JP2942261B2

JP2942261B2 - 動き検出回路

Info

Publication number: JP2942261B2
Application number: JP63108153A
Authority: JP
Inventors: 典之山口; 政治八尾; 吉輝鈴木; 豊田口; 一三夫中川; 定雄窪田; 徹須崎
Original assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-04-28
Filing date: 1988-04-28
Publication date: 1999-08-30
Anticipated expiration: 2014-08-30
Also published as: JPH01277092A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は色信号を輝度信号の高域周波数領域に周波
数多重した複合テレビジヨン信号（以下、「Ｖ信号」と
いう）から、輝度信号（以下、「Ｙ信号」または単に
「Ｙ」という）および色信号（以下、「Ｃ信号」または
単に「Ｃ」という）を分離するための動き適応YC分離装
置において、画素信号の動き量を検出する動き検出回路
に関する。

〔従来の技術〕

従来の動き検出回路を用いた動き適応YC分離装置は、
画像が静止画像であるか動画像であるかを局所的に判別
し、その各部の画素信号に適したYC分離を行うものであ
る。

現行のNTSC方式では、Ｃ信号をＹ信号の高域周波数領
域に周波数多重した複合信号となつている。このため、
受像機ではYC分離が必要であり、その分離の不完全さは
クロスカラーやドツトクロールなどの画質劣化を生じさ
せる。

このため、近年の大容量のデジイタルメモリの発達に
伴い、テレビジヨン信号の垂直走査周波数に等しいか、
それ以上の遅延時間を有する遅延回路（以下、「遅延回
路」という）を利用した動き適応YC分離装置が画質改善
のための信号処理装置として種々提案されている。

第10図は従来の動き適応YC分離装置の一例を示すブロ
ツク回路図である。図において、入力端子（１）にはNT
SC方式のＶ信号（101）が入力され、フイールド内YC分
離回路（４），フレーム間YC分離回路（５）,Y信号動き
検出回路（６）及びＣ信号動き検出回路（７）の入力端
にそれぞれ与えられる。フイールド内YC分離回路（４）
にて図示していないフイールド内フイルタによつてYC分
離されたフイールド内YC分離Ｙ信号Yf（102）と、フイ
ールド内YC分離Ｃ信号Cf（103）は、それぞれＹ信号混
合回路（９）の第１の入力端と、Ｃ信号混合回路（10）
の第１の入力端に入力される。また、フレーム間YC分離
回路（５）にて図示していないフレーム間フイルタによ
つてYC分離されたフレーム間YC分離Ｙ信号YF（104）
と、フレーム間YC分離Ｃ信号CF（105）は、それぞれＹ
信号混合回路（９）の第２の入力端と、Ｃ信号混合回路
（10）の第２の入力端に入力される。他方、Ｙ信号動き
検出回路（６）にて検出されたＹ信号動き量（106）
は、合成回路（８）の一方の入力端に入力され、また、
Ｃ信号動き検出回路（７）にて検出されたＣ信号動き量
（107）は、合成回路（８）の他方の入力端に入力され
る。合成回路（８）にて合成された動き量検出信号Ｋ
（108）は、Ｙ信号混合回路（９）の第３の入力端及び
Ｃ信号混合回路（10）の第３の入力端にそれぞれ入力さ
れ、Ｙ信号動き検出回路（６）,C信号動き量検出回路
（７）および合成回路（８）で、動き量検出回路（20）
を構成している。

Ｙ信号混合回路（９）の出力である動き適応YC分離Ｙ
信号（109）は、出力端（２）より送出され、また、Ｃ
信号混合回路（10）の出力である動き適応YC分離Ｃ信号
（109）は出力端（３）より送出される。

