JPH07114498B2 - Motion-corrected subsample interpolation method - Google Patents
Motion-corrected subsample interpolation methodInfo
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- JPH07114498B2 JPH07114498B2 JP61261206A JP26120686A JPH07114498B2 JP H07114498 B2 JPH07114498 B2 JP H07114498B2 JP 61261206 A JP61261206 A JP 61261206A JP 26120686 A JP26120686 A JP 26120686A JP H07114498 B2 JPH07114498 B2 JP H07114498B2
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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間正ブサンプル内挿方式に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention is applied to image processing in a MUSE-type high-definition television receiver, and calculates the amount of motion correction between fields from transmitted motion information. The present invention relates to a motion interpolation positive subsample interpolation method in which a missing point is calculated and interpolated 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総合技術研究所、NHK放送科学基礎研究
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図にその動き補正サブ
サンプル内挿方式の構成を示している。[Prior Art] NHK Research Institute of Technology and NHK Science and Technology Research Laboratories announced at the foundation commemorative lecture in June 1984 to the motion compensation subsample interpolation method of this kind that has been proposed so far. There is something mentioned in a preliminary document called "New Transmission System (MUSE) of High Definition Television". FIG. 11 shows the configuration of the motion correction subsample interpolation method.
第11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、上記入力端子(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(4)の出力信号
を32.4MHzのサブサンプルのタイミングで切替える。
(3)は非動き補正フイールドメモリで、上記スイツチ
(2)を通過する32.4MHzのサンプルレートの1フレー
ム分の信号を蓄える。(4)は動き補正フイールドメモ
リで、上記非動き補正フイールドメモリ(3)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。In FIG. 11, (1) is a video input terminal for inputting a video signal transmitted at a sample rate of 16.2 MHz, (2) is a switch, and the video signal input to the input terminal (1) and the movement described later. The output signal of the correction field memory (4) is switched at the timing of 32.4 MHz sub-sampling.
(3) is a non-motion compensation field memory, which stores a signal for one frame having a sample rate of 32.4 MHz passing through the switch (2). Reference numeral (4) is a motion correction field memory, which stores a signal for one frame at a sample rate of 32.4 MHz output from the non-motion correction field memory (3) and performs motion correction by using a motion vector.
(10)はフイールド間補間フイルタで、上記非動き補正
フイールドメモリ(3)の出力信号とスイツチ(2)を
通過した信号をもとに欠落サンプル点を補間する。(1
1)はフイールド内補間フイルタで、上記スイツチ
(2)を通過した信号のみをもとに欠落サンプル点を補
間する。(12)はスイツチで、動き補正を行なわない時
には上側接点に接続されて、フイールド間補間フイルタ
(10)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に接続されてフイ
ールド内補間フイルタ(11)の出力信号を通過させる。
(13)は欠落サンプル点が補間されて64.8MHzのサンプ
ルレートとなつて、上記スイツチ(12)を通過する信号
を出力する映像出力端子である。(10) is an inter-field interpolation filter, which interpolates the missing sample points based on the output signal of the non-motion correction field memory (3) and the signal passed through the switch (2). (1
1) is an intra-field interpolation filter that interpolates the missing sample points based only on the signal that has passed through the switch (2). (12) is a switch, which is connected to the upper contact when motion compensation is not performed, allows the output signal of the inter-field interpolation filter (10) to pass, and is used as the lower contact when motion compensation or motion detection is performed. It is connected to allow the output signal of the inter-field interpolation filter (11) to pass.
Reference numeral (13) is a video output terminal for outputting a signal which passes through the switch (12) at a sample rate of 64.8 MHz by interpolating the 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 described.
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8.1M
Hzである。The transmission method for high-definition television is sub-Nyquist sampling, which makes a cycle of four fields, and its required bandwidth is 8.1M.
Hz.
映像入力端子(1)に第1フイールドの信号が入力され
た場合、非動き補正フイールドメモリ(3)には1巡前
の第2フイールドと第4フイールドの信号が記憶され、
一方動き補正フイールドメモリ(4)には1巡前の第1
フイールドと第3フイールドの信号が記憶されている。
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(4)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、上記動き補正フイールドメモリ
(4)の動き補正内容は映像入力端子(1)に入力され
る第1フイールドの信号を基準に行なわれる。When the signal of the first field is input to the video input terminal (1), the non-motion compensation field memory (3) stores the signals of the second field and the fourth field one cycle before,
On the other hand, in the motion compensation field memory (4), the first
The signals of the field and the third field are stored.
