DE69531364T2

DE69531364T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bildvergleich

Info

Publication number: DE69531364T2
Application number: DE69531364T
Authority: DE
Inventors: Tetsujiro Shinagawa-ku Kondo
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: DE69531510D1; US5612751A; DE69531706T2; DE69531706D1; DE69515535D1; EP0895423B1; EP0893924A3; KR100366141B1; EP0893924A2; DE69531364D1; EP0895426A2; KR950035414A; EP0665692A2; EP0665692B1; EP0895423A2; EP0893924B1; EP0895423A3; DE69515535T2; EP0895426B1; DE69531510T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergleichen von Bildern.
Eine Anwendung des sog. Bewegungsvektors besteht in einer Kompensation hinsichtlich einer Bewegung beim prädiktiven Kodieren von digitalen Bilddaten. Als ein Beispiel ist das MPEG- (Moving Picture Coding Experts Group-)System vorgeschlagen worden, das ein internationales Standardsystem für eine hocheffiziente Kodierung von Bewegtbildern ist, wobei das MPEG-System eine Kombination eines DCT- (Discrete Cosine Transform-)Systems und eines Bewegungskompensations-Prädiktionskodierungssystems ist.
1 zeigt ein Beispiel für eine Bewegungskompensations-Prädiktionskodierungs-Vorrichtung. Gemäß 1 werden über einen Eingangsanschluss 1 digitale Videodaten empfangen. Die digitalen Videodaten werden einer Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 und einer Subtrahierschaltung 3 zugeführt. Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 erfasst einen zwischen einem gegenwärtigen Vollbild und einem Referenz-Vollbild (z. B. einem Vollbild, dem das gegenwärtige Vollbild chronologisch folgt) auftretenden Bewegungsvektor. Der Bewegungsvektor wird einer Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 zugeführt.
Der Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 wird ein Bild zugeführt, das in einem Vollbildspeicher 5 gespeichert ist. Die Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 kompensiert die Bewegung des Bilds entsprechend dem Bewegungsvektor. Die kompensierten Daten werden der Subtrahierschaltung 3 und einer Addierschaltung 6 zugeführt. Die Subtrahierschaltung 3 subtrahiert für jedes Pixel die Videodaten des vorhergehenden Vollbilds, das von der Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 empfangen ist, von den Videodaten des gegenwärtigen Voll bilds und führt die Differenzdaten einer DCT-Schaltung 7 zu. Die DCT-Schaltung 7 führt einen DCT-Prozess für die Differenzdaten durch und führt die sich ergebenden Koeffizientendaten einer Quantisierungsschaltung 8 zu. Die Quantisierungsschaltung 8 requantisiert die Koeffizientendaten. Die Ausgangsdaten der Quantisierungsschaltung 8 werden einem Ausgangsanschluss 9 und einer Invers-Quantisierungsschaltung 10 zugeführt.
Die Invers-Quantisierungsschaltung 10 ist mit einer Invers-DCT-Schaltung 11 verbunden. Die Invers-Quantisierungsschaltung 10 und die Invers-DCT-Schaltung 11 bilden eine lokale Dekodierschaltung, die zu den Prozessen der DCT-Schaltung 7 und der Quantisierungsschaltung 8 inverse Prozesse durchführt. Die Invers-DCT-Schaltung 11 führt die dekodierten Differenzdaten der Addierschaltung 6 zu. Die Ausgangsdaten der Addierschaltung 6 werden der Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 durch den Vollbildspeicher 5 zugeführt. Der Addierschaltung 6 werden von der Bewegungs-Kompensationsschaltung 4 die dekodierten Daten des vorhergehenden Vollbilds zugeführt. Auf diese Weise werden dekodierte Daten gebildet und in dem Vollbildspeicher 5 gespeichert.
Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 erfasst entsprechend dem Blockanpassungs-Verfahren einen Bewegungsvektor. Bei dem Blockanpassungs-Verfahren wird ein Vergleichsprüfungsblock eines Referenz-Vollbilds in einem vorbestimmten Durchsuchungsbereich bewegt, und es wird ein Block erfasst, der am besten mit einem Basisblock des gegenwärtigen Vollbilds übereinstimmt, um auf diese Weise einen Bewegungsvektor zu gewinnen. Ruf diese Weise kann der Bewegungsvektor für jeden Block gewonnen werden. Es kann ein relativ großer Bewegungsvektor (wie gemäß der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 61-105178) mit der Größe des ganzen Bildschirms oder 1/4 desselben gewonnen werden.
Bei dem Blockanpassungs-Verfahren wird wie in 2A ge gezeigt ein Bild, z. B. ein Bild eines Vollbilds, das aus H horizontalen Pixeln × V vertikalen Reihen zusammengesetzt ist, in Blöcke segmentiert. Jeder der Blöcke ist aus P Pixeln × Q Pixeln zusammengesetzt, wie dies gemäß 2B gezeigt ist. Gemäß 2B ist P = 5 bzw. Q = 5. Zusätzlich ist c die Position des zentralen Pixels des Blocks.
3A, 3B u. 3C zeigen die Beziehung von Positionen eines Basisblocks und eines Vergleichsprüfungsblocks. Gemäß 3A, 3B u. 3C ist die zentrale Position des Basisblocks c, und die zentrale Position des Vergleichsprüfungsblocks ist c'. Der Basisblock mit dem zentralen Pixel c ist ein besonderer Basisblock des gegenwärtigen Vollbilds. Der Vergleichsprüfungsblock des Referenz-Vollbilds, das mit dem Bild des Basisblocks übereinstimmt, liegt in dem Block mit der zentralen Position c' vor. Bei dem Blockanpassungs-Verfahren wird in einem vorbestimmten Durchsuchungsbereich ein Vergleichsprüfungsblock erfasst, der am besten mit einem Basisblock übereinstimmt, um auf diese Weise einen Bewegungsvektor zu erfassen.
Gemäß 3A wird ein Bewegungsvektor (–1, –1) erfasst, der einen Versatz um –1 Pixel in horizontaler Richtung und –1 Zeile in vertikaler Richtung repräsentiert. Gemäß 3B wird ein Bewegungsvektor (–3, –3) erfasst. Gemäß 3C wird ein Bewegungsvektor (–2, +1) erfasst. Der Bewegungsvektor wird für jeden Basisblock erfasst. Was die Polarität des Bewegungsvektors betrifft ist die Richtung, die mit der Rasterabtastrichtung übereinstimmt, positiv ("+").
Wenn der Durchsuchungsbereich des Bewegungsvektors ±S Pixel in der horizontalen Richtung und ±T Zeilen in der vertikalen Richtung groß ist, sollte der Basisblock mit dem Vergleichsprüfungsblock mit dem Zentrum c' verglichen werden, das von dem Zentrum c des Basisblocks um ±S Pixel in der horizontalen Richtung und um ±T Zeilen in der vertikalen Richtung abweicht. Gemäß 4 sollte der Basisblock, wenn die Position des Zentrums c des Basisblocks des gegenwärtigen Vollbilds R ist, mit (2S + 1) × (2T + 1) Vergleichsprüfungsblöcken des Referenz-Vollbilds verglichen werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass alle Vergleichsprüfungsblöcke, in denen das Zentrum c' vorliegt, verglichen werden sollten. Gemäß 4 ist S = 4 bzw. T = 3.
Aus Auswertungsergebniswerten von Vergleichen in dem Durchsuchungsbereich (nämlich der Summe absoluter Werte von Vollbild-Differenzen, der Summe von Quadraten der Vollbild-Differenzen, der Summe von n-ten Potenzen absoluter Werte der Vollbild-Differenzen) wird der Minimalwert erfasst, um auf diese Weise Bewegungsvektoren zu erfassen. Der Durchsuchungsbereich gemäß 4 ist ein Bereich, in dem das Zentrum der Vergleichsprüfungsblöcke vorliegt. Der Durchsuchungsbereich, der alle der Vergleichsprüfungsblöcke enthält, ist (2s + P) × (2T + Q) groß.
5 zeigt einen Aufbau einer bereits früher vorgeschlagenen Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung. Gemäß 5 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Eingangsanschluss, über den Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds eingegeben werden. Die Bilddaten werden in einem Gegenwarts-Vollbildspeicher 23 gespeichert. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Eingangsanschluss, über den Bilddaten eines Referenz-Vollbilds eingegeben werden. Die Bilddaten werden in einem Referenz-Vollbildspeicher 24 gespeichert.
Der Auslesebetrieb und der Einschreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildsspeichers 23 und des Referenz-Vollbildspeichers 24 werden durch eine Steuereinrichtung 25 gesteuert. Aus dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 23 werden Pixeldaten van Basisblöcken des gegenwärtigen Vollbilds ausgelesen. Aus dem Referenz-Vollbildspeicher 24 werden Pixeldaten von Verrgleichsprüfungsblöcken des Referenz-Vollbilds ausgelesen. In Verbindung mit dem Referenz-Vollbildspeicher 24 ist eine Adressenbewegungsschaltung 26 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 25 veranlasst die Adressenbewegungsschaltung 26, die zentrale Position jedes der Vergleichsprüfungsblöcke in dem Durchsuchungsbereich Pixel für Pixel zu bewegen.
Einer Differenz-Erfassungsschaltung 27 werden Ausgangsdaten des Gegenwarts-Vollbildsspeichers 23 und Ausgangsdaten des Referenz-Vollbildspeichers 24 zugeführt. Die Differenz-Erfassungsschaltung 27 erfasst Pixel für Pixel die Differenz zwischen den beiden Arten von eingegebenen Daten. Ausgangsdaten der Differenz-Erfassungsschaltung 27 werden einer Absolutwert-Berechnungsschaltung 28 zugeführt, die das Eingangssignal in einen Absolutwert umwandelt. Der Absolutwert wird einer Kumulierungsschaltung 29 zugeführt, welche die Absolutwerte der Differenzen für jeden Block kumuliert und den kumulierten Wert als einen Auswertungsergebniswert einer Bestimmungsschaltung 30 zuführt. Die Bestimmungsschaltung 30 erfasst einen Bewegungsvektor, welcher der Summe der Absolutwerte der Differenzen entspricht, die sich ergeben, wenn jeder der Vergleichsprüfungsblöcke in dem Durchsuchungsbereich bewegt wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Position des Vergleichsprüfungsblocks, der die Minimalsumme der Absolutwerte der Differenzen erzeugt, als ein Bewegungsvektor erfasst wird.
Bei einem bereits früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren müsste der Prozess zum Gewinnen der Summe von Absolutwerten von Vollbild-Differenzen zwischen Basisblöcken und Vergleichsprüfungsblöcken in dem Durchsuchungsbereich durchgeführt werden. In dem Beispiel, das in 2A, 2B, 3A, 3B, 3C u. 4 gezeigt ist, müssten (P x Q) Absolutwerte der Differenzen für alle der Absuchpunkte, nämlich (2S + 1) × (2T + 1)-mal, kumuliert werden. Demzufolge kann die Anzahl von Berechnungen als (P × Q) × (2S + 1) × (2T + 1) ausgedrückt werden. Folglich werden bei Anwendung des Blockanpassungs-Verfahrens der Hardware-Aufwand und die Anzahl von Berechnungen groß.
Als ein praktisches Beispiel, wie es in 6 gezeigt ist, sei angenommen, dass P = 16, Q = 16, S = 2 und T = 2 ist. In diesem Beispiel sind die Werte von S u. T aus Gründen einer einfachen Beschreibung und Darstellung sehr klein. In Wirklichkeit wird ein größerer Durchsuchungsbereich festgelegt. In 6 sind ein Basisblock und ein Vergleichsprüfungsblock, der sich von diesem um (+2, +2) bewegt, veranschaulicht. In diesem Beispiel ist der Durchsuchungsbereich in den horizontalen und vertikalen Richtungen ±2. Die Anzahl von Absuchpunkten ist (5 × 5 = 25).
Für einen Absuchpunkt müssten Subtraktionen zum Berechnen der Differenzen von (16 × 16) Pixeln, Subtraktionen zum Berechnen der Absolutwerts derselben und Additionen der Absolutwerte durchgeführt werden, Zusätzlich müsste diese Operation für alle Absuchpunkte (25 Absuchpunkte) durchgeführt werden. Es ist daher ersichtlich, dass die Anzahl von Berechnungen von der Anzahl von zu vergleichenden Pixeln mal der Anzahl von Absuchpunkten abhängt. Folglich wird die Anzahl von Berechnungen groß. In einem bereits früher vorgeschlagenen System wird ein Pixel eines Basisblocks als ein Pixel eines repräsentativen Punkts behandelt, und es werden die Differenzen zwischen den Daten des repräsentativen Punkts und den Daten des Vergleichsprüfungsblocks berechnet, wie dies in der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 62-25587 offenbart ist. In diesem System kann die Anzahl von Berechnungen nicht merklich verringert werden, obwohl die Hardware vereinfacht oder die Prozesszeit um einiges verkürzt werden kann.
