DE19618984A1

DE19618984A1 - Verfahren zur Bewegungsbewertung in Bilddaten sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE19618984A1
Application number: DE1996118984
Authority: DE
Inventors: Jae-Min Kim; Young-Beom Jang
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1996-11-14
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: KR960043898A; DE19618984B4; JPH08317411A; US5793429A; KR0182058B1; TW317065B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfah ren für Bilddaten sowie eine dazugehörige Vorrichtung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Be arbeiten von Vollbewegungs-Bilddaten.

Die bereits weit verbreitete Videokommunikation kann im allgemeinen in zwei Kategorien eingeteilt werden, nämlich die analoge und die digitale Bildkommunikation. Analoge Bildkommunikation wurde beispielsweise für Videokonferenzen verwendet. Sie ist jedoch im allgemeinen durch ihre geringe Auflösung der übertragenen und empfangenen Bilddaten be grenzt. Demgegenüber hat sich im Vergleich zur analogen Bildkommunikation die digitale Bildkommunikation von Voll bewegungs-Bilddaten im allgemeinen hinsichtlich der Wieder gabetreue wesentlich verbessert, da die digitalen Informa tionen üblicherweise in großen Mengen bei höheren Datenra ten als die analogen Bilddaten übertragen und empfangen werden können.

Wie dem Fachmann allgemein bekannt ist, wird zur Dar stellung digitaler Bilddaten ein Bildbereich oder Rahmen typischerweise aus einem Feld von Bildpunkten aufgebaut (beispielsweise 352 Reihen×244 Zeilen), wobei eine digi tale Zahl die Farbe, Helligkeit und Chrominanz für jeden Bildpunkt (Pixel) darstellt. Die Bildpunkt-Farbinformation besteht überlicherweise aus drei digitalen Werten bestehend aus einem digitalen Wert für rot, einem für grün und einem für blau. Man benötigt daher eine große Anzahl von Informa tionen um einen Bildpunkt zu beschreiben, was dazu führt, daß die digitale Darstellung von ganzen Bildrahmen eine au ßerordentlich große Menge digitaler Daten benötigt. Bei spielsweise benötigt man eine Speicherkapazität von ca. 3 Millionen Bytes um ein Farbvideo von 1000×1000 Bildpunk ten zu verarbeiten. Dies bedeutet daß ca. 90 Millionen Bytes digitaler Informationen jede Sekunde verarbeitet wer den müssen, falls man ein dynamisches Vollbewegungsbild mit 30 Rahmen pro Sekunde erzeugen möchte. Insbesondere müssen bei einem Vollbewegungs-Video nicht nur große Datenblöcke zum Beschreiben eines jeweiligen Einzelbildes verwendet werden, sondern es muß zur Erzeugung eines kontinuierlichen Bewegungsbildes ein jeweils neues Bild oder Rahmen dem Be trachter ca. dreißig mal pro Sekunde geliefert werden. Die Bewegung derart großer Mengen von Video-Bilddaten über di gitale Netzwerke oder Telefonleitungen ist mit den derzeit verfügbaren Brandbreiten einfach nicht durchführbar.

Um diesem Problem gerecht zu werden, wurde die digitale Datenkompression eingehend erforscht, die eine Technik zur Reduzierung der für das Senden einer vorgegebenen Nachricht benötigten Anzahl von Bytes darstellt, wobei die Nachricht empfangen und mit einer ausreichend hohen Wiedergabetreue reproduziert wird. Bei der Datenkompression werden übli cherweise entweder ein einziges Abkürzungssignal zum Ange ben eines sich wiederholenden Datenstrings von Bytes ver wendet oder es werden Datenbytes einer übertragenen Nach richt weggelassen. Die zuletzt beschriebene Form der Daten kompression wird üblicherweise als "lossy"-Kompression be zeichnet und basiert auf der Fähigkeit des menschlichen Ge hirns weggelassene Daten zu ersetzen. Bei Standbild-Video übertragung wird als Datenkompression der JPEG-Standard verwendet der ein Verfahren zur Kompression von Standbil dern definiert. Bei bewegten Videos bleiben ein Großteil der Bilddaten von Rahmen zu Rahmen konstant. Die Videodaten können daher dadurch komprimiert werden, daß als erstes ein Referenzrahmen beschrieben wird und die anschließenden Rah men lediglich hinsichtlich der Unterschiede vom Referenz rahmen beschrieben werden.

Die Kompression digitaler Daten mittels der Durchfüh rung einer Bewegungsbewertung kann man auch durch Verglei chen von Videoblöcken innerhalb eines früheren Bildrahmens mit Videoblöcken innerhalb eines augenblicklich vorliegen den Rahmens erreichen (beide werden durch Bildpunktbewegun gen in der vertikalen und/oder horizontalen Richtung er zeugt), wobei anschließend der Videoblock mit dem kleinsten Differenzsignal herausgefunden wird. Dem Fachmann ist hier bei klar, daß das Differenzsignal durch Bestimmung einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen den Blöcken erhalten werden kann. Da es schwierig ist, jeden Block in einem großen Bild mit Blöcken von einem früheren Rahmen zu vergleichen, wird üblicherweise ein Suchbereich mit einer vorbestimmten Größe entsprechend dem jeweiligen Block für den früheren bzw. vorausgehenden Rahmen eingestellt. Der Bewegungsvektor wird daraufhin durch Suchen im vorbestimm ten Suchbereich eines augenblicklich vorliegenden Rahmens bestimmt. Je kleiner die Größe des Blocks ist, desto ge nauer ist die Suche für die Bewegung. Jedoch erhöht überli cherweise die Verwendung von kleineren Blöcken die Größe bzw. Anzahl der Bewegungsvektoren, da mit Anwachsen der Größe des Suchbereiches die im Suchbereich gefundene Bewe gung umso größer sein kann, weshalb sich ein größerer Bewe gungsvektor ergibt.

