JPH06217263A - 動き補正方式の内挿信号生成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平坦でない背景の下で、高速で移動する動き
物体をパーンしている場合であっても、内挿信号に歪み
が生じなようにすること。 【構成】 動きベクトル検出回路１３で検出された動き
ベクトルＶの大きさ｜Ｖ｜が閾値発生回路４２から出力
される閾値Ｔαを越えると、適応切替え係数βが０に設
定される。これにより、この場合は、動き補正を施され
ないテレビジョンＰＳ，ＦＳから生成された非補正フィ
ールド内挿信号Ｓ２が真のフィールド内挿信号Ｓ３とし
て選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動きベクトルに基い
てテレビジョン信号に動き補正を施し、このテレビジョ
ン信号から内挿用の信号を生成する動き補正方式の内挿
信号生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、テレビジョン放送システムにおい
ては、テレビジョン放送の国際化に伴い、テレビジョン
方式の変換が盛んに行われている。

【０００３】テレビジョン方式の変換項目の１つに、フ
ィールド数の変換がある。この変換は、フィールドの間
引きや挿入によりなされる。しかし、これらを単純に行
うと、動きが不自然になる。このため、通常は、複数の
フィールドを荷重加算して新しいフィールドを合成する
ようになっている。

【０００４】しかし、複数のフィールドを荷重加算して
も、画面の動画領域では、変換により、エッジ部のにじ
みが生じる。

【０００５】このため、フィールド変換用の内挿信号生
成装置には、このようなにじみが生じないように、新し
いフィールドを合成可能な装置が望まれる。

【０００６】この要求に応えるため、従来、動きベクト
ルに基いて、新しいフィールド内における動画領域の位
置を予測し、この予測結果に基いて動画領域の位置を補
正し、この補正出力から内挿信号を生成するいわゆる動
き補正方式の内挿信号生成装置が考えられている。

【０００７】図２は、従来の動き補正方式の内挿信号生
成装置の構成を示すブロック図である。

【０００８】図示の装置は、動きベクトルを検出して、
入力信号ＰＳ，ＦＳに動き補正を施す部分（１３〜１
６）と、動き補正を施された信号ＰＳ，ＦＳから内挿信
号Ｓ１を生成する部分（１８〜１９）と、動き補正を施
されない信号ＰＳ，ＦＳから内挿信号Ｓ２を生成する部
分（２０〜２２）と、２つの内挿信号Ｓ１，Ｓ２を適応
切り替える部分（２３〜２５，２７〜３１）とを有す
る。

【０００９】このような構成によれば、現フィールドの
テレビジョン信号ＰＳと前フィールドのテレビジョン信
号ＦＳとの間で、動画領域の座標を合わせることができ
るため、上述したようなにじみの生じない内挿信号Ｓ１
を生成することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の動き補正方式の内挿信号生成装置においては、
次のような問題があった。

【００１１】すなわち、いま、図３（ａ）に示すよう
に、カメラが動き物体（この図では円）を捕えてパーン
している場合を考える。この場合、テレビジョン画像で
は、動き物体が静止画領域となり、背景が動画領域とな
る。

【００１２】このようなテレビジョン画像では、背景が
平坦な場合（画像信号のレベル変化がない場合）や背景
の動きが小さい場合は、画像歪みがほとんど生じない。

【００１３】しかし、背景が平坦でなく、しかも、動き
が大きいと、動き物体（図では円）の後方で、動きベク
トルが急変する。これにより、動き補正を施された信号
ＰＳ，ＦＳから生成された内挿信号Ｓ１に歪みが生じ
る。

【００１４】この場合であっても、内挿信号Ｓ１，Ｓ２
の適応切替えにより、他方の内挿信号Ｓ２が選択される
のであれば、真の内挿信号Ｓ３に歪みが生じることがな
い。

【００１５】しかし、この場合、現フィールドの画面に
は、動き物体の影になっていた背景が出現するため、フ
ィールド間の差分値を基本パラメータとした適応切替え
では、その精度が低下する。

