映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置
【課題】画像のエッジ付近での、動きの誤検出を避け、高い精度で良好な動き検出を行う。
【解決手段】注目画素（Ｐ０）を中心とする画素ブロック（ｂｌ０ｆ）と、異なるフレーム内に位置し、注目画素の周辺(Ａ)の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロック（ｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３）との間の非類似度の算出を行い（３１）、画素（Ｐ０）近傍のエッジを検出し、非類似度を算出した結果とエッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号（ＭＡＴＲＤ）を出力する微少動き検出手段（３０）を備え、調整微少動き検出信号（ＭＡＴＲＤ）により、フレーム間の差分信号（Ｄｍ）を調整し、動き情報（ｍｄ）を求める動き情報検出手段（１５）とを備える。
【解決手段】注目画素（Ｐ０）を中心とする画素ブロック（ｂｌ０ｆ）と、異なるフレーム内に位置し、注目画素の周辺(Ａ)の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロック（ｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３）との間の非類似度の算出を行い（３１）、画素（Ｐ０）近傍のエッジを検出し、非類似度を算出した結果とエッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号（ＭＡＴＲＤ）を出力する微少動き検出手段（３０）を備え、調整微少動き検出信号（ＭＡＴＲＤ）により、フレーム間の差分信号（Ｄｍ）を調整し、動き情報（ｍｄ）を求める動き情報検出手段（１５）とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号において、動き適応型信号処理に用いるため画像の動きを検出する映像信号処理装置及び方法に関し、さらにこの映像信号処理装置又は方法を適用した映像表示装置に関し、
一例として、飛び越し走査（インターレース）信号を順次走査（プログレッシブ）の映像信号に変換するための動き適応走査線補間処理や、動きに応じてノイズ除去の強さを制御する３次元ノイズ除去処理において、映像信号における好適な動き検出を行う映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像信号を処理し高画質で表示するため、入力映像信号から画像の動きを検出し、動き適応型信号処理（以下、動き適応処理とする）を行うことで画質を向上させることが行われている。動き適応処理は、映像信号から画像の動きを局所的に検出し、検出された動きに応じて、静止画像に適した静止画処理と動画像に適した動画処理とを適応的に切り換える映像信号処理である。テレビジョン信号である映像信号における主な動き適応処理には、動き適応ＹＣ分離処理と動き適応走査線補間処理があり、さらには、動きに応じてノイズ除去の強さを制御する３次元ノイズ除去処理（ノイズリダクションとも呼び、ＮＲと略す）があり、いずれも画質改善に効果がある。
【０００３】
動き適応ＹＣ分離処理は、動き検出された動き量に応じて、動きが小さく静止と判断した場合はフレーム間の和をとることで輝度信号（以下、Ｙ信号とする）を、フレーム間の差をとることで色信号（以下、Ｃ信号とする）を分離して、クロスカラーやクロスルミナンス等の成分を完全に取り除くことができる。また、画像の動きが大きく動画と判断した場合にはフィールド内処理を行ってＹ信号とＣ信号を分離する適応処理を行っている。
【０００４】
動き適応走査線補間処理は、インターレースのテレビジョン信号を高画質で表示する際に、インターレース信号をプログレッシブ信号に走査線変換（ＩＰ変換と呼ぶ）する処理を行い、上記と同様に動き検出された動き量に応じて、静止画と判断した場合には、時間的に隣接するフィールドの対応する走査線の画素をはめ込むことにより補間（フィールド間補間）し、ラインフリッカを除去することができる。そして、動画と判断した場合は、同一フィールド内の隣接走査線における画素により補間信号を生成する（フィールド内補間）という動き適応処理を行っている。
【０００５】
また、３次元ノイズ除去処理は、１フレームもしくは数フレーム分前の信号を得て、時間軸の中でフレーム間の相関（フレーム相関）のない成分をノイズ成分として除去する処理を行い、１フレーム前のノイズ除去後の信号と現在の入力フレームの信号とのフレーム間の差分を用いて、ある一定の係数（巡回係数）を掛けたものを現在の入力フレームの信号に加減算することによりノイズ成分を除去する巡回型のノイズ除去処理（フレーム巡回型ノイズ除去処理と呼ぶ）や、入力フレームの信号をフレーム遅延して、複数フレームの信号に係数を掛けて、複数フレームの信号間でフィルタ処理することによりノイズ成分を除去する非巡回型のノイズ除去処理（非巡回型ノイズ除去処理と呼ぶ）がある。いずれも時間軸上でフレーム相関のないノイズ成分を除去でき、ノイズ除去効果が得られる一方で、動きのある部分においては、尾引きや残像、輪郭ぼけが生じる場合があり、これを防ぐため、動き検出された動き量に応じて、ノイズ除去の効果を制御（抑制）する動き適応処理を行うことができる。
【０００６】
上記のような動き適応処理を行うための動き量を示す動き信号を検出する有効な手段として、現在の入力フレームの信号（現フレーム画面）と時間軸上で前のフレームの信号（前フレーム画面）とのフレーム間の差分（フレーム差分、もしくはフレーム間差分とする）により動き検出する技術がある。ここで、動き適応処理における動き検出の検出精度は、表示画像の画質に大きく影響し、フレーム差分を基にした画像の動き検出のみでは、静止画の一部を動画と判断し動画処理する場合や、動画の一部を静止画と判断し静止画処理する場合などの動きの誤検出が生じる。そこで、これらの動き検出の誤りを防ぐような動き検出処理が数多く提案されている。
【０００７】
従来の映像信号処理装置における動き検出では、画面間の差分信号を基にした差分動き信号を生成するとともに、現画面と同位置を除く位置での前画面における同一ブロックの存在を検出し、差分動き信号が「静止」で、同一ブロックが存在する場合のみ差分動き信号を「動き」へ修正することで真の動き信号を得て、動き検出漏れの発生を防止する装置（例えば、特許文献１参照）や、フレーム間の差分による動き検出結果に対し、水平、垂直エッジを検出した結果を加算または減算する演算処理を行うことで動き情報を求め、その動き情報を時空間フィルタ、孤立点除去処理して動き検出するような装置（例えば、特許文献２参照）の提案がある。
【０００８】
また、隣接画素の画素平均値を求め、２つのフレーム画像内で同一位置の各画素に対する平均値の差分を求め、この平均値の差分を判定閾値と比較することで静止領域を判定することで、ちらつきやぼやけを軽減する静止領域判定装置の提案もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
さらには、ノイズ除去処理等での動き検出において、フレーム間の差分から動き判定を行い、この判定結果を多数決処理回路においてチェックし、判定結果のバラツキを補正し、これを動き信号として動き検出を行い、ノイズ除去を行う装置の提案もある（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３４８８４８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−２０４０４５号公報（図１、８）
【特許文献３】特開２００６−３２４９７９号公報（図１、２）
【特許文献４】特開平９−８１７５４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、上記従来の装置においては、フレーム間の差分による動き検出の結果に対し、同一ブロックの存在を検出した結果や水平、垂直エッジを検出した結果を用いて、修正もしくは演算を行うことで動き信号を得る構成や、画素の平均値からフレーム間の差分を得る構成、フレーム差分に対し多数決処理やフィルタ処理を施す構成により、動きの誤検出を防止して動き検出を行い、動き信号を得ていた。
また、一方では、フレーム間の差分には、前後のフレーム間での映像信号の「動き」による差分のほかに、入力映像信号中の「ノイズ」成分が含まれており、特に画像の輪郭部分であるエッジ付近での差分には、映像信号の動き成分とノイズ成分が混在し、実際には静止した画素に対しても動きと誤判定することが多い。
【００１２】
そのため、微少なぶれなどの微少なゆれや緩やかな動き（以下、「微少な動き」と言う）がある画像やノイズが含まれた画像などにおいて、これら微少な動きやノイズにより生じるフレーム間の差分が動き検出に影響を与え、また、微少な動き、ノイズのために同一ブロックの存在と判定したり、エッジと検出されるなどして、静止画であるにもかかわらず部分的に動きであると判定して、動きの誤検出が発生するという問題点があった。しかも、フレーム差分に対し多数決処理やフィルタ処理を行うことにより、その誤検出による動き検出の結果が周辺の隣接画素に広がってしまうため、良好な動き検出を行えず、画像の動きを正確に検出できないという問題点があり、この動き検出での誤検出が動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害による画質劣化につながるという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、微少な動き、ノイズのある画像においても、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減することができる映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の映像信号処理装置は、
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出手段と、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出手段と、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出手段と、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理手段と
を備えたこと特徴とする映像信号処理装置。
【００１５】
さらに、本発明の映像表示装置は、
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、飛び越し走査映像信号を順次走査映像信号に変換する動き適応走査線補間処理を行う映像信号処理装置、又は上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応ノイズ除去手段をさらに備える映像信号処理装置と、
映像を表示する表示手段と、
上記映像信号処理装置から出力される映像信号に応じた画像を、上記表示手段に表示させる表示処理手段と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の映像信号処理装置及び方法によれば、エッジ付近での静止画あるいは微少な動きであると検出された画素における動き情報を、静止画方向へ（静止画との判定結果となりやすいように）調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近において、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減できるという効果がある。
【００１７】
また、本発明の映像表示装置によれば、微少な動きやノイズのある画像においても、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行い、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減された映像信号に基づく高品質な映像を表示することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
なお、本出願において、「・・・手段」として示される構成要素は、電気回路（ハードウェア）によって実現されるもの、又はソフトウェアによって実現されるもののいずれであってもよい。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態１の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、
１フレーム前の信号と現在の入力フレームの信号から画像の動きを画素ごとに検出するよう構成している。
【００２０】
図１において、実施の形態１の映像信号処理装置は、インターレース信号である入力映像信号（以下、「入力フレーム信号」、又は「現フレーム信号」とも呼ぶ。）Ｄｉ０が順次入力されており、第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２と、動き検出手段１とを備えている。
第１及び第２のフィールドメモリは各々フィールド遅延手段としての機能を持つものであり、インターレース信号において相前後する垂直同期信号で区切られるフィールド単位で入力映像信号を順次遅延することでフィールド遅延された信号を出力する。
【００２１】
動き検出手段１は、入力フレーム信号Ｄｉ０と、フィールド遅延された信号Ｄ１ｆから映像信号における画像の動きを画素ごとに検出し、動き量を示す動き信号を出力する。
【００２２】
動き検出手段１は、フレーム間差分検出手段２０と、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６とを備えている。フレーム間差分検出手段２０は、映像信号のフレーム間の差分を検出し、同じ画素についてのフレーム間の差分を表すフレーム間差分信号Ｄｍを出力する。
【００２３】
微少動き検出手段３０は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素ブロック間の非類似度の算出（以下、パターンマッチングとも呼ぶ）により、エッジ付近の静止に近い所定の大きさ以下の動きを緩やかな（微少な）動きとして検出する。
【００２４】
動き情報検出手段１５は、フレーム間差分検出手段２０からのフレーム間差分信号Ｄｍと微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤから、エッジ付近の微少な動きが加味された（微少な動きを考慮に入れた）動き情報ｍｄを生成する。
フィルタ処理手段１６は、動き情報ｍｄに対し時空間フィルタや孤立点除去などの処理を行い、動きの検出漏れを補正する。
【００２５】
フレーム間差分検出手段２０は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間のフレーム間差分を算出する差分算出手段２２と、フレーム間差分の差分絶対値を演算する絶対値演算手段２３と、差分絶対値を非線形変換し動きとしての差分信号を求める差分感度変換手段２４とを備えている。
【００２６】
微少動き検出手段３０は、非マッチング量算出手段３１と、エッジ検出手段３２と、変換手段（微少動き量変換手段）３３とを備える。
非マッチング量算出手段３１は、入力フレーム信号の、動き検出の対象としての注目画素を中心とした画素ブロックと１フレーム前の信号の所定の範囲内にある画素ブロックとの間で非類似度を計算し（パターンマッチングを行い）、注目画素での所定の範囲内における非類似度を示す値（「非マッチング量」と呼ぶ）を求める。
エッジ検出手段３２は、注目画素の近傍におけるエッジの検出を行う。
変換手段３３は、非マッチング量算出手段３１から出力される非マッチング量とエッジ検出結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号を求める。調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤは、動き情報検出手段１５へと出力される。
【００２７】
ここで、図１においては、入力映像信号がインターレース信号として第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２によりフィールド単位での遅延する場合を示しており、インターレース信号での１フレーム分の遅延は、すなわち２フィールド分の遅延である。そのため、第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２により、映像信号を１フレーム分遅延するフレーム遅延手段１３を構成している。
【００２８】
以下の実施の形態１では、インターレース信号入力時に入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間での映像信号における動きを検出するものとする。
【００２９】
フィールド遅延手段である第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２は、映像信号を１フィールド分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフィールドメモリ１１は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フィールド分遅延して１フィールド遅延信号ｄ１ｆを出力する。
第２のフィールドメモリ１２は、第１のフィールドメモリ１１からの１フィールド遅延信号ｄ１ｆを１フィールド分遅延し、２フィールド遅延信号（すなわち、１フレーム遅延信号）ｄ２ｆを出力する。
第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２はフレーム遅延手段１３を構成しており、フレーム遅延手段１３からは、動き検出手段１で使用するフィールド遅延信号として、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが得られる。
【００３０】
ここで、入力映像信号Ｄｉ０はインターレース信号であり、フレーム遅延手段１３から出力される１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０の画素と同一位置にある画素の信号であり、同位相の信号となる。一方、第１のフィールドメモリ１１から出力される１フィールド遅延信号ｄ１ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０の画素に対し、垂直方向上又は下に１／２ラインずれた位置にある画素の信号であり、異位相の信号である。
【００３１】
動き検出手段１には、入力フレーム信号（現フレーム信号）Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆとが入力される。動き検出手段１は、入力フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム前の信号との間での映像信号における動きを画素ごとに検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。
【００３２】
動き検出手段１では、入力フレーム信号と１フレーム前の信号とのフレーム間差分から差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素ブロック間の非マッチング量と、エッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを得ることにより、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求めることで、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行って、動き量を示す動き信号ｍｄｓを生成し出力する。
【００３３】
動き検出手段１の構成について、図１を参照して以下で詳細に説明する。
フレーム差分検出手段２０には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆである１フレーム前の信号と現フレーム信号Ｄｉ０の同位相にある画素間の差分値を求め、この差分値から、１フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。求められるフレーム間の差分が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。
【００３４】
フレーム間差分検出手段２０の差分感度変換手段２４により得られた差分信号Ｄｍは、１フレーム差分検出結果（フレーム間差分信号）として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【００３５】
差分算出手段２２には、現フレーム信号Ｄｉ０と前フレーム信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム間の差分値（注目画素についてのフレーム間差分）Ｄｎが求められる。このフレーム間差分Ｄｎが０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。なお、得られた差分値に対し、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略す）を施すことにより、高域周波数成分であるノイズの影響を低減したフレーム間差分Ｄｎとして求めてもよい。
【００３６】
絶対値演算手段２３には、差分算出手段２２からのフレーム間差分Ｄｎが入力される。絶対値演算手段２３は、フレーム間差分Ｄｎの絶対値を演算し、フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓを出力する。
【００３７】
差分感度変換手段２４には、絶対値演算手段２３からの差分絶対値Ｄａｂｓが入力される。差分感度変換手段２４では、例えば差分絶対値Ｄａｂｓに所定の感度倍率Ｔｍｆを乗算し、所定のオフセット値Ｔｏｆを減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＭ）の間に値を制限することで非線形変換し、差分信号Ｄｍとして動き情報検出手段１５へ出力する。なお、非線形変換を省略し、差分絶対値Ｄａｂｓのまま出力してもよい。
【００３８】
図２は、差分感度変換手段２４の入出力特性の一例である差分絶対値Ｄａｂｓ（横軸に示される入力）と出力される差分信号Ｄｍ（縦軸に示される出力）の関係を示している。図示の例では、差分絶対値ＤａｂｓがＴｍ以上の場合は、出力される差分信号Ｄｍが一定値ｄＭとして動きを示すものとなり、差分絶対値Ｄａｂｓがオフセット値Ｔｏｆ以下では微小のノイズ成分として扱われ、出力される差分信号Ｄｍが０となる。
差分絶対値ＤａｂｓがＴｏｆからＴｍまでの範囲では、差分絶対値Ｄａｂｓの増加に伴って差分信号Ｄｍが０からｄＭまで次第に増加し、その値で動きもしくはノイズの量を示している。
【００３９】
感度倍率Ｔｍｆを大きくすることで、差分絶対値Ｄａｂｓをより大きな動き、もしくはノイズを表すものとなるように調整することとなり、差分絶対値Ｄａｂｓを動き、もしくはノイズと検出しやすくすることとなる。一方、オフセット値Ｔｏｆを大きくすると、その値までの差分値が微小ノイズ成分（静止部分）として検出されることとなる。よって、この感度倍率Ｔｍｆとオフセット値Ｔｏｆにより動き検出の感度が調整される。
但し、上記オフセット値Ｔｏｆを大きくしすぎると、全ての画素において非線形変換されるため、実際は動きがある部分もフレーム差分Ｄｍが０として変換され、動き部分が静止画として検出してしまう、即ち動き検出漏れとなってしまう。差分信号Ｄｍに対し、このオフセット値Ｔｏｆの設定による微小ノイズ成分の考慮には、限界がある。
【００４０】
動き検出手段１内の微少動き検出手段３０には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。
微少動き検出手段３０では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆである１フレーム前の信号と現フレーム信号Ｄｉ０の画素ブロック間で非類似度を計算し、非類似度を示す非マッチング量を得るとともに、注目画素近傍のエッジの存在を検出する。そして、得られた非マッチング量とエッジ検出の結果から、動き検出の対象である注目画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出する。
微少動き検出手段３０は、上記のように、非マッチング量算出手段３１と、エッジ検出手段３２と、変換手段（微少動き量変換手段）３３とを備え、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、得られた調整微少動き検出信号を動き情報検出手段１５へと出力する。
【００４１】
非マッチング量算出手段３１には、現フレーム信号Ｄｉ０と、前フレーム信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。非マッチング量算出手段３１は、入力フレーム信号の注目画素を中心とする画素ブロック（注目画素ブロック）と１フレーム前の信号の注目画素の周辺の所定範囲内にある画素を中心とする複数の画素ブロック（参照画素ブロック）との間における非類似度を計算し、複数の参照画素ブロックについて算出された非類似度に基づいて非マッチング量ＭＡＴＤを求める。得られた非マッチング量ＭＡＴＤは、上記所定の範囲（微少な動きの範囲)内における類似度を示すものであり、変換手段（非マッチング量変換手段）３３へ出力される。
【００４２】
非マッチング量算出手段３１で算出される非マッチング量は、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とし、その周辺の画素を含む注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの同位置にある画素、あるいはその周辺の所定範囲内にある画素を中心とした参照画素ブロックの各々との間で非類似度を計算した結果から求められる。
【００４３】
微少動き検出手段３０で微少な動きとして検出される動きの速さ（１フレーム当たりの動き量）は、１フレーム遅延信号ｄ２ｆでのパターンマッチングを行う参照画素ブロックの中心画素の範囲（注目画素を中心とする範囲）により決められ、参照画素ブロックの各々についての非類似度の計算結果（非マッチング量）を合成して、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得る。得られる非マッチング量ＭＡＴＤはその大きさにより所定範囲内の画素ブロックとの非類似度を示し、これに基づいて微少な動きを示しているか否かを判定することができるものであり、注目画素Ｐ０を中心とする注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの画素の範囲でのいずれかの画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量ＭＡＴＤが０に近づき、完全に静止しているか、静止に近い微少な動き、もしくはノイズ成分によるものであることが示され（反映され）ている。また、類似性が低いほど非マッチング量ＭＡＴＤが大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。画素ブロック間のマッチングを行うので、より正確に同一ブロックの存在、すなわち微少な動きを判定できる。非マッチング量算出手段３１は、例えば図３に示すように構成できる。
【００４４】
図３は、非マッチング量算出手段３１の一構成例を示すブロック図である。図示の非マッチング量算出手段３１は、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きを、静止画に近い微少な動きとして検出するものである。
図３において、非マッチング量算出手段３１は、注目画素ブロック抽出手段３４と、参照画素ブロック抽出手段３５と、第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６，３７、３８と、合成手段(非マッチング量合成手段)３９とを備える。第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６，３７、３８は同じ構成である。
【００４５】
ここで、非マッチング量算出手段３１でパターンマッチング行う画素ブロックは、例えば、図４に示すような注目画素Ｐ０（図中斜線で示す画素）を中心とし、水平方向に並んだ、相連続する５画素で構成されるブロックとする。すなわち、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆは、図４に示す範囲の５画素で構成され、各画素を中心としたこの同様の画素ブロックでの非マッチング量を算出する。なお、画素ブロックを構成する画素数、範囲は、図４に示した水平方向５画素で構成されるブロックに限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）に示すような垂直方向３ライン、水平方向５画素の合計１５画素の矩形ブロックとしても、図５（ｂ）に示すような垂直方向３ライン、水平方向３画素の合計９画素で構成されたブロックとすることもでき、さらには、図５（ｃ）に示すような垂直方向２ライン、水平方向４画素の合計８画素で構成されたブロックとしてもよい。画素ブロックを構成する画素の合計が大きいほど、より広い範囲での非マッチング量を算出することが可能であるため、より安定した値が得られることになる。
【００４６】
図６は、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆの同一ラインの信号の時間的関係と水平方向（画面表示水平走査方向）の位置関係を示すものであり、非マッチング量算出手段３１でパターンマッチングを行う注目画素ブロックｂｌ０ｆと、対応する１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内の参照画素ブロックの位置関係を示している。
【００４７】
図３の非マッチング量算出手段３１では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きを微少な動きの範囲（微少な動きとして扱う範囲）とするので、図６中、注目画素Ｐ０に対して、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームで、同じ位置にある画素Ｐｐ０と、その左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒの３方向（画素Ｐｐ０、Ｐｐ１、Ｐｐ１ｒの、画素Ｐ０に対する相対的位置）が検出する動きの範囲となる。注目画素ブロックｂｌ０ｆと、画素Ｐｐ０、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒを中心とした参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３のそれぞれとの間で非類似度を計算することで、３個の非マッチング量を得て、この３個の非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量を得る。
【００４８】
図３において、非マッチング量算出手段３１へ入力された現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０が注目画素ブロック抽出手段３４へ、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが参照画素ブロック抽出手段３５へと入力される。
【００４９】
注目画素ブロック抽出手段３４は、注目画素ブロックｂｌ０ｆ（図６参照）を抽出し、抽出された注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素（Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒ）を第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へと出力する。
【００５０】
一方、参照画素ブロック抽出手段３５では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０、及びその左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒをそれぞれ中心とした３方向に位置する３つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）を抽出する。
抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素（Ｐｐ３ｌ、Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ）を第１のブロック間非マッチング量演算手段３６へ、参照画素ブロックｂｌ２ｆ２内の画素（Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ、Ｐｐ２ｒ）を第２のブロック間非マッチング量演算手段３７へ、参照画素ブロックｂｌ２ｆ３内の画素（Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ、Ｐｐ２ｒ、Ｐｐ３ｒ）を第３のブロック間非マッチング量演算手段３８へ供給される。
【００５１】
図７は注目画素ブロック抽出手段３４の具体的な構成の一例を示す図である。図示の注目画素ブロック抽出手段３４は５つの画素遅延手段４０１〜４０５を備え、現フレーム信号Ｄｉ０のラインｎ（フレーム内の順に選択される各ライン）における画素の信号を画素遅延することで各注目画素ブロックｂｌ０ｆを構成する５画素の信号を抽出する。抽出された信号は、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８に供給される。
【００５２】
図８は、参照画素ブロック抽出手段３５の具体的な構成の一例を示す図である。図示の参照画素ブロック抽出手段３５は６つの画素遅延手段４１１〜４１６を備え、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのラインｎ（図７の注目画素ブロック抽出手段３４で画素の抽出を行っているのと同じライン）における画素の信号を画素遅延することで参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３を構成する５画素の信号を抽出する。抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素の信号は、それぞれブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へ供給される。
【００５３】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８は、その構成は互いに同じであり、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３との間の非類似度を計算し、計算の結果としてブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を求める。
【００５４】
図９は、第１のブロック間非マッチング量演算手段３６の一構成例を示す。図示のブロック間非マッチング量演算手段３６は、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１の非類似度を計算し、パターンマッチングを行う。第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３７、３８も同様に構成されている。
【００５５】
図９において、ブロック間非マッチング量演算手段３６は、差分絶対値演算手段４１〜４５と、平均化手段４６とを備える。図６及び図９を参照して、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１の非類似度を計算する場合について以下に説明する。この場合、図６中の１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームの画素Ｐｐ１ｌから、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームの注目画素Ｐ０への方向にある微少な動きを検出することとなる。
【００５６】
ブロック間非マッチング量演算手段３６において、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒの信号と、参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素Ｐｐ３ｌ、Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒの信号は、それぞれ対応する位置にある画素ごとに差分絶対値演算手段４１〜４５へと入力されて、画素値の差分の絶対値が計算される。差分絶対値演算手段４１〜４５での演算は、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素と対応する位置にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素との差分の絶対値を、下記の式（１）〜（５）に従い算出する。
ｄ１＝｜Ｐ２ｌ―Ｐｐ３ｌ｜ …式（１）
ｄ２＝｜Ｐ１ｌ―Ｐｐ２ｌ｜ …式（２）
ｄ３＝｜Ｐ０―Ｐｐ１ｌ｜ …式（３）
ｄ４＝｜Ｐ１ｒ―Ｐｐ０｜ …式（４）
ｄ５＝｜Ｐ２ｒ―Ｐｐ１ｒ｜ …式（５）
【００５７】
差分絶対値演算手段４１〜４５で式（１）〜式（５）により計算した差分の絶対値ｄ１〜ｄ５は、平均化手段４６へと出力される。平均化手段４６では、得られた差分の絶対値ｄ１〜ｄ５の総和を求め、平均化を行う。すなわち、下記の式（６）により、平均化差分Ｍｐｈ１を求め、非マッチング量Ｍｐｈ１として出力する。
Ｍｐｈ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５）/５ …式（６）
【００５８】
ここで、上記式（６）で５画素の平均値を求めるよう、５分の１としたが、ハードウェアでの構成、演算処理の容易さを考慮して、４で割るようにしてもよい。
【００５９】
上記式（６）に従い算出されるブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ１は、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１との類似性が高いほど０に０に近づき、完全に静止しているか、静止に近い微少な動きであることを示す。また、類似性が低いほど非マッチング量Ｍｐｈ１は大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。これは、式（１）〜式（５）で画素間の差を求め、その差分の絶対値の平均化を式（６）により行っていることから、容易に理解できる。
【００６０】
ブロック間非マッチング量演算手段３７、３８では、図９での処理と同様に、注目画素ブロックｂｌ０ｆと他の参照画素ブロックｂｌ２ｆ２及びｂｌｆ３での間のパターンマッチング、すなわち非類似度の計算を行い、各方向の画素ブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を得る。結果として、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８においては、得られた非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３の大きさにより、注目画素ブロックｂｌ０ｆと対応する画素ブロックとの間の非類似度が示され、図６中の注目画素ブロックｂｌ０ｆの注目画素Ｐ０において、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ上の画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０及びＰｐ１ｒの方向の範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かを判断できる。
【００６１】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３は、３方向にある各ブロック間の非類似度を示す結果として、図３に示される合成手段（非マッチング量合成手段）３９へと出力される。
【００６２】
なお、図９で示す平均化手段４６において、差分の絶対値ｄ１〜ｄ５の総和を求め平均化を行う際に、画素ブロックの中心画素Ｐ０との差分に近い画素での差分の重みが大きく、周辺画素での重みが小さくなるように重み付け加算することで平均化を行ってもよく、例えば、式（６）に代え、下記の式（７）に従い平均化した非マッチング量Ｍｐｈ１とすることもできる。
Ｍｐｈ１＝ｄ１/８＋ｄ２/８＋ｄ３/２＋ｄ４/８＋ｄ５/８ …式（７）
【００６３】
また、パターンマッチングに使用する画素ブロックを図４に示す水平５画素のブロックとして構成したが、図５に示すような、例えば図５（ｂ）に示すような３ライン×３画素の９画素のブロックとしてもよく、この場合には、非マッチング量算出手段３１内の注目画素ブロック抽出手段３４、及び参照画素ブロック抽出手段３５において、９画素で構成された注目画素ブロックｂｌ０ｆと、参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素ブロックが抽出され、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８において、９画素分の差分の絶対値の総和を求め、平均化した非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３が得られる。
【００６４】
次に、図３において、非マッチング量算出手段３１内の合成手段３９へは、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３が入力される。合成手段３９では、３個の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を合成して、非マッチング量ＭＡＴＤとして求めて出力する。この合成後の非マッチング量ＭＡＴＤは、注目画素Ｐ０での微少な動きを検出するための最終的な非類似度を示すものである。この合成においては、例えば、３個の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を比較して、その最小値を求めて出力する。代わりに、平均値を求めることにより、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得てもよい。
【００６５】
合成手段３９により得られる非マッチング量ＭＡＴＤは、非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３から選択されるため、その大きさにより所定範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かが示され、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることを示す。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。
【００６６】
以上により、図３に示される非マッチング量算出手段３１においては、
現フレームＤｉ０上の注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３とで構成される画素ブロック対の間での非類似度の算出から得られた非マッチング量に基づき、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の動きの範囲内における注目画素Ｐ０についての非マッチング量ＭＡＴＤが出力される。この非マッチング量ＭＡＴＤは、画素ブロック間のパターンマッチング（非類似度の算出）から得られているため、注目画素と対応する画素の差分のみに基づいて判定を行なうのと比較し、周囲の画素での状態も考慮することとなり、ノイズ成分の影響を低減し、より安定した値が得られている。
【００６７】
なお、図３を参照して説明した例では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さで画像が動く場合を微少な動きとし、その範囲での非マッチング量を算出することとしているが、画像の特性によりさらに早い、例えば、水平方向に１フレームあたり左右２画素以内の速さまでの動きを、微少な動きとして非マッチング量を算出するように構成してもよい。この場合は、参照画素ブロック抽出手段３５において、対応する移動位置にある画素を中心とした画素ブロックを抽出し、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様の構成でそれぞれのブロックとの非マッチング量を得て、算出した方向の複数の非マッチング量を合成（例えばそれらの最小値を選択)することで注目画素Ｐ０での合成後の非マッチング量ＭＡＴＤが得られればよい。
【００６８】
図１に戻る。微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆとが入力される。エッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素から、注目画素Ｐ０の近傍（例えば、当該画素Ｐ０と垂直方向上下の画素との間、また、その時間方向に同位置にある画素との間）に、画像の物体の輪郭部分であるエッジが存在するかを検出し、検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌを変換手段３３へと出力する。
【００６９】
エッジ検出手段３２は、例えば図１０に示すように構成される。図１０に示すエッジ検出手段３２は、画像の垂直方向のエッジ（すなわち、水平方向に延びた或いは水平方向の成分を有する輪郭）成分の存在を検出するものであり、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド前の信号（１フィールド遅延信号ｄ１ｆ）とを用いて、注目画素Ｐ０と、注目画素と同じフレーム内において、注目画素の近傍乃至周辺に位置する画素と、時間的に隣接するフレーム内において、注目画素と同じ位置にある画素、又はその近傍の位置にある画素から、垂直方向の高域周波数成分（垂直エッジ成分、もしくは垂直高域成分）を求めることで、垂直方向のエッジの存在を検出している。
【００７０】
図１０に示すように、エッジ検出手段３２は、垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分を取り出すための垂直高域成分抽出手段５０と、平滑化手段（垂直エッジ成分平滑化手段）５１と、非線形変換手段（垂直エッジ成分非線形変換手段）５２と、比較手段（垂直エッジ成分比較手段）５３とを備える。
【００７１】
垂直高域成分抽出手段５０は、フレーム内のライン（走査線）間の演算により、フレーム内高域成分を抽出する第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５と、当該フレームの信号と、その１フレーム前の信号にまたがったライン間の演算により、フレーム間垂直高域成分を抽出するフレーム間垂直高域成分抽出手段５６と、フィールド成分抽出手段５７と、最大値選択手段５８とを備える。
【００７２】
フィールド成分抽出手段５７は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ内の垂直エッジ成分を抽出するとともに、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、当該フィールドに対し、前もしくは後にあるフィールドとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出するものであり、第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０及び６１と、フィールド内垂直高域成分抽出手段６２とを備えている。
【００７３】
図１１は、入力映像信号がインターレース信号である場合の、現フレーム信号Ｄｉ０、並びに１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム相互間の時間的関係と、処理に用いられる画素の垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す。図１１で時間的に前のフレームほどより左側に示され、各フレームの画素は、画面内で上のものほど図で上に示されている。
図１１において、現フレーム信号Ｄｉ０を示す縦線上で、ラインｎ上に注目画素Ｐ０（図６の注目画素ブロックｂｌ０ｆの中心画素）が示され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０と同じラインｎ上に（注目画素と同じ縦方向位置に）画素Ｐｐ０（図６の参照画素ブロックｂｌ２ｆ２の中心画素）が示され、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０に対して１／２ライン上及び１／２ライン下に画素Ｐｆ１とＰｆ２が示されている。
【００７４】
図１０及び図１１を参照してエッジ検出手段３２の動作を説明する。
図１０に示されるエッジ検出手段３２内の垂直高域成分抽出手段５０には、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。垂直高域成分抽出手段５０では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分を取り出す。
【００７５】
図１０の垂直高域成分抽出手段５０では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの各フレーム内で垂直方向のライン間での垂直エッジ成分（フレーム内もしくはフィールド内の垂直高域成分）と、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームと１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームとの１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分（フレーム間の垂直高域成分）と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、現フレーム信号Ｄｉ０または１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフィールドとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分（フィールド間の垂直高域成分）とを抽出する。
【００７６】
垂直高域成分抽出手段５０により行われるそれぞれの垂直エッジ成分の抽出は、具体的には、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ、以下、ＢＰＦと略す）等により行い、ライン間の画素で垂直方向のＢＰＦ（垂直ＢＰＦ）処理した後、ＢＰＦ後の出力を絶対値化した値を垂直エッジ成分として求めることができる。また、絶対値化したＢＰＦ出力に対し、水平方向のＬＰＦ（水平ＬＰＦ）を施す、平滑化処理するなどして、水平方向に延びた或いは水平方向の成分を有する輪郭として垂直エッジ成分を求めてもよい。
【００７７】
垂直高域成分抽出手段５０内の第１のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４へは現フレーム信号Ｄｉ０が、第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５５へは１フレーム遅延信号ｄ２ｆがそれぞれ入力される。第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５は同様に構成されており、第１のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する信号（例えば、図１１中のＰ０ａとＰ０ｂ）をライン遅延処理等で得て、フレーム内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分（例えば、垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｃとする。また、第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５５では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０（上記画素Ｐ０と同一位置）と垂直方向上下ライン上に位置する信号（図１１中のＰｐ０ａとＰｐ０ｂ）をライン遅延処理等で得て、フレーム内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｐとする。なお、上記の処理の代わりに、画素位置Ｐ０またはＰｐ０を中心とし、その上または下のラインに位置する１つの画素との間の演算、さらには、画素位置Ｐ０またはＰｐ０の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での演算により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００７８】
第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５から出力される現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおけるフレーム内の垂直エッジ成分Ｅｄｃ及びＥｄｐは、ともに最大値選択手段５８へと出力される。
【００７９】
フレーム間垂直高域成分抽出手段５６へは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。フレーム間垂直高域成分抽出手段５６では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆの１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｆｒとする。例えば、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する画素（図１１中のＰｐ０ａとＰｐ０ｂ）とを用い、フレーム間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｐ０ａ，Ｐｐ０ｂの間の演算)を行い、垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出して、１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分を抽出することができる。