Allgemein sind eine Vielzahl von Verfahren zur Bewe gungsbewertung bekannt. Beispielsweise gibt es das Anpas sungsverfahren, ein Gradientenverfahren und ein Blockab gleichverfahren. In Fig. 1 ist insbesondere ein herkömmli ches 4×4 Blockabgleichverfahren dargestellt. Gemäß Fig. 1 besitzt ein Bildschirm 244 Zeilen und pro Zeile 352 Bild punkte, was dem internationalen Standard für dynamische Bildkommunikation über Telefonleitungen entspricht. Jeder Bildpunkt besitzt eine entsprechende Helligkeit, wobei die Helligkeit durch einen digitalen Wert im Bereich von 0 bis 255 ausgedrückt werden kann. Eine Bewegung auf dem Bild schirm kann durch Auswertung einer Änderung der Helligkeit eines jeweiligen Bildpunktes abgeschätzt bzw. bewertet wer den. Vorzugsweise wird bei der Bewegungssuche ein Block von Bildpunkten identifiziert und die Bewegung durch die Suche entsprechend einer Änderung der Helligkeit des Blocks be stimmt. Dies geschieht unter der Annahme, daß die Bewegung eines typischen Bildpunktes eines Blocks der Bewegung eines Blocks entspricht und dieser Block nur eine Bewegung auf weist. Zur Verdeutlichung zeigt die Fig. 1 einen Block von 4×4 oder 16 Bildpunkten (Block A).

Da die Bewegung des Blocks 2-dimensional ist, ist es dem Fachmann klar, daß ein zweidimensionaler Bewegungsvek tor gemäß der Gleichung 1 ausgedrückt werden kann.

V(ÿ) = {V_x(ÿ), V_y(ÿ)} (1)

Zusätzlich zu den vorherstehend genannten Verfahren zur Bewegungswertung gibt es ein Vollsuchverfahren, ein M- Schritt-Suchverfahren, ein hierarchisches Suchverfahren und ein vorausbestimmendes Suchverfahren. Das in Fig. 2 darge stellte Vollsuchverfahren ist das am meisten verwendete Verfahren zur Bewertung bzw. Abschätzung von Bewegung. Die Fig. 3 zeigt ebenso die Charakteristika einer graphischen Darstellung bei einer herkömmlichen Summe von absoluten Differenzwerten (SAD) beim Vollsuchverfahren, wie es dem Fachmann bereits bekannt ist. Insbesondere, wenn eine Posi tion eines Gegenstands zum jetzigen Zeitpunkt der Position A entspricht und in einem gerade vorausgehenden Zeitpunkt der Position B entspricht, wird ein Block mit dem letzten SAD gemäß der folgenden Gleichung bestimmt und das Hellig keitsignal des Blocks zur Bewertung der Bewegung des Blocks A1 des Gegenstand verwendet, so daß die Position des Ob jekts auf der Grundlage der Position des Blocks A1 bewertet bzw. abgeschätzt werden kann.

Wenn beispielsweise die Suchgröße zum Suchen mit dem Bewegungsvektor die Größe von + 1 Bildpunkt aufweist, so erhält man neun SADs, wobei eine Position mit dem letzten Wert der neun SADs als geschätzter Wert der Position zu der sich der Gegenstand bewegt hat verwendet wird. Diese neun SADs sind: {V(x,y): (-1,1), (0,1), (1,1), (-1,0), (0,0), (1,0), (-1,-1), (0,-1), (1,-1)}.

Da jedoch die Bewegung nicht genau abgeschätz bzw. be wertet werden kann, wenn sich die Bewegung innerhalb des Suchbereichs von ±1 Bildpunkt befindet, wird der Suchbe reich üblicherweise auf die Größe von ±16 Bildpunkten ver größert, wodurch jedoch die Anzahl der SADs wesentlich er höht wird, die zur Überprüfung eines jeweiligen möglichen Bewegungsvektors im Suchbereich notwendig sind. Während das Vollsucherverfahren bei der dynamischen Bildkompression sehr wirkungsvoll sein kann, kann demzufolge der für das Erhalten der Bewertung bzw. Abschätzung notwendige Rechen aufwand außerordentlich hoch sein, weshalb weitere Verfah ren zur Beseitigung dieses Nachteils im Vollsuchverfahren entwickelt wurden. Wie vorherstehend beschrieben sind der artige Verfahren das M-Schritt-Suchverfahren, das hierar chische Suchverfahren und das vorausbestimmende Suchverfah ren. Nachfolgend wird anhand der Fig. 4A bis 4C ein her kömmliches M-Schritt-Suchverfahren dargestellt. Beim M- Schritt-Suchverfahren erfolgt die Bewertung der Bewegung durch Suchen mit einer Genauigkeit von 2^(M-1) Bildpunkten, wobei die Randbereiche der abgesuchten Bewegung erneut mit einer Genauigkeit von 2^(M-2) Bildpunkten abgesucht wird und diese Operationen wiederholt werden. Wenn das M-Schritt- Verfahren beispielsweise ein 3-Schritt-Verfahren ist wird die Bewegung zunächst durch Ausbilden eines Blocks der Größe von 8 Bildpunkten gemäß Fig. 4A bewertet. Als näch stes wird die Bewegung durch Ausbilden des Blocks in der Größe von 4 Bildpunkten gemäß Fig. 4B bewertet. Daraufhin wird die Bewegung durch Ausbilden des Blocks in der Größe von 2 Bildpunkten gemäß Fig. 4C bewertet. Demzufolge kann die Bewegung durch Teilung eines Bewertungsschritts in eine Serie von Schritten und nachfolgendes Bewerten der Bewegung mit größerer Genauigkeit bewertet werden, wodurch man eine abschließende Bewertung bzw. Abschätzung erhält.

Unglücklicherweise weist das M-Schritt-Verfahren einen Nachteil insofern auf, als bei einer fehlerhaften Bewertung der Bewegung in einem Schritt die Bewegungssuche zu einem lokalen Minimum ("lm") führen kann, wie es in Fig. 5 darge stellt ist.

Für den Fall eines hierarchischen Suchverfahrens kann die Bewegung mit einer gröberen Bildauflösung von 88×61 Bildpunkten gesucht werden, was eine Verringerung des Vollauflösungsbildes mit 352×244 Bildpunkten darstellt, wobei anschließend die Bewegung erneut mit einer feineren Bildauflösung von 176×122 Bildpunkten erneut untersucht wird, wodurch die Randbereiche der untersuchten Bewegung auf ein größeres Ausmaß erweitert werden. Wenn daher die Bewegung in einem Größenbereich von 4 Bildpunkten in seinem feinsten Bild gesucht wird, bedeutet dies eine Suche der Bewegung im Größenbereich von 16 Bildpunkten für das vollauflösende Bild. Durch suchen im Größenbereich von 2 Bildpunkten in der nächstfeineren Bildauflösung kann dar aufhin die Bewegung bewertet werden, was einer Suche der Bewegung im Größenbereich von 4 Bildpunkten in der vollen Bildauflösung entspricht. Für den Fachmann ist klar, daß diese Schritte den für die Bewertung der Bewegung im Bild mit voller Auflösung notwendigen Rechenaufwand verringern. Unglücklicherweise besitzt jedoch auch das hierarchische Suchverfahren einen Nachteil dahingehend, das bei einer fehlerhaften Bewertung der Bewegung bei einer gröberen Bildauflösung die Suche der Bewegung zu einem lokalen Mini mum ("lm") führen kann.

