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JPH0477516B2 - - Google Patents
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JPH0477516B2 - - Google Patents

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JPH0477516B2
JPH0477516B2 JP7990287A JP7990287A JPH0477516B2 JP H0477516 B2 JPH0477516 B2 JP H0477516B2 JP 7990287 A JP7990287 A JP 7990287A JP 7990287 A JP7990287 A JP 7990287A JP H0477516 B2 JPH0477516 B2 JP H0477516B2
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JP
Japan
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field
motion
interpolation
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inter
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JP7990287A
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Inventor
Noryuki Yamaguchi
Seiji Yao
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はMUSE方式の高品位テレビ受像機
における画像処理に適用されるもので、伝送され
てくる動き情報から各フイールド間の動き補正量
を演算して、欠落点をフイールド間補間する動き
補正サブサンプル内挿方式に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] This invention is applied to image processing in a high-definition television receiver using the MUSE system, and calculates the amount of motion correction between each field from the transmitted motion information. The present invention relates to a motion compensation subsample interpolation method that performs calculations to interpolate missing points between fields.

[従来の技術] 従来から提案されているこの種の動き補正サブ
サンプル内挿方式に、NHK放送技術研究所が昭
和59年6月の創立記念講演会で発表した「高品位
テレビの新しい伝送方式(MUSE)」なる予稿資
料の中で述べられているものがある。第11図
は、この動き補正サブサンプル内挿方式を行う一
構成例のブロツク回路図である。
[Conventional technology] This type of motion compensation sub-sample interpolation method that has been proposed in the past is based on the ``New transmission method for high-definition television'' announced by the NHK Broadcasting Technology Research Institute at its foundation commemorative lecture in June 1980. (MUSE)" is mentioned in the preliminary materials. FIG. 11 is a block circuit diagram of an example of a configuration for implementing this motion compensation subsample interpolation method.

図において、1は16.2MHzのサンプルレートで
伝送される映像信号を入力する映像入力端子、2
はスイツチで、入力端子1に入力される映像信号
と、後述する動き補正フイールドメモリ8の出力
信号とを32.4MHzのサブサンプルのタイミングで
切替える。13は非動き補正フイールドメモリ
で、スイツチ2を通過した32.4MHzのサンプルレ
ートの1フレーム分の信号を蓄える。8は動き補
正フイールドメモリで、非補正フイールドメモリ
13から出力された32.4MHzのサンプルレートの
1フレーム分の信号を蓄え、動きベクトルによつ
て動き補正を行なう。9はフイールド間補間フイ
ルタで、非動き補正フイールドメモリ13の出力
信号およびスイツチ2を通過した信号にもとづい
て欠落サンプル点を補間する。10はフイールド
内補間フイルタで、スイツチ2を通過した信号の
みにもとづいて、欠落サンプル点を補間する。1
1はスイツチで、動き補正を行なわない時には、
上側接点11xに接続されてフイールド間補間フ
イルタ9の出力信号を通過させ、動き補正を行な
う時、または動き検出がなされた時には、下側接
点11yに接続されてフイールド内補間フイルタ
10の出力信号を通過させる。12は欠落サンプ
ル点が補間され、64.8MHzのサンプルレートとな
つてスイツチ11を通過した信号を出力する映像
出力端子である。
In the figure, 1 is a video input terminal that inputs a video signal transmitted at a sample rate of 16.2MHz;
is a switch that switches between the video signal input to the input terminal 1 and the output signal of the motion correction field memory 8, which will be described later, at a sub-sample timing of 32.4 MHz. Reference numeral 13 denotes a non-motion compensated field memory that stores one frame worth of signal at a sample rate of 32.4MHz that has passed through switch 2. Reference numeral 8 denotes a motion correction field memory, which stores one frame worth of signals at a sample rate of 32.4 MHz output from the non-correction field memory 13, and performs motion correction using a motion vector. An inter-field interpolation filter 9 interpolates missing sample points based on the output signal of the non-motion compensation field memory 13 and the signal passed through the switch 2. An intra-field interpolation filter 10 interpolates missing sample points based only on the signal that has passed through the switch 2. 1
1 is a switch, when not performing motion compensation,
It is connected to the upper contact 11x to pass the output signal of the inter-field interpolation filter 9, and when performing motion compensation or when motion detection is performed, it is connected to the lower contact 11y to pass the output signal of the intra-field interpolation filter 10. Let it pass. Reference numeral 12 denotes a video output terminal that outputs a signal that has passed through the switch 11 at a sample rate of 64.8 MHz after interpolating missing sample points.

つぎに、上記構成の動作について説明する。 Next, the operation of the above configuration will be explained.

高品位テレビの伝送方式は4フイールドで一巡
するサブナイキストサンプリングであり、その所
要帯域幅は8.1MHzである。
The transmission method for high-definition television is sub-Nyquist sampling, which goes around four fields, and the required bandwidth is 8.1MHz.