When a motion vector exists due to the panning of the camera, the contents of the motion correction field memory (4) move two-dimensionally according to the vector amount. At this time, if the transmitted motion vector is a motion correction amount between fields separated by one frame, the motion correction content of the motion correction field memory (4) is input to the video input terminal (1) in the first field. The signal is used as a reference.
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
の信号と動き補正が行なわれた1巡前の第3フイールド
の信号とがスイツチ(2)を通過する。The switch (2) is switched at the timing of 32.4 MHz sub-sampling, and the phase is inverted for each field and also by the motion vector. Therefore, in the above case, the signal of the first field input from the video input terminal (1) and the signal of the third field one cycle before the motion correction are passed 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(3)の出力信号とはフイールド間補間フイルタ
(10)に入力されて、フイールド間補間を行なう。The signal that has passed through the switch (2) and the output signal of the non-motion correction field memory (3) are input to the inter-field interpolation filter (10) to perform inter-field interpolation.
動き補正を行なわない時、すなわちスイツチ(12)が上
側接点(12x)に接続している時には、映像出力端子(1
3)からフイールド間補間された64.8MHzのサンプルレー
トの映像信号を出力する。When motion compensation is not performed, that is, when the switch (12) is connected to the upper contact (12x), the video output terminal (1
The video signal with a sample rate of 64.8 MHz interpolated between fields is output from 3).
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(11)に入力されて、フイー
ルド内補間を行ない、スイツチ(12)が下側接点(12
y)に接続されている時、映像出力端子(13)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。Also, the signal of the field that passed through switch (2) is
It is input to the inter-field interpolation filter (11) to perform inter-field interpolation, and the switch (12) moves to the lower contact (12
When it is connected to y), the video signal with the sample rate of 64.8MHz interpolated within the field is output from the video output terminal (13).
動き補正が行なわれずに映像入力端子(1)にa2フイー
ルドが入力された時、第11図の12a〜12eの信号の状態は
第12図に示すとおりである ただし、信号をフイールドで表わすと……a1,b1,c1,d1,
a2,b2,c2,d2……の順に流れている。第12図中の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。When a 2 field is input to the video input terminal (1) is not performed motion compensation, the state of 12a~12e signals Figure 11 are shown in FIG. 12, however, the representative of the signal at the field ...... a 1 , b 1 , c 1 , d 1 ,
It flows in the order of a 2 , b 2 , c 2 , d 2 . A in FIG. 12 indicates an interpolated value interpolated from b 1 , c 1 , d 1 , a 2 by an interpolating function f A which is inter-field interpolation.
また動き補正が行なわれ、映像入力端子(1)にa2フイ
ールドが入力された時、第11図の13a〜13eの信号の状態
は第13図に示すとおりであり、第13図中、記号の上の横
線は動き補正が行なわれたことを示し、Bはフイールド
内内挿である補間関数fBにより1,a2から補間される補
間値を示す。Also, when motion compensation is performed and the a 2 field is input to the video input terminal (1), the signal states of 13a to 13e in FIG. 11 are as shown in FIG. 13, and the symbols in FIG. The horizontal line above indicates that motion compensation has been performed, and B indicates the interpolation value interpolated from 1 and a 2 by the interpolation function f B that is field interpolation.
[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、動き補正実施時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、動き補正実施時
の解像度が低下するという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional motion compensation sub-sample interpolation method as described above, since the relationship between adjacent fields is not taken into consideration at the time of performing motion compensation, the missing sample points are not taken into consideration. Must be done in the field by an in-field interpolation filter. Therefore, there is a problem that the resolution at the time of performing the motion correction is lowered.
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、伝送されてくる動きベクトルから各フィール
ド間の動きベクトルを求めて動き補正を行わない場合と
同様に補正を行う場合にもフィールド間補間フィルタを
用いることにより、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 in order to solve the above problems, and also when the motion vector between the fields is calculated from the transmitted motion vector and the motion correction is performed in the same manner as when the motion correction is not performed. It is an object of the present invention to provide a motion-compensated sub-sample interpolation method capable of suppressing a decrease in resolution by using an inter-field interpolation filter.