Im vorausbestimmenden Suchverfahren wird die Bewegung in einem zu untersuchenden Referenzblock anhand der Bewe gung von umliegenden Blöcken vorausbestimmt und die Randbe reiche um einen vorausbestimmten Wert untersucht. Das vor ausschauende Suchverfahren besitzt jedoch einen Nachteil dahingehend, daß der vorausbestimmte Wert nicht genau ist und die Bewegungssuche wiederum zu einem lokalen Minimum ("lm") führen kann.

In dem vqrherstehend beschrieben Verfahren wird ein Be wegungvektorfeld als Vorhersagemodell verwendet, wobei dar über hinaus ein 2-D räumliches Modell und ein 3-D räumli ches Modell verwendet werden, die auf einer gröberen Bild auflösung beruhen. Im 3-D räumlichen Modell wird die Bewe gung im augenblicklichen Referenzblock wirkungsvoll dadurch vorhergesagt, daß Informationen über das Bewegungsvektor feld in der gröberen Bildauflösung und Informationen über das Bewegungsvektorfeld in den angrenzenden Blöcken wir kungsvoll kombiniert werden. Das 3-D räumliche Modell be sitzt darüber hinaus mehrere elementare Modelle zur wir kungsvollen Behandlung von ungleichmäßigen Bewegung. Aus führlich beschrieben ist das 3-D räumliche Modell in der Dissertation "3-D Kalman Filter for Video and Motion Esti mation" von Jae-Min Kim, Rensselear Polytechnic Institute (1994). Jedoch besitzt auch das 3-D räumliche Modell inso fern einen Nachteil, als die Einstellung der Modellparame ter sehr kompliziert ist und aufgrund der schwierigen Im plementierung der Bewegungsbewertung, die vom komplizierten Algoryhtmus sowie vom großen Rechenaufwand herrührt, der bei der Verwendung eines Kalman Filters zur Bewegungsbewer tung notwendig ist.

Ungeachtet der vorherstehend beschriebenen Verfahren zur Bewegungsbewertung in Bilddaten besteht daher weiterhin ein Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wir kungsvollen Verarbeitung von Vollbewegungs-Bilddaten in ei nem komprimierten Format und mit verringertem Fehler.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein ver bessertes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Vollbewegungs-Bilddaten zu schaffen.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Vollbe wegungs-Daten in einem komprimierten Format und mit redu zierter Fehleranfälligkeit zu schaffen.

Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung und Übertragung von Vollbewegungs-Bilddaten zu schaffen, bei der eine verringerte Bandbreite verwendet wird.

Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erhält man durch die Verfahren und die Vorrichtung zum Bewerten einer Bewegung in Videodaten, so daß man eine effektive Kommunikation von Videodaten in Echtzeit mit hoher Wiedergabetreue erhält. Durch die Ver wendung dieses Verfahrens werden Vollbewegungs-Bilddaten dreidimensional mittels mehrfacher Modelle und zur Einstel lung eines Suchbereichs basierend auf vorausbestimmten Feh lern der Modelle derart verarbeitet, daß eine genauere Be wertung bzw. Abschätzung der Bewegung erfolgen kann. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird insbesondere ein Schritt durchgeführt, bei dem anhand eines empfangen Videosignals mit darin enthaltenen Informationen zur Beschreibung eines Bilddatenrahmens einer vorbestimmten Auflösung (beispielsweise 352×344 Bildpunkte) ein erster Bilddatenrahmen erzeugt. Der erste Bilddatenrahmen besitzt jedoch in Bezug zum Bilddatenrahmen der vorbestimmten Auf lösung eine gröbere Auflösung (beispielsweise 176×122 Bildpunkte). Darüber hinaus wird auch ein zweiter Bildda tenrahmen mit einer bezüglich dem ersten Bilddatenrahmen gröberen Auflösung (beispielsweise 88×61 Bildpunkte) er zeugt, so daß eine noch wirkungsvollere Routine zur Bewe gungserfassung unter Verwendung einer dreidimensionalen Verarbeitung erreicht werden kann.

Sobald die Bilder mit verringerter Auflösung erzeugt wurden erfolgt eine Bewertung der Bewegung im zweiten Bild datenrahmen, die ferner bei der Bewertung der Bewegung im ersten Bilddatenrahmen mit höherer Auflösung verwendet wird. Die Bewertung der Bewegung im ersten Bilddatenrahmen wird daraufhin zur Bewertung einer Bewegung eines Bildda tenrahmens mit einer vorbestimmten Auflösung verwendet. Insbesondere kann eine Bewertung der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen beispielsweise durch Lesen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren (beispielsweise neun für eine unter suchte Größe von ±1 Bildpunkt) in einem Bildblocks einer vorhergehenden Version des zweiten Bilddatenrahmens und durch Lesen von Bilddaten in einem Referenzblock einer au genblicklichen Version des zweiten Bilddatenrahmens erfol gen. Ein optimaler Bewegungsvektor kann auch durch die Vor ausbestimmung einer Vielzahl von Bewegungsvektoren bestimmt werden, die auf einer entsprechenden Vielzahl von Bewe gungsmodellen basieren, wobei das beste Modell und der Vek tor ausgewählt wird, bei dem die geringste Summe eines ab soluten Differenzfehlers auftritt. Sobald ein optimaler Be wegungsvektor vorausbestimmt wurde werden die Vielzahl von vorab eingelesenen Bewegungsvektoren in Bezug auf den opti malen Bewegungsvektor eingestellt und anschließend festge legt, bei welchem Vektor der kleinste relative Bewegungs fehler auftritt, so daß dieser Vektor als Bewertung für die Bewegung von der vorhergehenden Version des zweiten Bildda tenrahmens zur augenblicklichen Version des zweiten Bildda tenrahmens verwendet werden kann. Diese Schritte werden daraufhin erneut für den ersten Bilddatenrahmen mit höherer Auflösung durchgeführt, wobei die aus dem zweiten Bildda tenrahmen erhaltene Bewertung verwendet wird, und daraufhin erneut durchgeführt wird, so daß eine sehr genaue Bewertung der Bewegung im Bilddatenrahmen einer vorbestimmten Auflö sung erhalten werden kann. Die vorliegende Erfindung be zieht sich auch auf eine Vorrichtung zum Durchführen der vorherstehend beschriebenen Operationen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be schrieben.