いま、映像入力端子1に入力される映像信号
を、4フイールドを一単位としてai ,bi,ci,di
で表わすと、…a0,b0,c0,d0,a1,b1,c1,d1
a2,b2,c2,d2…の順に、入力されるものとし、
いま、映像入力端子1に、a2フイールドの信号が
入力されているとすると、非動き補正フイールド
メモリ13には、一巡前の第2フイールドb1と、
第4フイールドd1の信号とが記憶されており、他
方、動き補正フイールドメモリ8には、一巡前の
第1フイールドa1と、第3フイールドc1の信号と
が記憶されている。カメラのパニングにより動き
ベクトルが存在した時、動き補正フイールドメモ
リ8の内容はそのベクトル量にしたがつて2次元
的に移動する。このとき、伝送されてくる動きベ
クトルが、1フレーム隔てたフイールド間の動き
補正量であると、動き補正フイールドメモリ8の
動き補正内容は、映像入力端子1に入力されてい
る第1フイールドa2の信号を基準に行なわれる。
Now, the video signal input to the video input terminal 1 is expressed as a i , b i , c i , d i with 4 fields as one unit.
Expressed as...a 0 , b 0 , c 0 , d 0 , a 1 , b 1 , c 1 , d 1 ,
a 2 , b 2 , c 2 , d 2 ... shall be input in this order,
Assuming that the signal of field A 2 is now input to the video input terminal 1, the non-motion compensation field memory 13 contains the signal of the second field b 1 from the previous round, and
On the other hand, the motion compensation field memory 8 stores the signals of the first field a 1 and the third field c 1 from the previous round. When a motion vector is present due to panning of the camera, the contents of the motion correction field memory 8 move two-dimensionally according to the amount of the vector. At this time, if the transmitted motion vector is the amount of motion correction between fields separated by one frame, the motion correction content in the motion correction field memory 8 is the amount of motion correction between fields a 2 that is input to the video input terminal 1 . This is done based on the signal.

スイツチ2は32.4MHzのサブサンプルのタイミ
ングで切替わり、フイールドごとに位相が反転
し、また動きベクトルによつても反転する。した
がつて、上述の場合、映像入力端子1から入力さ
れた第1フイールドa2の信号と、動き補正が行な
われた一巡前の第3フイールド1の信号とがス
イツチ2を通過する。
Switch 2 switches at the timing of 32.4 MHz sub-samples, and the phase is inverted for each field and also depending on the motion vector. Therefore, in the above case, the signal of the first field a2 inputted from the video input terminal 1 and the signal of the third field 1 , which has been subjected to motion correction one cycle before, pass through the switch 2.

スイツチ2を通過した信号と、非動き補正フイ
ールドメモリ13の出力信号とは、フイールド間
補間フイルタ9に入力されて、フイールド間補間
を行なう。
The signal passed through the switch 2 and the output signal of the non-motion compensation field memory 13 are input to an inter-field interpolation filter 9 to perform inter-field interpolation.

動き補正を行なわない時、すなわちスイツチ1
1が上側接点11xに接続している時には、映像
出力端子12からフイールド間補間された64.8M
Hzのサンプルレートの映像信号を出力する。
When not performing motion compensation, that is, switch 1
1 is connected to the upper contact 11x, 64.8M interpolated between fields is output from the video output terminal 12.
Outputs a video signal with a sample rate of Hz.

また、スイツチ2を通過したフイールドの信号
は、フイールド内補間フイルタ10に入力され
て、フイールド内補間を行ない、スイツチ11が
下側接点11yに接続されている時、映像出力端
子12からフイールド内補間された64.8MHzのサ
ンプルレートの映像信号を出力する。
In addition, the field signal that has passed through the switch 2 is input to an intra-field interpolation filter 10 to perform intra-field interpolation, and when the switch 11 is connected to the lower contact 11y, the intra-field interpolation is performed from the video output terminal 12. Outputs a video signal with a sample rate of 64.8MHz.

動き補正が行なわれずに映像入力端子1にa2
イールドが入力されているときの第11図中の各
部の信号12a〜12eを、第12図a〜eに示
すとおりであり、第12図e中のAは、フイール
ド間内挿である補間関数fAによりb1,c1,d1,a2
から補間される補間値を示す。
Signals 12a to 12e of each part in FIG. 11 when the a2 field is input to the video input terminal 1 without motion correction are as shown in FIGS. 12a to 12e, and FIG. A in the middle is b 1 , c 1 , d 1 , a 2 by interpolation function f A which is interpolation between fields.
Indicates the interpolated value interpolated from .

また、動き補正が行なわれ、映像入力端子1に
a2フイールドが入力されているときの第11図中
の各部の信号13a〜13eは、第13図a〜e
に示すとおりであり、第13図中の記号の上の横
線は動き補正が行なわれたことを示し、第13図
中のBはフイールド内内挿である補間関数fBによ
1,a2から補間される補間値を示す。
Also, motion compensation is performed and the video input terminal 1
The signals 13a to 13e of each part in Fig. 11 when the a2 field is input are as shown in Fig. 13 a to e.
The horizontal line above the symbol in Fig. 13 indicates that motion compensation has been performed, and B in Fig. 13 is the interpolation function f B that is intra-field interpolation . Indicates the interpolated value to be interpolated.

