JPS6239992A - 動き部分検出回路 - 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】 ［発明の技術分野］ この発明は、テレビジョン信号の帯域をオフセットサブ
サンプル方式に従って圧縮して伝送するテレビジョン放
送システムにおける動き部分検出回路に関する。

［発明の技術的背景］ 近年、情報の高密度化による画質の向上を目的どする高
品位テレビジョンシステムが開発されている。このシス
テムで扱うテレビジョン信号の帯域は非常に広く、その
伝送に当っては、帯域圧縮を図る必要がある。

テレビジョン信号の伝送帯域の圧縮方式としては、例え
ば、オフセットサブサンプル方式がある。

この方式は、第５図に示すように設定されたサンプリン
グ位相に対して、あるフレーム（以下、第１のフレーム
と称する）では、ｒＯＪ印で規定される位相のサンプリ
ングデータを伝送し、次のフレーム（以下、第２のフレ
ームと称する）では、１０」印で規定される位相のサン
プリングデータを伝送するものである。

第６図はこのようなオフセットサブサンプリング方式に
従って伝送されてくるテレビジョン信号を受信するテレ
ビジョン受像機の構成を示す回路図である。

まず受信したテレビジョン信号ＲＤは信号分離回路１１
に供給され、ビデオ信号Ｖ、動き補正信号Ｍ、ブロック
制御信号Ｂ、音声信号Ｓ及び制御信号Ｃの各々に分離さ
れる。

現フレームＦＯの信号である前記ビデオ信号Ｖは後述の
□動画系信号処理回路１３および切換え回路１４に供給
される。切換え回路１４には先の現フレームＦＯの信号
の他、画像メモリ回路１５の出力する１７１ノーム前の
フレームＦ１の信号と２フレーム前のフレーム「２の信
号とが導ひかれている。前記切換え回路１４は前記２フ
レーム前のフレームＦ２の信号を現フレームＦＯの信号
と入れ換えることにより、環フレームＦＯの信号並びに
１フレーム前のフレームＦ１の信号を送出する。

これらフレームＦＯ，Ｆ１の信号は静止画系信号処理回
路１２．前記画像メモリ回路１５及び動き部分検出回路
１６のそれぞれに供給される。

画像メモリ回路１５は基本的にはその容量が１フレーム
相当のメモリであり、前記フレームＦＯ。

Ｆｌの信号を入力とし、先の１フレーム前のフレームＦ
１の信号及び２フレーム前のフレーム「２の信号を出力
する。これら画像メモリ回路１５の出力するフレームＦ
ｌ、Ｆ２の信号は前記動き部分検出回路１６に導ひかれ
、前出のフレームＦＯ。

Ｆｌの信号と共に後に詳述する動き部分の検出を行う際
に用いられる。

さて、オフセットサブサンプル方式のテレビジョン信号
を処理する第７図の受像機においては、静止画系と動画
系においてはその信号処理の方法を変えている。すなわ
ち、静止画系信号処理回路１２においては前記現フレー
ムＦＯの信号、１フレーム前のフレームＦ１の信号の双
方を用いてこれらを第５図に示す如く入れ千秋に重ね合
せてフレーム画像を構成する。

一方、動画の再現においては、過去のサンプリングデー
タを用いると２重画像となってしまうので、動画系信号
処理回路１３は、環フレームＦＯのサンプリングデータ
だけを使って画像処理を行っている。この場合、データ
の不足分に対しては補間フィルタを用いてデ５−夕の補
間が行われている。

このようにして静止画系、動画系に応じてそれぞれ得ら
れる２種類のビデオ信号ｖｓ　、ｖｍは、画像の動き部
分を検出する動き部分検出回路１６の出力信号［）ｍに
従って混合回路１７において適宜混合され、実際の画像
再現用のビデオ信号ＶＯとなる。

なお、テレビカメラがゆっくりとパニングしたときに得
られる映像を処理するにおいては、静止物体を被写体と
している場合でも、画面内にお（プる映像は変化してい
るため、動画として処理することになる。動画処理は前
述のように現フレームＦＯのサンプリングデータのみを
用いるものであって、静止画処理に比べ解像度が劣化す
る。そこで以下の動き補正を行うことで、上記解像度の
劣化を防いでいる。