Fig. 1 zeigt eine bildliche Darstellung eines herkömm lichen 4×4 Block-Anpassungsverfahrens zur Bewegungsbewer tung.

Fig. 2 zeigt eine bildliche Darstellung eines herkömm lichen Voll-Suchverfahrens zur Bewegungsbewertung.

Fig. 3 zeigt eine grafische Darstellung einer Summe von absoluten Differenzwerten für ein Voll-Suchverfahren zur Bewegungsbewertung.

Fig. 4 zeigt eine bildliche Darstellung eines herkömm lichen Drei-Schritt-Suchverfahrens zur Bewegungsbewertung.

Fig. 5 zeigt eine grafische Darstellung einer Summe von absoluten Differenzwerten, die lokale Minima ("lm") auf weist, für ein M-Schritt-Suchverfahren zur Bewegungsbe wertung.

Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild, das eine erfindungs gemäße Vorrichtung zum Durchführen der Bewegungsbewertung darstellt.

Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise zum Bewerten einer Bewegung in Bilddaten gemäß einem erfin dungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellt.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise zur Bewertung einer Bewegung in einem Bilddatenrahmen für eine volle oder relativ grobe Auflösung darstellt.

Fig. 9 zeigt ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage einer Vielzahl von Modellen darstellt.

Fig. 10 zeigt eine bildliche Darstellung, die den vol len, ersten, zweiten und dritten verwendeten Auflösungsrah men zur Bestimmung einer Bewegungsbewertung gemäß der Er findung darstellt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 6 bis 10 beschrieben. Insbesondere zeigt Fig. 6 ei nen bevorzugten Hardwareaufbau für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewertung bzw. Abschätzung einer Bewegung in Bilddaten. Die Vorrichtung besitzt eine Ein/Ausgangseinheit 10, die Bilddaten beinhaltende externe Videosignale empfängt und ein anhand der nachfolgend be schriebenen Operationen bestimmtes Bewegungsbewertungssi gnal überträgt. Ferner ist ein Suchspeicher 20 vorgesehen, der das empfangene externe Videosignal und die während der Zwischenstufen der bevorzugten Operationen zum Durchführen der erfindungsgemäßen Bewegungsbewertung erhaltenen Ergeb nisse abspeichert. Ferner ist ein Mikrocomputer bzw. Mikro kontroller vorgesehen, der neben anderen Dingen die Bildda tenrahmen unterschiedlicher Auflösung hinsichtlich eines Bilddatenrahmens mit einer vorbestimmten vollen Auflösung sowie ein die Bewertung der Bewegung in den empfangenen Bilddaten repräsentierendes Signal erzeugt. Eine Blockan passungsschaltung (50) die vom Mikrokontroller 30 angesteu ert wird, dient zur Durchführung einer Blockanpassung von vorzugsweise im Suchspeicher 20 abgespeicherten Daten. Fer ner ist eine Interpolationsschaltung 40 vorgesehen, die ei nen Wert der im Suchspeicher 20 gespeicherten Daten im An sprechen auf ein Signal vom Mikrokontroller 30 interpoliert und ein interpoliertes Signal erzeugt.

Informationen allgemeiner Art, die sich auf weitere Vorrichtungen zur Durchführung einer Bewegungsbewertung be ziehen können in folgenden Druckschriften gefunden werden: US 5,365,281 mit dem Titel Motion Signal Detecting Circuit; US 5,392,073 mit dem Titel Motion Estimating Device For Va riable Length Encoded Data; US 5,467,086 mit dem Titel Ap paratus and Method of Coding/Decoding Video Data; US 5,489,949 mit dem Titel Method and Apparatus for Motion Estimation; US 5,497,153 mit dem Titel System for Variable- Length-Coding and Variable-Length-Decoding Digital Data for Compressing Transmission Data; US 5,493,344 mit dem Titel Motion Vector Estimation Method and Apparatus Having Half- Pixel Accuracy; US 5,508,745 mit dem Titel Apparatus for Controlling A Quantization Level to be Modified by a Motion Vector; und US 5,510,857 mit dem Titel Motion Estimation Coprocessor.

Mit Bezug auf die Operationen S100 bis S900 gemäß Fig. 7 liest der Mikrokontroller 30 die von der Ein/Ausgangseinheit 10 empfangenen Videosignale in Schritt S100. Dieses Signal beinhaltet die Informationen zum Aufbau eines Bilddatenrahmens mit einer vorbestimmten vollen Auf lösung (beispielsweise 352×244 Bildpunkte). Gemäß Schritt S200 führt der Mikrokontroller 30 eine Operation durch, bei der ein erster Bilddatenrahmen aus dem Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung erzeugt wird, so daß der erste Bilddatenrahmen eine gröbere Auflösung (beispielsweise 176 ×122 Bildpunkte) aufweist, wie am besten in Fig. 10 darge stellt ist. Diesem Schritt folgt ein Schritt, bei dem die dem ersten Bilddatenrahmen entsprechenden Informationen im Suchspeicher 20 abgespeichert werden. In Schritt S300 wird ein zweiter Bilddatenrahmen derart erzeugt, daß der zweite Bilddatenrahmen eine gröbere Auflösung (beispielsweise 88× 61 Bildpunkte) als der erste Bilddatenrahmen aufweist, wo bei dieser Rahmen anschließend im Suchspeicher 20 abgespei chert wird. Daraufhin wird in Schritt S400 ein dritter Bilddatenrahmen derart erzeugt, daß der dritte Bilddaten rahmen eine im Vergleich zum zweiten Bilddatenrahmen noch mals gröbere Auflösung (beispielsweise 44×30,5 Bild punkte) aufweist und dieser Rahmen anschließend ebenso im Suchspeicher 20 abgespeichert wird.

