JPH06153167A - 動きベクトル検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画像をブロック単位に細分化して動きベクトル
を検出する動きベクトル検出回路において、検出された
動きベクトルのブロック単位のばらつきを軽減する。 【構成】動きベクトル検出手段において、画像を所定画
素数及びライン数のブロックに細分化し、そのブロック
毎に動きベクトルを検出し、孤立ベクトル除去手段にお
いて、動きベクトル検出手段で検出された動きベクトル
の複数ブロック分を比較して、孤立した動きベクトルを
抑圧すると共に、この結果得られる動きベクトルをフィ
ルタ手段で平滑化するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は動きベクトル検出回路に
関し、例えばデジタル化したテレビジョン信号を用いた
テレビジョン方式変換装置で画像の動き情報（すなわち
動きベクトル）を検出するものに適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル化したテレビジョン信号
を用いて例えばＮＴＳＣ方式及びＰＡＬ方式間のテレビ
ジョン方式を変換するＴＶ方式変換装置においては、テ
レビジョン信号中から動きベクトルを検出して動き補正
を行い、フィールド数の変換による動きの不連続性を軽
減するようになされたものがある。

【０００３】この動きベクトルを検出する際には、テレ
ビジョン信号をｍ画素×ｎライン（ｍ、ｎは整数）のブ
ロックに細分化した後、このブロック毎に動きベクトル
を検出するようになされ、例えばパターンマッチング法
（特開昭 55-162683号公報、特開昭 55-162684号公報）
や反復勾配法（特開昭 60-158786号公報）が用いられて
いる。

【０００４】実際上、図２に示すように、従来のＴＶ方
式変換装置における動きベクトル検出回路１において
は、テレビジョン信号を８画素×８ラインのブロックに
細分化して、ブロック毎に動きベクトルを検出するよう
になされ、まず現フィールドの輝度信号Ｓ１及び前フィ
ールドの輝度信号Ｓ２が、それぞれ２次元ローパスフィ
ルタ（ＬＰＦ）２及び３に入力される。

【０００５】２次元ローパスフィルタ２及び３はそれぞ
れ入力される１ブロック分の輝度信号Ｓ１及びＳ２につ
いて、ノイズを除去すると共に高域成分を除去し、この
結果得られる輝度信号Ｓ３及びＳ４がそれぞれ初期偏位
ベクトル選択回路４及び偏位ベクトル検出回路５に入力
される。

【０００６】初期偏位ベクトル選択回路４は、検出され
た動きベクトルＭＶを記憶するようになされた動きベク
トルメモリ６から、被検出ブロックの近傍のブロック
で、既に検出された動きベクトルＭＶ０を数種類読み出
し、この内の最適なものを選び出す。実際上各々の動き
ベクトルＭＶ０分だけブロックの座標を偏位させ、その
フィールド間差分値の絶対値を求め、これをブロック内
で累計した値が最も小さくなるブロックを与える動きベ
クトルＭＶ１を最適と判定するようになされている。

【０００７】このようにして選択された動きベクトルＭ
Ｖ１は偏位ベクトル検出回路５に入力される。この偏位
ベクトル検出回路５においては、初期偏位ベクトルＭＶ
１分だけブロックの座標を偏位させた後、反復勾配法を
用いて動きベクトルＭＶ２の検出を行う。

【０００８】これにより得られる動きベクトルＭＶ２と
初期偏位ベクトル選択回路４で選択された初期偏位ベク
トルＭＶ１が加算回路７で加算され、この結果得られる
動きベクトルＭＶが動きベクトル検出回路１の出力とし
て送出されると共に、動きベクトルメモリ６に記憶され
る。

【０００９】そしてＴＶ方式変換装置においては、この
ようにして検出された動きベクトルＭＶを、動き補正用
の内挿信号を形成するためのベクトルとして用いるよう
になされている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
動きベクトル検出回路１においては、動きベクトルＭＶ
を所定の画素数×ライン数でなるブロック単位の反復勾
配法を用いて検出するようになされているため、検出し
た動きベクトルＭＶにブロック単位でばらつきが生じる
おそれがある。

【００１１】実際上、ＴＶ方式変換装置のように動きベ
クトルＭＶを用いて内挿信号を形成する際には、動きベ
クトルＭＶの精度が画質に大きく影響する場合がある。
例えば、図３（Ａ）に示すように、画面ＤＳＰ中で縦線
のパターンＰＴＮが矢印ａ方向に動いているような画像
において、検出された動きベクトルＭＶが一様でない場
合には、図３（Ｂ）に示すように、縦線のパターンＰＴ
ＮＸ中にブロック単位の歪が生じ、この結果画質が著し
く劣化する問題があった。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、画像をブロック単位に細分化して動きベクトルを検
出する際に動きベクトルのばらつきを軽減し得る動きベ
クトル検出回路を提案しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、画像を所定画素数及びライン数で
なるブロックに細分化し、そのブロック毎に動きベクト
ルＭＶを検出する動きベクトル検出手段２、３、４、
５、６、７、と、その動きベクトル検出手段２〜７で検
出された動きベクトルＭＶの複数ブロック分を比較し、
その複数ブロック分の動きベクトルＭＶのうち孤立した
動きベクトルＭＶを抑圧する孤立ベクトル除去手段１１
と、その孤立ベクトル除去手段１１より送出された動き
ベクトルＭＶ１０を平滑化するフィルタ手段１２とを設
けるようにした。

