JP2602854B2 - 動き検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明はテレビジョン受像機等に用いられる動き検出
回路に関する。

（従来の技術） 近年、デジタル技術の発達により、現行のテレビジョ
ン受像機の画質が大幅に改善されつつある。

ところで、色差信号Ｃを平衡変調して輝度信号Ｙの高
域に重畳するNTSC方式のテレビジョン放送方式によれ
ば、テレビジョン信号の伝送帯域幅を広げることなく、
カラーテレビジョン放送システムを導入することができ
る。

しかし、NTSC方式のテレビジョン放送方式の場合、輝
度信号Ｙと色度信号Ｃの分離（以下、Y/C分離と記す）
が不完全であると、相互にクロスカラーやドット妨害等
の妨害が生じ、画質の低下を招く。

Y/C分離を完全なものとする方法として、上述したデ
ジタル技術の発達によりフレームメモリを用いて分離す
る方法が考えられている。この方法は、NTSC方式の色度
信号Ｃが１水平走査期間ごとに反転していることに着目
し、輝度信号Ｙと色度信号Ｃを含むベースバンドの複合
映像信号の１フレーム間の和あるいは差をとることによ
り、Y/C分離を行なうものである。

このフレームメモリを用いたY/C分離方法の場合、再
生画像が静止画像やこれに近い低域成分による画像であ
る場合は、完全なY/C分離を行なうことができる。しか
し、動画像のように高域成分からなる画像の場合は、完
全なY/C分離を行なうことができないことが多い。これ
は、このような高域成分による再生画像では、フレーム
間でずれが生じるからである。Y/C分離が不完全な場
合、画像が二重になったり、クロストーク等の妨害が生
じる。そこで、高域成分による再生画像の場合は、ライ
ンメモリを用いてY/C分離を行なうことにより、このよ
うな問題を解決している。

このように再生画像の種類に応じて、Y/C分離を切換
える構成に於いては、画像が低域成分からなるか、高域
成分からなるかを検出する回路が必要である。そして、
この検出には、通常、フレーム間の差分をとることによ
って再生画像の動き量を検出するいわゆる動き検出回路
が用いられる。

この動き検出回路の従来構成を第７図に示す。

この第７図に於いて、入力端子11にはベースバンドの
複合ビデオ信号が供給される。この複合ビデオ信号は、
フレームメモリ12に供給され、１フレーム（525H:1Hは
１水平走査期間）分遅延される。このフレームメモリ12
の入出力は加算回路13にて差をとられる。ローパスフィ
ルタ（LPF）14は加算回路13から出力される１フレーム
間差分信号から水平方向の低域成分を抽出する。

上記フレームメモリ12の遅延出力はさらにフレームメ
モリ15に供給され、１フレーム（525H）分遅延される。
このフレームメモリ15の出力信号と上記フレームメモリ
12の入力信号とは加算回路16にて減算処理される。ハイ
パスフィルタ（以下、HPFと記す）17は加算回路16から
出力される２フレーム間差分信号から水平方向の高域成
分を抽出する。

動き量検出回路18は上記LPF14から出力される低域成
分の１フレーム間差分信号とHPF17から出力される高域
成分の２フレーム間差分信号とから再生画像の動き量を
検出し、再生画像の種類を示す動き検出信号を出力端子
19に出力する。

この動き検出信号に従って上述した２種類のY/C分離
のいずれか一方が選択される。

ここで、動き量を検出するのに、１フレーム間差分信
号と２フレーム間差分信号とを算出している理由を第８
図を使って説明する。この第８図は、複合ビデオ信号を
垂直方向と時間方向に見た図である。

