(57)【要約】画像がなだらかに変化しているエリアにおいては、静止画領域と動画領域とを正確に検出することが困難であった。所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する画像の振幅量を検出する小振幅エリア検出手段９と、時間的な画像の変化量を検出する動き情報抽出手段１０と、検出された変化量に基づいて、少なくとも所定画素が動画素であるか否かを判定する比較手段２と、判定の結果を利用して、所定画素に関する動き信号を発生する動画素カウント手段３および動き信号発生手段１１とを備え、検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な画像の変化量が検出される動き検出装置である。
2003088648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出手段と、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段と、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生手段とを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出装置。
【請求項２】
前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な前記画像の変化量が検出される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項３】
前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定するための閾値のレベルがより小さく補正されて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項４】
前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号を発生するために前記判定の結果が利用される画素の存在するエリアがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項５】
前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画に関する動き信号のゲインがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システム。
【請求項７】
所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出方法。
【請求項８】
請求項７記載の動き検出方法の、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項８記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、映像信号のノイズ低減やフォーマット変換などに利用可能な動き検出装置、画像処理システム、動き検出方法、プログラム、および記録媒体に関する。
背景技術
はじめに、従来の動き検出装置のブロック図である図１０を参照しながら、従来の動き検出装置（たとえば特開平６−３１１５０４号公報など参照）の構成を説明する。
なお、特開平６−３１１５０４号公報の全ての開示は、そっくりそのままここに引用（参照）することにより、一体化される。
１０１は、映像信号を入力する端子である。
１０２は、入力映像信号を１フレーム遅延するフレームメモリである。
つぎに、このような従来の動き検出装置の動作を説明する。
減算器１０３は、入力信号からフレームメモリ１０２の出力を減算し、フレーム差分を出力する。
絶対値回路１０４は、このフレーム差分出力を絶対値化し、ＲＯＭ１０５に供給する。
ＲＯＭ１０５は、絶対値化されて供給されたフレーム差分出力を所定の閾値と比較し、絶対値回路１０４の出力が大きければデータ「１」を出力し、同じか小さければデータ「０」を出力する。
この出力はメモリ部１０６に送られ、着目画素の画素周辺エリアのデータが信号遅延されて出力される。
そして、判定回路１０７は、これらの画素周辺エリアのデータから動きを判定し、判定結果を出力する。
しかしながら、このような従来の動き検出装置においては、入力映像信号の変化が少なく画像がなだらかに変化している部分では、画像が動いても減算器１０３の出力が小さくなる。
そのため、減算器１０３の出力が閾値を越えず、動画領域が静止画領域であると誤判定され、動き検出漏れが生じることがあった。
発明の開示
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、画像がなだらかに変化しているエリアにおいても静止画領域と動画領域とをより正確に検出することができる動き検出装置、画像処理システム、動き検出方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とするものである。
第１の本発明は、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出手段と、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段と、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生手段とを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出装置である。
第２の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な前記画像の変化量が検出される第１の本発明の動き検出装置である。
第３の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定するための閾値のレベルがより小さく補正されて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される第１の本発明の動き検出装置である。
第４の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号を発生するために前記判定の結果が利用される画素の存在するエリアがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される第１の本発明の動き検出装置である。
第５の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号のゲインがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される第１の本発明の動き検出装置である。
第６の本発明は、第１の本発明の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システムである。
第７の本発明は、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出方法である。
第８の本発明は、第７の本発明の動き検出方法の、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
第９の本発明は、第８の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
第１０の本発明は、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算手段と、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段とを備えた動き検出装置である。
第１１の本発明は、第１０の本発明の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システムである。
第１２の本発明は、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとを備えた動き検出方法である。
第１３の本発明は、第１２の本発明の動き検出方法の、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
第１４の本発明は、第１３の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１の動き検出装置のブロック図である図１を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
１は、入力映像信号から動き情報を抽出する動き情報抽出手段である。
