123, and 124 for each area. The graph memory 121 has a capacity of one block and stores the absolute value of the frame difference data (frame difference integral data) of each block included in the area 57A. Gram memory 122, 12
Similarly, areas 57B and 57
Store frame difference integral data of C and 57D.

これらのグラフメモリ121〜124の夫々に
貯えられているフレーム差積分データは、最小値
検出回路131,132,133,134の夫々
に供給される。最小値検出回路131〜134
は、夫々対応するグラフメモリ121〜124の
フレーム差積分データの中で最小値の位置即ち領
域57A〜57Dの各々の動きベクトルを検出す
るものである。入力デイジタルテレビジヨン信号
が連続的に入力されるので、グラフメモリ121
〜124は、夫々2個のメモリバンクを有し、そ
の一方にフレーム差積分データが書き込まれてい
るフイールドでは、その他方のフレーム差積分デ
ータから動きベクトルを検出するようになされ
る。
The frame difference integral data stored in each of these graph memories 121 to 124 is supplied to minimum value detection circuits 131, 132, 133, and 134, respectively. Minimum value detection circuits 131 to 134
is to detect the position of the minimum value in the frame difference integral data of the corresponding graph memories 121 to 124, that is, the motion vector of each of the regions 57A to 57D. Since the input digital television signal is input continuously, the graph memory 121
-124 each have two memory banks, and in a field in which frame difference integral data is written in one of them, a motion vector is detected from the frame difference integral data in the other field.

第5図において、実線で示すように、4個の動
きベクトルが同一の場合は、理想的な場合であ
る。実際には、画像の絵柄(低周波数の絵柄か、
高周波の絵柄かの違い)や、動き物体の影響によ
り、各領域毎に求められた動きベクトルの信頼性
の程度が相違している。また、第5図において、
破線で示す動きベクトルは、テレビカメラがズー
ムアツプした時のもので、この時には、4個の動
きベクトルが中心から放射状に広がるものとな
る。
In FIG. 5, the case where the four motion vectors are the same, as shown by the solid line, is an ideal case. Actually, the pattern of the image (low frequency pattern,
The degree of reliability of the motion vector determined for each region differs due to the influence of the moving object and the difference in whether the image is a high-frequency image or a moving object. Also, in Figure 5,
The motion vectors shown by broken lines are those when the television camera zooms up, and at this time, four motion vectors spread out radially from the center.

上述の各領域毎の動きベクトルの信頼性の程度
の相違を反映した重み係数γ1〜γ4が重み係数発生
回路120で形成される。この重み係数γ1〜γ4
乗算回路95,96,97,98の夫々に供給さ
れ、最小値検出回路131〜134の夫々からの
動きベクトルに乗じられる。これらの乗算回路9
5〜98の出力が加算回路105,106,10
7によつて加算され、出力端子108に1フイー
ルドに関する動きベクトルが取り出される。
Weighting coefficients γ 1 to γ 4 that reflect the above-mentioned differences in the degree of reliability of motion vectors for each region are generated by the weighting coefficient generation circuit 120. The weighting coefficients γ 1 to γ 4 are supplied to each of the multiplication circuits 95, 96, 97, and 98, and are multiplied by the motion vectors from the minimum value detection circuits 131 to 134, respectively. These multiplier circuits 9
The outputs of 5 to 98 are added to the adder circuits 105, 106, 10.
7, and the motion vector for one field is taken out at the output terminal 108.

第1図は、重み係数発生回路120の構成を示
すものであり、入力端子1〜5,11〜15,2
1〜25,31〜35の夫々に供給されるフレー
ム差積分データは、グラフメモリ121,12
2,123,124から読み出されたものであ
る。これらのフレーム差積分データから各領域の
最小値近傍の傾きが演算される。
FIG. 1 shows the configuration of the weighting coefficient generation circuit 120, which has input terminals 1 to 5, 11 to 15, and 2.
Frame difference integral data supplied to graph memories 121 and 12, respectively.
2,123,124. The slope near the minimum value of each region is calculated from these frame difference integral data.