Immer noch Bezug nehmend auf Fig. 7 führt daraufhin in der Operation S500 der Mikrokontroller 30 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit anhand des dritten Bilddatenrahmens eine Bewegungsbewertung durch, wobei man eine erste Abschätzung erhält. Diese erste Abschätzung wird daraufhin im Suchspei cher 20 abgespeichert. Als nächstes führt der Mikrokontrol ler 30 auf der Grundlage der in der Operation S500 durchge führten Bewegungsbewertung eine Bewegungsbewertung des zweiten Bilddatenrahmens durch, wobei man gemäß der Opera tion S600 eine zweite Abschätzung erhält die daraufhin im Suchspeicher 20 abgespeichert wird. In der nachfolgenden Operation S700 führt der Mikrokontroller 30 auf der Grund lage der in Schritt S600 durchgeführten Bewegungsbewertung eine Bewegungsbewertung des ersten Bilddatenrahmens durch, wobei man eine dritte Abschätzung erhält, die im Speicher abgespeichert wird. Schließlich wird in der Operation S800 eine Bewegungsbewertung der Bilddatenrahmen mit einer vor bestimmten vollen Auflösung vom Mikrokontroller 30 auf der Grundlage der in Schritt S700 durchgeführten Bewegungsbe wertung durchgeführt und diese Abschätzung abgespeichert. Daraufhin verursacht der Mikrokontroller 30 die Erzeugung eines Videosignals, welches die Bewegungsbewertung entspre chend dem Vollauflösungs-Bilddatenrahmen enthält, wobei es in Schritt S900 über die Eingangs/Ausgangseinheit 10 über tragen wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nachfolgend die Opera tion S500 zur Bewegungsbewertung im dritten Datenrahmen und zum Erhalten einer Abschätzung der Bewegung näher beschrie ben, wobei jedoch die in dieser bevorzugten Operation durchgeführten Schritte ebenso auf die Operationen S600 bis S800 angewendet werden können. In der Operation S500 liest der Mikrokontroller 30 die Bewegungsvektoren (V_s) der Blöc ke genau vorausgehender Bilddatenrahmen (S510), und liest die Bilddaten in einem Referenzblock eines augenblicklichen Bilddatenrahmens (S520). Ferner wird während der Operation S500 ein optimaler Bewegungsvektor aus einem Bewegungsmo dell vorausbestimmt (S530) und anschließend die Bilddaten in einem Suchbereich innerhalb des augenblicklichen Bildda tenrahmens und um den vorausbestimmten Bewegungsvektor herum ausgelesen (S540). Diesem Leseschritt (S540) folgt der Schritt S550, bei dem die in Schritt S510 erhaltenen Bewegungsvektoren um den oder relativ zu dem in Schritt S530 erhaltenen vorausbestimmten Bewegungsvektor einge stellt oder geändert werden.

Gemäß den Schritten S560 bis S599 wird eine Summe von absoluten Differenzwerten (SAD) zwischen dem Referenzblock und dem Block der Bilddaten an einem eingestellten Bewe gungsvektor für jeden in Schritt S550 erhaltenen einge stellten Bewegungsvektor bestimmt, wobei der kleinste fest gestellte SAD und der beim kleinsten festgestellten SAD auftretende eingestellte Bewegungsvektor abgespeichert wird, um ihn während der nachfolgenden Operationen zu ver wenden.

Mit Bezug auf Fig. 9 wird nachfolgend die Operation S530 zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei Verwen dung der Operation S530 kann der Suchbereich auf der Grund lage von Vorausbestimmungsfehlern vorzugsweise eingestellt werden, wobei die Fehler durch analysieren verschiedener Bewegungsmodelle abgeleitet werden und die Fehler dadurch verringert werden, daß eine rückgekoppelte Steuerung bzw. Regelung zum Bestimmen des besten Modells verwendet wird, bei dem unter Verwendung der Schritte von Fig. 8 die ge naueste Bewegungsbewertung gemacht wird. Insbesondere wird in Schritt S531 ein Bewegungsvektor mittels eines ersten Bewegungsmodells vorausbestimmt und anschließend in Schritt 532 eine Summe der absoluten Differenzwerte zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block festgelegt, wenn der Referenzblock eines augenblicklichen Rahmens aus einem vorausgehenden Videorahmen unter Verwendung des vor ausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Bewegungsmodells vorausbestimmt wird. Anstelle jedoch le diglich ein Modell zu verwenden, werden zur Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines lokalen Mini mums ("lm") in der Differenzwertegraphik gemäß Fig. 5 eine Vielzahl von unterschiedlichen Modellen verwendet, was bei Verwendung der herkömmlichen Verfahren problematisch sein kann. Beispielsweise zeigen die Schritte S533 bis S535 das Modell, welches den Bewegungsvektor entsprechend dem klein sten SAD auswählt, wenn der Schritt S532 durchgeführt wurde, ein optimaler Bewegungsvektor erzeugt wird, der in Schritt S530 verwendet wird.

Wie nachfolgend anhand von Tabelle 1 dargestellt zeigt die vorliegende Erfindung im Vergleich zum Voll-Suchverfah ren und hierarchischen Suchverfahren gemäß dem Stand der Technik wesentliche Vorteile, wobei die beiden Verfahren auf der Mittelwertbildung eines statistischen Gesamtfehlers (MSE) einer zeitlichen Interpolation innerhalb von dreißig Rahmen beruhen, wenn eine Blumengartensequenz und eine mo bile Sequenz verwendet werden.

Tabelle 1

Darüber hinaus ist in Tabelle 2 ein Mittelwert des sta tistischen Gesamtfehlers (MSE) einer bewegungskompensierten Vorausbestimmung in dreißig Rahmen dargestellt, bei der die vorherstehend genannten Suchverfahren verwendet wurden. Auf der Grundlage des statistischen Gesamtfehlers der bewe gungskompensierten Vorausbestimmung ist das Voll-Suchver fahren am wirkungsvollsten, wobei jedoch das erfindungsge mäße Verfahren dem Voll-Suchverfahren nahezu gleichwertig ist.

Tabelle 2

Nachfolgend wird anhand von Tabelle 3 die zum Berechnen der endgültigen Bewegungsbewertung benötigte Zeit für die jeweiligen Verfahren dargestellt. Unter Berücksichtigung des Zeitfaktors erweist sich das hierarchische Suchverfah ren als das wirkungsvollste, wobei jedoch das erfindungsge mäße Verfahren beinahe gleich wirkungsvoll ist.

