JP2011114493A - Motion vector detection method and motion vector detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、符号化対象となる対象ピクチャ内のマクロブロックについて、参照ピクチャ内の探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、前記マクロブロックの動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法および動きベクトル検出装置に関する。 The present invention relates to a motion vector detection method and a motion vector for detecting a motion vector of a macroblock by executing a motion search for a search range in a reference picture for a macroblock in a target picture to be encoded. The present invention relates to a detection device.
近年、高能率符号化を行うMPEG(Moving Picture Experts Group)等の動画像圧縮符号化技術は、その実用化が急速に進み、ビデオカメラおよび携帯電話等に普及している。 In recent years, moving picture compression coding techniques such as MPEG (Moving Picture Experts Group) that perform high-efficiency coding have been rapidly put into practical use and are widely used in video cameras and mobile phones.
このMPEG等の符号化技術においては、既に符号化処理が終了しているフレームの中から、符号化対象となる画像に近い画像を検出する。そして、符号化対象となる画像と、符号化対象となる画像に近い画像との差分だけを符号化する符号化方法により、効率のよい符号化処理を実現する。なお、符号化するときに、参照されるフレームは、参照フレームと呼ばれる。また、符号化対象となる画像に近い画像を検出することは、動き探索と呼ばれる。 In an encoding technique such as MPEG, an image close to an image to be encoded is detected from frames that have already been encoded. An efficient encoding process is realized by an encoding method that encodes only the difference between an image to be encoded and an image close to the image to be encoded. Note that a frame referred to when encoding is referred to as a reference frame. Further, detecting an image close to the image to be encoded is called motion search.
また、記録時間的に前にあるフレームを参照フレームとして参照(前方向参照)するだけでなく、後にあるフレームを参照フレームとして参照(後方向参照)する場合もある。さらに、MPEG−4 AVC(Advanced Video Coding)/H.264に代表される最近の符号化技術においては、前方向にある複数のフレームを参照したり、また、後方向にある複数のフレームを参照したりする等、動き探索における進化が図られている。 In addition to referring to a frame preceding the recording time as a reference frame (referring to the forward direction), a subsequent frame may be referred to as a reference frame (referring to the backward direction). Furthermore, MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding) / H. In recent coding techniques represented by H.264, evolution in motion search has been attempted, such as referring to a plurality of frames in the forward direction and a plurality of frames in the backward direction. .
動き探索の精度が高くなると、符号化効率が高くなる。より具体的には、圧縮率が上がる。したがって、より長い時間の動画の記録ができる。また、より画質の高い画像の記録ができる。 As the accuracy of motion search increases, the encoding efficiency increases. More specifically, the compression rate increases. Therefore, it is possible to record a moving image for a longer time. In addition, it is possible to record an image with higher image quality.
この動き探索について、例えば、フレーム内の物体の移動が大きいときは、広い範囲を探索して最適な画像を検出する必要がある。そのため、大規模な動きベクトル検出装置が必要となってしまう。これに対して、それほど大規模な装置を必要とせず、広い範囲を高精度で検出する技術が特許文献1に開示されている。
With regard to this motion search, for example, when the movement of an object in a frame is large, it is necessary to search a wide range to detect an optimal image. Therefore, a large-scale motion vector detection device is required. On the other hand,
特許文献1に記載の方法は、動き探索を実行する動き探索の範囲として、符号化の処理単位であるマクロブロックを中心にした範囲を設定するのではなく、符号化対象となるフレーム(以下、「対象フレーム」とも呼ぶ)全体と参照フレーム全体との動きベクトルであるグローバルベクトルを求め、求められたグローバルベクトルを用いて動き探索の範囲を設定する。
The method described in
特許文献1に記載の方法は、カメラがパンまたはチルトをした時のように、フレームにある物体が一律に同じ方向に動いている場合、例えば、図21のように、対象フレーム811と参照フレーム812の両方に存在する第1物体813と第2物体814が同じ方向に動き(第1物体813の動きベクトル816と第2物体814の動きベクトル817とが揃っており)、また、それらから求められるグローバルベクトル815も似たような値になる場合において、有効である。
In the method described in
しかし、図23のように、対象フレーム831と参照フレーム832の両方に存在する第1物体833と第2物体834が異なる方向に動き(第1物体833の動きベクトル836と第2物体834の動きベクトル837が揃っておらず)、また、グローバルベクトル835も全く相関のない値になる場合においては、動き探索が正常に行えないという問題があった。
However, as shown in FIG. 23, the
以下、具体的に説明する。図21にある第1物体813の右上の画像が符号化対象マクロブロック(以下、「対象マクロブロック」とも呼ぶ)821である(図22A参照)。対象マクロブロック821を探索する探索範囲を「対象マクロブロック821と同じ位置822を中心においた範囲823」とするのではなく、グローバルベクトル815だけシフトした「グローバルベクトル815により設定される探索範囲824」とする。これにより、対象マクロブロック821と同じ所望の形の画像を探索範囲内から正常に検出することができる。図21にある第2物体814の左側の画像を対象マクロブロックとするときも同様である(図22B参照)。
This will be specifically described below. An upper right image of the
しかし、図23にある全く異なる方向に動いている物体に対して、上記のようにグローバルベクトルだけシフトした探索範囲を設定しても、図24Aおよび図24Bに示すように対象マクロブロックと同じ所望の形の画像を探索範囲内から検出することができない。 However, even if the search range shifted by the global vector is set for the object moving in a completely different direction shown in FIG. 23, the same desired as the target macroblock as shown in FIGS. 24A and 24B. Cannot be detected from within the search range.
同様のことが、複数のフレームを参照した場合でも考えられる。図25を用いて説明する。図25に示すグローバルベクトル845は、対象フレーム841と第2参照フレーム843から算出された1フレームの間の動きを示すベクトルである。対象フレーム841に対し2フレーム前に位置する第1参照フレーム842では、物体はグローバルベクトル×2の位置にあると推測される。また、対象フレーム841に対し1フレーム後に位置する第3参照フレーム844では、物体はグローバルベクトル×(−1)の位置にあると推測される。よって、そのベクトル分シフトした位置に基づいて、探索範囲が設定される(図25の第1探索範囲846、第2探索範囲847および第3探索範囲848参照)。
The same can be considered when a plurality of frames are referenced. This will be described with reference to FIG. A
この場合においても、物体の動きベクトルとグローバルベクトルとが似たような値になる場合(図21のような場合)であれば、正常に物体を検出することができる。しかし、物体の動きベクトルとグローバルベクトルとが全く相関のない値になる場合(図23のような場合)であれば、動き探索が正常に行えない。 Even in this case, if the object motion vector and the global vector have similar values (as shown in FIG. 21), the object can be detected normally. However, if the motion vector of the object and the global vector have values that are completely uncorrelated (as shown in FIG. 23), the motion search cannot be performed normally.
これらのことで、動き探索精度が落ち、圧縮率が低下するため、長時間記録の妨げとなっていた。 As a result, the motion search accuracy is lowered and the compression rate is lowered, which hinders long-time recording.
そこで、本発明は、図23のように、複数の物体が異なる方向に移動するときにおいても、高精度の動き探索を実現する動きベクトル検出方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a motion vector detection method that realizes a highly accurate motion search even when a plurality of objects move in different directions as shown in FIG.
上記課題を解決するために、本発明による動きベクトル検出方法は、符号化対象となる対象ピクチャ内のマクロブロックについて、参照ピクチャ内の探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、前記マクロブロックの動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法であって、前記対象ピクチャから複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域の動きベクトルを示す領域動きベクトルを求める領域動きベクトル決定ステップと、前記対象ピクチャにおける前記マクロブロックの位置に対応する前記参照ピクチャにおける位置と前記領域動きベクトルとにより定められる位置を含む領域を前記探索範囲として設定する探索範囲設定ステップとを含む。 In order to solve the above-described problem, the motion vector detection method according to the present invention performs motion search on a search range in a reference picture for a macroblock in a target picture to be encoded, thereby performing the macroblock search. A motion vector detection method for detecting a motion vector of the motion vector, wherein a plurality of motion vector extraction regions are determined from the target picture, and an area motion vector indicating a motion vector of the motion vector extraction region is determined for each motion vector extraction region. An area motion vector determination step to be obtained; and a search area setting step for setting an area including a position determined by the position in the reference picture corresponding to the position of the macroblock in the target picture and the area motion vector as the search area; including.
これにより、符号化対象となるピクチャ内にある複数の物体が異なる方向に移動する場合においても、複数の領域から得られる動きの特性に基づいて、高精度の動き探索が実現される。したがって、符号化効率の向上、および、動画の長時間記録が実現される。 As a result, even when a plurality of objects in a picture to be encoded move in different directions, a high-precision motion search is realized based on motion characteristics obtained from a plurality of regions. Therefore, improvement of encoding efficiency and long-time recording of moving images are realized.
また、前記領域動きベクトル決定ステップでは、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記対象ピクチャの中央の位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 Further, in the region motion vector determination step, the plurality of motion vector extraction regions are set such that at least one motion vector extraction region of the plurality of motion vector extraction regions includes a center position of the target picture. The region motion vector may be obtained by determination.
これにより、ピクチャの中央に位置する可能性が高い、カメラ等の撮影者の注目領域について、高精度の動き探索が実現できる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 As a result, it is possible to realize a highly accurate motion search for a region of interest of a photographer such as a camera that is likely to be located in the center of the picture. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記動きベクトル検出方法は、さらに、前記対象ピクチャ内に存在する特定物の位置を検出する特定物検出ステップを含み、前記領域動きベクトル決定ステップでは、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記特定物検出ステップにより検出された位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 In addition, the motion vector detection method further includes a specific object detection step of detecting a position of a specific object existing in the target picture, and the region motion vector determination step includes, among the plurality of motion vector extraction regions, The plurality of motion vector extraction regions may be determined so that at least one motion vector extraction region includes the position detected by the specific object detection step, and the region motion vector may be obtained.
これにより、特定物に対する動き探索の精度が高くなる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 Thereby, the precision of the motion search with respect to a specific thing becomes high. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記特定物は人物の顔でもよい。 The specific object may be a human face.