[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、所
定のサンプル位置を保って4フィールドで一巡するよう
に間欠的にサブサンプルして伝送されてくるサンプル値
に基づいて、受信側で4フィールド期間に受信した上記
サンプル値からその欠落点を補間して映像信号を再生す
るサブサンプル内挿方式であって、送信側において検出
された映像信号の1フレーム隔てたフィールド間動きベ
クトルに基づき、受信側で1フレーム前の上記サンプル
値の位置を補正した後、その欠落点を補間して映像信号
を再生する動き補正サブサンプル内挿方式において、互
いに隣合うフィールドと同時刻に伝送される2種類の1
フレーム隔てたフィールド間動きベクトルから、受信側
において1フィールド隔てたフィールド間動きベクトル
を、上記2種類の1フレーム隔てたフィールド間動きベ
クトルの和の1/4に近似予測することにより生成し、送
信側で検出された上記1フレーム隔てたフィールド間動
きベクトルと受信側で生成された上記1フィールド隔て
たフィールド間動きベクトルを使用して、注目するフィ
ールドを基準に、過去3フィールドのサンプル値の相対
位置を補正し、静止画における補間と同様に、動画にお
いても4フィールド期間に受信したサンプル値からその
欠落点を補間するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] In the motion compensation sub-sample interpolation method according to the present invention, sample values transmitted by intermittently sub-sampling so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position. Is a sub-sampling interpolation method for reproducing a video signal by interpolating the missing points from the sample values received in the four-field period on the receiving side, based on 1 frame interval of the video signal detected on the transmitting side. In the motion-correction sub-sample interpolation method in which the position of the sample value one frame before is corrected on the receiving side based on the inter-field motion vector, and the missing point is interpolated to reproduce the video signal, the adjacent fields 2 types of 1 transmitted at the same time as
Generate from the inter-field motion vectors separated by frames by approximating the inter-field motion vectors separated by one field on the receiving side to 1/4 of the sum of the above two types of inter-field motion vectors separated by one frame, and then transmit By using the inter-field motion vector separated by one frame detected on the side and the inter-field motion vector generated by the reception side by one field, relative to the sample value of the past three fields based on the field of interest. The position is corrected and the missing point is interpolated from the sample value received in the four-field period in the moving image as well as the interpolation in the still image.
[作用] この発明によれば、上述のように、伝送されてくる動き
情報に急激な変化がないことを利用して、受信側におい
て、1フィールド隔てたフィールド間動きベクトルを、
送信側で検出した1フレーム隔てたフィールド間動きベ
クトルの1/4に近似予測することで生成し、送信側で検
出された1フレーム隔てたフィールド間動きベクトルと
受信側で生成された上記の1フレーム隔てたフィールド
間動きベクトルを使用するようにしたので、常にフィー
ルド間補間フィルタを用いて動画の場合でも、静止画と
同様にフィールド間補間を行なうことによって、動画の
場合における解像度の向上を図ることができる。[Operation] According to the present invention, as described above, by utilizing the fact that the transmitted motion information does not change abruptly, an inter-field motion vector separated by one field at the receiving side is
Generated by approximating to 1/4 of the inter-field motion vector 1 frame apart detected on the transmitting side, and the inter-field motion vector 1 frame apart detected on the transmitting side and the above 1 generated on the receiving side. Since the inter-field motion vectors separated by frames are used, even when a moving image is always used with an inter-field interpolation filter, the inter-field interpolation is performed similarly to a still image to improve the resolution in the case of a moving image. be able to.
[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] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明の一実施例による動き補正サブサンプ
ル内挿方式の構成を示すブロツク図であり、同図におい
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、
上記入力端子(1)に入力される映像信号と後述する第
1の動き補正フイールドメモリ(4)の出力信号を32.4
MHzのサブサンプルのタイミングで切替える。(3)は
非動き補正フイールドメモリで、上記スイツチ(2)を
通過する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。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a motion compensation sub-sample interpolation method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, (1) shows a video image input with a video signal transmitted at a sample rate of 16.2 MHz. Input terminal, (2) is a switch,
32.4 the video signal input to the input terminal (1) and the output signal of the first motion compensation field memory (4) described later.
Switch at the timing of the subsample of MHz. Reference numeral (3) is a non-motion correction field memory, which stores a signal for one frame having a sample rate of 32.4 MHz passing through the switch (2) and performs motion correction using a motion vector.