２は、動き情報抽出手段１の出力を所定の動画閾値信号と比較し、動画素を検出する比較手段である。比較手段２は、コンパレータを有する。
３は、比較手段２からの出力から着目画素を含む所定画素周辺エリアの動画素の個数を計数する動画素カウント手段である。動画素カウント手段３は、所定画素周辺エリア内のデータを得るためのメモリと、得られた動画素情報を加算するための加算器とを有する。
４は、動き情報抽出手段１の出力から着目画素を含む所定画素周辺エリア内の動き量を加算する動き量加算手段である。動き量加算手段４は、所定画素周辺エリア内の動き量データを得るためのメモリと、各画素の動き量を加算し合計する加算器とを有する。
５は、動画素カウント手段３からの出力信号と動き量加算手段４からの出力信号とから動き信号を発生する動き信号発生手段である。
ここで、本発明の実施の形態１の動き情報抽出手段１の詳細な回路図である図２を参照しながら、動き情報抽出手段１の構成についてより詳細な説明を行う。
６は、入力信号を１フレーム遅延させるフレームメモリである。
７は、入力信号とフレームメモリ６からの現在の信号と１フレーム遅延信号の差分を計算する減算器である。
８は、減算器７の出力から絶対値を求める絶対値回路である。
なお、本発明の変化量検出手段は動き情報抽出手段１を含む手段に対応し、本発明の変化量加算手段は動き量加算手段４を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は動き信号発生手段５を含む手段に対応する。
つぎに、本実施の形態の録画システムの動作について説明する。
なお、本実施の形態の録画システムの動作について説明しながら、本発明の動き検出方法の一実施の形態についても説明を行う（その他の実施の形態についても同様である）。
動き情報抽出手段１は、入力映像信号の１フレーム差分信号を求め、この１フレーム差分信号の絶対値をとることで動き情報を得る。
この動き情報抽出手段１からの動き情報は、比較手段２に送られ、所定の動画閾値信号と比較される。
比較手段２は、動き情報が動画閾値信号より大きければデータ「１」、同じか小さければデータ「０」を出力する。
この比較手段２からの比較結果は、動画素カウント手段３に送られ、着目画素を含んだ所定画素周辺エリア内の動画素の個数が計数される。
また、動き情報抽出手段１からの動き情報は、動き量加算手段４に送られ、着目画素を含んだ所定画素周辺エリア内の動き量が加算される。
動き信号発生手段５は、動画素カウント手段３からの所定画素周辺エリア内の動画素の個数のみならず、動き量加算手段４からの所定画素周辺エリア内総動き量をも考慮して、動き信号が発生される。
より具体的には、所定画素周辺エリア内総動き量が所定の閾値レベルよりも大きいときには（所定画素周辺エリア内の動画素の個数が所定の閾値レベルよりも小さくても）、着目画素に対して発生される動き信号はゼロとはならず、動き検出漏れが防がれるわけである。
このように、本実施の形態においては、所定画素周辺エリア内の動画素の個数だけでなく、所定画素周辺エリア内総動き量からの情報も考慮して動きレベルが判定されることが重要である。
ここで、本発明の実施の形態１の発明の動き信号発生手段５の動作を説明するための説明図である図３を参照しながら、本実施の形態の画素周辺エリア内総動き量についてより具体的に説明する。
図３において、縦軸は信号レベル、横軸は画面位置を示しており、Ｆは１フレーム過去の入力映像信号、Ｇは現在の入力映像信号である。
図３に示すようになだらかな変化をした画像がＦからＧに動き、信号レベルが変化している。
この時、所定画素周辺エリア内の画素ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５における１フレーム差分信号の絶対値はそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５である。
これらｄ１〜ｄ５のそれぞれの値が動画閾値信号より小さい場合、所定画素周辺エリア内の画素ｘ１〜ｘ５のそれぞれは動画素として検出されない。
本実施の形態においては、動き量加算手段４が所定画素周辺エリア内の動き量であるｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のすべてを合計する。
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５がそれぞれ小さくとも、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の総和はある程度大きくなる。
このため、動き信号発生手段５は、動画素カウント手段３から通知された動き画素数が「０」であっても、動き量加算手段４から通知された総動き量の値（＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５）が所定の閾値より大きいときには、動きを検出できる。
以上のように、動き信号発生手段５が利用する判定条件に所定画素周辺エリア内総動き量を加味する。
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも動き量加算手段４の出力が動きの情報を的確に示すため、動き検出漏れは防がれる。
かくして、動き信号発生手段での動き検出漏れが減少し、動きとノイズとを正確に判別しつつ、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
もちろん、所定画素周辺エリア内の画素数は入力される映像信号の状態に応じて変化させることも可能である。
たとえば、動きの極めて小さい画面においては着目画素の周辺の所定画素周辺エリアの画素数を増やすことで検出の精度をあげたり、逆に動きの大きい画面においては所定画素周辺エリアの画素数を少なくすることで、検出速度を速めることも可能である。
（実施の形態２）
はじめに、本発明の実施の形態２の動き検出装置のブロック図である図４を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１の動き検出装置の構成と類似している。
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、（１）小振幅エリア検出手段９で入力映像信号の小振幅エリアを検出しその検出信号を動き情報抽出手段１０へ供給する点と、（２）動き信号発生手段１１は動画素カウント手段３からの画素周辺エリア内の動画素の個数のみから動きを検出する点においては、前述した実施の形態１の動き検出装置の構成と異なっている。
小振幅エリア検出手段９は、所定画素周辺エリア内最大値検出回路と、所定画素周辺エリア内最小値検出回路と、これらの差分を求める減算器とを有する。
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報抽出手段１０を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
小振幅エリア検出手段９は、入力映像信号が供給され、画像のなだらかな変化エリア（つまり小振幅エリア）を検出する。
これらの動作により画素周辺エリア内の最大振幅量を検出することができ、この最大振幅量が小さければ画像がなだらかに変化する小振幅エリアと判定できる。
動き情報抽出手段１０は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小であるほど動きに対する感度が高くなるよう制御を行う。
これは、たとえば振幅量が小であるほど動き情報抽出手段１０内のフレーム差分信号に大きなゲインを持たせることで実現できる。
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて動き情報抽出手段１０の感度が変えられる。
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段５での動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
（実施の形態３）
はじめに、本発明の実施の形態３の動き検出装置のブロック図である図５を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜２の動き検出装置の構成と類似している。
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を動画素カウント手段１２へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜２の動き検出装置の構成と異なっている。
ここで、本発明の実施の形態３の小振幅エリア検出手段９の詳細なブロック図である図６を参照しながら、小振幅エリア検出手段９の構成について詳細に説明する。