また、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、現フレーム信号Ｄｉ０の中心画素Ｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する信号（図１１中のＰ０ａとＰ０ｂ）との間での演算(画素Ｐｐ０と、Ｐ０ａ，Ｐ０ｂでの演算)により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
これにより、注目画素位置Ｐ０近傍の１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分が抽出される。フレーム間垂直高域成分抽出手段５６で抽出された垂直エッジ成分Ｅｄｆｒは、最大値選択手段５８へと出力される。
【００８０】
なお、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは同位相の信号であるため、上記フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５によって抽出される垂直エッジ成分は各フレーム内の同様の位置にあるものとなり、上記フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５によって現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのそれぞれにおける垂直エッジ成分が抽出されているので、このフレーム間垂直高域成分抽出手段５６は、省略することも可能である。
【００８１】
次に、フィールド成分抽出手段５７へは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド成分抽出手段５７では、インターレース信号入力時の１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用し、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールド内にある垂直エッジ成分と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドとその前後の１フィールドの間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、フィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌを最大値選択手段５８へと出力する。
フィールド成分抽出手段５７は、第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０、６１と、フィールド内垂直高域成分抽出手段６２を備える。
【００８２】
第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０とが入力され、第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６１へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが入力される。第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０及び６１は同様に構成されている。
【００８３】
第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０との１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、フィールド間垂直エッジ成分Ｅｆｌ０として出力する。例えば、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームにおける画素Ｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける１／２ライン上及び下のライン上に位置する画素（図１１中のＰｆ１とＰｆ２）でのフィールド間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｆ１，Ｐｆ２を用いた演算)により垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出することができる。
また、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームにおける画素Ｐ０とその上のラインの画素Ｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム内の、画素Ｐ０ａとＰ０の間に位置するライン上の画素Ｐｆ１を用いた演算を行って、垂直エッジ成分を抽出しても良く、その他の画素Ｐ０の近傍にある現フレーム信号Ｄｉ０における画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８４】
一方、第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６１では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｆｌ２として出力する。
構成は上記と同様、例えば、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームにおける画素Ｐｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける、画素Ｐｆ１とＰｆ２でのフィールド間にまたがるライン間の演算により垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出する。
また、第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０についての述べたのと同様、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームにおける画素Ｐｐ０とその上ラインの画素Ｐｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける画素Ｐｆ１を用いた演算を行っても良く、その他の画素Ｐｐ０の近傍にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆ及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム内の画素を用いて垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８５】
フィールド内垂直高域成分抽出手段６２へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド内垂直高域成分抽出手段６２では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおいて垂直方向上下ライン上に位置する信号（例えば、図１１中のＰｆ１とＰｆ２）をライン遅延処理等で得て、フィールド内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分（例えば、２画素の差分による垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌとする。なお、図１１中の画素Ｐｆ１とＰｆ２の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での演算により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８６】
最大値選択手段５８へは、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒと、フィールド成分抽出手段５７からのフィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌとが入力される。
最大値選択手段５８は、入力された各垂直エッジ成分を比較し、その最大値を選択して、抽出垂直エッジ成分ｖｅｄとして出力する。すなわち、抽出垂直エッジ成分ｖｅｄは、注目画素Ｐ０の近傍（図１１に示される注目画素Ｐ０周辺に位置する画素）における垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分の値となり、得られた垂直高域成分のうち最大となる値として抽出される。この最大値選択手段５８からの抽出垂直エッジ成分ｖｅｄは、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された垂直エッジ成分ｖｅｄとして、平滑化手段５１へと出力される。
【００８７】
平滑化手段５１へは、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された抽出垂直エッジ成分ｖｅｄが入力され、水平方向に隣接乃至近接する画素位置での抽出垂直エッジ成分ｖｅｄを用いて、例えば水平ＬＰＦなどの処理を行い、平滑化された垂直エッジ成分ａｖｅｄとする。この平滑化は水平方向の３画素範囲や５画素範囲での平均値としてもよい。
【００８８】
平滑化された垂直エッジ成分ａｖｅｄは、非線形変換手段５２へと出力され、非線形変換手段５２では、入力された垂直エッジ成分ａｖｅｄに対し非線形変換して、適切なゲイン調整を行う。例えば、垂直エッジ成分ａｖｅｄに所定の感度倍率（垂直エッジ成分用感度倍率）を乗算し、所定のオフセット値（垂直エッジ成分用オフセット値）を減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＶｅ）の間に値を制限することなどで非線形変換する。非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄは、比較手段５３へと送られる。なお、この非線形変換手段５２により、垂直エッジ成分の検出のされやすさを調整することができ、例えば、感度倍率の値を大きくすれば、抽出された垂直エッジ成分ａｖｅｄは、よりエッジと検出し易くなり、また、減算するオフセット値を大きくすれば、垂直エッジ成分ａｖｅｄのゼロとなる範囲が広がり、ノイズ等による影響をなくし、エッジと検出されにくくなる。
【００８９】
比較手段５３には、非線形変換手段５２からの非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄが入力される。比較手段５３では、非線形変換手段５２からの非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄを所定の閾値（垂直エッジ成分用閾値）と比較し、注目画素Ｐ０に対し、その近傍にエッジ（この場合の図１０では、垂直エッジ）が存在するか否かを検出し、結果として２値化した値を示すエッジ検出信号Ｅｄｆｌを出力する。
【００９０】
比較手段５３において、例えば、垂直エッジ成分ｂｖｅｄが所定の閾値より大きければ垂直エッジが存在すると判断し、そうでない場合には、その画素を平坦な画像部分もしくは垂直方向の低域周波数成分を有する画像部分の画素であると判断し、すなわち垂直エッジに位置する画素ではないでないと判断し、２値化した値を示すエッジ検出信号Ｅｄｆｌを出力する。エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、例えば、垂直エッジと判断された場合は値‘１’とし、エッジでない場合は値‘０’とする。なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、上記したものに限るものではなく、比較により垂直エッジが存在する画素を示す値であれば、他の値であってもよい。
【００９１】
以上から、比較手段５３で生成されたエッジ検出信号Ｅｄｆｌが、注目画素Ｐ０の近傍にエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出手段３２から変換手段３３へと出力される。
【００９２】
なお、図１０に示すエッジ検出手段３２では、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された垂直エッジ成分ｖｅｄを平滑化手段５１により平滑化するよう構成したが、図１２に示すように、垂直高域成分抽出手段５０ｂ内で抽出される垂直エッジ成分それぞれに対しても平滑化処理とゲイン調整等の変換を行うよう構成することもできる。図１２において、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してあり、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒと、フィールド成分抽出手段５７からのフィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌのそれぞれに対し、平滑化手段６３〜６８と、変換手段７０〜７５を設けて、垂直エッジ成分それぞれで平滑化処理とゲイン調整等の変換を行い、変換手段７０〜７５からの変換後の垂直エッジ成分が最大値選択手段５８へと入力される。以下、最大値選択手段５８からの抽出垂直エッジ成分ｖｅｄからエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得るまでの構成は、上記図１０と同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、図１２において、平滑化手段５１では、垂直エッジ成分ｖｅｄの平滑化を行わず出力してもよい。
【００９３】
次に、図１に戻り、微少動き検出手段３０内の変換手段３３へは、非マッチング量算出手段３１で非類似度の計算により求められた非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出手段３２からの垂直エッジ成分の検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力される。変換手段３３では、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成し、この微少動き検出信号ｍｔｒの値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌにより調整することで、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。そして、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを動き情報検出手段１５へと出力する。
【００９４】
変換手段３３は、例えば図１３に示すように構成される。図１３に示す変換手段３３は、倍率変換手段８０と、微少動き検出信号生成手段８１と、レベル比較手段８２と、エッジ切換え手段８３とを備える。
【００９５】
図１３において、倍率変換手段８０には、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤが入力される。この「非マッチング量ＭＡＴＤ」は、類似性が低いほど、大きな値を持つものである。
倍率変換手段８０では、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤに所定の倍率Ｇｍを乗算してゲイン調整を行い、変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２（＝Ｇｍ×ＭＡＴＤ）を微少動き検出信号生成手段８１へと出力する。この倍率変換によってゲイン調整を行うことで、非マッチング量ＭＡＴＤから微少な動きを検出する際の感度を調整できる。
【００９６】
レベル比較手段８２へも、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤが入力される。レベル比較手段８２では、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤを所定の閾値ｃｍｔと比較し、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きいか否かを検出し、結果として２値化した値を示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬを出力する。レベルフラグ信号ＭＴＦＬの値は、例えば、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合は値‘１’とし、それ以外の値では値‘０’とする。なお、レベルフラグ信号ＭＴＦＬの値は、上記したものに限るものではなく、比較により非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きな画素であるか否かを示す値であれば、他の値であってもよい。
【００９７】
ここで、非マッチング量ＭＡＴＤがある程度大きい場合は、類似性が低く、比較的速い動きがあることを示し、静止または微少な動きであることを示す微少動き検出信号が生成されてしまうと、動きを静止として判断する動きの誤検出につながる可能性がある。そこで、上記レベル比較手段８２において、閾値ｃｍｔの値をそれ以上の値では（静止や微少な動きではなく）「動き」と判定すべきレベルに設定し、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合を検出することで、非マッチング量に対し有効となる最大値を決め、誤検出を防止するようにする。すなわち、レベル比較手段８２で得られるレベルフラグ信号ＭＴＦＬは、非マッチング量ＭＡＴＤが所定の閾値ｃｍｔ以下であるか否か、従って、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２が（Ｇｍ×ｃｍｔ）以下であるか否か、即ち所定の有効範囲Ｒａ内であるかどうかを示す。即ち、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝１の場合は、有効範囲Ｒａ外であり、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝０となる場合は、有効範囲Ｒａ内である。
【００９８】
微少動き検出信号生成手段８１には、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２と、レベル比較手段８２からのレベルフラグ信号ＭＴＦＬが入力される。微少動き検出信号生成手段８１は、レベル比較手段８２から出力される、非マッチング量の範囲Ｒａ内かどうかを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬに応じて、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換することで、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成し、エッジ切換え手段８３へと出力する。
【００９９】
微少動き検出信号ｍｔｒ生成手段８１では、まず、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を所定の値ａＭＴから減算し、減算値ａｄｍを下記の式（８）に従い算出する。
ａｄｍ＝ａＭＴ−ＭＡＴＤ２ …式（８）
そして、減算値ａｄｍの負の値をゼロとし、減算後の値を所定の最大値ｃｌＭＴ以下となるよう振幅制限する。
【０１００】
非マッチング量は、値が小さいほど（０に近いほど）類似性が高く、静止または微少な動きであることを示すことから、この変換により、非マッチング量ＭＡＴＤ２が０に近いほど、得られる減算値ａｄｍは、大きな値（所定値ａＭＴに近い値）となる。
そして、レベル比較手段８２からのレベルフラグ信号ＭＴＦＬがＭＴＦＬ＝１で、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合、即ち、有効範囲Ｒａ外では、非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換した値（減算値ａｄｍに基づいて生成される微少動き検出信号ｍｔｒ）を０となるように制御する。これにより、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝０で示される有効範囲Ｒａ内において、非マッチング量の値に応じた微少動き検出信号ｍｔｒが生成され、非マッチング量の値が小さく（０に近く）類似性が高い場合、すなわち、静止または微少な動きである場合は、微少動き検出信号ｍｔｒの値が大きくなり、微少な動きの検出結果として得られる。
【０１０１】
図１４は、微少動き検出信号生成手段８１において、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２（横軸）に対する微少動き検出信号ｍｔｒ（縦軸）への変換の特性を示す図であり、微少動き検出信号ｍｔｒを０から最大値ｃｌＭＴまでの値として出力する場合を示している。
倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値が０に近づくと、微少動き検出信号ｍｔｒが最大値ｃｌＭＴとなる。倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の増大に伴い、微少動き検出信号ｍｔｒが次第に小さくなるが、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２が閾値Ｇｍ×ｃｍｔより大きくなると（即ち、倍率変換前のマッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きくなると）、微少動き検出信号ｍｔｒの値がゼロとなる。言い換えると、微少動き検出信号ｍｔｒが最大値ｃｌＭＴとなるのは、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値は０に近づく場合であり、これは静止または微少な動きの場合である。一方、微少動き検出信号ｍｔｒの値がゼロとなるのは、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値が大きな値となる場合であるが、これは、比較的速い動きである場合である。これにより、静止または微少な動きと判定された画素では、微少動き検出信号ｍｔｒの値が大きくなり、その値により、微少な動きとして検出すべき度合いを示すことになる。
【０１０２】
なお、上記微少動き検出信号生成手段８１は、値ａＭＴからの減算と、上限値ｃＩＭＴによるクリップと、レベルフラグ信号ＭＴＦＬによる制御とにより、微少動き検出信号ｍｔｒを生成するものであるが、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２とレベルフラグ信号ＭＴＦＬに基づき、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）で構成することで、予め得られた例えば図１４に示すような変換により、微少動き検出信号ｍｔｒを生成するようにしてもよい。
また、倍率変換手段８０での設定、微少動き検出信号生成手段８１での減算処理時の値ａＭＴの設定により、上記レベル比較手段８２は省略することも可能である。
【０１０３】
変換手段３３内のエッジ切換え手段８３へは、微少動き検出信号生成手段８１からの微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒと、エッジ検出手段３２からの垂直エッジ成分の検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力される。エッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２からのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。
【０１０４】
微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒは、微少な動きを検出した結果であり、動き検出の対象である画素の各々について非マッチング量算出手段３１で算出した非マッチング量を基に生成されている。一方、画像の輪郭部分であるエッジ付近では、映像信号の動き成分とノイズ成分が混在し、実際には静止した画素に対しても動きと誤判定することが多く、特にエッジ付近の微少な動きのある部分で起こり易い。
そこで、エッジ切換え手段８３では、エッジ検出信号Ｅｄｆｌに従い、エッジが存在すると検出された画素での値を得るよう、微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、エッジ付近の微少な動きを検出した画素において、動き検出の結果を静止と判定する方向へ調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして求める。
【０１０５】
例えば、エッジ切換え手段８３は、図１５に示すような切換え手段８４により構成できる。切換え手段８４には、微少動き検出信号ｍｔｒと、エッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力され、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直エッジの存在を示す場合（Ｅｄｆｌ＝１の場合）は、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示す場合（Ｅｄｆｌ＝０の場合）は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を、エッジ付近の微少な動きを検出したものとはせず、静止していると判定されないで、調整が行われない値、例えば‘０’として出力する。
【０１０６】
これにより、垂直エッジ成分が存在するエッジ付近の画素においてのみ、微少動き検出信号ｍｔｒが調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力され、それ以外のエッジでない場合は、例えば値‘０’として出力されることとなる。
よって、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値により、垂直方向のエッジ付近においての微少な動き（もしくは静止）として検出される度合いが示され、垂直方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素で、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値は比較的大きな値となる。
【０１０７】
以上、図３の非マッチング量算出手段３１では、画素ブロック対の間での非類似度の算出から、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１０に示すエッジ検出手段３２では、注目画素Ｐ０の近傍に、画像の垂直方向のエッジ（すなわち、水平方向に延びたあるいは水平方向の成分を有する輪郭）が存在するかを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、図１３及び図１５の変換手段３３により、微少動き検出手段３０からは、垂直方向のエッジ付近の水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きを検出した結果として、動きの検出を調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが得られ、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０１０８】
図１に戻り、図１の動き検出手段１内の動き情報検出手段１５へは、フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍと、微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが入力される。動き情報検出手段１５では、微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍの値が調整され、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを決定し、この動き情報ｍｄをフィルタ処理手段１６へと出力する。
【０１０９】
微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤは、その値により、垂直方向のエッジ付近においての微少な動きとして検出される度合いを示しており、垂直方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素では、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが大きな値となっている。そこで、動き情報検出手段１５では、一例として、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、差分信号Ｄｍによる動き情報を調整する。エッジ付近の微少な動きと検出された画素においては、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが大きな値となり、フレーム差分による差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、結果として、静止画と検出される方向へ調整された動き情報ｍｄが得られる。
【０１１０】
ここで、画像のエッジ付近では、実際には静止した画素に対しても、微少なゆれ、ノイズ等により動きと誤判定することが多く、特にエッジ付近の微少な動きのある部分で起こり易い。フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍは、フレーム間の差分値から得られているため、完全に静止した画像部分またはノイズ成分が含まれていない画像部分ではその値は０となるが、動きやノイズ成分があると、その値の大きくなる。すなわち、微少な動きやノイズが含まれている場合にも、差分信号Ｄｍの値は大きくなる。よって、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、垂直方向のエッジにおいて静止画部分あるいは微少な動きを有する画像部分にあると判定された画素での動き情報が、静止画方向へ（静止画との判定結果となりやすいように）調整され、これにより、エッジ付近の微少な動きである場合を加味されるよう動き情報が調整され、動きの誤検出を低減した動き情報ｍｄが得られる。
【０１１１】
なお、上記動き情報検出手段１５では、一例として、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を直接減算しているが、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて変化する演算値を設定し、その演算値を差分信号Ｄｍから減算する構成としてもよく、また、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて変化する倍率係数（１倍より小さい値）により、差分信号Ｄｍが小さくなる方向へ倍率変換してもよく、さらには、差分信号Ｄｍの代わりに静止画であることを示す値（例えば０に近い小さな値）選択して出力することもできる。つまり、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム差分を表す差分信号Ｄｍの値を調整し、結果として、静止画と検出される方向へ調整され、エッジ付近の微少な動きを加味した動き情報ｍｄが得られれば、同様の効果がある。
【０１１２】
動き検出手段１内のフィルタ処理手段１６へは、動き情報検出手段１５からの動き情報ｍｄが入力される。フィルタ処理手段１６では、動き情報検出手段１５からの動き情報ｍｄに対し、水平もしくは垂直方向のＬＰＦを用いた空間フィルタや、時間方向の時間拡大処理などの時空間フィルタ処理、孤立点除去処理などのフィルタ処理を行って、動きの検出漏れを補正し、動き信号ｍｄｓとして出力する。この動き信号ｍｄｓは、動きが大きく、フレーム差分が動きと検出される場合は大きな値となり、静止画部分もしくは微少な動きが検出される場合は、０に近い小さな値となり、その値で動き検出の対象である画素での画像の動き量を示すこととなる。
【０１１３】
以上から、図１に示される動き検出手段１では、微少動き検出手段３０において垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、動き情報検出手段１５において、垂直方向のエッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報が静止画方向へ調整されており、したがって、動き検出手段１からは、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。
【０１１４】
次に、実施の形態１の映像信号処理装置において、フレーム遅延手段１３によりフレーム遅延信号を得て、映像信号のフレーム間差分を求め、画素ブロック間の非マッチング量からエッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きの検出結果を加味した動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する処理の手順をフローチャートを参照して説明する。
【０１１５】
図１６は、映像信号処理装置において、画像の動きを画素ごとに検出する動き検出手段１の動作を示すフローチャートである。
【０１１６】
入力された現フレーム信号Ｄｉ０は、フィールドメモリ１１、１２で構成されるフレーム遅延手段１３でフレーム遅延され、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆを得る。動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される（ステップＳ１０１）。
【０１１７】
現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、フレーム差分検出手段２０へ入力され、フレーム差分検出手段２０で、１フレーム間差分Ｄｎを算出し、このフレーム間差分Ｄｎの絶対値を非線形変換することで、差分信号Ｄｍを得る（ステップＳ１０２）。
【０１１８】
また、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆは、微少動き検出手段３０へ入力される。微少動き検出手段３０では、１フレーム前の信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の画素ブロック間でパターンマッチングを行い、所定の動きの範囲内での非マッチング量を算出するとともに、画素近傍でのエッジを検出し、非マッチング量とエッジ検出の結果から、動き検出の対象である画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める（ステップＳ１０３〜Ｓ１０８）。
【０１１９】
具体的には、まず、非マッチング量算出手段３１において、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内で例えば、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の動きの範囲にある画素を中心とする参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）とでそれぞれ構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチング（非類似度の算出）を行って非マッチング量を算出し、これらの３方向の非マッチング量の最小値を選択して注目画素Ｐ０での非マッチング量ＭＡＴＤを求める（ステップＳ１０３）。
【０１２０】
この非マッチング量ＭＡＴＤは、その値の大きさにより所定範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否か、及びその程度を示し、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの微少な動きの範囲内にあるいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど、非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることを示す。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。
【０１２１】
エッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、加えて１フィールド前の信号（１フィールド遅延信号ｄ１ｆ）を用いて、注目画素Ｐ０の近傍に、エッジが存在するかを検出し、検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌを求める（ステップＳ１０４）。エッジ検出手段３２では、例えば、注目画素Ｐ０の近傍の画素から垂直エッジ成分を求めることで、画像の垂直方向のエッジ成分の存在を検出している。
【０１２２】
次に、変換手段３３において、非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出信号Ｅｄｆｌとから、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号を生成し、この微少動き検出信号の値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて調整することで、エッジ付近の微少な動きを検出し、検出結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。
【０１２３】
すなわち、図１３に示される倍率変換手段８０で非マッチング量ＭＡＴＤに所定の倍率Ｇｍを乗算してゲイン調整を行い、レベル比較手段８２では非マッチング量ＭＡＴＤを所定の閾値ｃｍｔと比較して、有効範囲Ｒａ内であるか否かを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬを生成し、微少動き検出信号生成手段８１では、レベルフラグ信号ＭＴＦＬにより有効範囲Ｒａ内であることが示される場合において、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換する。これにより、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成する。よって、レベルフラグ信号ＭＴＦＬにより、非マッチング量が有効範囲内であることが示される場合に、非マッチング量ＭＡＴＤの値に応じた微少動き検出信号ｍｔｒが生成される（図１４参照、ステップＳ１０５）。この微少動き検出信号ｍｔｒは、静止または微少な動きと判定された画素では値が大きくなり、（静止や微少な動きではなく、）「動きがある」と判断される画素ではその値がゼロであり、微少動き検出信号ｍｔｒの値により、微少な動きとして検出する度合いが示される。
【０１２４】
エッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２からのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める（ステップＳ１０６、Ｓ１０７及びＳ１０８）。
【０１２５】
このとき、エッジ付近の微少な動きのある部分で、静止した画素を動きと誤判定するのを避けるために、エッジ検出信号Ｅｄｆｌに従い調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを決定する（ステップＳ１０６）。即ち、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直エッジの存在を示すＥｄｆｌ＝１の場合は、微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する（ステップＳ１０７）。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示すＥｄｆｌ＝０の場合は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値をエッジ付近の微少な動きを示すものとはせず、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を固定値例えば‘０’とする（ステップＳ１０８）。
【０１２６】
動き情報検出手段１５では、例えば、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することにより、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、差分信号Ｄｍの値を調整し、この調整後の値を動き情報ｍｄとして出力する（ステップＳ１０９）。
【０１２７】
フィルタ処理手段１６では、動き情報ｍｄに対し、空間フィルタや、時空間フィルタ処理、孤立点除去処理などのフィルタ処理を行い、動きの検出漏れを補正された動き信号ｍｄｓを決定し、出力する（ステップＳ１１０）。補正後の（最終的な）動き信号ｍｄｓは、動きが大きく、動きと検出される場合は大きな値となり、静止画部分もしくは微少な動きが検出される場合は、０に近い小さな値となり、その値で動き検出の対象である画素での画像の動き量を示す。
【０１２８】
したがって、動き検出手段１において、垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、垂直方向のエッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を静止画方向へ調整しているので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。
【０１２９】
以上のように、実施の形態１の映像信号処理装置によれば、フレーム間差分検出手段２０において映像信号のフレーム間差分を検出して、差分信号Ｄｍを得ており、微少動き検出手段３０においては、入力フレーム信号の画素ブロックと、１フレーム前の信号における微少な動きの範囲内にある、対応する画素ブロックの間で、パターンマッチングを行って非類似度を示す非マッチング量ＭＡＴＤを求めるとともに、注目画素近傍の垂直方向のエッジの検出を行い、この非マッチング量ＭＡＴＤと垂直エッジの検出結果から、垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求めている。そして、動き情報検出手段１５において、垂直方向のエッジ付近の微少な動きの検出結果である調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値又はこれに基づいて生成された値を減算することで、垂直方向のエッジが存在する箇所付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを得て、これに対してさらにフィルタ処理することで動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
【０１３０】
よって、垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、垂直方向のエッジ付近での静止画あるいは微少な動きであると検出された画素についての動き情報を、静止画方向へ調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近における動きの誤検出を低減し、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０１３１】
なお、実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる、図１０に示すエッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直エッジ成分を抽出してエッジ検出を行っているが、図１７に示すように、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用せず、同位相の信号となる現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆにより垂直エッジ成分を抽出してエッジ検出を行うよう構成することもできる。
【０１３２】
図１７に示されるエッジ検出手段３２は、微少動き検出手段３０の一部として用いられ、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行うものである。図１７おいて、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。その構成及び動作は、図１０に示されたフィールド成分抽出手段５７が除外され、フィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌを抽出せずにエッジ検出を行うこと以外は、先に説明した図１０と同様であるので、その詳細な説明は省略する。最大値選択手段５８では、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒとにより、各垂直エッジ成分の最大値を抽出垂直エッジ成分ｖｅｄとして出力する。このように構成しても、図１０のエッジ検出手段３２を用いた場合と同様の効果を奏する。
【０１３３】
また、実施の形態１の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号として、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間での映像信号における動きを検出しているが、入力映像信号は、プログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出を行うことができる。なお、プログレッシブ信号入力の場合には、フレーム遅延手段１３は入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみが出力され、異位相の信号の位置関係にある１フィールド遅延信号ｄ１ｆは得られないため、微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２として、上記の図１７において示した同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行う構成を用いることとなる。
【０１３４】
また、実施の形態１の映像信号処理装置では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０を動き検出の対象である画素として、フレーム差分検出手段２０で１フレーム間差分を検出し、微少動き検出手段３０において画素ブロックの間での非マッチング量ＭＡＴＤを求めて垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出しているが、注目画素Ｐ０のあるフレームの位置は現フレーム信号Ｄｉ０のフレームでなくてもよく、フィールドもしくはフレーム遅延された信号のフレームを動き検出する中心フレームとして、そのフレーム遅延信号上の画素を注目画素Ｐ０とすることもできる。この場合、フレーム差分検出手段２０で検出する１フレーム間差分は、中心フレームの時間軸上前に位置するフレームとの間の差分であっても、時間軸上後ろに位置するフレームとの間の差分であってもよく、さらには、その両方向のフレームとの差分を合成し用いてもよく、中心フレームとの間のフレーム差分を検出し動き量として得られれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１３５】
また、微少動き検出手段３０においては、中心フレーム内の注目画素Ｐ０を中心とした画素ブロックと、異なるフレームの信号における微少な動きの範囲内にある対応する画素ブロックの間で、パターンマッチングを行って非類似度を示す非マッチング量が求められるとともに、注目画素近傍の垂直方向のエッジの検出が行え、垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出されればよく、同様の効果を奏する。
【０１３６】
さらに、上記説明においては、映像信号処理装置のフレーム遅延手段、動き検出手段１の各構成要素をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０１３７】
実施の形態２．
実施の形態１の映像信号処理装置では、微少動き検出手段３０内の非マッチング量算出手段３１を図３に示すように構成し、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤを求めるとともに、エッジ検出手段３２を図１０に示すように構成し、垂直方向のエッジ成分の存在を検出して、微少動き検出手段３０からは、垂直方向のエッジ付近での微少な動きを検出した結果として、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを得ることとしている。
【０１３８】
実施の形態２では、非マッチング量を求める微少な動きの範囲を水平方向と垂直方向の双方とし、また、エッジ検出において、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジ（すなわち、垂直方向に延びた或いは垂直方向の成分を有する輪郭）の双方を検出するように構成する。
【０１３９】
実施の形態２においては、微少動き検出手段３０から、垂直、水平方向のエッジ付近での水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果を得て、エッジ近傍で静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整する。
【０１４０】
実施の形態２の映像信号処理装置は、実施の形態１の映像信号処理装置（図１参照）の構成において、微少動き検出手段３０を構成する、図３及び図１０に示す非マッチング量算出手段３１及びエッジ検出手段３２の代わりに、図１８及び図１９に示す非マッチング量算出手段３１ｂ及びエッジ検出手段３２ｂを用い、垂直及び水平方向のエッジ付近における水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果に応じて、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成したものである。
【０１４１】
非マッチング量算出手段３１ｂ及びエッジ検出手段３２ｂ以外の構成及び動作は、実施の形態１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１４２】
実施の形態２の微少動き検出手段３０は、実施の形態１と同様、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延信号ｄ２ｆとの画素ブロック間でパターンマッチングを行って非マッチング量を算出するとともに、動き検出の対象である画素の近傍での垂直及び水平方向のエッジを検出し、この非マッチング量とエッジ検出の結果から、エッジ付近における微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、得られた調整微少動き検出信号を動き情報検出手段１５へと出力する。
【０１４３】
図１８は、実施の形態２において、図３に示す非マッチング量算出手段３１の代わりに用いられる非マッチング量算出手段３１ｂの構成を示すブロック図である。
図示の非マッチング量算出手段３１ｂは、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きと、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さの動きを微少な動きとし、水平及び垂直方向での微少な動きを検出する。
【０１４４】
図１８において、図３の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付してある。
図１８に示す非マッチング量算出手段３１ｂは図３に示す部材に加え、水平方向の動きの範囲にある画素ブロックを抽出するとともに、垂直方向の動きの範囲内の画素ブロックを抽出する参照画素ブロック抽出手段９０と、ブロック間非マッチング量演算手段９１及び９２と、合成手段９３とを備える。ブロック間非マッチング量演算手段９１及び９２は、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同じ構成である。
【０１４５】
図１９は、実施の形態２において、図１０に示すエッジ検出手段３２の代わりに用いられるエッジ検出手段３２ｂの構成を示すブロック図である。
図示のエッジ検出手段３２ｂは、注目画素Ｐ０の近傍の画素から、垂直エッジ成分と、水平方向の高域周波数成分（水平エッジ成分、もしくは水平高域成分）を求めることで、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジの存在を検出する。
図１９において、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
図１９に示すエッジ検出手段３２ｂは、図１０に示す構成要素に加え、
水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分を取り出すための水平高域成分抽出手段１００と、平滑化手段（水平エッジ成分平滑化手段）９５と、非線形変換手段（水平エッジ成分非線形変換手段）９６と、比較手段（水平エッジ成分比較手段）９７と、合成手段（エッジ検出信号合成手段）９８とをさらに備える。
【０１４６】
水平高域成分抽出手段１００は、フレーム内の水平エッジ成分を抽出するフレーム内水平高域成分抽出手段１０１、１０２と、水平フィールド成分抽出手段１０３と、最大値選択手段１０６とを備える。
【０１４７】
水平フィールド成分抽出手段１０３は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ内の水平エッジ成分を抽出するとともに、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、当該フィールドに対し前もしくは後にあるフィールドとにまたがった垂直方向の低域成分から、その水平エッジ成分を抽出するものであり、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４，１０５と、水平ＢＰＦ１０６、１０７と、絶対値演算手段１０８、１０９と、フィールド内水平高域成分抽出手段１１０とを備えている。
【０１４８】
実施の形態２の映像信号処理装置において、フィールド遅延処理、フレーム間差分検出手段２０において映像信号のフレーム間差分を検出し、差分信号Ｄｍを得る構成、動き情報検出手段１５において、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、動き量としての動き信号ｍｄｓを得る構成と動作は、実施の形態１の映像信号処理装置と同じであり、その詳細な説明は省略する。以下では、微少動き検出手段３０において、非マッチング量を算出し、エッジ検出することで、動き検出の対象である画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める構成、動作について、図１８及び図１９により説明する。
【０１４９】