(5)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フイールド遅延させる。(6)は加算器で、
伝送されてくる動きベクトルを1フイールド遅延器
(5)の出力である1フイールド前の動きベクトルを加
算する。(7)は割算器で、上記加算器(6)の出力を
4で割る。(8)は減算器で、伝送されてくる動きベク
トルから上記割算器(7)の出力を減算する。(5) is a 1-field delay device, which delays the transmitted motion vector by 1 field. (6) is an adder,
The transmitted motion vector is added to the motion vector one field before, which is the output of the one field delay unit (5). (7) is a divider, which divides the output of the adder (6) by 4. A subtracter (8) subtracts the output of the divider (7) from the transmitted motion vector.
(9)は第2の動き補正フイールドメモリで、上記スイ
ツチ(2)を通過する32.4MHzのサンプルレートの1フ
レーム分の信号を蓄え、上記減算器(8)の出力である
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。(10)はフイールド間補間フイルタで、上記スイ
ツチ(2)を通過する信号と上記第2の動き補正フイー
ルドメモリ(9)の出力信号をもとに欠落サンプル点を
補間する。(11)はフイールド内補間フイルタで、上記
スイツチ(2)を通過する信号のみをもとに欠落サンプ
ル点を補間する。(12)はスイツチで、通常上側接点
(12x)に接続されて上記フイールド間補間フイルタ(1
0)の出力信号を通過させ、動き検出がなされた時に画
素単位で下側接点(12y)に接続されて上記フイールド
内補間フイルタ(11)の出力信号を通過させる。(13)
は欠落サンプル点が補間されて64.8MHzのサンプルレー
トとなつて、上記スイツチ(12)を通過する信号を出力
する映像出力端子である。(9) is a second motion compensation field memory, which stores a signal for one frame having a sample rate of 32.4 MHz passing through the switch (2), and predictive motion between fields which is an output of the subtracter (8). Motion correction is performed using a vector. (10) is an inter-field interpolation filter, which interpolates a missing sample point based on the signal passing through the switch (2) and the output signal of the second motion correction field memory (9). (11) is an intra-field interpolation filter that interpolates the missing sample points based on only the signal passing through the switch (2). (12) is a switch, which is normally connected to the upper contact (12x) and is connected to the inter-field interpolation filter (1
0) output signal is passed, and when a motion is detected, the output signal of the inter-field interpolation filter (11) is passed by being connected to the lower contact (12y) in pixel units. (13)
Is a video output terminal for outputting a signal which passes through the switch (12) at a sample rate of 64.8 MHz by interpolating the 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 described.
第2図は第1図の動作を具体的に説明するために、パニ
ングがおこつている際の動きベクトルを示し、同図中x
は画面水平軸、yは画面垂直軸を表わしている。FIG. 2 shows motion vectors during panning in order to specifically explain the operation of FIG.
Represents the horizontal axis of the screen and y represents the vertical axis of the screen.
映像信号の各フイールドはa1〜d2で表わし、信号をフイ
ールドで表わすと……a0,b0,c0,d0,a1,b1,c1,d1,a2,b2,
c2,d2……の順に流れている。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……1,1,1,1,
2,2,……で表わしている。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……▲
▼,▲▼,▲▼,▲▼……で表わ
している。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。Each field of the video signal is represented by a 1 to d 2 , and when the signal is represented by a field ... a 0 , b 0 , c 0 , d 0 , a 1 , b 1 , c 1 , d 1 , a 2 , b 2 ,
It flows in the order of c 2 , d 2 . The motion vectors between fields separated by one frame are ... 1 , 1 , 1 , 1 ,
It is represented by 2 , 2 , .... Also, the inter-field motion vectors separated by one field that are obtained in the plot ... ▲
It is represented by ▼, ▲ ▼, ▲ ▼, ▲ ▼ .... The following relational expression holds between the inter-field motion vector separated by one frame and the inter-field motion vector separated by one field.
ここで、たとえば▲▼は次式のように書き替える
ことができる。 Here, for example, ▲ ▼ can be rewritten as the following equation.
上式の右辺第2項が十分小さいならば▲▼は次式
のように予測できる。 If the second term on the right side of the above equation is sufficiently small, ▲ ▼ can be predicted as in the following equation.
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。 Here, for example, consider only the four-field relationship of a 1 to d 1 . However, the inter-field motion vectors separated by one frame are transmitted in one field by a digital signal of horizontal component 5 bits and vertical component 3 bits.
In other words, when describing the magnitude of the inter-field motion vector separated by one frame in terms of pixel length, the horizontal component is within the range of −15 to +16, the vertical component is within −3 to +4, and the horizontal component and the vertical component are The direction component also has a discrete component that is an integer. When this is illustrated, as shown in FIG.