２１は、簡易ノイズフィルタである。簡易ノイズフィルタ２１は、振幅検出結果がノイズの影響を受けないようにするためのフィルタである。
２２、２３は、信号を１クロック遅延するフリップフロップである。
２４、２６、２９は、入力信号の大きさを比較するコンパレータである。
２５、２７、２８、３０は、セレクタである。
３１は、減算器である。
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段１２および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
動画素カウント手段１２は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、動きに対する感度が高くなるよう制御を行う。
これは、たとえば振幅量が小であるほど所定画素周辺エリアを広げることで実現できる。
所定画素周辺エリアを広げることでより動画素を検出しやすくなり、結果的に動きに対する感度をあげたことと同じ効果が得られる。
ここで、図６を参照しながら、小振幅エリア検出手段９の動作について詳細に説明する。
簡易ノイズフィルタ２１は、入力信号端子から入力した映像信号のノイズを除去する。
以下において、データＡは、簡易ノイズフィルタ２１によってノイズを除去された信号である。また、データＢは、データＡがフリップフロップ２２によって１クロック遅延された信号である。また、データＣは、データＢがフリップフロップ２３によって１クロック遅延された信号である。
▲１▼データＡ〜Ｃの内、最も大きいものを選択するための動作について説明する。
コンパレータ２４は、データＡとデータＢとを比較する。
セレクタ２５は、コンパレータ２４による比較結果に基づき、データＡとデータＢとの内、より大きいものを選択する。
コンパレータ２６は、セレクタ２５の出力とデータＣとを比較する。
セレクタ２７は、コンパレータ２６による比較結果に基づき、セレクタ２５の出力とデータＣとの内、より大きいものを選択する。
したがって、セレクタ２７の出力は、データＡ〜Ｃの最大値ＭＡＸである。
▲２▼データＡ〜Ｃの内、最も小さいものを選択するための動作について説明する。
コンパレータ２４は、データＡとデータＢとを比較する。
セレクタ２８は、コンパレータ２４による比較結果に基づき、データＡとデータＢとの内、より小さいものを選択する。
コンパレータ２９は、セレクタ２８の出力とデータＣとを比較する。
セレクタ３０は、コンパレータ２９による比較結果に基づき、セレクタ２８の出力とデータＣとの内、より小さいものを選択する。
したがって、セレクタ３０の出力は、データＡ〜Ｃの最小値ＭＩＮである。
減算器３１は、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの差分を取り、所定画素周辺エリアにおける振幅量を求める。
もちろん、以上においては、水平方向のエリアにおける振幅量について説明したが、垂直方向のエリアにおける振幅量についても同様である。
以上のように小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、振幅量が小であるほど動画素カウント手段１２が動画素を計数する所定画素周辺エリアを広げる。
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段５の動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
（実施の形態４）
はじめに、本発明の実施の形態４の動き検出装置のブロック図である図７を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜３の動き検出装置の構成と類似している。
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を動き信号発生手段１３へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜３の動き検出装置の構成と異なっている。
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１３を含む手段に対応する。
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
動き信号発生手段１３は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小さいほど動き検出信号が大きく検出されるよう制御を行う。
これは、たとえば動き信号発生手段１３内の判定テーブルを動き側へ感度が高いものへ切換え、動き信号のゲインをより大きくとることで実現できる。
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて動き信号発生手段１３内のテーブルが変化させられる。
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段での動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
（実施の形態５）
はじめに、本発明の実施の形態５の動き検出装置のブロック図である図８を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜４の動き検出装置の構成と類似している。
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を比較手段１４へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜４の動き検出装置の構成と異なっている。
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段１４を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
比較手段１４は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小であるほど比較手段１４に供給する閾値信号が小さくなるよう制御を行う。
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて比較手段１４に供給する閾値信号が制御される。
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）では、閾値信号が小さくなり、比較手段１４での動き検出感度が上げられるため、動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
もちろん、上述の実施の形態１〜５を任意に組み合わせても良いことは、言うまでも無い。
（実施の形態６）
はじめに、本発明の実施の形態６のノイズ低減装置のブロック図である図９を主として参照しながら、本実施の形態のノイズ低減装置の構成について説明する。
４１は、フレームメモリ４５によって１フレーム遅延された映像信号と入力映像信号との差分を求める第１の減算器である。
４３は、上述した実施の形態の動き検出装置によって求められた動き検出信号を（動き検出信号の値よりも大きな）定数ｋから減算する第２の減算器である。
４２は、第１減算器４１の出力信号と第２の減算器４３の出力信号とを乗算する乗算器である。
４４は、入力された映像信号に乗算器４２の出力信号を加算する加算器である。
４５は、加算器４４の出力信号を１フレーム遅延させるフレームメモリである。
なお、本発明の画像処理装置は加算器４４を含む手段に対応し、本発明の画像処理システムは本実施の形態のノイズ低減装置に対応する。
つぎに、本実施の形態のノイズ低減装置の動作について説明する。
フレームメモリ４５は、加算器４４の出力信号を１フレーム遅延させる。
第１の減算器４１は、フレームメモリ４５からの１フレーム遅延された信号から入力端子からの映像信号を減算し、フレーム差分信号を求める。
第２の減算器４３は、定数ｋから動き検出信号を減算する。
乗算器４２は、第１の減算器４１の出力信号と第２の減算器４３の出力信号を乗算する。
加算器４４は、入力された映像信号に乗算器４２の出力信号を加算する。
ここに、フレーム毎の相関性の高い通常の映像信号に対しては、フレーム差分値が小さくなる。また、フレーム毎の相関性の低いノイズ信号に対しては、フレーム差分値が大きくなる。
動画部分では、動き検出信号が大きくなるため、第２の減算器４３の出力信号は小さくなり、乗算器４２の出力信号も小さくなる。したがって、動画部分では、入力された映像信号に加算器４４が加算する信号（つまり、乗算器４２の出力信号）が小さくなる。このため、加算器４４の出力信号は入力された映像信号に近くなり、動きによる画像ボケはあまり発生しない。