Als Gegenmaßnahmen sind ein Verfahren zum Vereinfachen des Suchsystems und ein Verfahren zum Vereinfachen des Vergleichssystems vorgeschlagen worden. Was das erstere Verfahren betrifft wird, wenn ein Vergleichsprüfungsblock in einem Durchsuchungsbereich bewegt wird, der Vergleichsprüfungsblock um jeweils mehrere Pixel bewegt, um auf diese Weise einen Bewegungsvektor grob zu erfassen. Danach wird der Vergleichsprüfungsblock in der Nachbarschaft der erfassten Position um jedes Pixel bewegt, um auf diese Weise präzise einen Bewegungsvektor zu gewinnen. Dieses Verfahren ist als 2-Schritt-Verfahren bekannt. Zusätzlich ist außerdem ein 3-Schritt-Verfahren bekannt, bei dem die Anzahl von Schritten 3 beträgt. Gemäß diesen Verfahren kann die Anzahl von Berechnungen, die für alle Absuchpunkte notwendig sind, auf die Anzahl von Absuchpunkten in der Nachbarschaft von Bewegungsvektoren, die in jedem Schritt erfasst werden, verringert werden.
Überdies ist ein Verfahren zum Vereinfachen sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren wird die Anzahl von Pixeln eines Blocks durch einen Ausdünnungsprozess (nämlich durch Abtastprobennahme) herabgesetzt. Beispielsweise wird ein Block, der aus (16 × 16) Pixeln zusammengesetzt ist, wie dies in 7 gezeigt ist, in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen auf 1/4 der Anzahl der Pixel ausgedünnt. Demzufolge wird die Anzahl von Pixeln in dem Block auf 1/16 verringert. Absuchpunkte gibt es für jeweils 4 Pixel. Folglich können die Anzahl von zu vergleichenden Pixeln und die Anzahl von Absuchpunkten verringert werden. Als ein anderes Verfahren zum Vereinfachen sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems ist ein System vorgeschlagen worden, das einen hierarchischen Aufbau benutzt. Als ein Beispiel werden für das System ein ursprüngliches Bild (als erste Hierarchieebene bezeichnet), eine zweite Hierarchieebene, in der die Anzahl von Pixeln in der ersten Hierarchieebene in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen mittels eines Tiefpassfilters und/oder eines Abtastprozesses auf 1/2 ausgedünnt wird, und eine dritte Hierarchieebene definiert, in der die Anzahl von Pixeln der zweiten Hierarchieebene in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen mittels eines Tiefpassfilters und/oder eines Abtastprozesses auf 1/2 ausgedünnt wird.
In der dritten Hierarchieebene wird die Blockanpassung durchgeführt. Der Anfangspunkt eines Blocks wird zu der Position bewegt, in welcher der Minimalwert erfasst wird. In dieser Position wird in der zweiten Hierarchieebene die Blockanpassung durchgeführt. Der Anfangspunkt wird zu der Position bewegt, in welcher der Minimalwert erfasst wird. In dieser Position wird in der ersten Hierarchieebene die Blockanpassung durchgeführt. Zuletzt wird die Blockanpassung für jedes Pixel durchgeführt, um auf diese Weise einen Bewegungsvektor zu erfassen.
Zum Vereinfachen sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems ist ein weiteres Verfahren vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren werden jeweils ein Basisblock und ein Vergleichsprüfungsblock in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen weiter in kleine Blöcke segmentiert, und für jeden kleinen Block wird eine Merkmalsmenge extrahiert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass eine Merkmalsmenge in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen jedes der kleinen Blöcke eines Basisblocks mit derjenigen eines Vergleichsprüfungsblocks verglichen wird. Die Absolutwerte der Vergleichsergebnisse werden kumuliert. Das gewichtete Mittel der Kumulationsergebnisse wird als das Vergleichsergebnis der Blöcke benutzt. Die Merkmalsmenge jedes kleinen Blocks ist z. B. das Kumulationsergebnis der Pixeldaten des kleinen Blocks. Bei diesem Verfahren, kann die Anzahl von Berechnungen, die für alle Pixel in einem Block notwendig sind, auf die Anzahl von kleinen Blöcken in den horizontalen und vertikalen Richtungen verringert werden. Ein System dieser Art ist in der Druckschrift EP-A-0 557 007 offenbart.
Bei den zuvor beschriebenen verschiedenartigen Modifizierungen für die Blockanpassung kann, obwohl die Anzahl von Berechnungen verringert werden kann, ein Fehler erfasst werden, wenn ein Bewegungsvektor gewonnen wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Informationsmenge des ursprünglichen Bilds verloren geht, da das Vergleichsverfahren und das Suchverfahren vereinfacht sind.
Praktischer ausgedrückt gehen bei der Vereinfachung des Vergleichssystems, in dem die Anzahl von Elementen (der zu vergleichenden Pixel) in einem Block herabsetzt wird, die Einzelheiten der Bilddaten des Blocks verloren. Demzufolge wird ein Fehler erfasst. Es sei nun der Fall angenommen, in dem ein Basisblock und ein Vergleichsprüfungsblock (d. h. eindimensionale Blöcke) verglichen werden, wie dies in 8 gezeigt ist. Die Impulsform des Mittels für jeweils 4 Pixel der Basisblockdaten ist die gleiche wie diejenige der Vergleichsprüfungsblockdaten. Obwohl die ursprünglichen Impulsformen der Daten dieser zwei Blöcke verschieden sind, wird als das Ergebnis des Vergleichs bestimmt, dass sie miteinander übereinstimmen. Demzufolge wird ein Fehler erfasst.
Zur Lösung der zuvor beschriebenen Probleme ist ein Verfahren (wie gemäß der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 5-248813) vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren werden, wenn ein Basisblock und ein Vergleichsprüfungsblock verglichen werden, aus diesen konstante Komponenten und sich verändernde Komponenten extrahiert. Durch Vergleichen der konstanten Komponente des Basisblocks mit der konstanten Komponente des Vergleichsprüfungsblocks und der sich verändernden Komponente des Basisblocks mit der sich verändernden Komponente des Vergleichsprüfungsblocks wird eine Fehlererfassung verhindert. Bei dem Verfahren, das als ein Beispiel für die sich verändernde Komponente in 8 gezeigt ist, unterscheiden sich die Basisblockdaten außergewöhnlich von denjenigen des Vergleichsprüfungsblocks, wenn der Absolutwert der Differenz von Durchschnittswerten gewonnen wird. Demzufolge kann eine Fehlererfassung verhindert werden, wenn auf die sich verändernden Konponenten Bezug genommen wird.
Bei dem Verfahren zur Vereinfachung des Suchsystems, das die Anzahl von Absuchpunkten herabsetzt, kann wenn ein Bewegungsvektor grob erfasst wird, ein Fehler erfasst werden, da die Genauigkeit gering ist. Bei dem Verfahren zur Vereinfachung sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems kann, wenn ein Bewegungsvektor entsprechend einem Bild erfasst wird, das ausgedünnt oder durch ein Tiefpassfilter geleitet worden ist, ein Fehler erfasst werden.
Wenn die Anzahl von Absuchpunkten verringert wird, findet eine Phasenabweichung zwischen den Phasen der Absuchpunkte und der Bewegung des Bilds statt. Die Phasenabweichung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Gemäß 9 sind Absuchpunkte für alle vier Pixel eines eindimensionalen Blocks gesetzt. Unterhalb der Impulsform eines ursprünglichen Signals sind Impulsformen veranschaulicht, bei denen das ursprüngliche Signal um ein Pixel, zwei Pixel, drei Pixel und vier Pixel in dieser Reihenfolge bewegt ist. In dem Fall, in dem die Phase am Beginn des Basisblocks die gleiche wie diejenige des Vergleichsprüfungsblocks ist, passen diese Blöcke miteinander zusammen, wenn der Vergleichsprüfungsblock gestoppt und um irgendein Vielfaches von vier Pixeln bewegt wird. In diesem Fall kann der Bewegungsvektor erfasst werden. Andernfalls kann der Bewegungsvektor nicht erfasst werden.
Insbesondere dann, wenn sich ein Bild auffallend bewegt, kann der kumulierte Wert der absoluten Werte der Differenzen der Absuchpunkte, die einen Abstand von vier Pixeln haben, selbst dann, wenn die reale Bewegung des Bilds um drei Pixel oder weniger erfolgt, sehr groß werden. Wenn dieser kumulierte Wert kleiner als der kumulierte Wert der absoluten Werte der Differenzen bei anderen Absuchpunkten ist, unterscheidet sich die erfasste Bewegung von der realen Bewegung.
In den vorliegenden Ansprüchen sind verschiedene Aspekte der Erfindung im einzelnen angegeben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sieht die Erfindung ein Bildvergleichs-Verfahren vor, das Schritte umfasst zum
Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken und Segmentieren jedes der Basisblöcke in eine Vielzahl von Basisunterblöcken,
Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Segmentieren jedes der Prüfblöcke in eine Vielzahl von Prüfunterblöcken,
Erzeugen erster repräsentierender Daten unter Benutzung der ersten repräsentativen Pixeldaten,
Erzeugen zweiter repräsentierender Daten für jeweilige Gruppen von Pixeldaten, wobei jede Gruppe Pixeldaten von entsprechenden Positionen in jedem der Prüfunterblöcke umfasst,
Vergleichen der ersten repräsentierenden Daten mit den zweiten repräsentierenden Daten und Auswählen von Pixeldaten, die in Abhängigkeit von dem Vergleich für die Vergleichung benutzt werden,
Extrahieren von Merkmalsmengendaten, die den Bereich der ausgewählten Pixel des Prüfunterblocks repräsentieren,
Extrahieren zweiter repräsentativer Pixeldaten aus dem Basisunterblock und
Vergleichen der zweiten repräsentativen Pixeldaten mit den Merkmalsmengendaten, Erzeugen eines abgeschätzten Werts für jeden Unterblock, Erzeugen eines gesamtabgeschätzten Werts unter Benutzung der abgeschätzten Werte für jeden Unterblock und partiellen Vergleichen der Basisblöcke der ersten Bilddaten mit den Prüfblöcken der zweiten Bilddaten unter Benutzung des gesamtabgeschätzten Werts.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform sieht die Erfindung eine Bildvergleichs-Vorrichtung vor, die umfasst:
ein Mittel zum Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken und Segmentieren jedes der Basisblöcke in eine Vielzahl von Basisunterblöcken,
ein Mittel zum Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Segmentieren jedes der Prüfblöcke in eine Vielzahl von Prüfunterblöcken,
ein Mittel zum Extrahieren erster repräsentativer Pixeldaten aus jedem der Basisunterblöcke,
ein Mittel zum Erzeugen erster repräsentierender Daten unter Benutzung der ersten repräsentativen Pixeldaten,
ein Mittel zum Erzeugen zweiter repräsentierender Daten für jeweilige Gruppen von Pixeldaten, wobei jede Gruppe Pixeldaten von entsprechenden Positionen in jedem der Prüfunterblöcke umfasst,
ein Mittel zum Vergleichen der ersten repräsentierenden Daten mit den zweiten repräsentierenden Daten,
ein Mittel zum Auswählen von Pixeldaten, die für die Vergleichung in Abhängigkeit von dem Vergleich benutzt werden,
ein Mittel zum Extrahieren von Merkmalsmengendaten, die den Bereich der ausgewählten Pixel des Prüfunterblocks repräsentieren,
ein Mittel zum Extrahieren zweiter repräsentativer Pixeldaten aus dem Basisunterblock und
Mittel zum Vergleichen der zweiten repräsentativen Pixeldaten mit den Merkmalsmengendaten, Erzeugen eines abgeschätzten Werts für jeden Unterblock, Erzeugen eines gesamtabgeschätzten Werts unter Benutzung der abgeschätzten Werte für jeden Unterblock und partiellen Vergleichen von Basisblöcken der ersten Bilddaten mit den Prüfblöcken von zweiten Bilddaten unter Benutzung des gesamtabgeschätzten Werts.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren beschrieben, wobei gleiche Teile durchwegs mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
1 zeigt ein Blockschaltbild, das ein Beispiel für eine Bewegungskompensations-Prädiktionskodierungs-Vorrichtung darstellt.
2A u. 2B zeigen schematische Darstellungen zur Erklärung eines Bewegungsvektorerfassungs-Verfahrens gemäß einem bereits früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
3A, 3B u. 3C zeigen schematische Darstellungen zur Erklärung des Bewegungsvektorerfassungs-Verfahrens gemäß dem bereits früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Durchsuchungsbereichs des Bewegungsvektorerfassungs-Verfahrens gemäß dem bereits früher vorgeschlagenrn Blockanpassungs-Verfahren.
5 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß dem bereits früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren darstellt.
6 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Bewegungsvektorerfassung, die dem bereits früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren entspricht.
7 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Blockanpassungs-Verfahrens, das einem bereits früher vorgeschlagenen Ausdünnungs-Verfahren entspricht.
8 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung einer Fehlervergleichsverhinderungs-Technik, die vorgeschlagen worden ist.
9 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung von Problemen bei einem bereits früher vorgeschlagenen vereinfachten Blockanpassungs-System.
10 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer ersten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
11 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbau von Blöcken gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung.