The inter-field motion vectors separated by frames are within a range surrounded by a broken line. However, the origin in FIG. 3 is an arbitrary pixel of a 1 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, a 1
The inter-field motion vector separated by one field between the field and b 1 field is within the range surrounded by the chain line in FIG. Here, the relative relationships of the three fields a 1 to c 1 are shown in FIGS. 4, 6, and 8 by changing the three relative relationships, and the prediction accuracy of the position and motion vector of the d 1 field is shown for each of them. Find out.
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▲▼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▲▼と▲▼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フイールドは斜線の範
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 とベクトル▲▼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 in which the magnitude of the inter-field motion vector (1) separated by one frame is maximum. At this time, the inter-field motion vectors ▲ ▼ and ▲ ▼ separated by one field also become maximum, and a 1 ~
c 1 The relative position of the field is defined. At this time,
The d 1 field exists within the range of the three-dot chain line in the figure,
If there is no sudden movement change, the d 1 field exists within the range of the diagonal line. 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, the prediction vector when the d 1 field is at the position shown And vector ▲ ▼ are shown in FIG. The prediction error at this time is one pixel length, and if there is a d 1 field at the position represented 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▲▼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▲▼は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▲
▼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 とベクトル▲▼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
フ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, FIG. 6 shows the case where the components of the inter-field motion vector ▲ ▼ separated by one frame are (x, y) = (10, 2). Similar to FIG. 4, if the inter-field motion vectors ▲ ▼ separated by one field exist within the range surrounded by the chain line, and b 1 field is at the point shown in the figure,
Motion vector between fields separated by one field ▲
▼ exists within the range surrounded by the chain double-dashed line. In fact, such movement by panning is possible because the c 1 field is within the range enclosed by the chain double-dashed line as shown. At this time, the d 1 field exists within the range of the three-dot chain line in the figure, but within the range of the diagonal lines as in the description in FIG. 4, it is highly possible that it exists at the position indicated by the black circle. . As an example, the prediction vector when the d 1 field is at the position shown And vector ▲ ▼ are shown in FIG. The prediction error at this time is 1 pixel diagonal, and d 1
If there is a field, the error will be less than that, so the prediction is valid in the case of FIG.
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▲▼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▲▼は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▲▼
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 とベクトル▲▼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, FIG. 8 shows a case where the components of the inter-field motion vector ▲ ▼ separated by one frame are (x, y) = (3, 1). As in FIG. 4, if the inter-field motion vector ▲ ▼ separated by one field exists within the range surrounded by the chain line and b 1 field is at the point shown in the figure, 1
Motion vector between fields separated by fields ▲ ▼
Exists within a range surrounded by a chain double-dashed line. In fact, such movement by panning is possible because the c 1 field is within the range enclosed by the chain double-dashed line as shown. At this time, the d 1 field exists within the range of the three-dot chain line in the figure, but it exists within the range of the diagonal lines as in the explanation in FIG. 4, and it is highly possible that it exists at the position indicated by the black circle. high. As an example, the prediction vector when the d 1 field is at the position shown And vector ▲ ▼ are shown in FIG. The prediction error at this time is 1 pixel diagonal, and d 1
If there is a field, the error will be less than that, so the prediction is valid in the case of FIG.
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▲▼は1フレーム隔てたフイールド間動き
ベクトル▲▼と▲▼を用いて、 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、 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 ▲ ▼ separated by one field is calculated using the inter-field motion vectors ▲ ▼ and ▲ ▼ separated by one frame. Prediction can be performed by approximation with an integer part of, and the error is about one pixel diagonal or less. Similarly, Can be predicted like. However, [] represents an integer part.
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緩やかになれば再び
誤差の小さい予測ができる。Moreover, in the prediction of the inter-field motion vector separated by one field, the error does not affect the subsequent prediction, so even if there is a temporary large vector change and the error becomes large, the subsequent vector changes will not become gradual. For example, the prediction with small error can be made again.
上記のような予測により行なう動き補正を第1図をもと
に説明する。The motion correction performed by the above prediction will be described with reference to FIG.