反対に、静止画部分では、動き検出信号が小さくなるため、第２の減算器４３の出力信号は大きくなり、乗算器４２の出力信号も大きくなる。したがって、静止画部分では、入力された映像信号に加算器４４が加算する信号が大きくなる。このため、第１の減算器４１がフレーム差分信号として検出したノイズの影響は相殺される。もちろん、第２の減算器４３の出力信号が大きいほど、ノイズ低減効果は大きくなる。
かくして、動画部分で動きボケの発生を抑制しながら、静止画部分で大きなノイズ低減効果を得ることができる。
より具体的に述べると、本実施の形態では、動き検出の精度が悪い場合に発生してしまう、人肌などの動画部分で顕著に現れる尾引き現象や、静止画部分でのノイズ低減効果の減少などが、発生しにくい。
つまり、上述した実施の形態１〜５の動き検出装置を用いて動画部分を精度良く検出することで、静止画でのノイズ低減効果と動画での動きボケの防止とを両立できる。
なお、本発明の画像処理システムは、上述した本実施の形態においては、ノイズ低減装置であったが、これに限らず、たとえば、フォーマット変換装置であってもよい。
以上においては、実施の形態１〜６について詳細に説明を行った。
かくして、画像がなだらかに変化している小振幅エリアでも、動きとノイズとを正確に判別し、動き検出漏れの無い高精度な動き検出信号を得ることができ、ノイズ低減装置などに応用した場合に、動きボケを排除してよりノイズ低減効果をあげることができる。
また、動画領域と静止画領域の境界部分もスムーズに切り換わるため、自然な効果が期待できるという顕著な効果も得られる。
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の動き検出方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の動き検出方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
なお、本発明の上記「一部のステップ（または、工程、動作、作用等）」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステップを意味する。
また、本発明の上記「ステップ（または、工程、動作、作用等）の動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
産業上の利用可能性
本発明は、たとえば、画像がなだらかに変化しているエリアにおいても静止画領域と動画領域とをより正確に検出することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施の形態１の動き検出装置のブロック図である。
図２は、本発明の実施の形態１の動き情報抽出手段１の詳細な回路図である。
図３は、本発明の実施の形態１の発明の動き信号発生手段５の動作を説明するための説明図である。
図４は、本発明の実施の形態２の動き検出装置のブロック図である。
図５は、本発明の実施の形態３の動き検出装置のブロック図である。
図６は、本発明の実施の形態３の小振幅エリア検出手段９の詳細なブロック図である。
図７は、本発明の実施の形態４の動き検出装置のブロック図である。
図８は、本発明の実施の形態５の動き検出装置のブロック図である。
図９は、本発明の実施の形態６のノイズ低減装置のブロック図である。
図１０は、従来の動き検出装置のブロック図である。
（符号の説明）
１、１０  動き情報抽出手段
２  比較器
３、１２  動画素カウント手段
４  動き量加算手段
５、１１、１３  動き信号発生手段
６  フレームメモリ
７  減算器
８  絶対値回路
９  小振幅エリア検出手段
１０１  入力端子
１０２  フレームメモリ
１０３  減算器
１０４  絶対値回路
１０５  ＲＯＭ
１０６  メモリ部
１０７  判定回路
【図１】
2003088648.tif 000003
【図２】
2003088648.tif 000004
【図３】
2003088648.tif 000005
【図４】
2003088648.tif 000006
【図５】
2003088648.tif 000007
【図６】
2003088648.tif 000008
【図７】
2003088648.tif 000009
【図８】
2003088648.tif 000010
【図９】
2003088648.tif 000011
【図１０】
2003088648.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年12月25日(2003.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出手段と、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段と、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生手段とを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出装置。
【請求項２】  前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な前記画像の変化量が検出される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項３】  前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定するための閾値のレベルがより小さく補正されて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項４】  前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号を発生するために前記判定の結果が利用される画素の存在するエリアがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項５】  前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画に関する動き信号のゲインがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項６】  請求項１記載の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システム。
【請求項７】  所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出方法。
【請求項８】  請求項７記載の動き検出方法の、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】  請求項８記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号のノイズ低減やフォーマット変換などに利用可能な動き検出装置、画像処理システム、動き検出方法、プログラム、および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
はじめに、従来の動き検出装置のブロック図である図１０を参照しながら、従来の動き検出装置（たとえば特許文献１など参照）の構成を説明する。
【０００３】
なお、特許文献１の全ての開示は、そっくりそのままここに引用（参照）することにより、一体化される。
【０００４】
１０１は、映像信号を入力する端子である。
【０００５】
１０２は、入力映像信号を１フレーム遅延するフレームメモリである。
【０００６】
つぎに、このような従来の動き検出装置の動作を説明する。
【０００７】
減算器１０３は、入力信号からフレームメモリ１０２の出力を減算し、フレーム差分を出力する。
【０００８】
絶対値回路１０４は、このフレーム差分出力を絶対値化し、ＲＯＭ１０５に供給する。
【０００９】
ＲＯＭ１０５は、絶対値化されて供給されたフレーム差分出力を所定の閾値と比較し、絶対値回路１０４の出力が大きければデータ「１」を出力し、同じか小さければデータ「０」を出力する。
【００１０】
この出力はメモリ部１０６に送られ、着目画素の画素周辺エリアのデータが信号遅延されて出力される。
【００１１】
そして、判定回路１０７は、これらの画素周辺エリアのデータから動きを判定し、判定結果を出力する。
【特許文献１】特開平６−３１１５０４号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の動き検出装置においては、入力映像信号の変化が少なく画像がなだらかに変化している部分では、画像が動いても減算器１０３の出力が小さくなる。