[発明が解決しようとする問題点] 以上のような従来の動き補正サブサンプル内挿
方式によるときは、動き補正を行う場合に相隣り
合うフイールド間の関係を全く考慮に入れていな
いので、欠落サンプル点の補間を、フイールド内
補間フイルタ10によつてフイールド内で行なわ
なければならない。そのため、動き補正を行なつ
た場合の解像度が低下するという問題があつた。
[Problems to be Solved by the Invention] When using the conventional motion compensation subsample interpolation method as described above, the relationship between adjacent fields is not taken into consideration at all when performing motion compensation, so Interpolation of the sample points must be performed within the field by an intrafield interpolation filter 10. Therefore, there was a problem in that the resolution decreased when motion compensation was performed.

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、動き補正を行なう場合にも解
像度の低下をおさえることができる動き補正サブ
サンプル内挿方式を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a motion compensation subsample interpolation method that can suppress a decrease in resolution even when motion compensation is performed.

[問題点を解決するための手段] この発明にかかる動き補正サブサンプル内挿方
式は、伝送されてくる1フレーム隔てたフイール
ド間の動きベクトルから、1フイールド隔てたフ
イールド間の動きベクトルを近似により予測し
て、第1フイールドから第4フイールドまでの全
ての信号を動き補正することによつて、フイール
ド間補間を行なえるようにしたことを特徴とす
る。
[Means for Solving the Problems] The motion compensation subsample interpolation method according to the present invention calculates a motion vector between fields separated by one frame by approximation from a transmitted motion vector between fields separated by one frame. The present invention is characterized in that inter-field interpolation can be performed by predicting and motion-correcting all signals from the first field to the fourth field.

[作用] この発明によれば、伝送されてくる動きベクト
ルに急激な変化がないことを利用して、1フイー
ルド隔てたフイールド間の動きベクトルを、その
伝送側のとなり合うフイールドの2種類の動きベ
クトルの和の1/4に近似して予測することにより、
常にフイールド間補間フイルタを用いて補間を行
うことができ、これによつて動き補正時における
解像度の低下を抑えることができる。
[Operation] According to the present invention, by taking advantage of the fact that there is no sudden change in the transmitted motion vectors, the motion vectors between fields separated by one field are converted into two types of motion of adjacent fields on the transmitting side. By predicting by approximating 1/4 of the sum of vectors,
Interpolation can always be performed using an inter-field interpolation filter, thereby suppressing a decrease in resolution during motion correction.

[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。
[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.

第1図はこの実施例のブロツク回路図で、第1
1図と同一符号はそれぞれ同一部分を示してい
る。図において、スイツチ2は、映像入力端子1
に入力される映像信号と、後述する第2の動き補
正イフイールドメモリ8の出力信号とを32.4MHz
のサブサンプルのタイミングで切替える。3は1
フイールド遅延器で、伝送されてくる動きベクト
ルを1フイールド遅延する。4は加算器で、伝送
されてくる動きベクトルと、1フイールド遅延器
3から出力される1フイールド前の動きベクトル
を加算する。5は割算器で、加算器4の出力を4
で除算する。6は減算器で、伝送されてくる動き
ベクトルから、割算器5の出力を減じる。7は第
1の動き補正フイールドメモリで、スイツチ2を
通過した32.4MHzのサンプルレートの1フレーム
分の信号を蓄え、減算器6から出力されるフイー
ルド間の予測動きベクトルによつて動き補正を行
なう。8は第2の動き補正フイールドメモリで、
第1の動き補正フイールドメモリ7から出力され
る32.4MHzのサンプレートの1フレーム分の信号
を蓄え、減算器6から出力されるフイールド間の
予測動きベクトルによつて動き補正を行なう。フ
イールド間補間フイルタ9は、スイツチ2を通過
した信号および第1の動き補正フイールドメモリ
7の出力信号にもとづいて、欠落サンプル点を補
間する。フイールド内補間フイルタ10およびス
イツチ11の動作は第11図に示した従来例と同
一である。
Figure 1 is a block circuit diagram of this embodiment.
The same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts. In the figure, switch 2 is video input terminal 1
The video signal input to the 32.4 MHz
Switch at sub-sample timing. 3 is 1
A field delay device delays the transmitted motion vector by one field. 4 is an adder which adds the transmitted motion vector and the motion vector one field before outputted from the one field delay device 3; 5 is a divider, which divides the output of adder 4 into 4
Divide by. A subtracter 6 subtracts the output of the divider 5 from the transmitted motion vector. Reference numeral 7 denotes a first motion correction field memory, which stores one frame worth of signal at a sample rate of 32.4MHz that has passed through switch 2, and performs motion correction using the predicted motion vector between fields output from subtracter 6. . 8 is the second motion compensation field memory,
A signal for one frame of the 32.4 MHz sample rate output from the first motion correction field memory 7 is stored, and motion correction is performed using the predicted motion vector between fields output from the subtracter 6. The inter-field interpolation filter 9 interpolates missing sample points based on the signal passed through the switch 2 and the output signal of the first motion correction field memory 7. The operations of the intra-field interpolation filter 10 and the switch 11 are the same as in the conventional example shown in FIG.

次にこの実施例の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be explained.