Tabelle 3

Wie vorherstehend beschrieben, wurde der Mikrokontrol ler 30 in Verbindung mit den weiteren strukturellen Elemen ten gemäß Fig. 6 vorzugsweise dafür entworfen, die in den Fig. 7 bis 9 vorherstehend beschriebenen Operationen durchzuführen. Erfindungsgemäß besitzt eine Vorrichtung zum Komprimieren von Bewegungsvideodaten mittels Bewegungsbe wertung: eine Vorrichtung zum Empfangen eines Videosignals, das Informationen zum Aufbau eines Bilddatenrahmens mit ei ner vorbestimmten Auflösung enthält; eine Vorrichtung, die mit der Empfangsvorrichtung verbunden ist, zum Erzeugen von Informationen zum Aufbau eines ersten Bilddatenrahmens mit gröberer Auflösung als der Bilddatenrahmen mit der vorbe stimmten Auflösung und zum Erzeugen von Informationen zum Aufbauen eines zweiten Bilddatenrahmens mit gröberer Auflö sung als der erste Bilddatenrahmen; eine Vorrichtung, die mit der Informationserzeugungsvorrichtung verbunden ist, zum Bewerten der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen zum Erhalten einer ersten Abschätzung und zum Bewerten einer Bewegung im ersten Bilddatenrahmen auf der Grundlage der ersten Abschätzung zum Erhalten einer zweiten Abschätzung; und eine Vorrichtung, die im Ansprechen auf die Bewertungs vorrichtung ein Videosignal überträgt, welches eine im Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung enthaltene Bewegungsbewertung auf der Grundlage der zweiten Abschät zung überträgt.

Ferner besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Be wegungsbewertung: eine Vorrichtung zum Lesen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren und zum Lesen der Bilddaten in einem Referenzblock im zweiten Bilddatenrahmen; eine Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells; eine Vorrichtung, die im Ansprechen auf die Lesevorrichtung und die Vorausbestim mungsvorrichtung die Bilddaten in einem ersten Suchbereich des zweiten Bilddatenrahmens in der Nähe des vorausbestimm ten optimalen Bewegungsvektors ausliest; eine Vorrichtung zum Einstellen eines der Vielzahl von Bewegungsvektoren in Bezug auf einen vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektor, wodurch man einen ersten Bewegungsvektor erhält; und eine Vorrichtung aufweist, die im Ansprechen auf die Einstell vorrichtung eine erste Summe von absoluten Differenzwerten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bilddaten am ersten Bewegungsvektor bestimmt.

Schließlich besitzt die Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors: eine Vorrichtung zum Vor ausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwendung eines ersten Modells; eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrah men, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bildda tenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungs vektors auf der Grundlage des ersten Modells vorausbestimmt wird; eine Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines Bewegungs vektors unter Verwendung eines zweiten Modells; eine Vor richtung zum Bestimmen einer Summe von absoluten Differenz werten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbe stimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Refe renzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells vorausbestimmt wird; und eine Vorrichtung aufweist, die im Ansprechen auf die Vorausbe stimmungs- und die Bestimmungsvorrichtung den vorausbe stimmten Bewegungsvektor auf der Grundlage des ersten Mo dells als einen optimalen Bewegungsvektor bestimmt, wenn die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwen dung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grund lage des ersten Modells bestimmt wurde, kleiner ist als die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells bestimmt wurde.

In der Beschreibung und den Zeichnungen wurden typische bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart, wobei trotz Verwendung bestimmter Ausdrücke diese in einem allgemeinen Sinn zu verstehen sind und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken.

Ein Verfahren zur Bewertung von Bewegungen in Bilddaten besitzt die Schritte: Erzeugen eines ersten Rahmens von Bilddaten aus einem empfangenen Videosignal, das Informa tionen eines Bilddatenrahmens mit einer höheren vorausbe stimmten Auflösung (beispielsweise 352×244 Bildpunkte) enthält und Erzeugen eines zweiten Bilddatenrahmens mit gröberer Auflösung (beispielsweise 88×61 Bildpunkte) in Bezug auf den ersten Bilddatenrahmen. Eine Bewertung der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen wird daraufhin durchge führt und zur Bestimmung einer Bewegungsbewertung im ersten Bilddatenrahmen mit der höheren Auflösung verwendet. Die Bewertung der Bewegung im ersten Bilddatenrahmen wird dar aufhin zum Erhalten einer Bewegungsbewertung im empfangenen Bilddatenrahmen mit der vorausbestimmten vollen Auflösung verwendet. Die Bewertung der Bewegung im zweiten Bilddaten rahmen kann durch Lesen einer Vielzahl von Bewegungsvekto ren aus einem Bildblock in einer vorangehenden Version des zweiten Bilddatenrahmens und dem Lesen von Bilddaten in ei nem Referenzblock in einer augenblicklichen Version des zweiten Bilddatenrahmens bestimmt werden. Zum Erhalten die ser Bewertung wird ein optimaler Bewegungsvektor durch Vor ausbestimmung einer Vielzahl von Bewegungsvektoren auf der Grundlage einer entsprechenden Vielzahl von Bewegungsmodel len bestimmt, wobei das beste Modell ausgewählt wird und der Vektor mit dem kleinsten Differenzsignal weiterverwen det wird. Sobald ein optimaler Bewegungsvektor vorausbe stimmt wurde, werden die Vielzahl der vorab gelesenen Bewe gungsvektoren in Bezug auf den aptimalen Bewegungsvektor eingestellt bzw. geändert. Daraufhin erfolgt eine Bestim mung, welcher der Vielzahl von Vektoren den kleinsten rela tiven Bewegungsfehler aufweist, so daß dieser Vektor als eine Bewertung für die Bewegung aus der vorangehenden Ver sion des zweiten Bilddatenrahmens gegenüber der augenblick lichen Version des zweiten Bilddatenrahmens verwendet wer den kann. Diese Schritte werden daraufhin erneut für den ersten Bilddatenrahmen mit höherer Auflösung durchgeführt, wobei die aus dem zweiten Bilddatenrahmen erhaltene Bewer tung verwendet wird. Anschließend wird sie erneut durchge führt, so daß man eine hochgenaue Bewertung der Bewegung im Bilddatenrahmen mit vorbestimmter Auflösung erhält.

Claims

1. Verfahren zur Bewertung einer Bewegung in Bilddaten bestehend aus den Schritten:
Erzeugen eines ersten Bilddatenrahmens aus einem Bild datenrahmen mit vorbestimmter Auflösung, wobei der erste Bilddatenrahmen in Bezug auf den Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung eine gröbere Auflösung aufweist (S200);
Erzeugen eines zweiten Bilddatenrahmes aus dem Bildda tenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung oder aus dem er sten Bilddatenrahmen, wobei der zweite Bilddatenrahmen in Bezug auf den ersten Bilddatenrahmen eine gröbere Auflösung aufweist (S300);
Bewertung der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen zum Erhalten einer ersten Abschätzung (S600);
Bewertung der Bewegung im ersten Bilddatenrahmen auf der Grundlage der ersten Abschätzung zum Erhalten einer zweiten Abschätzung (S700); und
Bewertung der Bewegung im Bilddatenrahmen mit der vor bestimmten Auflösung auf der Grundlage der zweiten Abschät zung (S800).