【００１３】
そのため、減算器１０３の出力が閾値を越えず、動画領域が静止画領域であると誤判定され、動き検出漏れが生じることがあった。
【００１４】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、画像がなだらかに変化しているエリアにおいても静止画領域と動画領域とをより正確に検出することができる動き検出装置、画像処理システム、動き検出方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出手段と、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段と、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生手段とを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出装置である。
【００１６】
第２の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な前記画像の変化量が検出される第１の本発明の動き検出装置である。
【００１７】
第３の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定するための閾値のレベルがより小さく補正されて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される第１の本発明の動き検出装置である。
【００１８】
第４の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号を発生するために前記判定の結果が利用される画素の存在するエリアがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される第１の本発明の動き検出装置である。
【００１９】
第５の本発明は、前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号のゲインがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される第１の本発明の動き検出装置である。
【００２０】
第６の本発明は、第１の本発明の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システムである。
【００２１】
第７の本発明は、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出方法である。
【００２２】
第８の本発明は、第７の本発明の動き検出方法の、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２３】
第９の本発明は、第８の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００２４】
第１０の本発明は、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算手段と、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段とを備えた動き検出装置である。
【００２５】
第１１の本発明は、第１０の本発明の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システムである。
【００２６】
第１２の本発明は、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとを備えた動き検出方法である。
【００２７】
第１３の本発明は、第１２の本発明の動き検出方法の、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２８】
第１４の本発明は、第１３の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【００３０】
（実施の形態１）
はじめに、本発明の実施の形態１の動き検出装置のブロック図である図１を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
【００３１】
１は、入力映像信号から動き情報を抽出する動き情報抽出手段である。
【００３２】
２は、動き情報抽出手段１の出力を所定の動画閾値信号と比較し、動画素を検出する比較手段である。比較手段２は、コンパレータを有する。
【００３３】
３は、比較手段２からの出力から着目画素を含む所定画素周辺エリアの動画素の個数を計数する動画素カウント手段である。動画素カウント手段３は、所定画素周辺エリア内のデータを得るためのメモリと、得られた動画素情報を加算するための加算器とを有する。
【００３４】
４は、動き情報抽出手段１の出力から着目画素を含む所定画素周辺エリア内の動き量を加算する動き量加算手段である。動き量加算手段４は、所定画素周辺エリア内の動き量データを得るためのメモリと、各画素の動き量を加算し合計する加算器とを有する。
【００３５】
５は、動画素カウント手段３からの出力信号と動き量加算手段４からの出力信号とから動き信号を発生する動き信号発生手段である。
【００３６】
ここで、本発明の実施の形態１の動き情報抽出手段１の詳細な回路図である図２を参照しながら、動き情報抽出手段１の構成についてより詳細な説明を行う。
【００３７】
６は、入力信号を１フレーム遅延させるフレームメモリである。
【００３８】
７は、入力信号とフレームメモリ６からの現在の信号と１フレーム遅延信号の差分を計算する減算器である。
【００３９】
８は、減算器７の出力から絶対値を求める絶対値回路である。
【００４０】
なお、本発明の変化量検出手段は動き情報抽出手段１を含む手段に対応し、本発明の変化量加算手段は動き量加算手段４を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は動き信号発生手段５を含む手段に対応する。
【００４１】
つぎに、本実施の形態の録画システムの動作について説明する。
【００４２】
なお、本実施の形態の録画システムの動作について説明しながら、本発明の動き検出方法の一実施の形態についても説明を行う（その他の実施の形態についても同様である）。
【００４３】
動き情報抽出手段１は、入力映像信号の１フレーム差分信号を求め、この１フレーム差分信号の絶対値をとることで動き情報を得る。
【００４４】
この動き情報抽出手段１からの動き情報は、比較手段２に送られ、所定の動画閾値信号と比較される。
【００４５】
比較手段２は、動き情報が動画閾値信号より大きければデータ「１」、同じか小さければデータ「０」を出力する。
【００４６】
この比較手段２からの比較結果は、動画素カウント手段３に送られ、着目画素を含んだ所定画素周辺エリア内の動画素の個数が計数される。
【００４７】
また、動き情報抽出手段１からの動き情報は、動き量加算手段４に送られ、着目画素を含んだ所定画素周辺エリア内の動き量が加算される。
【００４８】
動き信号発生手段５は、動画素カウント手段３からの所定画素周辺エリア内の動画素の個数のみならず、動き量加算手段４からの所定画素周辺エリア内総動き量をも考慮して、動き信号が発生される。
【００４９】
より具体的には、所定画素周辺エリア内総動き量が所定の閾値レベルよりも大きいときには（所定画素周辺エリア内の動画素の個数が所定の閾値レベルよりも小さくても）、着目画素に対して発生される動き信号はゼロとはならず、動き検出漏れが防がれるわけである。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、所定画素周辺エリア内の動画素の個数だけでなく、所定画素周辺エリア内総動き量からの情報も考慮して動きレベルが判定されることが重要である。
【００５１】
ここで、本発明の実施の形態１の発明の動き信号発生手段５の動作を説明するための説明図である図３を参照しながら、本実施の形態の画素周辺エリア内総動き量についてより具体的に説明する。
【００５２】
図３において、縦軸は信号レベル、横軸は画面位置を示しており、Ｆは１フレーム過去の入力映像信号、Ｇは現在の入力映像信号である。
【００５３】
図３に示すようになだらかな変化をした画像がＦからＧに動き、信号レベルが変化している。
【００５４】
この時、所定画素周辺エリア内の画素ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４、ｘ５における１フレーム差分信号の絶対値はそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５である。