第2図は第1図の動作を具体的に説明するため
に、パンニングが起こつているときの動きベクト
ルを示し、同図中x軸は画面水平軸、y軸は画面
垂直軸を表わしている。
In order to specifically explain the operation shown in Figure 1, Figure 2 shows motion vectors when panning is occurring, and in the figure, the x-axis represents the horizontal axis of the screen, and the y-axis represents the vertical axis of the screen. .

映像信号の各フイールドをa0〜d2で表わすと…
a0,b0,c0,d0,a1,b1,c1,d1,a2,b2,c2
d2…の順に流れている。図中、それぞれの1フレ
ーム隔てたフイールド間動きベクトルを…A→1
B→1,C→1,D→1,A→2,B→2,…で表わし、ま
た、作
図上得られる1フイールド隔てたフイールド間動
きベクトルを…b→10,ca→10,d→10,a→10…で

わすと、1フレーム隔てたフイールド間動きベク
トルと、1フイールド隔てたフイールド間動きベ
クトルとの間には次の関係式が成り立つ。
If each field of the video signal is represented by a 0 ~ d 2 ...
a 0 , b 0 , c 0 , d 0 , a 1 , b 1 , c 1 , d 1 , a 2 , b 2 , c 2 ,
It flows in the order of d 2 ... In the figure, the motion vectors between fields separated by one frame are...A→ 1 ,
It is expressed as B→ 1 , C→ 1 , D→ 1 , A→ 2 , B→ 2 , ..., and the motion vector between fields separated by one field obtained on the drawing is ... b→ 10 , ca→ 10 , d→ 10 , a→ 10 . . . , the following relational expression holds between the inter-field motion vectors separated by one frame and the inter-field motion vectors separated by one field.

a→10+b→10=A→1 b→10+c→10=BA→1 c→10+d→10=C→1 ここで、たとえばb10は次式のように書き替え
ることができる。
a→ 10 +b→ 10 =A→ 1 b→ 10 +c→ 10 =BA→ 1 c→ 10 +d→ 10 =C→ 1Here , for example, b 10 can be rewritten as in the following equation.

b→10=A/→1+B/→1/4−1/2(a/→10
b/→10/2− b/→10−c/→10/2) 上式の右辺第2項が十分小
さい ならばb10は次のように予測できる。
b→ 10 =A/→ 1 +B/→ 1 /4-1/2(a/→ 10
b/→ 10 /2− b/→ 10 −c/→ 10 /2) If the second term on the right side of the above equation is sufficiently small, b 10 can be predicted as follows.

b→10=A/→1+B/→1/4 ここで、たとえばa1〜d1の4フイールドの関係
についてのみ考える。ただし1フレーム隔てたフ
イールド間動きベクトルは、水平方向成分5ビツ
ト、垂直方向成分3ビツトのデイジタル信号で、
1フイールドに1つ伝送される。すなわち、1フ
レーム隔てたフイールド間動きベクトルの大きさ
を画素長で述べると、水平方向成分が−15から+
16まで、垂直方向成分が−3から+4までの範囲
内であり、水平方向成分、垂直方向成分とも整数
である離散的な成分をもつ。これを図示すると、
第3図のように、1フレーム隔てたフイールド間
動きベクトルは破線で囲まれる範囲内にある。た
だし、第3図における原点はa1フイールドの任意
の画素である。
b→ 10 =A/→ 1 +B/→ 1 /4 Here, for example, only the relationship between the four fields a 1 to d 1 will be considered. However, the motion vector between fields separated by one frame is a digital signal with a horizontal component of 5 bits and a vertical component of 3 bits.
One field is transmitted. In other words, if we describe the magnitude of the motion vector between fields separated by one frame in terms of pixel length, the horizontal component will vary from -15 to +
16, the vertical component is in the range from -3 to +4, and both the horizontal and vertical components have discrete components that are integers. To illustrate this,
As shown in FIG. 3, the inter-field motion vectors separated by one frame are within the range surrounded by broken lines. However, the origin in FIG. 3 is an arbitrary pixel in the a1 field.

パニングによる映像の平行移動が滑らかである
場合、a1フイールドとb1フイールドとの1フイー
ルド隔てたフイールド間動きベクトルは第3図の
一点鎖線で囲まれる範囲内にある。ここで、a1
c1の3フイールドの相対的な関係を3通り変化さ
せて第4図、第6図、第8図に示し、それぞれに
ついてd1フイールドの位置と動きベクトルの予測
精度について調べる。
If the parallel movement of the image due to panning is smooth, the inter-field motion vector between the a 1 field and the b 1 field separated by one field is within the range surrounded by the dashed-dotted line in FIG. Here, a 1 ~
The relative relationship between the three fields of c1 is changed in three ways, as shown in FIGS. 4, 6, and 8, and the prediction accuracy of the position and motion vector of field d1 is investigated for each.