次に、この従来例の動作について説明する。

動き検出回路（20）は、Ｖ信号（101）をYC分離する
に当たり、Ｙ信号動き検出回路（６）及びＣ信号動き検
出回路（７）の出力を合成回路（８）で合成して、Ｖ信
号（101）が静止している画像を表す信号か、動きを表
す信号かを判別する。Ｙ信号動き検出回路（６）は、例
えば第11図のように、１フレーム遅延回路（63）および
減算器（64）を用いてＹ信号の１フレーム差分を求め、
低域通過フイルタ（以下、「LPF」という）（65）を通
したのち絶対値回路（66）でその絶対値を求め、この絶
対値を非線型変換回路（67）でＹ信号の低域成分の動き
量を示す信号（106）に変換する。また、Ｃ信号動き検
出回路（７）は、例えば第12図のように、２フレーム遅
延回路（73）および減算器（74）を用いて２フレーム差
分を求め、帯域通過フイルタ（以下、「BPF」という）
を通したのち、絶対値回路（76）でその絶対値を求め、
この絶対値を非線型変換回路（77）でＣ信号の動き量を
示す信号（107）に変換する。合成回路（８）は、例え
ばＹ信号動き量信号（106）とＣ信号動き量信号（107）
のうち、大きい方の値を選択して出力するように構成さ
れている。

この結果は、動き係数ｋ（０≦ｋ≦１）という形で表
され、例えば画動の完全なる静止画像と判別した場合に
はｋ＝0,また、画像を完全なる動画像を判別した場合に
はｋ＝１というように、Ｙ信号混合回路（９）とＣ信号
混合回路（10）に制御信号（108）としてあたえられ
る。

一般に、画像が静止画像である場合には、フレーム間
相関を利用したフレーム間YC分離を行つて、Ｙ信号とＣ
信号を分離する。フレーム間YC分離回路（５）は例えば
第13図のように１フレーム遅延回路（52）と加算器（5
3）とを用いて、１フレーム和を求めてYF信号（104）を
抽出し、減算器（54）で入力からYF信号（104）を減ず
ることによりCF信号（105）を抽出している。

また、一般に、画像が動画像である場合には、フイー
ルド内相関を利用したフイールド内YC分離を行つてＹ信
号とＣ信号を分離する。フイールド内YC分離回路（４）
は例えば第14図のように１ライン遅延回路（42）と加算
器（43）とを用いて、１ライン和を求めてYf信号（10
2）を抽出し、減算器（44）で入力からYf信号（102）を
減ずることによりCf信号（103）を抽出している。

動き適応YC分離装置では、このようなフレーム間YC分
離回路（５）とフイールド内YC分離回路（４）とを並置
し、合成回路（８）にて合成された動き係数ｋを表わす
制御信号（108）により、Ｙ信号混合回路（９）に以下
のような演算を行なわせて動き適応YC分離Ｙ信号（10
9）を出力する。

Ｙ＝ｋ・Yf＋（１−ｋ）YF ここで、 Yf:フイールド内YC分離Ｙ信号出力（102） YF:フレーム間YC分離Ｙ信号出力（104）である。同様
に、制御信号（108）により、Ｃ信号混合回路（10）に
以下のような演算を行なわせて動き適応YC分離Ｃ信号
（110）を出力する。

Ｃ＝ｋ・Cf＋（１−ｋ）CF ここで、 Cf:フイールド内YC分離Ｃ信号出力（103） CF:フレーム間YC分離Ｃ信号出力（105）である。

動き適応Ｙ信号（109）と動き適応Ｃ信号（110）は、
それぞれ出力端子（２）及び出力端子（３）より送出さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の動き検出回路は、Ｙ信号動き検出回路およびＣ
信号動き検出回路によりそれぞれ検出された動き量にも
とづいて、フイールド内YC分離によるYf信号とCf信号、
およびフレーム内YC分離によるYC分離によるYF信号とCF
信号をそれぞれ混合するように構成されているので、Ｙ
信号の垂直高域周波数成分及び斜め高域周波数成分をも
つ画像が微小に動いた場合（例えば、カメラの振動など
で微小に画像が揺れた場合など）には、Ｖ信号の高域周
波数成分がＣ信号動き検出回路（７）によつて動き量が
検出されると同時にＹ信号動き検出回路（６）によつて
も動き量が検出されるので、動き係数ｋが大きな値とな
る。このためフイールド内YC分離の重みが必要以上に増
大するため解像度が低下し、しかもクロスカラー等の画
質劣化を生じるという問題点があつた。