【００５５】
これらｄ１〜ｄ５のそれぞれの値が動画閾値信号より小さい場合、所定画素周辺エリア内の画素ｘ１〜ｘ５のそれぞれは動画素として検出されない。
【００５６】
本実施の形態においては、動き量加算手段４が所定画素周辺エリア内の動き量であるｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のすべてを合計する。
【００５７】
ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５がそれぞれ小さくとも、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５の総和はある程度大きくなる。
【００５８】
このため、動き信号発生手段５は、動画素カウント手段３から通知された動き画素数が「０」であっても、動き量加算手段４から通知された総動き量の値（＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５）が所定の閾値より大きいときには、動きを検出できる。
【００５９】
以上のように、動き信号発生手段５が利用する判定条件に所定画素周辺エリア内総動き量を加味する。
【００６０】
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも動き量加算手段４の出力が動きの情報を的確に示すため、動き検出漏れは防がれる。
【００６１】
かくして、動き信号発生手段での動き検出漏れが減少し、動きとノイズとを正確に判別しつつ、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
【００６２】
もちろん、所定画素周辺エリア内の画素数は入力される映像信号の状態に応じて変化させることも可能である。
【００６３】
たとえば、動きの極めて小さい画面においては着目画素の周辺の所定画素周辺エリアの画素数を増やすことで検出の精度をあげたり、逆に動きの大きい画面においては所定画素周辺エリアの画素数を少なくすることで、検出速度を速めることも可能である。
【００６４】
（実施の形態２）
はじめに、本発明の実施の形態２の動き検出装置のブロック図である図４を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
【００６５】
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１の動き検出装置の構成と類似している。
【００６６】
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、（１）小振幅エリア検出手段９で入力映像信号の小振幅エリアを検出しその検出信号を動き情報抽出手段１０へ供給する点と、（２）動き信号発生手段１１は動画素カウント手段３からの画素周辺エリア内の動画素の個数のみから動きを検出する点においては、前述した実施の形態１の動き検出装置の構成と異なっている。
【００６７】
小振幅エリア検出手段９は、所定画素周辺エリア内最大値検出回路と、所定画素周辺エリア内最小値検出回路と、これらの差分を求める減算器とを有する。
【００６８】
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報抽出手段１０を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
【００６９】
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
【００７０】
小振幅エリア検出手段９は、入力映像信号が供給され、画像のなだらかな変化エリア（つまり小振幅エリア）を検出する。
【００７１】
これらの動作により画素周辺エリア内の最大振幅量を検出することができ、この最大振幅量が小さければ画像がなだらかに変化する小振幅エリアと判定できる。
【００７２】
動き情報抽出手段１０は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小であるほど動きに対する感度が高くなるよう制御を行う。
【００７３】
これは、たとえば振幅量が小であるほど動き情報抽出手段１０内のフレーム差分信号に大きなゲインを持たせることで実現できる。
【００７４】
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて動き情報抽出手段１０の感度が変えられる。
【００７５】
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段５での動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
【００７６】
（実施の形態３）
はじめに、本発明の実施の形態３の動き検出装置のブロック図である図５を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
【００７７】
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜２の動き検出装置の構成と類似している。
【００７８】
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を動画素カウント手段１２へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜２の動き検出装置の構成と異なっている。
【００７９】
ここで、本発明の実施の形態３の小振幅エリア検出手段９の詳細なブロック図である図６を参照しながら、小振幅エリア検出手段９の構成について詳細に説明する。
【００８０】
２１は、簡易ノイズフィルタである。簡易ノイズフィルタ２１は、振幅検出結果がノイズの影響を受けないようにするためのフィルタである。
【００８１】
２２、２３は、信号を１クロック遅延するフリップフロップである。
【００８２】
２４、２６、２９は、入力信号の大きさを比較するコンパレータである。
【００８３】
２５、２７、２８、３０は、セレクタである。
【００８４】
３１は、減算器である。
【００８５】
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段１２および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
【００８６】
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
【００８７】
動画素カウント手段１２は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、動きに対する感度が高くなるよう制御を行う。
【００８８】
これは、たとえば振幅量が小であるほど所定画素周辺エリアを広げることで実現できる。
【００８９】
所定画素周辺エリアを広げることでより動画素を検出しやすくなり、結果的に動きに対する感度をあげたことと同じ効果が得られる。
【００９０】
ここで、図６を参照しながら、小振幅エリア検出手段９の動作について詳細に説明する。
【００９１】
簡易ノイズフィルタ２１は、入力信号端子から入力した映像信号のノイズを除去する。
【００９２】
以下において、データＡは、簡易ノイズフィルタ２１によってノイズを除去された信号である。また、データＢは、データＡがフリップフロップ２２によって１クロック遅延された信号である。また、データＣは、データＢがフリップフロップ２３によって１クロック遅延された信号である。
【００９３】
（１）データＡ〜Ｃの内、最も大きいものを選択するための動作について説明する。
【００９４】
コンパレータ２４は、データＡとデータＢとを比較する。
【００９５】
セレクタ２５は、コンパレータ２４による比較結果に基づき、データＡとデータＢとの内、より大きいものを選択する。
【００９６】
コンパレータ２６は、セレクタ２５の出力とデータＣとを比較する。
【００９７】
セレクタ２７は、コンパレータ２６による比較結果に基づき、セレクタ２５の出力とデータＣとの内、より大きいものを選択する。
【００９８】
したがって、セレクタ２７の出力は、データＡ〜Ｃの最大値ＭＡＸである。
【００９９】
（２）データＡ〜Ｃの内、最も小さいものを選択するための動作について説明する。
【０１００】
コンパレータ２４は、データＡとデータＢとを比較する。
【０１０１】
セレクタ２８は、コンパレータ２４による比較結果に基づき、データＡとデータＢとの内、より小さいものを選択する。
【０１０２】
コンパレータ２９は、セレクタ２８の出力とデータＣとを比較する。
【０１０３】
セレクタ３０は、コンパレータ２９による比較結果に基づき、セレクタ２８の出力とデータＣとの内、より小さいものを選択する。