まず、第4図は、伝送される1フレーム隔てた
フイールド間動きベクトルA→1の大きさが最大の
場合である。このとき、1フイールド隔てたフイ
ールド間動きベクトルa→10とb→10もまた最大とな
りa1〜c1フイールドの相対的な位置が定められ
る。このとき、d1フイールドは図中の三点鎖線の
範囲内に存在するが、急激な動き変化がないとす
ればd1フイールドは斜線を施した範囲内に存在す
る。さらにパニングのような画像の平行移動が滑
らかであると、d1フイールドは図中の黒丸で表わ
した位置に存在する可能性が高い。一例として、
d1フイールドが図示した位置にあつた場合の予測
ベクトル(A→1+B→1)/4と、ベクトルb→10とを
第5図に示す。このときの予測誤差は1画素長で
あり、黒丸で表わした位置にd1フイールドがあれ
ば誤差はそれ以下となるので、このような予測は
妥当である。
First, FIG. 4 shows a case where the magnitude of the inter-field motion vector A→ 1 transmitted one frame apart is maximum. At this time, the inter-field motion vectors a→ 10 and b→ 10 separated by one field are also maximized, and the relative positions of fields a1 to c1 are determined. At this time, the d 1 field exists within the range indicated by the three-dot chain line in the figure, but if there is no sudden change in movement, the d 1 field exists within the shaded range. Furthermore, if the parallel movement of the image, such as panning, is smooth, the d 1 field is likely to exist at the position indicated by the black circle in the figure. As an example,
FIG. 5 shows the predicted vector (A→ 1 +B→ 1 )/4 and the vector b→ 10 when the d 1 field is at the position shown. The prediction error at this time is one pixel length, and if the d 1 field is located at the position indicated by the black circle, the error will be less than that, so such prediction is appropriate.

つぎに第6図は、1フレーム隔てたフイールド
間動きベクトルA→1の成分が(x,y)=(10,2)
の場合を示している。第4図と同様に、1フイー
ルド隔てたフイールド間動きベクトルa→10は一点
鎖線で囲まれる範囲内に存在し、b1フイールドが
図示されている点にある場合、1フイールド隔て
たフイールド間動きベクトルb→10は二点鎖線で囲
まれる範囲内に存在する。事実、c1フイールドは
図示されているように二点鎖線で囲まれる範囲内
にあるのでパニングによるこのような動きは可能
である。このとき、d1フイールドは図中の三点鎖
線で囲まれる範囲内に存在するが、第4図におけ
る説明と同様に、斜線の範囲内にあり、その中で
も黒丸で表わした位置に存在する可能性が高い。
一例として、d1フイールドが図示した位置にあつ
た場合の予測ベクトル(A→1+B→1)/4とべクト
ルb→10とを第7図に示す。このときの予測誤差は
対角1画素長であり、黒丸で表わした位置にd1
イールドがあれば誤差はそれ以下となるので第6
図の場合も予測は妥当である。
Next, in Figure 6, the components of the inter-field motion vector A→ 1 separated by one frame are (x, y) = (10, 2)
The case is shown below. Similarly to Fig. 4, the inter-field motion vector a → 10 exists within the range surrounded by the dashed line, and b If the 1 field is at the point shown, the inter-field motion vector one field apart exists within the range surrounded by the dashed line. Vector b→ 10 exists within the range surrounded by the two-dot chain line. In fact, such movement by panning is possible because the c 1 field is within the range surrounded by the dashed-two dotted line as shown. At this time, the d1 field exists within the range surrounded by the three-dot chain line in the figure, but as in the explanation in Figure 4, it is within the diagonally shaded range, and within that field, it is possible that it exists at the position indicated by the black circle. Highly sexual.
As an example, FIG. 7 shows the predicted vector (A→ 1 +B→ 1 )/4 and the vector b→ 10 when the d 1 field is at the position shown. The prediction error at this time is one pixel length on the diagonal, and if there is a d 1 field at the position indicated by the black circle, the error will be less than that, so the 6th
The prediction is also valid in the case of the figure.

つぎに第8図は、1フレーム隔てたフイールド
間動きベクトルA→1の成分が(x,y)=(3,1)
の場合を示している。第4図と同様に1フイール
ド隔てたフイールド間動きベクトルa→10は一点鎖
線で囲まれる範囲内に存在し、b1フイールドが図
示されている点にある場合、1フイールド隔てた
フイールド間動きベクトルb→10は二点鎖線で囲ま
れる範囲内に存在する。事実、c1フイールドは図
示されているように二点鎖線で囲まれる範囲内に
あるので、パニングによるこのような動きは可能
である。このとき、d1フイールドは図中の三点鎖
線の範囲内に存在するが、第4図における説明と
同様に斜線の範囲内にあり、その中でも黒丸で表
わした位置に存在する可能性が極めて高い。一例
として、d1フイールドが図示した位置にあつた場
合の予測ベクトル(A→1+B→1)/4とベクトルb→
10とを第9図に示す。このときの予測誤差は対角
1画素長であり、黒丸で表わした位置にd1フイー
ルドがあれば誤差はそれ以下となるので第8図の
場合も予測は妥当である。
Next, in Figure 8, the components of the inter-field motion vector A→ 1 separated by one frame are (x, y) = (3, 1)
The case is shown below. As in Fig. 4, the inter-field motion vector a → 10 exists within the range surrounded by the dashed-dotted line, and b If the 1 field is at the point shown in the figure, the inter-field motion vector a → 10 exists within the range surrounded by the dashed line. b→ 10 exists within the range surrounded by the two-dot chain line. In fact, such movement by panning is possible because the c 1 field is within the range enclosed by the dash-dotted line as shown. At this time, the d 1 field exists within the range indicated by the three-dot chain line in the figure, but as in the explanation in Figure 4, it is within the range shaded, and within that field, there is an extremely possibility that it exists at the position indicated by the black circle. expensive. As an example, the predicted vector (A→ 1 + B→ 1 )/4 and the vector b→ when the d 1 field is at the position shown in the figure.
10 is shown in FIG. The prediction error at this time is one pixel length on the diagonal, and if the d 1 field is located at the position indicated by the black circle, the error will be less than that, so the prediction is valid in the case of FIG. 8 as well.