まず、第1図の映像入力端子(1)にd1フイールドの信
号が入った時、非動き補正フイールドメモリ(3)には
d1フイールド、c1フイールドの信号が、また第1の動き
補正フイールドメモリ(4)にはd0フイールド、b1フイ
ールドの信号が記憶されている。このとき、動きベクト
ル▲▼が入力されたとすると、第1の動き補正フイ
ールドメモリ(4)では動きベクトル▲▼によって
記憶されているd0フイールド、b1フイールドを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。これによりスイツチ
(2)を通過する信号はd1フイールドと動きベクトルB1
により補正が行なわれたb1フイールドとの信号である。First, when a signal of d 1 field is input to the video input terminal (1) of FIG. 1, the non-motion compensation field memory (3) stores
The signals of d 1 field and c 1 field are stored, and the signals of d 0 field and b 1 field are stored in the first motion compensation field memory (4). At this time, if the motion vector ▲ ▼ is input, the d 0 field and the b 1 field stored by the motion vector ▲ ▼ are two-dimensionally moved in the first motion correction field memory (4), and the image is moved. Motion compensation is performed based on the d 1 field input to input terminal (1). As a result, the signal passing through switch (2) is d 1 field and motion vector B 1
It is a signal with b 1 field corrected by.
一方、入力された動きベクトル▲▼は1フイールド
遅延器(5)に入力され、この1フイールド遅延器
(5)の出力は1フイールド前の動きベクトル▲▼
であり、加算器(6)により動きベクトル▲▼と加
算され、さらに割算器(7)により4で除算され、その
出力の整数部分が1フイールド隔てたフイールド間動き
ベクトル▲▼の予測値となる。On the other hand, the input motion vector ▲ ▼ is input to the 1-field delay device (5), and the output of the 1-field delay device (5) is the motion vector 1 field before.
Is added to the motion vector ▲ ▼ by the adder (6) and further divided by 4 by the divider (7), and the integer part of the output is the predicted value of the inter-field motion vector ▲ ▼ separated by one field. Become.
割算器(7)の出力は減算器(8)により動きベクトル
▲▼から減算され、1フイールド隔てたフイールド
間動きベクトル▲▼の予測値が得られる。第2の
動き補正フイールドメモリ(9)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▲▼の予測ベ
クトル により2次元的に移動してd1フイールドを基準に動き補
正が行なわれる。The output of the divider (7) is subtracted from the motion vector () by the subtractor (8) to obtain the predicted value of the inter-field motion vector (1) separated by one field. The content of the second motion compensation field memory (9) is the prediction vector of the inter-field motion vector ▲ ▼ separated by one field. Thus, the movement is two-dimensionally performed, and motion correction is performed based on the d 1 field.
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(10)に入り、フイールド間補間を可能とする。
通常スイツチ(12)は上側接点(12x)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(12)が画素単位で下側
接点(12y)に接続されてフイールド内補間フイルタ(1
1)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, motion compensation was performed based on the d 1 field.
Signals for 4 fields of a 1 field, b 1 field, c 1 field, d 1 field itself enter inter-field interpolation filter (10) to enable inter-field interpolation.
Normally, the switch (12) is connected to the upper contact (12x), and the inter-field interpolated signal passes through. However, since the inter-field interpolation is not performed for the moving image signal, when the motion is detected, the switch (12) is ) Is connected to the lower contact (12y) in pixel units, and the inter-field interpolation filter (1
By 1), in-field interpolation is performed only from the signal that has passed through the switch (2).
フイールド間補間フイルタ(10)またはフイールド内補
間フイルタ(11)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
(13)から出力される。The sample rate of the signal in which the missing sample points are interpolated by the inter-field interpolation filter (10) or the intra-field interpolation filter (11) is 64.8 MHz and is output from the video output terminal (13).
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動き補正サブサンプル内挿方式で
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 the motion-compensated sub-sample interpolation method that obtains inter-field motion vectors separated by one field by such prediction, not only is it stable at the beginning and end of panning, but also the transmitted motion vector has a temporary error. Even if it does, it will not have any adverse effects.
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の変化が緩やかであるから、こ
の方式は非常に良好であると言える。It is also stable in special cases where the scene changes during panning and the image becomes a panning image. Furthermore, since the change of the motion vector due to panning is gradual, it can be said that this method is very good.
映像入力端子(1)にa2フイールドの信号が入力された
時の第1図の10a〜10g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1,1,1,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 from 10a to 10g in FIG. 1 when the a 2 field signal is input to the video input terminal (1). In FIG. 10, the horizontal line above the symbol indicates that the motion has been corrected, A is the interpolation value interpolated from 1 , 1 , 1 , 1 , a 2 by the interpolation function f A , and B is 1 by the interpolation function f B. , a 2 is an interpolated value.