これにより、顔領域に対する動き探索の精度が高くなる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 This increases the accuracy of motion search for the face area. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記領域動きベクトル決定ステップでは、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域内の画素値、および、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域に対応する前記参照ピクチャの領域内の画素値を用いて、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域毎に、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 In the region motion vector determination step, a pixel value in the motion vector extraction region of the target picture and a pixel value in the region of the reference picture corresponding to the motion vector extraction region of the target picture are used. The region motion vector may be obtained for each motion vector extraction region of the target picture.
これにより、符号化対象となるピクチャ内の動きベクトル抽出領域全体の動きを示す領域動きベクトルを高い精度で取得できる。 Thereby, a region motion vector indicating the motion of the entire motion vector extraction region in the picture to be encoded can be obtained with high accuracy.
また、前記領域動きベクトル決定ステップでは、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域で既に符号化が完了しているマクロブロックの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求めてもよい。 Further, in the region motion vector determination step, the region motion vector may be obtained for each motion vector extraction region from information on a motion vector of a macroblock that has already been encoded in the motion vector extraction region.
これにより、大きな処理量を必要とせずに、領域動きベクトルを取得できる。 Thereby, the area motion vector can be acquired without requiring a large amount of processing.
また、前記動きベクトル検出方法は、さらに、前記対象ピクチャの上下左右の微細な動きである手ブレを低減し補正する手ブレ補正ステップを含み、前記領域動きベクトル決定ステップでは、手ブレ補正時に検出する前記対象ピクチャの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求めてもよい。 In addition, the motion vector detection method further includes a camera shake correction step for reducing and correcting camera shake, which is a fine motion in the vertical and horizontal directions of the target picture, and the region motion vector determination step detects at the time of camera shake correction. The region motion vector may be obtained from information on the motion vector of the target picture.
これにより、カメラ等のアプリケーションに搭載している手ブレ情報を動きベクトル検出方法にも流用できる。したがって、領域動きベクトルを算出する処理量を低減させ、かつ、精度の高い領域動きベクトルを取得できる。 Thereby, camera shake information installed in an application such as a camera can be used for a motion vector detection method. Therefore, it is possible to reduce the processing amount for calculating the region motion vector and obtain a highly accurate region motion vector.
また、前記動きベクトル検出方法は、さらに、前記動きベクトル抽出領域における動き情報に依存させて、前記探索範囲の大きさを調整する探索範囲調整ステップを含んでもよい。 The motion vector detection method may further include a search range adjustment step of adjusting the size of the search range depending on motion information in the motion vector extraction region.
これにより、それぞれの探索範囲に対応する動き情報に応じて、適応的にそれぞれの探索範囲の大きさが調整される。したがって、精度の高い動き探索が実行できる。 Thereby, the size of each search range is adaptively adjusted according to the motion information corresponding to each search range. Therefore, highly accurate motion search can be performed.
また、前記動きベクトル検出方法は、さらに、前記動きベクトル抽出領域における動き情報に依存させて、前記探索範囲の参照ピクチャへの帰属を変更することにより、前記探索範囲を調整する探索範囲調整ステップを含んでもよい。 The motion vector detection method may further include a search range adjustment step of adjusting the search range by changing the attribution of the search range to a reference picture depending on motion information in the motion vector extraction region. May be included.
これにより、それぞれの探索範囲に対応する動き情報に応じて、適応的にそれぞれの探索範囲の属するピクチャが調整される。したがって、精度の高い動き探索が実行される。 Thus, the pictures to which each search range belongs are adaptively adjusted according to the motion information corresponding to each search range. Therefore, a highly accurate motion search is executed.
また、前記動き情報は、前記動きベクトル抽出領域の前記領域動きベクトルの大きさを示す値でもよい。 Further, the motion information may be a value indicating the size of the region motion vector of the motion vector extraction region.
これにより、動きベクトル抽出領域全体の動きを示す領域動きベクトルの大きさ(物体の移動量)に応じて、探索範囲が調整される。したがって、動き探索の精度が向上する。 As a result, the search range is adjusted according to the size of the region motion vector (the amount of movement of the object) indicating the motion of the entire motion vector extraction region. Therefore, the accuracy of motion search is improved.
また、前記動き情報は、前記動きベクトル抽出領域で既に符号化が完了しているマクロブロックの動きベクトルの分散値でもよい。 The motion information may be a variance value of motion vectors of macroblocks that have already been encoded in the motion vector extraction region.
これにより、動きベクトル抽出領域毎の動きベクトルのばらつき(分散)に応じて、探索範囲が調整される。したがって、動き探索の精度が向上する。 As a result, the search range is adjusted according to the variation (dispersion) of the motion vector for each motion vector extraction region. Therefore, the accuracy of motion search is improved.
また、前記動きベクトル検出方法は、さらに、前記複数の動きベクトル抽出領域のうちL(Lは2以上の整数)個の動きベクトル抽出領域からそれぞれ得られたL個の領域動きベクトルの相互の違いを示すすべての値が予め定められた第1閾値の範囲内である場合、前記L個の動きベクトル抽出領域を1個の動きベクトル抽出領域として、前記L個の領域動きベクトルを1個の領域動きベクトルに限定する領域動きベクトル限定ステップを含んでもよい。 The motion vector detection method may further include a difference between L area motion vectors respectively obtained from L (L is an integer of 2 or more) motion vector extraction areas among the plurality of motion vector extraction areas. Are within the range of a predetermined first threshold, the L motion vector extraction regions are set as one motion vector extraction region, and the L region motion vectors are set as one region. An area motion vector limiting step for limiting to motion vectors may be included.
これにより、探索範囲を必要最小限に抑えることができる。したがって、符号化効率を落とすことなく、メモリトラフィックが削減され、また、消費電力が削減される。 As a result, the search range can be minimized. Therefore, memory traffic is reduced and power consumption is reduced without reducing the encoding efficiency.
また、前記探索範囲設定ステップでは、前記領域動きベクトル限定ステップにより、前記対象ピクチャから得られるすべての領域動きベクトルがN(Nは自然数)個の領域動きベクトルに限定された場合、前記探索範囲が最大でN個の参照ピクチャに属するように前記探索範囲を設定してもよい。 In the search range setting step, when all the region motion vectors obtained from the target picture are limited to N (N is a natural number) region motion vectors in the region motion vector limiting step, the search range is The search range may be set so as to belong to N reference pictures at the maximum.
これにより、対象ピクチャに対して符号化に用いられる参照ピクチャが限定され、より効率のよい動き探索が実現される。 Thereby, the reference picture used for encoding is limited to the target picture, and more efficient motion search is realized.
また、前記探索範囲設定ステップでは、限定された前記領域動きベクトルに対応する限定される前の複数の領域動きベクトルの平均値が、予め定められた第2閾値より大きい場合、限定された前記領域動きベクトルに対して、それぞれ異なる2個の参照ピクチャに含まれる2個の探索範囲を設定してもよい。 In the search range setting step, if the average value of the plurality of region motion vectors before the limitation corresponding to the limited region motion vector is larger than a predetermined second threshold, the limited region Two search ranges included in two different reference pictures may be set for the motion vector.
これにより、移動量が大きい場合、前後両方の参照ピクチャを参照して処理を行うことができる。したがって、双方向予測の効果を得ることにより、符号化効率が向上する。 Thereby, when the movement amount is large, the processing can be performed with reference to both the front and rear reference pictures. Therefore, the encoding efficiency is improved by obtaining the effect of bidirectional prediction.
また、本発明による動きベクトル検出装置は、符号化対象となる対象ピクチャ内のマクロブロックについて、参照ピクチャ内の探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、前記マクロブロックの動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置であって、前記対象ピクチャから複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域の動きベクトルを示す領域動きベクトルを求める領域動きベクトル決定部と、前記対象ピクチャにおける前記マクロブロックの位置に対応する前記参照ピクチャにおける位置と前記領域動きベクトルとにより定められる位置を含む領域を前記探索範囲として設定する探索範囲設定部とを備える動きベクトル検出装置でもよい。 The motion vector detection apparatus according to the present invention detects a motion vector of the macroblock by executing a motion search for a search range in a reference picture for a macroblock in a target picture to be encoded. A motion vector detection device, wherein a plurality of motion vector extraction regions are determined from the target picture, and a region motion vector determination unit that obtains a region motion vector indicating a motion vector of the motion vector extraction region for each motion vector extraction region And a search range setting unit that sets, as the search range, a region including a position defined by the position in the reference picture corresponding to the position of the macroblock in the target picture and the region motion vector. But you can.
これにより、符号化対象となるピクチャ内にある複数の物体が異なる方向に移動する場合においても、高精度の動き探索が実現される。したがって、符号化効率の向上、および、動画の長時間記録が実現される。 Thereby, even when a plurality of objects in a picture to be encoded move in different directions, high-precision motion search is realized. Therefore, improvement of encoding efficiency and long-time recording of moving images are realized.
また、前記領域動きベクトル決定部は、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記対象ピクチャの中央の位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 The region motion vector determination unit may determine the plurality of motion vector extraction regions such that at least one of the plurality of motion vector extraction regions includes a center position of the target picture. The region motion vector may be obtained by determination.
これにより、ピクチャの中央に位置する可能性が高い、カメラ等の撮影者の注目領域について、高精度の動き探索が実現できる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 As a result, it is possible to realize a highly accurate motion search for a region of interest of a photographer such as a camera that is likely to be located in the center of the picture. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記動きベクトル検出装置は、さらに、前記対象ピクチャ内に存在する特定物の位置を検出する特定物検出部を備え、前記領域動きベクトル決定部は、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記特定物検出部により検出された位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 Further, the motion vector detection device further includes a specific object detection unit that detects a position of a specific object existing in the target picture, and the region motion vector determination unit includes the plurality of motion vector extraction regions, The plurality of motion vector extraction regions may be determined so that the region motion vector is obtained so that at least one motion vector extraction region includes a position detected by the specific object detection unit.
これにより、特定物に対する動き探索の精度が高くなる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 Thereby, the precision of the motion search with respect to a specific thing becomes high. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記特定物は人物の顔でもよい。 The specific object may be a human face.
これにより、顔領域に対する動き探索の精度が高くなる。したがって、長時間の動画の記録、および、高画質の画像の記録が実現できる。 This increases the accuracy of motion search for the face area. Therefore, it is possible to realize recording of a moving image for a long time and recording of a high-quality image.