図の場合も予測は妥当である。 The prediction is also valid in the case of the figure.

以上のように、1フイールド隔てたフイールド
間動きベクトルb→10は1フレーム隔てたフイール
ド間動きベクトルA→1とB→1を用いて、(A→1+B

)/4の整数部分での近似により予測ができ、
その誤差は対角1画素程度またはそれ以下であ
る。同様に、 a→10≒[(D→0+A→1)/4] b→10≒[(A→1+B→1)/4] c→10≒[(B→1+C→1)/4] のように予測ができる。ただし[ ]は整数部分
を表わす。
As described above, the inter-field motion vector b→ 10 separated by one field can be expressed as (A→ 1 +B) using the inter-field motion vectors A→ 1 and B→ 1 separated by one frame.

Prediction can be made by approximating the integer part of 1 )/4,
The error is about one pixel on the diagonal or less. Similarly, a→ 10 ≒[(D→ 0 +A→ 1 )/4] b→ 10 ≒[(A→ 1 +B→ 1 )/4] c→ 10 ≒[(B→ 1 +C→ 1 )/4 ] Can be predicted as follows. However, [ ] represents the integer part.

しかし、従来から提案されている動き補正サブ
サンプル内挿方式で、送られてくる映像信号と動
きベクトルとのタイミングを考えれば、1フイー
ルド隔てたフイールド間動きベクトルは、1フレ
ーム隔てたフイールド間動きベクトルを用いて、
以下のように予測しなければならない。
However, in the motion compensation subsample interpolation method that has been proposed in the past, if we consider the timing of the transmitted video signal and motion vector, the motion vector between fields separated by one field is the motion vector between fields separated by one frame. Using vectors,
We have to predict as follows.

a→10=D→0−[C/→1+D/→0/4] b→10=A→1−[D/→0+A/→1/4] c→10=B→1−[A/→1+B/→1/4] d→10=C→1−[B/→1+C/→1/4] しかも、この1フイールド隔てたフイールド間
動きベクトルの予測はその誤差が後の予測に影響
しないので、一時的に大きなベクトル変化があつ
て誤差が大きくなつたとしても、その後のベクト
ル変化が穏やかになれば再び誤差の小さい予測が
できる。
a→ 10 =D→ 0 - [C/→ 1 +D/→ 0 /4] b→ 10 =A→ 1 - [D/→ 0 +A/→ 1 /4] c→ 10 =B→ 1 - [A /→ 1 +B/→ 1 /4] d→ 10 =C→ 1 − [B/→ 1 +C/→ 1 /4] Moreover, the error in the prediction of the motion vector between fields separated by one field is the same as that in the later prediction. Therefore, even if there is a temporary large vector change and the error becomes large, predictions with small errors can be made again if the subsequent vector change becomes gentle.

上記のような予測により行なう動き補正を第1
図および第10図のタイミング図を用いて説明す
る。
The first motion correction is based on prediction as described above.
This will be explained using the timing chart shown in FIG.

まず、映像入力端子1にd1フイールドの信号が
入力されたとき、第1の動き補正フイールドメモ
リ7にはa1フイールド、およびc1フイールドの信
号が、また第2の動き補正フイールドメモリ8に
はd0フイールド、およびb1フイールドの信号が記
憶されている。この時、動きベクトルB→1が入力
されると、1フイールド遅延器3の出力は1フイ
ールド前の動きベクトルA→1であるから、加算器
4からはA→1+B→1が出力され、さらに割算器5に
より4で除算され、減算器6でB→1から減算され
てその出力B→1−1/4(A→1+B→1)の整数部分が1
フイールド隔てたフイールド間動きベクトルc10
の予測値となる。第1の動き補正フイールドメモ
リ7の内容は、1フイールド隔てたフイールド間
動きベクトルc10の予測ベクトルB→1−[A/→1+B
/→1/4] により2次元的に移動して映像入力端子1に入力
されるd1フイールドを基準に動き補正を行なう。
First, when the signal of the d1 field is input to the video input terminal 1, the signals of the a1 field and the c1 field are input to the first motion compensation field memory 7, and the signals of the a1 field and c1 field are input to the second motion compensation field memory 8. The signals of the d 0 field and the b 1 field are stored. At this time, when the motion vector B→ 1 is input, the output of the 1-field delayer 3 is the motion vector A→ 1 of the previous field, so the adder 4 outputs A→ 1 +B→ 1 , Furthermore, it is divided by 4 by the divider 5, and subtracted from B→ 1 by the subtracter 6, and the integer part of the output B→ 1 -1/4 (A→ 1 + B→ 1 ) becomes 1.
Inter-field motion vector c 10
This is the predicted value. The contents of the first motion correction field memory 7 are the predicted vector B→ 1 −[A/→ 1 +B of the motion vector c 10 between fields separated by one field.
/→ 1 /4] Motion correction is performed based on the d 1 field which is moved two-dimensionally and input to the video input terminal 1 as a reference.