この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、微小に揺れる斜め周波数の高い画像で
も、解像度が高く、かつ、クロスカラー等の画質劣化の
少ない画像を再生することのできる動き検出回路を得る
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る動き検出回路は、インタレース走査を
行うテレビジョン信号の注目画素のフレーム間の動き量
を検出する手段と、上記注目画素とその垂直方向の近傍
の位置にある同一フィールド内の画素との差分を検出し
てフィールド内垂直相関量を検出する手段と、検出した
動き量を入力として所定の動き検出感度特性に基づき動
き量検出信号を出力する手段と、検出したフィールド内
垂直相関量に基づき上記動き検出感度特性の立ち上がり
位置、傾きおよび上限のうち少なくとも立ち上がり位置
を変化させる制御手段とを備えることを特徴とする。

〔作用〕

この発明におけるフレーム間動き量検出手段は、注目
画素のフレーム間の動き量を検出する。

また、フィールド内垂直相関検出手段は、フィールド
内の互いに近接するライン間の差分を検出し、フィール
ド内垂直相関を検出する。

今、画面の水平方向をｘ軸、画面の垂直方向をｙ軸、
ｘ軸とｙ軸で構成される平面に垂直な方向に時間軸であ
るｔ軸をとると、ｘ軸、ｙ軸及びｔ軸で構成できる３次
元時空間を考えることができる。また、ｘ軸、ｙ軸及び
ｔ軸に対応した周波数軸として、水平周波数軸であるμ
軸、垂直周波数軸であるν軸及び時間周波数であるｆ軸
を考え、互いに直交するμ軸、ν軸、ｆ軸で構成できる
３次元周波数空間を考えることができる。

第２図（ａ）はこの３次元周波数空間をｆ軸の正の方
向から見た図、第２図（ｂ）はμ軸の正の方向から見た
図で、図中の斜線を施した領域は、フィールド内の互い
に近接するライン間の差分で検出できるフィールド内垂
直相関の小さい画像のスペクトルが存在する領域であ
る。検出感度制御手段は、フィールド内垂直相関量に応
じて動き検出感度の立ち上がり位置、傾きおよび上限の
うち少なくとも立ち上がり位置を変化させる構成として
あるから、画像が微小な動きの場合には静止画像と判定
して、フレーム間YC分離を行うので画質劣化が大幅に軽
減できる。

また、画像が大振幅信号であって大きく動いた場合に
は、大きなフレーム差分が生じるので、フィールド内垂
直相関が小さくても動き検出感度が低くならず、誤まっ
て静止画像として判定されることはない。他方、画像が
小振幅の場合には、フィールド内のライン差分が小さな
値をとるのでフィールド内垂直相関が大きいと判断さ
れ、動き検出感度が高くなるので、小振幅信号が大きく
動いた場合でも動き量を検出することが可能になる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例について説明する。第１図
はこの実施例のブロツク回路図である。

図において第10図と同一符号はそれぞれ同一、または
相当部分を示しており、（11）はＶ信号のフイールド内
垂直相関を検出するフイールド内垂直相関検出回路で、
第３図はそのブロツク回路図である。

また、第４図はＹ信号動き検出回路（６）のブロツク
回路図、第５図はＣ信号動き検出回路（７）のブロツク
回路図で、第11図および第12図で示した従来の動き検出
回路を相違する点は、非線型変換回路（68）および（7
8）ににそれぞれフィールド内垂直相関検出信号ｌの入
力端子を設け、フイールド内垂直相関検出信号ｌによつ
て動き検出感度を制御する構成した点である。

以下、この実施例の動作を、従来例と異なる点につい
て説明する。

フイールド内垂直相関検出回路（11）は、第３図に示
すように、入力端子（21）からＶ信号（101）が入力さ
れ、１ライン遅延回路（23）および減算器（24）の一方
の入力端にそれぞれ与えられる。１ライン遅延回路（2
3）にて１ライン遅延されたＶ信号は、減算器（24）の
他方の入力端に与えられて減算される。絶対値回路（2
5）は、減算器（24）にて得られたＶ信号の１ライン差
分信号の絶対をとり、係数器（26）に与える。係数器
（26）は入力された絶対値に対応したフイールド内垂直
相関検出信号ｌ（111）を出力端子（22）より送出す
る。