領域57Aに関する最小値近傍の傾きΔH1は、
4方向の差分の和と対応する。
The slope ΔH1 near the minimum value regarding the area 57A is:
It corresponds to the sum of differences in four directions.

ΔH1=(H2−H1)+(H3−H1) +(H4−H1)+(H5−H1) =H2+H3+H4+H5−4H1 加算回路6,7,8により形成したフレーム差
積分データH2〜H5の和とシフト回路9により4
倍とされたフレーム差積分データの最小値H1と
が減算回路10に供給され、減算回路10の出力
に傾きΔH1が得られる。
ΔH1=(H2-H1)+(H3-H1) +(H4-H1)+(H5-H1) =H2+H3+H4+H5-4H1 Sum and shift of frame difference integral data H2 to H5 formed by adder circuits 6, 7, and 8 4 by circuit 9
The multiplied minimum value H1 of the frame difference integral data is supplied to the subtraction circuit 10, and the slope ΔH1 is obtained at the output of the subtraction circuit 10.

領域57Bに関する最小値の近傍の傾きΔH2
は、加算回路16,17,18、シフト回路19
及び減算回路20により生成される。領域57C
に関する最小値の近傍の傾きΔH3は、加算回路
26,27,28、シフト回路29及び減算回路
30により生成され、領域57Dに関する最小値
近傍の傾きΔH4は、加算回路36,37,38、
シフト回路39及び減算回路40により生成され
る。
Slope ΔH2 near the minimum value regarding area 57B
are adder circuits 16, 17, 18, shift circuit 19
and is generated by the subtraction circuit 20. Area 57C
The slope ΔH3 near the minimum value for the region 57D is generated by the addition circuits 26, 27, 28, the shift circuit 29, and the subtraction circuit 30, and the slope ΔH4 near the minimum value for the area 57D is generated by the addition circuits 36, 37, 38,
It is generated by a shift circuit 39 and a subtraction circuit 40.

この最小値の近傍の傾きが大きい値ほど、即ち
傾きが急峻なほど動きベクトルの信頼性は高い。
従つて、傾きの大きさに比例する重み係数α1〜α4
が算出される。この場合、減算回路10,20,
30,40、の夫々の出力に生じる傾きが加算回
路41,42,43,44に供給され、端子45
からのオフセツト信号OFS1が各傾きに加えられ
る。
The larger the slope near this minimum value, that is, the steeper the slope, the higher the reliability of the motion vector.
Therefore, the weighting coefficient α 1 to α 4 is proportional to the magnitude of the slope.
is calculated. In this case, subtraction circuits 10, 20,
30, 40, are supplied to adder circuits 41, 42, 43, 44, and terminal 45.
An offset signal OFS1 from is added to each slope.

この加算回路41〜44の出力が加算回路4
6,47,48により加算され、次式の傾きの総
和ΣΔHが形成される。
The outputs of the adder circuits 41 to 44 are the adder circuit 4
6, 47, and 48 to form the sum total of slopes ΣΔH of the following equation.

ΣΔH=(ΔH1+OFS1)+(ΔH2+OFS1) +(ΔH3+OFS1)+(ΔH4+OFS1) この傾きの総和ΣΔHが割算回路49,50,
51,52の夫々の分母入力として供給される。
割算回路49〜52の夫々の分子入力として、加
算回路41〜44の出力が供給され、割算回路4
9〜52から次式の重み係数α1〜α4が夫々得られ
る。オフセツト信号OFS1は、次式で分子が零に
なるのを防止するために付加される。
ΣΔH=(ΔH1+OFS1)+(ΔH2+OFS1) +(ΔH3+OFS1)+(ΔH4+OFS1) The sum of these slopes ΣΔH is the dividing circuit 49, 50,
It is supplied as the denominator input of each of 51 and 52.
The outputs of the adder circuits 41 to 44 are supplied as numerator inputs to the divider circuits 49 to 52, respectively.
Weighting coefficients α 1 to α 4 of the following equations are obtained from 9 to 52, respectively. The offset signal OFS1 is added to prevent the numerator from becoming zero in the following equation.