12 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Maximalwert/ Minimalwert-Erfassungsschaltung gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
13 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Vergleichen des Werts eines repräsentativen Pixels, des Maximalwerts und des Minimalwerts und einen Prozess zum Erzeugen eines Auswertungsergebnis-Werts darstellt.
14 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum Vergleichen des Werts eines repräsentativen Werts, des Maximalwerts und des Minimalwerts und eine Schaltung zum Erzeugen eines Auswertungsergebnis-Werts darstellt.
15A u. 15B zeigen schematische Darstellungen zur Erklärung des Durchsuchungsbereichs gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung.
16 zeigt ein Blockschaltbild, das eine zweite veranschaulichende Anordnung darstellt.
17 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Basisblocks, eines Vergleichsprüfungsblocks und eines Auswertungsergebniswerts gemäß der zweiten veranschaulichenden Anordnung.
18 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils des Durchsuchungsbereichs gemäß der zweiten ver anschaulichenden Anordnung.
19 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Phasenkompensation.
20 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer dritten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
21 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus von Blöcken gemäß der dritten veranschaulichenden Anordnung.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Vergleichen des Werts eines repräsentativen Pixels, des Maximalwerts und des Minimalwerts und einen Prozess zum Erzeugen eines Auswertungsergebnis-Werts darstellt.
23 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum Vergleichen des Werts eines repräsentativen Werts, des Maximalwerts und des Minimalwerts und eine Schaltung zum Erzeugen eines Auswertungsergebnis-Werts darstellt.
24 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung eines Auswertungsergebnis-Werts.
25 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Durchsuchungsbereichs gemäß der dritten veranschaulichenden Anordnung.
26 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einer vierten veranschaulichenden Anordnung.
27 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Durchsuchungsbereichs gemäß der vierten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
28 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Phasenkompensation.
29 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einer fünften veranschaulichenden Anordnung.
30 zeigt eine Blockdarstellung, die den Aufbau der fünften veranschaulichenden Anordnung angibt.
31 zeigt ein Blockschaltbild, das eine sechste veranschaulichende Anordnung darstellt.
32 zeigt ein Blockschaltbild, das eine siebte veranschaulichende Anordnung darstellt.
33 zeigt eine schematische Darstellung, die den Aufbau von Blöcken der siebten veranschaulichenden Anordnung angibt.
34 zeigt ein Flussdiagramm zur Erklärung der Erzeugung eines Auswertungsergebniswerts gemäß der siebten veranschaulichenden Anordnung.
35 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Aufbau zum Erzeugen eines Auswertungsergebniswerts gemäß der siebten veranschaulichenden Anordnung.
36 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung des Auswertungsergebniswerts gemäß der siebten veranschaulichenden Anordnung.
37 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Aufbau gemäß einer achten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
38 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung darstellt.
39 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus von Blöcken gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
40 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung der Erzeugung eines Gesamt-Auswertungsergebniswerts.
41 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Durchsuchungsbereichs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
42 zeigt ein Blockschaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß einer ersten veranschaulichenden Anordnung beschrieben. 10 zeigt ein Blockschaltbild der veranschaulichenden Anordnung.
Gemäß 10 bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbilds. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildsspeicher, der die Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds speichert. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der Bilddaten eines Referenz-Vollbilds speichert. Der Auslesebetrieb und der Einschreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildsspeicher 33 und des Referenz-Vollbildspeichers 34 werden durch eine Steuereinrichtung 35 gesteuert. In Verbindung mit dem Referenz-Vollbildspeicher 34 ist eine Adressenbewegungsschaltung 36 vorgesehen. Die Adressenbewegungs schaltung 36 wird durch die Steuereinrichtung 35 gesteuert. Auf diese Weise wird der Vergleichsprüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
Der Gegenwarts-Vollbildsspeicher 33 gibt unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 35 Basisblockdaten aus. Die Basisblockdaten werden einer Repräsentativwert-Extrahierschaltung 37 zugeführt. Die Repräsentativwert-Extrahierschaltung 37 extrahiert für jeden Basisblock einen repräsentativen Wert. Der repräsentative Wert repräsentiert den Wert eines repräsentativen Pixels. Der repräsentative Wert ist z. B. wie in 11 gezeigt ein Wert x des Pixels in der zentralen Position eines Basisblocks, der aus (3 × 3) Pixeln zusammengesetzt ist. Der repräsentative Wert kann der Wert des Pixels in einer anderen Position des Basisblocks sein. Alternativ dazu kann der repräsentative Wert der Maximalwert, der Minimalwert oder ein Extremwert des Basisblocks sein.
Der Referenz-Vollbildspeicher 34 gibt unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 35 Vergleichsprüfungsblockdaten aus. Wie die Basisblöcke haben die Vergleichsprüfungsblöcke wie in 11 gezeigt jeweils einen zweidimensionalen Bereich, der aus (3 × 3) Pixeln zusammengesetzt ist.
Die Werte von neun Pixeln jedes der Vergleichsprüfungsblöcke werden mit a, b, c, ... u. i bezeichnet. Das Ausgangssignal wird einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX/MIN-)Erfassungsschaltung 38 zugeführt. Die MAX/MIN-Erfassungsschaltung 38 erfasst einen Maximalwert MAX und einen Minimalwert MIN als Merkmalsmengen des Vergleichsprüfungsblocks. Als die Merkmalsmengen können zwei Werte aus dem MAX, dem MIN und dem Dynamikbereich DR (= MAX – MIN) benutzt werden. Alternativ dazu können die Merkmalsmengen (Av + σ) und (Av – σ) sein, wobei Av der Durchschnittswert des Vergleichsprüfungsblocks ist und σ die Normalabweichung desselben ist.
Das Ziel der Blockanpassung ist nicht auf das gegenwärtige Vollbild und das Referenz-Vollbild beschränkt (d. h. die Blockanpassung kann auch auf ein Bild angewendet werden, das dem gegenwärtigen Vollbild chronologisch folgt oder diesem vorangeht). Die vorliegende Technik kann angewendet werden, wenn beispielsweise ein Bewegungsvektor zwischen zwei Stehbildern erfasst wird oder wenn ein Bewegungsvektor zwischen Bildern mit unterschiedlichen Auflösungen erfasst wird. Zusätzlich kann die vorliegende Technik zum Erfassen eines Bewegungsvektors angewendet werden, wenn zwei Stehbilder miteinander verglichen werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass wenn ein Stehbild, das z. B. ein Gruppenfoto ist, als ein Referenz-Bild behandelt wird und ein Foto einer besonderen Person als ein betrachtetes Bild behandelt wird, diese Bilder verglichen werden, um auf diese Weise zu erfassen, in welcher Position das betrachtete Bild in dem Referenz-Bild enthalten ist. In diesem Beispiel wird das ganze Referenz-Bild der Durchsuchungsbereich.
12 zeigt ein Beispiel für die MAX/MIN-Erfassungsschaltung 38. Gemäß 12 werden der MAX/MIN-Erfassungsschaltung 38 Pixeldaten eines Vergleichsprüfungsblocks über einen Eingangsanschluss 51 zugeführt. Die eingegebenen Daten werden einer Zeitschaltsignal-Erzeugungsschaltung 52 und Auswahlschaltungen 53 u. 54 zugeführt. Die Zeitschaltsignal-Erzeugungsschaltung 52 erzeugt einen Abtasttakt und ein Block-Zeitschaltsignal. Der Abtasttakt stellt eine Synchronisation mit den Pixeldaten her. Das Block-Zeitschaltsignal repräsentiert die Abgrenzung eines Blocks.
Die Auswahlschaltung 53 gibt selektiv größer eins aus zwei Pixel aus. Die Auswahlschaltung 54 gibt selektiv kleiner eins aus den zwei Pixeln aus. Die Ausgangsdaten der Auswahlschaltung 53 werden einer Kippschaltung 55 und einem Register 57 zugeführt. Die Ausgangsdaten der Auswahlschaltung 54 werden einer Kippschaltung 56 und einem Register 58 zugeführt. Die Ausgangsdaten der Register 57 u. 58 werden der Auswahlschaltung 53 bzw. der Auswahlschaltung 54 zugeführt. Von der Kippschaltung 55 wird ein Maximalwert MAX einem Ausgangsanschluss 59 zugeführt. Von der Kippschaltung 5b wird ein Minimalwert MIN einem Ausgangsanschluss 60 zugeführt.
In einem Anfangszustand des Registers 57, in dem keine Daten eines Vergleichsprüfungsblocks eingegeben wowrden sind, ist das Register 57 auf Null rückgesetzt worden. In dem Register 57 werden die Ausgangsdaten der Auswahlschaltung 53 gespeichert. Durch die Auswahlschaltung 53 wird ein größerer Wert der Ausgangsdaten des Registers 57 und der eingegebenen Pixeldaten ausgewählt. Demzufolge ist der Maximalwert der früheren Pixeldaten in dem Register 57 gespeichert worden, wenn die nächsten Pixeldaten empfangen werden. Wenn neun Pixel a bis i eines Vergleichsprüfungsblocks empfangen sind, gibt die Auswahlschaltung 53 den Maximalwert MAX des Vergleichsprüfungsblocks aus. Der Maximalwert MAX wird durch die Kippschaltung 55 gehalten. Der Minimalwert MIN des Vergleichsprüfungsblocks wird in gleicher Weise wie der Maximalwert MAX erfasst und dem Ausgangsanschluss 60 zugeführt.
Der repräsentative Wert x und die erfassten Werte MAX u. MIN werden einer Vergleichsschaltung 39 und einer Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 40 zugeführt. 13 zeigt ein Flussdiagramm, das die Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 39 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 40 darstellt. Wenn der Vergleichsvorgang gestartet ist, wird in Schritt 61 bestimmt ob x > MAX ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA (J) lautet, setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 62 fort. In Schritt 62 wird ein Auswertungsergebniswert Δ = x – MAX erzeugt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 61 NEIN (N) lautet, setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 63 fort. In Schritt 63 wird bestimmt, ob x < MIN ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis JA (J) lautet, wird in Schritt 64 Δ = MIN – x erzeugt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 63 NEIN (N) lautet (nämlich wenn MIN ≤ x ≤ MAX ist), wird in Schritt 65 Δ = 0 gesetzt. In Schritt 66 wird der Auswertungsergebniswert Δ ausgegeben.
14 zeigt ein Blockschaltbild, das den Hardware-Aufbau der Vergleichsschaltung 39 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 40 darstellt. Der Vergleichsschaltung 39 werden der repräsentative Wert x, der Wert MAX und der Wert MIN zugeführt. Die Vergleichsschaltung 39 erzeugt ein 2-Bit-Vergleichsausgangssignal. Dem Vergleichsausgangssignal entsprechend wird eine Auswahlschaltung 71 gesteuert. Eine Subtrahierschaltung 72 führt einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 71 (x – MAX) zu. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 71 werden Null-Daten zugeführt. Von einer Subtrahierschaltung 73 wird einem Eingangsanschluss c der Auswahlschaltung 71 (MIN – x) zugeführt.
Die 2-Bit-Ausgangsdaten der Vergleichsschaltung 39 repräsentieren die drei Beziehungen x > MAX, x < MIN u. MIN ≤ x ≤ MAX. Entsprechend diesen Beziehungen werden die Eingangsanschlüsse a, b u. c der Auswahlschaltung 71 ausgewählt. Auf diese Weise wird der Auswertungsergebniswert Δ erzeugt. Der Auswertungsergebniswert Δ, der durch die Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 40 erzeugt ist, wird einem Auswertungsergebniswert-Speicher 41 zugeführt.
Wie in 15A gezeigt ist der Auswertungsergebniswert Δ 0, wenn ein repräsentativer Wert x in dem Bereich des Werts MIN bis zu dem Wert MAX eines Vergleichsprüfungsblocks enthalten ist. Wenn der repräsentative Wert x kleiner als der Wert MIN oder größer als der Wert MAX ist, steigt der Auswertungsergebniswert Δ entsprechend an. In Wirklichkeit wird, da es ein Rauschen gibt, ein Rauschabstand gesetzt, um auf diese Weise einen Auswertungsergebniswert Δ zu erzeugen, der sich gemäß einer gestrichelten Linie in 15A ändert. Der in 14 gezeigte Aufbau ist ein Beispiel für die gegenwärtige Technik. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass durch eine Kombination aus einer Torschaltung oder einer Auswahlschaltung mit zwei Eingängen eine Vielfalt von Aufbauten gebildet werden können. Alternativ dazu kann als ein Auswertungsergebniswert der Absolutwert einer Differenz, die n-te Potenz der Differenz usw. benutzt werden.
Die Auswertungsergebniswerte werden für die Vergleichsprüfungsblöcke entsprechend den repräsentativen Pixeln des Referenz-Vollbilds berechnet. Die Größe des Durchsuchungsbereichs beträgt (3 × 3) Basisblöcke und (3 × 3) Vergleichsprüfungsblöcke. Demzufolge ist der Durchsuchungsbereich (9 × 9) Pixel groß. In diesem Beispiel werden wie in 15B gezeigt neun Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ9 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 41 gespeichert. Die Position des Basisblocks ist die zentrale Position des Durchsuchungsbereichs (nämlich die Position des Auswertungsergebniswerts Δ5).