動き補正とは、信号分離回路１１から得られる動き補正
信号Ｍに従って、画像メモリ回路１５の遅延量を制御す
ることにより行われる。動き補正信号Ｍは画面内におけ
る静止物体の移動量及び移動方向を示す信号であり、予
めテレビジョン信号ＲＤに挿入されている。画像メモリ
回路１５は前記動き補正信号Ｍに応じ画面が動いた分だ
（プ前フレーム信号をずらして読み出す。これによりパ
ニングの際にも過去のサンプル点と現在のサンプル点の
画像を重ね合せ、静止画としての処理を可能−〇− とし、解像度を維持している。

さて、画像の動き部分を検出するには、フレームＦＯ，
Ｆ１間のサンプリングデータの差分をとればよい。しか
し、これらの２つのフレームＦＯ。

Ｆ１間では、サンプリング位相が異なるため、疑似的な
差分信号（以下、疑似１フレーム間差分信号と称する）
ＤＥｌしか得ることができない。この疑似１フレーム間
差分信号は、画像中の動き部分（動体）に対しては確実
に動きとして検出するが、画像内容によっては静止画で
あっても動画として検出することがある。

このような問題は、サンプリング位相の等しいフレーム
ＦＯ，Ｆ２間の差分をとるようにすれば解決される。し
かし、この場合には、１フレーム間の動きを検出できな
いため、動画どして再現すべきところが、静止画として
再現されるという問題が新たに発生してしまう。

上述の問題点を第７図を用いて説明する。同図（ａ＞は
一定速度で移動する物体（以下、動体ど称する）の画面
上での位置を１フレーム間隔て示すサンプリングデータ
である。同図（ｂ）は理想的な動き部分検出信号（理想
的な１フレーム間差分信号）Ｄｎ＋ｉを示し、同図（Ｃ
）はフレームＦ○。

Ｆｌの各々に対する２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯ，
ＤＥ２Ｆ１を示す。差分信号ＤＥ２ＦＯはフレームＦＯ
，Ｆ２間の差分信号ＤＥ２であり、差分信号ＤＥ２Ｆ１
はフレームＦ１．Ｆ３間の差分信号ＤＥ２である。これ
ら差分信号［）ｍｉ、ＤＥ２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１において
は、ハイレベル成分が動画再現に対応し、ロウレベル成
分が静止画の再現に対応する。

ここで、現フレームＦＯ対応の２フレーム間差分信号Ｄ
Ｅ２ＦＯと理想的な動き部分検出信号Ｄｍ１を比較する
と、前者では、フレームＦ１の動体位置に対応する部分
Ｘがロウレベルである。したがって、この部分Ｘでは静
止画の再現がなされることになる。その結果、部分Ｘの
画像は本来動画であるにもかかわらず、２つのフレーム
ＦＯ。

Ｆｌのサンプリングデータを用いて構成されるため、２
重画像となってしまう。

そこで、２フレーム間差分信号ＤＥ２を利用で−る場合
は、部分Ｘのハイレベル成分の欠落を補間する必要があ
る。この補間は、原理的に言えば、現７１ノームＦＯ対
応の２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯと１フレーム前の
フレームＦ１対応の２フレーム間差分信号ＤＥ２Ｆ１と
をメモリを用いて時間的に引き伸ばすことにより行われ
る。第７図（ｄ）は部分Ｘに対してハイレベル成分が挿
入され１〔差分信号を示し、これにより動き部分検出を
行えば、２重画像の発生を防止できる。

このように、２フレーム間差分信号ＤＥ２を補間処理す
ることにより、原理的には、２フレーム間差分信号ＤＥ
２だけを用いて動き部分検出信号を得ることが可能であ
る。しかし、現在考えられている動き部分検出処理にお
いては、動き部分検出に、２フレーム間差分信号ＤＥ２
と疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１を併用する構成が多
い。この場合、疑似１フレーム間差分信号の使用の可否
は上記２フレーム間差分信号ＤＥ１の補間出力に従って
決定される。したがって、このような構成−〇− であっても、原理的には、動き部分の検出は２フレーム
間差分信号に従ってなされるものということができ、疑
似１フレーム間差分信号ＤＥ１は補助的に用いられてい
るにすぎない。

このように、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１を補助的
に用いる構成によれば、動き部分の検出に疑似１フレー
ム間差分信号ＤＥ１だけを用いる場合に、静止画が動画
として検出されるという問題はほとんど生じない。

第６図に示す動き部分検出回路１６は動き部分の検出に
、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１を補・動的に用いる
構成をとっている。この場合、動き部分検出回路１６は
、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１の使用の可否を２フ
レーム間差分信号ＤＥ２の補間用）ｊによって決定する
だけでなく、信号分離回路１１から与えられるブロック
制御信号Ｂによっても決定するようになっている。この
ブロック制御信号Ｂは、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ
１の使用の可否を示す信号として送信側より送られてく
る信号である。すなわち、送信側では、画面を数百のブ
ロックに分け、各ブロック亀に動画、静止画の判定を行
ない、この判定結果を」５記ブロック制御信号Ｂとして
受信側に送るようになっている。