α1=(ΔH1+OFS1)/ΣΔH α2=(ΔH2+,FS1)/ΣΔH α3=(ΔH3+OFS1)/ΣΔH α4=(ΔH4+OFS1)/ΣΔH 一方、領域57A〜57Dの各々のフレーム差
積分データの最小値H1、H11、H21、H31が加
算回路71,72,73,74に供給され、これ
らの最小値に端子70からのオフセツト信号
OFS2が加算される。加算回路71〜74の出力
が逆数回路75,76,77,78の夫々に供給
され、逆数の値に変換される。オフセツト信号
OFS2は、分母の項が零になるのを防止するため
に付加されている。フレーム差積分データの最小
値は、各領域内に雑音や、動き物体が存在する時
に補正後に残留偏差となるもので、その逆数は、
その領域の動き補正を行つた時のあてままり具合
を意味する。
α 1 = (ΔH1+OFS1)/ΣΔH α 2 = (ΔH2+, FS1)/ΣΔH α 3 = (ΔH3+OFS1)/ΣΔH α 4 = (ΔH4+OFS1)/ΣΔH On the other hand, the minimum value of each frame difference integral data of areas 57A to 57D H1, H11, H21, and H31 are supplied to adder circuits 71, 72, 73, and 74, and the offset signal from terminal 70 is applied to their minimum value.
OFS2 is added. The outputs of the adder circuits 71 to 74 are supplied to reciprocal circuits 75, 76, 77, and 78, respectively, and are converted into reciprocal values. offset signal
OFS2 is added to prevent the denominator term from becoming zero. The minimum value of frame difference integral data is the residual deviation after correction when noise or moving objects exist in each region, and its reciprocal is:
It means the degree of accuracy when performing motion correction for that area.

逆数回路75〜78の夫々の出力が加算回路8
5,86,87で加算され、逆数の総和Σ1/H
が形成される。この総和Σ1/Hが割算回路81,
82,83,84に分母入力として供給される。
この割算回路81〜84は、比例配分を行うため
に用いられ、夫々の分子入力として、逆数回路7
5〜78の出力が供給される。割算回路81〜8
4から次式で示す第2の重み係数β1〜β4が得られ
る。
The respective outputs of the reciprocal circuits 75 to 78 are sent to the adder circuit 8.
5, 86, 87 are added, and the sum of the reciprocals is Σ1/H
is formed. This sum Σ1/H is calculated by the division circuit 81,
It is supplied to 82, 83, and 84 as a denominator input.
The division circuits 81 to 84 are used to perform proportional allocation, and each of the division circuits 81 to 84 receives the reciprocal circuit 7 as a numerator input.
5 to 78 outputs are provided. Division circuit 81-8
4, second weighting coefficients β 1 to β 4 expressed by the following equations are obtained.

β1={1/(H1+OFS2)}/(Σ1/H) β2={1/(H11+OFS2)}/(Σ1/H) β3={1/(H21+OFS2)}/(Σ1/H) β4={1/(H31+OFS2)}/(Σ1/H) 以上のようにして算出された第1の重み係数及
び第2の重み係数を加重平均して実際に使用する
重み係数γ1〜γ4が求められる。この実施例では、
単純平均により、重み係数γ1〜γ4が求められる。
β 1 = {1/(H1+OFS2)}/(Σ1/H) β 2 = {1/(H11+OFS2)}/(Σ1/H) β 3 = {1/(H21+OFS2)}/(Σ1/H) β 4 = {1/(H31+OFS2)}/(Σ1/H) The weighting coefficients γ 1 to γ 4 to be actually used are the weighted average of the first weighting coefficient and the second weighting coefficient calculated as above . Desired. In this example,
Weighting coefficients γ 1 to γ 4 are determined by simple averaging.