また、前記領域動きベクトル決定部は、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域内の画素値、および、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域に対応する前記参照ピクチャの領域内の画素値を用いて、前記対象ピクチャの前記動きベクトル抽出領域毎に、前記領域動きベクトルを求めてもよい。 The region motion vector determination unit uses a pixel value in the motion vector extraction region of the target picture and a pixel value in the region of the reference picture corresponding to the motion vector extraction region of the target picture. The region motion vector may be obtained for each motion vector extraction region of the target picture.
これにより、符号化対象となるピクチャ内の動きベクトル抽出領域全体の動きを示す領域動きベクトルを高い精度で取得できる。 Thereby, a region motion vector indicating the motion of the entire motion vector extraction region in the picture to be encoded can be obtained with high accuracy.
また、前記領域動きベクトル決定部は、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域で既に符号化が完了しているマクロブロックの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求めてもよい。 In addition, the region motion vector determination unit may determine the region motion vector for each motion vector extraction region from information on a motion vector of a macroblock that has already been encoded in the motion vector extraction region.
これにより、大きな処理量を必要とせずに、領域動きベクトルを取得できる。 Thereby, the area motion vector can be acquired without requiring a large amount of processing.
また、前記動きベクトル検出装置は、さらに、前記対象ピクチャの上下左右の微細な動きである手ブレを低減し補正する手ブレ補正部を備え、前記領域動きベクトル決定部は、手ブレ補正時に検出する前記対象ピクチャの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求めてもよい。 In addition, the motion vector detection device further includes a camera shake correction unit that reduces and corrects camera shake, which is a fine motion of the target picture in the vertical and horizontal directions, and the region motion vector determination unit is detected during camera shake correction. The region motion vector may be obtained from information on the motion vector of the target picture.
これにより、カメラ等のアプリケーションに搭載している手ブレ情報を動きベクトル検出方法にも流用できる。したがって、領域動きベクトルを算出する処理量を低減させ、かつ、精度の高い領域動きベクトルを取得できる。 Thereby, camera shake information installed in an application such as a camera can be used for a motion vector detection method. Therefore, it is possible to reduce the processing amount for calculating the region motion vector and obtain a highly accurate region motion vector.
また、前記動きベクトル検出装置は、さらに、前記動きベクトル抽出領域における動き情報に依存させて、前記探索範囲の大きさを調整する探索範囲調整部を備えてもよい。 The motion vector detection device may further include a search range adjustment unit that adjusts the size of the search range depending on motion information in the motion vector extraction region.
これにより、それぞれの探索範囲に対応する動き情報に応じて、適応的にそれぞれの探索範囲の大きさが調整される。したがって、精度の高い動き探索が実行できる。 Thereby, the size of each search range is adaptively adjusted according to the motion information corresponding to each search range. Therefore, highly accurate motion search can be performed.
また、前記動きベクトル検出装置は、さらに、前記動きベクトル抽出領域における動き情報に依存させて、前記探索範囲の参照ピクチャへの帰属を変更することにより、前記探索範囲を調整する探索範囲調整部を備えてもよい。 Further, the motion vector detection device further includes a search range adjustment unit that adjusts the search range by changing the attribution of the search range to a reference picture depending on motion information in the motion vector extraction region. You may prepare.
これにより、それぞれの探索範囲に対応する動き情報に応じて、適応的にそれぞれの探索範囲の属するピクチャが調整される。したがって、精度の高い動き探索が実行される。 Thus, the pictures to which each search range belongs are adaptively adjusted according to the motion information corresponding to each search range. Therefore, a highly accurate motion search is executed.
また、前記動き情報は、前記動きベクトル抽出領域の前記領域動きベクトルの大きさを示す値でもよい。 Further, the motion information may be a value indicating the size of the region motion vector of the motion vector extraction region.
これにより、動きベクトル抽出領域全体の動きを示す領域動きベクトルの大きさ(物体の移動量)に応じて、探索範囲が調整される。したがって、動き探索の精度が向上する。 As a result, the search range is adjusted according to the size of the region motion vector (the amount of movement of the object) indicating the motion of the entire motion vector extraction region. Therefore, the accuracy of motion search is improved.
また、前記動き情報は、前記動きベクトル抽出領域で既に符号化が完了しているマクロブロックの動きベクトルの分散値でもよい。 The motion information may be a variance value of motion vectors of macroblocks that have already been encoded in the motion vector extraction region.
これにより、動きベクトル抽出領域毎の動きベクトルのばらつき(分散)に応じて、探索範囲が調整される。したがって、動き探索の精度が向上する。 As a result, the search range is adjusted according to the variation (dispersion) of the motion vector for each motion vector extraction region. Therefore, the accuracy of motion search is improved.
また、前記動きベクトル検出装置は、さらに、前記複数の動きベクトル抽出領域のうちL(Lは2以上の整数)個の動きベクトル抽出領域からそれぞれ得られたL個の領域動きベクトルの相互の違いを示すすべての値が予め定められた第1閾値の範囲内である場合、前記L個の動きベクトル抽出領域を1個の動きベクトル抽出領域として、前記L個の領域動きベクトルを1個の領域動きベクトルに限定する領域動きベクトル限定部を備えてもよい。 Further, the motion vector detection device further includes a difference between L area motion vectors respectively obtained from L (L is an integer of 2 or more) motion vector extraction areas among the plurality of motion vector extraction areas. Are within the range of a predetermined first threshold, the L motion vector extraction regions are set as one motion vector extraction region, and the L region motion vectors are set as one region. You may provide the area | region motion vector limitation part limited to a motion vector.
これにより、探索範囲を必要最小限に抑えることができる。したがって、符号化効率を落とすことなく、メモリトラフィックが削減され、また、消費電力が削減される。 As a result, the search range can be minimized. Therefore, memory traffic is reduced and power consumption is reduced without reducing the encoding efficiency.
また、前記探索範囲設定部は、前記領域動きベクトル限定部により、前記対象ピクチャから得られるすべての領域動きベクトルがN(Nは自然数)個の領域動きベクトルに限定された場合、前記探索範囲が最大でN個の参照ピクチャに属するように前記探索範囲を設定してもよい。 The search range setting unit may be configured such that when the region motion vector limiting unit limits all the region motion vectors obtained from the target picture to N (N is a natural number) region motion vectors, The search range may be set so as to belong to N reference pictures at the maximum.
これにより、対象ピクチャに対して符号化に用いられる参照ピクチャが限定され、より効率のよい動き探索が実現できる。 Thereby, the reference picture used for encoding is limited with respect to the target picture, and more efficient motion search can be realized.
また、前記探索範囲設定部は、限定された前記領域動きベクトルに対応する限定される前の複数の領域動きベクトルの平均値が、予め定められた第2閾値より大きい場合、限定された前記領域動きベクトルに対して、それぞれ異なる2個の参照ピクチャに含まれる2個の探索範囲を設定してもよい。 In addition, the search range setting unit, when an average value of a plurality of previous area motion vectors corresponding to the limited area motion vector is larger than a predetermined second threshold, the limited area Two search ranges included in two different reference pictures may be set for the motion vector.
これにより、移動量が大きい場合、前後両方の参照ピクチャを参照して処理を行うことができる。したがって、双方向予測の効果を得ることにより、符号化効率が向上する。 Thereby, when the movement amount is large, the processing can be performed with reference to both the front and rear reference pictures. Therefore, the encoding efficiency is improved by obtaining the effect of bidirectional prediction.
また、本発明による撮像システムは、前記動きベクトル検出装置と、画像光を画像信号に変換するセンサと、入射された画像光を前記センサ上に結像させる光学系と、前記画像信号をデジタルデータに変換して前記動きベクトル検出装置に出力するアナログデジタル変換器とを備える撮像システムでもよい。 An imaging system according to the present invention includes the motion vector detection device, a sensor that converts image light into an image signal, an optical system that forms an image of incident image light on the sensor, and the image signal as digital data. An imaging system including an analog-to-digital converter that converts the signal into a motion vector detection device and outputs the motion vector detection device to the motion vector detection device.
これにより、メモリトラフィックが削減され、高画質かつ低電力における画像処理が実現できる。 Thereby, memory traffic is reduced, and image processing with high image quality and low power can be realized.
また、本発明による信号処理システムは、前記動きベクトル検出装置と、入力されたアナログ値の画像信号をデジタルデータに変換して前記動きベクトル検出装置に出力するアナログデジタル変換器とを備える信号処理システムでもよい。 The signal processing system according to the present invention includes the motion vector detection device and an analog / digital converter that converts an input image signal of an analog value into digital data and outputs the digital data to the motion vector detection device. But you can.
これにより、デジタル信号処理により、高い精度の動き探索を行う信号処理システムとして利用できる。 Thereby, it can utilize as a signal processing system which performs a highly accurate motion search by digital signal processing.
動画圧縮における最重要機能である動きベクトル検出において、ピクチャ内に存在する移動物体のそれぞれの動きに合わせた領域を個別に探索することができるため、動き探索の精度を向上させることができる。結果、符号化効率の向上にも繋がり、高画質化、および、長時間記録を実現できる。 In motion vector detection, which is the most important function in video compression, it is possible to individually search for a region that matches each motion of a moving object existing in a picture, so that the accuracy of motion search can be improved. As a result, encoding efficiency is improved, and high image quality and long-time recording can be realized.