【０１０４】
したがって、セレクタ３０の出力は、データＡ〜Ｃの最小値ＭＩＮである。
【０１０５】
減算器３１は、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮとの差分を取り、所定画素周辺エリアにおける振幅量を求める。
【０１０６】
もちろん、以上においては、水平方向のエリアにおける振幅量について説明したが、垂直方向のエリアにおける振幅量についても同様である。
【０１０７】
以上のように小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、振幅量が小であるほど動画素カウント手段１２が動画素を計数する所定画素周辺エリアを広げる。
【０１０８】
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段５の動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
【０１０９】
（実施の形態４）
はじめに、本発明の実施の形態４の動き検出装置のブロック図である図７を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
【０１１０】
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜３の動き検出装置の構成と類似している。
【０１１１】
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を動き信号発生手段１３へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜３の動き検出装置の構成と異なっている。
【０１１２】
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段２を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１３を含む手段に対応する。
【０１１３】
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
【０１１４】
動き信号発生手段１３は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小さいほど動き検出信号が大きく検出されるよう制御を行う。
【０１１５】
これは、たとえば動き信号発生手段１３内の判定テーブルを動き側へ感度が高いものへ切換え、動き信号のゲインをより大きくとることで実現できる。
【０１１６】
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて動き信号発生手段１３内のテーブルが変化させられる。
【０１１７】
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）でも、動き信号発生手段での動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
【０１１８】
（実施の形態５）
はじめに、本発明の実施の形態５の動き検出装置のブロック図である図８を主として参照しながら、本実施の形態の動き検出装置の構成について説明する。
【０１１９】
本実施の形態の動き検出装置の構成は、前述した実施の形態１〜４の動き検出装置の構成と類似している。
【０１２０】
ただし、本実施の形態の動き検出装置の構成は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号を比較手段１４へ供給する点においては、前述した実施の形態１〜４の動き検出装置の構成と異なっている。
【０１２１】
なお、本発明の振幅量検出手段は小振幅エリア検出手段９を含む手段に対応し、本発明の変化量検出手段は動き情報検出手段１を含む手段に対応し、本発明の動画素判定手段は比較手段１４を含む手段に対応し、本発明の動き信号発生手段は動画素カウント手段３および動き信号発生手段１１を含む手段に対応する。
【０１２２】
つぎに、本実施の形態の動き検出装置の動作について説明する。
【０１２３】
比較手段１４は、小振幅エリア検出手段９からの検出信号に基づき、振幅量が小であるほど比較手段１４に供給する閾値信号が小さくなるよう制御を行う。
【０１２４】
以上のように、小振幅エリア検出手段９が画像のなだらかな部分を検出し、この検出信号に応じて比較手段１４に供給する閾値信号が制御される。
【０１２５】
すると、画像のなだらかに変化するエリア（つまり小振幅エリア）では、閾値信号が小さくなり、比較手段１４での動き検出感度が上げられるため、動き検出漏れが減少し、高精度に動画部分と静止画部分とを区別することができる。
【０１２６】
もちろん、上述の実施の形態１〜５を任意に組み合わせても良いことは、言うまでも無い。
【０１２７】
（実施の形態６）
はじめに、本発明の実施の形態６のノイズ低減装置のブロック図である図９を主として参照しながら、本実施の形態のノイズ低減装置の構成について説明する。
【０１２８】
４１は、フレームメモリ４５によって１フレーム遅延された映像信号と入力映像信号との差分を求める第１の減算器である。
【０１２９】
４３は、上述した実施の形態の動き検出装置によって求められた動き検出信号を（動き検出信号の値よりも大きな）定数ｋから減算する第２の減算器である。
【０１３０】
４２は、第１減算器４１の出力信号と第２の減算器４３の出力信号とを乗算する乗算器である。
【０１３１】
４４は、入力された映像信号に乗算器４２の出力信号を加算する加算器である。
【０１３２】
４５は、加算器４４の出力信号を１フレーム遅延させるフレームメモリである。
【０１３３】
なお、本発明の画像処理装置は加算器４４を含む手段に対応し、本発明の画像処理システムは本実施の形態のノイズ低減装置に対応する。
【０１３４】
つぎに、本実施の形態のノイズ低減装置の動作について説明する。
【０１３５】
フレームメモリ４５は、加算器４４の出力信号を１フレーム遅延させる。
【０１３６】
第１の減算器４１は、フレームメモリ４５からの１フレーム遅延された信号から入力端子からの映像信号を減算し、フレーム差分信号を求める。
【０１３７】
第２の減算器４３は、定数ｋから動き検出信号を減算する。
【０１３８】
乗算器４２は、第１の減算器４１の出力信号と第２の減算器４３の出力信号を乗算する。
【０１３９】
加算器４４は、入力された映像信号に乗算器４２の出力信号を加算する。
【０１４０】
ここに、フレーム毎の相関性の高い通常の映像信号に対しては、フレーム差分値が小さくなる。また、フレーム毎の相関性の低いノイズ信号に対しては、フレーム差分値が大きくなる。
【０１４１】
動画部分では、動き検出信号が大きくなるため、第２の減算器４３の出力信号は小さくなり、乗算器４２の出力信号も小さくなる。したがって、動画部分では、入力された映像信号に加算器４４が加算する信号（つまり、乗算器４２の出力信号）が小さくなる。このため、加算器４４の出力信号は入力された映像信号に近くなり、動きによる画像ボケはあまり発生しない。
【０１４２】
反対に、静止画部分では、動き検出信号が小さくなるため、第２の減算器４３の出力信号は大きくなり、乗算器４２の出力信号も大きくなる。したがって、静止画部分では、入力された映像信号に加算器４４が加算する信号が大きくなる。このため、第１の減算器４１がフレーム差分信号として検出したノイズの影響は相殺される。もちろん、第２の減算器４３の出力信号が大きいほど、ノイズ低減効果は大きくなる。
【０１４３】
かくして、動画部分で動きボケの発生を抑制しながら、静止画部分で大きなノイズ低減効果を得ることができる。
【０１４４】
より具体的に述べると、本実施の形態では、動き検出の精度が悪い場合に発生してしまう、人肌などの動画部分で顕著に現れる尾引き現象や、静止画部分でのノイズ低減効果の減少などが、発生しにくい。
【０１４５】
つまり、上述した実施の形態１〜５の動き検出装置を用いて動画部分を精度良く検出することで、静止画でのノイズ低減効果と動画での動きボケの防止とを両立できる。
【０１４６】
なお、本発明の画像処理システムは、上述した本実施の形態においては、ノイズ低減装置であったが、これに限らず、たとえば、フォーマット変換装置であってもよい。
【０１４７】
以上においては、実施の形態１〜６について詳細に説明を行った。
【０１４８】
かくして、画像がなだらかに変化している小振幅エリアでも、動きとノイズとを正確に判別し、動き検出漏れの無い高精度な動き検出信号を得ることができ、ノイズ低減装置などに応用した場合に、動きボケを排除してよりノイズ低減効果をあげることができる。
【０１４９】
また、動画領域と静止画領域の境界部分もスムーズに切り換わるため、自然な効果が期待できるという顕著な効果も得られる。