Zurückkommend auf 10 ist festzustellen, dass die Auswertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 35 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 41 gespeichert werden. Durch eine Minimalwert-Erfassungsschaltung 42 wird der Minimalwert der neun Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ9 erfasst. Die Position, in welcher der Minimalwert vorliegt, ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
Als nächstes wird eine zweite veranschaulichende Anordnung beschrieben.
16 zeigt den Aufbau gemäß der zweiten veranschaulichenden Anordnung. Die Teile, die den Teilen der ersten veranschaulichenden Anordnung, die in 10 gezeigt ist, gleich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In dem in 16 gezeigten Aufbau sind mit dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 33 bzw. dem Referenz-Vollbildspeicher 34 Kleinblock-Segmentierungsschaltungen 44 u. 45 verbunden. Zusätzlich ist eine Kumulierungsschaltung 46 mit der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 40 verbunden.
In der zweiten veranschaulichenden Anordnung wird ein Bereich von (3 × 3) Pixeln wie in 17 gezeigt als ein kleiner Block (Kleinblock) behandelt. Ein Bereich von (9 × 9) Pixeln, in dem (3 × 3) kleine Blöcke in den vertikalen und horizontalen Richtungen angeordnet sind, wird als ein Basisblock oder ein Vergleichsprüfungsblock behandelt. In 17 sind für den Basisblock nur repräsentative Pixel in den zentralen Positionen der kleinen Blöcke desselben gezeigt. Mit den Werten MAX u. MIN jedes kleinen Blocks des Vergleichsprüfungsblocks wird ein repräsentativer Wert jedes kleinen Blocks des Basisblocks verglichen. Für jeden kleinen Block wird in gleicher Weise wie in der ersten veranschaulichenden Anordnung ein Auswertungsergebniswert Δ berechnet.
Durch Vergleichen eines Basisblocks mit einem Vergleichsprüfungsblock, der sich in einer vorbestimmten Position befindet, und durch Berechnen von Auswertungsergebniswerten werden Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ9 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden durch die Kumulierungsschaltung 46 kumuliert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Kumulierungsschaltung 46 eine Kumulation ΣΔ = Δ1 + Δ2 + ... + Δ9 durchführt. Der Vergleichsprüfungsblock wird in dem Durchsuchungsbereich bewegt. Bei jedem Absuchpunkt wird der kumulierte Wert der Auswertungsergebniswerte gewonnen. Durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 42 wird der Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte erfasst. An einem Ausgangsanschluss 43 wird ein Bewegungsvektor gewonnen, welcher der Position des Ver gleichsprüfungsblocks entspricht, der den Minimalwert erzeugt.
18 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Durchsuchungsbereichs für ±5 Pixel (durch gestrichelte Linien angegeben) darstellt. Unter der Annahme, dass die untere rechte Ecke des Basisblocks ein Basispunkt ist, sind Koordinatenachsen (x, y) gezeigt, die über jeweils drei Pixel in Abschnitte unterteilt sind. Der Basispunkt wird vorzugsweise in einer Position angeordnet, die so nahe wie möglich bei dem Zentrum des Blocks liegt. Wenn der Vergleichsprüfungsblock in der Position (+5, +5), die in 18 gezeigt ist, den Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte erzeugt, wird ein Bewegungsvektor (+15 (= 5 × 3), +15 (= 5 × 3)) ausgegeben.
Bei der gegenwärtigen Technik wird ein repräsentatives Pixel eines Basisblocks mit einem entsprechenden Vergleichsprüfungsblock (Bereich) verglichen. Als Werte, die alle Pixel a bis i des Vergleichsprüfungsblocks repräsentieren, werden z. B. der Maximalwert derselben und der Minimalwert derselben gewonnen. Wenn der Wert x des repräsentativen Pixels nicht in dem Bereich enthalten ist, kann das repräsentative Pixel (x) nicht mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen werden. Herkömmlicherweise kann, wenn die Anzahl von Absuchpunkten herabgesetzt ist, infolge einer Phasenabweichung ein Fehler erfasst werden. Wenn jedoch die Anzahl von Absuchpunkten auf 1/3 (alle drei Pixel) herabgesetzt ist, kann der gleiche Prozess wie der Volldurchsuchungsvorgang durchgeführt werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass der Vergleich ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden kann.
19 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung der Tatsache, dass keine Phasenabweichung in dem Aufbau gemäß der vorliegenden Anordnung stattfindet. Der Einfachheit halber sei angenommen, dass ein eindimensionaler Block aus drei Pixeln mit den Werten a, b u. c zusammengesetzt ist. In 19 sind alle drei Pixel gestrichelte Linien gezeigt. Der eindimensionale Block wird als ein Basisblock betrachtet. Der Wert b des zentralen Pixels ist ein repräsentativer Wert des Basisblocks. In 19 sind Bewegungen des Basisblocks um 0 Pixel, +1 Pixel, –1 Pixel, +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel gezeigt.
Wie aus 19 ersichtlich liegt der repräsentative Wert b, wenn der Basisblock um ±1 Pixel bewegt wird, in dem Bereich von drei Pixeln vor. Demzufolge kann er, wenn der Basisblock um ±1 Pixel bewegt ist, mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen werden, und dabei wird der Auswertungsergebniswert Δ zu 0. Die Bewegungen des Basisblocks um +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel können durch Vergleiche mit dem nächsten Vergleichsprüfungsblock erfasst werden. Demzufolge ist es nicht notwendig, den Bereich des Vergleichsprüfungsblocks (die kleinen Blöcke) mit demjenigen des Basisblocks zu überlappen. Bei dem herkömmlichen vereinfachenden Verfahren, das die Anzahl der Absuchpunkte herabsetzt, werden nur die Bewegungen des Basisblocks um 0 Pixel und irgendein Vielfaches der Länge des Absuchpunkts präzise erfasst. Eine solche Phasenabweichung kann jedoch kompensiert werden.
Der tatsächliche Aufbau kann in vielfältiger Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen System ein System benutzt werden, das eine sich verändernde Komponente betrachtet, um auf diese Weise das Auftreten eines Fehlers infolge einer Vereinfachung zu verhindern. überdies kann, wenn ein Bewegungsvektor gewonnen wird, die Genauigkeit desselben eher ein halbes Pixel als ein Pixel betragen.
Als Vereinfachung hinsichtlich der Absuchpunkte kann sowohl die Anzahl von Berechnungen als auch die Anzahl von Vergleichen beachtlich verringert werden. Zusätzlich kann das Auftreten eines Fehlers infolge einer Phasenabweichung verhindert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß einer dritten veranschaulichenden Anordnung beschrieben.
20 zeigt ein Blockschaltbild, das die veranschaulichende Anordnung darstellt. In 20 bezeichnet das Bezugszeichen 81 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds. Das Bezugszeichen 82 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbilds. Das Bezugszeichen 83 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildspeicher, der Bilddaten des gegenwärtigen Vollbilds speichert. Das Bezugszeichen 84 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der Bilddaten des Referenz-Vollbilds speichert. Der Auslesebetrieb und der Einschreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildsspeichers 83 und des Referenz-Vollbildspeichers 84 werden durch eine Steuereinrichtung 85 gesteuert. In Verbindung mit dem Referenz-Vollbildspeicher 84 ist eine Adressenbewegungsschaltung 86 vorgesehen. Die Adressenbewegungsschaltung 86 wird durch die Steuereinrichtung 85 gesteuert. Auf diese Weise wird der Vergleichsprüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
Der Gegenwarts-Vollbildspeicher 83 gibt unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 85 Basisblockdaten aus. Die Basisblockdaten werden einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX 1/ MIN 1-)Erfassungsschaltung 87 zugeführt. Die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 87 extrahiert einen Maximalwert MAX 1 und einen Minimalwert MIN 1 als erste Merkmalsmengen für jeden Basisblock. Jeder Basisblock ist z. B. aus (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt, wie dies in 21 gezeigt ist. Als die ersten Merkmalsmengen können zwei aus den Werten MAX 1, MIN 1 und dem Dynamikbereich DR 1 (= MAX 1 – MIN 1) benutzt werden. Zusätzlich können als die ersten Merkmalsmengen Av1 + Δ1 und Av1 – Δ1 benutzt werden, wobei Av1 ein Durchschnittswert des Basisblocks und σ1 eine Normalabweichung desselben ist.
Der Referenz-Vollbildspeicher 84 gibt unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 85 modifizierte Vergleichsprüfungsblockdaten aus. Wie bei dem Basisblock hat jeder Vergleichsprüfungsblock einen zweidimensionalen Bereich, der aus (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt ist, wie dies in 21 gezeigt ist. Der modifizierte Vergleichsprüfungsblock ist durch Zufügen eines Phasenkompensationsbereichs von ±1 Zeile × ±2 Pixel zu dem Vergleichsprüfungsblock zusammengesetzt. Wie in 21 gezeigt werden die modifizierten Vergleichsprüfungsblockdaten, die aus (4 × 8) Pixeln zusammengesetzt sind, einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX 2/MIN 2-) Erfassungsschaltung 88 zugeführt. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 88 erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert MIN 2 als zweite Merkmalsmengen. Als die zweiten Merkmalsmengen können zwei aus den Werten MAX 2, MIN 2 und der Dynamikbereich DR 2 (= MAX 2 – MIN 2) benutzt werden. Zusätzlich können als die zweiten Merkmalsmengen Av + Δ und Av – Δ benutzt werden, wobei Av2 ein Durchschnittswert des Vergleichsprüfungsblocks und σ2 eine Normalabweichung desselben ist.
Ein Beispiel für die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 87 könnte unter Bezugnahme auf 12 erklärt werden. Wenn durch die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 87 acht Pixel eines Basisblocks empfangen sind, gibt die Auswahlschaltung 53 den Maximalwert MAX 1 des Vergleichsprüfungsblocks aus. Der Maximalwert MAX 1 wird durch die Kippschaltung 55 gehalten. Der Minimalwert MIN 1 des Basisblocks wird in gleicher Weise wie der Maximalwert MAX 1 erfasst und dem Ausgangsanschluss 60 zugeführt. Der Aufbau der MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 88 ist der gleiche wie derjenige, der in 12 gezeigt ist. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 88 erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert 2 von 32 Pixeln des modifizierten Vergleichsprüfungsblocks.
Die erfassten Werte MAX 1, MIN 1, MAX 2 u. MIN 2 werden einer Vergleichsschaltung 89 und einer Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 zugeführt.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das die Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 89 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 darstellt. Wenn der Vergleichsvorgang gestartet ist, wird in Schritt 101 bestimmt, ob MAX 1 > MAX 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN (N) lautet (nämlich wenn MAX 2 ≥ MAX 1 ist), setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 102 fort. In Schritt 102 wird ein Auswertungsergebniswert Δ1 = 0 gesetzt. In Schritt 103 wird bestimmt, ob MIN 1 < MIN 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN (N) lautet (nämlich wenn MIN 1 ≥ MIN 2 ist), setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 104 fort. In Schritt 104 wird ein Auswertungsergebniswert Δ2 = 0 gesetzt. Auf diese Weise werden in Schritt 105a die Auswertungsergebniswerte Δ1 – 0 und Δ2 = 0 erzeugt. Auf diese Weise wird bestimmt, dass der Minimalwert MIN 1 und der Maximalwert MAX 1 des Basisblocks in dem Bereich von dem Minimalwert MIN 2 bis zu dem Maximalwert MAX 2 des modifizierten Vergleichsprüfungsblocks enthalten sind und dass der Basisblock mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen worden ist. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 103 JA (J) lautet, werden in Schritt 105b Auswertungsergebniswerte Δ1 = 0 und Δ2 = MIN 2 – MIN 1 erzeugt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 101 JA (J) lautet, setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 106 fort. In Schritt 106 wird bestimmt, ob MIN 1 < MIN 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 106 NEIN (N) lautet (nämlich wenn MIN 1 ≥ MIN 2 ist), wird in Schritt 107 ein Auswertungsergebniswert Δ2 = 2 gesetzt und es werden in Schritt 105c Auswertungsergebniswerte Δ1 = MAX 1 – MAX 2 und Δ2 = 0 erzeugt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 106 JA (J) lautet, werden in Schritt 105d Auswertungsergebniswerte Δ1 = MAX 1 – MAX 2 und Δ2 = MIN 2 – MIN 1 erzeugt.
23 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Hardware-Aufbau der Vergleichsschaltung 89 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 darstellt. Der Vergleichsschaltung 89 werden die Werte MAX 1 und MIN 1des Basisblocks sowie MAX 2 und MIN 2 des modifizierten Vergleichsrüfungsblocks zugeführt. Die Vergleichsschaltung 89 erzeugt zwei Vergleichsausgangssignale. Entsprechend den Vergleichsausgangssignalen werden Auswahlschaltungen 111 u. 112 gesteuert. Einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 111 werden Ausgangsdaten (MAX 1 – MAX 2 einer Subtrahierschaltung 115 zugeführt. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 111 werden Nulldaten zugeführt. Einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 112 werden Ausgangsdaten (MIN 2 – MIN 1) einer Subtrahierschaltung 116 zugeführt. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 112 werden Nulldaten zugeführt.