このように、疑似１フレーム間差分信号ｒｌＦ１の使用
の可否をブロック制御信号Ｂと２フレ−ｌ＼間差分信号
ＤＦ２の補間出力との２つの信号によって決定すること
により、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１によって誤っ
て動画として検出された部分が動画処理されることをか
なりの確立で防止することができる。

［背景技術の問題点］ 以上説明したように、従来は、原理的には、２つのフレ
ームＦＯ，Ｆ１対応の２フレーム間差分信号ＤＥ２を用
いて、動画で再現すべき部分が静止画で再現されること
を防いでいる。

しかし、このような構成であっても、例えば動体に追従
させてカメラをパニング操作する場合には、上記問題を
解決できない。

すなわち、今、一定の速度で移動する動体を、第８図（
ａ）に示す如く、常に、画面の所定位置に固定するＪ：
うに、カメラをパニング操作する場合を考える。なお、
ここでは、破線で示した走査線について考えるものとす
る。

動き補正により、画像メモリ回路１５から読み出される
フレームＦ１．Ｆ２及び現フレームＦＯのリーンプリン
グデータは第８図（ｂ）に示すようになる。なお、同図
（ｂ）は、動体が画面右り向に移動する場合（この場合
、上記動き補正により、フレーム「１のサンプリングデ
ータは画面でみて左方向にシフ１〜される）を想定して
いる。この場合の理想的な動き部分検出信号Ｄｍｉ及び
現フレームと１フレーム前の２フレーム間差分信号ＤＥ
２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１はそれぞれ同図（ｃ）、（ｄ）に示
すようになる。

第９図（ｄ）から明らかなように、動体に追従させてパ
ニングを行った場合には、動体位置が過去から現在のフ
レームに渡って常に所定位置に固定されるから、フーム
「○、Ｆ１に対する２フレーム間差分信号ＤＥ２ＦＯ，
ＤＥ２Ｆ１は共に等しいものとなってしまう。このため
、両信号ＤＥ２ＦＯ，ＤＥ２Ｆ１を用いてのハイレベル
欠落部分Ｘの補間が不可能となり、この部分Ｘでは２重
画像が再現されてしまう。

［発明の目的］ この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、動
き補正を実行する場合であっても、動画として再環すべ
きところが静止画として再現されてしまうことを防止す
ることができる動き部分検出回路を提供することを目的
とする。

［発明の概要］ この発明は、現フレームＦＯに対する２フレーム間差分
信号ＤＥ２ＦＯのハイレベル欠落部分を、前フレームＦ
１に対する２フレーム間差分信号ＤＥ２Ｆ１を時間的に
引き伸ばした信号により補間して動き部分検出用の信号
を得、この検出用信号と動き補正信号との論理和出力に
よって疑似１フレーム間差分信号をゲートし、このゲー
ト出力と上記検出用信号のうちレベルの大きい方を逐次
選択することにより、動き部分検出信号［）ｍを得るよ
うに構成したものである。

［発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。

第１図に示す回路は、動き部分の検出に、２フレーム間
差分信号と疑似１フレーム間差分信号を併用する構成と
なっている。

ここで、まず、動き補正を行わない場合の動き部分検出
動作を説明する。

第１図において、端子２１には、フレームＦＯ。

Ｆｌにより構成された信号が与えられ、端子２２には、
フレームＦ１．Ｆ２により構成された信号が与えられる
。これら２つの信号は、それぞれロウパスフィルタＬＰ
Ｆ２３．２４で高域成分を除去された後、減算回路２５
で減算処理される。これにより、２フレーム間差分信号
ＤＥ２が得られ、その絶対値が絶対値検出回路へＢ５２
６でとられる。この絶対値検出回路２６の出力信号は、
テンボラルフィルタ２７に入力される。

このテンポラルフィルタ２７は、第７図で説明した部分
Ｘでのハイレベル成分の欠落を補間するものである。こ
のテンポラルフィルタ旦の動作を第２図を参照しながら
説明する。第２図は、先の第７図と同様、画面上で一定
速度で移動する物体を想定し、この場合のテンポラルフ
ィルタＬＬの出力信号Ｓｏを示すものである。