図１８に示される非マッチング量算出手段３１ｂには、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが入力される。非マッチング量算出手段３１ｂでは、入力フレーム信号の注目画素ブロックｂｌ０ｆと１フレーム前の信号の所定範囲内にある参照画素ブロックとの間でパターンマッチングを行って非マッチング量を算出し、注目画素での非マッチング量ＭＡＴＤを求める。
なお、図３の場合と同様、マッチング対象の中心フレーム(注目画素を含むフレーム)は現フレーム信号Ｄｉ０のフレームとし、パターンマッチングで用いられる注目画素ブロック及び参照画素ブロックは、図４に示すように、注目画素Ｐ０を中心とし、水平方向に並んだ、相連続する５画素で構成されるものとする。また、この画素ブロックとしては、図３の場合と同様、水平５画素のブロックに限らず、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような画素のブロックを用いてもよい。
【０１５０】
非マッチング量算出手段３１ｂへ入力された現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０が注目画素ブロック抽出手段３４へ、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが参照画素ブロック抽出手段９０へと入力される。
【０１５１】
注目画素ブロック抽出手段３４は、実施の形態１に関して図３を参照して説明したものと同じであり、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆ（図６参照）を抽出し、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素（Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒ）を出力する。
【０１５２】
図２０は、現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム相互間の時間的関係と、処理に用いられる画素の垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す。図２０で時間的に前のフレームほどより左側に示され、各フレームの画素は、画面内で上のものほど図で上に示されている。
図２０において、現フレーム信号Ｄｉ０を示す縦線上で、ラインｎ上に注目画素Ｐ０（注目画素ブロックｂｌ０ｆの中心画素）が示され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０に対して１ライン上及び１ライン下に（ラインｎ−１、ラインｎ＋１）に、画素Ｐｐ０ａ、Ｐｂ０bが示されている。画素Ｐｐ０ａは、参照画素ブロックｂｌ２ｆ４の中心画素であり、画素Ｐｐ０ｂは、参照画素ブロックｂｌ２ｆ５の中心画素である。
【０１５３】
図１８の非マッチング量算出手段３１ｂでは、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きと、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さの動きを微少な動きとして検出するので、図６中の参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の水平方向での動きに加え、図２０中、注目画素Ｐ０と同じ画素位置にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の画素Ｐｐ０の上下のラインに位置する画素Ｐｐ０ａ（ラインｎ−１上）とＰｐ０ｂ（ラインｎ＋１上）の上下２方向が、求める垂直方向の動きの範囲に含まれる。
【０１５４】
すなわち、垂直方向の動きを検出する画素ブロックは、図２０中、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ上の画素Ｐｐ０ａとＰｐ０ｂを中心とした参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５とする。各画素ブロックは、図６に示す参照画素ブロックと同様に、例えば、水平方向に並んだ５つの画素から成る。
そして、非マッチング量算出手段３１ｂにおいては、注目画素ブロックｂｌ０ｆと、対応する水平、垂直方向の位置にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の参照画素ブロックとで構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチングにより非類似度を示す５個の非マッチング量を得て、この５個のブロックでの非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量を得ることとなる。
【０１５５】
図１８に戻り、参照画素ブロック抽出手段９０では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０、その左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒを中心とした水平方向の３方向に位置する３つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）を抽出し、さらに、画素Ｐｐ０の上下のラインに位置する画素Ｐｐ０ａとＰｐ０ｂを中心とし、垂直方向の２方向に位置する２つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５（図２０参照）を抽出する。
抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１〜ｂｌ２ｆ３とｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５内の画素は、それぞれブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８、９１、９２へ供給される。
【０１５６】
図２１は、参照画素ブロック抽出手段９０の具体的な構成の一例を示す図である。図８の参照画素ブロック抽出手段３５の構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
参照画素ブロック手段９０は、図８の参照画素ブロック抽出手段３５の構成要素に加え、ライン遅延手段４１０，４２０と、ラインｎ−１の画素に対する５つの画素遅延手段４２１〜４２５と、ラインｎ＋１の画素に対する５つの画素遅延手段４３１〜４３５を備えており、１フレーム遅延信号ｄ２ｆをライン遅延し、さらに各ラインの画素を画素遅延することで水平、垂直方向に位置する各画素ブロック内の５画素の信号を抽出することができる。
【０１５７】
非マッチング量算出手段３１ｂ内のブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へは、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素ブロックｂｌ０ｆの画素の信号と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する水平３方向にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素の信号がそれぞれ入力される。また、ブロック間非マッチング量演算手段９１、９２へは、注目画素ブロックｂｌ０ｆの画素の信号と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する垂直２方向にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５の画素の信号がそれぞれ入力される。
【０１５８】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８は実施の形態１に関して図３及び図９を参照して説明したものと同じであり、また、ブロック間非マッチング量演算手段９１、９２は、入力される１フレーム遅延信号ｄ２ｆでの画素ブロックが異なるのみで、その構成はブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様であるので、その詳しい説明は省略するが、それぞれのブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８、９１、及び９２では、注目画素ブロックｂｌ０ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する参照画素ブロックとの間でパターンマッチングを行い、非類似度を計算した結果であるブロック間の非マッチング量を求める。
【０１５９】
結果として、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８により得られた注目画素ブロックｂｌ０ｆと水平方向に並んだ参照画素ブロックの間の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３（図６参照）により、水平方向での微少な動きの範囲での非マッチング量が得られ、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２により得られた注目画素ブロックｂｌ０ｆと垂直方向の異なる位置に参照画素ブロックの間の非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２（図２０参照）により、垂直方向での微少な動きの範囲での非マッチング量が得られることとなる。
【０１６０】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２で算出されたブロック間の非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２とは、水平３方向及び垂直２方向にある各ブロック間の非類似度を示すものとして、図１８の合成手段９３へと出力される。
【０１６１】
図１８に戻り、非マッチング量算出手段３１ｂ内の合成手段９３へは、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された、水平方向の動きにおける非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２で算出された、垂直方向の動きにおける非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２とが入力される。
【０１６２】
合成手段９３は、実施の形態１に関して図３を参照して説明した合成手段３９と同様、入力された非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを求める。この合成後の非マッチング量ＭＡＴＤは、注目画素Ｐ０での微少な動きを検出するための最終的な非類似度を示すものである。この合成においては、例えば、非マッチング量の最小値を選択して出力する。代わりに、合成手段３９と同様、入力された非マッチング量の平均値を求めることにより、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得てもよい。
【０１６３】
合成手段９３により得られる非マッチング量ＭＡＴＤは、水平方向の動きによる非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、垂直方向の動きによる非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２から選択されるため、その大きさにより水平方向または垂直方向での所定の範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かが示され、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることが示される。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることが示される。
【０１６４】
以上により、図１８の非マッチング量算出手段３１ｂにおいては、現フレームＤｉ０上の注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内で水平方向または垂直方向の所定の動きの範囲にある参照画素ブロックとで構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチング（非類似度の算出）を行うことで非マッチング量を求め、この得られた非マッチング量に基づき、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内で、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さで動く微少な動きの範囲内の注目画素Ｐ０における非マッチング量ＭＡＴＤが出力される。この非マッチング量ＭＡＴＤは、画素ブロック間のパターンマッチングから得られているため、注目画素と対応する画素の差分のみに基づいて判定を行なうのと比較し、周囲の画素での状態も考慮することとなり、ノイズ成分の影響を低減し、より安定した値が得られている。
【０１６５】
なお、図１８及び図２０を参照して説明した例では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内で、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さで画像が動く場合を微少な動きとしているが、画像の特性によりさらに早い、例えば、水平方向に１フレームあたり左右２画素以内の速さまでの動きを、微少な動きとして検出するように構成してもよい。また、垂直方向には、１フィールドの単位での動きを検出し、１フィールドあたり上下に１／２ライン以内の速さで画像が動く場合を検出するようにしてもよい。この場合には、参照画素ブロック抽出手段９０において１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、画素Ｐ０に対し上又は下に１／２ラインずれた画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）を中心とした画素ブロックを、垂直方向に位置する２つの参照画素ブロックとして抽出し、上記と同様に垂直方向の非マッチング量を求めればよく、上記と同様の効果がある。
【０１６６】
また、垂直方向の上下のライン（ラインｎ−１とラインｎ＋１上）においても水平方向に左右に１画素ずれた位置にある画素（例えば、図２０中、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の画素Ｐｐ０ａ、Ｐｐ０ｂに対して水平方向に隣接する画素）を、パターンマッチングを行う画素ブロックの中心画素とし、垂直、水平方向すなわち斜め方向の動きを微少な動きの範囲とすることもできる。
【０１６７】
いずれの場合も、参照画素ブロック抽出手段９０において、対応する動きの移動位置にある画素を中心とした画素ブロックを抽出し、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様の構成でそれぞれのブロックとの非マッチング量を算出し、算出した方向の複数の非マッチング量を合成（例えばそれらの最小値を選択)することで注目画素Ｐ０についての、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤが得られればよい。
【０１６８】
次に、図１９において、エッジ検出手段３２ｂには、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。図１９のエッジ検出手段３２ｂでは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆを用いて、注目画素Ｐ０の近傍の画素から、垂直エッジ成分と、水平エッジ成分を求めることで、画像の垂直方向のエッジ及び水平方向のエッジ成分の存在を検出している。
【０１６９】
図１９のエッジ検出手段３２ｂにおいて、垂直エッジ成分ｖｅｄは垂直高域成分抽出手段５０により抽出され、平滑化手段５１、非線形変換手段５２及び比較手段５３により、画像の垂直方向のエッジの存在を検出し、水平エッジ成分ｈｅｄは、水平高域成分抽出手段１００により抽出され、平滑化手段９５、非線形変換手段９６、及び比較手段９７により、画像の水平方向のエッジの存在を検出している。
【０１７０】
垂直エッジ成分を取り出すための垂直高域成分抽出手段５０、平滑化手段５１、非線形変換手段５２、及び比較手段５３は、図１０又は図１２、及び図１７を参照して説明した構成、動作と同一であるので、その詳細な説明は省略するが、垂直高域成分抽出手段５０、平滑化手段５１、非線形変換手段５２、及び比較手段５３により、図１１で示された位置関係にある画素から、注目画素Ｐ０の近傍に垂直方向のエッジが存在するかを検出し、垂直方向のエッジ）の検出結果を示す垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１が得られ、この垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１は合成手段９８へと送られる。
【０１７１】
以下、水平エッジ成分を抽出し、水平方向のエッジの存在を検出する処理を図１９、及び図１１を参照して説明する。
【０１７２】
図１９において、エッジ検出手段３２ｂ内の水平高域成分抽出手段１００には、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。水平高域成分抽出手段１００では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分を取り出す。
【０１７３】
水平エッジ成分の抽出は、垂直方向のＬＰＦ（垂直ＬＰＦ）により垂直方向での低域周波数成分（垂直低域成分）を取り出した後、水平方向のＢＰＦ（水平ＢＰＦ）処理を施すことにより行い、水平ＢＰＦ後の出力を絶対値化した値を水平エッジ成分として求める。ここで、図１９の水平高域成分抽出手段１００では、図１１中の現フレーム信号Ｄｉ０の画素Ｐ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの画素Ｐｐ０、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素Ｐｆ１とＰｆ２とを中心とした画素での水平方向のエッジ成分を抽出するものとし、各フレーム内での水平方向の画素の間の演算により求められた水平エッジ成分（フレーム内もしくはフィールド内の水平高域成分）と、現フレーム信号Ｄｉ０または１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの１フィールド間にまたがった垂直方向の低域周波数成分での水平エッジ成分（フィールド間の水平高域成分）を抽出する。なお、フレーム内での水平エッジ成分の抽出は、所定の画素を中心とした水平ＢＰＦ処理のみから求めることもできるが、上記の通り、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、水平ＢＰＦ処理を施し、ＢＰＦ後の出力を絶対値化し抽出するものとして、以下で説明する。
【０１７４】
図１９において、水平高域成分抽出手段１００内の第１のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１へは現フレーム信号Ｄｉ０が、第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０２へは１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。この第１及び第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１及び１０２は同様に構成されており、第１のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１では、現フレーム信号Ｄｉ０内において注目画素Ｐ０に対し、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施すことで、水平エッジ成分（例えば、水平ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｃとする。
【０１７５】
また、第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０２では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０（図１１参照、上記画素Ｐ０と同一位置）に対し、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施すことで、水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｐとする。
フレーム内水平高域成分抽出手段１０１及び１０２にから出力される現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおけるフレーム内の水平エッジ成分Ｅｈｃ及びＥｈｐは、ともに最大値選択手段１０６へと出力される。
【０１７６】
次に、水平フィールド成分抽出手段１０３へは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。水平フィールド成分抽出手段１０３では、インターレース信号入力時の１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用し、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールド内と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの前後の１フィールドの間にまたがったフィールド間にある垂直低域成分での水平エッジ成分を抽出し、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌと、フィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１，Ｅｈｆ２とを最大値選択手段１０６へと出力する。
【０１７７】
水平フィールド成分抽出手段１０３において、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと、現フレーム信号Ｄｉ０との１フィールドの間にまたがったフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１は、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４と、水平ＢＰＦ１０６と、絶対値演算手段１０８とにより抽出される。
【０１７８】
フィールド間垂直ＬＰＦ１０４へは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、例えば、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐ０に対し上下１／２ラインずれたライン上に位置する画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）により、フィールド間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｆ１，Ｐｆ２を用いた垂直ＬＰＦ)を行い、垂直低域成分を取り出す。
【０１７９】
水平ＢＰＦ１０６では、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４からの垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施し、絶対値演算手段１０８にて水平ＢＰＦ１０６からのＢＰＦ出力を絶対値化して、フィールド間の垂直低域成分における水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｆ１とする。
【０１８０】
なお、上記フィールド間垂直ＬＰＦ１０４においては、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、その上ラインの画素Ｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐｆ１を用いてフィールド間にまたがるライン間の垂直ＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出しても、その他の画素Ｐ０の近傍にある現フレーム信号Ｄｉ０における画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８１】
一方、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと１フィールド遅延信号ｄ１ｆの１フィールド間にまたがったフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ２は、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５と、水平ＢＰＦ１０７と、絶対値演算手段１０９とにより抽出される。
これらの構成は、上記フィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１の抽出のための構成と同様であり、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５では１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける図１１中の画素Ｐｆ１とＰｆ２でのフィールド間にまたがるライン間の垂直ＬＰＦにより、垂直低域成分を取り出す。水平ＢＰＦ１０７では、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５からの垂直低域成分に水平ＢＰＦ処理を施し、絶対値演算手段１０９にて水平ＢＰＦ１０７からのＢＰＦ出力を絶対値化して、フィールド間の垂直低域成分における水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｆ２とする。
また、上記フィールド間垂直ＬＰＦ１０５において、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、その上ラインの画素Ｐｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐｆ１を用いて、フィールド間にまたがるライン間のＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出しても、その他の画素Ｐｐ０の近傍にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８２】
水平フィールド成分抽出手段１０３内のフィールド内水平高域成分抽出手段１１０へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド内水平高域成分抽出手段１１０では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）に対し、垂直ＬＰＦ（例えば、２画素の平均値）により垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平ＢＰＦ処理を施すことで、フィールド内の垂直低域成分における水平エッジ成分（例えば、ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌとする。なお、図１１中のＰｆ１とＰｆ２の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での垂直ＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８３】
水平高域成分抽出手段１００内の最大値選択手段１０６へは、フレーム内水平高域成分抽出手段１０１、１０２からの水平エッジ成分Ｅｈｃ，Ｅｈｐと、水平フィールド成分抽出手段１０３からのフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１，Ｅｈｆ２と、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌとが入力される。最大値選択手段１０６では、入力された各水平エッジ成分の最大値を選択して、抽出水平エッジ成分ｈｅｄとして出力する。すなわち、抽出水平エッジ成分ｈｅｄは、注目画素Ｐ０の近傍における水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分の値となり、図１１に示される注目画素Ｐ０の周辺に位置する画素を用いて求められた水平方向の高域周波数成分のうちの最大となる値として抽出される。この最大値選択手段１０６からの抽出水平エッジ成分ｈｅｄは、水平高域成分抽出手段１００で抽出された水平エッジ成分ｈｅｄとして、平滑化手段９５へと出力される。
【０１８４】
平滑化手段９５、非線形変換手段９６、比較手段９７の構成は、実施の形態１の平滑化手段５１から比較手段５３までの構成と同様であり、エッジ検出手段３２ｂ内の平滑化手段９５では、水平高域成分抽出手段１００で抽出された水平エッジ成分ｈｅｄに対し、例えばＬＰＦなどの処理を行い、平滑化された水平エッジ成分ａｈｅｄを得る。非線形変換手段９６では、平滑化された水平エッジ成分ａｈｅｄに対し、所定の感度倍率（水平エッジ成分用感度倍率）を乗算し、所定のオフセット値（水平エッジ成分用オフセット値）を減算して、その演算結果を所定の値の間に値を制限することなどで非線形変換して適切なゲイン調整を行い、比較手段９７では、非線形変換された水平エッジ成分ｂｈｅｄを所定の閾値（水平エッジ成分用閾値）と比較し、注目画素Ｐ０の近傍に、水平方向のエッジが存在するか否かを検出し、結果として２値化した値を示す水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を出力する。
【０１８５】
上記比較手段９７において、例えば、水平エッジ成分ｂｈｅｄが所定の閾値より大きければ水平エッジが存在すると判断し、それ以外の所定の閾値より小さい場合には、その画素を平坦な画像部分もしくは水平方向の低域周波数成分を有する画像部分の画素であると判断し、すなわち、水平エッジに位置する画素ではないと判断し、２値化した値を示す水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を求める。水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２の値は、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と同様、例えば、水平エッジと判断された場合は値‘１’とし、エッジでない場合は値‘０’とする。この水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２の値は、上記の２値化した値に限るものではなく、比較により水平エッジが存在する画素を示す値であれば、他の値であってもよい。比較手段９７からの水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２は、合成手段９８へと出力される。
【０１８６】
エッジ検出手段３２ｂ内の合成手段９８へは、比較手段５３からの垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と、比較手段９７からの水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２とが入力される。合成手段９８では、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２とを組み合わせることで、垂直方向のエッジもしくは水平方向のエッジ成分の存在を示すような値として合成して、注目画素Ｐ０の近傍にエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出信号Ｅｄｆｌを求め、出力する。
【０１８７】
例えば、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２のどちらかがエッジ成分の存在を示す場合（Ｅｄｆｌ１＝１またはＥｄｆｌ２＝１の場合）は、垂直方向または水平方向のエッジの存在を検出したことを示すよう、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値を‘１’とし、どちらもエッジでない場合（Ｅｄｆｌ１＝０かつＥｄｆｌ２＝０の場合）は値‘０’とする。
【０１８８】
なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、上記の値に限るものではなく、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２との結果が合成され、垂直方向のエッジもしくは水平方向のエッジ成分の存在を示す値であれば、他の値であってもよく、また、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を連結した値とし、エッジの存在が検出されたことを示すとともに、検出されたエッジが垂直方向のエッジか、水平方向のエッジか区別できるような値としても、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を１つの信号であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとして出力してもよい。
【０１８９】
以上から、図１９に示されるエッジ検出手段３２ｂからは、注目画素Ｐ０の近傍に水平または垂直方向のエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが変換手段３３へと出力される。
【０１９０】
次に、非マッチング量算出手段３１ｂからの水平、垂直方向の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出手段３２ｂからの水平、垂直方向のエッジ検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌは、図１に示す微少動き検出手段３０内の変換手段３３へと入力される。変換手段３３は、実施の形態１と同様、図１３に示すように構成され、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、水平、垂直方向の微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号を生成し、この微少動き検出信号の値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌにより調整することで、水平もしくは垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出し、検出結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、動き情報検出手段１５へと出力する。
【０１９１】
この変換手段３３の構成、動作は、実施の形態１に関して説明したのと同様であるので、その詳細な説明は省略するが、非マッチング量算出手段３１ｂからの非マッチング量ＭＡＴＤは、倍率変換手段８０でゲイン調整され、また、レベル比較手段８２で所定の閾値ｃｍｔと比較され、非マッチング量ＭＡＴＤが有効範囲Ｒａ内であるか否かを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬが生成される。微少動き検出信号生成手段８１では、レベル比較手段８２から出力されるレベルフラグ信号ＭＴＦＬに応じて、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換することで、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成する。ここまでの構成は、非マッチング量ＭＡＴＤが水平、垂直方向の動きの範囲内で求められるものであっても、実施の形態１の水平方向の動きの範囲内で求められるものでも同じである。
【０１９２】
変換手段３３内のエッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２ｂからのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。エッジ検出手段３２ｂからのエッジ検出信号Ｅｄｆｌは、垂直または水平方向のどちらかのエッジが存在するか否かを示しており、図１５に示すエッジ切換え手段８３では、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直または水平方向のエッジの存在を示す場合（Ｅｄｆｌ＝1の場合）は、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示す場合（Ｅｄｆｌ＝０の場合）は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を、エッジ付近の微少な動きを検出したものとはせず、静止していると判定されないで調整が行われない値、例えば‘０’として出力する。
【０１９３】
これにより、垂直または水平方向のエッジ成分が存在するエッジ付近の画素において、微少動き検出信号ｍｔｒが調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力され、それ以外のエッジでない場合は、例えば値‘０’として出力されることとなる。
したがって、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値により、垂直または水平方向のエッジ付近においての微少な動き（もしくは静止）として検出される度合いが示され、垂直または水平方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素では、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値は比較的大きな値となる。
【０１９４】
なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが、エッジの存在が検出されたことを示すとともに、検出されたエッジが垂直方向のエッジか、水平方向のエッジか区別できるような値として入力された場合には、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値、すなわち、垂直方向のエッジか、水平方向のエッジかの条件に応じて、垂直かつ水平方向のエッジの存在を示す場合は、微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとし、垂直方向もしくは水平方向の、一方向のエッジのみの場合は、それぞれの条件で微少動き検出信号ｍｔｒを所定の倍率で変換するなどした値とし、どちらのエッジでもないことを示す場合は、固定値‘０’として出力するように調整することもできる。この場合は、エッジの方向により、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値が調整されることとなる。
【０１９５】
以上、図１８に示す非マッチング量算出手段３１ｂでは、画素ブロック対の間でのパターンマッチング（非類似度の算出）から、水平方向に１フレームあたり左右１画素、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、動き検出の対象である注目画素Ｐ０の近傍に、画像の垂直方向または水平方向のエッジが存在するかを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、変換手段３３での変換により、微少動き検出手段３０からは、垂直、水平方向のエッジ付近での水平または垂直方向に動く微少な動きを検出した結果として、動きの検出を調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが得られる。
【０１９６】
実施の形態２の映像信号処理装置において、映像信号のフレーム間差分を求め、画素ブロック間の非マッチング量によってエッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きの検出結果により調整された動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する動作については、実施の形態１に関して図１６を参照して説明したのと同様である。但し、実施の形態２においては、図１６中のステップＳ１０３においての非マッチング量を求める微少な動きの範囲を、水平方向と垂直方向の動きとし、ステップＳ１０４においてのエッジ検出は、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジの存在を検出することとなる。
【０１９７】
以上より、実施の形態２の映像信号処理装置によれば、微少動き検出手段３０において、図１８の非マッチング量算出手段３１ｂでは、水平方向及び垂直方向での微少な動きの範囲内にある対応する画素ブロックの間でのパターンマッチングにより、非類似度を示す非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、注目画素Ｐ０近傍の垂直方向または水平方向のエッジを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、この非マッチング量ＭＡＴＤとエッジ検出信号Ｅｄｆｌから、垂直及び水平方向のエッジ付近の水平、垂直方向に動く微少な動きを検出し、結果として、動きの検出を調整するために用いられる、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求めている。そして、動き情報検出手段１５において、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから所定の値を減算することで、エッジが存在する箇所付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを得て、これに対してさらにフィルタ処理することで動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
【０１９８】
したがって、垂直、水平方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素についての動き情報を静止画方向へ調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減し、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０１９９】
また、非マッチング量を求める微少な動きの範囲を、水平方向及び垂直方向の動きとし、エッジ検出を画像の垂直方向及び水平方向のエッジを検出するので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出をより確実に防止でき、誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０２００】
なお、実施の形態２で用いられる、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直及び水平エッジ成分を抽出してエッジ検出を行っているが、図１７と同様、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用せず、同位相の信号となる現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆによりエッジ検出を行うよう構成することもできる。
この場合、図１９の水平高域成分抽出手段１００内の水平フィールド成分抽出手段１０３を除外され、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆでエッジ検出を行うよう構成する。
【０２０１】
また、実施の形態２の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号として動きを検出しているが、入力映像信号は、プログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出を行うことができる。プログレッシブ信号入力の場合には、微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２ｂは、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行う構成を用いることとなる。
【０２０２】
また、実施の形態２の映像信号処理装置では、図１８、図１９により、垂直、水平方向のエッジ付近における水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果により、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成したが、非マッチング量算出手段３１ｂで水平方向及び垂直方向での微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤを得て、エッジ検出は、図１０に示す水平方向のエッジのみの検出としてもよく、または、エッジ検出手段３２ｂで垂直、水平方向のエッジを検出し、非マッチング量の算出は図３に示す水平方向での微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤとしてもよく、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成できれば、同様の効果を奏する。
【０２０３】
さらに、実施の形態２の説明においては、非マッチング量算出手段３１ｂとエッジ検出手段３２ｂの各構成要素をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２０４】
実施の形態３．
実施の形態１及び２の映像信号処理装置は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出し、フレーム間差分検出手段２０において、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間の１フレーム間の差分を求めてフレーム差分を得るように構成されているが、図２２に示す映像信号処理装置のように、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との１フレーム間の差分に加え、入力フレーム信号と２フレーム前の信号との２フレーム離れたフレーム間の差分（２フレーム間差分）とから、フレーム間の差分信号を求め、画像の動きを画素ごとで検出するよう構成することもできる。
【０２０５】
図２２は、本発明の実施の形態３の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態３の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、現在の入力フレームの信号と、１フレーム前の信号及び２フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出するよう構成している。図２２において、図１を参照して説明した実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２０６】
図２２において、実施の形態３の映像信号処理装置は、入力映像信号を順次１フレーム分遅延するフレーム遅延手段１３、１４と、フレーム遅延された信号と入力フレームの信号から画像の動きを画素ごとで検出する動き検出手段１とを備えている。
動き検出手段２は、図１に示される動き検出手段１と概して同じであるが、図１に示される、１フレーム間の差分から差分信号Ｄｍを求めるフレーム間差分検出手段２０の代わりに、１フレーム間の差分に加え、２フレーム間のフレーム間差分を検出し、動き検出を行うための差分信号Ｄｍを出力するフレーム間差分検出手段２１が用いられている。
なお、フレーム遅延手段１３は、図１に示すフレーム遅延手段１３と同様に１フィールド単位の遅延を行う２個のフィールドメモリで構成でき、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３から１フィールド遅延信号ｄ１ｆが得られ、動き検出手段２に供給され、微少動き検出手段３０へと入力されるが、図２２には、その図示が省略されている。
１フィールド遅延信号ｄ１ｆを省略したこと以外の点で、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６の構成及び動作は、実施の形態１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２０７】
図２２に示されるフレーム間差分検出手段２１の構成要素のうち、１フレーム間差分を算出する差分算出手段２２と、絶対値演算手段２３と、差分感度変換手段２４は、図１のフレーム間差分検出手段２０におけるものと同じものである。図２２のフレーム間差分検出手段２１はさらに、入力フレーム信号と２フレーム前の信号の間の２フレーム間差分を算出する差分算出手段２５と、２フレーム間差分の差分絶対値を演算する絶対値演算手段２６と、差分感度変換手段２７と、１フレーム間差分と２フレーム間差分を合成する差分合成手段２８とを備えている。
【０２０８】
入力映像信号がインターレース信号の場合、図１と同様、フィールドメモリ１１、１２によりフィールド単位での遅延することになるが、図２２においては、フレーム遅延手段１３、１４により、映像信号を１フレーム分遅延する場合を示している。
【０２０９】
図２２を用いて、実施の形態３での動き検出について説明する。
フレーム遅延手段１３、１４は、映像信号を１フレーム分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフレーム遅延手段１３は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して１フレーム遅延信号ｄ２ｆを出力し、第２のフレーム遅延手段１４は、第１のフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆを１フレームド分遅延し、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを出力する。なお、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３，１４は、フィールドごとで遅延する２個のフィールドメモリで構成できるので、フレーム遅延手段１３において１フィールド遅延信号ｄ１ｆを得ることができる。このフレーム遅延手段１３、１４の構成、動作は図１でのものと同じである。
【０２１０】
ここで、フレーム遅延手段１４から出力される２フレーム遅延信号ｄ４ｆは、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと同様、現フレーム信号Ｄｉ０の画素と同一位置における画素であり、同位相の信号となる
【０２１１】
動き検出手段２には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆが入力される。なお、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを入力することも可能であるが、図２２では省略する。動き検出手段２は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号及び２フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。動き検出手段２では、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との１フレーム間差分に加え、入力フレーム信号と２フレーム前の信号との２フレーム間差分とから、差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素間の非マッチング量からエッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号を得ることにより、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行って、動き量を示す動き信号ｍｄｓを生成し出力する。
【０２１２】
動き検出手段２において、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６の構成及び動作は、図１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略し、以下では、フレーム間差分検出手段２１での差分信号Ｄｍを求める構成について、説明する。
【０２１３】
上記動き検出手段２内のフレーム差分検出手段２１には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆとが入力され、１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、２つのフレーム差分を合成することで、フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。フレーム間の差分が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。フレーム間差分検出手段２１により得られた差分信号Ｄｍは、フレーム差分検出結果として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０２１４】
フレーム間差分検出手段２１において、１フレーム間差分は、差分算出手段２２と、絶対値演算手段２３と、差分感度変換手段２４とにより算出され、差分算出手段２２では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム間の差分値（１フレーム間差分）Ｄｎを求める。絶対値演算手段２３では、差分算出手段２２からの１フレーム間差分Ｄｎの絶対値を演算し、差分感度変換手段２４では、１フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓに対し、例えば、所定の感度倍率の乗算、所定のオフセット値の減算により、図２に示すような特性となる非線形変換を行い、結果を１フレーム間差分信号Ｄｍ１として出力する。ここまでの構成は、図１に示されたフレーム間差分検出手段２０と同じである。
【０２１５】