つまり、加算回路61に重み係数α1及びβ1が供
給され、加算回路62に重み係数α2及びβ2が供給
され、加算回路63に重み係数α3及びβ3が供給さ
れ、加算回路64に重み係数α4及びβ4が供給され
る。これらの加算回路61〜64の出力がシフト
回路91,92,93,94の夫々により1/2
とされて、下記の重み係数γ1〜γ4が形成される。
That is, the weighting coefficients α 1 and β 1 are supplied to the adding circuit 61, the weighting coefficients α 2 and β 2 are supplied to the adding circuit 62, the weighting coefficients α 3 and β 3 are supplied to the adding circuit 63, and the adding circuit 64 is supplied with weighting coefficients α 3 and β 3 . are supplied with weighting factors α 4 and β 4 . The outputs of these adder circuits 61 to 64 are halved by shift circuits 91, 92, 93, and 94, respectively.
Then, the following weighting coefficients γ 1 to γ 4 are formed.

γ1=(α1+β1)/2、 γ2=(α2+β2)/2、 γ3=(α3+β3)/2、 γ4=(α4+β4)/2、 この重み係数γ1〜γ4が乗算回路95〜98に
夫々供給され、入力端子101〜104からの各
領域の動きベクトルV1,V2,V3,V4、に
夫々乗じられる。この加重平均により、次式のよ
うに、1フイールド全体の動きベクトルVが出力
端子108に求められる。
γ 1 = (α 1 + β 1 )/2, γ 2 = (α 2 + β 2 )/2, γ 3 = (α 3 + β 3 )/2, γ 4 = (α 4 + β 4 )/2, This weight Coefficients γ 1 to γ 4 are supplied to multiplication circuits 95 to 98, respectively, and are multiplied by motion vectors V1, V2, V3, and V4 of each region from input terminals 101 to 104, respectively. Using this weighted average, the motion vector V for the entire field is determined at the output terminal 108 as shown in the following equation.

V=γ1・V1+γ2・V2+γ3・V3+γ4・V4 この動きベクトルは、テレビカメラの動きを示
すものである。高品位テレビジヨン信号の圧縮伝
送で画質向上を図るときには、動きベクトルVが
伝送され、動き補正が受信側において行われる。
V=γ 1 ·V1+γ 2 ·V2+γ 3 ·V3+γ 4 ·V4 This motion vector indicates the movement of the television camera. When compressing and transmitting a high-definition television signal to improve image quality, a motion vector V is transmitted and motion correction is performed on the receiving side.

なお、第1の重み係数と第2の重み係数とを単
純平均する他に、雑音の量等を考慮して加重平均
を行い、使用する第3の重み係数を決定するよう
にしても良い。
Note that instead of simply averaging the first weighting coefficient and the second weighting coefficient, the third weighting coefficient to be used may be determined by performing a weighted averaging in consideration of the amount of noise and the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明は、1フイードルの画面を分割して形
成される複数の領域の夫々において、フレーム差
積分データの最小値とその周辺のフレーム差積分
データの傾斜が急峻なほど、重みが増大する第1
の重み係数により各領域の動きベクトルを加重平
均するので、画面の絵柄の影響を受けずに、推定
精度を向上させることができる。
In each of the plurality of regions formed by dividing the screen of one fiddle, the present invention provides a first method in which the weight increases as the slope of the minimum value of frame difference integral data and the surrounding frame difference integral data becomes steeper.
Since the motion vectors of each region are weighted and averaged using the weighting coefficient, estimation accuracy can be improved without being affected by the picture on the screen.