【００１６】これにより、内挿信号Ｓ１が選択されるた
め、図３（ｂ）に示すように、真の内挿信号Ｓ３に歪み
が生じてしまう。

【００１７】そこで、この発明は、平坦でない背景の下
で、高速で移動する動き物体をパーンしている場合であ
っても、内挿信号に歪みが生じなようにすることができ
る動き補正方式の内挿信号生成装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、動きベクトルの大きさが予め定めた大
きさを越えたら、強制的に動き補正を施されないテレビ
ジョン信号から生成された内挿信号を選択するように構
成したものである。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、動きベクトルの大きさが予
め定めた大きさを越えると、動き補正を施されないテレ
ビジョン信号から生成された内挿信号が選択されるの
で、動き物体の後方で動きベクトルが急変しても、真の
内挿信号に歪みが生じることはない。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を詳細に説明する。図１は、この発明の一実施例の構成
を示すブロック図である。

【００２１】図１の装置は、２つの内挿信号を生成し、
これらを適応切り替えすることにより、真の内挿信号を
生成する点では、図２の装置と同じである。

【００２２】しかし、図２の装置では、フィールド間の
差分値に基いて適応切替えを制御していたのに対し、図
１の装置では、この差分値と動きベクトルの大きさに基
いて、制御している点が異なる。したがって、図１にお
いて、図２と同一部には、同一符号を付す。

【００２３】図において、１１は、ディジタル化された
現フィールドのテレビジョン信号（以下、「現フィール
ド信号」という）ＰＳが供給される入力端子である。１
２は、同じく、ディジタル化された前フィールドのテレ
ビジョン信号（以下、「前フィールド信号」という）Ｆ
Ｓが供給される入力端子である。

【００２４】１３は、上記２つのテレビジョン信号Ｐ
Ｓ，ＦＳに基いて、動画領域の動きベクトルＶを検出す
る動きベクトル検出回路である。この場合、動きベクト
ル検出方法としては、どのような方法であってもよい
が、一例を挙げれば、例えば、テレビジョン画像をｍ画
素×ｎライン（ｍ，ｎは整数）のブロックに分割し、各
ブロックごとに検出する方法がある。

【００２５】なお、この方法としては、特開昭５５−１
６２６８３号、同５５−１６２６８４号に記載されたパ
ターンマッチング法や特開昭６０−１５８７８６号に記
載された反復勾配法等が知られている。

【００２６】１４は、動きベクトル検出回路１３で検出
された動きベクトルＶを、２つの入力フィールドと１つ
の出力フィールドとの距離により規定される荷重係数α
に基いて補正する動きベクトル補正回路である。ここ
で、αは、例えば、前フィールドの荷重係数であり、
（１−α）は現フィールドの荷重係数である。

【００２７】１５は、動きベクトル補正回路１４で補正
された動きベクトル（１ーα）Ｖに基いて、現フィール
ド信号ＰＳの座標を、新フィールドの予測位置に偏移さ
せるる動き補正用メモリである。

【００２８】同様に、１６は、動きベクトル補正回路１
４により補正された動きベクトルαＶに基いて、前フィ
ールド信号ＦＳの座標を、新フィールドの予測位置に偏
移させる動き補正用メモリである。

【００２９】１７は、動き補正用メモリ１５により、動
き補正を施された現フィールド信号ＰＳに対し、荷重係
数（１−α）を乗ずる乗算回路である。１８は、同じ
く、動き補正用メモリ１６により、動き補正を施された
前フィールド信号ＦＳに対し、荷重係数αを乗ずる乗算
回路である。

【００３０】１９は、乗算回路１７，１８の乗算出力を
加算する加算回路である。この加算回路１９の出力Ｓ１
は、動き補正を施されたテレビジョン信号ＰＳ，ＦＳに
より生成された内挿信号（以下、「動き補正フィールド
内挿信号」という）である。