次に、フレーム差分検出手段２１内の差分算出手段２５には、現フレーム信号Ｄｉ０と２フレーム前の信号である２フレーム遅延信号ｄ４ｆが入力され、２フレーム遅延信号ｄ４ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と２フレーム遅延信号ｄ４ｆのフレーム間の差分値（２フレーム間差分）Ｄｎ２が求められる。この２フレーム間差分Ｄｎ２が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなり、上記の１フレーム間差分Ｄｎに比べて速い動きに対応することになる。なお、得られた差分値に対し、ＬＰＦ処理を施すことにより、高域周波数成分であるノイズの影響を低減した２フレーム間差分Ｄｎ２として求めてもよい。
【０２１６】
絶対値演算手段２６には、差分算出手段２５からの２フレーム間差分Ｄｎ２が入力される。絶対値演算手段２６は、２フレーム間差分Ｄｎ２の絶対値を演算し、２フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓ２を出力する。
【０２１７】
差分感度変換手段２７には、絶対値演算手段２６からの差分絶対値Ｄａｂｓ２が入力される。差分感度変換手段２７では、例えば差分絶対値Ｄａｂｓ２に所定の感度倍率を乗算し、所定のオフセット値を減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＭ２）の間に値を制限することで非線形変換し、２フレーム間差分信号Ｄｍ２として出力する。なお、この非線形変換された２フレーム間差分信号Ｄｍ２は、非線形変換することなく、差分絶対値Ｄａｂｓ２のまま出力してもよい。
【０２１８】
差分感度変換手段２７の入出力特性は、図２に示すような特性と同様の変換を行い、差分感度変換手段２３と同様にできる。図２から、オフセット値Ｔｏｆまでの値は微小のノイズ成分となり、２フレーム間差分信号Ｄｍ２＝０として出力され、２フレーム間差分信号Ｄｍ２は０から値の制限値ｄＭ２までの間で出力され、その値で動きもしくはノイズの量を示している。差分感度変換手段２７において感度倍率を大きくすることで、２フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓ２を動きと検出しやすくすることとなり、オフセット値を大きくすると、その値までの差分値が微小ノイズ成分（静止部分）として検出されることとなる。
【０２１９】
フレーム差分検出手段２１内の差分合成手段２８には、差分感度変換手段２４からの１フレーム間差分信号Ｄｍ１と、差分感度変換手段２７からの２フレーム間差分信号Ｄｍ２が入力される。差分合成手段２８は、１フレーム間差分信号Ｄｍ１と２フレーム間差分信号Ｄｍ２の最大値を求めて合成することで、映像信号の動きを示すフレーム間差分とし、差分信号Ｄｍを出力する。なお、合成の方法は最大値を求めることに限らず、平均値を求めるなどしてもよい。
【０２２０】
差分合成手段２８から出力される差分信号Ｄｍは、フレーム差分検出結果として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０２２１】
図２２において、動き検出手段２内の微少動き検出手段３０での注目画素近傍のエッジ付近における微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを生成する構成、動き情報検出手段１５において、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム間差分検出手段２１からの差分信号Ｄｍの値を調整して、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを決定し、フィルタ処理手段１６で動き情報ｍｄにフィルタ処理を行って、動き信号ｍｄｓとして得るまでの構成は、実施の形態１の図１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２２２】
以上から、図２２の動き検出手段２では、フレーム差分検出手段２１において、１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、２つのフレーム差分を合成して、フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。そして、微少動き検出手段３０においてエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、動き情報検出手段１５において、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報が静止画方向へ調整され、したがって、動き検出手段２からは、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できる。
【０２２３】
次に、実施の形態３の映像信号処理装置において、映像信号の１フレーム間差分と２フレーム間差分を検出し、フレーム間差分と非マッチング量の検出の結果から、エッジ付近の微少な動きの検出結果により調整された動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する動作については、実施の形態１に関し図１６を参照して説明したのと同様であり、その説明は省略するが、実施の形態３においては、図１６中のステップＳ１０１においての入力されるフレーム遅延信号は、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆとなり、ステップＳ１０２においてのフレーム間差分が、１フレーム間差分と２フレーム間差分から求められることとなる。
【０２２４】
上記のステップＳ１０１、Ｓ１０２以外の動作は、図１６で示すフローチャートによりで説明した動作と同じである。
【０２２５】
以上より、実施の形態３の映像信号処理装置によれば、フレーム間差分検出手段２１において映像信号の１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、１フレーム間差分と２フレーム間差分から動き検出のための差分信号Ｄｍを得ている。そして、動き情報検出手段１５において、非マッチング量とエッジ検出の結果から得られた調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから所定の値を減算するよう調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き情報を得て、動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
よって、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を静止画方向へ調整することができ、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０２２６】
また、実施の形態３の映像信号処理装置では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０を動き検出の対象である注目画素として、フレーム差分検出手段２１で１フレーム間差分、２フレーム間差分を検出しているが、注目画素Ｐ０のあるフレームの位置は現フレーム信号でなくてもよく、フィールドもしくはフレーム遅延された信号のフレームを動き検出する中心フレームとして、そのフレーム遅延信号上の画素を注目画素Ｐ０とすることもできる。この場合、フレーム差分検出手段２１で検出する１フレーム間差分と２フレーム間差分は、中心フレームの時間軸上前に位置するフレームとの間の差分であっても、時間軸上後ろに位置するフレームとの間の差分であってもよく、さらには、その両方向のフレームとの差分を合成し用いてもよく、中心フレームとの間のフレーム差分を検出し動き量として得られれば、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【０２２７】
さらに、実施の形態３の説明においては、映像信号処理装置のフレーム遅延手段、動き検出手段の各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２２８】
実施の形態４．
実施の形態１〜３の映像信号処理装置を用いて行われる動き検出方法は、映像信号から画像の動きを局所的に検出し、検出された動きに応じて映像信号処理を行う動き適応処理に適用できる。
この動き適応処理の適用例として、まず、インターレース信号をプログレッシブ信号に走査線変換（ＩＰ変換）する動き適応走査線補間処理について説明する。
以下に示す実施の形態４においては、ＩＰ変換する際に、動き検出された動き量に応じて、フィールド間補間及びフィールド内補間のいずれかに切換えて補間信号を生成する映像信号処理装置であって、動き検出のために、実施の形態１の映像信号処理装置における動き検出手段１を用いるものについて説明する。
【０２２９】
図２３は、本発明の実施の形態４の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態４の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、映像信号のフレーム間差分に基づき動きを検出し、動き検出手段の出力に従い、動きに応じた走査線補間処理を行ってプログレッシブ信号を得る動き適応処理装置３の構成を示している。図２３において、図１に示す実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２３０】
図２３において、実施の形態４の映像信号処理装置である動き適応処理装置３は、
映像信号の動き検出を行う動き検出を、実施の形態１の映像信号処理装置（図１参照）の動き検出手段１により行なっており、フィールドメモリ１１、１２で構成されたフレーム遅延手段１３と、動き検出手段１と、動き検出手段１の出力に従い、動きに応じた走査線補間信号を生成する動き適応補間処理手段２００と、動き適応補間処理手段２００から出力された走査線補間信号Ｉを実走査線信号Ｒの対応する走査線間にはめ込み、倍速変換して、プログレッシブ映像信号Ｄｏへ変換して出力する倍速変換手段２０１とを備えている。
【０２３１】
動き適応処理装置３には、インターレース信号である入力映像信号Ｄｉ０が順次入力されており、動き適応処理による走査線補間処理を行い、プログレッシブ信号Ｄｏを出力する。
【０２３２】
フィールドメモリ１１、１２は、映像信号を１フィールド分遅延して出力するものであり、第１のフィールドメモリ１１は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フィールド分遅延して１フィールド遅延信号ｄ１ｆを出力し、第２のフィールドメモリ１２は、第１のフィールドメモリ１１からの１フィールド遅延信号ｄ１ｆを１フィールド分遅延し、２フィールド遅延信号（すなわち、１フレーム遅延信号）ｄ２ｆを出力する。
第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２はフレーム遅延手段１３を構成しており、フレーム遅延手段１３からは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが得られる。
【０２３３】
動き適応処理装置３における動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との間での映像信号における動きを検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。この動き検出手段１としては、図１に示されるものを用いることができ、その構成の詳細な説明は省略するが、入力フレーム信号と１フレーム遅延信号ｄ２ｆとのフレーム間差分から差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における微少な動きの範囲内にある画素ブロック間の非マッチング量と注目画素近傍のエッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行う。
【０２３４】
動き適応処理装置３における動き適応補間処理手段２００には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと１フィールド遅延信号ｄ１ｆと、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。ここで、図２３においては、走査線補間処理を行う対象となるフィールド（補間対象フィールド）を１フィールド遅延信号ｄ１ｆとする。動き検出手段１においては、動き検出を現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆとの間で行い、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力しているので、補間対象フィールドを１フィールド遅延信号ｄ１ｆとすると、動き検出の中心に補間信号を生成することとなる。すなわち、図１１において、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ上の画素Ｐｆ１とＰｆ２の間の走査線上の画素を走査線補間信号として生成する。
【０２３５】
動き適応補間処理手段２００では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆとに対し、動き検出手段１から出力される動き信号ｍｄｓに基づき、動き適応補間処理を行って走査線補間信号Ｉを生成し、この走査線補間信号Ｉと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける実走査線信号Ｒを出力する。走査線補間信号Ｉの生成処理は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆに対して行われ、動き適応補間処理手段２００は、動き量を示す動き信号ｍｄｓの値に応じて、１フィールド遅延信号ｄ１ｆに対して時間的に前の１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、あるいは、時間的に後ろの現フレーム信号Ｄｉ０における対応する走査線の画素をはめ込むことによるフィールド間補間、もしくは１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける垂直方向の上下に位置する画素信号を用いたフィールド内補間処理を行い、走査線補間信号Ｉを生成する。
【０２３６】
この動き適応補間処理手段２００での走査線補間信号Ｉの生成は、例えば、動き信号ｍｄｓの値に応じて、フィールド間補間により得られた信号と、フィールド内補間により得られた信号を混合して行う。すなわち、動き信号ｍｄｓが完全静止画（ｍｄｓ＝０）を示す場合は、フィールド間補間を行い、１フレーム遅延信号ｄ２ｆもしくは現フレーム信号Ｄｉ０信号を走査線補間信号Ｉとする一方、動き信号ｍｄｓの値が大きく、「完全に動き」であると判定される場合は、フィールド内補間により得られた信号（垂直方向の上下に位置する画素信号を用いた補間信号）を走査線補間信号Ｉとする。そして、動き信号ｍｄｓの値が０と、「完全動き」を表す値との間の値である場合は、動き信号ｍｄｓの値に応じた混合比により、フィールド間補間による信号とフィールド内補間による信号を混合し走査線補間信号Ｉを生成する。このとき、フィールド間補間のための静止画処理時の信号を、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、あるいは、現フレーム信号Ｄｉ０のどちらか一方の信号、例えば、時間的に前の１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみとしてもよい。
【０２３７】
なお、補間対象フィールドを１フィールド遅延信号ｄ１ｆとしたが、現フレーム信号Ｄｉ０や、１フレーム遅延信号ｄ２ｆとすることもできる。
【０２３８】
次に、動き適応処理装置３における倍速変換手段２０１は、動き適応補間処理手段２００から出力された走査線補間信号Ｉと実走査線信号Ｒが入力され、補間信号を実走査線信号の対応する走査線間にはめ込み、倍速変換して、プログレッシブ映像信号Ｄｏへ変換して出力する。そして、動き適応処理装置３からは、倍速変換手段２０１の出力であるプログレッシブ映像信号Ｄｏが出力される。
【０２３９】
以上に説明したように、実施の形態４の映像信号処理装置では、実施の形態１における動き検出手段１を用いて、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き信号ｍｄｓを得ており、この動き信号ｍｄｓに応じて、動き適応補間処理手段２００での動き適応処理による走査線補間処理を行ってプログレッシブ信号Ｄｏを得ている。
よって、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近での静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、この良好な動き検出の結果を用いることで、動き適応処理による走査線補間の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害が低減されたプログレッシブ信号を得ることができる。
【０２４０】
なお、図２３に示す実施の形態４の動き適応処理装置３では、映像信号の動き検出を図１の動き検出手段１により行う構成としたが、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４をさらに備えることで、実施の形態３の映像信号処理装置（図２２参照）における動き検出手段２を用いて構成することもできる。この場合は、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行った結果により、動き適応処理による走査線補間処理を行い、プログレッシブ信号Ｄｏを得ることができる。
【０２４１】
また、上記説明においては、動き適応処理装置３の各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２４２】
実施の形態５．
次に、動き適応処理の適用例として、３次元ノイズ除去において動き適応処理を行う場合について示す。
実施の形態５においては、３次元ノイズ除去を行う際に、動き検出された動き量に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応処理を行う映像信号処理装置であって、動き検出のために、実施の形態１の映像信号処理装置における動き検出手段１を用いるものについて説明する。
【０２４３】
図２４は、本発明の実施の形態５の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態５の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、映像信号のフレーム間差分に基づき動きを検出し、動き検出手段の出力に従い、ノイズ成分に対する巡回係数を得て、フレーム巡回型のノイズ除去処理を行う動き適応処理装置４の構成を示している。図２４において、図１に示す実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２４４】
図２４において、実施の形態５の映像信号処理装置である動き適応処理装置４は、映像信号の動き検出を行う動き検出を、実施の形態１の図１の映像信号処理装置（図１）における動き検出手段１により行なっており、フレーム遅延手段１３、１３ｂと、動き検出手段１と、動き検出手段１の出力に従いノイズ成分に対する巡回係数を得て、フレーム巡回型のノイズ除去処理を行う動き適応ノイズ除去手段３００とを備えている。
動き適応ノイズ除去手段３００は、ノイズ抽出手段３０１と、動き検出結果に応じてノイズに対する巡回係数を生成する係数生成手段３０２と、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分と巡回係数を乗算しノイズの巡回量として出力する乗算手段３０３と、乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄと入力映像信号Ｄｉ０を加算又は減算処理する演算手段３０４とを備えている。
【０２４５】
動き適応処理装置４には、インターレース信号である入力映像信号Ｄｉ０が順次入力されており、動き適応処理によるノイズ除去処理を行い、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。
【０２４６】
フレーム遅延手段１３、１３ｂは、映像信号を１フレーム分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフレーム遅延手段１３は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して１フレーム遅延信号ｄ２ｆを出力し、第２のフレーム遅延手段１３ｂは、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを１フレーム分遅延して、ノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２を出力する。なお、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３、１３ｂは、１フィールド単位の遅延を行う２個のフィールドメモリで構成できるので、フレーム遅延手段１３で、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが生成されて、動き検出手段１に供給されるが、図２４にはその図示が省略されている。このフレーム遅延手段１３及び１３ｂの構成、動作は図１のフレーム遅延手段１３と同様である。
【０２４７】
動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、入力フレーム信号と１フレーム前の信号ｄ２ｆとの間での映像信号における動きを検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。この動き検出手段１は、図１に示される動き検出手段１を適用したものであり、その構成の詳細な説明は省略するが、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行う。
【０２４８】
動き適応ノイズ除去手段３００には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３ｂからのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２と、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。動き適応ノイズ除去手段３００では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｌｎ２とのフレーム間の差分値からノイズ成分を抽出し、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じてノイズ成分に対する巡回係数求め、抽出したノイズ成分と巡回係数からノイズ除去処理を行い、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏは、現フレーム信号Ｄｉ０と同じフレームの信号であり、第２のフレーム遅延手段１３ｂへと送られる。
【０２４９】
動き適応ノイズ除去手段３００の構成を図２４により説明する。
図２４において、動き適応ノイズ除去手段３００内のノイズ抽出手段３０１へは、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３ｂからのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２とが入力される。ノイズ抽出手段３０１では、例えば、１フレーム遅延信号ｌｎ２から現フレーム信号Ｄｉ０を減算して、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｌｎ２のフレーム差分Ｄｉｆｆを求めた後、所定の値内（例えば、±ｄＴｈ内）に振幅を制限することで、振幅制限された差分値をノイズ成分Ｄｆｎとして求める。フレーム差分Ｄｉｆｆは、映像信号における「動き」と「ノイズ」の成分が含まれており、したがって、フレーム差分Ｄｉｆｆから得られるノイズ成分Ｄｆｎが０の場合は、完全に静止している部分もしくはノイズ成分がない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値は大きくなる。ノイズ抽出手段３０１で求めたノイズ成分Ｄｆｎは、現フレーム信号Ｄｉ０での画素におけるノイズ成分として、乗算手段３０３へと出力する。
【０２５０】
係数生成手段３０２には、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。係数生成手段３０２は、動き信号ｍｄｓに応じたノイズに対する巡回係数Ｋｍが生成される。ここで、係数生成手段３０２で生成する巡回係数Ｋｍは、巡回型ノイズ除去を行う際のノイズの巡回値を設定するものであり、０≦Ｋｍ≦１で設定される。この巡回係数Ｋｍの値が１に近いほど、ノイズ除去を行うノイズの巡回値が大きくなり、ノイズ除去効果が高くなる。一方、巡回係数Ｋｍの値がゼロ（Ｋｍ＝０）であると、ノイズの巡回値はゼロとなり、ノイズ除去は行われない。
【０２５１】
よって、係数生成手段３０２では、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが示す動き量の値に対応して変化するよう、例えば乗算処理や、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）で構成されたＬＵＴなどにより構成して、巡回係数Ｋｍを生成する。すなわち、動き信号ｍｄｓの値が大きく、「完全に動き」であることを示す場合は、巡回係数Ｋｍ＝０とし、動き信号ｍｄｓが静止画もしくはノイズ成分であると検出されるｍｄｓ＝０の場合は、Ｋｍ＝Ｋｍａｘ（Ｋｍａｘ≦１）として、動き信号ｍｄｓで表わされる動き量の値が大きくなるにつれ、巡回係数Ｋｍの値が小さくなるように変化させることで、動きを考慮したノイズに対する巡回係数が得られる。
【０２５２】
そして、動き信号ｍｄｓに対応して０≦Ｋｍ≦Ｋｍａｘで変化するよう生成された係数生成手段３０２からの巡回係数Ｋｍは、図２４に示される動き適応ノイズ除去手段３００内の乗算手段３０３へと出力される。
【０２５３】
乗算手段３０３へは、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分Ｄｆｎと上記係数生成手段３０２からの巡回係数Ｋｍが送られる。乗算手段３０２では、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分Ｄｆｎに巡回係数Ｋｍが乗算され、ノイズの巡回量ＮｄをＫｍ×Ｄｆｎとして求める。得られたノイズ巡回量Ｎｄは、演算手段３０４へと出力される。
【０２５４】
ここで、巡回係数Ｋｍは、動き信号ｍｄｓの値に応じて算出されており、動き信号ｍｄｓが動きを示す場合は、巡回係数Ｋｍ＝０として送られているので、この場合のノイズの巡回量ＮｄはＮｄ＝０となり、ノイズ除去は行われない。一方で、静止画の画素と検出される場合は、Ｋｍ＝Ｋｍａｘとなっているので、ノイズ巡回量Ｎｄは最大値に設定され、ノイズの除去効果を大きくすることができ、動き量に応じて段階的にノイズの除去効果を変化することになる。
【０２５５】
動き適応ノイズ除去手段３００内の演算手段３０４には、上記乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄと入力された現フレーム信号Ｄｉ０が入力される。演算手段３０４は、現フレーム信号Ｄｉ０に対してノイズ巡回量Ｎｄを加算または減算することで、映像信号中のノイズを除去し、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを得る。ここで、演算手段３０４の処理は、乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄの符号（正か負か）によって加算または減算処理が行われ、ノイズを除去するようにしている。
【０２５６】
次に、図２４において、動き適応ノイズ除去手段３００から出力されたノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏは、入力映像信号と同じフレームの信号であり、フレーム遅延手段１３ｂへと送られる。
【０２５７】
以上に説明したように、実施の形態５の映像信号処理装置では、実施の形態１における動き検出手段１を用いて、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き信号ｍｄｓを得ており、動き適応ノイズ除去手段３００において、この動き信号ｍｄｓに応じて、ノイズ成分に対する巡回係数を得てフレーム巡回型のノイズ除去処理を行い、動き検出の結果でノイズ除去の効果を制御する動き適応処理を行っている。よって、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近での静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、この良好な動き検出の結果を用いることで、動き適応処理によるノイズ除去後の映像信号において、動き部分の尾引きや残像を抑え、静止画部のノイズを低減して、画像のちらつきやぼやけなどの弊害が低減されたノイズ除去された信号を得ることができる。
【０２５８】
なお、図２４に示す実施の形態５の動き適応処理装置４では、映像信号の動き検出を図１の動き検出手段１により行う構成としたが、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４をさらに備えることで、実施の形態３の映像信号処理装置（図２２参照）における動き検出手段２を用いて構成することもできる。この場合は、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行った結果により、動き検出の結果でノイズ除去の効果を制御する動き適応処理によるノイズ除去を行うことができる。
【０２５９】
また、実施の形態５の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号としているが、入力映像信号はプログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出、ノイズ除去処理を行うことができる。なお、プログレッシブ信号入力の場合には、フレーム遅延手段１３は入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみが出力され、異位相の信号の位置関係にある１フィールド遅延信号ｄ１ｆは得られないため、動き検出手段１では、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号により動き検出を行う構成を用いることとなる。
【０２６０】
また、実施の形態５の動き適応処理装置４では、フレーム遅延手段１３、１３ｂを設け、動き検出手段１のための１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、動き適応ノイズ除去手段３００のためのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２を得るように構成したが、図２５に示す動き適応処理装置４ｂのように、フレーム遅延手段１３によりノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを１フレーム遅延し、動き検出手段１と動き適応ノイズ除去手段３００で同じ１フレーム遅延信号を用いる構成としてもよい。
【０２６１】
また、実施の形態５の動き適応処理装置４では、動き適応ノイズ除去手段３００を図２４に示す構成とし、動き検出手段１で生成された動き信号ｍｄｓに応じて、係数生成手段３０２において動き検出結果に応じたノイズ成分に対する巡回係数を生成するが、動き適応ノイズ除去手段３００の構成は図２４に限らず、例えば、巡回係数を固定として所定の強さの巡回型ノイズ除去を行った信号と入力映像信号とを、動き検出手段１で生成された動き信号ｍｄｓに応じた混合比で混合することで、動きにより制御された巡回型ノイズ除去後の信号得るようにすることもでき、実施の形態５での動き適応処理装置４と同様の効果を奏する。
【０２６２】
さらには、実施の形態５の動き適応処理装置４では、巡回型ノイズ除去手段を備えているが、動き適応処理装置４を図２６で示す構成として、複数フレームの信号間でフィルタ処理することによりノイズ成分を除去する非巡回型のノイズ除去処理に対し、動き検出結果を適用することもできる。図２６において、図２４及び図１、図２２の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付してある。図２６で示す動き適応処理装置４ｃは、図２４の動き適応ノイズ除去手段３００を非巡回型ノイズ除去処理による動き適応ノイズ除去手段３０５とし、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４とをさらに備え、動き適応ノイズ除去手段３０５は、フィルタ手段３０６と、動き混合手段３０７とを備える。
【０２６３】
図２６において、フレーム遅延手段１３、１４と、動き検出手段１の構成、動作は、実施の形態と同じであるので、説明は省略する。動き適応ノイズ除去手段３０５へは、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３及び１４で生成される１フレーム遅延信号ｄ２ｆ及び２フレーム遅延信号ｄ４ｆと、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力され、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆと２フレーム遅延信号ｄ４ｆからノイズ除去のためのフィルタ処理（例えば３つの信号の平均処理）を行い、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒと、フィルタ処理されていない例えば現フレームの信号を、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じて混合することで、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。
【０２６４】
ノイズ除去のためのフィルタ処理は、フィルタ手段３０６で行われ、動き混合手段３０７では、動き度合い信号ｍｄｓに応じた混合比により、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒと、フィルタ処理されていない現フレーム信号Ｄｉ０を混合する。動き信号ｍｄｓが動きを示す場合は、現フレーム信号Ｄｉ０の混合比率を大きくし、静止画もしくはノイズ成分であると検出される動き信号ｍｄｓ＝０の場合は、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒの比率を大きくする。そして、動き信号ｍｄｓの値が大きくなるにつれ、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒの比率が小さくなるように変化させることで、動きを考慮した非巡回型ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏが得られることになり、よって、実施の形態５と同様の効果を奏する。なお、この動き適応ノイズ除去手段３０５内のフィルタ手段３０６での各フレームに対するフィルタ係数を、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じて変化することによっても、同様に、動きを考慮した非巡回型ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを得ることができる。
【０２６５】
なお、上記説明においては、動き適応処理装置４、４ｂ、及び４ｃの各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２６６】
実施の形態６．
次に、実施の形態１乃至５においては、映像信号処理装置及び映像信号処理方法を実施することができる装置について説明したが、本発明は、入力映像信号を動き検出することで動き適応処理し、高画質で表示する映像表示装置にも適用できる。以下に示す実施の形態６においては、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置などから入力される映像信号を処理し、実施の形態４又は５の映像信号処理装置の動き適応処理装置３又は４を用いた映像信号を表示する映像表示装置について説明する。
【０２６７】
図２７は、本発明の実施の形態６の映像表示装置の一例を示すブロック図である。図示の映像表示装置５は、実施の形態４の動き適応処理装置３（もしくは、実施の形態５の動き適応処理装置４）のように構成された映像信号処理手段（ＩＰ変換処理又はノイズ除去処理）５００を有しており、入力端子５０１と、入力信号処理手段５０２と、表示処理手段５０３と、表示手段５０４とを設け、動き適応処理による映像信号を表示するように構成したものである。これら入力端子５０１、入力信号処理手段５０２、表示処理手段５０３及び表示手段５０４に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態１〜５に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２６８】
入力端子５０１には、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置等からの信号が入力される。入力端子５０１に入力された信号は、入力信号処理手段５０２へと送られる。
【０２６９】
入力信号処理手段５０２は、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置等からの信号に対し、例えば、アナログ信号が入力される場合は、信号をデジタル信号へ変換する処理、同期信号を分離する処理などの入力信号処理や、ＭＰＥＧデータを受けた場合には、ＭＰＥＧデータをデコードするなどの処理を施す。そして、入力信号処理された映像信号を映像信号処理手段５００へ出力する。
ここで、入力信号処理された映像信号は、インターレース信号である場合もあり、プログレッシブ信号である場合もある。
【０２７０】
映像信号処理手段５００は、動き適応処理によるノイズ除去処理及び／又は動き適応走査線補間処理を行い、入力信号処理手段５０２からの映像信号をフレーム遅延して、フレーム間での差分を用いて動き検出を行うとともに、この動き検出された結果に応じて、インターレース入力時は、ノイズ除去処理と３次元ＩＰ変換を行う。
プログレッシブ信号の場合は、動き検出された結果に応じて、ノイズ除去処理を行う。
そして、動き適応処理によりノイズ除去、ＩＰ変換されたプログレッシブ信号を表示処理手段５０３へと出力する。この動き検出処理と、動き検出の結果を用いたノイズ除去処理及びＩＰ変換処理の動き適応処理の構成、動作は、実施の形態１〜５と同様であるので、詳細な説明は省略する。
また、ここでの動き適応処理は、ノイズ除去処理もしくは３次元ＩＰ変換どちらか一方の処理でもよい。
【０２７１】
表示処理手段５０３には、映像信号処理手段５００からの動き適応処理された映像信号が入力される。表示処理手段５０３は、動き適応処理された映像信号に対し、スケーリング処理や映像信号の階調を変換する階調補正処理などの表示信号へと変換するための信号処理を施し、表示手段５０４で表示するための表示信号として表示手段５０４へ出力する。
表示手段５０４は、表示処理手段５０３からの表示信号に基づき映像を表示する。
【０２７２】
以上に説明したように、実施の形態６の映像表示装置によれば、実施の形態１〜５の映像信号処理装置及び映像信号処理方法を用いるので、微少な動きやノイズのある画像においも、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行い、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減された映像信号に基づく高品質な映像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本発明の実施の形態１の映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる差分感度変換手段２４での入出力特性の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる非マッチング量算出手段３１の一構成例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０において、パターンマッチングで用いられる画素ブロックを構成する画素を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０において、パターンマッチングで用いられる、画素ブロックの互いに異なる例を示す図である。
【図６】実施の形態１における微少動き検出手段３０で処理に用いられる、入力フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号の画素の同一ラインでの時間的関係と水平方向（画面表示水平走査方向）の位置関係を示す図である。
【図７】実施の形態１で用いられる注目画素ブロック抽出手段３４の一構成例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１で用いられる参照画素ブロック抽出手段３５の一構成例を示すブロック図である。
【図９】実施の形態１で用いられるブロック間非マッチング量演算手段３６の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態１の映像信号処理装置におけるインターレース信号入力時の入力フレーム信号Ｄｉ０とフィールド遅延信号の画素の時間的関係と垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す図である。
【図１２】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２の他の構成例を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０内の変換手段３３の一構成例を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０内の変換手段３３での入出力特性の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１で用いられる変換手段３３で用いられるエッジ切換え手段８３の一構成例を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる動き検出手段１での動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２において、同位相のフレーム信号の入力のみで構成する場合の他の構成例を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態２で用いられる非マッチング量算出手段３１ｂの一構成例を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態２で用いられるエッジ検出手段３２ｂの一構成例を示すブロック図である。
【図２０】実施の形態２で用いられる映像信号処理装置における入力フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延信号の画素の時間的関係と垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す図である。
【図２１】実施の形態２で用いられる参照画素ブロック抽出手段９０の一構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態３の映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態４の映像信号処理装置である動き適応処理装置３の構成の一例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置である動き適応処理装置４の構成の一例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置の他の構成例である動き適応処理装置４ｂの構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置の他の構成例である動き適応処理装置４ｃの構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明の実施の形態６の映像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２７４】
１、２ 動き検出手段、 １１、１２ フィールドメモリ、 １３、１３ｂ、１４ フレーム遅延手段、 １５ 動き情報検出手段、 １６ フィルタ処理手段、 ２０、２１ フレーム間差分検出手段、 ２２、２５ 差分算出手段、 ２３、２６ 絶対値演算手段、 ２４、２７ 差分感度変換手段、 ２８ 差分合成手段、 ３０ 微少動き検出手段、 ３１、３１ｂ 非マッチング量算出手段、 ３２、３２ｂ エッジ検出手段、 ３３ 変換手段、 ３４ 注目画素ブロック抽出手段、 ３５、９０ 参照画素ブロック抽出手段、 ３６、３７、３８、９１、９２ ブロック間非マッチング量演算手段、 ３９、９３ 合成手段、 ４１〜４５ 差分絶対値演算手段、 ４６ 平均化手段、 ５０、５０ｂ 垂直高域成分抽出手段、 ５１、９５ 平滑化手段、 ５２、９６ 非線形変換手段、 ５３、９７ 比較手段、 ５４、５５ フレーム内垂直高域成分抽出手段、 ５６ フレーム間垂直高域成分抽出手段、 ５７ フィールド成分抽出手段、 ５８ 最大値選択手段、 ６０、６１ フィールド間垂直高域成分抽出手段、 ６２ フィールド内垂直高域成分抽出手段、 ６３〜６８ 平滑化手段、 ７０〜７５ 変換手段、 ８０ 倍率変換手段、 ８１ 微少動き検出信号生成手段、 ８２ レベル比較手段、 ８３ エッジ切換え手段、 ８４ 切換え手段、 ９８ 合成手段、 １００ 水平高域成分抽出手段、 １０１、１０２ フレーム内水平高域成分抽出手段、 １０３ 水平フィールド成分抽出手段、 １０４、１０５ フィールド間垂直ＬＰＦ、 １０６、１０７ 水平ＢＰＦ、 １０８、１０９ 絶対値演算手段、 １１０ フィールド内水平高域成分抽出手段、 ３、４、４ｂ、４ｃ 動き適応処理装置、 ２００ 動き適応補間処理手段、 ２０１ 倍速変換手段、 ３００、３０５ 動き適応ノイズ除去手段、 ３０１ ノイズ抽出手段、 ３０２ 係数生成手段、 ３０３ 乗算手段、 ３０４ 演算手段、 ３０６ フィルタ手段、 ３０７ 動き混合手段、 ５ 映像表示装置、 ５００ 映像信号処理手段、 ５０１ 入力端子、 ５０２ 入力信号処理手段、 ５０３ 表示処理手段、 ５０４ 表示手段。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号において、動き適応型信号処理に用いるため画像の動きを検出する映像信号処理装置及び方法に関し、さらにこの映像信号処理装置又は方法を適用した映像表示装置に関し、
一例として、飛び越し走査（インターレース）信号を順次走査（プログレッシブ）の映像信号に変換するための動き適応走査線補間処理や、動きに応じてノイズ除去の強さを制御する３次元ノイズ除去処理において、映像信号における好適な動き検出を行う映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
映像信号を処理し高画質で表示するため、入力映像信号から画像の動きを検出し、動き適応型信号処理（以下、動き適応処理とする）を行うことで画質を向上させることが行われている。動き適応処理は、映像信号から画像の動きを局所的に検出し、検出された動きに応じて、静止画像に適した静止画処理と動画像に適した動画処理とを適応的に切り換える映像信号処理である。テレビジョン信号である映像信号における主な動き適応処理には、動き適応ＹＣ分離処理と動き適応走査線補間処理があり、さらには、動きに応じてノイズ除去の強さを制御する３次元ノイズ除去処理（ノイズリダクションとも呼び、ＮＲと略す）があり、いずれも画質改善に効果がある。
【０００３】
動き適応ＹＣ分離処理は、動き検出された動き量に応じて、動きが小さく静止と判断した場合はフレーム間の和をとることで輝度信号（以下、Ｙ信号とする）を、フレーム間の差をとることで色信号（以下、Ｃ信号とする）を分離して、クロスカラーやクロスルミナンス等の成分を完全に取り除くことができる。また、画像の動きが大きく動画と判断した場合にはフィールド内処理を行ってＹ信号とＣ信号を分離する適応処理を行っている。
【０００４】
動き適応走査線補間処理は、インターレースのテレビジョン信号を高画質で表示する際に、インターレース信号をプログレッシブ信号に走査線変換（ＩＰ変換と呼ぶ）する処理を行い、上記と同様に動き検出された動き量に応じて、静止画と判断した場合には、時間的に隣接するフィールドの対応する走査線の画素をはめ込むことにより補間（フィールド間補間）し、ラインフリッカを除去することができる。そして、動画と判断した場合は、同一フィールド内の隣接走査線における画素により補間信号を生成する（フィールド内補間）という動き適応処理を行っている。
【０００５】
また、３次元ノイズ除去処理は、１フレームもしくは数フレーム分前の信号を得て、時間軸の中でフレーム間の相関（フレーム相関）のない成分をノイズ成分として除去する処理を行い、１フレーム前のノイズ除去後の信号と現在の入力フレームの信号とのフレーム間の差分を用いて、ある一定の係数（巡回係数）を掛けたものを現在の入力フレームの信号に加減算することによりノイズ成分を除去する巡回型のノイズ除去処理（フレーム巡回型ノイズ除去処理と呼ぶ）や、入力フレームの信号をフレーム遅延して、複数フレームの信号に係数を掛けて、複数フレームの信号間でフィルタ処理することによりノイズ成分を除去する非巡回型のノイズ除去処理（非巡回型ノイズ除去処理と呼ぶ）がある。いずれも時間軸上でフレーム相関のないノイズ成分を除去でき、ノイズ除去効果が得られる一方で、動きのある部分においては、尾引きや残像、輪郭ぼけが生じる場合があり、これを防ぐため、動き検出された動き量に応じて、ノイズ除去の効果を制御（抑制）する動き適応処理を行うことができる。
【０００６】
上記のような動き適応処理を行うための動き量を示す動き信号を検出する有効な手段として、現在の入力フレームの信号（現フレーム画面）と時間軸上で前のフレームの信号（前フレーム画面）とのフレーム間の差分（フレーム差分、もしくはフレーム間差分とする）により動き検出する技術がある。ここで、動き適応処理における動き検出の検出精度は、表示画像の画質に大きく影響し、フレーム差分を基にした画像の動き検出のみでは、静止画の一部を動画と判断し動画処理する場合や、動画の一部を静止画と判断し静止画処理する場合などの動きの誤検出が生じる。そこで、これらの動き検出の誤りを防ぐような動き検出処理が数多く提案されている。
【０００７】
従来の映像信号処理装置における動き検出では、画面間の差分信号を基にした差分動き信号を生成するとともに、現画面と同位置を除く位置での前画面における同一ブロックの存在を検出し、差分動き信号が「静止」で、同一ブロックが存在する場合のみ差分動き信号を「動き」へ修正することで真の動き信号を得て、動き検出漏れの発生を防止する装置（例えば、特許文献１参照）や、フレーム間の差分による動き検出結果に対し、水平、垂直エッジを検出した結果を加算または減算する演算処理を行うことで動き情報を求め、その動き情報を時空間フィルタ、孤立点除去処理して動き検出するような装置（例えば、特許文献２参照）の提案がある。
【０００８】
また、隣接画素の画素平均値を求め、２つのフレーム画像内で同一位置の各画素に対する平均値の差分を求め、この平均値の差分を判定閾値と比較することで静止領域を判定することで、ちらつきやぼやけを軽減する静止領域判定装置の提案もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
さらには、ノイズ除去処理等での動き検出において、フレーム間の差分から動き判定を行い、この判定結果を多数決処理回路においてチェックし、判定結果のバラツキを補正し、これを動き信号として動き検出を行い、ノイズ除去を行う装置の提案もある（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３４８８４８号公報（図１）
【特許文献２】特開２００１−２０４０４５号公報（図１、８）
【特許文献３】特開２００６−３２４９７９号公報（図１、２）
【特許文献４】特開平９−８１７５４号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、上記従来の装置においては、フレーム間の差分による動き検出の結果に対し、同一ブロックの存在を検出した結果や水平、垂直エッジを検出した結果を用いて、修正もしくは演算を行うことで動き信号を得る構成や、画素の平均値からフレーム間の差分を得る構成、フレーム差分に対し多数決処理やフィルタ処理を施す構成により、動きの誤検出を防止して動き検出を行い、動き信号を得ていた。
また、一方では、フレーム間の差分には、前後のフレーム間での映像信号の「動き」による差分のほかに、入力映像信号中の「ノイズ」成分が含まれており、特に画像の輪郭部分であるエッジ付近での差分には、映像信号の動き成分とノイズ成分が混在し、実際には静止した画素に対しても動きと誤判定することが多い。
【００１２】
そのため、微少なぶれなどの微少なゆれや緩やかな動き（以下、「微少な動き」と言う）がある画像やノイズが含まれた画像などにおいて、これら微少な動きやノイズにより生じるフレーム間の差分が動き検出に影響を与え、また、微少な動き、ノイズのために同一ブロックの存在と判定したり、エッジと検出されるなどして、静止画であるにもかかわらず部分的に動きであると判定して、動きの誤検出が発生するという問題点があった。しかも、フレーム差分に対し多数決処理やフィルタ処理を行うことにより、その誤検出による動き検出の結果が周辺の隣接画素に広がってしまうため、良好な動き検出を行えず、画像の動きを正確に検出できないという問題点があり、この動き検出での誤検出が動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害による画質劣化につながるという問題点があった。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、微少な動き、ノイズのある画像においても、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減することができる映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の映像信号処理装置は、
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出手段と、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出手段と、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出手段と、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理手段と