１番最初のフレームにおいては、絶対値検出回路２Ｇか
ら出力される２フレーム間差分信号ＤＥ２は、そのまま
選択回路２８を通り、メモリ２９に格納される。そして
、このメモリ２９にて１フレーム期間保持された後、乗
算回路３０でａ　　（Ｑ＜ａ〈１）倍されて選択回路２
８に入力される。選択回路２８はこの入力信号と絶対値
検出回路２６から出力される現フレームＦＯの２フレー
ム間差分信号ＤＥ２ＦＯのレベルの大小を比較し、大き
い方を出力する。

以上の動作が繰り返されることにより、テンポラルフィ
ルタ■からは、第２図（ｄ）に示すように、部分Ｘでハ
イレベル成分が補間された信号Ｓｏが１ｑられる。

なお、テンポラルフィルタ旦において、３１゜３２はそ
れぞれメモリ２９の書き込みアドレスデータ、読み出し
アドレスデータを発生する回路でｄうる。これらアドレ
ス発生回路３１．３２は受信信号のフレーム周期に同期
してアドレスデータを出力する。また、切換回路３３は
、メモリ２９のデータ書ぎ込み期間とデータ読み出し期
間で、上記２つのアト１ノスデータを択一的に選択する
。

このようにして得られたテンポラルフィルタ旦の出力信
号Ｓｏは選択回路４５に与えられるとともに、補助的に
用いる疑似１フレーム間差分信号ＤＥＩのゲートに使わ
れる。

ここで、疑似１フレーム間差分信号ＤＥＩの生成を説明
すると、サブサンプルスイッチ回路３５は、端子２１の
入ノＪ信号から現フレーム「０のザンプリングデータを
取り出し、補間フィルタ３６に与える。今、現フレーム
ＦＯが第３図に示すような第１のフレームであるとする
と、補間フィルタ３６はイの入力信号から第２のフレー
ムのサンプリング位置に対応したデータを補間し、第４
図に示されるようなサンプリング位置に対応した信号を
得る。これが減算回路３７にて、ロウパスフィルタ２３
の出力と減算処理されることにより、疑似１フレーム間
差分信号ＤＥ１が得られる。

このようにして得られた疑似１フレーム間差分信号ＤＥ
Ｉは、絶対値検出回路３８で絶対値をとられた後、ゲー
ト回路２９に与えられる。このゲート回路３９は、端子
４０に与えられるブロック制御信号Ｂに従って、動画の
場合は入力信号ＤＥ１を後段のゲート回路４１に与え、
静止画の場合は、その供給を停止する。ゲート回路４１
の入力信号はゲート信号Ｓ。によってゲートされ、上記
選択回路３４に与えられる。選択回路３４は両人力信号
のうち、レベルの大きい方を逐次選択し、動き部分検出
信号［）ｍとして出力する。

上記ゲート信号Ｓ。は、テンポラルフィルタ２７の出力
信号Ｓｏを、コンパレータ４２にて所定のスライスレベ
ルＬ１でスライスすることによって得られ、オア回路４
３を通してゲート回路４１に与えられる。

このように、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１が動き部
分検出信号Ｑ−ｍどして出力されるのは、■　ブロック
制御信号口によって疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１の
使用が認められた場合■　テンポラルフィルタ■の出力
信号ＳＯのレベルがスライスレベルト１以上になった場
合■　疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１のレベルがテン
ポラルフィルタ２７の出力信号Ｓｏのレベルより大きい
場合 という３つの条件で満足する場合である。したがって、
第１図においては、動き部分の検出には、主として２フ
レーム間差分信号ＤＥ２が利用され、疑似１フレーム間
差分信号ＤＥＩは補助的に利用されるということができ
る。

次に、この発明の特徴とする動き補正時の動き部分検出
動作を説明づる。

動き補正時において先に説明した動体に追従したパニン
グを行った場合にはテンポラルフィルタ■の出力信号Ｓ
ｏからは、先の第８図を参照１ノで説明した理由により
、部分Ｘでハイレベル成分が欠落する。また、疑似１フ
レーム間差分信号ＤＥ１を併用するためのゲート信号を
発生することができない。

そこで、第１図においては、上記ゲート信号Ｓｏを、テ
ンポラルフィルタ２７の出力信号ＳＯと動き補正信号Ｍ
との論理和出力として得ている。

すなわち、端子４４に与えられる動き補正信号Ｍは絶対
値検出回路４５で絶対値を取られ、コンパレータ４６に
与えられる。そして、このコンパレータ４６において、
所定のスライスレベルＬ２とレベル比較され、このレベ
ルＬ２より大きいときだけ、コンパレータ４６よりゲー
ト信号として出力される。この動き補正信号Ｍから得た
ゲート信号とテンポラルフィルタ旦の出力信号Ｓｏに従
ってコンパレータ４２から得られるゲート信号は、オア
回路４３にて論理和を取られ、上記ゲート信号ＳＧとし
てゲート回路４１に与えられる。