また、メモリトラフィックを削減することができ、システムの小型化、および、省電力化の効果も期待できる。 In addition, memory traffic can be reduced, and the effect of miniaturization of the system and power saving can be expected.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施の形態の説明において、一度説明した構成要素と、同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of each embodiment, constituent elements that have been described once and constituent elements that have similar functions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における動きベクトル検出装置の構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of a motion vector detection device according to
図1に示された動きベクトル検出装置100は、領域動きベクトル決定部110、探索範囲設定部111および動き探索実行部112を備える。さらに、動きベクトル検出装置100は、対象画像一時記憶部113、参照画像一時記憶部114、特定物検出部115および手ブレ補正部116のうち一部または全部を備えてもよい。
The motion
領域動きベクトル決定部110は、フレームに含まれる複数の領域である動きベクトル抽出領域(以下、「抽出領域」とも呼ぶ)の設定情報121を受け付け、対象フレームにおける複数の抽出領域を決定する。そして、対象フレーム内の抽出領域に属する画像(以下、「対象画像」とも呼ぶ)、および、参照フレーム内の画像(以下、「参照画像」とも呼ぶ)を使用して、抽出領域毎に、抽出領域の動きベクトルを示す領域動きベクトルを求める。
The region motion
例えば、抽出領域は、図2Aに示すようにフレーム131の左側部分(第1抽出領域132)、中央部分(第2抽出領域133)および右側部分(第3抽出領域134)という計3個の領域である。抽出領域は、予め定められた領域であってもよいし、設定情報121により定められた領域であってもよい。また、対象フレームに応じて、適応的に定められた領域であってもよい。
For example, as shown in FIG. 2A, the extraction area includes a total of three areas, that is, a left portion (first extraction region 132), a central portion (second extraction region 133), and a right portion (third extraction region 134) of the
図2Bに示すような対象フレーム141内の第1抽出領域132の対象画像136と、参照フレーム内の第1抽出領域132の参照画像とを用いて、第1抽出領域132の領域動きベクトルを求める。同様に、図2Cに示すような第2抽出領域133の対象画像137と参照画像とを用いて、第2抽出領域133の領域動きベクトルを求める。さらに、図2Dに示すような第3抽出領域134にある対象画像138と参照画像とを用いて、第3抽出領域134の領域動きベクトルを求める。
A region motion vector of the
この領域動きベクトルは、例えば、対象画像と参照画像のブロックマッチングをとり両画像の差分(差分絶対値和)が小さい点を算出することで、決定される。この際、対象画像をm×n画素(m、nは自然数)単位の領域に分け、その領域単位でブロックマッチングをとりローカルベクトルを求め、その複数のローカルベクトルの平均値を算出して、抽出領域の領域動きベクトルとしてもよい。また、対象画像と参照画像を縮小し、その縮小した両画像に対してブロックマッチング処理を行い領域動きベクトルとしてもよい。また、領域動きベクトル決定部110は、手ブレ補正部116より領域動きベクトルを取得してもよい。
This region motion vector is determined, for example, by performing block matching between the target image and the reference image and calculating a point where the difference between the two images (difference absolute value sum) is small. At this time, the target image is divided into areas of m × n pixels (m and n are natural numbers), block matching is performed for each area, a local vector is obtained, and an average value of the plurality of local vectors is calculated and extracted. The region motion vector of the region may be used. Alternatively, the target image and the reference image may be reduced, and block matching processing may be performed on the reduced images to obtain a region motion vector. The region motion
このようにして、第1抽出領域132、第2抽出領域133および第3抽出領域134の各領域におけるそれぞれの領域動きベクトルを求める。
In this way, the region motion vectors in the
探索範囲設定部111は、領域動きベクトル決定部110により求められた各抽出領域の領域動きベクトルを受け取る。探索範囲設定部111は、その領域動きベクトルを用いて、動き探索に使用する参照画像の範囲である探索範囲を決定する。
The search
例えば、各抽出領域において、図3に示すような第1領域動きベクトル145、第2領域動きベクトル146および第3領域動きベクトル147がそれぞれ算出される。それらの領域動きベクトルを用いて、図4のように各探索範囲の設定を行う。図4には、第1参照フレーム152、第2参照フレーム153および第3参照フレーム154の3フレームを参照して処理を行う場合が示されている。
For example, in each extraction region, a first
探索範囲設定部111は、第1参照フレーム152内の画素で構成される第1探索範囲155を、第1抽出領域142で求められた第1領域動きベクトル145を用いて設定する。
The search
なお、各領域動きベクトルが1フレーム間の動きを示すベクトルである場合、対象フレーム141から第1参照フレーム152までは、2フレーム離れている(以下、時間的に前の方向にpフレーム離れている場合は、フレーム距離がpフレーム、また、後の方向にqフレーム離れている場合は、フレーム距離が−qフレームとして説明に使用する)ため、探索範囲設定部111は、第1領域動きベクトル145を2倍し、そのベクトルだけシフトした位置を第1探索範囲155として設定する。
When each region motion vector is a vector indicating a motion between one frame, the
同様に、第2参照フレーム153内の画素で構成する第2探索範囲156は、第2抽出領域143で求めた第2領域動きベクトル146を用いて設定される。この場合のフレーム距離は1フレームであるため、探索範囲設定部111は、第2領域動きベクトル146の値だけシフトした位置を第2探索範囲156として設定する。
Similarly, the
また、第3参照フレーム154内の画素で構成する第3探索範囲157は、第3抽出領域144で求めた第3領域動きベクトル147を用いて設定される。この場合のフレーム距離は−1フレームであるため、探索範囲設定部111は、第3領域動きベクトル147を−1倍し、そのベクトルだけシフトした位置を第3探索範囲157として設定する。
Further, the
設定が完了すると、探索範囲設定部111は、マクロブロック単位毎に、符号化する際に必要となる対象画像122を外部バッファから対象画像一時記憶部113に転送する。また、探索範囲設定部111は、決定した探索範囲にある参照画像123を外部バッファから参照画像一時記憶部114に転送する。
When the setting is completed, the search
対象画像に対して参照画像は大きな領域をとる。また、異なるマクロブロックを処理する際でも、動き探索実行部112は、同じ参照画像を使用して動き探索を行うことがある。このため、探索範囲設定部111が、マクロブロック毎に、すべての参照画像を参照画像外部バッファから参照画像一時記憶部114に転送すると転送効率が低下する。よって、探索範囲設定部111は、参照画像が今後の動き探索で必要とされる間、参照画像を参照画像一時記憶部114内で記憶しておき、不要になると参照画像一時記憶部114から削除することで、転送効率を高めてもよい。
The reference image takes a large area with respect to the target image. Even when processing different macroblocks, the motion
なお、対象画像一時記憶部113および参照画像一時記憶部114は、動き探索実行部112による動き探索に用いられる。しかし、動き探索実行部112が直接外部バッファを参照する場合、対象画像一時記憶部113および参照画像一時記憶部114は不要である。
The target image
次に、探索範囲設定部111は、決定した探索範囲の情報を動き探索実行部112にも送る。
Next, the search
動き探索実行部112は、探索範囲設定部111により設定された探索範囲の情報と、対象画像一時記憶部113、および、参照画像一時記憶部114から得られる動き探索に必要な画像とを用いて動き探索を実行する。第1抽出領域142にある符号化対象マクロブロック151を処理する場合、第1探索範囲155、第2探索範囲156および第3探索範囲157のうちすべての領域を使用して動き探索を実行する。
The motion
同様に、動き探索実行部112は、符号化対象マクロブロック151が第2抽出領域143または第3抽出領域144にある場合も、第1探索範囲155、第2探索範囲156および第3探索範囲157のうちすべての領域を使用して動き探索を実行する。
Similarly, the motion
あるいは、動き探索実行部112は、第1抽出領域142にある符号化対象マクロブロック151を処理する場合、第1探索範囲155のみを対象として、動き探索を実行してもよい。同様に、第2抽出領域143にある対象マクロブロックについては第2探索範囲156のみを対象として、また、第3抽出領域144にある対象マクロブロックについては第3探索範囲157のみを対象として、動き探索を実行してもよい。
Alternatively, when processing the
これにより、第1抽出領域142の第1領域動きベクトル145をもとにシフトした第1探索範囲155から、対象画像に似た参照画像を検出できる。同様に、第2抽出領域143にある対象マクロブロックについては第2探索範囲156から、また、第3抽出領域144にある対象マクロブロックについては第3探索範囲157から検出することができる。そして、動き探索実行部112は、動きベクトル124を出力する。
Thereby, a reference image similar to the target image can be detected from the
従来では、図23に示すように、フレーム内にある複数の物体が異なる方向に移動していた場合では、領域動きベクトルの精度も高くなく、また、このベクトルをもとに設定する探索範囲も適切ではない(探索範囲内に検出したい対象マクロブロックと似た画像が見当たらない)場合があった。 Conventionally, as shown in FIG. 23, when a plurality of objects in a frame have moved in different directions, the accuracy of the region motion vector is not high, and the search range set based on this vector is also low. In some cases, the image is not appropriate (an image similar to the target macroblock to be detected is not found in the search range).
しかし、本実施の形態に記載の方法を使用すれば、フレーム内に異なる動きをする物体があった場合でも、抽出領域毎に領域動きベクトルを算出することで、より細かな探索範囲の設定が可能になる。したがって、探索範囲内に検出したい対象マクロブロックと似た画像を検出できる率を向上させることができる。よって、画像が効率よく符号化され、高画質な画像が記録される。 However, if the method described in the present embodiment is used, even when there are objects that move differently in the frame, it is possible to set a finer search range by calculating a region motion vector for each extraction region. It becomes possible. Therefore, the rate at which an image similar to the target macroblock to be detected within the search range can be detected can be improved. Therefore, the image is efficiently encoded and a high-quality image is recorded.
また、領域動きベクトル決定部110は、図5のように、フレーム内に複数ある抽出領域の内、必ず1個の抽出領域がフレームの中心を含むように、抽出領域を決定してもよい。決定された抽出領域は、互いに重なる領域があってもよいし、隙間があってもよい。図5に示された例では、対象フレーム161に第1抽出領域162、第2抽出領域163、第3抽出領域164、第4抽出領域165および第5抽出領域166の計5個の抽出領域が設定されている。そして、第3抽出領域164は、フレームの中心を含んでいる。
Further, as shown in FIG. 5, the region motion
例えば、カメラ等のアプリケーションにおいては、撮影している注目画像がフレームの中央に存在することが多く、この第3抽出領域164の領域動きベクトルを用いてシフトした探索範囲には、注目画像に似た参照画像がある可能性が高い。このようにすることで、適切な参照画像を検出できるため、注目画像における高画質化にも繋がる。
For example, in an application such as a camera, the target image being photographed often exists in the center of the frame, and the search range shifted using the region motion vector of the
その他に、予め注目画像のフレーム内の位置が分かっているアプリケーションであれば、その位置を含むような抽出領域を設定し、その領域動きベクトルを用いた探索範囲の設定を行うことも効果的である。 In addition, for applications where the position in the frame of the target image is known in advance, it is also effective to set an extraction area that includes the position and set the search range using the area motion vector. is there.