【００１４】

【作用】画像をブロック単位に細分化して動きベクトル
ＭＶを検出する際に、検出された動きベクトルＭＶの複
数ブロック分を比較して、孤立した動きベクトルＭＶを
抑圧すると共に、この結果得られる動きベクトルＭＶ１
０を平滑化するようにしたことにより、動きベクトルＭ
Ｖ１１のばらつきを軽減し得る。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照しながら、本発明の一実施例
について詳述する。

【００１６】図２との対応部分に同一符号を付して示す
図１において、１０は全体として本発明による動きベク
トル検出回路を示し、従来と同様にＴＶ方式変換装置に
用いられるものである。この動きベクトル検出回路１０
では、従来と同様にテレビジョン信号を８画素×８ライ
ンのブロックに細分化して、ブロック毎に動きベクトル
を検出するようになされている。

【００１７】この動きベクトル検出回路１０において
も、まず現フィールドの輝度信号Ｓ１及び前フィールド
の輝度信号Ｓ２が、それぞれ２次元ローパスフィルタ
（ＬＰＦ）３及び４に入力され、ノイズが除去されると
共に高域成分が除去され、この結果得られる輝度信号Ｓ
３及びＳ４が、初期偏位ベクトル選択回路４及び偏位ベ
クトル検出回路５に入力される。

【００１８】初期偏位ベクトル選択回路４は、従来と同
様に動きベクトルメモリ６から、被検出ブロックの近傍
のブロックで、既に検出された動きベクトルＭＶ０を数
種類読み出し、この内の最適なものを選び出し、この動
きベクトルＭＶ１が偏位ベクトル検出回路５に入力され
る。この偏位ベクトル検出回路６においては、初期偏位
ベクトルＭＶ１分だけブロックの座標を偏位させた後、
反復勾配法を用いて動きベクトルＭＶ２の検出を行う。

【００１９】この動きベクトルＭＶ２と初期偏位ベクト
ル選択回路５で選択された初期偏位ベクトルＭＶ１が加
算回路７で加算され、この結果得られる動きベクトルＭ
Ｖが動きベクトルメモリ６に記憶されることに加えて、
この実施例の場合孤立点除去回路１１に入力される。

【００２０】この孤立点除去回路１１はいわゆるメディ
アンフィルタで集積回路化された孤立点除去ＩＣを含ん
で構成されている。このメディアンフィルタは３×３の
合計９サンプルから信号レベルの大きい順に信号を取り
出し得るようになされ、例えばレベルを４とすれば、９
サンプルのうち上位から４番目のレベルの信号を取り出
すことができる。

【００２１】この実施例の場合、例えば図４に示すよう
に対象となるブロックＢＯＢ（Ｂ５）を中心として横方
向に３ブロック及び縦方向に３ブロックの合計９ブロッ
クＢ１〜Ｂ９の動きベクトルＭＶをサンプルとして、例
えばレベルを４として動きベクトルを取り出し、このよ
うにして周辺から孤立した動きベクトルを抑圧すること
により孤立点を除去し得るようになされている。

【００２２】実際上この孤立点除去回路１１は、図５に
示すように、１水平走査期間分の遅延時間でなる遅延回
路１３及び１４を組み合わせ、縦方向の３ブロック分を
横方向に３ブロック分ずつ孤立点除去ＩＣ１１Ａに取り
込むように構成されている。このようにして孤立点が除
去された動きベクトルＭＶ１０が２次元ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）１２で平滑化され、動きベクトルＭＶ１１
として送出される。

【００２３】この２次元ローパスフィルタ１２は、図６
に示すように、横方向に１クロック分の遅延時間でなる
遅延回路１５Ａ〜１５Ｄと、係数ｋ１〜ｋ５がそれぞれ
積算される積算器１６Ａ〜１６Ｅ及び加算器１７でなる
５タップのＦＩＲ型のデジタルフィルタと、縦方向に１
水平走査期間分の遅延時間でなる遅延回路１８Ａ〜１８
Ｄと、係数ｋ６〜ｋ10がそれぞれ積算される積算器１９
Ａ〜１９Ｅ及び加算器２０でなる５タップのＦＩＲ型デ
ジタルフィルタとで構成されている。

