JPS61500247A - 動き検出装置及びそれを用いるテレビジョン信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ）　テレビジョン信号処理に使用するための運動、出器本発明は、テレビジョン 信号の処理に使用される運動検出器に関する。

動揺に適合し得る処理から利益を得るテレビジョン信号処理の多数の適用がある 。例えば、−場面の運動部分のではなくて、静止部分の雑音削減法を成し遂げる ことが望ましい。

ディジタル・テレビジョン・τ−タ・レート削減のフィールドに於いてはしばし ば、運動及び静止画像エリアのために適当な異なったアルゴリズムがあるうまた 、ライン・レート変換に於いては、異なった補間計画が時々、場面動揺に依存し て要求される。これらのそれぞれの場合１．適当な運動検出処理を定義すること に、多くの困難が生じる。例えば、雑音（又は合成カラー・コーディングが使用 される環境中の副搬送波）は、場面運動を装うことができる。しかしながら、ラ イン・レート変換の適用に於いて特に生ずる困難の成るエリアがある。これは、 他のライン・フォーマットへの変換が成るいくらかの困難を示すだろうとはいえ 、２：１の飛越しを有するライン・フォーマットから、非飛越しフォーマットへ のアップ・コンバージョンの特定の適用のために、次に述べられるだろう。

画質の向上を達するために、より高・いラインーレートを有するディスプレイ用 の飛越し信号を「アップ−コンパ−１卜するＪことが可能である。これは、例え ば、１広大、された罫明度の信号を表示するよう記、設計された衛星放送受信機 で行なゎれることができる。入力された飛越しライン・フォーマットと、結果と して生ずる非飛越しライン・フォーマットとの間の関係が、第１図に示されてい る。×は受信された飛越しラインを示し、○は非飛越し走査を提供するために補 間される必要がある付加的なラインを示している。・は補間されるべき（「フィ ールドＯ」の）ライン例として取られ、（空間及び時間に於いて）その「周囲の 」受信された飛越しラーインは、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのラベルが付けられている。

場面の適当なエリアが静止しているならば、新しいラインのための最良の補間方 法は、同一の垂直位置から取られた値に基づくべきでがら、もしラインＡ、Ｂ、 Ｃ及びＤの近（に、いくらかの場面運動があるならば、信号Ａ及びＢからの値は 、誤った補間を提供するだろうし、より良い選択は同一フィールドからのライン を使用することだろう。例えば、ＣとＤの平均（「垂直補間」の形成）は、適当 であることができる。しかしながら、ＣとＤが静止場面の補間のために使用され るならば、垂直解像度は犠牲にされ、このテクニックにより約束された多くの画 質向上が失われるだろう。ゆえに、運動検出処理は、適当な補聞手続きを決定す るための制御信号を提供するために必要とされる。

成るアプローチは、絶対フレーム差分信号、即ちに＝ＩＡ−Ｂｌを使用すること であって、この場合にはこの制御信号のだめの基礎を提供する。一般に、静止画 像のディテールがゼロ・フレーム差分値を生ずるのに対し、運動（まかなりのフ レーム差分値を生じさせるだろう。従って、大きなフレーム差分信号が要求され 、非常に小さなフレーム差分信号は、時間的な補間が要求されることを示すため に使用されることができる。通例、成る場面から次の場面への移行があまり突然 ではないように、補間のための２つ以上の選択があるだろう。

典型的に、一方の極での純粋に垂直の補間がら、他方の極での純粋に時間的な補 間ま′でにわたる多数の選択があることができる。中間の補間は、垂直と時間の 両方に置換えられたラインを使用するだろう。

そのような運動検出に生ずる必須の困難がある。これは、成るタイプの運動が検 出器をバイパスし、ゼロ・フレーム差分信号に帰着するからである。この困難は 、雑音削減のような単一走査標準に基づくシステムには生じず、従って、ライン ・シー１〜変換の適用に固有である。例えば、第２図に示されるような水平運動 バーを考慮されたい。第１図に示されたような、フィールド−１が以前のフィー ルドであり、且つフィールド１が次のフィールドであるのに対し、フィールド〇 は、ラインが補間されるべきである現在のフィールドを表わしている。そのよう なバーから結果として生ずるフレーム差分信号が、第３図ａにフィールド０のた めに示されている。

Ｍ３図すは、バー自身の対応する位置を示している。上記バー自身の間、フレー ム差分値は、バーが動いていてさえもゼロであるということが見られることがで きる。これは、バー中にラインのために使用される不適当なタイプの補間を生じ させるだろう。この影響は実際的に生ずることができ、それは電気的に動作され た移動する字幕のような批判的な画像要素を特に有する、好ましくない結果を与 えることができる。