さらに、特定物を認識する検出装置、例えば、人物の顔を検出する顔検出装置を備えることで、事前に人物の顔の位置を特定し、その位置を含むような抽出領域を設定してもよい。そのような抽出領域から領域動きベクトルを決定することにより、特定物の動きに応じた探索範囲の設定を効果的に行える。 Furthermore, by providing a detection device that recognizes a specific object, for example, a face detection device that detects a person's face, the position of the person's face can be specified in advance and an extraction region including the position can be set. Good. By determining the region motion vector from such an extraction region, the search range can be effectively set according to the motion of the specific object.
また、各抽出領域の大きさは均等であってもよいし、均等でなくてもよい。 Moreover, the size of each extraction area may be equal or may not be equal.
また、領域動きベクトル決定部110は、フレームの一部の領域を対象として抽出領域を決定してもよい。すなわち、フレームにおいて、抽出領域に含まれない領域があってもよい。または、領域動きベクトル決定部110は、フレームのすべての領域を対象として抽出領域を決定してもよい。
The region motion
また、抽出領域の大きさは、マクロブロックの大きさと同じであってもよい。このような場合であっても、複数の抽出領域から領域動きベクトルを算出することで、より細かな探索範囲の設定が可能になる。 Further, the size of the extraction area may be the same as the size of the macroblock. Even in such a case, it is possible to set a finer search range by calculating a region motion vector from a plurality of extraction regions.
領域動きベクトルは、符号化対象フレームを符号化する前に、符号化対象フレーム内にある抽出領域の対象画像と参照画像とを使用することにより、算出される。 The area motion vector is calculated by using the target image and the reference image of the extraction area in the encoding target frame before encoding the encoding target frame.
すなわち、領域動きベクトル決定部110は、対象画像を抽出領域より小さい1個または複数のブロックに分割し、そのブロック単位でのブロックマッチングにより、1個または複数の動きベクトルであるローカルベクトルを算出する。そして、それらのローカルベクトルの、例えば平均を算出することで、領域動きベクトルを求めることができる。その際、対象画像および参照画像に対して、それぞれを縮小するズーム処理、または、それぞれの画素の間引きを行うことにより情報量を削減した後、ブロックマッチングを行うことで、処理量を削減して実行することもできる。
That is, the region motion
また、領域動きベクトルは、既に符号化が完了したマクロブロックから、算出されてもよい。すなわち、領域動きベクトル決定部110は、その符号化フレーム内の抽出領域にある符号化されたマクロブロックから複数の動きベクトル(ローカルベクトル)を取得し、取得されたローカルベクトルから算出された値を抽出領域の領域動きベクトルとしてもよい。
Further, the region motion vector may be calculated from a macroblock that has already been encoded. That is, the region motion
また、動画像はフレームの相関が高いため、領域動きベクトル決定部110は、フレーム距離が近い位置にある領域動きベクトルの情報を流用することもできる。これにより、上述したような符号化フレームと参照フレームを使用した事前の領域動きベクトル算出を行う必要がなく、処理量を削減して効率よく領域動きベクトルを算出することができる。
In addition, since a moving image has high frame correlation, the region motion
図6は、実施の形態1における動きベクトル検出方法を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the motion vector detection method according to the first embodiment.
まず、領域動きベクトル決定部110は、対象ピクチャから複数の抽出領域を決定し、抽出領域の動きを示す領域動きベクトルを抽出領域毎に求める(S101)。
First, the region motion
次に、探索範囲設定部111は、対象マクロブロックの位置と抽出領域毎に決定された領域動きベクトルとにより定められる各領域をそれぞれ探索範囲として設定する(S102)。
Next, the search
次に、動き探索実行部112は、設定されたそれぞれの探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、対象マクロブロックの動きベクトルを検出する(S103)。
Next, the motion
これにより、抽出領域毎に異なる動きを示す対象フレームに対しても、動き探索の精度が向上する。 This improves the accuracy of motion search even for target frames that show different motion for each extraction region.
図7Aは、実施の形態1の第1変形例における動きベクトル検出方法を示すフローチャートである。 FIG. 7A is a flowchart showing a motion vector detection method in the first modification of the first embodiment.
まず、特定物検出部115は、対象フレームにおける特定物の位置を検出する(S111)。
First, the specific
次に、領域動きベクトル決定部110は、検出された位置が少なくとも1個の抽出領域に含まれるように、複数の抽出領域を決定し、抽出領域毎の領域動きベクトルを求める(S101)。
Next, the region motion
以降の処理は、図6と同様である。 The subsequent processing is the same as in FIG.
これにより、特定物と同様の動きをする部分について、動き探索の精度が向上する。 Thereby, the precision of motion search improves about the part which moves similarly to a specific thing.
図7Bは、実施の形態1の第2変形例における動きベクトル検出方法を示すフローチャートである。 FIG. 7B is a flowchart showing a motion vector detection method according to the second modification of the first embodiment.
まず、手ブレ補正部116は、対象フレームの動きを検出する(S112)。
First, the camera
次に、領域動きベクトル決定部110は、検出された動きを用いて、抽出領域毎の領域動きベクトルを求める(S101)。
Next, the region motion
以降の処理は、図6と同様である。 The subsequent processing is the same as in FIG.
これにより、過去に符号化したピクチャの動きベクトル情報(参照ピクチャの動きベクトル情報)ではなく、より新しいピクチャの動きベクトル情報(対象ピクチャ自身の動きベクトル情報)を使って抽出領域毎の領域動きベクトルが設定できるため、動き探索の精度が向上する。 Accordingly, the region motion vector for each extraction region is obtained by using the motion vector information of the newer picture (motion vector information of the target picture itself) rather than the motion vector information of the previously encoded picture (reference vector motion vector information). Therefore, the accuracy of motion search is improved.
以上のように、実施の形態1における動きベクトル検出方法および動きベクトル検出装置は、複数の領域動きベクトルから得られる探索範囲を対象として動き探索を実行する。これにより、複数の物体が異なる方向に移動する場合においても、高精度の動き探索を実現する。
As described above, the motion vector detection method and the motion vector detection device according to
(実施の形態2)
図8は、本発明の実施の形態2における動きベクトル検出装置の構成図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a configuration diagram of a motion vector detection device according to
図8に示された動きベクトル検出装置200は、領域動きベクトル決定部110、探索範囲設定部111、探索範囲調整部231および動き探索実行部112を備える。さらに、動きベクトル検出装置200は、対象画像一時記憶部113および参照画像一時記憶部114のうち一部または全部を備えてもよい。
The motion
探索範囲調整部231は、探索範囲設定部111により設定された探索範囲の情報と、領域動きベクトル決定部110により決定された領域動きベクトルの情報とを元に探索範囲を調整する。
The search
動き探索実行部112は、探索範囲調整部231により調整された探索範囲を対象として動き探索を実行する。
The motion
その他の部分は実施の形態1と同様である。 Other parts are the same as those of the first embodiment.
次に、探索範囲調整部231の具体的な動作を説明する。
Next, a specific operation of the search
参照画像一時記憶部114には、1マクロブロック分の動き探索を実行する際に必要な参照画像が格納されている。例えば、図4のように、探索範囲が3個ある場合、図9のように、参照画像は、参照画像一時記憶部114内の記憶領域245を均等に3個の領域に分け、それぞれに格納されている。動き探索実行部112は、そこから各探索範囲の参照画像を読み出し動き探索を実行する。
The reference image
すなわち、対象フレーム141に対して、第1参照フレーム152、第2参照フレーム153および第3参照フレーム154の3個の参照フレームがある場合に、それぞれに対応する、第1探索範囲155、第2探索範囲156および第3探索範囲157の参照画像は、それぞれ、第1領域246、第2領域247および第3領域248に格納される。
That is, when there are three reference frames of the
ここで、ある領域動きベクトルが複数のローカルベクトルから算出されている場合、その複数のローカルベクトルの分散(以下、「ベクトル分散」とも呼ぶ)を求めることができる。そして、ベクトル分散が小さい場合、該当する抽出領域に存在する複数の物体が一律に同じ方向に動いている可能性が高い。この場合、あまり広範囲を探索する必要がない。一方、ベクトル分散が大きい場合、該当する抽出領域に存在する複数の物体が異なる方向に動いている可能性が高い。この場合、広範囲を探索する必要がある。 Here, when a certain region motion vector is calculated from a plurality of local vectors, the variance of the plurality of local vectors (hereinafter also referred to as “vector variance”) can be obtained. When the vector variance is small, there is a high possibility that a plurality of objects existing in the corresponding extraction region are moving in the same direction. In this case, it is not necessary to search for a wide range. On the other hand, when the vector variance is large, there is a high possibility that a plurality of objects existing in the corresponding extraction region are moving in different directions. In this case, it is necessary to search a wide range.
すなわち、探索範囲調整部231は、第1探索範囲155、第2探索範囲156および第3探索範囲157を設定する際に使用された第1領域動きベクトル145、第2領域動きベクトル146および第3領域動きベクトル147に対応する第1ベクトル分散、第2ベクトル分散および第3ベクトル分散を比較する。そして、例えば、比較した結果が式1のようになる場合、探索範囲調整部231は、式2に示すように、探索範囲の大きさを調整する。
That is, the search
第1ベクトル分散 < 第2ベクトル分散 < 第3ベクトル分散 (式1)
第1探索範囲155 < 第2探索範囲156 < 第3探索範囲157 (式2)
First vector variance <second vector variance <third vector variance (Equation 1)
図10は、探索範囲の大きさが異なる場合における探索範囲と記憶領域との関係を示す概念図である。第3探索範囲157の参照画像を格納する第3領域248は大きくなり、第1探索範囲155の参照画像を格納する第1領域246は小さくなる。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the relationship between the search range and the storage area when the sizes of the search range are different. The
これにより、あまり広範囲な領域を探索する必要がない第1探索範囲155は狭められ、広範囲な領域を探索する必要がある第3探索範囲157は広げられる。さらに、参照画像一時記憶部114内の記憶領域245において、第3領域248を大きくすることで、第3探索範囲157の探索範囲の拡大が実現でき、動き探索の検出率が上昇する。
As a result, the
また、同一の抽出領域内にあるにも関わらず異なる方向に移動している複数の物体は、対象フレームから離れた参照フレームになるほど、より離れた位置に存在することになる。図11を用いて説明すると、図11では、抽出領域262にある第1物体263と第2物体264は、異なる方向に移動している。その物体間の距離は、対象フレーム261内の第1物体263と第2物体264との距離D0より、第2参照フレーム266内の物体間の距離D2の方が離れている。また、距離D2より、第1参照フレーム265内の物体間の距離D1の方が、離れている(D0<D2<D1)。このように異なる方向に動いている場合、フレーム距離が近いフレームから探索する方が検出率は向上する。
In addition, a plurality of objects that are moving in different directions even though they are in the same extraction region are present at more distant positions as the reference frame is further away from the target frame. Referring to FIG. 11, in FIG. 11, the
同一の抽出領域内にある物体が異なる方向に動いているか否かについては、上述したベクトル分散を用いて判定することができる。そして、図12Aおよび図12Bに示すようにベクトル分散が大きい方に対応する領域動きベクトルを、フレーム距離が近い参照フレームに割り当てることで、探索性能を向上させることができる。 Whether or not an object in the same extraction region is moving in a different direction can be determined using the vector dispersion described above. Then, as shown in FIG. 12A and FIG. 12B, the search performance can be improved by assigning the region motion vector corresponding to the one having the larger vector variance to the reference frame having a short frame distance.