他方、第2フイールドメモリ8に記憶されてい
るd0フイールドおよびb1フイールドの信号は、1
フイールド前の時点では、第1の動き補正フイー
ルドメモリ7に記憶されており、この時に映像入
力端子1に入力されたc1フイールドの信号を基準
に、1フイールド隔てたフイールド間動きベクト
ルb10の予測ベクトルA→1−[D/→0+A/→1/4]
により動 き補正がなされているから、d1フイールドを基準
に第1の動き補正フイールドメモリ7と同じく予
測ベクトルB→1−[A/→1+B/→1/4]で動き補
正を行な えばよい。
On the other hand, the signals of the d 0 field and the b 1 field stored in the second field memory 8 are 1
At the time before the field, it is stored in the first motion correction field memory 7, and based on the signal of field c1 inputted to the video input terminal 1 at this time, the motion vector b10 between fields separated by one field is calculated. Predicted vector A→ 1 − [D/→ 0 +A/→ 1/4 ]
Since motion correction has been performed using the d 1 field as a reference, motion correction can be performed using the predicted vector B→ 1 − [A/→ 1 +B/→ 1 /4] as in the first motion correction field memory 7. .

このようにd1フイールドを基準に動き補正が行
なわれたa1フイールド、b1フイールド、c1フイー
ルド、d1フイールド自身の4フイールド分の信号
がフイールド間補間フイルタ9に入り、フイール
ド間補間を可能とする。通常、スイツチ11は上
側接点11xに接続されていて、フイールド間補
間された信号が通過するが、動画の信号について
はフイールド間補間を行なわないので、動き検出
された時には、スイツチ11が画素単位で下側接
点11yに接続されてフイールド内補間フイルタ
10によつてスイツチ2を通過した信号のみから
フイールド内補間を行なう。
In this way, signals for four fields, a1 field, b1 field, c1 field, and d1 field, for which motion compensation has been performed based on field d1, enter the inter-field interpolation filter 9 , and perform inter-field interpolation. possible. Normally, the switch 11 is connected to the upper contact 11x, and the inter-field interpolated signal passes through it, but inter-field interpolation is not performed for video signals, so when motion is detected, the switch 11 is connected pixel by pixel. Intra-field interpolation is performed only from the signal connected to the lower contact 11y and passed through the switch 2 by the in-field interpolation filter 10.

フイールド間補間フイルタ9、またはフイール
ド内補間フイルタ10で欠落サンプル点を補間さ
れた信号のサンプルレートは64.8MHzとなつてお
り、映像出力端子12から出力される。
The sample rate of the signal whose missing sample points are interpolated by the inter-field interpolation filter 9 or the intra-field interpolation filter 10 is 64.8 MHz, and is output from the video output terminal 12.

このような予測により、1フイールド隔てたフ
イールド間動きベクトルを求める実施例では、パ
ニング開始時にも終了時にも安定であるだけでな
く、伝送されてくる動きベクトルに一時的な誤り
があつても後に悪影響を残さない。
In an example in which motion vectors between fields separated by one field are determined by such prediction, not only is it stable at the start and end of panning, but even if there is a temporary error in the transmitted motion vector, it is Leaves no negative impact.

また、パニング中に場面が変わり、またパニン
グ中の映像となるような特殊な場合にも安定であ
る。さらにパニングによる動きベクトルによる動
きベクトルの変化が緩やかになる。
It is also stable even in special cases where the scene changes during panning or the image changes during panning. Furthermore, changes in motion vectors caused by panning become more gradual.

映像入力端子1にa2フイールドの信号が入力さ
れているときの第1図の10a〜10fまでの信
号の状態を第10図に示す。第10図中、記号の
上の横線は動き補正されたことを示し、Aは補間
関数fAにより111,a2から補間される補
間値を、Bは補間関数fBにより1,a2から補間
される補間値を示す。
FIG. 10 shows the states of the signals 10a to 10f in FIG. 1 when the A2 field signal is input to the video input terminal 1. In Fig. 10, the horizontal line above the symbol indicates that the movement has been corrected, A is the interpolated value interpolated from 1 , 1 , 1 , a2 by the interpolation function f A , and B is the interpolated value 1 by the interpolation function f B. , a indicates the interpolated value interpolated from 2 .