このように構成されたフイールド内垂直相関検出回路
（11）は、第２図に示す周波数空間上で斜線を施した領
域にスペクトルが存在する周波数成分、すなわち、垂直
周波数（525/4）〔lph〕を中心とした垂直高域周波数成
分を検出する。

フイールド内垂直相関検出信号ｌ（111）は、Ｙ信号
動き検出回路（６）の入力端子（63）およびＣ信号動き
検出回路（７）の入力端子（73）から入力され、非線形
変換回路（68）および（78）の入出力特性を制御する。
この２つの非線形変換回路（68）および（78）の入出力
特性は、例えば第６図のような可変特性に構成されてい
る。すなわち、特性ａは、フイールド内垂直相関検出信
号ｌ（111）が最小の時の特性を示しており、絶対値回
路（66），（67）からの入力レベルがＡの値になるまで
は動き量検出信号（112），（113）の出力レベルは０
（すなわち、フレーム相関が高く、動き量は零）とな
り、Ａより大きくなるにつれて、徐々に出力レベルが増
加（すなわち、フレーム間相関が徐々に低くなり、動き
量が徐々に多くなる）して最終的に飽和する特性であつ
て、フイールド内垂直相関検出信号ｌ（111）のレベル
が大きくなるにつれて特性b,c,dように出力開始点Ａが
右方に移行し、絶対値回路（66），（76）から大きな入
力がないと動きがあると判別されないように調節され
る。

Ｙ信号動き検出回路（６）は第６図に示す入出力特性
でもつてＶ信号（101）からＹ信号の動き量を検出して
Ｙ信号動き検出信号（112）を出力し、同様に、Ｃ信号
動き検出回路（７）は、Ｃ信号動き量検出信号（113）
を出力する。

合成回路（８）は入力されたＹ信号動き検出信号（11
2）およびＣ信号動き量検出信号（113）のうち、値の大
きい方を選択して動き係数klの制御信号（114）として
出力する。

Ｙ信号混合回路（９）およびＣ信号混合回路（10）は
この制御信号（114）をうけてＹ＝kl・Yf＋（１−kl）YF Ｃ＝kl・cf＋（１−Kl）CF の演算を行い、画像の微小な動きにともない解像度の低
下のない動き適応YC分離Yl信号（115）、およびクロス
カラー等の画質の劣化のない動き適応YC分離Cl信号（11
6）を出力端子（２）および（３）からそれぞれ出力す
る。

なお、上記実施例において、垂直高域周波数成分をも
つた画像のクロスカラー等の画像劣化を許容しても、二
重像などによる解像度の低下を極力防止したい場合は、
フイールド内垂直相関検出回路（11）内の係数器（26）
の入出力特性を、第７図中に示す特性ｅのように利得を
低く設定すればよく、また逆に二重像を許容してもクロ
スカラー等による画質の劣化を極力防止したい場合に
は、第７図中に示す入出力特性ｆのように利得を高く設
定すればよい。

なお、係数器（26）の入出力特性を一定とし、Ｙ信号
動き検出回路（６）内の非線形変換回路（68）の入出力
特性、およびＣ信号動き検出回路（７）内の非線形変換
回路（78）の入出力特性を、第８図中の入出力特性ｇ、
またはｈのように変えることにより、係数器（26）の特
性を変えたのと同等の効果を得ることができる。なお、
第８図に示した入出力特性ｇ、ｈは、必ずしもこの例の
ように立ち上がり点ＢおよびC,傾斜，飽和レベルの全て
を変える必要はなく、そのいずれか一つ、または二つを
変えた組合せとしてもよいことはいうまでもない。

また、画素位置により急激にＹ信号動き検出回路
（６）およびＣ信号動き検出回路（７）内の非線形変換
回路（68），（78）の入出力特性が変化しないように、
非線形変換回路（68）および（78）の後に第９図に示す
ような緩衝回路（12）を挿入してもよい。この緩衝回路
（12）は、例えば入力端子（31）から入力されたＹ信号
動き検出信号（112）をLPF等で構成された平滑回路（3
3）を通して滑らかな信号に変え、さらに必要であれば
ビツト数を減ずるためのクリツプ回路（34）にてビツト
数を低減して出力端子（32）から合成回路（８）に入力
するように構成したものであつて、ノイズ等による誤作
動を軽減することができる。