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Schritt für die Bewertung der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen fol gende Schritte aufweist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors auf der Grund lage eines Bewegungsmodells (S530);
Auslesen von Bilddaten in einem ersten Suchbereich in nerhalb des zweiten Bilddatenrahmens auf der Grundlage des vorausbestimmten Bewegungsvektors (S540);
Bestimmen eines ersten Bewegungsvektors auf der Grund lage des vorausbestimmten Bewegungsvektors (S550); und
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten (SAD) auf der Grundlage des ersten Bewegungsvektors.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der Schritt zum Bewerten der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen (S600) die folgenden Schritte aufweist:
Lesen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren (S510);
Lesen der Bilddaten in einem Referenzblock im zweiten Bilddatenrahmen (S520);
Vorausbestimmen eines optimalen Vektors auf der Grund lage eines Bewegungsmodells (S530);
Lesen der Bilddaten in einem ersten Suchbereich in der Nähe des vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektors (S540);
Einstellen eines der Vielzahl von Bewegungsvektoren in Bezug zum vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektor, wo durch ein erster Bewegungsvektor erhalten wird (S550); und
Bestimmen einer ersten Summe von absoluten Differenz werten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bild daten beim ersten Bewegungsvektor.

4. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Schritt des Lesens von Bilddaten in einem ersten Suchbereich in der Nä he des vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektors den wei teren Schritt aufweist:
Lesen von Bilddaten in einem ersten Suchbereich, der den vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektor umgibt.

5. Verfahren nach Patentanspruch 3 mit den weiteren Schritten:
Einstellen eines weiteren einer Vielzahl von Bewe gungsvektoren in Bezug zum vorausbestimmten optimalen Bewe gungsvektor, wodurch ein zweiter Bewegungsvektor erhalten wird;
Bestimmen einer zweiten Summe von absoluten Differenz werten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bild daten beim zweiten Bewegungsvektor; und
Bestimmen des ersten Bewegungsvektors als eine Bewer tung der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen anstelle des zweiten Bewegungsvektors, wenn die erste Summe der absolu ten Differenzwerte geringer als die zweite Summe der abso luten Differenzwerte ist.

6. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells folgende weitere Schritte aufweist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors mittels eines Modells; und
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorausgehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors vorausbestimmt ist.

7. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines Bewegungsvektors unter Verwendung eines Modells den Schritt aufweist:
Vorausbestimmen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren unter Verwendung einer entsprechenden Vielzahl von Model len.

8. Verfahren nach Patentanspruch 7 mit den weiteren Schritten:
Bestimmen einer Vielzahl von Summen von absoluten Dif ferenzwerten zwischen dem Referenzblock und einer Vielzahl von vorausbestimmten Blöcken im zweiten Bilddatenrahmen, die aus dem Referenzblock und der entsprechenden Vielzahl von Bewegungsvektoren festgelegt sind.

9. Verfahren nach Patentanspruch 8 mit dem weiteren Schritt:
Bestimmen des geringsten Wertes der Vielzahl von Sum men der absoluten Differenzwerte.

10. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells folgende weitere Schritte aufweist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines ersten Modells;
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen vorausbestimmt wird;
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines zweiten Modells;
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells vorausbestimmt ist; und
Bestimmen des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells als einen optimalen Bewe gungsvektor, wenn die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells festgelegt wurde, kleiner ist als die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells festgelegt wurde.

11. Verfahren zur Bewertung einer Bewegung in Bilddaten bestehend aus den Schritten:
Erzeugen eines ersten Bilddatenrahmens aus einem Bild datenrahmen mit vorbestimmter Auflösung, so daß der erste Bilddatenrahmen in Bezug auf den Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung eine gröbere Auflösung aufweist (S200);
Erzeugen eines zweiten Bilddatenrahmens aus dem Bild datenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung oder aus dem ersten Bilddatenrahmen, so daß der zweite Bilddatenrahmen in Bezug auf den ersten Bilddatenrahmen eine gröbere Auflö sung aufweist (S300);
Erzeugen eines dritten Bilddatenrahmens aus dem Bild datenrahmen mit vorbestimmter Auflösung, aus dem ersten Bilddatenrahmen oder aus dem zweiten Bilddatenrahmen, so daß der dritte Bilddatenrahmen in Bezug auf den zweiten Bilddatenrahmen eine gröbere Auflösung aufweist (S400);
Bewerten der Bewegung im dritten Bilddatenrahmen zum Erhalten einer ersten Abschätzung (S500);
Bewerten einer Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen auf der Grundlage der ersten Abschätzung zum Erhalten einer zweiten Abschätzung (S600);
Bewerten einer Bewegung im ersten Bilddatenrahmen auf der Grundlage der zweiten Abschätzung zum Erhalten einer dritten Abschätzung (S700); und
Bewerten einer Bewegung im Bilddatenrahmen mit der vorausbestimmten Auflösung auf der Grundlage der dritten Abschätzung (S800).

12. Verfahren nach Patentanspruch 11, wobei der Schritt zum Bewerten einer Bewegung im dritten Bilddatenrahmen fol gende Schritte aufweist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors auf der Grund lage eines Bewegungsmodells;
Lesen von Bilddaten in einem ersten Suchbereich inner halb des dritten Bilddatenrahmens auf der Grundlage des vorausbestimmten Bewegungsvektors;
Bestimmen eines ersten Bewegungsvektors auf der Grund lage des vorausbestimmten Bewegungsvektors; und
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten auf der Grundlage des ersten Bewegungsvektors.

13. Verfahren nach Patentanspruch 11, wobei der Schritt zum Bewerten der Bewegung im dritten Bilddatenrahmen fol gende Schritte aufweist:
Lesen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren;
Lesen der Bilddaten in einem Referenzblock im dritten Bilddatenrahmen;
Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells;
Lesen der Bilddaten in einem ersten Suchbereich in der Nähe des vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektors;
Einstellen eines der Vielzahl von Bewegungsvektoren in Bezug auf den vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektor, wodurch man einen ersten Bewegungsvektor erhält; und
Bestimmen einer ersten Summe von absoluten Differenz werten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bild daten am ersten Bewegungsvektor.