このように、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ１を、テン
ポラルフィルタ２７の出力信号Ｓｏだけでなく、動き補
正信号Ｍによってもゲー１〜することにより、動き補正
時であっても、上記動画処理すべき部分×でのハイレベ
ル成分の欠落を補間することができる。すなわち、動き
補正に伴なって、テンポラルフィルタ２７の出力信号Ｓ
［＋から部分Ｘにおいてハイレベル成分が欠落したとし
ても、この動き補正時においては、端子４４に動き補正
信号Ｍが印加される。したがって、動き補正量が大きく
、部分Ｘでのハイレベル成分の欠落を補間しないと、２
重画像が視覚上問題となるような場合には、動き補正信
号ＭのレベルがスライスレベルＬ２を越え、コンパレー
タ４６からゲート信号が出力されることになる。これに
より、部分Ｘにおいて、疑似１フレーム間差分信号ＤＥ
１がゲート回路４１を通過することになる。そして、こ
の通過出力が選択回路３４で選択されることにより、動
き部分検出信号１）ｍの段階では、部分Ｘでのハイレベ
ル成分の欠落が補間される。なぎなら、疑似１フレーム
間差分信号ＤＦ１は画像中動きの部分は確実に動きとし
て検出する為である。また、この場合にも、疑似１フレ
ーム間差分信号ＤＥ１の問題点、つまり、静止画であっ
ても動画として検出してしまうという問題があるが、ブ
ロック制御信号Ｂによってゲート回路３９において疑似
１フレーム間差分信号ＤＥ１の遮断１通過が制御されて
いるので、不要の部分に疑似１フレーム間差分信号ＤＥ
１を用いることはない。

以上からこの実施例によれば、動き補正時であっても、
動画で処理すべき部分Ｘが静止画処理さることによる２
重画像の発生を確実に防止することができる。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明の動き部分検出回路によ
れば、動き補正時においては、適宜疑似１フレーム間差
分信号を使用することで、動き補正時であっても、動画
で再現すべきところが静止画で再現されることを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図乃至第４図は第１図の動作を説明するための図、第５
図はオフセットサブサンプル方式を説明するための図、
第６図はオフセットサブサンプル方式のテレビジョン受
像機の構成を示す回路図、第７図及び第８図は従来の動
き部分検出動作を説明するための図である。 ２１．２２．４０．４４・・・端子、２３．２４・・・
ロウパスフィルタ、２５．３７・・・減算回路、２６゜
３８．４５・・・絶対値検出回路、２７　・・・テンポ
ラルフィルタ、３５・・・ザブサンプルスイッチ回路、
３６・・・補間フィルタ、３９．４１・・・ゲート回路
、４２．４６・・・コバレータ、４３・・・オア回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第２図 ○　○　　○　○ 第　３　図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オフセットサブサンプル方式に従って伝送されるテレビ
   ジョン信号の第１のフレーム信号とこれの２フレーム前
   の第２のフレーム信号との差分を示す２フレーム間差分
   信号を検出する第１の差分検出手段と、この差分検出手
   段が順次供給する第１の２フレーム間差分信号とこれの
   従前の第２の２フレーム間差分信号を実質的に加算する
   ことにより、前記第１の２フレーム間差分信号に欠落し
   ている前記第１のフレーム信号とこれの１フレーム前の
   第３のフレーム信号との差分情報を前記第１の２フレー
   ム間差分信号に対して補間し動き検出信号として出力す
   る補間手段と、前記第１のフレーム信号と前記第３のフ
   レーム信号との差分を示す疑似１フレーム間差分信号を
   検出する第２の差分検出手段と、前記第１のフレーム信
   号と前記第３のフレーム信号との画像内容のずれを示す
   動き補正信号の有無を判断する判断手段と、前記判断手
   段の出力と前記補間手段の出力する動き検出信号との論
   理和を取りゲート信号を出力するゲート信号生成手段と
   、前記ゲート信号により前記疑似１フレーム間差分信号
   をゲートするゲート手段と、このゲート手段の出力信号
   と前記動き検出信号とを比較し逐次大なる方の信号を動
   き部分検出信号として出力する選択手段とを具備したこ
   とを特徴とする動き部分検出回路。