なお、上記実施例では、Ｙ信号動き検出回路（６）で
Ｙ信号の１フレーム間の動き量を検出し、Ｃ信号動き検
出回路（７）でＣ信号の２フレーム間の動き量を検出
し、合成回路（８）で動き量検出信号の大きい方を選択
して制御信号kl（114）として出力する構成としたが、
目的に応じて何れか一方の動き検出回路のみを設け、他
方の動き検出回路および合成回路（８）を省略してもよ
い。

また、上記実施例では、フイールド内相関検出回路
（11）を１ライン前の垂直方向の画素との相関を検出す
る構成としたが、必ずしも１ライン前に限られるもので
はなく、２ラインもしくはそれ以上前のラインの画素と
の相関を検出する構成としてもよく、さらに、複数ライ
ンの各画素との平均的な相関を検出する構成としてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、フィールド内垂直
相関量に応じて動き検出感度の立ち上がり位置、傾きお
よび上限のうち少なくとも立ち上がり位置を変化させる
制御手段を備えるから、フィールド内垂直相関が小さい
ときに動き検出感度を低くすることで画像の微小な動き
にともなう解像度の低下、およびクロスカラー等の画質
劣化が少ない動き適応YC分離を行うことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロツク回路図、第２図
はこの実施例のフイールド内垂直相関検出回路で検出さ
れる周波数領域を表す図、第３図はこの実施例のフイー
ルド内垂直相関検出回路のブロツク回路図、第４図はこ
の実施例のＹ信号動き検出回路のブロツク回路図、第５
図はこの実施例のＣ信号動き検出回路のブロツク回路
図、第６図はこの実施例の非線形変換回路の特性を示す
図、第７図はこの実施例のフイールド内垂直相関検出回
路を構成する係数器の入出力特性例を示す図、第８図は
この実施例の非線形変換回路の他の特性例を示す図、第
９図はこの実施例の緩衝回路のブロツク回路図、第10図
は従来の動き検出回路を用いた動き適応YC分離装置のブ
ロツク回路図、第11図はこの従来例のＹ信号動き検出回
路のブロツク回路図、第12図はこの従来例のＣ信号動き
検出回路のブロツク回路図、第13図はこの従来例および
第１図に示したこの発明の一実施例のフレーム間YC分離
回路のブロツク回路図、第14図は同じくフイールド内YC
分離回路のブロツク回路図である。（６）……Ｙ信号動き検出回路、（７）……Ｃ信号動き
検出回路、（８）……合成回路、（11）……フイールド
内垂直相関検出回路、（20）……動き検出回路、（23）
……１ライン遅延回路、（24），（64），（74）……減
算器、（25），（66），（76）……絶対値回路、（26）
……係数器、（63）……１フレーム遅延回路、（65）…
…LPF、（68），（78）……非線型変換回路、（75）…
…BPF。なお、各図中、同一符号はそれぞれ同一、または相当部
分を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者八尾政治京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社電子商品開発研究所内 (72)発明者鈴木吉輝京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社電子商品開発研究所内 (72)発明者田口豊京都府長岡京市馬場図所１番地三菱電機株式会社電子商品開発研究所内 (72)発明者中川一三夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者窪田定雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者須崎徹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (56)参考文献特開昭62−76889（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−131794（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インタレース走査を行うテレビジョン信号
の注目画素のフレーム間の動き量を検出する手段と、上
記注目画素とその垂直方向の近傍の位置にある同一フィ
ールド内の画素との差分を検出してフィールド内垂直相
関量を検出する手段と、検出した動き量を入力として所
定の動き検出感度特性に基づき動き量検出信号を出力す
る手段と、検出したフィールド内垂直相関量に基づき上
記動き検出感度特性の立ち上がり位置、傾きおよび上限
のうち少なくとも立ち上がり位置を変化させる制御手段
とを備えることを特徴とする動き検出回路。