この第８図に於いて、縦線F1,F2,…はフィールドを示
し、L1,L2,…は各フィールドでの任意のラインを示す。

今、第７図の入力端子11にフィールドF5のラインL7の
複合ビデオ信号信号Y3＋C3が入力されているとすると、
フレームメモリ12からは、フィールドF3のラインL4の複
合ビデオ信号Y2−C2が出力される。両複合ビデオ信号Y3
＋C3,Y2−C2の間では、色度信号Ｃの位相が反転してお
り、両者の差をとると、大きな色度信号Ｃが得られてし
まう。したがって、この１フレーム間差分信号からは、
高域成分の動き量を検出することはできず、低域成分の
動き量しか検出することができない。そこで、フレーム
メモリ12の他にもう１つのフレームメモリ15を設け、２
フレーム間差分信号を算出することにより、高域成分の
動き量を検出するようにしているわけであ。すなわち、
先の例を用いて説明すると、フレームメモリ15からはフ
ィールドF1のラインL1の複合ビデオ信号Y1＋C1が出力さ
れる。この複合ビデオ信号Y1＋C1の色度信号Ｃの位相
は、先の複合ビデオ信号Y3＋C3の色度信号Ｃの位相と同
じである。したがって、両複合ビデオ信号Y1＋C1,Y3＋C
3の差をとることにより、高域成分の動き量を検出する
ことできるわけである。

しかし、このような構成では、フレームメモリが２つ
必要なため、メモリ容量が増大するという問題があっ
た。例えば、NTSC方式のアナログビデオ信号を4fsc（ｆ
scは搬送色信号周波数）でサンプリングし、８ビットの
デジタルデータとして処理する場合、従来の構成では、
525×910×８ビット（4Mビット）の容量のフレームメモ
リが２つ必要なため、メモリ容量は全体で8Mビットとい
う膨大なものとなってしまう。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、例えば従来の動き検出回路で使用
されている２フレーム間差分信号を得る信号処理回路
は、１フレーム間差分信号では検出することができない
高域成分の動き量を２フレーム間差分信号で検出するよ
うになっているため、２フレーム分のメモリ容量が必要
となり、メモリ容量が大きくなるという問題があった。

そこでこの発明は、小さなメモリ容量で高域成分及び
低域成分のいずれの成分の動き量も検出することができ
る動き検出回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点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、 ベースバンドの複合ビデオ信号とその１フレーム遅延
出力とを使って低域成分の１フレーム間差分信号を算出
する手段と、 上記複合ビデオ信号とその１フレーム遅延出力の高域
成分とをそれぞれ低域に周波数変換する手段と、 各低域変換出力をサブサンプリングする手段と、 １フレーム遅延出力のサブサンプリング出力を１フレ
ーム分遅延する手段と、 この遅延出力と上記複合ビデオ信号のサブサンプリン
グ出力の差をとることにより高域成分の２フレーム間差
分信号を算出する手段と、 上記１フレーム間差分信号と２フレーム間差分信号と
から画像の動き量を検出する手段とを設けるようにした
ものである。

（作用） 上記構成に於いては、高域成分の動き量は、従来同
様、２フレーム間差分信号を算出することにより得られ
る。しかし、この２フレーム間差分信号を算出するに当
たって、高域成分をサブサンプリングしているので、こ
の高域成分を１フレーム分遅延するためのメモリ容量は
従来より少なくて済む。また、高域成分をサブサンプリ
ングするに当たって、この高域成分を低域に周波数変換
しているので、サブサンプリングすることによって生じ
る折返し妨害を防ぐことができる。

（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。

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。以下、この第１図の構成及び動作を第２図及び第３
図を参照しながら説明する。なお、第２図は第１図の各
部の信号の周波数特性を示す図であり、第３図は同じく
スペクトラム特性を示す図である。

この第１図に於いて、入力端子21には第２図（ａ）に
示すような周波数帯域及び第３図（ａ）に示すようなス
ペクトラムを有するベースバンドの複合ビデオ信号が供
給される。この複合ビデオ信号はフレームメモリ22によ
って１フレーム分遅延される。フレームメモリ22の入出
力信号は加算回路23にて減算処理される。これにより、
複合ビデオ信号の１フレーム間差分信号が得られる。こ
の１フレーム間差分信号はLPF24に供給され、水平方向
の低域成分の差分信号が抽出される。この抽出出力は動
き量検出回路25に供給される。