を備えたこと特徴とする映像信号処理装置。
【００１５】
さらに、本発明の映像表示装置は、
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、飛び越し走査映像信号を順次走査映像信号に変換する動き適応走査線補間処理を行う映像信号処理装置、又は上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応ノイズ除去手段をさらに備える映像信号処理装置と、
映像を表示する表示手段と、
上記映像信号処理装置から出力される映像信号に応じた画像を、上記表示手段に表示させる表示処理手段と
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の映像信号処理装置及び方法によれば、エッジ付近での静止画あるいは微少な動きであると検出された画素における動き情報を、静止画方向へ（静止画との判定結果となりやすいように）調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近において、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減できるという効果がある。
【００１７】
また、本発明の映像表示装置によれば、微少な動きやノイズのある画像においても、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行い、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減された映像信号に基づく高品質な映像を表示することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
なお、本出願において、「・・・手段」として示される構成要素は、電気回路（ハードウェア）によって実現されるもの、又はソフトウェアによって実現されるもののいずれであってもよい。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態１の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、
１フレーム前の信号と現在の入力フレームの信号から画像の動きを画素ごとに検出するよう構成している。
【００２０】
図１において、実施の形態１の映像信号処理装置は、インターレース信号である入力映像信号（以下、「入力フレーム信号」、又は「現フレーム信号」とも呼ぶ。）Ｄｉ０が順次入力されており、第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２と、動き検出手段１とを備えている。
第１及び第２のフィールドメモリは各々フィールド遅延手段としての機能を持つものであり、インターレース信号において相前後する垂直同期信号で区切られるフィールド単位で入力映像信号を順次遅延することでフィールド遅延された信号を出力する。
【００２１】
動き検出手段１は、入力フレーム信号Ｄｉ０と、フィールド遅延された信号Ｄ１ｆから映像信号における画像の動きを画素ごとに検出し、動き量を示す動き信号を出力する。
【００２２】
動き検出手段１は、フレーム間差分検出手段２０と、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６とを備えている。フレーム間差分検出手段２０は、映像信号のフレーム間の差分を検出し、同じ画素についてのフレーム間の差分を表すフレーム間差分信号Ｄｍを出力する。
【００２３】
微少動き検出手段３０は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素ブロック間の非類似度の算出（以下、パターンマッチングとも呼ぶ）により、エッジ付近の静止に近い所定の大きさ以下の動きを緩やかな（微少な）動きとして検出する。
【００２４】
動き情報検出手段１５は、フレーム間差分検出手段２０からのフレーム間差分信号Ｄｍと微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤから、エッジ付近の微少な動きが加味された（微少な動きを考慮に入れた）動き情報ｍｄを生成する。
フィルタ処理手段１６は、動き情報ｍｄに対し時空間フィルタや孤立点除去などの処理を行い、動きの検出漏れを補正する。
【００２５】
フレーム間差分検出手段２０は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間のフレーム間差分を算出する差分算出手段２２と、フレーム間差分の差分絶対値を演算する絶対値演算手段２３と、差分絶対値を非線形変換し動きとしての差分信号を求める差分感度変換手段２４とを備えている。
【００２６】
微少動き検出手段３０は、非マッチング量算出手段３１と、エッジ検出手段３２と、変換手段（微少動き量変換手段）３３とを備える。
非マッチング量算出手段３１は、入力フレーム信号の、動き検出の対象としての注目画素を中心とした画素ブロックと１フレーム前の信号の所定の範囲内にある画素ブロックとの間で非類似度を計算し（パターンマッチングを行い）、注目画素での所定の範囲内における非類似度を示す値（「非マッチング量」と呼ぶ）を求める。
エッジ検出手段３２は、注目画素の近傍におけるエッジの検出を行う。
変換手段３３は、非マッチング量算出手段３１から出力される非マッチング量とエッジ検出結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号を求める。調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤは、動き情報検出手段１５へと出力される。
【００２７】
ここで、図１においては、入力映像信号がインターレース信号として第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２によりフィールド単位での遅延する場合を示しており、インターレース信号での１フレーム分の遅延は、すなわち２フィールド分の遅延である。そのため、第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２により、映像信号を１フレーム分遅延するフレーム遅延手段１３を構成している。
【００２８】
以下の実施の形態１では、インターレース信号入力時に入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間での映像信号における動きを検出するものとする。
【００２９】
フィールド遅延手段である第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２は、映像信号を１フィールド分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフィールドメモリ１１は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フィールド分遅延して１フィールド遅延信号ｄ１ｆを出力する。
第２のフィールドメモリ１２は、第１のフィールドメモリ１１からの１フィールド遅延信号ｄ１ｆを１フィールド分遅延し、２フィールド遅延信号（すなわち、１フレーム遅延信号）ｄ２ｆを出力する。
第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２はフレーム遅延手段１３を構成しており、フレーム遅延手段１３からは、動き検出手段１で使用するフィールド遅延信号として、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが得られる。
【００３０】
ここで、入力映像信号Ｄｉ０はインターレース信号であり、フレーム遅延手段１３から出力される１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０の画素と同一位置にある画素の信号であり、同位相の信号となる。一方、第１のフィールドメモリ１１から出力される１フィールド遅延信号ｄ１ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０の画素に対し、垂直方向上又は下に１／２ラインずれた位置にある画素の信号であり、異位相の信号である。
【００３１】
動き検出手段１には、入力フレーム信号（現フレーム信号）Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆとが入力される。動き検出手段１は、入力フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム前の信号との間での映像信号における動きを画素ごとに検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。
【００３２】
動き検出手段１では、入力フレーム信号と１フレーム前の信号とのフレーム間差分から差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素ブロック間の非マッチング量と、エッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを得ることにより、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求めることで、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行って、動き量を示す動き信号ｍｄｓを生成し出力する。
【００３３】
動き検出手段１の構成について、図１を参照して以下で詳細に説明する。
フレーム差分検出手段２０には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆである１フレーム前の信号と現フレーム信号Ｄｉ０の同位相にある画素間の差分値を求め、この差分値から、１フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。求められるフレーム間の差分が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。
【００３４】
フレーム間差分検出手段２０の差分感度変換手段２４により得られた差分信号Ｄｍは、１フレーム差分検出結果（フレーム間差分信号）として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【００３５】
差分算出手段２２には、現フレーム信号Ｄｉ０と前フレーム信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム間の差分値（注目画素についてのフレーム間差分）Ｄｎが求められる。このフレーム間差分Ｄｎが０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。なお、得られた差分値に対し、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略す）を施すことにより、高域周波数成分であるノイズの影響を低減したフレーム間差分Ｄｎとして求めてもよい。
【００３６】
絶対値演算手段２３には、差分算出手段２２からのフレーム間差分Ｄｎが入力される。絶対値演算手段２３は、フレーム間差分Ｄｎの絶対値を演算し、フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓを出力する。
【００３７】
差分感度変換手段２４には、絶対値演算手段２３からの差分絶対値Ｄａｂｓが入力される。差分感度変換手段２４では、例えば差分絶対値Ｄａｂｓに所定の感度倍率Ｔｍｆを乗算し、所定のオフセット値Ｔｏｆを減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＭ）の間に値を制限することで非線形変換し、差分信号Ｄｍとして動き情報検出手段１５へ出力する。なお、非線形変換を省略し、差分絶対値Ｄａｂｓのまま出力してもよい。
【００３８】
図２は、差分感度変換手段２４の入出力特性の一例である差分絶対値Ｄａｂｓ（横軸に示される入力）と出力される差分信号Ｄｍ（縦軸に示される出力）の関係を示している。図示の例では、差分絶対値ＤａｂｓがＴｍ以上の場合は、出力される差分信号Ｄｍが一定値ｄＭとして動きを示すものとなり、差分絶対値Ｄａｂｓがオフセット値Ｔｏｆ以下では微小のノイズ成分として扱われ、出力される差分信号Ｄｍが０となる。
差分絶対値ＤａｂｓがＴｏｆからＴｍまでの範囲では、差分絶対値Ｄａｂｓの増加に伴って差分信号Ｄｍが０からｄＭまで次第に増加し、その値で動きもしくはノイズの量を示している。
【００３９】
感度倍率Ｔｍｆを大きくすることで、差分絶対値Ｄａｂｓをより大きな動き、もしくはノイズを表すものとなるように調整することとなり、差分絶対値Ｄａｂｓを動き、もしくはノイズと検出しやすくすることとなる。一方、オフセット値Ｔｏｆを大きくすると、その値までの差分値が微小ノイズ成分（静止部分）として検出されることとなる。よって、この感度倍率Ｔｍｆとオフセット値Ｔｏｆにより動き検出の感度が調整される。
但し、上記オフセット値Ｔｏｆを大きくしすぎると、全ての画素において非線形変換されるため、実際は動きがある部分もフレーム差分Ｄｍが０として変換され、動き部分が静止画として検出してしまう、即ち動き検出漏れとなってしまう。差分信号Ｄｍに対し、このオフセット値Ｔｏｆの設定による微小ノイズ成分の考慮には、限界がある。
【００４０】
動き検出手段１内の微少動き検出手段３０には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。
微少動き検出手段３０では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆである１フレーム前の信号と現フレーム信号Ｄｉ０の画素ブロック間で非類似度を計算し、非類似度を示す非マッチング量を得るとともに、注目画素近傍のエッジの存在を検出する。そして、得られた非マッチング量とエッジ検出の結果から、動き検出の対象である注目画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出する。
微少動き検出手段３０は、上記のように、非マッチング量算出手段３１と、エッジ検出手段３２と、変換手段（微少動き量変換手段）３３とを備え、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、得られた調整微少動き検出信号を動き情報検出手段１５へと出力する。
【００４１】
非マッチング量算出手段３１には、現フレーム信号Ｄｉ０と、前フレーム信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。非マッチング量算出手段３１は、入力フレーム信号の注目画素を中心とする画素ブロック（注目画素ブロック）と１フレーム前の信号の注目画素の周辺の所定範囲内にある画素を中心とする複数の画素ブロック（参照画素ブロック）との間における非類似度を計算し、複数の参照画素ブロックについて算出された非類似度に基づいて非マッチング量ＭＡＴＤを求める。得られた非マッチング量ＭＡＴＤは、上記所定の範囲（微少な動きの範囲)内における類似度を示すものであり、変換手段（非マッチング量変換手段）３３へ出力される。
【００４２】
非マッチング量算出手段３１で算出される非マッチング量は、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とし、その周辺の画素を含む注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの同位置にある画素、あるいはその周辺の所定範囲内にある画素を中心とした参照画素ブロックの各々との間で非類似度を計算した結果から求められる。
【００４３】
微少動き検出手段３０で微少な動きとして検出される動きの速さ（１フレーム当たりの動き量）は、１フレーム遅延信号ｄ２ｆでのパターンマッチングを行う参照画素ブロックの中心画素の範囲（注目画素を中心とする範囲）により決められ、参照画素ブロックの各々についての非類似度の計算結果（非マッチング量）を合成して、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得る。得られる非マッチング量ＭＡＴＤはその大きさにより所定範囲内の画素ブロックとの非類似度を示し、これに基づいて微少な動きを示しているか否かを判定することができるものであり、注目画素Ｐ０を中心とする注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの画素の範囲でのいずれかの画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量ＭＡＴＤが０に近づき、完全に静止しているか、静止に近い微少な動き、もしくはノイズ成分によるものであることが示され（反映され）ている。また、類似性が低いほど非マッチング量ＭＡＴＤが大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。画素ブロック間のマッチングを行うので、より正確に同一ブロックの存在、すなわち微少な動きを判定できる。非マッチング量算出手段３１は、例えば図３に示すように構成できる。
【００４４】
図３は、非マッチング量算出手段３１の一構成例を示すブロック図である。図示の非マッチング量算出手段３１は、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きを、静止画に近い微少な動きとして検出するものである。
図３において、非マッチング量算出手段３１は、注目画素ブロック抽出手段３４と、参照画素ブロック抽出手段３５と、第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６，３７、３８と、合成手段(非マッチング量合成手段)３９とを備える。第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６，３７、３８は同じ構成である。
【００４５】
ここで、非マッチング量算出手段３１でパターンマッチング行う画素ブロックは、例えば、図４に示すような注目画素Ｐ０（図中斜線で示す画素）を中心とし、水平方向に並んだ、相連続する５画素で構成されるブロックとする。すなわち、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆは、図４に示す範囲の５画素で構成され、各画素を中心としたこの同様の画素ブロックでの非マッチング量を算出する。なお、画素ブロックを構成する画素数、範囲は、図４に示した水平方向５画素で構成されるブロックに限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）に示すような垂直方向３ライン、水平方向５画素の合計１５画素の矩形ブロックとしても、図５（ｂ）に示すような垂直方向３ライン、水平方向３画素の合計９画素で構成されたブロックとすることもでき、さらには、図５（ｃ）に示すような垂直方向２ライン、水平方向４画素の合計８画素で構成されたブロックとしてもよい。画素ブロックを構成する画素の合計が大きいほど、より広い範囲での非マッチング量を算出することが可能であるため、より安定した値が得られることになる。
【００４６】
図６は、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆの同一ラインの信号の時間的関係と水平方向（画面表示水平走査方向）の位置関係を示すものであり、非マッチング量算出手段３１でパターンマッチングを行う注目画素ブロックｂｌ０ｆと、対応する１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内の参照画素ブロックの位置関係を示している。
【００４７】
図３の非マッチング量算出手段３１では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きを微少な動きの範囲（微少な動きとして扱う範囲）とするので、図６中、注目画素Ｐ０に対して、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームで、同じ位置にある画素Ｐｐ０と、その左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒの３方向（画素Ｐｐ０、Ｐｐ１、Ｐｐ１ｒの、画素Ｐ０に対する相対的位置）が検出する動きの範囲となる。注目画素ブロックｂｌ０ｆと、画素Ｐｐ０、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒを中心とした参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３のそれぞれとの間で非類似度を計算することで、３個の非マッチング量を得て、この３個の非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量を得る。
【００４８】
図３において、非マッチング量算出手段３１へ入力された現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０が注目画素ブロック抽出手段３４へ、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが参照画素ブロック抽出手段３５へと入力される。
【００４９】
注目画素ブロック抽出手段３４は、注目画素ブロックｂｌ０ｆ（図６参照）を抽出し、抽出された注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素（Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒ）を第１、第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へと出力する。
【００５０】
一方、参照画素ブロック抽出手段３５では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０、及びその左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒをそれぞれ中心とした３方向に位置する３つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）を抽出する。
抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素（Ｐｐ３ｌ、Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ）を第１のブロック間非マッチング量演算手段３６へ、参照画素ブロックｂｌ２ｆ２内の画素（Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ、Ｐｐ２ｒ）を第２のブロック間非マッチング量演算手段３７へ、参照画素ブロックｂｌ２ｆ３内の画素（Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒ、Ｐｐ２ｒ、Ｐｐ３ｒ）を第３のブロック間非マッチング量演算手段３８へ供給される。
【００５１】
図７は注目画素ブロック抽出手段３４の具体的な構成の一例を示す図である。図示の注目画素ブロック抽出手段３４は５つの画素遅延手段４０１〜４０５を備え、現フレーム信号Ｄｉ０のラインｎ（フレーム内の順に選択される各ライン）における画素の信号を画素遅延することで各注目画素ブロックｂｌ０ｆを構成する５画素の信号を抽出する。抽出された信号は、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８に供給される。
【００５２】
図８は、参照画素ブロック抽出手段３５の具体的な構成の一例を示す図である。図示の参照画素ブロック抽出手段３５は６つの画素遅延手段４１１〜４１６を備え、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのラインｎ（図７の注目画素ブロック抽出手段３４で画素の抽出を行っているのと同じライン）における画素の信号を画素遅延することで参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３を構成する５画素の信号を抽出する。抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素の信号は、それぞれブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へ供給される。
【００５３】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８は、その構成は互いに同じであり、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３との間の非類似度を計算し、計算の結果としてブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を求める。
【００５４】
図９は、第１のブロック間非マッチング量演算手段３６の一構成例を示す。図示のブロック間非マッチング量演算手段３６は、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１の非類似度を計算し、パターンマッチングを行う。第２及び第３のブロック間非マッチング量演算手段３７、３８も同様に構成されている。
【００５５】
図９において、ブロック間非マッチング量演算手段３６は、差分絶対値演算手段４１〜４５と、平均化手段４６とを備える。図６及び図９を参照して、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１の非類似度を計算する場合について以下に説明する。この場合、図６中の１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームの画素Ｐｐ１ｌから、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームの注目画素Ｐ０への方向にある微少な動きを検出することとなる。
【００５６】
ブロック間非マッチング量演算手段３６において、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒの信号と、参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素Ｐｐ３ｌ、Ｐｐ２ｌ、Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０、Ｐｐ１ｒの信号は、それぞれ対応する位置にある画素ごとに差分絶対値演算手段４１〜４５へと入力されて、画素値の差分の絶対値が計算される。差分絶対値演算手段４１〜４５での演算は、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素と対応する位置にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ１内の画素との差分の絶対値を、下記の式（１）〜（５）に従い算出する。
ｄ１＝｜Ｐ２ｌ―Ｐｐ３ｌ｜ …式（１）
ｄ２＝｜Ｐ１ｌ―Ｐｐ２ｌ｜ …式（２）
ｄ３＝｜Ｐ０―Ｐｐ１ｌ｜ …式（３）
ｄ４＝｜Ｐ１ｒ―Ｐｐ０｜ …式（４）
ｄ５＝｜Ｐ２ｒ―Ｐｐ１ｒ｜ …式（５）
【００５７】
差分絶対値演算手段４１〜４５で式（１）〜式（５）により計算した差分の絶対値ｄ１〜ｄ５は、平均化手段４６へと出力される。平均化手段４６では、得られた差分の絶対値ｄ１〜ｄ５の総和を求め、平均化を行う。すなわち、下記の式（６）により、平均化差分Ｍｐｈ１を求め、非マッチング量Ｍｐｈ１として出力する。
Ｍｐｈ１＝（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３＋ｄ４＋ｄ５）/５ …式（６）
【００５８】
ここで、上記式（６）で５画素の平均値を求めるよう、５分の１としたが、ハードウェアでの構成、演算処理の容易さを考慮して、４で割るようにしてもよい。
【００５９】
上記式（６）に従い算出されるブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ１は、注目画素ブロックｂｌ０ｆと参照画素ブロックｂｌ２ｆ１との類似性が高いほど０に０に近づき、完全に静止しているか、静止に近い微少な動きであることを示す。また、類似性が低いほど非マッチング量Ｍｐｈ１は大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。これは、式（１）〜式（５）で画素間の差を求め、その差分の絶対値の平均化を式（６）により行っていることから、容易に理解できる。
【００６０】
ブロック間非マッチング量演算手段３７、３８では、図９での処理と同様に、注目画素ブロックｂｌ０ｆと他の参照画素ブロックｂｌ２ｆ２及びｂｌｆ３での間のパターンマッチング、すなわち非類似度の計算を行い、各方向の画素ブロック間の非マッチング量Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を得る。結果として、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８においては、得られた非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３の大きさにより、注目画素ブロックｂｌ０ｆと対応する画素ブロックとの間の非類似度が示され、図６中の注目画素ブロックｂｌ０ｆの注目画素Ｐ０において、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ上の画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ０及びＰｐ１ｒの方向の範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かを判断できる。
【００６１】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３は、３方向にある各ブロック間の非類似度を示す結果として、図３に示される合成手段（非マッチング量合成手段）３９へと出力される。
【００６２】
なお、図９で示す平均化手段４６において、差分の絶対値ｄ１〜ｄ５の総和を求め平均化を行う際に、画素ブロックの中心画素Ｐ０との差分に近い画素での差分の重みが大きく、周辺画素での重みが小さくなるように重み付け加算することで平均化を行ってもよく、例えば、式（６）に代え、下記の式（７）に従い平均化した非マッチング量Ｍｐｈ１とすることもできる。
Ｍｐｈ１＝ｄ１/８＋ｄ２/８＋ｄ３/２＋ｄ４/８＋ｄ５/８ …式（７）
【００６３】
また、パターンマッチングに使用する画素ブロックを図４に示す水平５画素のブロックとして構成したが、図５に示すような、例えば図５（ｂ）に示すような３ライン×３画素の９画素のブロックとしてもよく、この場合には、非マッチング量算出手段３１内の注目画素ブロック抽出手段３４、及び参照画素ブロック抽出手段３５において、９画素で構成された注目画素ブロックｂｌ０ｆと、参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素ブロックが抽出され、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８において、９画素分の差分の絶対値の総和を求め、平均化した非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３が得られる。
【００６４】
次に、図３において、非マッチング量算出手段３１内の合成手段３９へは、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３が入力される。合成手段３９では、３個の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を合成して、非マッチング量ＭＡＴＤとして求めて出力する。この合成後の非マッチング量ＭＡＴＤは、注目画素Ｐ０での微少な動きを検出するための最終的な非類似度を示すものである。この合成においては、例えば、３個の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３を比較して、その最小値を求めて出力する。代わりに、平均値を求めることにより、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得てもよい。
【００６５】
合成手段３９により得られる非マッチング量ＭＡＴＤは、非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３から選択されるため、その大きさにより所定範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かが示され、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることを示す。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。
【００６６】
以上により、図３に示される非マッチング量算出手段３１においては、
現フレームＤｉ０上の注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３とで構成される画素ブロック対の間での非類似度の算出から得られた非マッチング量に基づき、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の動きの範囲内における注目画素Ｐ０についての非マッチング量ＭＡＴＤが出力される。この非マッチング量ＭＡＴＤは、画素ブロック間のパターンマッチング（非類似度の算出）から得られているため、注目画素と対応する画素の差分のみに基づいて判定を行なうのと比較し、周囲の画素での状態も考慮することとなり、ノイズ成分の影響を低減し、より安定した値が得られている。
【００６７】
なお、図３を参照して説明した例では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さで画像が動く場合を微少な動きとし、その範囲での非マッチング量を算出することとしているが、画像の特性によりさらに早い、例えば、水平方向に１フレームあたり左右２画素以内の速さまでの動きを、微少な動きとして非マッチング量を算出するように構成してもよい。この場合は、参照画素ブロック抽出手段３５において、対応する移動位置にある画素を中心とした画素ブロックを抽出し、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様の構成でそれぞれのブロックとの非マッチング量を得て、算出した方向の複数の非マッチング量を合成（例えばそれらの最小値を選択)することで注目画素Ｐ０での合成後の非マッチング量ＭＡＴＤが得られればよい。
【００６８】
図１に戻る。微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆとが入力される。エッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素から、注目画素Ｐ０の近傍（例えば、当該画素Ｐ０と垂直方向上下の画素との間、また、その時間方向に同位置にある画素との間）に、画像の物体の輪郭部分であるエッジが存在するかを検出し、検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌを変換手段３３へと出力する。
【００６９】
エッジ検出手段３２は、例えば図１０に示すように構成される。図１０に示すエッジ検出手段３２は、画像の垂直方向のエッジ（すなわち、水平方向に延びた或いは水平方向の成分を有する輪郭）成分の存在を検出するものであり、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド前の信号（１フィールド遅延信号ｄ１ｆ）とを用いて、注目画素Ｐ０と、注目画素と同じフレーム内において、注目画素の近傍乃至周辺に位置する画素と、時間的に隣接するフレーム内において、注目画素と同じ位置にある画素、又はその近傍の位置にある画素から、垂直方向の高域周波数成分（垂直エッジ成分、もしくは垂直高域成分）を求めることで、垂直方向のエッジの存在を検出している。
【００７０】
図１０に示すように、エッジ検出手段３２は、垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分を取り出すための垂直高域成分抽出手段５０と、平滑化手段（垂直エッジ成分平滑化手段）５１と、非線形変換手段（垂直エッジ成分非線形変換手段）５２と、比較手段（垂直エッジ成分比較手段）５３とを備える。
【００７１】
垂直高域成分抽出手段５０は、フレーム内のライン（走査線）間の演算により、フレーム内高域成分を抽出する第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５と、当該フレームの信号と、その１フレーム前の信号にまたがったライン間の演算により、フレーム間垂直高域成分を抽出するフレーム間垂直高域成分抽出手段５６と、フィールド成分抽出手段５７と、最大値選択手段５８とを備える。
【００７２】
フィールド成分抽出手段５７は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ内の垂直エッジ成分を抽出するとともに、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、当該フィールドに対し、前もしくは後にあるフィールドとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出するものであり、第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０及び６１と、フィールド内垂直高域成分抽出手段６２とを備えている。
【００７３】
図１１は、入力映像信号がインターレース信号である場合の、現フレーム信号Ｄｉ０、並びに１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム相互間の時間的関係と、処理に用いられる画素の垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す。図１１で時間的に前のフレームほどより左側に示され、各フレームの画素は、画面内で上のものほど図で上に示されている。
図１１において、現フレーム信号Ｄｉ０を示す縦線上で、ラインｎ上に注目画素Ｐ０（図６の注目画素ブロックｂｌ０ｆの中心画素）が示され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０と同じラインｎ上に（注目画素と同じ縦方向位置に）画素Ｐｐ０（図６の参照画素ブロックｂｌ２ｆ２の中心画素）が示され、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０に対して１／２ライン上及び１／２ライン下に画素Ｐｆ１とＰｆ２が示されている。
【００７４】
図１０及び図１１を参照してエッジ検出手段３２の動作を説明する。
図１０に示されるエッジ検出手段３２内の垂直高域成分抽出手段５０には、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。垂直高域成分抽出手段５０では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分を取り出す。
【００７５】
図１０の垂直高域成分抽出手段５０では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの各フレーム内で垂直方向のライン間での垂直エッジ成分（フレーム内もしくはフィールド内の垂直高域成分）と、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームと１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームとの１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分（フレーム間の垂直高域成分）と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、現フレーム信号Ｄｉ０または１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフィールドとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分（フィールド間の垂直高域成分）とを抽出する。
【００７６】
垂直高域成分抽出手段５０により行われるそれぞれの垂直エッジ成分の抽出は、具体的には、帯域通過フィルタ（バンドパスフィルタ、以下、ＢＰＦと略す）等により行い、ライン間の画素で垂直方向のＢＰＦ（垂直ＢＰＦ）処理した後、ＢＰＦ後の出力を絶対値化した値を垂直エッジ成分として求めることができる。また、絶対値化したＢＰＦ出力に対し、水平方向のＬＰＦ（水平ＬＰＦ）を施す、平滑化処理するなどして、水平方向に延びた或いは水平方向の成分を有する輪郭として垂直エッジ成分を求めてもよい。
【００７７】
垂直高域成分抽出手段５０内の第１のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４へは現フレーム信号Ｄｉ０が、第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５５へは１フレーム遅延信号ｄ２ｆがそれぞれ入力される。第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５は同様に構成されており、第１のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する信号（例えば、図１１中のＰ０ａとＰ０ｂ）をライン遅延処理等で得て、フレーム内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分（例えば、垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｃとする。また、第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５５では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０（上記画素Ｐ０と同一位置）と垂直方向上下ライン上に位置する信号（図１１中のＰｐ０ａとＰｐ０ｂ）をライン遅延処理等で得て、フレーム内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｐとする。なお、上記の処理の代わりに、画素位置Ｐ０またはＰｐ０を中心とし、その上または下のラインに位置する１つの画素との間の演算、さらには、画素位置Ｐ０またはＰｐ０の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での演算により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００７８】
第１及び第２のフレーム内垂直高域成分抽出手段５４及び５５から出力される現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおけるフレーム内の垂直エッジ成分Ｅｄｃ及びＥｄｐは、ともに最大値選択手段５８へと出力される。
【００７９】
フレーム間垂直高域成分抽出手段５６へは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。フレーム間垂直高域成分抽出手段５６では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆの１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｄｆｒとする。例えば、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する画素（図１１中のＰｐ０ａとＰｐ０ｂ）とを用い、フレーム間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｐ０ａ，Ｐｐ０ｂの間の演算)を行い、垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出して、１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分を抽出することができる。
また、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、現フレーム信号Ｄｉ０の中心画素Ｐ０と垂直方向上下ライン上に位置する信号（図１１中のＰ０ａとＰ０ｂ）との間での演算(画素Ｐｐ０と、Ｐ０ａ，Ｐ０ｂでの演算)により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
これにより、注目画素位置Ｐ０近傍の１フレーム間にまたがった垂直エッジ成分が抽出される。フレーム間垂直高域成分抽出手段５６で抽出された垂直エッジ成分Ｅｄｆｒは、最大値選択手段５８へと出力される。
【００８０】
なお、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは同位相の信号であるため、上記フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５によって抽出される垂直エッジ成分は各フレーム内の同様の位置にあるものとなり、上記フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５によって現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのそれぞれにおける垂直エッジ成分が抽出されているので、このフレーム間垂直高域成分抽出手段５６は、省略することも可能である。
【００８１】
次に、フィールド成分抽出手段５７へは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド成分抽出手段５７では、インターレース信号入力時の１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用し、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールド内にある垂直エッジ成分と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドとその前後の１フィールドの間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、フィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌを最大値選択手段５８へと出力する。
フィールド成分抽出手段５７は、第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０、６１と、フィールド内垂直高域成分抽出手段６２を備える。
【００８２】
第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０とが入力され、第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６１へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが入力される。第１及び第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０及び６１は同様に構成されている。
【００８３】
第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０との１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、フィールド間垂直エッジ成分Ｅｆｌ０として出力する。例えば、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームにおける画素Ｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける１／２ライン上及び下のライン上に位置する画素（図１１中のＰｆ１とＰｆ２）でのフィールド間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｆ１，Ｐｆ２を用いた演算)により垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出することができる。
また、現フレーム信号Ｄｉ０のフレームにおける画素Ｐ０とその上のラインの画素Ｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム内の、画素Ｐ０ａとＰ０の間に位置するライン上の画素Ｐｆ１を用いた演算を行って、垂直エッジ成分を抽出しても良く、その他の画素Ｐ０の近傍にある現フレーム信号Ｄｉ０における画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８４】
一方、第２のフィールド間垂直高域成分抽出手段６１では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとの１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出し、垂直エッジ成分Ｅｆｌ２として出力する。
構成は上記と同様、例えば、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームにおける画素Ｐｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける、画素Ｐｆ１とＰｆ２でのフィールド間にまたがるライン間の演算により垂直エッジ成分（垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、１フィールド間にまたがった垂直エッジ成分を抽出する。
また、第１のフィールド間垂直高域成分抽出手段６０についての述べたのと同様、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームにおける画素Ｐｐ０とその上ラインの画素Ｐｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレームにおける画素Ｐｆ１を用いた演算を行っても良く、その他の画素Ｐｐ０の近傍にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆ及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフレーム内の画素を用いて垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８５】
フィールド内垂直高域成分抽出手段６２へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド内垂直高域成分抽出手段６２では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおいて垂直方向上下ライン上に位置する信号（例えば、図１１中のＰｆ１とＰｆ２）をライン遅延処理等で得て、フィールド内のライン間の画素の演算により垂直エッジ成分（例えば、２画素の差分による垂直ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌとする。なお、図１１中の画素Ｐｆ１とＰｆ２の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での演算により垂直エッジ成分を抽出してもよい。
【００８６】
最大値選択手段５８へは、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒと、フィールド成分抽出手段５７からのフィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌとが入力される。
最大値選択手段５８は、入力された各垂直エッジ成分を比較し、その最大値を選択して、抽出垂直エッジ成分ｖｅｄとして出力する。すなわち、抽出垂直エッジ成分ｖｅｄは、注目画素Ｐ０の近傍（図１１に示される注目画素Ｐ０周辺に位置する画素）における垂直方向の高域周波数成分である垂直エッジ成分の値となり、得られた垂直高域成分のうち最大となる値として抽出される。この最大値選択手段５８からの抽出垂直エッジ成分ｖｅｄは、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された垂直エッジ成分ｖｅｄとして、平滑化手段５１へと出力される。
【００８７】
平滑化手段５１へは、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された抽出垂直エッジ成分ｖｅｄが入力され、水平方向に隣接乃至近接する画素位置での抽出垂直エッジ成分ｖｅｄを用いて、例えば水平ＬＰＦなどの処理を行い、平滑化された垂直エッジ成分ａｖｅｄとする。この平滑化は水平方向の３画素範囲や５画素範囲での平均値としてもよい。
【００８８】
平滑化された垂直エッジ成分ａｖｅｄは、非線形変換手段５２へと出力され、非線形変換手段５２では、入力された垂直エッジ成分ａｖｅｄに対し非線形変換して、適切なゲイン調整を行う。例えば、垂直エッジ成分ａｖｅｄに所定の感度倍率（垂直エッジ成分用感度倍率）を乗算し、所定のオフセット値（垂直エッジ成分用オフセット値）を減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＶｅ）の間に値を制限することなどで非線形変換する。非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄは、比較手段５３へと送られる。なお、この非線形変換手段５２により、垂直エッジ成分の検出のされやすさを調整することができ、例えば、感度倍率の値を大きくすれば、抽出された垂直エッジ成分ａｖｅｄは、よりエッジと検出し易くなり、また、減算するオフセット値を大きくすれば、垂直エッジ成分ａｖｅｄのゼロとなる範囲が広がり、ノイズ等による影響をなくし、エッジと検出されにくくなる。
【００８９】
比較手段５３には、非線形変換手段５２からの非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄが入力される。比較手段５３では、非線形変換手段５２からの非線形変換された垂直エッジ成分ｂｖｅｄを所定の閾値（垂直エッジ成分用閾値）と比較し、注目画素Ｐ０に対し、その近傍にエッジ（この場合の図１０では、垂直エッジ）が存在するか否かを検出し、結果として２値化した値を示すエッジ検出信号Ｅｄｆｌを出力する。
【００９０】