このタイプの困難は、運動検出に対するフレーム差分アプローチに独特のもので はない。局部ベースで働き、且つフィールド−１，０，及び１のみからラインを 取るいずれの運動検出アルゴリズムも、同様の困難に遭遇するだろう。さらに、 所望の運動情報は、受信された飛越し信号に簡単に利用できない。セオリーは、 静止している高垂直周波数及びこのタイプの運動が、局部ベースで見分けがつか ないということを示す。しかしながら、バー位置の左に及び右に第３図ａのフレ ーム差分信号があることが見られることができる。よって、フレーム−差分信号 のいくらかの「伝播」が適用されるならば、この困難を軽減することが可能であ る。これは、このフィールドのワーカ−を調査することにより成る程度まで採用 されたアプローチである。典型的に、低域通過フィルタが、フレーム差分信号を 「伝播する」ために使用される。しかしながら、適用されるべき伝播の程度に関 して達するための困難な妥協がある。非常に多いことは、運動検出器の解像度を 不当に制限するということだろう。これに反して、非常に少ないことは、テクニ ックが有効である運動レンジのスピードを非常に制限するということだろう。こ れは、第３図Ｂに示されたフレーム差分パルス間の間隔が、バーの運動のスピー ドに直接比例しているからである。さらに、水平伝播テクニックは、垂直移動と 共に生ずる同様の困難のために効果的なものを克服することである。

本発明は、空間に於いてのみならずＦＲ間に於いて、局部運動検出信号（例えば 、フレーム差分）を伝播することの原理に頼っている。これは、運動のスピード と方向に自動的に相応しい空間的な「伝播」を生、成する効果を有する。この時 間伝播は、第３図に概略された困難を克服するために、フレームよりはむしろ、 個々のフィールドに関してであることが極めて重大である。この効果を達するた めに必要とされる電子記憶装置は、ストアされるべき信号に少、数のピッ１−を 割当てることによって、及び必ずしも素子毎ベースでよりはむしろ、ブロック・ ベースでそれをストアすることによって、がなり縮小されることができる。

本発明の特徴及び効果は、添附図面に関する実例によって与えられたそれらの実 施例の以下の説明から明らかになるだろう。添Ｗｌす図面は、即ち、 第１図は、連続的な走査アップ・コンバージョンのための５ライン３フイールド の垂直一時間グリッドを示し；第２図は、３つのテレビジョン・フィルド上の水 平運動バーの概略図を示しており、； 第３図（ａ）及び第３図（ｂ）は、フィールド０に於ける第２図の運動バーのた めの画像信号自身（ｂ）と比較されたフレーム差分信号（ａ）を示しており；第 ４図は、本発明に従った飛越し対非飛越し走査変換装置のブロック図であり； 第５図は、第４図に示されたブロックの一つの回路をより詳細に示すさらなるブ ロック図であり；第６図は、第５図に示された回路からの補間のために利用でき るラインを示すグリッドであり； 第７図は、第４図に示されたブロックの他の回路をより詳細に示すさらなるブロ ック図をさらに示している。

走査変換装置の好ましい形のブロック図が、第４図に示されている。入ってくる 飛越しラインはまず、ラインとフィールドの遅延から成る遅延回路網１０に入る 。数個の出力が、される。さらに、補間が必要とされない時、代替ラインのため の［リアル・ライン（Ｒ）」として使用されるために、入力信号の適当に遅延さ れたものが提供される。上記フィールド及びライン遅延回路網１０はまた、局部 運動検出器回路１２のために必要な遅延された成分を提供する。第５図に、２つ のフィールド遅延２１．２２と５つのライン遅延２３゜２４．２５．２６及び２ ７を使用するフィールド及びライン遅延回路網１０の例が示されている。この例 に於いて、上記局部運動検出器回路１２に対する上記出力は、フレーム差分アプ ローチに対して固有のものであり、上記補間フィルタ１１に対する上記出力は、 補間目的のために第６図に示されたラインＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉ 及びＪに利用可能にされる。上記ラインＡ、、Ｂ、Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨは、対称フ ィルタが採用される故に、且つこれがライン記憶装置にセーブする故に、合計（ Ａ＋Ｂ）、（Ｅ＋Ｆ）及び（Ｑ　−）−Ｈ）としてのみ利用可能にされる。リア ル・ラインを提供する上記出力は、図中上方に、参照記号Ｒによって示されてい る、その正確な遅延は、運動検出制御ループに導かれた上記遅延に依存するだろ う。

上記補間フィルタ１１は、制御信号により指令されたようなその異なった遅延さ 屯た入力に重み付けを行なう。これは、リアル・ライン（Ｒ）に加えて、ライン 圧縮回路に供給される補間ライン（１）を導く。この回路は次に、非飛越し出力 を提供するために、上記リアル・ラインと補間ラインを結合する。ここで特に重 要なことは、上記フィルタ１１のための上記制御信号を提供する上記運動検出制 御ループである。これは最初に、上記局部運動検出器（１−ＭＤ）１２から成る 。