Wenn MAX 1 > MAX 2 ist, veranlasst ein Ausgangssignal (das als das erste Ausgangssignal bezeichnet wird) der Vergleichsschaltung 89 die Auswahlschaltung 111, den Eingangsanschluss a (nämlich MAX 1 – MAX 2) auszuwählen. Wenn MAX 1 < MAX 2 ist, veranlasst das erste Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 89 die Auswahlschaltung 111, den Eingangsanschluss b (nämlich Nulldaten) auszuwählen. Wenn MIN 1 < MIN 2 ist, veranlasst das andere Ausgangssignal (das als das zweite Ausgangssignal bezeichnet wird) der Vergleichsschaltung 89 die Auswahlschaltung 112, den Eingangsanschluss a (nämlich MIN 2 – MIN 1) auszuwählen. Wenn MIN 1 ≥ MIN 2 ist, veranlasst das zweite Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 89 die Auswahlschaltung 112, den Eingangsanschluss b (nämlich Nulldaten) auszuwählen. Einer Addierschaltung 113 werden ein Auswertungsergebniswert Δ1, der von der Auswahlschaltung 111 gewonnen ist, und ein Auswertungsergebniswert Δ2 zugeführt, der von der Auswahlschaltung 112 gewonnen ist. An einem Ausgangsanschluss 114 wird ein Ausgangssignal (Δ1 + Δ2) der Auswahlschaltung 113 gewonnen. Der Auswertungsergebniswert Δ, der in der Auswer tungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 erzeugt ist, wird in einem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert.
Die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 ändern sich, wie dies in 24 gezeigt ist. Wenn MAX 1 < MAX 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ1 0. Wenn MAX 1 > MAX 2 ist, nimmt der Auswertungsergebniswert entsprechend zu. Wenn MIN 1 > MIN 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ2 0. Wenn MIN 1 < MIN 2 ist, nimmt der Auswertungsergebniswert Δ2 entsprechend zu. In Wirklichkeit gibt es ein Rauschen. Es wird ein Rauschabstand gesetzt. Es können Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 erzeugt werden, die sich ändern, wie dies durch gestrichelte Linien in 24 gezeigt ist.
Der Aufbau, der in 23 gezeigt ist, ist ein Beispiel. Durch eine Kombination einer Torschaltung oder einer Auswahlschaltung mit vier Eingängen können vielfältige Aufbauten benutzt werden. Als Auswertungsergebniswerte können die Absolutwerte von Differenzen, Werte der n-ten Potenz derselben usw. benutzt werden.
Die Auswertungsergebniswerte werden für jeden Vergleichsprüfungsblock entsprechend dem Basisblock berechnet. Die Größe des Durchsuchungsbereichs beträgt z. B. (4 × 4) Basisblöcke oder Vergleichsprüfungsblöcke (die aus 8 × 16 Pixeln zusammengesetzt sind). Die Adressenbewegungsschaltung bewegt eine Ausleseadresse des Referenz-Vollbildspeichers 84 unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 85. Daher wird der Vergleichsprüfungsblock innerhalb des Durchsuchungsbereichs bewegt. In diesem Beispiel werden wie in 25 gezeigt 16 Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert. Die Position des Basisblocks liegt beinah in dem Zentrum des Durchsuchungsbereichs.
Auf 20 zurückkommend ist festzustellen, dass die Aus wertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 85 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert werden. Durch eine Minimalwert-Erfassungsschaltung 92 wird der Minimalwert der 16 Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 erfasst. Die Position des Minimalwerts ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
Als nächstes wird eine vierte veranschaulichende Anordnung beschrieben.
26 zeigt den Aufbau der vierten veranschaulichenden Anordnung. Teile, die Teilen der in 20 gezeigten dritten veranschaulichenden Anordnung gleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dem Aufbau, der in 20 gezeigt ist, sind Kleinblock-Segmentierungsschaltungen 94 u. 95 mit dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 83 bzw. dem Referenz-Vollbildspeicher 84 verbunden. Zusätzlich ist mit der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 eine Kumulierungsschaltung 96 verbunden.
In der vierten veranschaulichenden Anordnung ist ein Bereich aus (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt, der als der Basisblock in der dritten veranschaulichenden Anordnung beschrieben wurde und als ein kleiner Block behandelt wird. Ein Bereich, der aus (4 × 4) kleinen Blöcken (nämlich 8 × 16 Pixeln) zusammengesetzt ist und der Durchsuchungsbereich eines ersten Ausführungsbeispiels ist, wird als ein Basisblock und ein Vergleichsprüfungsblock behandelt. Ein Wert MAX 1 und ein Wert MIN 1 jedes kleinen Blocks des Basisblocks werden mit einem Wert MAX 2 bzw. einem Wert MIN 2 jedes kleinen Blocks des Vergleichsprüfungsblocks verglichen. Die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 werden für jeden kleinen Block in gleicher Weise wie in der ersten veranschaulichenden Anordnung berechnet.
Durch Vergleichen des Basisblocks mit dem Vergleichsprüfungsblock, d. h. in vorbestimmten Positionen, und durch Berechnen von Auswertungsergebniswerten werden Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden durch die Kumulierungsschaltung 96 kumuliert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Kumulierungsschaltung 96 eine Kumulierung ΣΔ = Δ1 + Δ2 + ... + Δ16 durchführt. Der Vergleichsprüfungsblock wird in einem vorbestimmten Durchsuchungsbereich bewegt. Bei jedem Absuchpunkt wird der kumulierte Wert der Auswertungsergebniswerte gewonnen. Durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 92 wird der Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte erfasst. An einem Ausgangsanschluss 93 wird ein Bewegungsvektor gewonnen, welcher der Position des Vergleichsprüfungsblocks entspricht, die den Minimalwert erzeugt.
27 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Durchsuchungsbereichs für ±5 Pixel (durch gestrichelte Linien angegeben) darstellt. Es sei angenommen, dass das Zentrum des Basisblocks ein Basispunkt ist, und dass eine Koordinatenachse x, die alle vier Pixel in Abschnitte unterteilt ist, und eine Koordinatenachse y, die alle zwei Pixel in Abschnitte unterteilt ist, gezeigt sind. Wenn der Vergleichsprüfungsblock in der Position (+5 +5), die in 27 gezeigt ist, den Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte erzeugt, wird ein Bewegungsvektor +20 (= 4 × 5), +10 (= 2 × 5)) ausgegeben.
Die Bereiche des Basisblocks und des Vergleichsprüfungsblocks werden verglichen. Als Werte, die den Bereich aller Pixel des Prüfungsblocks repräsentieren, werden z. B, der Maximalwert MAX 2 und der Minimalwert MIN 2 gewonnen. Wenn der Wert MAX 1 und der Wert MIN 1 des Basisblocks nicht in dem Bereich vorliegen, wird bestimmt, dass der Basisblock nicht mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen worden ist. Herkömmlicherweise wird, wenn die Anzahl von Absuchpunkten zur Vereinfachung des Vergleichsvorgangs herabgesetzt ist, das Auftreten eines Fehlers infolge einer Pha senabweichung erfasst. Der Vergleich kann jedoch selbst dann, wenn die Anzahl von Absuchpunkten herabgesetzt ist, z. B. für jeweils mehrere Pixel wie bei der Volldurchsuchung der Absuchpunkte, ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden.
28 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung der Tatsache, dass der Vergleich solcher Bereiche keine Phasenabweichung verursacht. Der Einfachheit halber sei ein eindimensionaler Block angenommen, der aus vier Pixeln mit den Werten a, b, c u. d zusammengesetzt ist. Für Bereiche von jeweils vier Pixeln sind gestrichelte Linien gezeigt. Der eindimensionale Block wird als ein Basisblock betrachtet. In 28 sind Bewegungen des Basisblocks um +1 Pixel, +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel gezeigt.
Wie aus 28 ersichtlich kann beim Vergleichen von Bereichen, falls die Größe des Vergleichsprüfungsblocks die gleiche wie die Größe des Basisblocks ist und sich der Basisblock um +1 Pixel, +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel bewegt, ein Fehler bei dem Vergleich auftreten. Wenn die Größe des Basisblocks jedoch vier Pixel beträgt, kann das Auftreten eines Fehlers bei dem Vergleich verhindert werden, da der Basisblock einen um zwei Pixel nach links und rechts verlängerten Bereich hat. Wenn der Basisblock um +3 Pixel oder +4 Pixel bewegt wird, kann der Vergleich mit dem nächsten Basisblock durchgeführt werden. Der verlängerte Bereich des Vergleichsprüfungsblocks hängt von der Größe desselben ab. Bei dem herkömmlichen vereinfachenden Verfahren, das die Anzahl von Absuchpunkten herabsetzt, werden nur die Bewegungen des Basisblocks um 0 Pixel und irgendein Vielfaches der Länge des Absuchpunkts erfasst. Eine solche Phasenabweichung kann jedoch kompensiert werden.
Mit der Vereinfachung der Absuchpunkte kann sowohl die Anzahl von Berechnungen als auch die Anzahl von Vergleichen beachtlich verringert werden. Zusätzlich kann das Auftreten eines Fehlers infolge einer Phasenabweichung verhindert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß einer fünften veranschaulichenden Anordnung beschrieben.
29 zeigt ein Blockschaltbild, das die veranschaulichende Anordnung darstellt. In 29 bezeichnet das Bezugszeichen 121 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds. Das Bezugszeichen 122 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbilds. Das Bezugszeichen 123 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildspeicher, der die Bilddaten des gegenwärtigen Vollbilds speichert. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der die Bilddaten des Referenz-Vollbilds speichert. Der Auslesebetrieb und der Einschreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildsspeichers 123 und des Referenz-Vollbildspeichers 124 werden durch eine Steuereinrichtung 125 gesteuert. In Verbindung mit dem Referenz-Vollbildspeicher 124 ist eine Adressenbewegungsschaltung 126 vorgesehen. Die Adressenbewegungsschaltung 126 wird durch die Steuereinrichtung 125 gesteuert. Auf diese Weise wird der Vergleichsprüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
30 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung des Aufbaus von Blöcken entsprechend der veranschaulichenden Anordnung. Ein Basisblock ist aus (3 × 3) Pixeln zusammengesetzt. Der Aufbau eines Vergleichsprüfungsblocks ist der gleiche wie derjenige eines Basisblocks. Von dem Basisblock bis zu dem Vergleichsprüfungsblock wird ein Vorwärtsvergleich durchgeführt. Von dem Vergleichsprüfungsblock bis zu dem Basisblock wird ein Rückwärtsvergleich durchgeführt.
Die Basisblockdaten werden einer Repräsentativwert-Extra hierschaltung 127a und einer MAX 1/MIN 1- (Maximalwert/ Minimalwert-)Erfassungsschaltung 128b zugeführt. Die Repräsentativwert-Extrahierschaltung 127a extrahiert einen repräsentativen Wert für jeden Basisblock, wobei der repräsentative Wert z. B. ein Wert x_a eines Pixels in der zentralen Position jedes Basisblocks ist, wie er in 30 gezeigt ist. Die Vergleichsprüfungsblockdaten werden einer Repräsentativwert-Extrahierschaltung 127b und einer MAX 2/ MIN 2-Erfassungsschaltung 128a zugeführt. Die Repräsentativwert-Extrahierschaltung 127b extrahiert einen repräsentativen Wert für jeden Vergleichsprüfungsblock, z. B. einen Wert x_b eines Pixels in der zentralen Position jedes Vergleichsprüfungsblock, wie er in 30 gezeigt ist. Als ein repräsentatives Pixel kann ein Wert eines Pixels in einer anderen Position eines Blocks, der Maximalwert des Blocks, der Minimalwert desselben oder der Extremwert desselben, benutzt werden.
Die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 128b erfasst einen Maximalwert MAX und einen Minimalwert MIN 1 als Merkmalsmengen des Basisblocks. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 128a erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert MIN 2 als Merkmalsmengen des Vergleichsprüfungsblocks. Als die Merkmalsmengen können zwei Werte aus dem Wert MAX, dem Wert MIN und dem Dynamikbereich DR (= MAX – MIN) benutzt werden. Alternativ dazu können die Merkmalsmengen (Av + σ) und (Av – σ) sein, wobei Av der Durchschnittswert des Blocks ist und σ die Normalabweichung desselben ist.
Ein Beispiel für die Erfassungsschaltungen 128a u. 128b ist in 12 gezeigt. Die Werte MAX 1 u. MAX 2 sind einfach durch MAX bezeichnet. Die Werte MIN 1 u. MIN 2 sind einfach durch MIN bezeichnet. Die Software-Prozesse der Vergleichsschaltungen 129a u. 129b und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltungen 130a. u. 130b sind in 13 erklärt.
Der Hardware-Aufbau der Vergleichsschaltungen 129 (129a, 129b) und einer Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130 (130a, 130b) ist in 14 gezeigt.
Was den Auswertungsergebniswert Δ eines Auswertungsergebniswert-Speichers 131 betrifft ist der Auswertungsergebniswert Δ in 15A u. 15B erklärt.