[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、伝送される
動きベクトルから1フイールド分の動きベクトル
を近似予測し、この近似予測にもとづいて、各フ
イールドに対して全て動き補正を行なう構成とし
たので、静止画状態と同様、パニングがおこつて
もフイールド間補間フイルタによる保管を安定化
でき、しかも誤差の少ない補間を行なうことがで
きるので、パニング時の解像度の低下を十分にお
さえられることができる効果が得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a motion vector for one field is approximately predicted from a transmitted motion vector, and motion correction is performed for each field based on this approximate prediction. Because of this configuration, even when panning occurs, storage can be stabilized using the inter-field interpolation filter, just as in a still image state, and interpolation can be performed with less error, so the drop in resolution during panning can be sufficiently suppressed. The effect that can be achieved can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例のブロツク回路
図、第2図はこの実施例の作用を説明するための
パニング時の動きベクトルの例を示すベクトル
図、第3図は1フレーム隔てたフイールド間動き
ベクトルと1フイールド隔てたフイールド間動き
ベクトルの存在範囲を示す図、第4図、第6図お
よび第8図はそれぞれ1フレーム隔てたフイール
ド間動きベクトルと1フイールド隔てたフイール
ド間動きベクトルとの関係を示すベクトル図、第
5図、第7図および第9図はそれぞれ1フレーム
隔てたフイールド間動きベクトルから予測される
1フイールド隔てたフイールド間動きベクトルと
実際の1フイールド隔てたフイールド間動きベク
トルの例を示すベクトル図、第10図はこの実施
例の信号の流れを示すタイミングチヤート、第1
1図は従来の動き補正サブサンプル内挿方式を適
用した一講成例のブロツク回路図、第12図はこ
の従来例の動き補正を行なわない場合の信号の流
れを示すタイミングチヤート、第13図は同じく
動き補正を行なう場合の信号の流れを示すタイミ
ングチヤートである。 2……スイツチ、3……1フイールド遅延器、
4……加算器、5……割算器、6……減算器、7
……第1の動き補正フイールドメモリ、8……第
2の動き補正フイールドメモリ、9……フイール
ド間補間フイルタ、10……フイールド内補間フ
イルタ、11……スイツチ、12……映像入力端
子。なお、各図中、同一符号は同一または相当部
分を示す。
Fig. 1 is a block circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a vector diagram showing an example of motion vectors during panning to explain the operation of this embodiment, and Fig. 3 is a diagram of fields separated by one frame. Figures 4, 6, and 8 show the existence ranges of inter-field motion vectors and inter-field motion vectors separated by one field, respectively. Figures 5, 7, and 9 are vector diagrams showing the relationships between the inter-field motion vectors predicted from the inter-field motion vectors separated by one frame, and the actual inter-field motions separated by one field. FIG. 10 is a vector diagram showing an example of vectors, and a timing chart showing the signal flow of this embodiment.
Figure 1 is a block circuit diagram of an example in which the conventional motion correction sub-sample interpolation method is applied, Figure 12 is a timing chart showing the signal flow when motion compensation is not performed in this conventional example, and Figure 13. is a timing chart showing the flow of signals when motion compensation is also performed. 2...Switch, 3...1 field delay device,
4... Adder, 5... Divider, 6... Subtractor, 7
...First motion correction field memory, 8...Second motion correction field memory, 9...Inter-field interpolation filter, 10...Intra-field interpolation filter, 11...Switch, 12...Video input terminal. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 4フイールドで一巡する所定のサンプル位置
でもつて間欠的にサブサンプルされ、伝送されて
くるサンプル値を、受信側で受信したサンプル値
の欠落を補間して映像信号を再生するとともに、
送信側において検出された映像信号の1フレーム
隔てたフイールド間の動き情報にもとづき、映像
信号を遅延させて補間するサンプル値の補間位置
を補正する動き補正サブサンプル内挿方式におい
て、注目するフイールドとこのフイールドより1
フレーム隔てた過去のフイールドとの間の第1の
動き情報と、当該注目するフイールドより1フイ
ールド前のフイールドとこのフイールドより1フ
レーム隔てた過去のフイールドとの間の第2の動
き情報との和の1/4を求め、この値を上記第1の
動き情報から減算して当該注目するフイールドの
動き情報を近似予測し、この近似予測した動き情
報のみにもとづいて当該注目するフイールドより
過去3フイールドのサンプル値の補間位置を補正
して欠落サンプル値の補間を行なうようにしたこ
とを特徴とする動き補正サブサンプル内挿方式。
1. The sample values that are intermittently sub-sampled and transmitted at predetermined sample positions that go around in 4 fields are interpolated for missing sample values received on the receiving side to reproduce the video signal,
In the motion correction subsample interpolation method, which corrects the interpolation position of sample values to be interpolated by delaying the video signal based on motion information between fields separated by one frame of the video signal detected on the transmitting side, the field of interest and 1 from this field
The sum of first motion information between a past field that is separated by a frame, and second motion information between a field that is one field before the field of interest and a past field that is one frame apart from this field. , and subtract this value from the first motion information to approximately predict the motion information of the field of interest, and based only on this approximately predicted motion information, calculate the past three fields from the field of interest. A motion-compensated subsample interpolation method characterized in that interpolation of missing sample values is performed by correcting interpolation positions of sample values.
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