図12Aは、第1領域動きベクトル274に対応する第1ベクトル分散が、第2領域動きベクトル275に対応する第2ベクトル分散より小さい、または、第2ベクトル分散と等しい場合の領域動きベクトルと参照フレームとの関係を示す図である。
FIG. 12A shows the region motion vector and the reference when the first vector variance corresponding to the first
対応するベクトル分散が小さい第1領域動きベクトル274は、対象フレーム271から、より遠い第1参照フレーム272の探索範囲の設定に用いられる。対応するベクトル分散が大きい第2領域動きベクトル275は、対象フレーム271から、より近い第2参照フレーム273の探索範囲の設定に用いられる。
The corresponding first
図12Bは、第1領域動きベクトル274に対応する第1ベクトル分散が、第2領域動きベクトル275に対応する第2ベクトル分散より大きい場合の領域動きベクトルと参照フレームとの関係を示す図である。この場合、図12Aで示された領域動きベクトルと参照フレームとの関係は、反対になる。
FIG. 12B is a diagram showing the relationship between the region motion vector and the reference frame when the first vector variance corresponding to the first
また、ベクトル分散がともに非常に大きいとき、例えば閾値(分散閾値)よりベクトル分散値が大きいときは、そのベクトル分散から設定する探索範囲に関しては、図13に示すように最も近い参照フレームから探索範囲を設定して処理を行うことも可能である。 When the vector variance is very large, for example, when the vector variance value is larger than the threshold (variance threshold), the search range set from the vector variance is set from the nearest reference frame as shown in FIG. It is also possible to perform processing with setting.
図13は、第1領域動きベクトル274に対応する第1ベクトル分散、および、第2領域動きベクトル275に対応する第2ベクトル分散が、分散閾値より大きい場合の領域動きベクトルと参照フレームとの関係を示す図である。
FIG. 13 shows the relationship between the region motion vector and the reference frame when the first vector variance corresponding to the first
このように、各探索範囲は、必ず異なる参照フレームにおいて設定される事に限定されない。 Thus, each search range is not necessarily limited to being set in a different reference frame.
なお、本実施の形態においては、探索範囲調整部231が、ベクトル分散を用いて探索範囲の領域の切り替え、および、参照フレームの切り替えを行う例を示したが、動きベクトルの大きさ(動きベクトルの絶対値)にて切り替えることも可能である。動きベクトルの大きさとは、抽出領域における物体の移動量を表し、ローカルベクトルの大きさの和であってもよいし、領域動きベクトルの大きさであってもよい。
In the present embodiment, the search
物体の移動量を表す動きベクトルは、値が大きい程、対象フレームから参照フレームに対して物体が大きく移動するため、動き探索が行い難くなる。よって、探索範囲調整部231は、ベクトル分散と同様に、動きベクトルの大きさに応じて、探索範囲の領域の切り替え、および、参照フレームの切り替えを行うことも可能である。
The larger the value of the motion vector that represents the amount of movement of the object, the more the object moves from the target frame to the reference frame, and thus the motion search becomes difficult. Therefore, the search
探索範囲調整部231は、探索範囲の領域の切り替え、および、参照フレームの切り替えにより、探索範囲を調整する。
The search
本実施の形態に記載した複数の参照フレームに関しては、MPEG−4 AVC/H.264等のPスライス符号化の際の複数フレーム参照だけではなく、Bスライスにおける参照関係にも活用できるのは言うまでもない。 Regarding a plurality of reference frames described in this embodiment, MPEG-4 AVC / H. It goes without saying that it can be used not only for reference to a plurality of frames at the time of P slice encoding such as H.264 but also for reference relations in B slices.
なお、抽出領域に関して、複数の抽出領域に対し、一部、同じ領域を設定することも可能であるし、全く異なる領域を設定することも可能である。 Regarding the extraction region, it is possible to set a part of the same region for a plurality of extraction regions, or it is possible to set a completely different region.
図14は、実施の形態2における動きベクトル検出方法を示すフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart showing a motion vector detection method according to the second embodiment.
まず、領域動きベクトル決定部110は、対象ピクチャから複数の抽出領域を決定し、抽出領域の動きを示す領域動きベクトルを抽出領域毎に求める(S201)。
First, the region motion
次に、探索範囲設定部111は、対象マクロブロックの位置と抽出領域毎に決定された領域動きベクトルとにより定められる各領域をそれぞれ探索範囲として設定する(S202)。
Next, the search
次に、探索範囲調整部231は、抽出領域毎の動き情報に基づいて、探索範囲を調整する(S203)。例えば、領域動きベクトルを求めるときに用いられたローカルベクトルの分散が大きい場合または領域動きベクトルが大きい場合、探索範囲調整部231は、探索範囲を拡大する。または、領域動きベクトルを求めるときに用いられたローカルベクトルの分散が大きい場合、探索範囲調整部231は、探索範囲が時間的に近い参照フレームに属するように、探索範囲を調整する。
Next, the search
次に、動き探索実行部112は、調整されたそれぞれの探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、対象マクロブロックの動きベクトルを検出する(S204)。
Next, the motion
これにより、適応的に調整された探索範囲を対象として、動き探索を実行するため、動き探索の精度が向上する。 Accordingly, since the motion search is performed on the adaptively adjusted search range, the accuracy of the motion search is improved.
(実施の形態3)
図15は、本発明の実施の形態3における動きベクトル検出装置の構成図である。
(Embodiment 3)
FIG. 15 is a configuration diagram of a motion vector detection device according to Embodiment 3 of the present invention.
図15に示された動きベクトル検出装置300は、領域動きベクトル決定部110、領域動きベクトル限定部332、探索範囲設定部111および動き探索実行部112を備える。さらに、動きベクトル検出装置300は、対象画像一時記憶部113および参照画像一時記憶部114のうち一部または全部を備えてもよい。
The motion
領域動きベクトル限定部332は、領域動きベクトル決定部110により決定された領域動きベクトルの情報を元に領域動きベクトルを限定する機能が追加されている。これにより、抽出領域および探索範囲が大括りされる。
The region motion
探索範囲設定部111は、限定された領域動きベクトルにより探索範囲を設定する。
The search
その他の部分は実施の形態1と同様である。 Other parts are the same as those of the first embodiment.
次に、領域動きベクトル限定部332の具体的な動作を説明する。
Next, a specific operation of the region motion
実施の形態3では、図16Aに示すように抽出領域がフレーム341の上側(第1抽出領域342)、中央(第2抽出領域343)および下側(第3抽出領域344)と設定されている。また、実施の形態3では、図16Bに示すように抽出領域の大括り化の閾値Aが水平方向に対して20、および、垂直方向に対して10と設定されている。また、探索範囲を追加するための閾値Bが水平方向に対して120、および、垂直方向に対して60と設定されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 16A, the extraction areas are set on the upper side (first extraction area 342), the center (second extraction area 343), and the lower side (third extraction area 344) of the
領域動きベクトルが図17Aの状態であった場合、第1抽出領域342、第2抽出領域343および第3抽出領域344のすべての領域動きベクトルが水平方向および垂直方向ともに閾値Aの範囲に収まっていない。よって、領域動きベクトルは限定されず、探索範囲も大括りされない。
When the region motion vectors are in the state of FIG. 17A, all the region motion vectors of the
領域動きベクトルが図17Bの状態であった場合、領域動きベクトルが水平方向および垂直方向ともに閾値Aの範囲に収まっている。よって、抽出領域を1個に大括り化し、領域動きベクトルは、1個に限定される。この時、大括り化した抽出領域の領域動きベクトルの値は各領域動きベクトルの平均値でもよい。この場合、領域動きベクトルは、水平方向=30、垂直方向=20である。これにより、探索範囲は1個に大括りされる。 When the region motion vector is in the state of FIG. 17B, the region motion vector is within the range of the threshold A in both the horizontal direction and the vertical direction. Therefore, the extraction region is grouped into one, and the region motion vector is limited to one. At this time, the value of the region motion vector of the extracted region that is generalized may be an average value of each region motion vector. In this case, the region motion vectors are horizontal direction = 30 and vertical direction = 20. As a result, the search range is summarized as one.
実施の形態1における動きベクトル検出装置は、3個の抽出領域があれば、最大で3枚のピクチャに対して動き探索を行う。
If there are three extraction regions, the motion vector detection apparatus according to
しかし、本実施の形態では、抽出領域を大括り化することで動き探索対象ピクチャを1枚に低減できる。これにより、参照画像へのアクセスのためのメモリトラフィックを低減でき、装置の消費電力を低減することができる。 However, in this embodiment, the motion search target picture can be reduced to one by broadening the extraction area. Thereby, the memory traffic for accessing the reference image can be reduced, and the power consumption of the apparatus can be reduced.