【００３１】２０は、入力端子１１に供給される現フィ
ールド信号ＰＳ、すなわち、動き補正を施されない現フ
ィールド信号ＰＳに対し、荷重係数（１−α）を乗ずる
乗算回路である。２１は、同じく、動き補正を施されな
い前フィールド信号ＦＳに対し、荷重係数αを乗ずる乗
算回路である。

【００３２】２２は、乗算回路２０，２１の乗算出力を
加算する加算回路である。この加算回路２２の出力Ｓ２
は、動き補正を施されないテレビジョン信号ＰＳ，ＦＳ
により生成された内挿信号、言い換えれば、線形補間に
より生成された内挿信号（以下、「線形フィールド内挿
信号」という）である。

【００３３】２３は、加算回路１９から出力される動き
補正フィールド信号Ｓ１に対して、適応切替え係数βを
乗ずる乗算回路である。同じく、２４は、加算回路２２
から出力される線形フィールド内挿信号Ｓ２に対して、
適応切替え係数（１−β）を乗ずる乗算回路である。

【００３４】２５は、乗算回路２３，２４の乗算出力を
加算することにより、真のフィールド内挿信号Ｓ３を得
る加算回路である。２６は、このフィールド内挿信号Ｓ
３が供給される出力端子である。

【００３５】２７は、動き補正用メモリ１５，１６から
出力されるテレビジョン信号ＰＳ，ＦＳのレベル差を画
素単位で求める減算回路である。２８は、この減算回路
２７の減算出力の絶対値を求めるとともに、これを動き
ベクトル検出ブロック内の画素数分だけ累積加算するこ
とにより、ブロック単位でフィールド間差分値信号（以
下、「動き補正フィールド間差分信号」という）Ｓ４を
求める絶対値変換／累算回路である。

【００３６】２９は、動き補正を施されないテレビジョ
ン信号ＰＳ，ＦＳのレベル差を画素単位で求める減算回
路である。３０は、この減算回路２９の減算出力の絶対
値を求めるとともに、これを動きベクトル検出ブロック
内の画素数分だけ累積加算することにより、ブロック単
位でフィールド間差分信号（以下、「非補正フィールド
間差分信号」という）Ｓ５を求める絶対値変換／累算回
路である。

【００３７】４１は、従来の制御回路３１と同様に、上
記フィールド間差分信号Ｓ４，Ｓ５に基いて、適応切替
え係数β，（１−β）を生成する適応動き内挿切替え制
御回路である。

【００３８】４２は、所定の閾値Ｔαを発生する閾値発
生回路である。ここで、閾値Ｔαは、検出可能な動きベ
クトルＶの大きさ｜Ｖ｜の最大値を｜Ｖ｜ｍａｘとする
と、Ｔα＜｜Ｖ｜ｍａｘとなるように設定されている。
なお、この閾値発生回路４２は、図には示さないが、例
えば、ユーザにより適宜閾値Ｔαを調整可能なように構
成されている。

【００３９】４３は、動きベクトル検出回路１３で検出
された動きベクトルＶの大きさ｜Ｖ｜と閾値発生回路４
２から出力される閾値Ｔαとを大小比較することによ
り、｜Ｖ｜がＴαを越えたか否かを判定する比較回路で
ある。

【００４０】この比較回路４３の判定結果は、上記適応
動き内挿切替え制御回路４１に供給される。この制御回
路４１は、｜Ｖ｜がＴαを越えないという判定結果を受
けた場合は、フィールド間差分信号Ｓ４，Ｓ５に基い
て、適応切替え係数βを生成し、越えたという判定結果
を受けた場合は、このβを強制的に０に設定するように
構成されている。