Zurückkommend auf 29 ist festzustellen, dass die Total-Auswertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 125 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 131 gespeichert werden. Die Total-Auswertungsergebniswerte werden in dem vorbestimmten Durchsuchungsbereich gewonnen. Der Minimalwert der Total-Auswertungsergebniswerte wird durch eine Minimalwert-Erfassungsschaltung 132 erfasst. Die Position, in welcher der Minimalwert vorliegt, ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
Als nächstes wird eine sechste veranschaulichende Anordnung beschrieben.
31 zeigt den Aufbau gemäß der sechsten veranschaulichenden Anordnung. Teile, die den Teilen der in 29 gezeigten fünften veranschaulichenden Anordnung gleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dem Aufbau, der in 29 gezeigt ist, sind Kleinblock-Segmentierungsschaltungen 137a u. 137b mit dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 123 bzw. dem Referenz-Vollbildspeicher 124 verbunden. Zusätzlich ist eine Kumulierungsschaltung 136 mit einer Addierschaltung 134 verbunden.
Im folgenden wird eine Erklärung des Aufbaus gemäß 31 anhand von 17 u. 19 gegeben.
Als nächstes werden eine siebte und eine achte veranschaulichende Anordnung beschrieben. In der siebten und der achten Anordnung, die im folgenden beschrieben werden, werden wenn Blöcke verglichen werden, Bereiche derselben verglichen.
33 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus von Blöcken gemäß der siebten veranschaulichenden Anordnung.
Gemäß 33 ist ein Basisblock aus z. B. (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt. Wie der Basisblock ist ein Vergleichsprüfungsblock aus (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt. Ein modifizierter Vergleichsprüfungsblock ist durch Zufügen von ±1 Zeile und ±2 Pixeln als ein Phasenkompensationsbereich zu dem Vergleichsprüfungsblock gebildet. Wenn der Vorwärtsvergleich durchgeführt wird, wird der Basisblock mit dem modifizierten Vergleichsprüfungsblock verglichen. Wenn der Rückwärtsvergleich durchgeführt wird, wird wie in 33 gezeigt der Vergleichsprüfungsblock mit dem modifizierten Basisblock verglichen.
Anders als bei der fünften veranschaulichenden Anordnung (s. 29) und der sechsten veranschaulichenden Anordnung (s. 31), welche die Repräsentativwert-Extrahierschaltungen 127a u. 127b benutzen, sind gemäß der siebten veranschaulichenden Anordnung eine MAX 3/MIN 3-Erfassungsschaltung 135a für Pixeldaten eines Basisblocks und eine MAX 4/ MIN 4-Erfassungsschaltung 135b für Pixeldaten eines Vergleichsprüfungsblocks vorgesehen. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 128a erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert MIN 2 als Merkmalsmengen für jeden modifizierten Vergleichsprüfungsblock. Die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 128b erfasst einen Maximalwert MAX 1 und einen Minimalwert MIN 1 als Merkmalsmengen für jeden modifizierten Basisblock.
Der Wert MAX 3 und der Wert MIN 3, die durch die MAX 3/ MIN 3-Erfassungsschaltung 135a erfasst sind, und der Wert MAX 2 und der Wert MIN 2, die durch die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 128a erfasst sind, werden einer Vergleichs schaltung 129a und einer Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130a zugeführt. Desgleichen werden der Wert MAX 1, der Wert MIN 1, der Wert MAX 4 und der Wert MIN 4 einer Vergleichsschaltung 129b und einer Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130b zugeführt.
34 zeigt ein Flussdiagramm, das die Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 129a und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130a darstellt.
Wenn der Vergleichsvorgang gestartet ist, wird in Schritt 141 bestimmt, ob MAX 3 > MAX 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis NEIN (N) lautet (nämlich wenn MAX 2 ≥ MAX 3 ist), setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 142 fort. In Schritt 142 wird ein Auswertungsergebniswert Δ1 = 0 gesetzt. Danach wird in Schritt 143 bestimmt, ob MIN 3 < MIN 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 143 NEIN (N) lautet (nämlich wenn MIN 3 ≥ MIN 2 ist), setzt sich der Verarbeitungsfluss zu Schritt 144 fort. In Schritt 144 wird ein Auswertungsergebniswert Δ2 = 0 gesetzt. Auf diese Weise werden in Schritt 145a die Auswertungsergebniswerte Δ1 = 0 und Δ2 = 0 erzeugt. Dies bedeutet, dass der Minimalwert MIN 3 und der Maximalwert MAX 3 des Basisblocks in dem Bereich von dem Minimalwert MIN 2 und dem Maximalwert MAx 2 des modifizierten Vergleichsprüfungsblocks enthalten sind, und dadurch wird bestimmt, dass der Basisblock mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen worden ist. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 143 JA (J) lautet, werden in Schritt 145b Auswertungsergebniswerte Δ1 = 0 und Δ2 = MIN 2 – MIN 3 erzeugt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 141 JA (J lautet, setzt sich der Verarbeitungsfluss zu zu Schritt 146 fort. In Schritt 146 wird bestimmt, ob MIN 3 < MIN 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 146 NEIN (N) lautet (nämlich wenn MIN 3 ≥ MIN 2 ist), wird in Schritt 147 Δ2 = 0 gesetzt, und es werden in Schritt 145c Auswer tungsergebniswerte Δ1 = MAX 3 – MAX 2 und Δ2 = 0 erzeugt. Wenn daas Bestimmungsergebnis in Schritt 146 JA (J) lautet, werden in Schritt 145d Auswertungsergebniswerte Δ1 = MAX 3 – MAx 2 und Δ2 = MIN 2 – MIN 3 erzeugt.
35 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Hardware-Aufbau der Vergleichsschaltung 129a und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130a darstellt. Der Vergleichsschaltung 129a werden der Wert MAX 3 und der Wert MIN 3 des Basisblocks und der Wert MAX 2 und der Wert MIN 2 des modifizierten Vergleichsprüfungsblocks zugeführt. Die Vergleichsschaltung 129a erzeugt zwei Vergleichsausgangssignale. Entsprechend den Vergleichsausgangssignalen werden Auswahlschaltungen 151 u. 152 gesteuert. Eine Subtrahierschaltung 155 führt einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 151 den Wert (MAX 3 – MAX 2) zu. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 151 werden Nulldaten zugeführt. Eine Subtrahierschaltung 156 führt einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 152 den Wert (MIN 2 – MIN 3) zu. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 152 werden Nulldaten zugeführt.
Wenn MAX 3 > MAX 2 ist, veranlasst eines der Ausgangssignale (dieses Ausgangssignal wird als das erste Ausgangssignal bezeichnet) der Vergleichsschaltung 129a die Auswahlschaltung 151, den Eingangsanschluss a (nämlich MAX 3 – MAX 2) auszuwählen. Wenn MAX 3 < MAX 2 ist, veranlasst das erste Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 129 die Auswahlschaltung 151, den Eingangsanschluss b (nämlich Nulldaten) auszuwählen. Wenn MIN 3 < MIN 2 ist, veranlasst das andere Ausgangssignal (dieses Ausgangssignal wird als das zweite Ausgangssiganl bezeichnet) der Vergleichsschaltung 129a die Auswahlschaltung 152, den Eingangsanschluss a (nämlich MIN 2 – MIN 3) auszuwählen. Wenn MIN 3 ≥ MIN 2 ist, veranlasst das zweite Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 129a die Auswahlschaltung 152, den Eingangsanschluss b (nämlich Nulldaten) auszuwählen. Der Auswertungsergebniswert Δ1 der Auswahlschaltung 151 und der Auswertungsergebniswert Δ2 der Auswahlschaltung 152 werden einer Addierschaltung 153 zugeführt. An einem Ausgangsanschluss 154 wird ein Ausgangssignal (Δ1 + Δ2) der Addierschaltung 153 gewonnen.
Die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 ändern sich wie in 36 gezeigt. Wenn MAX 3 < MAX 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ1 0. Wenn MAX 3 > MAX 2 ist, nimmt der Auswertungsergebniswert Δ1 entsprechend zu. Wenn MIN 3 > MIN 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ2 0. Wenn MIN 3 < MIN 2 ist, nimmt der Auswertungsergebniswert Δ2 entsprechend zu. In Wirklichkeit gibt es ein Rauschen. Es wird ein Rauschabstand gesetzt. Auf diese Weise können Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 erzeugt werden, die sich ändern, wie dies durch gestrichelte Linien in 36 angegeben ist.
Der in 35 gezeigte Aufbau ist ein Beispiel für die vorliegende Technik. Statt seiner können eine Vielfalt von Aufbauten benutzt werden. Als Auswertungsergebniswerte können Absolutwerte von Differenzen, Werte der n-ten Potenz derselben usw. benutzt werden.
Die Aufbauten der Vergleichsschaltung 129b und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130b sind die gleichen wie diejenigen der Vergleichsschaltung 129a und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130a, die für den Vorwärtsvergleich benutzt werden. Die Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 130b erzeugt Auswertungsergebniswerte als Ergebnisse des Rückwärtsvergleichs. Eine Addierschaltung 134 erzeugt Total-Auswertungsergebniswerte. Die Total-Auswertungsergebniswerte werden in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 131 gespeichert. Der Minimalwert der Total-Auswertungsergebniswerte wird durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 132 erfasst. An einem Ausgangsanschluss 133 wird ein Bewegungsvektor entsprechend der Position des Minimalwerts der Total-Auswertungsergebniswerte gewonnen.
Als nächstes wird eine achte veranschaulichende Anordnung beschrieben.
37 zeigt den Aufbau der achten veranschaulichenden Anordnung. In 37 sind Teile, die den Teilen der zuvor beschriebenen veranschaulichenden Anordnung (s. 31) gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß 37 sind der Gegenwarts-Vollbildspeicher 123 und der Referenz-Vollbildspeicher 124 mit einer Kleinblock-Segmentierungsschaltung 137a bzw. 137b verbunden. Zusätzlich ist mit der Addierschaltung 134 eine Kumulierungsschaltung 136 verbunden.
In der achten veranschaulichenden Anordnung wird der Bereich, der aus (2 × 4) Pixeln zusammengesetzt ist und in der sechsten veranschaulichenden Anordnung als der Basisblock behandelt wurde, als ein kleiner Block behandelt. Ein Bereich, der aus (8 × 16) Pixeln, nämlich (4 × 4) kleinen Blöcken, die in horizontalen und vertikalen Richtungen angeordnet sind, zusammengesetzt ist, wird als ein Basisblock oder ein Vergleichsprüfungsblock behandelt. Bezüglich der sechsten veranschaulichenden Anordnung wurde der Bereich, der aus (8 × 16) Pixeln zusammengesetzt ist, als der Durchsuchungsbereich beschrieben. Wenn der Vorwärtsvergleich durchgeführt wird, werden der Wert MAX 3 und der Wert MIN 3 der kleinen Blöcke des Basisblocks mit dem Wert MAX 2 und dem Wert MIN 2 der modifizierten kleinen Blöcke des Vergleichsprüfungsblocks verglichen. In gleicher Weise wie in der ersten veranschaulichenden Anordnung werden Auswertungsergebniswerte für jeden kleinen Block berechnet.
Andererseits werden, wenn der Rückwärtsvergleich durchgeführt wird, der Wert MAX 4 und der Wert MIN 4 der kleinen Blöcke des Vergleichsprüfungsblocks mit dem Wert MAX 1 und dem Wert MIN 1 der modifizierten kleinen Blöcke des Vergleichsprüfungsblocks verglichen, und es werden für jeden kleinen Block Auswertungsergebniswerte berechnet. Die Auswertungsergebniswerte für jeden kleinen Block in den Vorwärts- und Rückwärtsvergleichen werden durch die Addierschaltung 134 addiert. Die Additionsergebnisse werden durch die Kumulierungsschaltung 136 kumuliert. Die Kumulierungsschaltung 136 erzeugt für jeden Block einen Total-Auswertungsergebniswert. In dem Aufbau, bei dem (4 × 4) kleine Blöcke in den vertikalen und horizontalen Richtungen angeordnet sind, werden für jeden kleinen Block Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 erzeugt. Durch Kumulieren der Werte Δ1 bis Δ16 wird ein Total-Auswertungsergebniswert erzeugt.
Der Vergleichsprüfungsblock wird in einem vorbestimmten Durchsuchungsbereich bewegt. Bei jedem Absuchpunkt wird ein Total-Auswertungsergebniswert gewonnen. Der Minimalwert der Total-Auswertungsergebniswerte wird durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 132 erfasst. An einem Ausgangsanschluss 133 wird ein Bewegungsvektor entsprechend der Position des Vergleichsprüfungsblocks gewonnen, der den Minimalwert erzeugt.