[発明の効果] 以上のように、この発明に係る動き補正サブサンプル内
挿方式によれば、所定のサンプル位置を保って4フィー
ルドで一巡するように間欠的にサブサンプルして伝送さ
れてくるサンプル値に基づいて、受信側で4フィールド
期間に受信した上記サンプル値からその欠落点を補間し
て映像信号を再生するサブサンプル内挿方式であって、
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
フィールド間動きベクトルに基づき、受信側で1フレー
ム前の上記サンプル値の位置を補正した後、その欠落点
を補間して映像信号を再生する動き補正サブサンプル内
挿方式において、互いに隣合うフィールドと同時刻に伝
送される2種類の1フレーム隔てたフィールド間動きベ
クトルから、受信側において1フィールド隔てたフィー
ルド間動きベクトルを、上記2種類の1フレーム隔てた
フィールド間動きベクトルの和の1/4に近似予測するこ
とにより生成し、送信側で検出された上記1フレーム隔
てたフィールド間動きベクトルと受信側で生成された上
記1フィールド隔てたフィールド間動きベクトルを使用
して、注目するフィールドを基準に、過去3フィールド
のサンプル値の相対位置を補正し、静止画における補間
と同様に、動画においても4フィールド期間に受信した
サンプル値からその欠落点を補間するようにしたので、
動画においても、静止画と同様に、4フィールド期間に
受信したサンプル値からその欠落点を補間することがで
き、その結果、パニングが起こった動画の場合であって
も、優れた解像度の画像を得ることができるという効果
がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the motion compensation subsample interpolation method according to the present invention, subsamples are transmitted intermittently so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position. A sub-sample interpolation method for reproducing a video signal by interpolating a missing point from the sample value received in a 4-field period on the receiving side based on the sample value,
The motion of reproducing the video signal by interpolating the missing point after correcting the position of the sample value one frame before on the reception side based on the inter-field motion vector of the video signal detected by the transmission side one frame apart. In the corrected sub-sample interpolation method, an inter-field motion vector separated by one field on the receiving side is calculated from two inter-field motion vectors separated by one frame at the same time as the adjacent fields. Generated by approximating to 1/4 of the sum of inter-field motion vectors separated by frames, and the inter-field motion vector separated by 1 frame detected by the transmitting side and the field separated by 1 field generated by the receiving side. Using the inter-motion vector, the relative values of the sampled values of the past three fields with respect to the field of interest Correcting the location, as with interpolation in a still image, since the from the sample values received in 4-field period even videos to interpolate the missing points,
Similar to a still image, even in a moving image, the missing points can be interpolated from the sample values received in the four-field period, and as a result, even in the case of a panned moving image, an image with excellent resolution can be obtained. There is an effect that can be obtained.
第1図はこの発明の一実施例による動き補正サブサンプ
ル内挿方式の概略構成の例を示すブロツク図、第2図は
第1図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、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、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図はこの発明によ
る動き補正サブサンプル内挿方式の信号の流れを示すタ
イミングチヤート、第11図は従来の動き補正サブサンプ
ル内挿方式の概略構成の例を示すブロツク図、第12図は
従来の動き補正サブサンプル内挿方式の動き補正を行な
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図は従来の動き補正サブサンプル内挿方式の動き補正
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。 (1)……映像入力端子、(2)……スイツチ、(3)
……非動き補正フイールドメモリ、(4)……第1の動
き補正フイールドメモリ、(5)……1フイールド遅延
器、(6)……加算器、(7)……割算器、(8)……
減算器、(9)……第2の動き補正フイールドメモリ、
(10)……フイールド間補間フイルタ、(11)……フイ
ールド内補間フイルタ、(12)……スイツチ、(13)…
…映像出力端子。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a motion correction sub-sample interpolation method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a motion vector at the time of panning for explaining the operation of FIG. FIG. 3 is a vector diagram showing the existence range of inter-field motion vector separated by one frame and inter-field motion vector separated by one field, FIG. 4, FIG.
FIGS. 8 and 9 are vector diagrams showing the relationship between inter-field motion vectors separated by one frame and inter-field motion vectors separated by one field, FIG. 5, FIG. 7, FIG.