また、例えば、H.264では参照フレームが1個の場合、スライスヘッダのnum_ref_idx_l0_active_minus1、および、num_ref_idx_l1_active_minus1が0になるため、mb_pred()において、ref_idx_l0[mbPartIdx]、および、ref_idx_l1[mbPartIdx]の符号化を省略することができる。したがって、符号化効率も改善できる。 Also, for example, H. In H.264, when there is one reference frame, num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 of the slice header become 0, so that ref_idx_l0 [mbPartIdx] and ref1x can be coded in mb_pred (). Therefore, encoding efficiency can also be improved.
領域動きベクトルが、図17Cの状態であった場合は、領域動きベクトルが水平方向および垂直方向ともに閾値Aの範囲に収まっているため、抽出領域を1個に大括り化することができる。しかし、水平方向および垂直方向ともに探索範囲を追加するための閾値Bの範囲を超えているため、探索範囲は2となる。 When the region motion vector is in the state of FIG. 17C, the region motion vector is within the range of the threshold value A in both the horizontal direction and the vertical direction, so that the extraction region can be broadened into one. However, the search range is 2 because it exceeds the range of the threshold B for adding the search range in both the horizontal and vertical directions.
上記のように、領域動きベクトルが閾値Bより大きい場合は、パンまたはチルトをしている事が想定される。したがって、各領域動きベクトルが同じ様な値であっても、2個以上の参照ピクチャに含まれる2個以上の探索範囲で動き探索を行う方が、符号化効率が良くなる。例えば、Bピクチャであれば前方参照フレームおよび後方参照フレームを参照することで、パンまたはチルトをしたときの画像においても符号化効率を落とさずに済む。 As described above, when the region motion vector is larger than the threshold value B, it is assumed that panning or tilting is performed. Therefore, even if each region motion vector has the same value, encoding efficiency is improved by performing motion search in two or more search ranges included in two or more reference pictures. For example, in the case of a B picture, by referring to the forward reference frame and backward reference frame, it is not necessary to reduce the coding efficiency even in an image when panning or tilting.
具体的には図18Aおよび図18Bを用いて説明する。 Specifically, this will be described with reference to FIGS. 18A and 18B.
図18Aでは、対象フレーム351の第1抽出領域342、第2抽出領域343および第3抽出領域344の領域動きベクトルが同じ様な値であり、各領域動きベクトルのスカラー値は小さい。そのため、後方参照フレーム353を参照せず、前方参照フレーム352だけを参照して符号化を行っても符号化効率を落とすことはない。
In FIG. 18A, the region motion vectors of the
一方、図18Bでは、対象フレーム354の第1抽出領域342、第2抽出領域343および第3抽出領域344の領域動きベクトルが同じ様な値であり、各領域動きベクトルのスカラー値は大きい。すなわち、図18Bでは、フレーム全体が右から左にパンしている。
On the other hand, in FIG. 18B, the region motion vectors of the
同図の場合、前方参照フレーム355には存在しない物体(家)が後方参照フレーム356には存在しており、前方参照フレーム355に存在する物体(自動車)が後方参照フレーム356には存在していない。このような場合、前方あるいは後方のみのフレームを参照するだけでは符号化効率が悪くなってしまうため、両方のフレームを用いた符号化を行う必要がある。
In the case of the figure, an object (house) that does not exist in the
図19は、実施の形態3における動きベクトル検出方法を示すフローチャートである。 FIG. 19 is a flowchart showing a motion vector detection method according to the third embodiment.
まず、領域動きベクトル決定部110は、対象ピクチャから複数の抽出領域を決定し、抽出領域の動きを示す領域動きベクトルを抽出領域毎に求める(S301)。
First, the region motion
次に、領域動きベクトル限定部332は、複数の抽出領域から導出された各領域動きベクトルの相互の差を示す値が閾値の範囲内であれば、複数の抽出領域から導出された各領域動きベクトルを1個の領域動きベクトルに限定する(S302)。
Next, if the value indicating the difference between the region motion vectors derived from the plurality of extraction regions is within the threshold range, the region motion
次に、探索範囲設定部111は、対象マクロブロックの位置と限定された各領域動きベクトルとにより定められる領域をそれぞれ探索範囲として設定する(S303)。
Next, the search
次に、動き探索実行部112は、設定されたそれぞれの探索範囲を対象として動き探索を実行することにより、対象マクロブロックの動きベクトルを検出する(S304)。
Next, the motion
これにより、抽出領域毎に異なる動きを示す対象フレームに対しても、動き探索の精度が向上する。さらに、効果的に探索範囲が制限される。 This improves the accuracy of motion search even for target frames that show different motion for each extraction region. Furthermore, the search range is effectively limited.
上述のように、実施の形態1における動きベクトル検出方法では、複数の抽出領域で領域動きベクトルが同じ様な値の場合でも、複数の探索範囲を設定する。そのため、不要な動き探索を行う場合がある。 As described above, in the motion vector detection method according to the first embodiment, a plurality of search ranges are set even when the region motion vectors have the same value in a plurality of extraction regions. Therefore, an unnecessary motion search may be performed.
しかし、本実施の形態に記載の方法を使用すれば、領域動きベクトルが同じ様な値の場合は、不要な動き探索を抑えることができるため、動きベクトル検出装置の消費電力を抑えることができ、さらに符号化効率も改善できる。 However, if the method described in this embodiment is used, unnecessary motion search can be suppressed when the region motion vectors have the same value, so that the power consumption of the motion vector detection device can be suppressed. Further, the encoding efficiency can be improved.
このように、本実施の形態では、適応的に探索範囲を制限することで、高効率符号化と消費電力削減の両立を図ることができる。 Thus, in the present embodiment, it is possible to achieve both high-efficiency encoding and power consumption reduction by adaptively limiting the search range.
(実施の形態4)
図20は、本発明の実施の形態4に係る撮像システム601、例えばデジタルスチルカメラ(DSC)の構成を示すブロック図である。図20における動きベクトル検出装置606は、上記本発明の実施の形態1〜3に係る動きベクトル検出装置のいずれかである。
(Embodiment 4)
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an
図20によれば、光学系602を通って入射した画像光は、センサ603上に結像される。センサ603は、タイミング制御回路609によって駆動されることにより、結像された画像光を蓄積し、電気信号へと光電変換する。センサ603から読み出された電気信号は、アナログデジタル変換器(ADC)604によってデジタル信号へと変換された後に、当該動きベクトル検出装置606を含む画像処理回路605に入力される。この画像処理回路605においては、Y/C処理、エッジ処理、画像の拡大縮小、および、本発明を用いた動きベクトル検出等の画像処理が行われる。画像処理された信号は、記録転送回路607においてメディアへの記録あるいは転送が行われる。記録あるいは転送された信号は、再生回路608により再生される。この撮像システム601の全体は、システム制御回路610によって制御されている。
According to FIG. 20, the image light incident through the
なお、本発明に係る動きベクトル検出装置606における画像処理は必ずしも光学系602を介してセンサ603に結像された画像光に基づく信号のみに適用されるものではない。例えば、外部装置から電気信号として入力される画像信号を処理する際にも適用可能であることは言うまでもない。
Note that image processing in the motion
また、本実施の形態に示された任意の構成要素と動きベクトル検出装置606との組み合わせは、動き探索を実行する信号処理システムとして、利用することができる。
Moreover, the combination of the arbitrary component shown by this Embodiment and the motion
以上、本発明に係る動きベクトル検出方法および動きベクトル検出装置について、実施の形態1〜4に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。これらの実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、これらの実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。 Although the motion vector detection method and the motion vector detection device according to the present invention have been described based on the first to fourth embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Forms obtained by subjecting these embodiments to modifications conceived by those skilled in the art, and other forms realized by arbitrarily combining components in these embodiments are also included in the present invention.
また、本発明は、動きベクトル検出方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体として実現できる。 Further, the present invention can be realized as a program for causing a computer to execute the steps included in the motion vector detection method. Furthermore, the present invention can be realized as a computer-readable storage medium storing the program.
なお、上記に記載のフレームは、フィールドを含む概念である。また、フレームおよびフィールドは、ピクチャとも呼ばれる。 The frame described above is a concept including a field. Frames and fields are also called pictures.
本発明に係る動きベクトル方法は、高性能な動き探索を実現することができるため、高画質化および長時間記録が求められる撮像システム等に、非常に有用な技術である。また、参照フレームを限定することでメモリトラフィックの削減および省電力化も実現することができ、モバイル系の撮像システムにも有用な技術である。 Since the motion vector method according to the present invention can realize a high-performance motion search, it is a very useful technique for an imaging system that requires high image quality and long-time recording. In addition, by limiting the reference frame, it is possible to reduce memory traffic and save power, which is a useful technique for a mobile imaging system.
100、200、300、606 動きベクトル検出装置
110 領域動きベクトル決定部
111 探索範囲設定部
112 動き探索実行部
113 対象画像一時記憶部
114 参照画像一時記憶部
115 特定物検出部
116 手ブレ補正部
121 設定情報
122、136、137、138 対象画像
123 参照画像
124、816、817、836、837 動きベクトル
131、341 フレーム
132、142、162、342 第1動きベクトル抽出領域(第1抽出領域)
133、143、163、343 第2動きベクトル抽出領域(第2抽出領域)
134、144、164、344 第3動きベクトル抽出領域(第3抽出領域)
141、161、261、271、351、354、811、831、841 対象フレーム
145、274 第1領域動きベクトル
146、275 第2領域動きベクトル
147 第3領域動きベクトル
151、821 符号化対象マクロブロック(対象マクロブロック)
152、265、272、842 第1参照フレーム
153、266、273、843 第2参照フレーム
154、844 第3参照フレーム
155、846 第1探索範囲
156、847 第2探索範囲
157、848 第3探索範囲
165 第4動きベクトル抽出領域(第4抽出領域)
166 第5動きベクトル抽出領域(第5抽出領域)
231 探索範囲調整部
245 記憶領域
246 第1領域
247 第2領域
248 第3領域
262 動きベクトル抽出領域(抽出領域)
263、813、833 第1物体
264、814、834 第2物体
332 領域動きベクトル限定部
352、355 前方参照フレーム
353、356 後方参照フレーム
601 撮像システム
602 光学系
603 センサ
604 アナログデジタル変換器(ADC)
605 画像処理回路
607 記録転送回路
608 再生回路
609 タイミング制御回路
610 システム制御回路
812、832 参照フレーム
815、835、845 グローバルベクトル
822 位置
823 範囲
824 探索範囲
DESCRIPTION OF
133, 143, 163, 343 Second motion vector extraction region (second extraction region)
134, 144, 164, 344 Third motion vector extraction region (third extraction region)
141, 161, 261, 271, 351, 354, 811, 831, 841
152, 265, 272, 842
166 Fifth motion vector extraction region (fifth extraction region)
231 Search
263, 813, 833
605
Claims (30)
前記対象ピクチャから複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域の動きベクトルを示す領域動きベクトルを求める領域動きベクトル決定ステップと、
前記対象ピクチャにおける前記マクロブロックの位置に対応する前記参照ピクチャにおける位置と前記領域動きベクトルとにより定められる位置を含む領域を前記探索範囲として設定する探索範囲設定ステップとを含む
動きベクトル検出方法。 A motion vector detection method for detecting a motion vector of a macroblock by executing a motion search for a search range in a reference picture for a macroblock in a target picture to be encoded,
A region motion vector determination step for determining a plurality of motion vector extraction regions from the target picture and obtaining a region motion vector indicating a motion vector of the motion vector extraction region for each of the motion vector extraction regions;
A search range setting step of setting, as the search range, a region including a position defined by a position in the reference picture corresponding to a position of the macroblock in the target picture and the region motion vector.