これは典型的に、絶対フレーム差分信号に基づくだろう。それはまた、雑音削減 回路をも含むかもしれない。この実行に於ける付加的な且つ新しい構成要素は、 ＬＭＤフィールド記憶処理装置１４である。この回路は、走査変換に於ける運動 検出と関連した上記特別の困難を克服するために、前述された「時間の伝播」を 成し遂げる。上記ＬＭ、Ｄフィールド記憶処理装置１４の概略的なブロック図が 、第７図に示されている。上記ＬＭＤ（１２）からの信号は、ブロック分離回路 １５によって、複数の水平サンプルとラインとからそれぞれ成るブロックに分離 される。上記Ｌ　ＩＶＩ　Ｄ信号の良好な振幅解像度が要求されない故に、ブロ ック中のサンプル値が累積され、その累積された合計が少数（例えば、３か４） のビットでコード化する。上記ブロック（例えば、３ラインによって８水平サン プルぐらい）が次に、第７図の再帰ループ回路によって時間的に処理されるだろ う。この回路は、フィールド遅延素子１７と共に再帰ループ１６の使用によって 、以前のフィールドからの適当な値により、現在の値を修正するだろう。上記再 帰ループ１６の出力は、上記フィルタ１１に適用するための上記補間制御信号を 提供するために、上記変更されて゛いないＬＭＤ信号に加えて、照合テーブル１ ８に供給される。上記制御信号は、その素子のための上記ＬＭＤ信号と、適当な ブロックのための上記再帰ループ出力との両方を考慮に入れることによって、素 子毎ベースに変更される。上記制御信号に以前のフィールドの影響を組込むため に上記再帰ループを使用することによって、第２図及び第３図によ、り例示され た運動検出の困難が、克服される。従って、このテクニックの使用は、走査変換 のために、従来可能であったよりは確実な補間を提供する。

上記テクニックはまた、フィールド記憶装置のその使用に於いて有効である。

７ｃＪ Ｆ；ｃ、６゜ Ｅａ、Ｚ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のラインと複数のフィールドによって遅延された入力信号を表わす出力 信号を生成するための手段を含む，入力信号のシリーズを受取るための遅延回路 （１０）と、運動検出信号を生成するためにフィールド遅延を表わす前記出力信 号に応動する運動検出手段（１２）と、制御信号を生成するために以前のフィー ルドからの出力の関数である信号によって現在の出力を変更するため上記運動検 出手段（１２）の出力に応動する第１の処理回路（１４）と、運動の面前で処理 されたテレビジョン信号を生成するために上記遅延回路（１０）からの出力を受 取るためにそれに接続された，上記制御信号に応動するさらなる処理手段（１１ ）とを具備するテレビジョン信号処理装置。 ２．上記第１の処理回路（１４）は、再帰ループ（１６）とフィールド遅延素子 （１７）とを含む請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．上記第１の処理回路（１４）は照合テーブル（１８）を含み、該照合テーブ ルからの上記制御信号出力は、上記第１の処理回路（１４）に対する瞬間入力と 上記再帰ループ（１６）の出力との関数である請求の範囲第２項に記載の装置。 ４．上記第１の処理手段（１４）は、該装置に対する入力信号のシリーズの結果 として複数の値を生成するようにアレンジされた手段（１５）と、累積された信 号を提供するために前記値を累積するための手段と、上記再帰ループ（１６）へ の入力用の信号を生成するために上記累積された信号をエンコードするための手 段とを含む請求の範囲第３項に記載の装置。 ５．上記さらなる処理手段は、補間フィルタを含む請求の範囲第１項乃至第４項 に記載の装置。 ６．上記さらなる処理手段は、上記補間フィルタ（１１）からの補間された出力 を受取り且つ上記遅延回路（１０）から直接出力信号を受取り、それによって該 装置に対する飛越し入力信号から非飛越し出力信号を生成するように接続された ライン圧縮回路を含む請求の範囲第５項に記載の装置。 ７．テレビジョン信号の１つのフィールド・ピリオドをそれぞれ繰返す複数のピ リオドによって入力信号を遅延するための手段（１０）と、上記遅延された信号 を評価し，それによって運動を示す出力信号を生成するための手段（１２）と、 上記評価手段（１２）からの出力信号を処理し，それによって以前のフィールド からの出力の関数であるさらなる信号によって現在の出力信号を変更するための 手段とを具備するテレビジョン画像の運動を検出するための装置。 ８．上記評価手段（１２）は、絶対フレーム差分信号を提供するようにアレンジ されている請求の範囲第７項に記載の装置。