【００４１】上記構成において、動作を説明する。

【００４２】入力端子１１，１２に供給されたフィール
ド信号ＰＳ，ＦＳは、動きベクトル検出回路１３に供給
される。これにより、予め定めた検出ブロックごとに、
動画領域の動きベクトルＶが検出される。

【００４３】この動きベクトルＶは、動きベクトル補正
回路１４に供給され、荷重係数αに基いて補正される。
この補正により得られた動きベクトルαＶ，（１−α）
Ｖは、動き補正用メモリ１５１、１６に供給される。

【００４４】これにより、入力端子１１，１２に供給さ
れるテレビジョン信号ＰＳ，ＦＳの座標がそれぞれα
Ｖ、（１−α）Ｖだけ偏移されることなる。その結果、
テレビジョンＰＳ，ＦＳの動画領域の座標が合わされた
ことになる。

【００４５】メモリ１６，１７の読出し出力は、乗算回
路１７，１８と加算回路１９により、荷重係数αに基い
て荷重加算される。これにより、動き補正フィールド内
挿信号Ｓ１が得られる。

【００４６】同様に、入力端子１１，１２に供給された
フィールド信号ＰＳ，ＦＳは、乗算回路２０，２１と加
算回路２２により、荷重係数αに基いて荷重加算され
る。これにより、線形フィールド内挿信号Ｓ２が得られ
る。

【００４７】このようにして得られたフィールド内挿信
号Ｓ１，Ｓ２は、乗算回路２３，２４と加算回路２５に
より、適応制御係数βに基いて荷重加算される。これに
より、真のフィールド内挿信号Ｓ３が得られる。

【００４８】上記適応制御係数βは、動きベクトルＶの
大きさ｜Ｖ｜が閾値Ｔαより小さい場合は、フィールド
間差分信号Ｓ４，Ｓ５に基づいて生成される。これによ
り、この場合は、信号Ｓ４，Ｓ５のレベルの基づいて、
フィールド内挿信号Ｓ１、Ｓ２の選択量が決められる。

【００４９】すなわち、信号Ｓ４のレベルが信号Ｓ５の
レベルより大きければ、動き補正フィールド内挿信号Ｓ
１の品質が非補正フィールド内挿信号Ｓ２の品質より悪
いことを意味する。したがって、この場合は、非補正フ
ィールド内挿信号Ｓ２の選択量が多くされる。

【００５０】逆に、信号Ｓ４のレベルが信号Ｓ５のレベ
ルより小さければ、動き補正フィールド内挿信号Ｓ１の
品質の方が良いことを意味する。したがって、この場合
は、動き補正フィールド内挿信号Ｓ１の選択量が多くさ
れる。

【００５１】これに対し、｜Ｖ｜が閾値Ｔαを越えた場
合は、フィールド間差分信号Ｓ４，Ｓ５のレベルに関係
なく、非補正フィールド内挿信号Ｓ２が全面的に選択さ
れる。これにより、動き物体の後方で動きベクトルＶが
急変しても、真のフィールド内挿信号Ｓ３に歪みが生じ
ることはない。

【００５２】以上詳述したようにこの実施例は、動きベ
クトルＶの大きさ｜Ｖ｜が閾値Ｔαを越えると、強制的
に、非補正フィールド内挿信号Ｓ２だけを選択するよう
にしたので、動き物体の後方で動きベクトルＶが急変し
ても、真のフィールド内挿信号Ｓ３に歪みが生じないよ
うにすることができる。

【００５３】また、この実施例では、Ｔα＜｜Ｖ｜ｍａ
ｘとなるように、閾値Ｔαを設定したので、比較回路４
３の誤動作を少なくすることができる。

【００５４】すなわち、適応切替えは、フィールド差分
信号Ｓ４，ｓ５に基づいて制御するのが望ましい。この
ためには、Ｔα＝｜Ｖ｜ｍａｘとし、適応切替えが、フ
ィールド差分信号Ｓ４，ｓ５に基づいて制御される領域
を広げる必要がある。