請求項1に記載の動きベクトル検出方法。 In the region motion vector determination step, the plurality of motion vector extraction regions are determined such that at least one of the plurality of motion vector extraction regions includes a center position of the target picture. The motion vector detection method according to claim 1, wherein the region motion vector is obtained.
前記領域動きベクトル決定ステップでは、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記特定物検出ステップにより検出された位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求める
請求項1または請求項2に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method further includes a specific object detection step of detecting a position of a specific object existing in the target picture,
In the region motion vector determination step, the plurality of motion vector extraction regions so that at least one motion vector extraction region among the plurality of motion vector extraction regions includes a position detected by the specific object detection step. The motion vector detection method according to claim 1, wherein the region motion vector is determined.
請求項3に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method according to claim 3, wherein the specific object is a human face.
請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 In the region motion vector determination step, the pixel value in the motion vector extraction region of the target picture and the pixel value in the region of the reference picture corresponding to the motion vector extraction region of the target picture are used. The motion vector detection method according to claim 1, wherein the region motion vector is obtained for each motion vector extraction region of a target picture.
請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 The region motion vector determination step obtains the region motion vector for each motion vector extraction region from information on motion vectors of macroblocks already encoded in the motion vector extraction region. The motion vector detection method according to any one of the above.
前記領域動きベクトル決定ステップでは、手ブレ補正時に検出する前記対象ピクチャの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求める
請求項1〜4のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method further includes a camera shake correction step for reducing and correcting camera shake, which is a fine motion in the vertical and horizontal directions of the target picture,
The motion vector detection method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the region motion vector determination step, the region motion vector is obtained from information on a motion vector of the target picture detected during camera shake correction.
請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 The said motion vector detection method further includes the search range adjustment step which adjusts the magnitude | size of the said search range depending on the motion information in the said motion vector extraction area | region. Motion vector detection method.
請求項1〜7のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method further includes a search range adjustment step of adjusting the search range by changing attribution of the search range to a reference picture depending on motion information in the motion vector extraction region. The motion vector detection method according to any one of Items 1 to 7.
請求項8または請求項9に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method according to claim 8 or 9, wherein the motion information is a value indicating a size of the region motion vector of the motion vector extraction region.
請求項8または請求項9に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method according to claim 8 or 9, wherein the motion information is a variance value of motion vectors of macroblocks that have already been encoded in the motion vector extraction region.
請求項1〜11のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出方法。 The motion vector detection method further shows a difference between L area motion vectors respectively obtained from L (L is an integer of 2 or more) motion vector extraction areas among the plurality of motion vector extraction areas. When all values are within a predetermined first threshold range, the L motion vector extraction regions are used as one motion vector extraction region, and the L region motion vectors are used as one region motion vector. The motion vector detection method according to claim 1, further comprising a region motion vector limiting step limited to.
請求項12に記載の動きベクトル検出方法。 In the search range setting step, when all the region motion vectors obtained from the target picture are limited to N (N is a natural number) region motion vectors in the region motion vector limiting step, the search range is maximum. The motion vector detection method according to claim 12, wherein the search range is set so as to belong to N reference pictures.
請求項12に記載の動きベクトル検出方法。 In the search range setting step, when the average value of the plurality of region motion vectors before the limitation corresponding to the limited region motion vector is larger than a predetermined second threshold, the limited region motion vector The motion vector detection method according to claim 12, wherein two search ranges included in two different reference pictures are set.
前記対象ピクチャから複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記動きベクトル抽出領域毎に、前記動きベクトル抽出領域の動きベクトルを示す領域動きベクトルを求める領域動きベクトル決定部と、
前記対象ピクチャにおける前記マクロブロックの位置に対応する前記参照ピクチャにおける位置と前記領域動きベクトルとにより定められる位置を含む領域を前記探索範囲として設定する探索範囲設定部とを備える
動きベクトル検出装置。 A motion vector detection device that detects a motion vector of a macroblock by executing a motion search for a search range in a reference picture for a macroblock in a target picture to be encoded,
A plurality of motion vector extraction regions from the target picture, and a region motion vector determination unit for determining a region motion vector indicating a motion vector of the motion vector extraction region for each motion vector extraction region;
A motion vector detection device comprising: a search range setting unit configured to set, as the search range, an area including a position defined by a position in the reference picture corresponding to a position of the macroblock in the target picture and the area motion vector.
請求項15に記載の動きベクトル検出装置。 The region motion vector determination unit determines the plurality of motion vector extraction regions so that at least one motion vector extraction region of the plurality of motion vector extraction regions includes a center position of the target picture. The motion vector detection device according to claim 15, wherein the region motion vector is obtained.
前記領域動きベクトル決定部は、前記複数の動きベクトル抽出領域のうち、少なくとも1個の動きベクトル抽出領域が、前記特定物検出部により検出された位置を含むように、前記複数の動きベクトル抽出領域を決定し、前記領域動きベクトルを求める
請求項15または請求項16に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection apparatus further includes a specific object detection unit that detects a position of a specific object existing in the target picture,
The region motion vector determination unit includes the plurality of motion vector extraction regions such that at least one of the plurality of motion vector extraction regions includes a position detected by the specific object detection unit. The motion vector detection device according to claim 15 or 16, wherein the motion vector detection device determines the region motion vector.
請求項17に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device according to claim 17, wherein the specific object is a human face.
請求項15〜18のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The region motion vector determination unit uses the pixel value in the motion vector extraction region of the target picture and the pixel value in the region of the reference picture corresponding to the motion vector extraction region of the target picture, The motion vector detection device according to claim 15, wherein the region motion vector is obtained for each motion vector extraction region of the target picture.
請求項15〜18のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The region motion vector determination unit obtains the region motion vector for each motion vector extraction region from information on a motion vector of a macroblock that has already been encoded in the motion vector extraction region. The motion vector detection device according to any one of the above.
前記領域動きベクトル決定部は、手ブレ補正時に検出する前記対象ピクチャの動きベクトルの情報から前記領域動きベクトルを求める
請求項15〜18のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device further includes a camera shake correction unit that reduces and corrects camera shake that is a fine motion of the target picture in the vertical and horizontal directions
The motion vector detection device according to any one of claims 15 to 18, wherein the region motion vector determination unit obtains the region motion vector from information on a motion vector of the target picture detected during camera shake correction.
請求項15〜21のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The said motion vector detection apparatus is further provided with the search range adjustment part which adjusts the magnitude | size of the said search range depending on the motion information in the said motion vector extraction area | region. Motion vector detection device.
請求項15〜21のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device further includes a search range adjustment unit that adjusts the search range by changing the attribution of the search range to a reference picture depending on motion information in the motion vector extraction region. Item 22. The motion vector detection device according to any one of Items 15 to 21.
請求項22または請求項23に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device according to claim 22 or 23, wherein the motion information is a value indicating a size of the region motion vector of the motion vector extraction region.
請求項22または請求項23に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device according to claim 22 or 23, wherein the motion information is a variance value of motion vectors of a macroblock that has already been encoded in the motion vector extraction region.
請求項15〜25のうちいずれか1項に記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device further shows a difference between L area motion vectors respectively obtained from L (L is an integer of 2 or more) motion vector extraction areas among the plurality of motion vector extraction areas. When all values are within a predetermined first threshold range, the L motion vector extraction regions are used as one motion vector extraction region, and the L region motion vectors are used as one region motion vector. The motion vector detection device according to any one of claims 15 to 25, further comprising a region motion vector limiting unit limited to
請求項26に記載の動きベクトル検出装置。 The search range setting unit has a maximum search range when all the region motion vectors obtained from the target picture are limited to N (N is a natural number) region motion vectors by the region motion vector limiting unit. 27. The motion vector detection device according to claim 26, wherein the search range is set so as to belong to N reference pictures.
請求項26に記載の動きベクトル検出装置。 The search range setting unit, when an average value of a plurality of previous region motion vectors corresponding to the limited region motion vector is larger than a predetermined second threshold value, the limited region motion vector 27. The motion vector detection device according to claim 26, wherein two search ranges included in two different reference pictures are set.
画像光を画像信号に変換するセンサと、
入射された画像光を前記センサ上に結像させる光学系と、
前記画像信号をデジタルデータに変換して前記動きベクトル検出装置に出力するアナログデジタル変換器とを備える
撮像システム。 A motion vector detection device according to any one of claims 15 to 28;
A sensor that converts image light into an image signal;
An optical system that forms an image of incident image light on the sensor;
An imaging system comprising: an analog-digital converter that converts the image signal into digital data and outputs the digital data to the motion vector detection device.
入力されたアナログ値の画像信号をデジタルデータに変換して前記動きベクトル検出装置に出力するアナログデジタル変換器とを備える
信号処理システム。 A motion vector detection device according to any one of claims 15 to 28;
An analog-to-digital converter that converts an input image signal of an analog value into digital data and outputs the digital data to the motion vector detection device.
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