14. Verfahren nach Patentanspruch 13, wobei der Schritt zum Lesen der Bilddaten im ersten Suchbereich in der Nähe des vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektors den Schritt aufweist:
Lesen der Bilddaten in einem ersten Suchbereich, der den vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektor umgibt.

15. Verfahren nach Patentanspruch 13 mit den weiteren Schritten:
Einstellen eines weiteren der Vielzahl von Bewegungs vektoren in Bezug zum vorausbestimmten optimalen Bewegungs vektor, wodurch man einen zweiten Bewegungsvektor erhält;
Bestimmen einer zweiten Summe von absoluten Differenz werten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bild daten am zweiten Bewegungsvektor; und
Bestimmen des ersten Bewegungsvektors als eine Bewer tung der Bewegung im dritten Bilddatenrahmen anstelle des zweiten Bewegungsvektors, wenn die erste Summe der absolu ten Differenzwerte kleiner ist als die zweite Summe der ab soluten Differenzwerte.

16. Verfahren nach Patentanspruch 13, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells folgende Schritte auf weist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines Modells; und
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im dritten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors vorausbestimmt ist.

17. Verfahren nach Patentanspruch 16, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines Modells den Schritt aufweist:
Vorausbestimmen einer Vielzahl von Bewegungsvektoren unter Verwendung einer entsprechenden Vielzahl von Model len.

18. Verfahren nach Patentanspruch 17 mit dem weiteren Schritt:
Bestimmen einer Vielzahl von Summen der absoluten Dif ferenzwerte zwischen dem Referenzblock und einer Vielzahl von vorausbestimmten Blöcken im dritten Bilddatenrahmen, die aus dem Referenzblock und der entsprechenden Vielzahl von Bewegungsvektoren bestimmt sind.

19. Verfahren nach Patentanspruch 18 mit dem weiteren Schritt:
Bestimmen des niedrigsten Wertes der Vielzahl von Sum men der absoluten Differenzwerte.

20. Verfahren nach Patentanspruch 13, wobei der Schritt des Vorausbestimmens eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells die folgenden Schritte aufweist:
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines ersten Modells;
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im dritten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells vorausbestimmt ist;
Vorausbestimmen eines Bewegungsvektors unter Verwen dung eines zweiten Modells;
Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im dritten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus dem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells vorausbestimmt ist; und
Bestimmen des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells als einen optimalen Bewe gungsvektor, wenn die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells bestimmt wurde, gerin ger ist als die Summe der absoluten Differenzwerte, die un ter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells bestimmt wurde.

21. Vorrichtung zum Komprimieren von Bewegungsvideodaten mittels Bewegungsbewertung bestehend aus:
einer Vorrichtung (10) zum Empfangen eines Videosi gnals, das Informationen zum Aufbau eines Bilddatenrahmens mit einer vorbestimmten Auflösung enthält;
einer Vorrichtung (30), die mit der Empfangsvorrich tung (10) verbunden ist, zum Erzeugen von Informationen zum Aufbau eines ersten Bilddatenrahmens mit gröberer Auflösung als der Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung und zum Erzeugen von Informationen zum Aufbauen eines zweiten Bilddatenrahmens mit gröberer Auflösung als der erste Bild datenrahmen;
einer Vorrichtung, die mit der Informationserzeugungs vorrichtung verbunden ist, zum Bewerten der Bewegung im zweiten Bilddatenrahmen zum Erhalten einer ersten Abschät zung und zum Bewerten einer Bewegung im ersten Bilddaten rahmen auf der Grundlage der ersten Abschätzung zum Erhal ten einer zweiten Abschätzung; und
einer Vorrichtung (10), die im Ansprechen auf die Be wertungsvorrichtung ein Videosignal überträgt, welches eine im Bilddatenrahmen mit der vorbestimmten Auflösung enthal tene Bewegungsbewertung auf der Grundlage der zweiten Ab schätzung überträgt.

22. Vorrichtung nach Patentanspruch 21, wobei die Vorrich tung zur Bewertung der Bewegung
eine Vorrichtung zum Lesen einer Vielzahl von Bewe gungsvektoren und zum Lesen der Bilddaten in einem Refe renzblock im zweiten Bilddatenrahmen;
eine Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors auf der Grundlage eines Bewegungsmodells;
eine Vorrichtung, die im Ansprechen auf die Lesevor richtung und die Vorausbestimmungsvorrichtung die Bilddaten in einem ersten Suchbereich des zweiten Bilddatenrahmens in der Nähe des vorausbestimmten optimalen Bewegungsvektors ausliest;
eine Vorrichtung zum Einstellen eines der Vielzahl von Bewegungsvektoren in Bezug auf einen vorausbestimmten opti malen Bewegungsvektor, wodurch man einen ersten Bewegungs vektor erhält; und
eine Vorrichtung aufweist, die im Ansprechen auf die Einstellvorrichtung eine erste Summe von absoluten Diffe renzwerten zwischen dem Referenzblock und einem Block von Bilddaten am ersten Bewegungsvektor bestimmt.

23. Vorrichtung nach Patentanspruch 22, wobei die Vorrich tung zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors
eine Vorrichtung zum Vorbestimmen eines Bewegungsvek tors unter Verwendung eines Modells; und
eine Vorrichtung aufweist zum Bestimmen einer Summe von absoluten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrah men, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bildda tenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungs vektors vorausbestimmt wird.

24. Vorrichtung nach Patentanspruch 22, wobei die Vorrich tung zum Vorausbestimmen eines optimalen Bewegungsvektors
eine Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines Bewegungs vektors unter Verwendung eines ersten Modells;
eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Summe von absolu ten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des ersten Modells vorausbestimmt wird;
eine Vorrichtung zum Vorausbestimmen eines Bewegungs vektors unter Verwendung eines zweiten Modells;
eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Summe von absolu ten Differenzwerten zwischen einem Referenzblock und einem vorausbestimmten Block im zweiten Bilddatenrahmen, wenn der Referenzblock aus einem vorangehenden Bilddatenrahmen unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells vorausbestimmt wird; und
eine Vorrichtung aufweist, die im Ansprechen auf die Vorausbestimmungs- und die Bestimmungsvorrichtung den vor ausbestimmten Bewegungsvektor auf der Grundlage des ersten Modells als einen optimalen Bewegungsvektor bestimmt, wenn die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwen dung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grund lage des ersten Modells bestimmt wurde, kleiner ist als die Summe der absoluten Differenzwerte, die unter Verwendung des vorausbestimmten Bewegungsvektors auf der Grundlage des zweiten Modells bestimmt wurde.