【００５５】しかし、検出した動きベクトルＶの大きさ
｜Ｖ｜が｜Ｖ｜ｍａｘ付近になると、動きベクトルＶの
精度が低下する。したがって、Ｔα＝｜Ｖ｜ｍａｘとす
ると、精度の悪い動きベクトルＶによって判定がなされ
る結果、誤判定がなされる可能性が高くなる。

【００５６】これに対し、この実施例では、Ｔα＜｜Ｖ
｜ｍａｘとしているので、動きベクトルＶが安定してい
る領域で、判定を行うことができる。これにより、誤判
定、すなわち、比較回路４３の誤動作を少なくすること
ができるわけである。

【００５７】以上、この発明の一実施例を詳細に説明し
たが、この発明は、このような実施例に限定されるもの
ではない。

【００５８】例えば、先の実施例では、ユーザが閾値Ｔ
αを調整可能である場合を説明した。しかし、この発明
は、この閾値Ｔαを固定にしてもよい。

【００５９】また、先の実施例では、動きベクトルＶの
大きさ｜Ｖ｜と閾値Ｔαを直接比較する場合を説明し
た。しかし、この発明では、これらを縦方向と横方向に
分解し、各方向ごとに判定するようにしてもよい。

【００６０】また、先の実施例では、動きベクトルＶの
検出ブロック単位で、内挿処理を行う場合を説明した
が、画素単位で内挿処理を行うようにしてもよい。但
し、この場合は、ノイズによる内挿エラーなどを考慮す
る必要がある。

【００６１】また、先の実施例では、この発明をフィー
ルド間内挿に適用する場合を説明したが、この発明は、
そのほかの時間軸方向の内挿、例えば、フレーム間内挿
にも適用することができる。

【００６２】さらに、先の実施例では、この発明をフィ
ールド変換用の装置に適用する場合を説明したが、この
発明は、これ以外の装置にも適用することができる。例
えば、高能率符号化方式において、送信側で間引かれた
フィールドを受信側で再生する場合にも適用することが
できる。また、ハイビジョンシステムにおける動き補正
方式の装置にも適用することができる。

【００６３】このほかにも、この発明は、その要旨を逸
脱しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論であ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
平坦でない背景の下で、高速で移動する動き物体をパー
ンしている場合であっても、内挿信号に歪みが生じなよ
うにすることが可能な動き補正方式の内挿信号生成装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】従来装置の構成を示すブロック図である。

【図３】従来の問題を説明するための図である。

【符号の説明】

１１，１２…入力端子、１３…動きベクトル検出回路、
１４…動きベクトル補正回路、１５，１６…動き補正用
メモリ、１７，１８，２０，２１，２３，２４…乗算回
路、１９，２２，２５…加算回路、２６…出力端子、２
７，２９…減算回路、２８，３０…絶対値変換／累算回
路、４１…適応動き内挿切替え制御回路、４２…閾値発
生回路、４３…比較回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平林 洋志 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会内 (72)発明者 曽根原 源 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョン信号から動画領域の動きベ
   クトルを検出する動きベクトル検出手段と、 この動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
   ルにより、前記テレビジョン信号に動き補正を施す補正
   手段と、 この補正手段により動き補正を施されたテビジョン信号
   を用いて第１の内挿信号を生成する第１の内挿信号生成
   手段と、 前記補正手段により補正されないテレビジョン信号を用
   いて第２の内挿信号を生成する第２の内挿信号生成手段
   と、 前記第１，第２の内挿信号の品質に基いて、これらを適
   応的に切り替える内挿信号切替え手段と、 前記ベクトル検出手段により検出された動きベクトルの
   大きさが所定レベルを越えると、前記内挿信号切替え手
   段により前記第２の内挿信号のみが選択されるようにす
   る切替え制御手段とを具備したことを特徴とする動き補
   正方式の内挿信号生成装置。