比較手段５３において、例えば、垂直エッジ成分ｂｖｅｄが所定の閾値より大きければ垂直エッジが存在すると判断し、そうでない場合には、その画素を平坦な画像部分もしくは垂直方向の低域周波数成分を有する画像部分の画素であると判断し、すなわち垂直エッジに位置する画素ではないでないと判断し、２値化した値を示すエッジ検出信号Ｅｄｆｌを出力する。エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、例えば、垂直エッジと判断された場合は値‘１’とし、エッジでない場合は値‘０’とする。なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、上記したものに限るものではなく、比較により垂直エッジが存在する画素を示す値であれば、他の値であってもよい。
【００９１】
以上から、比較手段５３で生成されたエッジ検出信号Ｅｄｆｌが、注目画素Ｐ０の近傍にエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出手段３２から変換手段３３へと出力される。
【００９２】
なお、図１０に示すエッジ検出手段３２では、垂直高域成分抽出手段５０で抽出された垂直エッジ成分ｖｅｄを平滑化手段５１により平滑化するよう構成したが、図１２に示すように、垂直高域成分抽出手段５０ｂ内で抽出される垂直エッジ成分それぞれに対しても平滑化処理とゲイン調整等の変換を行うよう構成することもできる。図１２において、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してあり、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒと、フィールド成分抽出手段５７からのフィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌのそれぞれに対し、平滑化手段６３〜６８と、変換手段７０〜７５を設けて、垂直エッジ成分それぞれで平滑化処理とゲイン調整等の変換を行い、変換手段７０〜７５からの変換後の垂直エッジ成分が最大値選択手段５８へと入力される。以下、最大値選択手段５８からの抽出垂直エッジ成分ｖｅｄからエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得るまでの構成は、上記図１０と同じであるので、その詳細な説明は省略する。また、図１２において、平滑化手段５１では、垂直エッジ成分ｖｅｄの平滑化を行わず出力してもよい。
【００９３】
次に、図１に戻り、微少動き検出手段３０内の変換手段３３へは、非マッチング量算出手段３１で非類似度の計算により求められた非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出手段３２からの垂直エッジ成分の検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力される。変換手段３３では、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成し、この微少動き検出信号ｍｔｒの値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌにより調整することで、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。そして、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを動き情報検出手段１５へと出力する。
【００９４】
変換手段３３は、例えば図１３に示すように構成される。図１３に示す変換手段３３は、倍率変換手段８０と、微少動き検出信号生成手段８１と、レベル比較手段８２と、エッジ切換え手段８３とを備える。
【００９５】
図１３において、倍率変換手段８０には、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤが入力される。この「非マッチング量ＭＡＴＤ」は、類似性が低いほど、大きな値を持つものである。
倍率変換手段８０では、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤに所定の倍率Ｇｍを乗算してゲイン調整を行い、変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２（＝Ｇｍ×ＭＡＴＤ）を微少動き検出信号生成手段８１へと出力する。この倍率変換によってゲイン調整を行うことで、非マッチング量ＭＡＴＤから微少な動きを検出する際の感度を調整できる。
【００９６】
レベル比較手段８２へも、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤが入力される。レベル比較手段８２では、非マッチング量算出手段３１からの非マッチング量ＭＡＴＤを所定の閾値ｃｍｔと比較し、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きいか否かを検出し、結果として２値化した値を示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬを出力する。レベルフラグ信号ＭＴＦＬの値は、例えば、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合は値‘１’とし、それ以外の値では値‘０’とする。なお、レベルフラグ信号ＭＴＦＬの値は、上記したものに限るものではなく、比較により非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きな画素であるか否かを示す値であれば、他の値であってもよい。
【００９７】
ここで、非マッチング量ＭＡＴＤがある程度大きい場合は、類似性が低く、比較的速い動きがあることを示し、静止または微少な動きであることを示す微少動き検出信号が生成されてしまうと、動きを静止として判断する動きの誤検出につながる可能性がある。そこで、上記レベル比較手段８２において、閾値ｃｍｔの値をそれ以上の値では（静止や微少な動きではなく）「動き」と判定すべきレベルに設定し、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合を検出することで、非マッチング量に対し有効となる最大値を決め、誤検出を防止するようにする。すなわち、レベル比較手段８２で得られるレベルフラグ信号ＭＴＦＬは、非マッチング量ＭＡＴＤが所定の閾値ｃｍｔ以下であるか否か、従って、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２が（Ｇｍ×ｃｍｔ）以下であるか否か、即ち所定の有効範囲Ｒａ内であるかどうかを示す。即ち、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝１の場合は、有効範囲Ｒａ外であり、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝０となる場合は、有効範囲Ｒａ内である。
【００９８】
微少動き検出信号生成手段８１には、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２と、レベル比較手段８２からのレベルフラグ信号ＭＴＦＬが入力される。微少動き検出信号生成手段８１は、レベル比較手段８２から出力される、非マッチング量の範囲Ｒａ内かどうかを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬに応じて、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換することで、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成し、エッジ切換え手段８３へと出力する。
【００９９】
微少動き検出信号ｍｔｒ生成手段８１では、まず、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を所定の値ａＭＴから減算し、減算値ａｄｍを下記の式（８）に従い算出する。
ａｄｍ＝ａＭＴ−ＭＡＴＤ２ …式（８）
そして、減算値ａｄｍの負の値をゼロとし、減算後の値を所定の最大値ｃｌＭＴ以下となるよう振幅制限する。
【０１００】
非マッチング量は、値が小さいほど（０に近いほど）類似性が高く、静止または微少な動きであることを示すことから、この変換により、非マッチング量ＭＡＴＤ２が０に近いほど、得られる減算値ａｄｍは、大きな値（所定値ａＭＴに近い値）となる。
そして、レベル比較手段８２からのレベルフラグ信号ＭＴＦＬがＭＴＦＬ＝１で、非マッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きい場合、即ち、有効範囲Ｒａ外では、非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換した値（減算値ａｄｍに基づいて生成される微少動き検出信号ｍｔｒ）を０となるように制御する。これにより、レベルフラグ信号ＭＴＦＬ＝０で示される有効範囲Ｒａ内において、非マッチング量の値に応じた微少動き検出信号ｍｔｒが生成され、非マッチング量の値が小さく（０に近く）類似性が高い場合、すなわち、静止または微少な動きである場合は、微少動き検出信号ｍｔｒの値が大きくなり、微少な動きの検出結果として得られる。
【０１０１】
図１４は、微少動き検出信号生成手段８１において、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２（横軸）に対する微少動き検出信号ｍｔｒ（縦軸）への変換の特性を示す図であり、微少動き検出信号ｍｔｒを０から最大値ｃｌＭＴまでの値として出力する場合を示している。
倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値が０に近づくと、微少動き検出信号ｍｔｒが最大値ｃｌＭＴとなる。倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の増大に伴い、微少動き検出信号ｍｔｒが次第に小さくなるが、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２が閾値Ｇｍ×ｃｍｔより大きくなると（即ち、倍率変換前のマッチング量ＭＡＴＤが閾値ｃｍｔより大きくなると）、微少動き検出信号ｍｔｒの値がゼロとなる。言い換えると、微少動き検出信号ｍｔｒが最大値ｃｌＭＴとなるのは、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値は０に近づく場合であり、これは静止または微少な動きの場合である。一方、微少動き検出信号ｍｔｒの値がゼロとなるのは、倍率変換後非マッチング量ＭＡＴＤ２の値が大きな値となる場合であるが、これは、比較的速い動きである場合である。これにより、静止または微少な動きと判定された画素では、微少動き検出信号ｍｔｒの値が大きくなり、その値により、微少な動きとして検出すべき度合いを示すことになる。
【０１０２】
なお、上記微少動き検出信号生成手段８１は、値ａＭＴからの減算と、上限値ｃＩＭＴによるクリップと、レベルフラグ信号ＭＴＦＬによる制御とにより、微少動き検出信号ｍｔｒを生成するものであるが、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２とレベルフラグ信号ＭＴＦＬに基づき、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などで構成されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）で構成することで、予め得られた例えば図１４に示すような変換により、微少動き検出信号ｍｔｒを生成するようにしてもよい。
また、倍率変換手段８０での設定、微少動き検出信号生成手段８１での減算処理時の値ａＭＴの設定により、上記レベル比較手段８２は省略することも可能である。
【０１０３】
変換手段３３内のエッジ切換え手段８３へは、微少動き検出信号生成手段８１からの微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒと、エッジ検出手段３２からの垂直エッジ成分の検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力される。エッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２からのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。
【０１０４】
微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒは、微少な動きを検出した結果であり、動き検出の対象である画素の各々について非マッチング量算出手段３１で算出した非マッチング量を基に生成されている。一方、画像の輪郭部分であるエッジ付近では、映像信号の動き成分とノイズ成分が混在し、実際には静止した画素に対しても動きと誤判定することが多く、特にエッジ付近の微少な動きのある部分で起こり易い。
そこで、エッジ切換え手段８３では、エッジ検出信号Ｅｄｆｌに従い、エッジが存在すると検出された画素での値を得るよう、微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、エッジ付近の微少な動きを検出した画素において、動き検出の結果を静止と判定する方向へ調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして求める。
【０１０５】
例えば、エッジ切換え手段８３は、図１５に示すような切換え手段８４により構成できる。切換え手段８４には、微少動き検出信号ｍｔｒと、エッジ検出信号Ｅｄｆｌとが入力され、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直エッジの存在を示す場合（Ｅｄｆｌ＝１の場合）は、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示す場合（Ｅｄｆｌ＝０の場合）は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を、エッジ付近の微少な動きを検出したものとはせず、静止していると判定されないで、調整が行われない値、例えば‘０’として出力する。
【０１０６】
これにより、垂直エッジ成分が存在するエッジ付近の画素においてのみ、微少動き検出信号ｍｔｒが調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力され、それ以外のエッジでない場合は、例えば値‘０’として出力されることとなる。
よって、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値により、垂直方向のエッジ付近においての微少な動き（もしくは静止）として検出される度合いが示され、垂直方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素で、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値は比較的大きな値となる。
【０１０７】
以上、図３の非マッチング量算出手段３１では、画素ブロック対の間での非類似度の算出から、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１０に示すエッジ検出手段３２では、注目画素Ｐ０の近傍に、画像の垂直方向のエッジ（すなわち、水平方向に延びたあるいは水平方向の成分を有する輪郭）が存在するかを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、図１３及び図１５の変換手段３３により、微少動き検出手段３０からは、垂直方向のエッジ付近の水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きを検出した結果として、動きの検出を調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが得られ、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０１０８】
図１に戻り、図１の動き検出手段１内の動き情報検出手段１５へは、フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍと、微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが入力される。動き情報検出手段１５では、微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍの値が調整され、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを決定し、この動き情報ｍｄをフィルタ処理手段１６へと出力する。
【０１０９】
微少動き検出手段３０からの調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤは、その値により、垂直方向のエッジ付近においての微少な動きとして検出される度合いを示しており、垂直方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素では、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが大きな値となっている。そこで、動き情報検出手段１５では、一例として、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、差分信号Ｄｍによる動き情報を調整する。エッジ付近の微少な動きと検出された画素においては、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが大きな値となり、フレーム差分による差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、結果として、静止画と検出される方向へ調整された動き情報ｍｄが得られる。
【０１１０】
ここで、画像のエッジ付近では、実際には静止した画素に対しても、微少なゆれ、ノイズ等により動きと誤判定することが多く、特にエッジ付近の微少な動きのある部分で起こり易い。フレーム間差分検出手段２０からの差分信号Ｄｍは、フレーム間の差分値から得られているため、完全に静止した画像部分またはノイズ成分が含まれていない画像部分ではその値は０となるが、動きやノイズ成分があると、その値の大きくなる。すなわち、微少な動きやノイズが含まれている場合にも、差分信号Ｄｍの値は大きくなる。よって、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することで、垂直方向のエッジにおいて静止画部分あるいは微少な動きを有する画像部分にあると判定された画素での動き情報が、静止画方向へ（静止画との判定結果となりやすいように）調整され、これにより、エッジ付近の微少な動きである場合を加味されるよう動き情報が調整され、動きの誤検出を低減した動き情報ｍｄが得られる。
【０１１１】
なお、上記動き情報検出手段１５では、一例として、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を直接減算しているが、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて変化する演算値を設定し、その演算値を差分信号Ｄｍから減算する構成としてもよく、また、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて変化する倍率係数（１倍より小さい値）により、差分信号Ｄｍが小さくなる方向へ倍率変換してもよく、さらには、差分信号Ｄｍの代わりに静止画であることを示す値（例えば０に近い小さな値）選択して出力することもできる。つまり、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム差分を表す差分信号Ｄｍの値を調整し、結果として、静止画と検出される方向へ調整され、エッジ付近の微少な動きを加味した動き情報ｍｄが得られれば、同様の効果がある。
【０１１２】
動き検出手段１内のフィルタ処理手段１６へは、動き情報検出手段１５からの動き情報ｍｄが入力される。フィルタ処理手段１６では、動き情報検出手段１５からの動き情報ｍｄに対し、水平もしくは垂直方向のＬＰＦを用いた空間フィルタや、時間方向の時間拡大処理などの時空間フィルタ処理、孤立点除去処理などのフィルタ処理を行って、動きの検出漏れを補正し、動き信号ｍｄｓとして出力する。この動き信号ｍｄｓは、動きが大きく、フレーム差分が動きと検出される場合は大きな値となり、静止画部分もしくは微少な動きが検出される場合は、０に近い小さな値となり、その値で動き検出の対象である画素での画像の動き量を示すこととなる。
【０１１３】
以上から、図１に示される動き検出手段１では、微少動き検出手段３０において垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、動き情報検出手段１５において、垂直方向のエッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報が静止画方向へ調整されており、したがって、動き検出手段１からは、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。
【０１１４】
次に、実施の形態１の映像信号処理装置において、フレーム遅延手段１３によりフレーム遅延信号を得て、映像信号のフレーム間差分を求め、画素ブロック間の非マッチング量からエッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きの検出結果を加味した動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する処理の手順をフローチャートを参照して説明する。
【０１１５】
図１６は、映像信号処理装置において、画像の動きを画素ごとに検出する動き検出手段１の動作を示すフローチャートである。
【０１１６】
入力された現フレーム信号Ｄｉ０は、フィールドメモリ１１、１２で構成されるフレーム遅延手段１３でフレーム遅延され、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆを得る。動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される（ステップＳ１０１）。
【０１１７】
現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、フレーム差分検出手段２０へ入力され、フレーム差分検出手段２０で、１フレーム間差分Ｄｎを算出し、このフレーム間差分Ｄｎの絶対値を非線形変換することで、差分信号Ｄｍを得る（ステップＳ１０２）。
【０１１８】
また、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆは、微少動き検出手段３０へ入力される。微少動き検出手段３０では、１フレーム前の信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の画素ブロック間でパターンマッチングを行い、所定の動きの範囲内での非マッチング量を算出するとともに、画素近傍でのエッジを検出し、非マッチング量とエッジ検出の結果から、動き検出の対象である画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める（ステップＳ１０３〜Ｓ１０８）。
【０１１９】
具体的には、まず、非マッチング量算出手段３１において、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内で例えば、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の動きの範囲にある画素を中心とする参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）とでそれぞれ構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチング（非類似度の算出）を行って非マッチング量を算出し、これらの３方向の非マッチング量の最小値を選択して注目画素Ｐ０での非マッチング量ＭＡＴＤを求める（ステップＳ１０３）。
【０１２０】
この非マッチング量ＭＡＴＤは、その値の大きさにより所定範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否か、及びその程度を示し、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの微少な動きの範囲内にあるいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど、非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることを示す。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることを示す。
【０１２１】
エッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、加えて１フィールド前の信号（１フィールド遅延信号ｄ１ｆ）を用いて、注目画素Ｐ０の近傍に、エッジが存在するかを検出し、検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌを求める（ステップＳ１０４）。エッジ検出手段３２では、例えば、注目画素Ｐ０の近傍の画素から垂直エッジ成分を求めることで、画像の垂直方向のエッジ成分の存在を検出している。
【０１２２】
次に、変換手段３３において、非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出信号Ｅｄｆｌとから、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号を生成し、この微少動き検出信号の値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて調整することで、エッジ付近の微少な動きを検出し、検出結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。
【０１２３】
すなわち、図１３に示される倍率変換手段８０で非マッチング量ＭＡＴＤに所定の倍率Ｇｍを乗算してゲイン調整を行い、レベル比較手段８２では非マッチング量ＭＡＴＤを所定の閾値ｃｍｔと比較して、有効範囲Ｒａ内であるか否かを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬを生成し、微少動き検出信号生成手段８１では、レベルフラグ信号ＭＴＦＬにより有効範囲Ｒａ内であることが示される場合において、倍率変換手段８０からの倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換する。これにより、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成する。よって、レベルフラグ信号ＭＴＦＬにより、非マッチング量が有効範囲内であることが示される場合に、非マッチング量ＭＡＴＤの値に応じた微少動き検出信号ｍｔｒが生成される（図１４参照、ステップＳ１０５）。この微少動き検出信号ｍｔｒは、静止または微少な動きと判定された画素では値が大きくなり、（静止や微少な動きではなく、）「動きがある」と判断される画素ではその値がゼロであり、微少動き検出信号ｍｔｒの値により、微少な動きとして検出する度合いが示される。
【０１２４】
エッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２からのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める（ステップＳ１０６、Ｓ１０７及びＳ１０８）。
【０１２５】
このとき、エッジ付近の微少な動きのある部分で、静止した画素を動きと誤判定するのを避けるために、エッジ検出信号Ｅｄｆｌに従い調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを決定する（ステップＳ１０６）。即ち、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直エッジの存在を示すＥｄｆｌ＝１の場合は、微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する（ステップＳ１０７）。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示すＥｄｆｌ＝０の場合は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値をエッジ付近の微少な動きを示すものとはせず、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を固定値例えば‘０’とする（ステップＳ１０８）。
【０１２６】
動き情報検出手段１５では、例えば、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを減算することにより、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、差分信号Ｄｍの値を調整し、この調整後の値を動き情報ｍｄとして出力する（ステップＳ１０９）。
【０１２７】
フィルタ処理手段１６では、動き情報ｍｄに対し、空間フィルタや、時空間フィルタ処理、孤立点除去処理などのフィルタ処理を行い、動きの検出漏れを補正された動き信号ｍｄｓを決定し、出力する（ステップＳ１１０）。補正後の（最終的な）動き信号ｍｄｓは、動きが大きく、動きと検出される場合は大きな値となり、静止画部分もしくは微少な動きが検出される場合は、０に近い小さな値となり、その値で動き検出の対象である画素での画像の動き量を示す。
【０１２８】
したがって、動き検出手段１において、垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、垂直方向のエッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を静止画方向へ調整しているので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。
【０１２９】
以上のように、実施の形態１の映像信号処理装置によれば、フレーム間差分検出手段２０において映像信号のフレーム間差分を検出して、差分信号Ｄｍを得ており、微少動き検出手段３０においては、入力フレーム信号の画素ブロックと、１フレーム前の信号における微少な動きの範囲内にある、対応する画素ブロックの間で、パターンマッチングを行って非類似度を示す非マッチング量ＭＡＴＤを求めるとともに、注目画素近傍の垂直方向のエッジの検出を行い、この非マッチング量ＭＡＴＤと垂直エッジの検出結果から、垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求めている。そして、動き情報検出手段１５において、垂直方向のエッジ付近の微少な動きの検出結果である調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値又はこれに基づいて生成された値を減算することで、垂直方向のエッジが存在する箇所付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを得て、これに対してさらにフィルタ処理することで動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
【０１３０】
よって、垂直方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、垂直方向のエッジ付近での静止画あるいは微少な動きであると検出された画素についての動き情報を、静止画方向へ調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近における動きの誤検出を低減し、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０１３１】
なお、実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる、図１０に示すエッジ検出手段３２では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直エッジ成分を抽出してエッジ検出を行っているが、図１７に示すように、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用せず、同位相の信号となる現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆにより垂直エッジ成分を抽出してエッジ検出を行うよう構成することもできる。
【０１３２】
図１７に示されるエッジ検出手段３２は、微少動き検出手段３０の一部として用いられ、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行うものである。図１７おいて、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。その構成及び動作は、図１０に示されたフィールド成分抽出手段５７が除外され、フィールド間の垂直エッジ成分Ｅｆｌ０，Ｅｆｌ２と、フィールド内の垂直エッジ成分Ｅｄｆｌを抽出せずにエッジ検出を行うこと以外は、先に説明した図１０と同様であるので、その詳細な説明は省略する。最大値選択手段５８では、フレーム内垂直高域成分抽出手段５４、５５からの垂直エッジ成分Ｅｄｃ，Ｅｄｐと、フレーム間垂直高域成分抽出手段５６からの垂直エッジ成分Ｅｄｆｒとにより、各垂直エッジ成分の最大値を抽出垂直エッジ成分ｖｅｄとして出力する。このように構成しても、図１０のエッジ検出手段３２を用いた場合と同様の効果を奏する。
【０１３３】
また、実施の形態１の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号として、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間での映像信号における動きを検出しているが、入力映像信号は、プログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出を行うことができる。なお、プログレッシブ信号入力の場合には、フレーム遅延手段１３は入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみが出力され、異位相の信号の位置関係にある１フィールド遅延信号ｄ１ｆは得られないため、微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２として、上記の図１７において示した同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行う構成を用いることとなる。
【０１３４】
また、実施の形態１の映像信号処理装置では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０を動き検出の対象である画素として、フレーム差分検出手段２０で１フレーム間差分を検出し、微少動き検出手段３０において画素ブロックの間での非マッチング量ＭＡＴＤを求めて垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出しているが、注目画素Ｐ０のあるフレームの位置は現フレーム信号Ｄｉ０のフレームでなくてもよく、フィールドもしくはフレーム遅延された信号のフレームを動き検出する中心フレームとして、そのフレーム遅延信号上の画素を注目画素Ｐ０とすることもできる。この場合、フレーム差分検出手段２０で検出する１フレーム間差分は、中心フレームの時間軸上前に位置するフレームとの間の差分であっても、時間軸上後ろに位置するフレームとの間の差分であってもよく、さらには、その両方向のフレームとの差分を合成し用いてもよく、中心フレームとの間のフレーム差分を検出し動き量として得られれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１３５】
また、微少動き検出手段３０においては、中心フレーム内の注目画素Ｐ０を中心とした画素ブロックと、異なるフレームの信号における微少な動きの範囲内にある対応する画素ブロックの間で、パターンマッチングを行って非類似度を示す非マッチング量が求められるとともに、注目画素近傍の垂直方向のエッジの検出が行え、垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出されればよく、同様の効果を奏する。
【０１３６】
さらに、上記説明においては、映像信号処理装置のフレーム遅延手段、動き検出手段１の各構成要素をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０１３７】
実施の形態２．
実施の形態１の映像信号処理装置では、微少動き検出手段３０内の非マッチング量算出手段３１を図３に示すように構成し、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤを求めるとともに、エッジ検出手段３２を図１０に示すように構成し、垂直方向のエッジ成分の存在を検出して、微少動き検出手段３０からは、垂直方向のエッジ付近での微少な動きを検出した結果として、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを得ることとしている。
【０１３８】
実施の形態２では、非マッチング量を求める微少な動きの範囲を水平方向と垂直方向の双方とし、また、エッジ検出において、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジ（すなわち、垂直方向に延びた或いは垂直方向の成分を有する輪郭）の双方を検出するように構成する。
【０１３９】
実施の形態２においては、微少動き検出手段３０から、垂直、水平方向のエッジ付近での水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果を得て、エッジ近傍で静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整する。
【０１４０】
実施の形態２の映像信号処理装置は、実施の形態１の映像信号処理装置（図１参照）の構成において、微少動き検出手段３０を構成する、図３及び図１０に示す非マッチング量算出手段３１及びエッジ検出手段３２の代わりに、図１８及び図１９に示す非マッチング量算出手段３１ｂ及びエッジ検出手段３２ｂを用い、垂直及び水平方向のエッジ付近における水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果に応じて、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成したものである。
【０１４１】
非マッチング量算出手段３１ｂ及びエッジ検出手段３２ｂ以外の構成及び動作は、実施の形態１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０１４２】
実施の形態２の微少動き検出手段３０は、実施の形態１と同様、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延信号ｄ２ｆとの画素ブロック間でパターンマッチングを行って非マッチング量を算出するとともに、動き検出の対象である画素の近傍での垂直及び水平方向のエッジを検出し、この非マッチング量とエッジ検出の結果から、エッジ付近における微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きを検出した結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、得られた調整微少動き検出信号を動き情報検出手段１５へと出力する。
【０１４３】
図１８は、実施の形態２において、図３に示す非マッチング量算出手段３１の代わりに用いられる非マッチング量算出手段３１ｂの構成を示すブロック図である。
図示の非マッチング量算出手段３１ｂは、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きと、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さの動きを微少な動きとし、水平及び垂直方向での微少な動きを検出する。
【０１４４】
図１８において、図３の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付してある。
図１８に示す非マッチング量算出手段３１ｂは図３に示す部材に加え、水平方向の動きの範囲にある画素ブロックを抽出するとともに、垂直方向の動きの範囲内の画素ブロックを抽出する参照画素ブロック抽出手段９０と、ブロック間非マッチング量演算手段９１及び９２と、合成手段９３とを備える。ブロック間非マッチング量演算手段９１及び９２は、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同じ構成である。
【０１４５】
図１９は、実施の形態２において、図１０に示すエッジ検出手段３２の代わりに用いられるエッジ検出手段３２ｂの構成を示すブロック図である。
図示のエッジ検出手段３２ｂは、注目画素Ｐ０の近傍の画素から、垂直エッジ成分と、水平方向の高域周波数成分（水平エッジ成分、もしくは水平高域成分）を求めることで、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジの存在を検出する。
図１９において、図１０と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
図１９に示すエッジ検出手段３２ｂは、図１０に示す構成要素に加え、
水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分を取り出すための水平高域成分抽出手段１００と、平滑化手段（水平エッジ成分平滑化手段）９５と、非線形変換手段（水平エッジ成分非線形変換手段）９６と、比較手段（水平エッジ成分比較手段）９７と、合成手段（エッジ検出信号合成手段）９８とをさらに備える。
【０１４６】
水平高域成分抽出手段１００は、フレーム内の水平エッジ成分を抽出するフレーム内水平高域成分抽出手段１０１、１０２と、水平フィールド成分抽出手段１０３と、最大値選択手段１０６とを備える。
【０１４７】
水平フィールド成分抽出手段１０３は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ内の水平エッジ成分を抽出するとともに、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールドと、当該フィールドに対し前もしくは後にあるフィールドとにまたがった垂直方向の低域成分から、その水平エッジ成分を抽出するものであり、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４，１０５と、水平ＢＰＦ１０６、１０７と、絶対値演算手段１０８、１０９と、フィールド内水平高域成分抽出手段１１０とを備えている。
【０１４８】
実施の形態２の映像信号処理装置において、フィールド遅延処理、フレーム間差分検出手段２０において映像信号のフレーム間差分を検出し、差分信号Ｄｍを得る構成、動き情報検出手段１５において、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、動き量としての動き信号ｍｄｓを得る構成と動作は、実施の形態１の映像信号処理装置と同じであり、その詳細な説明は省略する。以下では、微少動き検出手段３０において、非マッチング量を算出し、エッジ検出することで、動き検出の対象である画素の近傍でのエッジ付近における微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める構成、動作について、図１８及び図１９により説明する。
【０１４９】
図１８に示される非マッチング量算出手段３１ｂには、現フレーム信号Ｄｉ０と、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが入力される。非マッチング量算出手段３１ｂでは、入力フレーム信号の注目画素ブロックｂｌ０ｆと１フレーム前の信号の所定範囲内にある参照画素ブロックとの間でパターンマッチングを行って非マッチング量を算出し、注目画素での非マッチング量ＭＡＴＤを求める。
なお、図３の場合と同様、マッチング対象の中心フレーム(注目画素を含むフレーム)は現フレーム信号Ｄｉ０のフレームとし、パターンマッチングで用いられる注目画素ブロック及び参照画素ブロックは、図４に示すように、注目画素Ｐ０を中心とし、水平方向に並んだ、相連続する５画素で構成されるものとする。また、この画素ブロックとしては、図３の場合と同様、水平５画素のブロックに限らず、図５（ａ）〜（ｃ）に示すような画素のブロックを用いてもよい。
【０１５０】
非マッチング量算出手段３１ｂへ入力された現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆは、現フレーム信号Ｄｉ０が注目画素ブロック抽出手段３４へ、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが参照画素ブロック抽出手段９０へと入力される。
【０１５１】
注目画素ブロック抽出手段３４は、実施の形態１に関して図３を参照して説明したものと同じであり、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素Ｐ０を中心とした注目画素ブロックｂｌ０ｆ（図６参照）を抽出し、注目画素ブロックｂｌ０ｆ内の画素（Ｐ２ｌ、Ｐ１ｌ、Ｐ０、Ｐ１ｒ、Ｐ２ｒ）を出力する。
【０１５２】
図２０は、現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム相互間の時間的関係と、処理に用いられる画素の垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す。図２０で時間的に前のフレームほどより左側に示され、各フレームの画素は、画面内で上のものほど図で上に示されている。
図２０において、現フレーム信号Ｄｉ０を示す縦線上で、ラインｎ上に注目画素Ｐ０（注目画素ブロックｂｌ０ｆの中心画素）が示され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレームを示す縦線上で、注目画素Ｐ０に対して１ライン上及び１ライン下に（ラインｎ−１、ラインｎ＋１）に、画素Ｐｐ０ａ、Ｐｂ０bが示されている。画素Ｐｐ０ａは、参照画素ブロックｂｌ２ｆ４の中心画素であり、画素Ｐｐ０ｂは、参照画素ブロックｂｌ２ｆ５の中心画素である。
【０１５３】
図１８の非マッチング量算出手段３１ｂでは、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内の速さの動きと、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さの動きを微少な動きとして検出するので、図６中の参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の水平方向での動きに加え、図２０中、注目画素Ｐ０と同じ画素位置にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の画素Ｐｐ０の上下のラインに位置する画素Ｐｐ０ａ（ラインｎ−１上）とＰｐ０ｂ（ラインｎ＋１上）の上下２方向が、求める垂直方向の動きの範囲に含まれる。
【０１５４】
すなわち、垂直方向の動きを検出する画素ブロックは、図２０中、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ上の画素Ｐｐ０ａとＰｐ０ｂを中心とした参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５とする。各画素ブロックは、図６に示す参照画素ブロックと同様に、例えば、水平方向に並んだ５つの画素から成る。
そして、非マッチング量算出手段３１ｂにおいては、注目画素ブロックｂｌ０ｆと、対応する水平、垂直方向の位置にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の参照画素ブロックとで構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチングにより非類似度を示す５個の非マッチング量を得て、この５個のブロックでの非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量を得ることとなる。
【０１５５】
図１８に戻り、参照画素ブロック抽出手段９０では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力され、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０、その左右に隣接する画素Ｐｐ１ｌ、Ｐｐ１ｒを中心とした水平方向の３方向に位置する３つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３（図６参照）を抽出し、さらに、画素Ｐｐ０の上下のラインに位置する画素Ｐｐ０ａとＰｐ０ｂを中心とし、垂直方向の２方向に位置する２つの参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５（図２０参照）を抽出する。
抽出された参照画素ブロックｂｌ２ｆ１〜ｂｌ２ｆ３とｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５内の画素は、それぞれブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８、９１、９２へ供給される。
【０１５６】
図２１は、参照画素ブロック抽出手段９０の具体的な構成の一例を示す図である。図８の参照画素ブロック抽出手段３５の構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
参照画素ブロック手段９０は、図８の参照画素ブロック抽出手段３５の構成要素に加え、ライン遅延手段４１０，４２０と、ラインｎ−１の画素に対する５つの画素遅延手段４２１〜４２５と、ラインｎ＋１の画素に対する５つの画素遅延手段４３１〜４３５を備えており、１フレーム遅延信号ｄ２ｆをライン遅延し、さらに各ラインの画素を画素遅延することで水平、垂直方向に位置する各画素ブロック内の５画素の信号を抽出することができる。
【０１５７】
非マッチング量算出手段３１ｂ内のブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８へは、現フレーム信号Ｄｉ０における注目画素ブロックｂｌ０ｆの画素の信号と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する水平３方向にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ１、ｂｌ２ｆ２、ｂｌ２ｆ３の画素の信号がそれぞれ入力される。また、ブロック間非マッチング量演算手段９１、９２へは、注目画素ブロックｂｌ０ｆの画素の信号と、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する垂直２方向にある参照画素ブロックｂｌ２ｆ４、ｂｌ２ｆ５の画素の信号がそれぞれ入力される。
【０１５８】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８は実施の形態１に関して図３及び図９を参照して説明したものと同じであり、また、ブロック間非マッチング量演算手段９１、９２は、入力される１フレーム遅延信号ｄ２ｆでの画素ブロックが異なるのみで、その構成はブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様であるので、その詳しい説明は省略するが、それぞれのブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８、９１、及び９２では、注目画素ブロックｂｌ０ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆの対応する参照画素ブロックとの間でパターンマッチングを行い、非類似度を計算した結果であるブロック間の非マッチング量を求める。
【０１５９】
結果として、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８により得られた注目画素ブロックｂｌ０ｆと水平方向に並んだ参照画素ブロックの間の非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３（図６参照）により、水平方向での微少な動きの範囲での非マッチング量が得られ、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２により得られた注目画素ブロックｂｌ０ｆと垂直方向の異なる位置に参照画素ブロックの間の非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２（図２０参照）により、垂直方向での微少な動きの範囲での非マッチング量が得られることとなる。
【０１６０】
ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２で算出されたブロック間の非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２とは、水平３方向及び垂直２方向にある各ブロック間の非類似度を示すものとして、図１８の合成手段９３へと出力される。
【０１６１】
図１８に戻り、非マッチング量算出手段３１ｂ内の合成手段９３へは、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８で算出された、水平方向の動きにおける非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、ブロック間非マッチング量演算手段９１，９２で算出された、垂直方向の動きにおける非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２とが入力される。
【０１６２】
合成手段９３は、実施の形態１に関して図３を参照して説明した合成手段３９と同様、入力された非マッチング量を合成して、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを求める。この合成後の非マッチング量ＭＡＴＤは、注目画素Ｐ０での微少な動きを検出するための最終的な非類似度を示すものである。この合成においては、例えば、非マッチング量の最小値を選択して出力する。代わりに、合成手段３９と同様、入力された非マッチング量の平均値を求めることにより、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤを得てもよい。