【０１５０】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の動き検出方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１５１】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の動き検出方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
【０１５２】
なお、本発明の上記「一部のステップ（または、工程、動作、作用等）」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステップを意味する。
【０１５３】
また、本発明の上記「ステップ（または、工程、動作、作用等）の動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
【０１５４】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１５５】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１５６】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１５７】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１５８】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明は、たとえば、画像がなだらかに変化しているエリアにおいても静止画領域と動画領域とをより正確に検出することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明の実施の形態１の動き検出装置のブロック図である。
【図２】
図２は、本発明の実施の形態１の動き情報抽出手段１の詳細な回路図である。
【図３】
図３は、本発明の実施の形態１の発明の動き信号発生手段５の動作を説明するための説明図である。
【図４】
図４は、本発明の実施の形態２の動き検出装置のブロック図である。
【図５】
図５は、本発明の実施の形態３の動き検出装置のブロック図である。
【図６】
図６は、本発明の実施の形態３の小振幅エリア検出手段９の詳細なブロック図である。
【図７】
図７は、本発明の実施の形態４の動き検出装置のブロック図である。
【図８】
図８は、本発明の実施の形態５の動き検出装置のブロック図である。
【図９】
図９は、本発明の実施の形態６のノイズ低減装置のブロック図である。
【図１０】
図１０は、従来の動き検出装置のブロック図である。
【符号の説明】
１、１０  動き情報抽出手段
２  比較器
３、１２  動画素カウント手段
４  動き量加算手段
５、１１、１３  動き信号発生手段
６  フレームメモリ
７  減算器
８  絶対値回路
９  小振幅エリア検出手段
１０１  入力端子
１０２  フレームメモリ
１０３  減算器
１０４  絶対値回路
１０５  ＲＯＭ
１０６  メモリ部
１０７  判定回路
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月9日(2004.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出手段と、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段と、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生手段とを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出装置。
【請求項２】  前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素に関する変化量のゲインがより大きく補正されて、時間的な前記画像の変化量が検出される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項３】  前記検出された振幅量がより小さいほど、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定するための閾値のレベルがより小さく補正されて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項４】  前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号を発生するために前記判定の結果が利用される画素の存在するエリアがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項５】  前記検出された振幅量がより小さいほど、前記所定画素に関する動き信号のゲインがより大きく補正されて、前記所定画素に関する動き信号が発生される請求項１記載の動き検出装置。
【請求項６】  請求項１記載の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システム。
【請求項７】  所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、
時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、
前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとを備え、
前記検出された振幅量を考慮して、（１）時間的な前記画像の変化量が検出される、および／または（２）少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かが判定される、および／または（３）前記所定画素に関する動き信号が発生される動き検出方法。
【請求項８】  請求項７記載の動き検出方法の、所定画素を含む、画像の所定画素周辺エリアに関する前記画像の振幅量を検出する振幅量検出ステップと、時間的な前記画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップと、前記判定の結果を利用して、前記所定画素に関する動き信号を発生する動き信号発生ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項９】  請求項８記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【請求項１０】  時間的な画像の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算手段と、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定手段とを備えた動き検出装置。
【請求項１１】  請求項１０記載の動き検出装置と、
前記発生された動き信号を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システム。
【請求項１２】  時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、
前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、
前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとを備えた動き検出方法。
【請求項１３】  請求項１２記載の動き検出方法の、時間的な画像の変化量を検出する変化量検出ステップと、前記検出された変化量に基づいて、所定画素を含む、前記画像の所定画素周辺エリアに含まれる画素に関する前記変化量を、前記所定画素周辺エリアに含まれる画素について加算する変化量加算ステップと、前記加算の結果を考慮して、少なくとも前記所定画素が動画素であるか否かを判定する動画素判定ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１４】  請求項１３記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
第１１の本発明は、第１０の本発明の動き検出装置と、
前記判定の結果を利用して、所定の画像処理を行うための画像処理装置とを備えた画像処理システムである。
【国際調査報告】
2003088648.tif 000013
2003088648.tif 000014
2003088648.tif 000015
2003088648.tif 000016