上記入力端子21に供給される複合ビデオ信号は、さら
に、バンドパスフィルタ（以下、BPFと記す）26に供給
される。このBPF26は入力信号から第２図（ｂ）に示す
ような周波数帯域及び第３図（ｂ）に示すようなスペク
トラムを有する2MHz以上の水平方向の高域成分を抽出す
る。ここで、Yhは輝度信号Ｙの高域成分である。この抽
出出力は掛算回路27に供給され、キャリア発生回路28か
ら出力されるキャリア信号を用いて2.2MHz以下の低域に
周波数変換される。この低域変換高域成分の周波数帯域
を第２図（ｃ）に、スペクトラムを第３図（ｃ）に示
す。この低域変換高域成分は、サブサンプル回路29にて
サブサンプルされる。このサブサンプル回路29の構成に
ついては後述する。サブサンプル回路29の出力は加算回
路30に供給される。

１フレームメモリ22の遅延出力に含まれる高域成分も
BPF31、掛算回路32によって2.2MHz以下の低域に周波数
変換された後、サブサンプル回路33でサブサンプリング
される。このサブサンプル出力はフレームメモリ34で１
フレーム分遅延された後、加算回路30に供給される。こ
れにより、加算回路30には、２フレーム分の時間差を有
する２つの低域変換高域成分のサブサンプル出力が入力
される。加算回路30は両入力信号の減算処理することに
より、２フレーム間差分信号を得る。この減算出力はLP
F35に供給され、上限を4MHzで制限された後、上記動き
量検出回路25に供給される。

この動き量検出回路25は上記LPF24,LPF35の出力を使
って再生画像の動き量を検出することにより、再生画像
の種類を示す動き検出信号を出力端子36に出力する。

ここで、上記サブサンプル回路29,33の構成及び動作
を第４図を使って説明する。なお、この第４図は、サブ
サンプル回路29,33の構成を示す回路図である。

第４図に於いて、入力端子41には、周波数4fscでサン
プリングされた８ビットの低域変換高域成分が供給され
る。この低域変換高域成分は、ラッチ回路42に供給さ
れ、周波数4fscのシステムクロックでラッチされる。こ
のラッチ出力はさらにラッチ回路43に供給され、上記シ
ステムクロックの整数倍の周期を有するクロック、例え
ば、周波数2fscのクロックでラッチされる。これにより
出力端子44には、低域変換高域成分のデータ数を1/2に
間引いたサブサンプル出力が得られる。

以上述べたようにこの実施例は、複合ビデオ信号の高
域成分を１フレーム分遅延した後、サブサンプリングに
よってデータ数を1/2に間引き、これをさらに１フレー
ム分遅延することにより、高域成分の２フレーム間差分
信号を得るようにしたものである。したがって、この実
施例によれば、２フレーム間差分信号を算出する構成で
ありながら、２段目のフレームメモリ34の容量を従来の
半分にすることができる。これにより、全体のメモリ容
量を従来の3/4にすることができ、メモリ容量の大幅な
削減を図ることができる。

また、この実施例では、4MHzでサンプリングされた高
域成分を2MHzでサブサンプリングするに当たって、これ
を低域に周波数変換するようにしているので、このサブ
サンプリングによって3MHz付近に現われる折返し信号に
よる妨害を防ぐことができる。

第５図はこの発明の他の実施例の要部を示す回路図で
ある。

先の実施例では、複合ビデオ信号の高域成分を低域に
周波数変換するのに、掛算回路を用いる場合を説明した
が、この実施例は周波数シフト回路を用いるものであ
る。第４図はこの周波数シフト回路の構成を示すもので
ある。以下、この周波数シフト回路の構成及び動作を第
６図を参照しながら説明する。