【０１６３】
合成手段９３により得られる非マッチング量ＭＡＴＤは、水平方向の動きによる非マッチング量Ｍｐｈ１、Ｍｐｈ２、Ｍｐｈ３と、垂直方向の動きによる非マッチング量Ｍｐｖ１、Ｍｐｖ２から選択されるため、その大きさにより水平方向または垂直方向での所定の範囲内の微少な動き（もしくは静止）であるか否かが示され、注目画素ブロックｂｌ０ｆに対し、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのいずれかの参照画素ブロックとの類似性が高いほど非マッチング量が０に近づき、静止しているか、微少な動きであることが示される。一方、類似性が低いほど非マッチング量が大きな値となり、比較的速い動きがあることが示される。
【０１６４】
以上により、図１８の非マッチング量算出手段３１ｂにおいては、現フレームＤｉ０上の注目画素ブロックｂｌ０ｆと、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム内で水平方向または垂直方向の所定の動きの範囲にある参照画素ブロックとで構成される画素ブロック対の間で、パターンマッチング（非類似度の算出）を行うことで非マッチング量を求め、この得られた非マッチング量に基づき、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内で、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さで動く微少な動きの範囲内の注目画素Ｐ０における非マッチング量ＭＡＴＤが出力される。この非マッチング量ＭＡＴＤは、画素ブロック間のパターンマッチングから得られているため、注目画素と対応する画素の差分のみに基づいて判定を行なうのと比較し、周囲の画素での状態も考慮することとなり、ノイズ成分の影響を低減し、より安定した値が得られている。
【０１６５】
なお、図１８及び図２０を参照して説明した例では、水平方向に１フレームあたり左右１画素以内で、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の速さで画像が動く場合を微少な動きとしているが、画像の特性によりさらに早い、例えば、水平方向に１フレームあたり左右２画素以内の速さまでの動きを、微少な動きとして検出するように構成してもよい。また、垂直方向には、１フィールドの単位での動きを検出し、１フィールドあたり上下に１／２ライン以内の速さで画像が動く場合を検出するようにしてもよい。この場合には、参照画素ブロック抽出手段９０において１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、画素Ｐ０に対し上又は下に１／２ラインずれた画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）を中心とした画素ブロックを、垂直方向に位置する２つの参照画素ブロックとして抽出し、上記と同様に垂直方向の非マッチング量を求めればよく、上記と同様の効果がある。
【０１６６】
また、垂直方向の上下のライン（ラインｎ−１とラインｎ＋１上）においても水平方向に左右に１画素ずれた位置にある画素（例えば、図２０中、１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム上の画素Ｐｐ０ａ、Ｐｐ０ｂに対して水平方向に隣接する画素）を、パターンマッチングを行う画素ブロックの中心画素とし、垂直、水平方向すなわち斜め方向の動きを微少な動きの範囲とすることもできる。
【０１６７】
いずれの場合も、参照画素ブロック抽出手段９０において、対応する動きの移動位置にある画素を中心とした画素ブロックを抽出し、ブロック間非マッチング量演算手段３６、３７、３８と同様の構成でそれぞれのブロックとの非マッチング量を算出し、算出した方向の複数の非マッチング量を合成（例えばそれらの最小値を選択)することで注目画素Ｐ０についての、合成後の非マッチング量ＭＡＴＤが得られればよい。
【０１６８】
次に、図１９において、エッジ検出手段３２ｂには、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。図１９のエッジ検出手段３２ｂでは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆを用いて、注目画素Ｐ０の近傍の画素から、垂直エッジ成分と、水平エッジ成分を求めることで、画像の垂直方向のエッジ及び水平方向のエッジ成分の存在を検出している。
【０１６９】
図１９のエッジ検出手段３２ｂにおいて、垂直エッジ成分ｖｅｄは垂直高域成分抽出手段５０により抽出され、平滑化手段５１、非線形変換手段５２及び比較手段５３により、画像の垂直方向のエッジの存在を検出し、水平エッジ成分ｈｅｄは、水平高域成分抽出手段１００により抽出され、平滑化手段９５、非線形変換手段９６、及び比較手段９７により、画像の水平方向のエッジの存在を検出している。
【０１７０】
垂直エッジ成分を取り出すための垂直高域成分抽出手段５０、平滑化手段５１、非線形変換手段５２、及び比較手段５３は、図１０又は図１２、及び図１７を参照して説明した構成、動作と同一であるので、その詳細な説明は省略するが、垂直高域成分抽出手段５０、平滑化手段５１、非線形変換手段５２、及び比較手段５３により、図１１で示された位置関係にある画素から、注目画素Ｐ０の近傍に垂直方向のエッジが存在するかを検出し、垂直方向のエッジ）の検出結果を示す垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１が得られ、この垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１は合成手段９８へと送られる。
【０１７１】
以下、水平エッジ成分を抽出し、水平方向のエッジの存在を検出する処理を図１９、及び図１１を参照して説明する。
【０１７２】
図１９において、エッジ検出手段３２ｂ内の水平高域成分抽出手段１００には、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。水平高域成分抽出手段１００では、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分を取り出す。
【０１７３】
水平エッジ成分の抽出は、垂直方向のＬＰＦ（垂直ＬＰＦ）により垂直方向での低域周波数成分（垂直低域成分）を取り出した後、水平方向のＢＰＦ（水平ＢＰＦ）処理を施すことにより行い、水平ＢＰＦ後の出力を絶対値化した値を水平エッジ成分として求める。ここで、図１９の水平高域成分抽出手段１００では、図１１中の現フレーム信号Ｄｉ０の画素Ｐ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆの画素Ｐｐ０、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素Ｐｆ１とＰｆ２とを中心とした画素での水平方向のエッジ成分を抽出するものとし、各フレーム内での水平方向の画素の間の演算により求められた水平エッジ成分（フレーム内もしくはフィールド内の水平高域成分）と、現フレーム信号Ｄｉ０または１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの１フィールド間にまたがった垂直方向の低域周波数成分での水平エッジ成分（フィールド間の水平高域成分）を抽出する。なお、フレーム内での水平エッジ成分の抽出は、所定の画素を中心とした水平ＢＰＦ処理のみから求めることもできるが、上記の通り、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、水平ＢＰＦ処理を施し、ＢＰＦ後の出力を絶対値化し抽出するものとして、以下で説明する。
【０１７４】
図１９において、水平高域成分抽出手段１００内の第１のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１へは現フレーム信号Ｄｉ０が、第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０２へは１フレーム遅延信号ｄ２ｆが入力される。この第１及び第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１及び１０２は同様に構成されており、第１のフレーム内水平高域成分抽出手段１０１では、現フレーム信号Ｄｉ０内において注目画素Ｐ０に対し、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施すことで、水平エッジ成分（例えば、水平ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｃとする。
【０１７５】
また、第２のフレーム内水平高域成分抽出手段１０２では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０（図１１参照、上記画素Ｐ０と同一位置）に対し、垂直ＬＰＦにより垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施すことで、水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｐとする。
フレーム内水平高域成分抽出手段１０１及び１０２にから出力される現フレーム信号Ｄｉ０及び１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおけるフレーム内の水平エッジ成分Ｅｈｃ及びＥｈｐは、ともに最大値選択手段１０６へと出力される。
【０１７６】
次に、水平フィールド成分抽出手段１０３へは、現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。水平フィールド成分抽出手段１０３では、インターレース信号入力時の１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用し、１フィールド遅延信号ｄ１ｆのフィールド内と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの前後の１フィールドの間にまたがったフィールド間にある垂直低域成分での水平エッジ成分を抽出し、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌと、フィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１，Ｅｈｆ２とを最大値選択手段１０６へと出力する。
【０１７７】
水平フィールド成分抽出手段１０３において、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと、現フレーム信号Ｄｉ０との１フィールドの間にまたがったフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１は、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４と、水平ＢＰＦ１０６と、絶対値演算手段１０８とにより抽出される。
【０１７８】
フィールド間垂直ＬＰＦ１０４へは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、例えば、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐ０に対し上下１／２ラインずれたライン上に位置する画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）により、フィールド間にまたがるライン間の演算(画素Ｐ０と、Ｐｆ１，Ｐｆ２を用いた垂直ＬＰＦ)を行い、垂直低域成分を取り出す。
【０１７９】
水平ＢＰＦ１０６では、フィールド間垂直ＬＰＦ１０４からの垂直低域成分に水平方向のＢＰＦ処理を施し、絶対値演算手段１０８にて水平ＢＰＦ１０６からのＢＰＦ出力を絶対値化して、フィールド間の垂直低域成分における水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｆ１とする。
【０１８０】
なお、上記フィールド間垂直ＬＰＦ１０４においては、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０と、その上ラインの画素Ｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐｆ１を用いてフィールド間にまたがるライン間の垂直ＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出しても、その他の画素Ｐ０の近傍にある現フレーム信号Ｄｉ０における画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８１】
一方、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと１フィールド遅延信号ｄ１ｆの１フィールド間にまたがったフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ２は、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５と、水平ＢＰＦ１０７と、絶対値演算手段１０９とにより抽出される。
これらの構成は、上記フィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１の抽出のための構成と同様であり、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５では１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける図１１中の画素Ｐｆ１とＰｆ２でのフィールド間にまたがるライン間の垂直ＬＰＦにより、垂直低域成分を取り出す。水平ＢＰＦ１０７では、フィールド間垂直ＬＰＦ１０５からの垂直低域成分に水平ＢＰＦ処理を施し、絶対値演算手段１０９にて水平ＢＰＦ１０７からのＢＰＦ出力を絶対値化して、フィールド間の垂直低域成分における水平エッジ成分を抽出し、水平エッジ成分Ｅｈｆ２とする。
また、上記フィールド間垂直ＬＰＦ１０５において、１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素Ｐｐ０と、その上ラインの画素Ｐｐ０ａと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける画素Ｐｆ１を用いて、フィールド間にまたがるライン間のＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出しても、その他の画素Ｐｐ０の近傍にある１フレーム遅延信号ｄ２ｆにおける画素と１フィールド遅延信号ｄ１ｆでの画素を用いて垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８２】
水平フィールド成分抽出手段１０３内のフィールド内水平高域成分抽出手段１１０へは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力される。フィールド内水平高域成分抽出手段１１０では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆの画素Ｐｆ１とＰｆ２（図１１参照）に対し、垂直ＬＰＦ（例えば、２画素の平均値）により垂直低域成分を取り出した後、この垂直低域成分に水平ＢＰＦ処理を施すことで、フィールド内の垂直低域成分における水平エッジ成分（例えば、ＢＰＦ出力を絶対値化した値）を抽出し、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌとする。なお、図１１中のＰｆ１とＰｆ２の上下に位置する数ラインにわたる画素との間での垂直ＬＰＦ処理により垂直低域成分を取り出してもよい。
【０１８３】
水平高域成分抽出手段１００内の最大値選択手段１０６へは、フレーム内水平高域成分抽出手段１０１、１０２からの水平エッジ成分Ｅｈｃ，Ｅｈｐと、水平フィールド成分抽出手段１０３からのフィールド間の水平エッジ成分Ｅｈｆ１，Ｅｈｆ２と、フィールド内の水平エッジ成分Ｅｈｆｌとが入力される。最大値選択手段１０６では、入力された各水平エッジ成分の最大値を選択して、抽出水平エッジ成分ｈｅｄとして出力する。すなわち、抽出水平エッジ成分ｈｅｄは、注目画素Ｐ０の近傍における水平方向の高域周波数成分である水平エッジ成分の値となり、図１１に示される注目画素Ｐ０の周辺に位置する画素を用いて求められた水平方向の高域周波数成分のうちの最大となる値として抽出される。この最大値選択手段１０６からの抽出水平エッジ成分ｈｅｄは、水平高域成分抽出手段１００で抽出された水平エッジ成分ｈｅｄとして、平滑化手段９５へと出力される。
【０１８４】
平滑化手段９５、非線形変換手段９６、比較手段９７の構成は、実施の形態１の平滑化手段５１から比較手段５３までの構成と同様であり、エッジ検出手段３２ｂ内の平滑化手段９５では、水平高域成分抽出手段１００で抽出された水平エッジ成分ｈｅｄに対し、例えばＬＰＦなどの処理を行い、平滑化された水平エッジ成分ａｈｅｄを得る。非線形変換手段９６では、平滑化された水平エッジ成分ａｈｅｄに対し、所定の感度倍率（水平エッジ成分用感度倍率）を乗算し、所定のオフセット値（水平エッジ成分用オフセット値）を減算して、その演算結果を所定の値の間に値を制限することなどで非線形変換して適切なゲイン調整を行い、比較手段９７では、非線形変換された水平エッジ成分ｂｈｅｄを所定の閾値（水平エッジ成分用閾値）と比較し、注目画素Ｐ０の近傍に、水平方向のエッジが存在するか否かを検出し、結果として２値化した値を示す水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を出力する。
【０１８５】
上記比較手段９７において、例えば、水平エッジ成分ｂｈｅｄが所定の閾値より大きければ水平エッジが存在すると判断し、それ以外の所定の閾値より小さい場合には、その画素を平坦な画像部分もしくは水平方向の低域周波数成分を有する画像部分の画素であると判断し、すなわち、水平エッジに位置する画素ではないと判断し、２値化した値を示す水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を求める。水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２の値は、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と同様、例えば、水平エッジと判断された場合は値‘１’とし、エッジでない場合は値‘０’とする。この水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２の値は、上記の２値化した値に限るものではなく、比較により水平エッジが存在する画素を示す値であれば、他の値であってもよい。比較手段９７からの水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２は、合成手段９８へと出力される。
【０１８６】
エッジ検出手段３２ｂ内の合成手段９８へは、比較手段５３からの垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と、比較手段９７からの水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２とが入力される。合成手段９８では、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２とを組み合わせることで、垂直方向のエッジもしくは水平方向のエッジ成分の存在を示すような値として合成して、注目画素Ｐ０の近傍にエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出信号Ｅｄｆｌを求め、出力する。
【０１８７】
例えば、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２のどちらかがエッジ成分の存在を示す場合（Ｅｄｆｌ１＝１またはＥｄｆｌ２＝１の場合）は、垂直方向または水平方向のエッジの存在を検出したことを示すよう、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値を‘１’とし、どちらもエッジでない場合（Ｅｄｆｌ１＝０かつＥｄｆｌ２＝０の場合）は値‘０’とする。
【０１８８】
なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値は、上記の値に限るものではなく、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２との結果が合成され、垂直方向のエッジもしくは水平方向のエッジ成分の存在を示す値であれば、他の値であってもよく、また、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を連結した値とし、エッジの存在が検出されたことを示すとともに、検出されたエッジが垂直方向のエッジか、水平方向のエッジか区別できるような値としても、垂直エッジ検出信号Ｅｄｆｌ１と水平エッジ検出信号Ｅｄｆｌ２を１つの信号であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌとして出力してもよい。
【０１８９】
以上から、図１９に示されるエッジ検出手段３２ｂからは、注目画素Ｐ０の近傍に水平または垂直方向のエッジが存在するかを検出した結果として、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが変換手段３３へと出力される。
【０１９０】
次に、非マッチング量算出手段３１ｂからの水平、垂直方向の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤと、エッジ検出手段３２ｂからの水平、垂直方向のエッジ検出結果であるエッジ検出信号Ｅｄｆｌは、図１に示す微少動き検出手段３０内の変換手段３３へと入力される。変換手段３３は、実施の形態１と同様、図１３に示すように構成され、非マッチング量ＭＡＴＤを基に、水平、垂直方向の微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号を生成し、この微少動き検出信号の値をエッジ検出信号Ｅｄｆｌにより調整することで、水平もしくは垂直方向のエッジ付近の微少な動きを検出し、検出結果として調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求め、動き情報検出手段１５へと出力する。
【０１９１】
この変換手段３３の構成、動作は、実施の形態１に関して説明したのと同様であるので、その詳細な説明は省略するが、非マッチング量算出手段３１ｂからの非マッチング量ＭＡＴＤは、倍率変換手段８０でゲイン調整され、また、レベル比較手段８２で所定の閾値ｃｍｔと比較され、非マッチング量ＭＡＴＤが有効範囲Ｒａ内であるか否かを示すレベルフラグ信号ＭＴＦＬが生成される。微少動き検出信号生成手段８１では、レベル比較手段８２から出力されるレベルフラグ信号ＭＴＦＬに応じて、倍率変換後の非マッチング量ＭＡＴＤ２を変換することで、微少な動きを検出した結果である微少動き検出信号ｍｔｒを生成する。ここまでの構成は、非マッチング量ＭＡＴＤが水平、垂直方向の動きの範囲内で求められるものであっても、実施の形態１の水平方向の動きの範囲内で求められるものでも同じである。
【０１９２】
変換手段３３内のエッジ切換え手段８３では、エッジ検出手段３２ｂからのエッジ検出信号Ｅｄｆｌに応じて、微少動き検出信号ｍｔｒの値を調整し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求める。エッジ検出手段３２ｂからのエッジ検出信号Ｅｄｆｌは、垂直または水平方向のどちらかのエッジが存在するか否かを示しており、図１５に示すエッジ切換え手段８３では、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが垂直または水平方向のエッジの存在を示す場合（Ｅｄｆｌ＝1の場合）は、微少動き検出信号生成手段８１からの微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力する。一方、エッジ検出信号Ｅｄｆｌがエッジでないことを示す場合（Ｅｄｆｌ＝０の場合）は、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値を、エッジ付近の微少な動きを検出したものとはせず、静止していると判定されないで調整が行われない値、例えば‘０’として出力する。
【０１９３】
これにより、垂直または水平方向のエッジ成分が存在するエッジ付近の画素において、微少動き検出信号ｍｔｒが調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとして出力され、それ以外のエッジでない場合は、例えば値‘０’として出力されることとなる。
したがって、この調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値により、垂直または水平方向のエッジ付近においての微少な動き（もしくは静止）として検出される度合いが示され、垂直または水平方向のエッジ付近の微少な動きと判定された画素では、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値は比較的大きな値となる。
【０１９４】
なお、エッジ検出信号Ｅｄｆｌが、エッジの存在が検出されたことを示すとともに、検出されたエッジが垂直方向のエッジか、水平方向のエッジか区別できるような値として入力された場合には、エッジ検出信号Ｅｄｆｌの値、すなわち、垂直方向のエッジか、水平方向のエッジかの条件に応じて、垂直かつ水平方向のエッジの存在を示す場合は、微少動き検出信号ｍｔｒをそのまま調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤとし、垂直方向もしくは水平方向の、一方向のエッジのみの場合は、それぞれの条件で微少動き検出信号ｍｔｒを所定の倍率で変換するなどした値とし、どちらのエッジでもないことを示す場合は、固定値‘０’として出力するように調整することもできる。この場合は、エッジの方向により、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値が調整されることとなる。
【０１９５】
以上、図１８に示す非マッチング量算出手段３１ｂでは、画素ブロック対の間でのパターンマッチング（非類似度の算出）から、水平方向に１フレームあたり左右１画素、垂直方向に１フレームあたり上下に１ライン以内の微少な動きの範囲における非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、動き検出の対象である注目画素Ｐ０の近傍に、画像の垂直方向または水平方向のエッジが存在するかを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、変換手段３３での変換により、微少動き検出手段３０からは、垂直、水平方向のエッジ付近での水平または垂直方向に動く微少な動きを検出した結果として、動きの検出を調整するための調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤが得られる。
【０１９６】
実施の形態２の映像信号処理装置において、映像信号のフレーム間差分を求め、画素ブロック間の非マッチング量によってエッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きの検出結果により調整された動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する動作については、実施の形態１に関して図１６を参照して説明したのと同様である。但し、実施の形態２においては、図１６中のステップＳ１０３においての非マッチング量を求める微少な動きの範囲を、水平方向と垂直方向の動きとし、ステップＳ１０４においてのエッジ検出は、画像の垂直方向のエッジと、水平方向のエッジの存在を検出することとなる。
【０１９７】
以上より、実施の形態２の映像信号処理装置によれば、微少動き検出手段３０において、図１８の非マッチング量算出手段３１ｂでは、水平方向及び垂直方向での微少な動きの範囲内にある対応する画素ブロックの間でのパターンマッチングにより、非類似度を示す非マッチング量ＭＡＴＤが得られ、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、注目画素Ｐ０近傍の垂直方向または水平方向のエッジを検出したエッジ検出信号Ｅｄｆｌを得ており、この非マッチング量ＭＡＴＤとエッジ検出信号Ｅｄｆｌから、垂直及び水平方向のエッジ付近の水平、垂直方向に動く微少な動きを検出し、結果として、動きの検出を調整するために用いられる、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを求めている。そして、動き情報検出手段１５において、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから所定の値を減算することで、エッジが存在する箇所付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを得て、これに対してさらにフィルタ処理することで動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
【０１９８】
したがって、垂直、水平方向のエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素についての動き情報を静止画方向へ調整することができるので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減し、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０１９９】
また、非マッチング量を求める微少な動きの範囲を、水平方向及び垂直方向の動きとし、エッジ検出を画像の垂直方向及び水平方向のエッジを検出するので、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出をより確実に防止でき、誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０２００】
なお、実施の形態２で用いられる、図１９に示すエッジ検出手段３２ｂでは、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆから、注目画素Ｐ０の近傍における垂直及び水平エッジ成分を抽出してエッジ検出を行っているが、図１７と同様、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを使用せず、同位相の信号となる現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆによりエッジ検出を行うよう構成することもできる。
この場合、図１９の水平高域成分抽出手段１００内の水平フィールド成分抽出手段１０３を除外され、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆでエッジ検出を行うよう構成する。
【０２０１】
また、実施の形態２の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号として動きを検出しているが、入力映像信号は、プログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出を行うことができる。プログレッシブ信号入力の場合には、微少動き検出手段３０内のエッジ検出手段３２ｂは、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号からエッジ検出を行う構成を用いることとなる。
【０２０２】
また、実施の形態２の映像信号処理装置では、図１８、図１９により、垂直、水平方向のエッジ付近における水平及び垂直方向の微少な動きを検出した結果により、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成したが、非マッチング量算出手段３１ｂで水平方向及び垂直方向での微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤを得て、エッジ検出は、図１０に示す水平方向のエッジのみの検出としてもよく、または、エッジ検出手段３２ｂで垂直、水平方向のエッジを検出し、非マッチング量の算出は図３に示す水平方向での微少な動きの範囲内での非マッチング量ＭＡＴＤとしてもよく、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整するよう構成できれば、同様の効果を奏する。
【０２０３】
さらに、実施の形態２の説明においては、非マッチング量算出手段３１ｂとエッジ検出手段３２ｂの各構成要素をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２０４】
実施の形態３．
実施の形態１及び２の映像信号処理装置は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出し、フレーム間差分検出手段２０において、入力フレーム信号と１フレーム前の信号の間の１フレーム間の差分を求めてフレーム差分を得るように構成されているが、図２２に示す映像信号処理装置のように、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との１フレーム間の差分に加え、入力フレーム信号と２フレーム前の信号との２フレーム離れたフレーム間の差分（２フレーム間差分）とから、フレーム間の差分信号を求め、画像の動きを画素ごとで検出するよう構成することもできる。
【０２０５】
図２２は、本発明の実施の形態３の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態３の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、現在の入力フレームの信号と、１フレーム前の信号及び２フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出するよう構成している。図２２において、図１を参照して説明した実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２０６】
図２２において、実施の形態３の映像信号処理装置は、入力映像信号を順次１フレーム分遅延するフレーム遅延手段１３、１４と、フレーム遅延された信号と入力フレームの信号から画像の動きを画素ごとで検出する動き検出手段１とを備えている。
動き検出手段２は、図１に示される動き検出手段１と概して同じであるが、図１に示される、１フレーム間の差分から差分信号Ｄｍを求めるフレーム間差分検出手段２０の代わりに、１フレーム間の差分に加え、２フレーム間のフレーム間差分を検出し、動き検出を行うための差分信号Ｄｍを出力するフレーム間差分検出手段２１が用いられている。
なお、フレーム遅延手段１３は、図１に示すフレーム遅延手段１３と同様に１フィールド単位の遅延を行う２個のフィールドメモリで構成でき、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３から１フィールド遅延信号ｄ１ｆが得られ、動き検出手段２に供給され、微少動き検出手段３０へと入力されるが、図２２には、その図示が省略されている。
１フィールド遅延信号ｄ１ｆを省略したこと以外の点で、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６の構成及び動作は、実施の形態１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２０７】
図２２に示されるフレーム間差分検出手段２１の構成要素のうち、１フレーム間差分を算出する差分算出手段２２と、絶対値演算手段２３と、差分感度変換手段２４は、図１のフレーム間差分検出手段２０におけるものと同じものである。図２２のフレーム間差分検出手段２１はさらに、入力フレーム信号と２フレーム前の信号の間の２フレーム間差分を算出する差分算出手段２５と、２フレーム間差分の差分絶対値を演算する絶対値演算手段２６と、差分感度変換手段２７と、１フレーム間差分と２フレーム間差分を合成する差分合成手段２８とを備えている。
【０２０８】
入力映像信号がインターレース信号の場合、図１と同様、フィールドメモリ１１、１２によりフィールド単位での遅延することになるが、図２２においては、フレーム遅延手段１３、１４により、映像信号を１フレーム分遅延する場合を示している。
【０２０９】
図２２を用いて、実施の形態３での動き検出について説明する。
フレーム遅延手段１３、１４は、映像信号を１フレーム分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフレーム遅延手段１３は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して１フレーム遅延信号ｄ２ｆを出力し、第２のフレーム遅延手段１４は、第１のフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆを１フレームド分遅延し、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを出力する。なお、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３，１４は、フィールドごとで遅延する２個のフィールドメモリで構成できるので、フレーム遅延手段１３において１フィールド遅延信号ｄ１ｆを得ることができる。このフレーム遅延手段１３、１４の構成、動作は図１でのものと同じである。
【０２１０】
ここで、フレーム遅延手段１４から出力される２フレーム遅延信号ｄ４ｆは、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと同様、現フレーム信号Ｄｉ０の画素と同一位置における画素であり、同位相の信号となる
【０２１１】
動き検出手段２には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆが入力される。なお、１フィールド遅延信号ｄ１ｆを入力することも可能であるが、図２２では省略する。動き検出手段２は、入力フレーム信号と１フレーム前の信号及び２フレーム前の信号から画像の動きを画素ごとで検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。動き検出手段２では、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との１フレーム間差分に加え、入力フレーム信号と２フレーム前の信号との２フレーム間差分とから、差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における画素間の非マッチング量からエッジ付近の微少な動きを検出した結果である調整微少動き検出信号を得ることにより、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行って、動き量を示す動き信号ｍｄｓを生成し出力する。
【０２１２】
動き検出手段２において、微少動き検出手段３０と、動き情報検出手段１５と、フィルタ処理手段１６の構成及び動作は、図１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略し、以下では、フレーム間差分検出手段２１での差分信号Ｄｍを求める構成について、説明する。
【０２１３】
上記動き検出手段２内のフレーム差分検出手段２１には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆとが入力され、１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、２つのフレーム差分を合成することで、フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。フレーム間の差分が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなる。フレーム間差分検出手段２１により得られた差分信号Ｄｍは、フレーム差分検出結果として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０２１４】
フレーム間差分検出手段２１において、１フレーム間差分は、差分算出手段２２と、絶対値演算手段２３と、差分感度変換手段２４とにより算出され、差分算出手段２２では、１フレーム遅延信号ｄ２ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆのフレーム間の差分値（１フレーム間差分）Ｄｎを求める。絶対値演算手段２３では、差分算出手段２２からの１フレーム間差分Ｄｎの絶対値を演算し、差分感度変換手段２４では、１フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓに対し、例えば、所定の感度倍率の乗算、所定のオフセット値の減算により、図２に示すような特性となる非線形変換を行い、結果を１フレーム間差分信号Ｄｍ１として出力する。ここまでの構成は、図１に示されたフレーム間差分検出手段２０と同じである。
【０２１５】
次に、フレーム差分検出手段２１内の差分算出手段２５には、現フレーム信号Ｄｉ０と２フレーム前の信号である２フレーム遅延信号ｄ４ｆが入力され、２フレーム遅延信号ｄ４ｆと現フレーム信号Ｄｉ０の減算処理を行い、現フレーム信号Ｄｉ０と２フレーム遅延信号ｄ４ｆのフレーム間の差分値（２フレーム間差分）Ｄｎ２が求められる。この２フレーム間差分Ｄｎ２が０の場合は、完全に静止し、ノイズ成分が含まれていない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値の絶対値は大きくなり、上記の１フレーム間差分Ｄｎに比べて速い動きに対応することになる。なお、得られた差分値に対し、ＬＰＦ処理を施すことにより、高域周波数成分であるノイズの影響を低減した２フレーム間差分Ｄｎ２として求めてもよい。
【０２１６】
絶対値演算手段２６には、差分算出手段２５からの２フレーム間差分Ｄｎ２が入力される。絶対値演算手段２６は、２フレーム間差分Ｄｎ２の絶対値を演算し、２フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓ２を出力する。
【０２１７】
差分感度変換手段２７には、絶対値演算手段２６からの差分絶対値Ｄａｂｓ２が入力される。差分感度変換手段２７では、例えば差分絶対値Ｄａｂｓ２に所定の感度倍率を乗算し、所定のオフセット値を減算して、その演算結果を所定の値（例えば、０からｄＭ２）の間に値を制限することで非線形変換し、２フレーム間差分信号Ｄｍ２として出力する。なお、この非線形変換された２フレーム間差分信号Ｄｍ２は、非線形変換することなく、差分絶対値Ｄａｂｓ２のまま出力してもよい。
【０２１８】
差分感度変換手段２７の入出力特性は、図２に示すような特性と同様の変換を行い、差分感度変換手段２３と同様にできる。図２から、オフセット値Ｔｏｆまでの値は微小のノイズ成分となり、２フレーム間差分信号Ｄｍ２＝０として出力され、２フレーム間差分信号Ｄｍ２は０から値の制限値ｄＭ２までの間で出力され、その値で動きもしくはノイズの量を示している。差分感度変換手段２７において感度倍率を大きくすることで、２フレーム間差分の差分絶対値Ｄａｂｓ２を動きと検出しやすくすることとなり、オフセット値を大きくすると、その値までの差分値が微小ノイズ成分（静止部分）として検出されることとなる。
【０２１９】
フレーム差分検出手段２１内の差分合成手段２８には、差分感度変換手段２４からの１フレーム間差分信号Ｄｍ１と、差分感度変換手段２７からの２フレーム間差分信号Ｄｍ２が入力される。差分合成手段２８は、１フレーム間差分信号Ｄｍ１と２フレーム間差分信号Ｄｍ２の最大値を求めて合成することで、映像信号の動きを示すフレーム間差分とし、差分信号Ｄｍを出力する。なお、合成の方法は最大値を求めることに限らず、平均値を求めるなどしてもよい。
【０２２０】
差分合成手段２８から出力される差分信号Ｄｍは、フレーム差分検出結果として、動き情報検出手段１５へと出力される。
【０２２１】
図２２において、動き検出手段２内の微少動き検出手段３０での注目画素近傍のエッジ付近における微少な動きを検出し、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤを生成する構成、動き情報検出手段１５において、調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤの値に応じて、フレーム間差分検出手段２１からの差分信号Ｄｍの値を調整して、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報ｍｄを決定し、フィルタ処理手段１６で動き情報ｍｄにフィルタ処理を行って、動き信号ｍｄｓとして得るまでの構成は、実施の形態１の図１に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２２２】
以上から、図２２の動き検出手段２では、フレーム差分検出手段２１において、１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、２つのフレーム差分を合成して、フレーム間差分である差分信号Ｄｍを検出する。そして、微少動き検出手段３０においてエッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、動き情報検出手段１５において、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報が静止画方向へ調整され、したがって、動き検出手段２からは、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量としての動き信号ｍｄｓが得られる。差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できる。
【０２２３】
次に、実施の形態３の映像信号処理装置において、映像信号の１フレーム間差分と２フレーム間差分を検出し、フレーム間差分と非マッチング量の検出の結果から、エッジ付近の微少な動きの検出結果により調整された動き情報を求め、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する動作については、実施の形態１に関し図１６を参照して説明したのと同様であり、その説明は省略するが、実施の形態３においては、図１６中のステップＳ１０１においての入力されるフレーム遅延信号は、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、フレーム遅延手段１４からの２フレーム遅延信号ｄ４ｆとなり、ステップＳ１０２においてのフレーム間差分が、１フレーム間差分と２フレーム間差分から求められることとなる。
【０２２４】
上記のステップＳ１０１、Ｓ１０２以外の動作は、図１６で示すフローチャートによりで説明した動作と同じである。
【０２２５】
以上より、実施の形態３の映像信号処理装置によれば、フレーム間差分検出手段２１において映像信号の１フレーム間差分と２フレーム間差分を求め、１フレーム間差分と２フレーム間差分から動き検出のための差分信号Ｄｍを得ている。そして、動き情報検出手段１５において、非マッチング量とエッジ検出の結果から得られた調整微少動き検出信号ＭＡＴＲＤに応じて、差分信号Ｄｍから所定の値を減算するよう調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き情報を得て、動き量としての動き信号ｍｄｓを求めている。
よって、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける静止画あるいは微少な動きであると検出された画素での動き情報を静止画方向へ調整することができ、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができる。
【０２２６】
また、実施の形態３の映像信号処理装置では、現フレーム信号Ｄｉ０における画素Ｐ０を動き検出の対象である注目画素として、フレーム差分検出手段２１で１フレーム間差分、２フレーム間差分を検出しているが、注目画素Ｐ０のあるフレームの位置は現フレーム信号でなくてもよく、フィールドもしくはフレーム遅延された信号のフレームを動き検出する中心フレームとして、そのフレーム遅延信号上の画素を注目画素Ｐ０とすることもできる。この場合、フレーム差分検出手段２１で検出する１フレーム間差分と２フレーム間差分は、中心フレームの時間軸上前に位置するフレームとの間の差分であっても、時間軸上後ろに位置するフレームとの間の差分であってもよく、さらには、その両方向のフレームとの差分を合成し用いてもよく、中心フレームとの間のフレーム差分を検出し動き量として得られれば、実施の形態３と同様の効果が得られる。
【０２２７】
さらに、実施の形態３の説明においては、映像信号処理装置のフレーム遅延手段、動き検出手段の各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２２８】
実施の形態４．
実施の形態１〜３の映像信号処理装置を用いて行われる動き検出方法は、映像信号から画像の動きを局所的に検出し、検出された動きに応じて映像信号処理を行う動き適応処理に適用できる。
この動き適応処理の適用例として、まず、インターレース信号をプログレッシブ信号に走査線変換（ＩＰ変換）する動き適応走査線補間処理について説明する。
以下に示す実施の形態４においては、ＩＰ変換する際に、動き検出された動き量に応じて、フィールド間補間及びフィールド内補間のいずれかに切換えて補間信号を生成する映像信号処理装置であって、動き検出のために、実施の形態１の映像信号処理装置における動き検出手段１を用いるものについて説明する。
【０２２９】
図２３は、本発明の実施の形態４の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態４の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、映像信号のフレーム間差分に基づき動きを検出し、動き検出手段の出力に従い、動きに応じた走査線補間処理を行ってプログレッシブ信号を得る動き適応処理装置３の構成を示している。図２３において、図１に示す実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２３０】
図２３において、実施の形態４の映像信号処理装置である動き適応処理装置３は、
映像信号の動き検出を行う動き検出を、実施の形態１の映像信号処理装置（図１参照）の動き検出手段１により行なっており、フィールドメモリ１１、１２で構成されたフレーム遅延手段１３と、動き検出手段１と、動き検出手段１の出力に従い、動きに応じた走査線補間信号を生成する動き適応補間処理手段２００と、動き適応補間処理手段２００から出力された走査線補間信号Ｉを実走査線信号Ｒの対応する走査線間にはめ込み、倍速変換して、プログレッシブ映像信号Ｄｏへ変換して出力する倍速変換手段２０１とを備えている。
【０２３１】
動き適応処理装置３には、インターレース信号である入力映像信号Ｄｉ０が順次入力されており、動き適応処理による走査線補間処理を行い、プログレッシブ信号Ｄｏを出力する。
【０２３２】
フィールドメモリ１１、１２は、映像信号を１フィールド分遅延して出力するものであり、第１のフィールドメモリ１１は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フィールド分遅延して１フィールド遅延信号ｄ１ｆを出力し、第２のフィールドメモリ１２は、第１のフィールドメモリ１１からの１フィールド遅延信号ｄ１ｆを１フィールド分遅延し、２フィールド遅延信号（すなわち、１フレーム遅延信号）ｄ２ｆを出力する。
第１及び第２のフィールドメモリ１１及び１２はフレーム遅延手段１３を構成しており、フレーム遅延手段１３からは、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと１フレーム遅延信号ｄ２ｆとが得られる。
【０２３３】
動き適応処理装置３における動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、入力フレーム信号と１フレーム前の信号との間での映像信号における動きを検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。この動き検出手段１としては、図１に示されるものを用いることができ、その構成の詳細な説明は省略するが、入力フレーム信号と１フレーム遅延信号ｄ２ｆとのフレーム間差分から差分信号Ｄｍを求めるとともに、入力フレーム信号と１フレーム前の信号における微少な動きの範囲内にある画素ブロック間の非マッチング量と注目画素近傍のエッジ検出の結果から、エッジ付近の微少な動きを検出し、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行う。
【０２３４】
動き適応処理装置３における動き適応補間処理手段２００には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆと１フィールド遅延信号ｄ１ｆと、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。ここで、図２３においては、走査線補間処理を行う対象となるフィールド（補間対象フィールド）を１フィールド遅延信号ｄ１ｆとする。動き検出手段１においては、動き検出を現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆとの間で行い、動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力しているので、補間対象フィールドを１フィールド遅延信号ｄ１ｆとすると、動き検出の中心に補間信号を生成することとなる。すなわち、図１１において、１フィールド遅延信号ｄ１ｆ上の画素Ｐｆ１とＰｆ２の間の走査線上の画素を走査線補間信号として生成する。
【０２３５】
動き適応補間処理手段２００では、１フィールド遅延信号ｄ１ｆと現フレーム信号Ｄｉ０、１フレーム遅延信号ｄ２ｆとに対し、動き検出手段１から出力される動き信号ｍｄｓに基づき、動き適応補間処理を行って走査線補間信号Ｉを生成し、この走査線補間信号Ｉと、１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける実走査線信号Ｒを出力する。走査線補間信号Ｉの生成処理は、１フィールド遅延信号ｄ１ｆに対して行われ、動き適応補間処理手段２００は、動き量を示す動き信号ｍｄｓの値に応じて、１フィールド遅延信号ｄ１ｆに対して時間的に前の１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、あるいは、時間的に後ろの現フレーム信号Ｄｉ０における対応する走査線の画素をはめ込むことによるフィールド間補間、もしくは１フィールド遅延信号ｄ１ｆにおける垂直方向の上下に位置する画素信号を用いたフィールド内補間処理を行い、走査線補間信号Ｉを生成する。