FIG. 10 is a vector diagram showing an example of an inter-field motion vector separated by one field predicted from an inter-field motion vector separated by one frame and an actual inter-field motion vector separated by one field. FIG. 10 is a motion correction according to the present invention. A timing chart showing the signal flow of the sub-sample interpolation method, FIG. 11 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the conventional motion-compensated sub-sample interpolation method, and FIG. 12 is a conventional motion-compensated sub-sample interpolation method. Timing chart showing the signal flow when motion compensation is not performed
FIG. 13 is a timing chart showing a signal flow in the case of performing the motion compensation of the conventional motion compensation sub-sample interpolation method. (1) …… Video input terminal, (2) …… Switch, (3)
...... Non-motion correction field memory, (4) ...... First motion correction field memory, (5) ...... 1 field delay device, (6) …… Adder, (7) …… Divider, (8 ) ……
Subtractor, (9) ... Second motion compensation field memory,
(10) ... Inter-field interpolation filter, (11) ... Inter-field interpolation filter, (12) ... Switch, (13) ...
… Video output terminal. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
で一巡するように間欠的にサブサンプルして伝送されて
くるサンプル値に基づいて、受信側で4フィールド期間
に受信した上記サンプル値からその欠落点を補間して映
像信号を再生するサブサンプル内挿方式であって、送信
側において検出された映像信号の1フレーム隔てたフィ
ールド間動きベクトルに基づき、受信側で1フレーム前
の上記サンプル値の位置を補正した後、その欠落点を補
間して映像信号を再生する動き補正サブサンプル内挿方
式において、 互いに隣合うフィールドと同時刻に伝送される2種類の
1フレーム隔てたフィールド間動きベクトルから、受信
側において1フィールド隔てたフィールド間動きベクト
ルを、上記2種類の1フレーム隔てたフィールド間動き
ベクトルの和の1/4に近似予測することにより生成し、 送信側で検出された上記1フレーム隔てたフィールド間
動きベクトルと受信側で生成された上記1フィールド隔
てたフィールド間動きベクトルを使用して、注目するフ
ィールドを基準に、過去3フィールドのサンプル値の相
対位置を補正し、 静止画における補間と同様に、動画においても4フィー
ルド期間に受信したサンプル値からその欠落点を補間す
ることを特徴とする動き補正サブサンプル内挿方式。1. Based on a sample value transmitted by intermittently sub-sampling so as to make a cycle of four fields while maintaining a predetermined sample position, the sample value is received from the sample value received in a four-field period on the receiving side. It is a sub-sampling interpolation method of reproducing a video signal by interpolating a missing point, and based on an inter-field motion vector separated by one frame of the video signal detected on the transmission side, the sample value one frame before on the reception side. In the motion-compensated sub-sample interpolation method that corrects the position of, and reproduces the video signal by interpolating the missing point, two types of inter-field motion vectors separated by one frame and transmitted at the same time as adjacent fields From the inter-field motion vector separated by one field on the receiving side from the inter-field motion vector of the above two types separated by one frame. Generated by approximating to 1/4 of the sum of the tor, and using the inter-field motion vector detected by the transmitter at one frame apart and the inter-field motion vector generated by the receiver at one field apart. Then, the relative position of the sample values of the past 3 fields is corrected based on the field of interest, and the missing point is interpolated from the sample values received in the 4 field period in the moving image as well as the interpolation in the still image. Characteristic motion compensation sub-sample interpolation method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61261206A JPH07114498B2 (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Motion-corrected subsample interpolation method |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP61261206A JPH07114498B2 (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Motion-corrected subsample interpolation method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63115481A JPS63115481A (en) | 1988-05-20 |
| JPH07114498B2 true JPH07114498B2 (en) | 1995-12-06 |
Family
ID=17358617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61261206A Expired - Lifetime JPH07114498B2 (en) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | Motion-corrected subsample interpolation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5347309A (en) * | 1991-04-25 | 1994-09-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image coding method and apparatus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720139A (en) * | 1980-07-07 | 1982-02-02 | Hitachi Ltd | Motor pump |
| DE3408061A1 (en) * | 1984-03-05 | 1985-09-05 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | METHOD FOR MOTION-ADAPTIVE INTERPOLATION OF TELEVISION SEQUENCES AND APPLICATIONS OF THIS METHOD |
| JPH0620302B2 (en) * | 1985-03-04 | 1994-03-16 | 株式会社東芝 | Interpolator between fields |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP61261206A patent/JPH07114498B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS63115481A (en) | 1988-05-20 |
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