4/7fscの周波数を有するキャリア信号を4fscの周波数
を有するクロックでサンプリングした場合、第６図に示
すように、0,0.782,0.975,0.434,−0.434,−0.975,−0.
782の７つの値をとる。この事実を基に、この実施例で
は、第１図に示す掛算回路27,32の代わりに第５図に示
す周波数シフト回路を構成したものである。

第５図に於いて、入力端子51には複合ビデオ信号の高
域成分が供給される。この高域成分は係数器52〜55に供
給され、それぞれで0,0.782,0.975,0.434の重付けをな
される。係数器52〜55の出力は選択回路56に供給され、
所定の順序で択一的に選択される。この選択出力は選択
回路57の一方の入力端子に供給される。この選択回路57
の他方の入力端子には、上記選択回路56の選択出力を符
号反転回路58で位相反転したものが供給される。選択回
路57はこの２つの入力を所定の順序で択一的に選択し出
力端子59に出力する。

入力端子60には周波数4fscのクロックが供給される。
このクロックは制御回路61に供給される。この制御回路
61はこの入力クロックを基準クロックとして選択回路5
6,57の選択動作を制御する。この制御は、出力端子59に
0,0.782,0.975,0.434,−0.434,−0.975,−0.782の順序
で重付けされた高域成分が得られるようになされる。

高域成分を低域の周波数変換するのにこのような周波
数シフト回路を用いても先の実施例と同様の効果を得る
ことができることは勿論である。

以上この発明の実施例を２つ説明したが、この発明は
このような実施例に限定されるものではなく、他にも発
明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。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、従来より少ない
メモリ容量で信号遅延を行うことができる。

【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
図及び第３図は第１図の動作を説明するための特性図、
第４図は第１図に示すサブサンプル回路の具体的構成を
示す回路図、第５図はこの発明の他の実施例の要部の構
成を示す回路図、第６図は第５図の動作を説明するため
の信号波形図、第７図は従来の動き検出回路の構成を示
す回路図、第８図は第７図の動作を説明するための図で
ある。 21,41,51,60……入力端子、22,34……フレームメモリ、
23,30……加算回路、24,35……LPF、25……動き量検出
回路、26,31……BPF、27,32……掛算回路、28……キャ
リア発生回路、29,33……サブサンプル回路、36,44,59
……出力端子、52〜55……係数器、56,57……選択回
路、58……符号反転回路、61……制御回路。

フロントページの続き (72)発明者 所 健一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 東芝オーディオ・ビデオエンジニアリン グ株式会社開発事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−116095（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−172496（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−242091（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−245087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−227294（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベースバンドの複合ビデオ信号を１フレー
   ム分遅延する第１のフレーム遅延手段と、 この第１のフレーム遅延手段の入力信号と出力信号とに
   含まれる水平方向の低域成分の差を検出する第１の差検
   出手段と、 上記第１のフレーム遅延手段の入力信号に含まれる水平
   方向の高域成分を低域に周波数変換する第１の周波数変
   換手段と、 この第１の周波数変換手段の変換出力をサブサンプリン
   グする第１のサブサンプル手段と、 上記第１のフレーム遅延手段の出力信号に含まれる水平
   方向の高域成分を低域に周波数変換する第２の周波数変
   換手段と、 前記第２の周波数変換手段の変換出力をサブサンプリン
   グする第２のサブサンプル手段と、 この第２のサブサンプル手段の出力を１フレーム分遅延
   する第２のフレーム遅延手段と、 この第２のフレーム遅延手段の出力信号と上記第１のサ
   ブサンプル手段のサブサンプリング出力とに含まれる低
   域変換高域成分の差を検出する第２の差検出手段と、 前記第１、第２の差検出手段の差検出出力に従って上記
   複合ビデオ信号の再生画像の動き量を検出する動き量検
   出手段とを具備したことを特徴とする動き検出回路。