また、この発明は、各領域の動きベクトルの残
留偏差が小さいほど、重みが増大する第2の重み
係数により、各領域の動きベクトルを加重平均す
るので、雑音や動き物体の影響を受けずに、推定
精度を向上させることができる。
In addition, the present invention weights the motion vectors of each region using a second weighting coefficient that increases the weight as the residual deviation of the motion vectors of each region is smaller, so that the motion vectors of each region are weighted and averaged without being affected by noise or moving objects. , the estimation accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例における重み係数
発生回路及び加重平均回路のブロツク図、第2図
は重み係数発生回路の説明に用いる略線図、第3
図はこの発明の一実施例の全体のブロツク図、第
4図及び第5図は動きベクトルの検出の説明に用
いる略線図である。 1〜15,11〜15,21〜25,31〜3
5:複数の領域の夫々のフレーム差積分データが
供給される入力端子、49〜52,81〜84:
比例配分のための割算回路、95〜98:加重平
均のための乗算回路、108:1フイールド全体
の動きベクトルの出力端子、110:デイジタル
テレビジヨン信号の入力端子、121〜124:
グラフメモリ、56:1フイールドの画面。
FIG. 1 is a block diagram of a weighting coefficient generation circuit and a weighted average circuit in one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram used to explain the weighting coefficient generation circuit, and FIG.
The figure is an overall block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are schematic diagrams used to explain motion vector detection. 1-15, 11-15, 21-25, 31-3
5: Input terminals to which frame difference integral data of each of a plurality of regions is supplied, 49-52, 81-84:
Dividing circuit for proportional distribution, 95-98: Multiplication circuit for weighted average, 108: Output terminal for motion vector of entire field, 110: Input terminal for digital television signal, 121-124:
Graph memory, 56:1 field screen.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 1フイールドの画面を分割して複数の領域を
形成し、上記領域の夫々を複数のブロツクに分割
し、前フレームの上記ブロツク内の代表点画素デ
ータと現フレームの上記ブロツク内の上記代表点
画素データと対応する所定の範囲の画素データと
のフレーム差の絶対値を求め、上記領域内の夫々
において、上記所定の範囲ごとに上記フレーム差
の絶対値を積分し、このフレーム差積分データか
ら上記領域の夫々の動きベクトルを検出する手段
と、 上記フレーム差積分データの分布において最小
値とその近傍の間の傾きが急峻なものほど信頼性
が高いものとして、上記領域の夫々の動きベクト
ルの上記信頼性を判定し、この判定に対応する第
1の重み係数を算出する手段と、 上記領域の夫々の上記フレーム差積分データの
最小値から上記領域の夫々の動きベクトルによる
動き補正を行つた時の残留偏差の程度を求め、こ
の残留偏差の程度に対応する第2の重み係数を算
出する手段と、 上記第1の重み係数及び上記第2の重み係数か
ら実際に使用される第3の重み係数を算出する手
段と、 上記第3の重み係数により、上記領域の夫々の
動きベクトルを加重平均して上記第1フイールド
の動きベクトルを算出する手段とを備えたことを
特徴とするテレビジヨン信号の動き検出装置。
[Scope of Claims] 1. The screen of one field is divided to form a plurality of regions, each of the regions is divided into a plurality of blocks, and the representative point pixel data in the block of the previous frame and the above of the current frame are divided. determining the absolute value of the frame difference between the representative point pixel data in the block and the corresponding pixel data in a predetermined range, and integrating the absolute value of the frame difference for each of the predetermined ranges in each of the regions; A means for detecting a motion vector for each of the above regions from this frame difference integral data; means for determining the reliability of each motion vector of the region and calculating a first weighting coefficient corresponding to this determination; means for determining the degree of residual deviation when motion correction is performed by and calculating a second weighting coefficient corresponding to the degree of this residual deviation; means for calculating a third weighting coefficient to be used; and means for calculating a motion vector of the first field by weighted averaging of the motion vectors of each of the regions using the third weighting coefficient. A television signal motion detection device characterized by:
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