【００２４】以上の構成において、この動きベクトル検
出回路１０においては、テレビジョン信号が８画素×８
ラインのブロックに細分化し、まずブロック単位の現フ
ィールドの輝度信号Ｓ１及び前フィールドの輝度信号Ｓ
２を用いて、初期偏位ベクトルを参照する反復勾配法に
よつて動きベクトルＭＶを検出する。

【００２５】続いてこの動きベクトルＭＶについて、周
囲の３×３のブロックの動きベクトルを参照して孤立点
を抑圧すると共に平滑化し、この結果反復勾配法によつ
て得られた動きベクトルＭＶにブロック単位でばらつき
が存在する場合でも、これを有効に抑圧して、一様な動
きベクトルＭＶ１１を検出することができる。

【００２６】このようにブロック単位のばらつきを抑圧
した動きベクトルＭＶ１１を送出するようにしたことに
より、ＴＶ方式変換装置のように動きベクトルＭＶを用
いて内挿信号を形成する場合でも、動きベクトルＭＶの
ブロック単位のばらつきによる画質の劣化を未然に防止
し得る。

【００２７】以上の構成によれば、画像をブロック単位
に細分化して動きベクトルを検出する際に、検出された
動きベクトルの複数ブロック分を比較して、孤立した動
きベクトルを抑圧すると共に、この結果得られる動きベ
クトルを平滑化するようにしたことにより、動きベクト
ルのばらつきを軽減し得る動きベクトル検出回路を実現
できる。

【００２８】なお上述の実施例においては、孤立点除去
回路において縦方向及び横方向に３×３ブロックの動き
ベクトルを参照し、２次元で孤立点を除去するようにし
たが、本発明はこれに限らず、さらに複数のブロックを
参照して孤立点を除去するようにしても良く、さらにこ
れに代え又はこれに加えて、時間軸方向に孤立点を除去
するようにしても上述の実施例と同様の効果を実現でき
る。

【００２９】因に、この場合図７に示すように、孤立点
除去回路２１においては、１フィールド分の遅延時間で
なる遅延回路２２及び２３を組み合わせ、時間軸方向の
３ブロック分を横方向に３ブロック分ずつ孤立点除去Ｉ
Ｃ２１Ａに取り込むように構成されている。

【００３０】また上述の実施例においては、孤立点除去
後の動きベクトルを２次元のローパスフィルタで平滑化
する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、特
性はやや劣化するが構成が簡易な１次元のローパスフィ
ルタを用いるようにしても良い。

【００３１】また上述の実施例においては、まず反復勾
配法によつてブロック単位に動きベクトルを検出する場
合について述べたが、これに代え、例えばパターンマッ
チング法等他の手法で動きベクトルを検出するようにし
ても良く、要はブロック単位で動きベクトルを検出する
場合には、上述の実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００３２】さらに上述の実施例においては、本発明を
ＴＶ方式変換装置において内装信号生成用の動きベクト
ルを検出するものに適用した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、例えば動きベクトルを用いて画像
を高能率符号化するものにも、広く適用して好適なもの
である。

【００３３】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、画像を
ブロック単位に細分化して動きベクトルを検出する際
に、検出された動きベクトルの複数ブロック分を比較し
て、孤立した動きベクトルを抑圧すると共に、この結果
得られる動きベクトルを平滑化するようにしたことによ
り、動きベクトルのばらつきを軽減し得る動きベクトル
検出回路を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による動きベクトル検出回路の一実施例
を示すブロツク図である。

【図２】従来の動きベクトル検出回路の構成を示ブロツ
ク図である。

【図３】動きベクトルが一様でない場合の画像の劣化の
説明に供する略線図である。

【図４】図１の動きベクトル検出回路における孤立点除
去方法の説明に供する略線図である。

【図５】図１の動きベクトル検出回路における孤立点除
去回路を示すブロツク図である。

【図６】図１の動きベクトル検出回路における２次元ロ
ーパスフィルタの構成を示す接続図である。

【図７】孤立点除去回路の他の実施例を示すブロツク図
である。

【符号の説明】

１、１０……動きベクトル検出回路、２、３、１２……
２次元ローパスフィルタ、４……初期偏位ベクトル検出
回路、５……偏位ベクトル検出回路、６……動きベクト
ルメモリ、７……加算器、１１……孤立点除去回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 吉洋 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】画像を所定画素数及びライン数でなるブロ
   ックに細分化し、該ブロック毎に動きベクトルを検出す
   る動きベクトル検出手段と、 該動きベクトル検出手段で検出された前記動きベクトル
   の複数ブロック分を比較し、該複数ブロック分の前記動
   きベクトルのうち孤立した前記動きベクトルを抑圧する
   孤立ベクトル除去手段と、 該孤立ベクトル除去手段より送出された前記動きベクト
   ルを平滑化するフィルタ手段とを具えることを特徴とす
   る動きベクトル検出回路。