【０２３６】
この動き適応補間処理手段２００での走査線補間信号Ｉの生成は、例えば、動き信号ｍｄｓの値に応じて、フィールド間補間により得られた信号と、フィールド内補間により得られた信号を混合して行う。すなわち、動き信号ｍｄｓが完全静止画（ｍｄｓ＝０）を示す場合は、フィールド間補間を行い、１フレーム遅延信号ｄ２ｆもしくは現フレーム信号Ｄｉ０信号を走査線補間信号Ｉとする一方、動き信号ｍｄｓの値が大きく、「完全に動き」であると判定される場合は、フィールド内補間により得られた信号（垂直方向の上下に位置する画素信号を用いた補間信号）を走査線補間信号Ｉとする。そして、動き信号ｍｄｓの値が０と、「完全動き」を表す値との間の値である場合は、動き信号ｍｄｓの値に応じた混合比により、フィールド間補間による信号とフィールド内補間による信号を混合し走査線補間信号Ｉを生成する。このとき、フィールド間補間のための静止画処理時の信号を、１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、あるいは、現フレーム信号Ｄｉ０のどちらか一方の信号、例えば、時間的に前の１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみとしてもよい。
【０２３７】
なお、補間対象フィールドを１フィールド遅延信号ｄ１ｆとしたが、現フレーム信号Ｄｉ０や、１フレーム遅延信号ｄ２ｆとすることもできる。
【０２３８】
次に、動き適応処理装置３における倍速変換手段２０１は、動き適応補間処理手段２００から出力された走査線補間信号Ｉと実走査線信号Ｒが入力され、補間信号を実走査線信号の対応する走査線間にはめ込み、倍速変換して、プログレッシブ映像信号Ｄｏへ変換して出力する。そして、動き適応処理装置３からは、倍速変換手段２０１の出力であるプログレッシブ映像信号Ｄｏが出力される。
【０２３９】
以上に説明したように、実施の形態４の映像信号処理装置では、実施の形態１における動き検出手段１を用いて、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き信号ｍｄｓを得ており、この動き信号ｍｄｓに応じて、動き適応補間処理手段２００での動き適応処理による走査線補間処理を行ってプログレッシブ信号Ｄｏを得ている。
よって、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近での静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、この良好な動き検出の結果を用いることで、動き適応処理による走査線補間の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害が低減されたプログレッシブ信号を得ることができる。
【０２４０】
なお、図２３に示す実施の形態４の動き適応処理装置３では、映像信号の動き検出を図１の動き検出手段１により行う構成としたが、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４をさらに備えることで、実施の形態３の映像信号処理装置（図２２参照）における動き検出手段２を用いて構成することもできる。この場合は、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行った結果により、動き適応処理による走査線補間処理を行い、プログレッシブ信号Ｄｏを得ることができる。
【０２４１】
また、上記説明においては、動き適応処理装置３の各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２４２】
実施の形態５．
次に、動き適応処理の適用例として、３次元ノイズ除去において動き適応処理を行う場合について示す。
実施の形態５においては、３次元ノイズ除去を行う際に、動き検出された動き量に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応処理を行う映像信号処理装置であって、動き検出のために、実施の形態１の映像信号処理装置における動き検出手段１を用いるものについて説明する。
【０２４３】
図２４は、本発明の実施の形態５の映像信号処理装置（すなわち、実施の形態５の映像信号処理方法を実施することができる装置）の構成を示すブロック図であり、映像信号のフレーム間差分に基づき動きを検出し、動き検出手段の出力に従い、ノイズ成分に対する巡回係数を得て、フレーム巡回型のノイズ除去処理を行う動き適応処理装置４の構成を示している。図２４において、図１に示す実施の形態１における構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号を付してある。
【０２４４】
図２４において、実施の形態５の映像信号処理装置である動き適応処理装置４は、映像信号の動き検出を行う動き検出を、実施の形態１の図１の映像信号処理装置（図１）における動き検出手段１により行なっており、フレーム遅延手段１３、１３ｂと、動き検出手段１と、動き検出手段１の出力に従いノイズ成分に対する巡回係数を得て、フレーム巡回型のノイズ除去処理を行う動き適応ノイズ除去手段３００とを備えている。
動き適応ノイズ除去手段３００は、ノイズ抽出手段３０１と、動き検出結果に応じてノイズに対する巡回係数を生成する係数生成手段３０２と、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分と巡回係数を乗算しノイズの巡回量として出力する乗算手段３０３と、乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄと入力映像信号Ｄｉ０を加算又は減算処理する演算手段３０４とを備えている。
【０２４５】
動き適応処理装置４には、インターレース信号である入力映像信号Ｄｉ０が順次入力されており、動き適応処理によるノイズ除去処理を行い、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。
【０２４６】
フレーム遅延手段１３、１３ｂは、映像信号を１フレーム分遅延して出力するためのメモリであり、第１のフレーム遅延手段１３は、入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して１フレーム遅延信号ｄ２ｆを出力し、第２のフレーム遅延手段１３ｂは、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを１フレーム分遅延して、ノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２を出力する。なお、インターレース信号入力時には、フレーム遅延手段１３、１３ｂは、１フィールド単位の遅延を行う２個のフィールドメモリで構成できるので、フレーム遅延手段１３で、１フィールド遅延信号ｄ１ｆが生成されて、動き検出手段１に供給されるが、図２４にはその図示が省略されている。このフレーム遅延手段１３及び１３ｂの構成、動作は図１のフレーム遅延手段１３と同様である。
【０２４７】
動き検出手段１には、現フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延手段１３からの１フレーム遅延信号ｄ２ｆ、及び１フィールド遅延信号ｄ１ｆが入力され、入力フレーム信号と１フレーム前の信号ｄ２ｆとの間での映像信号における動きを検出し、検出結果から動き量を示す動き信号ｍｄｓを出力する。この動き検出手段１は、図１に示される動き検出手段１を適用したものであり、その構成の詳細な説明は省略するが、エッジ付近の微少な動きが加味された動き情報を求め、誤検出を防止した高い精度の動き検出を行う。
【０２４８】
動き適応ノイズ除去手段３００には、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３ｂからのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２と、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。動き適応ノイズ除去手段３００では、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｌｎ２とのフレーム間の差分値からノイズ成分を抽出し、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じてノイズ成分に対する巡回係数求め、抽出したノイズ成分と巡回係数からノイズ除去処理を行い、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏは、現フレーム信号Ｄｉ０と同じフレームの信号であり、第２のフレーム遅延手段１３ｂへと送られる。
【０２４９】
動き適応ノイズ除去手段３００の構成を図２４により説明する。
図２４において、動き適応ノイズ除去手段３００内のノイズ抽出手段３０１へは、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３ｂからのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２とが入力される。ノイズ抽出手段３０１では、例えば、１フレーム遅延信号ｌｎ２から現フレーム信号Ｄｉ０を減算して、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｌｎ２のフレーム差分Ｄｉｆｆを求めた後、所定の値内（例えば、±ｄＴｈ内）に振幅を制限することで、振幅制限された差分値をノイズ成分Ｄｆｎとして求める。フレーム差分Ｄｉｆｆは、映像信号における「動き」と「ノイズ」の成分が含まれており、したがって、フレーム差分Ｄｉｆｆから得られるノイズ成分Ｄｆｎが０の場合は、完全に静止している部分もしくはノイズ成分がない部分であり、動きもしくはノイズ成分があると、その値は大きくなる。ノイズ抽出手段３０１で求めたノイズ成分Ｄｆｎは、現フレーム信号Ｄｉ０での画素におけるノイズ成分として、乗算手段３０３へと出力する。
【０２５０】
係数生成手段３０２には、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力される。係数生成手段３０２は、動き信号ｍｄｓに応じたノイズに対する巡回係数Ｋｍが生成される。ここで、係数生成手段３０２で生成する巡回係数Ｋｍは、巡回型ノイズ除去を行う際のノイズの巡回値を設定するものであり、０≦Ｋｍ≦１で設定される。この巡回係数Ｋｍの値が１に近いほど、ノイズ除去を行うノイズの巡回値が大きくなり、ノイズ除去効果が高くなる。一方、巡回係数Ｋｍの値がゼロ（Ｋｍ＝０）であると、ノイズの巡回値はゼロとなり、ノイズ除去は行われない。
【０２５１】
よって、係数生成手段３０２では、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが示す動き量の値に対応して変化するよう、例えば乗算処理や、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）で構成されたＬＵＴなどにより構成して、巡回係数Ｋｍを生成する。すなわち、動き信号ｍｄｓの値が大きく、「完全に動き」であることを示す場合は、巡回係数Ｋｍ＝０とし、動き信号ｍｄｓが静止画もしくはノイズ成分であると検出されるｍｄｓ＝０の場合は、Ｋｍ＝Ｋｍａｘ（Ｋｍａｘ≦１）として、動き信号ｍｄｓで表わされる動き量の値が大きくなるにつれ、巡回係数Ｋｍの値が小さくなるように変化させることで、動きを考慮したノイズに対する巡回係数が得られる。
【０２５２】
そして、動き信号ｍｄｓに対応して０≦Ｋｍ≦Ｋｍａｘで変化するよう生成された係数生成手段３０２からの巡回係数Ｋｍは、図２４に示される動き適応ノイズ除去手段３００内の乗算手段３０３へと出力される。
【０２５３】
乗算手段３０３へは、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分Ｄｆｎと上記係数生成手段３０２からの巡回係数Ｋｍが送られる。乗算手段３０２では、ノイズ抽出手段３０１からのノイズ成分Ｄｆｎに巡回係数Ｋｍが乗算され、ノイズの巡回量ＮｄをＫｍ×Ｄｆｎとして求める。得られたノイズ巡回量Ｎｄは、演算手段３０４へと出力される。
【０２５４】
ここで、巡回係数Ｋｍは、動き信号ｍｄｓの値に応じて算出されており、動き信号ｍｄｓが動きを示す場合は、巡回係数Ｋｍ＝０として送られているので、この場合のノイズの巡回量ＮｄはＮｄ＝０となり、ノイズ除去は行われない。一方で、静止画の画素と検出される場合は、Ｋｍ＝Ｋｍａｘとなっているので、ノイズ巡回量Ｎｄは最大値に設定され、ノイズの除去効果を大きくすることができ、動き量に応じて段階的にノイズの除去効果を変化することになる。
【０２５５】
動き適応ノイズ除去手段３００内の演算手段３０４には、上記乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄと入力された現フレーム信号Ｄｉ０が入力される。演算手段３０４は、現フレーム信号Ｄｉ０に対してノイズ巡回量Ｎｄを加算または減算することで、映像信号中のノイズを除去し、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを得る。ここで、演算手段３０４の処理は、乗算手段３０３からのノイズ巡回量Ｎｄの符号（正か負か）によって加算または減算処理が行われ、ノイズを除去するようにしている。
【０２５６】
次に、図２４において、動き適応ノイズ除去手段３００から出力されたノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏは、入力映像信号と同じフレームの信号であり、フレーム遅延手段１３ｂへと送られる。
【０２５７】
以上に説明したように、実施の形態５の映像信号処理装置では、実施の形態１における動き検出手段１を用いて、エッジ付近の静止に近い微少な動きを検出し、エッジにおける微少な動きであると検出された画素での動き情報を調整して、エッジが存在する付近の微少な動きが加味された動き信号ｍｄｓを得ており、動き適応ノイズ除去手段３００において、この動き信号ｍｄｓに応じて、ノイズ成分に対する巡回係数を得てフレーム巡回型のノイズ除去処理を行い、動き検出の結果でノイズ除去の効果を制御する動き適応処理を行っている。よって、微少な動きやノイズのあるエッジ付近においての動きの誤検出を低減した動き量を得て、エッジ付近での静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行うことができ、この良好な動き検出の結果を用いることで、動き適応処理によるノイズ除去後の映像信号において、動き部分の尾引きや残像を抑え、静止画部のノイズを低減して、画像のちらつきやぼやけなどの弊害が低減されたノイズ除去された信号を得ることができる。
【０２５８】
なお、図２４に示す実施の形態５の動き適応処理装置４では、映像信号の動き検出を図１の動き検出手段１により行う構成としたが、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４をさらに備えることで、実施の形態３の映像信号処理装置（図２２参照）における動き検出手段２を用いて構成することもできる。この場合は、差分信号Ｄｍを１フレーム間差分と２フレーム間差分から求めるので、画像の速い動きに対応でき、動きを静止と検出する動き検出の漏れを防止できるとともに、エッジ付近において静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行った結果により、動き検出の結果でノイズ除去の効果を制御する動き適応処理によるノイズ除去を行うことができる。
【０２５９】
また、実施の形態５の映像信号処理装置では、入力映像信号をインターレース信号としているが、入力映像信号はプログレッシブ信号であってもよく、同様に構成することで動き検出、ノイズ除去処理を行うことができる。なお、プログレッシブ信号入力の場合には、フレーム遅延手段１３は入力された入力映像信号Ｄｉ０を１フレーム分遅延して、１フレーム前の信号である１フレーム遅延信号ｄ２ｆのみが出力され、異位相の信号の位置関係にある１フィールド遅延信号ｄ１ｆは得られないため、動き検出手段１では、同位相のフレーム位置関係にあるフレーム遅延信号により動き検出を行う構成を用いることとなる。
【０２６０】
また、実施の形態５の動き適応処理装置４では、フレーム遅延手段１３、１３ｂを設け、動き検出手段１のための１フレーム遅延信号ｄ２ｆと、動き適応ノイズ除去手段３００のためのノイズ除去後信号の１フレーム遅延信号ｌｎ２を得るように構成したが、図２５に示す動き適応処理装置４ｂのように、フレーム遅延手段１３によりノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを１フレーム遅延し、動き検出手段１と動き適応ノイズ除去手段３００で同じ１フレーム遅延信号を用いる構成としてもよい。
【０２６１】
また、実施の形態５の動き適応処理装置４では、動き適応ノイズ除去手段３００を図２４に示す構成とし、動き検出手段１で生成された動き信号ｍｄｓに応じて、係数生成手段３０２において動き検出結果に応じたノイズ成分に対する巡回係数を生成するが、動き適応ノイズ除去手段３００の構成は図２４に限らず、例えば、巡回係数を固定として所定の強さの巡回型ノイズ除去を行った信号と入力映像信号とを、動き検出手段１で生成された動き信号ｍｄｓに応じた混合比で混合することで、動きにより制御された巡回型ノイズ除去後の信号得るようにすることもでき、実施の形態５での動き適応処理装置４と同様の効果を奏する。
【０２６２】
さらには、実施の形態５の動き適応処理装置４では、巡回型ノイズ除去手段を備えているが、動き適応処理装置４を図２６で示す構成として、複数フレームの信号間でフィルタ処理することによりノイズ成分を除去する非巡回型のノイズ除去処理に対し、動き検出結果を適用することもできる。図２６において、図２４及び図１、図２２の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付してある。図２６で示す動き適応処理装置４ｃは、図２４の動き適応ノイズ除去手段３００を非巡回型ノイズ除去処理による動き適応ノイズ除去手段３０５とし、２フレーム遅延信号ｄ４ｆを得るためのフレーム遅延手段１４とをさらに備え、動き適応ノイズ除去手段３０５は、フィルタ手段３０６と、動き混合手段３０７とを備える。
【０２６３】
図２６において、フレーム遅延手段１３、１４と、動き検出手段１の構成、動作は、実施の形態と同じであるので、説明は省略する。動き適応ノイズ除去手段３０５へは、現フレーム信号Ｄｉ０と、フレーム遅延手段１３及び１４で生成される１フレーム遅延信号ｄ２ｆ及び２フレーム遅延信号ｄ４ｆと、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓが入力され、現フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号ｄ２ｆと２フレーム遅延信号ｄ４ｆからノイズ除去のためのフィルタ処理（例えば３つの信号の平均処理）を行い、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒと、フィルタ処理されていない例えば現フレームの信号を、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じて混合することで、ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを出力する。
【０２６４】
ノイズ除去のためのフィルタ処理は、フィルタ手段３０６で行われ、動き混合手段３０７では、動き度合い信号ｍｄｓに応じた混合比により、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒと、フィルタ処理されていない現フレーム信号Ｄｉ０を混合する。動き信号ｍｄｓが動きを示す場合は、現フレーム信号Ｄｉ０の混合比率を大きくし、静止画もしくはノイズ成分であると検出される動き信号ｍｄｓ＝０の場合は、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒの比率を大きくする。そして、動き信号ｍｄｓの値が大きくなるにつれ、フィルタ処理後の信号ｄｆｉｒの比率が小さくなるように変化させることで、動きを考慮した非巡回型ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏが得られることになり、よって、実施の形態５と同様の効果を奏する。なお、この動き適応ノイズ除去手段３０５内のフィルタ手段３０６での各フレームに対するフィルタ係数を、動き検出手段１からの動き信号ｍｄｓに応じて変化することによっても、同様に、動きを考慮した非巡回型ノイズ除去後の信号Ｄｎｒｏを得ることができる。
【０２６５】
なお、上記説明においては、動き適応処理装置４、４ｂ、及び４ｃの各構成をハードウェアで構成するものとしているが、これらの手段或いは構成要素を、ソフトウェアにより、即ちプログラムされたコンピュータにより実現しても良い。
【０２６６】
実施の形態６．
次に、実施の形態１乃至５においては、映像信号処理装置及び映像信号処理方法を実施することができる装置について説明したが、本発明は、入力映像信号を動き検出することで動き適応処理し、高画質で表示する映像表示装置にも適用できる。以下に示す実施の形態６においては、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置などから入力される映像信号を処理し、実施の形態４又は５の映像信号処理装置の動き適応処理装置３又は４を用いた映像信号を表示する映像表示装置について説明する。
【０２６７】
図２７は、本発明の実施の形態６の映像表示装置の一例を示すブロック図である。図示の映像表示装置５は、実施の形態４の動き適応処理装置３（もしくは、実施の形態５の動き適応処理装置４）のように構成された映像信号処理手段（ＩＰ変換処理又はノイズ除去処理）５００を有しており、入力端子５０１と、入力信号処理手段５０２と、表示処理手段５０３と、表示手段５０４とを設け、動き適応処理による映像信号を表示するように構成したものである。これら入力端子５０１、入力信号処理手段５０２、表示処理手段５０３及び表示手段５０４に関する部分以外の構成及び動作は、実施の形態１〜５に示されるものと同じであり、その詳細な説明は省略する。
【０２６８】
入力端子５０１には、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置等からの信号が入力される。入力端子５０１に入力された信号は、入力信号処理手段５０２へと送られる。
【０２６９】
入力信号処理手段５０２は、ＴＶ放送信号やＤＶＤ，ＶＴＲ等の記録再生装置、ＴＶ放送受信装置等からの信号に対し、例えば、アナログ信号が入力される場合は、信号をデジタル信号へ変換する処理、同期信号を分離する処理などの入力信号処理や、ＭＰＥＧデータを受けた場合には、ＭＰＥＧデータをデコードするなどの処理を施す。そして、入力信号処理された映像信号を映像信号処理手段５００へ出力する。
ここで、入力信号処理された映像信号は、インターレース信号である場合もあり、プログレッシブ信号である場合もある。
【０２７０】
映像信号処理手段５００は、動き適応処理によるノイズ除去処理及び／又は動き適応走査線補間処理を行い、入力信号処理手段５０２からの映像信号をフレーム遅延して、フレーム間での差分を用いて動き検出を行うとともに、この動き検出された結果に応じて、インターレース入力時は、ノイズ除去処理と３次元ＩＰ変換を行う。
プログレッシブ信号の場合は、動き検出された結果に応じて、ノイズ除去処理を行う。
そして、動き適応処理によりノイズ除去、ＩＰ変換されたプログレッシブ信号を表示処理手段５０３へと出力する。この動き検出処理と、動き検出の結果を用いたノイズ除去処理及びＩＰ変換処理の動き適応処理の構成、動作は、実施の形態１〜５と同様であるので、詳細な説明は省略する。
また、ここでの動き適応処理は、ノイズ除去処理もしくは３次元ＩＰ変換どちらか一方の処理でもよい。
【０２７１】
表示処理手段５０３には、映像信号処理手段５００からの動き適応処理された映像信号が入力される。表示処理手段５０３は、動き適応処理された映像信号に対し、スケーリング処理や映像信号の階調を変換する階調補正処理などの表示信号へと変換するための信号処理を施し、表示手段５０４で表示するための表示信号として表示手段５０４へ出力する。
表示手段５０４は、表示処理手段５０３からの表示信号に基づき映像を表示する。
【０２７２】
以上に説明したように、実施の形態６の映像表示装置によれば、実施の形態１〜５の映像信号処理装置及び映像信号処理方法を用いるので、微少な動きやノイズのある画像においも、静止部分を動きと誤検出することなく、高い精度で良好な動き検出を行い、動き適応処理の結果において、画像のちらつきやぼやけなどの弊害を低減された映像信号に基づく高品質な映像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７３】
【図１】本発明の実施の形態１の映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる差分感度変換手段２４での入出力特性の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる非マッチング量算出手段３１の一構成例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０において、パターンマッチングで用いられる画素ブロックを構成する画素を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０において、パターンマッチングで用いられる、画素ブロックの互いに異なる例を示す図である。
【図６】実施の形態１における微少動き検出手段３０で処理に用いられる、入力フレーム信号Ｄｉ０と１フレーム遅延信号の画素の同一ラインでの時間的関係と水平方向（画面表示水平走査方向）の位置関係を示す図である。
【図７】実施の形態１で用いられる注目画素ブロック抽出手段３４の一構成例を示すブロック図である。
【図８】実施の形態１で用いられる参照画素ブロック抽出手段３５の一構成例を示すブロック図である。
【図９】実施の形態１で用いられるブロック間非マッチング量演算手段３６の一構成例を示すブロック図である。
【図１０】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態１の映像信号処理装置におけるインターレース信号入力時の入力フレーム信号Ｄｉ０とフィールド遅延信号の画素の時間的関係と垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す図である。
【図１２】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２の他の構成例を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０内の変換手段３３の一構成例を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態１で用いられる微少動き検出手段３０内の変換手段３３での入出力特性の一例を示す図である。
【図１５】実施の形態１で用いられる変換手段３３で用いられるエッジ切換え手段８３の一構成例を示すブロック図である。
【図１６】実施の形態１の映像信号処理装置で用いられる動き検出手段１での動作を示すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１で用いられるエッジ検出手段３２において、同位相のフレーム信号の入力のみで構成する場合の他の構成例を示すブロック図である。
【図１８】実施の形態２で用いられる非マッチング量算出手段３１ｂの一構成例を示すブロック図である。
【図１９】実施の形態２で用いられるエッジ検出手段３２ｂの一構成例を示すブロック図である。
【図２０】実施の形態２で用いられる映像信号処理装置における入力フレーム信号Ｄｉ０とフレーム遅延信号の画素の時間的関係と垂直走査方向（画面表示ライン上下方向）の位置関係を示す図である。
【図２１】実施の形態２で用いられる参照画素ブロック抽出手段９０の一構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の実施の形態３の映像信号処理装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】本発明の実施の形態４の映像信号処理装置である動き適応処理装置３の構成の一例を示すブロック図である。
【図２４】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置である動き適応処理装置４の構成の一例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置の他の構成例である動き適応処理装置４ｂの構成を示すブロック図である。
【図２６】本発明の実施の形態５の映像信号処理装置の他の構成例である動き適応処理装置４ｃの構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明の実施の形態６の映像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０２７４】
１、２ 動き検出手段、 １１、１２ フィールドメモリ、 １３、１３ｂ、１４ フレーム遅延手段、 １５ 動き情報検出手段、 １６ フィルタ処理手段、 ２０、２１ フレーム間差分検出手段、 ２２、２５ 差分算出手段、 ２３、２６ 絶対値演算手段、 ２４、２７ 差分感度変換手段、 ２８ 差分合成手段、 ３０ 微少動き検出手段、 ３１、３１ｂ 非マッチング量算出手段、 ３２、３２ｂ エッジ検出手段、 ３３ 変換手段、 ３４ 注目画素ブロック抽出手段、 ３５、９０ 参照画素ブロック抽出手段、 ３６、３７、３８、９１、９２ ブロック間非マッチング量演算手段、 ３９、９３ 合成手段、 ４１〜４５ 差分絶対値演算手段、 ４６ 平均化手段、 ５０、５０ｂ 垂直高域成分抽出手段、 ５１、９５ 平滑化手段、 ５２、９６ 非線形変換手段、 ５３、９７ 比較手段、 ５４、５５ フレーム内垂直高域成分抽出手段、 ５６ フレーム間垂直高域成分抽出手段、 ５７ フィールド成分抽出手段、 ５８ 最大値選択手段、 ６０、６１ フィールド間垂直高域成分抽出手段、 ６２ フィールド内垂直高域成分抽出手段、 ６３〜６８ 平滑化手段、 ７０〜７５ 変換手段、 ８０ 倍率変換手段、 ８１ 微少動き検出信号生成手段、 ８２ レベル比較手段、 ８３ エッジ切換え手段、 ８４ 切換え手段、 ９８ 合成手段、 １００ 水平高域成分抽出手段、 １０１、１０２ フレーム内水平高域成分抽出手段、 １０３ 水平フィールド成分抽出手段、 １０４、１０５ フィールド間垂直ＬＰＦ、 １０６、１０７ 水平ＢＰＦ、 １０８、１０９ 絶対値演算手段、 １１０ フィールド内水平高域成分抽出手段、 ３、４、４ｂ、４ｃ 動き適応処理装置、 ２００ 動き適応補間処理手段、 ２０１ 倍速変換手段、 ３００、３０５ 動き適応ノイズ除去手段、 ３０１ ノイズ抽出手段、 ３０２ 係数生成手段、 ３０３ 乗算手段、 ３０４ 演算手段、 ３０６ フィルタ手段、 ３０７ 動き混合手段、 ５ 映像表示装置、 ５００ 映像信号処理手段、 ５０１ 入力端子、 ５０２ 入力信号処理手段、 ５０３ 表示処理手段、 ５０４ 表示手段。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出手段と、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出手段と、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出手段と、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理手段と
を備えたこと特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
上記フレーム間差分検出手段は、
上記入力映像信号のフレームにおける上記注目画素の信号と上記フレーム遅延映像信号のフレームにおける、上記注目画素と同じ位置の画素の信号との差分を求め、上記注目画素についての差分信号として出力する差分算出手段と、
上記差分算出手段からの差分信号の絶対値を求める絶対値演算手段と、
上記絶対値演算手段から出力される上記差分信号の絶対値に対し、予め設定された感度倍率を乗算し、予め設定されたオフセット値を減算することにより非線形変換を行い、非線形変換された差分信号を出力する差分感度変換手段とを備え、
上記差分感度変換手段からの、上記非線形変換された差分信号を、上記フレーム間差分信号として出力することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
上記微少動き検出手段は、
上記注目画素ブロックと、上記複数の参照画素ブロックとの間の非類似度を合成し、合成結果である非マッチング量を生成する非マッチング量算出手段と、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素の近傍における高域周波数成分を抽出し、この抽出結果から画像のエッジの存在を検出し、検出結果であるエッジ検出信号を生成するエッジ検出手段と、
上記エッジ検出手段からの上記エッジ検出信号に応じて、上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量を調整して、調整微少動き検出信号を生成する微少動き量変換手段とを備えることを特徴とする請求項１の映像信号処理装置。
【請求項４】
上記非マッチング量算出手段は、
上記注目画素ブロックを構成する画素を抽出する注目画素ブロック抽出手段と、
上記複数の参照画素ブロックを構成する画素を抽出する参照画素ブロック抽出手段と、
それぞれ上記複数の参照画素ブロックに対応して設けられ、上記注目画素ブロックと、対応する参照画素ブロックのうちの対応するものとの非類似度を、上記注目画素ブロック及び上記対応する参照画素ブロック内の画素の値に基づいて計算し、該計算結果を対応する参照画素ブロックについての非マッチング量として出力するブロック間非マッチング量演算手段と、
上記複数の上記ブロック間非マッチング量演算手段から出力された、それぞれの非マッチング量を合成する非マッチング量合成手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
上記複数のブロック間非マッチング量演算手段の各々は、
上記注目画素ブロック内の各画素と、上記対応する参照画素ブロックにおいて、上記注目画素ブロック内の各画素に対応する位置にある画素との差分の絶対値を、上記注目画素ブロック及び上記対応する参照画素ブロック内の全ての画素について求める差分絶対値演算手段と、
上記差分絶対値演算手段において、各参照画素ブロック内の全ての画素について求められた上記差分の絶対値を平均化して、平均化した差分絶対値を求める平均化手段を備え、
上記平均化手段で求められた、上記平均化した差分絶対値を、当該参照画素ブロックについての上記非マッチング量として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
上記エッジ検出手段は、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素の近傍における垂直方向の高域周波数成分を抽出し、垂直エッジ成分として出力する垂直高域成分抽出手段と、
上記垂直高域成分抽出手段から出力される、上記注目画素についての垂直エッジ成分の値を、当該注目画素の周辺の画素についての同様の垂直エッジ成分の値を用いて平滑化し、平滑化された垂直エッジ成分を出力する垂直エッジ成分平滑化手段と、
上記垂直エッジ成分平滑化手段からの出力に対し、予め定められた垂直エッジ成分用感度倍率を乗算し、予め定められた垂直エッジ成分用オフセット値を減算することにより、非線形変換を行い、非線形変換された垂直エッジ成分を出力する垂直エッジ成分非線形変換手段と、
上記垂直エッジ成分非線形変換手段からの上記非線形変換された垂直エッジ成分を所定の垂直エッジ成分用閾値と比較し、上記垂直エッジ成分が上記垂直エッジ成分用閾値よりも大きいか否かを判定し、この判定結果を示す垂直エッジ検出信号を出力する垂直エッジ成分比較手段とを備え、
上記比較手段からの上記垂直エッジ検出信号又はこれに基づいて生成された信号を、上記注目画素の近傍におけるエッジの存在を検出した結果であるエッジ検出信号として出力することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
上記エッジ検出手段は、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素近傍における水平方向の高域周波数成分を抽出し、水平エッジ成分として出力する水平高域成分抽出手段と、
上記水平高域成分抽出手段から出力される、上記注目画素についての水平エッジ成分の値を、当該注目画素の周辺の画素についての同様の水平エッジ成分の値を用いて平滑化し、平滑化された水平エッジ成分を出力する水平エッジ成分平滑化手段と、
上記水平エッジ成分平滑化手段からの出力に対し、予め定められた水平エッジ成分用感度倍率を乗算、予め定められた水平エッジ成分用オフセット値を減算することにより、非線形変換を行い、非線形変換された水平エッジ成分を出力する水平エッジ成分非線形変換手段と、
上記水平エッジ成分非線形変換手段からの上記非線形変換された水平エッジ成分を所定の水平エッジ成分用閾値と比較し、上記水平エッジ成分が上記水平エッジ成分用閾値よりも大きいか否かを判定し、この判定結果を示す水平エッジ検出信号を出力する水平エッジ成分比較手段と、
上記垂直エッジ検出信号と、上記水平エッジ検出信号を合成してエッジ検出信号として出力するエッジ検出信号合成手段とをさらに備え、
上記合成手段の出力を、上記注目画素の近傍におけるエッジの存在を検出した結果である上記エッジ検出信号として出力することを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
上記微少動き量変換手段は、
上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量の値に基づき、上記所定の動きの範囲内における非類似度に応じて変化し、上記微少な動きとして検出されるべき度合いを示す微少動き検出信号を生成する微少動き検出信号生成手段と、
上記エッジ検出手段からの上記エッジ検出信号を受け、上記エッジ検出信号が上記注目画素におけるエッジの存在を示す場合には、上記微少動き検出信号生成手段から出力される微少動き検出信号に応じた値を出力し、エッジが存在しない場合は所定の値を出力するように切り換え、これらの値を調整微少動き検出信号として出力するエッジ切換え手段とを備え、
上記エッジ切換え手段から出力される上記調整微少動き検出信号を、エッジ近傍での微少な動きを検出した結果として出力することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
上記微少動き量変換手段は、
上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量を所定の閾値と比較し、上記所定の閾値よりも大きいかどうかを示すレベルフラグ信号を出力するレベル比較手段をさらに備え、
上記微少動き検出信号生成手段は、上記レベルフラグ信号により上記非マッチング量が上記所定の閾値よりも大きいことが示される場合には、上記微少動き検出信号として、上記微少な動きが存在しないことを示すものを出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
上記動き情報検出手段は、
上記調整微少動き検出信号を、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号から減算することにより、
上記動き情報を生成し、これにより、上記調整微少動き検出信号が大きいほど、静止画と判定されやすくなるようにし、
上記映像信号における画像のエッジの付近に位置し、微少な動きを持つと判定された画素での上記動き情報を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１１】
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、飛び越し走査映像信号を順次走査映像信号に変換する動き適応走査線補間処理を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号における画素ごとの動き検出の結果に応じて、走査線補間信号を生成する動き適応補間処理手段と、
上記動き適応補間処理手段により生成される上記走査線補間信号に基づいて、順次走査映像信号を生成する倍速変換手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１２】
上記映像信号のフレーム間の相関のないノイズ成分を除去する３次元ノイズ除去を行う映像信号処理装置であって、
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応ノイズ除去手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の映像信号処理装置と、
映像を表示する表示手段と、
上記映像信号処理装置から出力される映像信号に応じた画像を、上記表示手段に表示させる表示処理手段と
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理方法であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出ステップと、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出ステップと、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出ステップからの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出ステップと、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理ステップと
を備えたこと特徴とする映像信号処理方法。
【請求項１】
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出手段と、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出手段と、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出手段と、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理手段と
を備えたこと特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
上記フレーム間差分検出手段は、
上記入力映像信号のフレームにおける上記注目画素の信号と上記フレーム遅延映像信号のフレームにおける、上記注目画素と同じ位置の画素の信号との差分を求め、上記注目画素についての差分信号として出力する差分算出手段と、
上記差分算出手段からの差分信号の絶対値を求める絶対値演算手段と、
上記絶対値演算手段から出力される上記差分信号の絶対値に対し、予め設定された感度倍率を乗算し、予め設定されたオフセット値を減算することにより非線形変換を行い、非線形変換された差分信号を出力する差分感度変換手段とを備え、
上記差分感度変換手段からの、上記非線形変換された差分信号を、上記フレーム間差分信号として出力することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
上記微少動き検出手段は、
上記注目画素ブロックと、上記複数の参照画素ブロックとの間の非類似度を合成し、合成結果である非マッチング量を生成する非マッチング量算出手段と、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素の近傍における高域周波数成分を抽出し、この抽出結果から画像のエッジの存在を検出し、検出結果であるエッジ検出信号を生成するエッジ検出手段と、
上記エッジ検出手段からの上記エッジ検出信号に応じて、上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量を調整して、調整微少動き検出信号を生成する微少動き量変換手段とを備えることを特徴とする請求項１の映像信号処理装置。
【請求項４】
上記非マッチング量算出手段は、
上記注目画素ブロックを構成する画素を抽出する注目画素ブロック抽出手段と、
上記複数の参照画素ブロックを構成する画素を抽出する参照画素ブロック抽出手段と、
それぞれ上記複数の参照画素ブロックに対応して設けられ、上記注目画素ブロックと、対応する参照画素ブロックのうちの対応するものとの非類似度を、上記注目画素ブロック及び上記対応する参照画素ブロック内の画素の値に基づいて計算し、該計算結果を対応する参照画素ブロックについての非マッチング量として出力するブロック間非マッチング量演算手段と、
上記複数の上記ブロック間非マッチング量演算手段から出力された、それぞれの非マッチング量を合成する非マッチング量合成手段と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
上記複数のブロック間非マッチング量演算手段の各々は、
上記注目画素ブロック内の各画素と、上記対応する参照画素ブロックにおいて、上記注目画素ブロック内の各画素に対応する位置にある画素との差分の絶対値を、上記注目画素ブロック及び上記対応する参照画素ブロック内の全ての画素について求める差分絶対値演算手段と、
上記差分絶対値演算手段において、各参照画素ブロック内の全ての画素について求められた上記差分の絶対値を平均化して、平均化した差分絶対値を求める平均化手段を備え、
上記平均化手段で求められた、上記平均化した差分絶対値を、当該参照画素ブロックについての上記非マッチング量として出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
上記エッジ検出手段は、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素の近傍における垂直方向の高域周波数成分を抽出し、垂直エッジ成分として出力する垂直高域成分抽出手段と、
上記垂直高域成分抽出手段から出力される、上記注目画素についての垂直エッジ成分の値を、当該注目画素の周辺の画素についての同様の垂直エッジ成分の値を用いて平滑化し、平滑化された垂直エッジ成分を出力する垂直エッジ成分平滑化手段と、
上記垂直エッジ成分平滑化手段からの出力に対し、予め定められた垂直エッジ成分用感度倍率を乗算し、予め定められた垂直エッジ成分用オフセット値を減算することにより、非線形変換を行い、非線形変換された垂直エッジ成分を出力する垂直エッジ成分非線形変換手段と、
上記垂直エッジ成分非線形変換手段からの上記非線形変換された垂直エッジ成分を所定の垂直エッジ成分用閾値と比較し、上記垂直エッジ成分が上記垂直エッジ成分用閾値よりも大きいか否かを判定し、この判定結果を示す垂直エッジ検出信号を出力する垂直エッジ成分比較手段とを備え、
上記比較手段からの上記垂直エッジ検出信号又はこれに基づいて生成された信号を、上記注目画素の近傍におけるエッジの存在を検出した結果であるエッジ検出信号として出力することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
上記エッジ検出手段は、
上記注目画素とその周辺の画素、及び時間的に隣接するフレームにおける画素から、上記注目画素近傍における水平方向の高域周波数成分を抽出し、水平エッジ成分として出力する水平高域成分抽出手段と、
上記水平高域成分抽出手段から出力される、上記注目画素についての水平エッジ成分の値を、当該注目画素の周辺の画素についての同様の水平エッジ成分の値を用いて平滑化し、平滑化された水平エッジ成分を出力する水平エッジ成分平滑化手段と、
上記水平エッジ成分平滑化手段からの出力に対し、予め定められた水平エッジ成分用感度倍率を乗算、予め定められた水平エッジ成分用オフセット値を減算することにより、非線形変換を行い、非線形変換された水平エッジ成分を出力する水平エッジ成分非線形変換手段と、
上記水平エッジ成分非線形変換手段からの上記非線形変換された水平エッジ成分を所定の水平エッジ成分用閾値と比較し、上記水平エッジ成分が上記水平エッジ成分用閾値よりも大きいか否かを判定し、この判定結果を示す水平エッジ検出信号を出力する水平エッジ成分比較手段と、
上記垂直エッジ検出信号と、上記水平エッジ検出信号を合成してエッジ検出信号として出力するエッジ検出信号合成手段とをさらに備え、
上記合成手段の出力を、上記注目画素の近傍におけるエッジの存在を検出した結果である上記エッジ検出信号として出力することを特徴とする請求項６に記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
上記微少動き量変換手段は、
上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量の値に基づき、上記所定の動きの範囲内における非類似度に応じて変化し、上記微少な動きとして検出されるべき度合いを示す微少動き検出信号を生成する微少動き検出信号生成手段と、
上記エッジ検出手段からの上記エッジ検出信号を受け、上記エッジ検出信号が上記注目画素におけるエッジの存在を示す場合には、上記微少動き検出信号生成手段から出力される微少動き検出信号に応じた値を出力し、エッジが存在しない場合は所定の値を出力するように切り換え、これらの値を調整微少動き検出信号として出力するエッジ切換え手段とを備え、
上記エッジ切換え手段から出力される上記調整微少動き検出信号を、エッジ近傍での微少な動きを検出した結果として出力することを特徴とする請求項３に記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
上記微少動き量変換手段は、
上記非マッチング量算出手段からの上記非マッチング量を所定の閾値と比較し、上記所定の閾値よりも大きいかどうかを示すレベルフラグ信号を出力するレベル比較手段をさらに備え、
上記微少動き検出信号生成手段は、上記レベルフラグ信号により上記非マッチング量が上記所定の閾値よりも大きいことが示される場合には、上記微少動き検出信号として、上記微少な動きが存在しないことを示すものを出力する
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
上記動き情報検出手段は、
上記調整微少動き検出信号を、上記フレーム間差分検出手段からの上記フレーム間差分信号から減算することにより、
上記動き情報を生成し、これにより、上記調整微少動き検出信号が大きいほど、静止画と判定されやすくなるようにし、
上記映像信号における画像のエッジの付近に位置し、微少な動きを持つと判定された画素での上記動き情報を調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１１】
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、飛び越し走査映像信号を順次走査映像信号に変換する動き適応走査線補間処理を行う映像信号処理装置であって、
上記入力映像信号における画素ごとの動き検出の結果に応じて、走査線補間信号を生成する動き適応補間処理手段と、
上記動き適応補間処理手段により生成される上記走査線補間信号に基づいて、順次走査映像信号を生成する倍速変換手段とをさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１２】
上記映像信号のフレーム間の相関のないノイズ成分を除去する３次元ノイズ除去を行う映像信号処理装置であって、
上記フィルタ処理手段から出力される動き信号に応じて、ノイズ除去の効果を制御する動き適応ノイズ除去手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の映像信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の映像信号処理装置と、
映像を表示する表示手段と、
上記映像信号処理装置から出力される映像信号に応じた画像を、上記表示手段に表示させる表示処理手段と
を備えたことを特徴とする映像表示装置。
【請求項１４】
入力映像信号と、上記入力映像信号をフレーム遅延することで得られるフレーム遅延映像信号から、映像信号における動き検出を行う映像信号処理方法であって、
上記入力映像信号と上記フレーム遅延映像信号とに基づいて同じ画素についてのフレーム間の差分を求め、該差分を表すフレーム間差分信号を出力するフレーム間差分検出ステップと、
動き検出の対象としての注目画素を中心とする注目画素ブロックと、上記注目画素とは時間的に異なるフレーム内に位置し、それぞれ上記注目画素の周辺の所定の範囲内に位置する画素を中心とする複数の参照画素ブロックとの間の非類似度の算出を行うとともに、上記注目画素近傍での画像の輪郭であるエッジを検出し、上記非類似度算出の結果と上記エッジ検出の結果から、映像信号における画像の輪郭について、上記エッジ近傍での所定の大きさ以下の動きを微少な動きとして検出し、該微少な動きの検出結果に応じた値を調整微少動き検出信号として出力する微少動き検出ステップと、
上記調整微少動き検出信号により、上記フレーム間差分検出ステップからの上記フレーム間差分信号を調整し、画像の動き情報を求める動き情報検出ステップと、
上記動き情報に対し、フィルタ処理による補正を行い、動き検出結果としての動き信号を出力するフィルタ処理ステップと
を備えたこと特徴とする映像信号処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
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【図１０】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
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【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１０−１３０１５５（Ｐ２０１０−１３０１５５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３００７３５（Ｐ２００８−３００７３５）
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２６日（２００８．１１．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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