In der siebten und der achten veranschaulichenden Anordnung werden Bereiche des Basisblocks und des Vergleichsprüfungsblocks verglichen. Als Größen, die den Bereich aller Pixel des Vergleichsprüfungsblocks repräsentieren, werden z. B. der Maximalwert MAX 2 und der Minimalwert MIN 2 gewonnen. Wenn der Wert MAX 3 und der Wert MIN 3 des Basisblocks nicht in dem Bereich vorliegen, wird bestimmt, dass der Basisblock nicht mit dem Vergleichsprüfungsblock verglichen worden ist. Herkömmlicherweise wird, wenn die Anzahl von Absuchpunkten zur Vereinfachung des Vergleichsvorgangs herabgesetzt ist, das Auftreten eines Fehlers infolge einer Phasenabweichung erfasst. Der Vergleich kann jedoch selbst dann, wenn die Anzahl von Absuchpunkten auf z. B. einen für jeweils mehrere Pixel wie bei der Volldurchsuchung der Absuchpunkte herabgesetzt ist, ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden. Dies ist in 28 erklärt.
Durch die Vereinfachung der Absuchpunkte kann sowohl die Anzahl von Berechnungen als auch die Anzahl von Vergleichen beachtlich verringert werden. Zusätzlich kann das Auftreten eines Fehlers infolge ein Phasenabweichung verhindert werden. Überdies kann, da Vorwärts- und Rückwärtsvergleiche durchgeführt werden und Auswertungsergebniswerte entsprechend den Ergebnissen dieser Vergleiche erzeugt werden, die Erfassungsgenauigkeit von Bildern verbessert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die vorliegenden Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
38 zeigt ein Blockschaltbild, welches das Ausführungsbeispiel darstellt. In 38 bezeichnet das Bezugszeichen 161 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbilds. Das Bezugszeichen 162 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbilds. Das Bezugszeichen 163 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildspeicher, der Bilddaten des gegenwärtigen Vollbilds speichert. Das Bezugszeichen 164 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der Bilddaten des Referenz-Vollbilds speichert. Der Auslesebetrieb und der Einschreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildsspeichers 163 und des Referenz-Vollbildspeichers 164 werden durch eine Steuereinrichtung 165 gesteuert. In Verbindung mit dem Referenz-Vollbildspeicher 164 ist eine Adressenbewegungsschaltung 166 vorgesehen. Die Adressenbewegungsschaltung 166 wird durch die Steuereinrichtung 165 gesteuert. Ruf diese Weise wird der Vergleichsprüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
Mit dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 163 bzw. dem Referenz-Vollbildspeicher 164 sind Unterblock-Segmentierungsschaltungen 174a u. 174b verbunden. Die Unterblock-Segmentierungsschaltungen 174a u. 174b werden durch die Steuerein richtung 165 gesteuert. Die Unterblock-Segmentierungsschaltungen 174a u. 174b geben Basisunterblockdaten bzw. Prüfungsunterblockdaten aus. 39 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Blockaufbaus gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Basisblock ist aus (2 × 3) Unterblöcken zusammengesetzt. Jeder der Unterblöcke ist aus (3 × 3) Pixeln zusammengesetzt. Der Blockaufbau des Vergleichsprüfungsblocks ist der gleiche wie der Blockaufbau des Basisblocks.
Die Basisunterblockdaten werden ein Repräsentativwert-Extrahierschaltung 167a und einer Mittelungsschaltung 175a zugeführt. Die Repräsentativwert-Extrahierschaltung 167a extrahiert für jeden Basisunterblock einen repräsentativen Wert. Der repräsentative Wert repräsentiert den Wert eines repräsentativen Pixels. Wie z. B. in 39 gezeigt sind repräsentative Werte die Werte x₁ bis x₆ der Pixel in den zentralen Positionen der Basisunterblöcke. Alternativ dazu können Werte von Pixeln in anderen Positionen der Basisunterblöcke, die Maximalwerte derselben, die Minimalwerte derselben und die Extremwerte derselben als die repräsentativen Werte benutzt werden. Die Mittelungsschaltung 15a erzeugt einen Durchschnittswert X einer repräsentativen Pixelgruppe x₁ bis x₆ (wobei X = (x₁ + X₂ + x₃ + x₄ + x₅ + x₆)/6 ist). Der Durchschnittswert X stellt erste repräsentierende Daten dar.
Die Prüfungsunterblockdaten werden von der Unterblock-Segmentierungsschaltung 174b einer Mittelungsschaltung 175b und einer Alternativpixel-Auswahlschaltung 177 zugeführt. Die Mittelungsschaltung 175b erzeugt einen Durchschnittswert von Pixeldaten in Positionen, die sechs Prüfungsunterblöcken entsprechen. Wie in 39 gezeigt sind die Pixel mit a, b, c, ... i in dieser Reihenfolge von der oberen linken Ecke des Unterblocks bis zu der unteren rechten Ecke desselben bezeichnet. Die sechs Unterblöcke werden durch angefügte Zahlen 1, 2, 3, ... 6 unterschieden.
Die Mittelungsschaltung 175b erzeugt die folgenden Durchschnittswerte für die Positionen der sechs Pixel: A = (a1 + a2 + a3 + a4 + a5 + a6)/6 B = (b1 + b2 + b3 + b4 + b5 + b6)/6 C = (c1 + c2 + c3 + c4 + c5 + c6)/6... I = (i1 + i2 + i3 + i4 + i5 + i6)/6
Die Durchschnittswerte A bis I sind zweite repräsentierende Daten.
Die Durchschnittswerte werden von den Mittelungsschaltungen 175a u. 175b einer Vergleichsschaltung 176 zugeführt. Die Vergleichsschaltung 176 vergleicht den Durchschnittswert X mit den Durchschnittswerten A bis I. Beispielsweise berechnet die Vergleichsschaltung 176 den Absolutwert der Differenz zwischen dem Durchschnittswert X und jedem der Durchschnittswerte A bis I (nämlich |X – A|, |X – B|, |X – C|, ... |X – I|) und vergleicht den Absolutwert jeder Differenz mit einem vorbestimmten Schwellwert. Eine Pixelgruppe, die zu einem Absolutwert führt, der kleiner als der Schwellwert ist, wird als alternative Pixeldaten bestimmt. Beispielsweise sind |X – A|, |X – B|, |X – D|, |X – G|, |X – H| kleiner als der Schwellwert, und a₁, a₂, ... a₆, b₁, b₂, ... b₆, D₁, D₂, ... D₆, G₂, ... G₆, H₁, H₂, ... H₆ werden durch die alternativen Pixeldaten und die Steuereinrichtung 178 bestimmt. Das Vergleichsergebnis der Vergleichsschaltung 176 wird der Steuereinrichtung 178 zugeführt. Die Steuereinrichtung 178 gibt selektiv alternative Pixeldaten jedes Prüfungsunterblocks aus, die von der Unterblock-Segmentierungsschaltung 174b zugeführt sind.
Die Auswahl der alternativen Pixeldaten basiert auf der sog. Starrkörperannahme. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass angenommen wird, dass wenn ein Basisblock bewegt wird, alle Pixel desselben parallel bewegt (nicht gedreht) werden. Da die Größe jedes Blocks gering ist, ist ein solche Annahme praktisch. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass nach einem Vollbild die Positionen repräsentativer Pixeldaten x₁ bis x₆ eine von a₁ bis a₆, eine von b₁ bis b₆, ... bzw. eine von i₁ bis i₆ sind. Demzufolge wird, falls sich ein Basisblock mit seinem Durchschnittswert stark von einem Durchschnittswert x unterscheidet, der eine repräsentative Pixeldatengruppe repräsentiert, da der Basisblock im Widerspruch zu einer solchen Annahme steht, dieser Basisblock entfernt, bevor der Vergleich durchgeführt wird. Auf diese Weise kann die Genauigkeit des Vergleichs verbessert werden. Als die repräsentativen Daten kann nicht nur der Durchschnittswert benutzt werden, sondern es können der Maximalwert MAX, der Minimalwert MIN, der Dynamikbereich DR (= MAX – MIN), die Normalabweichung usf. benutzt werden.
Die alternativen Pixeldaten in jedem Prüfungsunterblock, die durch die Alternativpixel-Auswahlschaltung 177 ausgewählt sind, werden einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX/ MIN-)Erfassungsschaltung 168 zugeführt. Die MAX/MIN-Erfassungsschaltung 168 erfasst einen Maximalwert MAX und einen Minimalwert MIN als Merkmalsmengen jedes Prüfungsunterblocks. Als die Merkmalsmengen können zwei Werte aus den Werten MAX, MIN und dem Dynamikbereich DR (= MAX – MIN) benutzt werden.
Alternativ dazu können die Merkmalsmengen (v + σ) und (Av – σ) sein, wobei Av der Durchschnittswert des Prüfungsunterblocks ist und σ die Normalabweichung desselben ist.
Die MAX/MIN-Erfassungsschaltung 168 ist wie gemäß 12 realisiert.
Die Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 169 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 170 sind in dem Flussdiagramm gemäß 13 erklärt.
Zur Erklärung des Hardware-Aufbaus der Vergleichsschaltung 169 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 170 kann 14 herangezogen werden.
Die Charakteristika des des Auswertungsergebniswerts Δ sind die gleichen wie diejenigen gemäß 15A. Wenn der repräsentative Wert kleiner als der Wert MIN oder größer als der Wert MAX ist, nimmt der Auswertungsergebniswert Δ entsprechend zu. In Wirklichkeit wird, da es ein Rauschen gibt, ein Rauschabstand gesetzt, um auf diese Weise einen Auswertungsergebniswert Δ zu erzeugen, der sich ändert, wie dies durch die in 15A gezeigten gestrichelten Linien angegeben ist.
Die Auswertungsergebniswerte werden für jeden der Prüfungsunterblöcke in einer Position berechnet, die dem repräsentativen Pixel jedes der Basisunterblöcke entspricht. Auf diese Weise werden wie in 40 gezeigt sechs Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ6 entsprechend sechs Unterblöcken erzeugt. Die Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ6 werden are durch eine Kumulierungsschaltung 179 kumuliert (nämlich, Δ1 + Δ2 + Δ3 + ... + Δ6). Das Kumulierungsergebnis (der Total-Auswertungsergebniswert) wird in einem Auswertungsergebniswert-Speicher 171 gespeichert.
Auf 38 zurückkommend ist festzustellen, dass die Total-Auswertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuereinrichtung 165 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 171 gespeichert werden. Die Total-Auswertungsergeb niswerte werden in dem vorbestimmten Durchsuchungsbereich gewonnen. Durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 172 wird der Minimalwert der Total-Auswertungsergebniswerte erfasst. Die Position, in welcher der Minimalwert vorliegt, ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
41 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Durchsuchungsbereichs für ±5 Pixel (durch gestrichelte Linien angegeben) darstellt. Unter der Annahme, dass die untere rechte Ecke des Basisblocks ein Basispunkt ist, sind Koordinatenachsen (x, y) gezeigt, die für jeweils drei Pixel in Abschnitte unterteilt sind. Der Referenzpunkt ist vorzugsweise in einer Position angeordnet, die so nahe wie möglich bei dem Zentrum des Blocks liegt. Wenn der Vergleichsprüfungsblock in der Position (+5, +5), die in 41 gezeigt ist, den Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte erzeugt, wird ein Bewegungsvektor (+15 (= 5 × 3), +15 (= 5 × 3)) ausgegeben.
In dem Ausführungsbeispiel wird ein repräsentatives Pixel eines Basisunterblocks mit einem Prüfungsunterblock (Bereich) verglichen. Als eine Größe, die alle alternativen Pixel des Prüfungsunterblocks repräsentiert, werden z. B. der Maximalwert MAX desselben und der Minimalwert MIN desselben gewonnen. Wenn der Wert des repräsentativen Pixels nicht in dem Bereich vorliegt, wird der Basisunterblock nicht mit dem Prüfungsunterblock verglichen. Mit der Starrkörperannahme kann die Genauigkeit des Vergleichs verbessert werden. Herkömmlicherweise kann, wenn die Anzahl von Absuchpunkten herabgesetzt ist, das Auftreten eines Fehlers infolge einer Phasenabweichung erfasst werden. Wenn die Anzahl von Absuchpunkten auf 1/3 (für jeweils drei Pixel) herabgesetzt ist, kann der gleiche Prozess jedoch als Volldurchsuchungsvorgang durchgeführt werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass der Vergleich ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden kann.
Aus 19 geht hervor, dass keine Phasenabweichung in dem Aufbau gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stattfindet.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel werden, wenn Unterblöcke verglichen werden, Bereiche derselben verglichen. Ein alternatives Pixel eines Prüfungsunterblocks wird in gleicher Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgewählt.
42 zeigt den Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels. In 42 sind eine Repräsentativwert-Extrahierschaltung 167a, Mittelungsschaltungen 175a u. 175b, eine Vergleichsschaltung 176 und eine Alternativpixel-Auswahlschaltung 177 die gleichen wie diejenigen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Zur Erklärung des zweiten Ausführungsbeispiels kann 21 herangezogen werden.
Eine Unterblock-Segmentierungsschaltung 174a führt einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX 1/MIN 1-)Erfassungsschaltung 167b Pixeldaten eines Basisunterblocks zu. Die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 167b erfasst einen Maximalwert MAX 1 und einen Minimalwert MIN 1 als erste Merkmalsmengen für jeden Basisunterblock. Als die ersten Merkmalsmengen können zwei aus den Werten MAX 1, MIN 1 und dem Dynamikbereich DR 1 (= MAX 1 – MIN 1) benutzt werden. Zusätzlich können als die ersten Merkmalsmengen Av1 + Δ1 und Av1 – Δ1 benutzt werden, wobei Av1 ein Durchschnittswert des Basisblocks ist und σ1 eine Normalabweichung desselben ist.
Eine Unterblock-Segmentierungsschaltung 174b führt einer Alternativpixel-Auswahlschaltung 177 modifizierte Prüfungsunterblockdaten zu. Die ausgewählten Pixeldaten werden einer Maximalwert/Minimalwert- (MAX 2/MIN 2-)Erfassungsschaltung 168 zugeführt. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 168 erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert MIN 2 als zweite Merkmalsmengen. Als die zweiten Merkmalsmengen können zwei aus den Werten MAX 2, MIN 2 und dem Dynamikbereich DR 2 (= MAX 2 – MIN 2) benutzt werden. Zusätzlich können als die zweiten Merkmalsmengen Av + Δ und Av – Δ benutzt werden, wobei Av2 ein Durchschnittswert des Vergleichsprüfungsblocks ist und σ2 eine Normalabweichung desselben ist.
Die Aufbauten der MAX/MIN-Erfassungsschaltungen 167b u. 168 sind die gleichen, wie diesejenigen, die in 12 gezeigt sind. Die Werte MAX 1, MIN 1, MAX 2 u. MIN 2, die durch die MAX/MIN-Erfassungsschaltungen 167b u. 168 erfasst sind, werden der Vergleichsschaltung 169 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 170 zugeführt. Die Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 169 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 170 können anhand von 22 erklärt werden.
Ein Hardware-Aufbau der Vergleichsschaltung 169 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 170 ist in 23 gezeigt. Die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 ändern sich wie in 24 gezeigt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Bereiche des Basisunterblocks und des Prüfungsunterblocks verglichen. Als Größen, die den Bereich ausgewählter Pixel des modifizierten Prüfungsunterblocks repräsentieren, werden z. B. der Maximalwert MAX 2 und der Minimalwert MIN 2 gewonnen. Wenn die Werte MAX 1 u. MIN 1 des Basisunterblocks nicht in dem Bereich vorliegen, wird bestimmt, dass der Basisunterblock nicht mit dem Prüfungsunterblock verglichen worden ist. Wenn alternative Pixel entsprechend der Starrkörperannahme ausgewählt werden, kann die Genauigkeit der Erfassung verbessert werden. Herkömmlicherweise wird, wenn die Anzahl von Absuchpunkten zur Vereinfachung des Vergleichsvorgangs herabgesetzt wird, infolge einer Phasenabweichung ein Fehler erfasst. Der Vergleich kann jedoch selbst dann, wenn die Anzahl von Absuchpunkten z. B. über jeweils mehrere Pixel wie bei der Volldurchsuchung der Absuchpunkte herabgesetzt ist, ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden.
Aus 28 ist ersichtlich, dass der Vergleich solcher Bereiche keine Phasenabweichung verursacht.
Es können sowohl eine Vereinfachung der Absuchpunkte erreicht werden als auch die Anzahl von Berechnungen und die Anzahl von Vergleichen beachtlich verringert werden. Zusätzlich kann das Auftreten eines Fehlers infolge einer Phasenabweichung verhindert werden. Überdies kann, da alternative Pixel für einen Vorprozess des Vergleichs auf Grundlage der Starrkörperannahme ausgewählt werden, die Erfassungsgenauigkeit von Bildern verbessert werden.
Zusammenfassnd ist festzustellen, dass die Ausführungsbeispiele der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum partiellen Vergleichen zweier digitaler Bilder und insbesondere zum Erfassen eines Bewegungsvektors schaffen, der die Bewegungsrichtung und den Betrag einer Bewegung eines Bilds entsprechend einem Blockanpassungs-Verfahren repräsentiert. Die Vorrichtung und das Verfahren können die Anzahl von Berechnungen und den Hardware-Aufwand verringern, verhindern, dass ein Fehler erfasst wird, eine Phasenabweichung kompensieren und die Erfassungsgenauigkeit verbessern.

Claims

Bildvergleichs-Verfahren, das Schritte umfasst zum Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken und Segmentieren (174a) jedes der Basisblöcke in eine Vielzahl von Basisunterblöcken, Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Segmentieren (174b) jedes der Prüfblöcke in eine Vielzahl von Prüfunterblöcken, Extrahieren (167a) erster repräsentativer Pixeldaten (X₁ bis X₆) aus jedem der Basisunterblöcke, Erzeugen (175a) erster repräsentierender Daten (X) unter Benutzung der ersten repräsentativen Pixeldaten, Erzeugen (175b) zweiter repräsentierender Daten (A bis I) für jeweilige Gruppen von Pixeldaten (a₁ bis a₆; i₁ bis i₆), wobei jede Gruppe Pixeldaten von entsprechenden Positionen in jedem der Prüfunterblöcke umfasst, Vergleichen (176) der ersten repräsentierenden Daten mit den zweiten repräsentierenden Daten und Auswählen (177) von Pixeldaten, die in Abhängigkeit von dem Vergleich für die Vergleichung benutzt werden, Extrahieren (168) von Merkmalsmengendaten (MAX, MIN), die den Bereich der ausgewählten Pixel des Prüfunterblocks repräsentieren, Extrahieren zweiter repräsentativer Pixeldaten aus dem Basisunterblock und Vergleichen (169) der zweiten repräsentativen Pixeldaten mit den Merkmalsmengendaten (MAX, MIN), Erzeugen (170) eines abgeschätzten Werts für jeden Unterblock, Erzeugen (179) eines gesamtabgeschätzten Werts unter Benutzung der abgeschätzten Werte für jeden Unterblock und partiellen Vergleichen der Basisblöcke der ersten Bilddaten mit den Prüfblöcken der zweiten Bilddaten unter Benutzung des gesamtabgeschätzten Werts.
Verfahren nach Anspruch 1, das einen Schritt umfasst zum Erzeugen eines modifizierten Prüfunterblocks, der Pixel in der Nachbarschaft des Prüfunterblocks enthält, die für eine Phasenkompensation notwendig sind.
Verfahren nach Anspruch 1, das einen Schritt umfasst zum Erfassen eines Bewegungsvektors, welcher der Position des Prüfblocks entspricht, der am besten mit dem Basisblock übereinstimmt, auf der Grundlage des gesamtabgeschätzten Werts, der durch Bewegen des Prüfblocks in einem vorbestimmten Suchbereich erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das einen Schritt umfasst zum Extrahieren zweiter Merkmalsmengendaten aus dem modifizierten Prüfunterblock, wobei die zweiten Merkmalsmengendaten den Bereich aller Pixel des modifizierten Prüfunterblocks repräsentieren und alle dieser Pixel ausgewählte Pixel sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten Pixeldaten nahe bei den zenralen Teilen der jeweiligen Blöcke sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock ausgibt, wenn der Wert der zweiten repräsentativen Pixeldaten in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert enthalten ist, und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Maximalwert und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Minimalwert als abgeschätzte Werte für den Unterblock ausgibt, wenn der Wert der zweiten repräsentativen Pixeldaten nicht in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, wobei die Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock ausgibt, wenn die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten in dem Bereich zwischen dem Summenwert und dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung enthalten sind, und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und den Summenwert und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Differenzwert als abgeschätzten Werte für den Unterblock ausgibt, wenn die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten nicht in dem Bereich zwischen dem Summenwert und dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock ausgibt, wenn der Maximalwert und der Minimalwert der ersten Merkmalsmengendaten in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und die Differenz zwischen den Maximalwerten der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenz zwischen den Minimalwerten derselben als abgeschätzte Werte für den Unterblock ausgibt, wenn der Maximalwert und der Minimalwert der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des Prüfblocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts, der den Summenwert und den Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung erzeugt, im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für jeden von Unterblöcken ausgibt, wenn der Summenwert und der Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung in dem Bereich von dem Summenwert bis zu dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und die Differenz zwischen den Summenwerten der Durchschnittswerte und den Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenz zwischen den Differenzwerten der Durchschnittswerte und den Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten als abgeschätzte Werte für den Unterblock ausgibt, wenn der Summenwert und der Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich von dem Summenwert bis zu dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei die ersten repräsentierenden Daten und die zweiten repräsentierenden Daten Durchschnittswerte sind.
Bildvergleichs-Vorrichtung, die umfasst: ein Mittel (174a) zum Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken und Segmentieren jedes der Basisblöcke in eine Vielzahl von Basisunterblöcken, ein Mittel (174b) zum Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Segmentieren jedes der Prüfblöcke in eine Vielzahl von Prüfunterblöcken, ein Mittel (167a) zum Extrahieren erster repräsentativer Pixeldaten aus jedem der Basisunterblöcke, ein Mittel (175a) zum Erzeugen erster repräsentierender Daten (X) unter Benutzung der ersten repräsentativen Pixeldaten, ein Mittel (175b) zum Erzeugen zweiter repräsentierender Daten (A bis I) für jeweilige Gruppen von Pixeldaten (a₁ bis a₆; i₁ bis i₆), wobei jede Gruppe Pixeldaten von entsprechenden Positionen in jedem der Prüfunterblöcke umfasst, ein Mittel (176) zum Vergleichen der ersten repräsentierenden Daten (X) mit den zweiten repräsentierenden Daten (A bis I), ein Mittel (177) zum Auswählen von Pixeldaten, die für die Vergleichung in Abhängigkeit von dem Vergleich benutzt werden, ein Mittel (168) zum Extrahieren von Merkmalsmengendaten, die den Bereich der ausgewählten Pixel des Prüfunterblocks repräsentieren, ein Mittel zum Extrahieren zweiter repräsentativer Pixeldaten aus dem Basisunterblock und Mittel (169, 170, 179) zum Vergleichen der zweiten repräsentativen Pixeldaten mit den Merkmalsmengendaten, Erzeugen eines abgeschätzten Werts für jeden Unterblock, Erzeugen eines gesamtabgeschätzten Werts unter Benutzung der abgeschätzten Werte für jeden Unterblock und partiellen Vergleichen von Basisblöcken der ersten Bilddaten mit den Prüfblöcken von zweiten Bilddaten unter Benutzung des gesamtabgeschätzten Werts.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die umfasst: Mittel zum Erzeugen eines modifizierten Prüfunterblocks, der Pixel in der Nachbarschaft des Prüfunterblocks enthält, die für eine Phasenkompensation notwendig sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die umfasst: Mittel zum Erfassen eines Bewegungsvektors entsprechend der Position des Prüfblocks, der am besten mit dem Basisblock übereinstimmt, auf der Grundlage des gesamtabgeschätzten Werts, der durch Bewegen des Prüfblocks in einem vorbestimmten Suchbereich erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 15, die umfasst: Mittel zum Extrahieren zweiter Merkmalsmengendaten aus dem modifizierten Prüfunterblock, welche zweiten Merkmals mengendaten den Bereich aller Pixel des modifizierten Prüfunterblocks repräsentieren, wobei alle diese Pixel ausgewählte Pixel sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, wobei die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten Pixeldaten nahe den zenralen Teilen der jeweiligen Blöcke sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, wobei die Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, wobei die Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, wobei die Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock auszugeben, wenn der Wert der zweiten repräsentativen Pixeldaten in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert enthalten ist, und um die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Maximalwert und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Minimalwert als abgeschätzte Werte für den Unterblock auszugeben, wenn der Wert der zweiten repräsentativen Pixeldaten nicht in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert enthalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17, wobei die Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock auszugeben, wenn die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten in dem Bereich zwischen dem Summenwert und dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung enthalten sind, und um die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Summenwert und die Differenz zwischen den zweiten repräsentativen Pixeldaten und dem Differenzwert als abgeschätzte Werte für den Unterblock auszugeben, wenn die ersten repräsentativen Pixeldaten und die zweiten repräsentativen Pixeldaten nicht in dem Bereich zwischen dem Summenwert und dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem dynamischen Bereich einer Vielzahl von Pixeln des Blocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für den Unterblock auszugeben, wenn der Maximalwert und der Minimalwert der ersten Merkmalsmengendaten in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und um die Differenz zwischen den Maximalwerten der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenz zwischen den Minimalwerten derselben als abgeschätzte Werte für den Unterblock auszugeben, wenn der Maximalwert und der Minimalwert der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich von dem Maximalwert bis zu dem Minimalwert der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 18, wobei die erstgenannten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des Prüfblocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um den Summenwert und den Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung zu erzeugen, um im wesentlichen 0 als einen abgeschätzten Wert für jeden von Unterblöcken auszugeben, wenn der Summenwert und der Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung in dem Bereich von dem Summenwert bis zu dem Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und um die Differenz zwischen den Summenwerten der Durchschnittswerte und der Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenz zwischen den Differenzwerten der Durchschnittswerte und der Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten als abgeschätzte Werte für den Unterblock auszugeben, wenn der Summenwert und der Differenzwert des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich von dem Summenwert bis zu dem Differenzwert des Durchschnittswerts.