DE69531510T2

DE69531510T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungsschätzung mittels Blockübereinstimmung

Info

Publication number: DE69531510T2
Application number: DE69531510T
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: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2015-01-31
Also published as: KR950035414A; EP0893924A2; EP0665692A3; EP0893924A3; US5612751A; DE69531510D1; DE69531706T2; DE69531706D1; EP0665692A2; DE69531364D1; EP0895423B1; EP0895426B1; EP0895423A2; EP0665692B1; EP0895426A3; EP0895423A3; DE69515535D1; DE69531364T2; EP0893924B1; DE69515535T2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vergleichen von Bildern.
Eine Anwendung des Bewegungsvektors ist die Kompensation einer Bewegung beim Prädiktionskodieren digitaler Bilddaten. Als ein Beispiel ist das MPEG-(Moving Picture Coding Experts Group-)System, das ein internationales Standardsystem für ein hochleistungsfähiges Kodieren eines Bewegtbildes ist, vorgeschlagen worden. Das MPEG-System ist eine Kombination des DCT-(Discrete Cosine Transform-)Systems und eines Bewegungskompensations-Prädiktionskodierungs-Systems.
1 zeigt ein Beispiel für eine Bewegungskompensation-Prädiktionskodierungs-Vorrichtung. Gemäß 1 werden digitale Videodaten über einen Eingangsanschluss 1 empfangen. Die digitalen Videodaten werden einer Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 und einer Subtrahierschaltung 3 zugeführt.
Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 erfasst einen Bewegungsvektor einer Bewegung zwischen einem gegenwärtigen Vollbild und einem Referenz-Vollbild (z. B. einem Vollbild, dem das gegenwärtige Vollbild zeitlich folgt). Der Bewegungsvektor wird einer Bewegungskompensationsschaltung 4 zugeführt.
Der Bewegungskompensationsschaltung 4 wird ein Bild, das in einem Vollbildspeicher 5 gespeichert ist, zugeführt. Die Bewegungskompensationsschaltung 4 kompensiert die Bewegung des Bildes entsprechend dem Bewegungsvektor. Die kompensierten Daten werden der Subtrahierschaltung 3 und einer Addierschaltung 6 zugeführt. Die Subtrahierschaltung 3 subtrahiert Videodaten aus dem vorhergehenden Vollbild, das von der Bewegungskompensationsschaltung 4 empfangen ist, von Videodaten des gegenwärtigen Vollbildes für jedes Pixel und führt die Differenzdaten einer DCT-Schaltung 7 zu. Die DCT-Schaltung 7 führt einen DCT-Prozess für die Differenzdaten durch und führt einer Quantisierungsschaltung 8 Koeffizientendaten zu. Die Quantisierungsschaltung 8 requantisiert die Koeffizientendaten. Die Ausgangssignaldaten 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 eine Invers-DCT-Schaltung 11 bilden eine lokale Dekodierschaltung, die inverse Prozesse zu denen der DCT-Schaltung 7 und der Quantisierungsschaltung 8 durchführt. Die Invers-DCT-Schaltung 11 führt der Addierschaltung 6 dekodierte Differenzdaten zu. Die Ausgangssignaldaten der Addierschaltung 6 werden durch den Vollbildspeicher 5 der Bewegungskompensationsschaltung 4 zugeführt. Die dekodierten Daten des vorhergehenden Vollbildes werden der Addierschaltung 6 von der Bewegungskompensationsschaltung 4 zugeführt. Auf diese Weise werden dekodierte Daten gebildet und in dem Vollbildspeicher 5 gespeichert.
Die Bewegungsvektor-Erfassungsschaltung 2 erfasst einen Bewegungsvektor entsprechend einem Blockanpassungs-Verfahren. Bei dem Blockanpassungs-Verfahren wird ein Prüfungsblock eines Referenz-Vollbildes in einem vorbestimmten Suchbereich bewegt, und es wird ein Block, der am besten mit einem Basisblock des gegenwärtigen Vollbildes übereinstimmt, erfasst, um dadurch einen Bewegungsvektor zu gewinnen. Auf diese Weise kann der Bewegungsvektor für jeden Block gewonnen werden. Es kann ein relativ großer Bewegungsvektor mit der Größe des gesamten Bildschirms oder 1/4 davon (wie gemäß der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 61-105178) gewonnen werden.
Bei dem Blockanpassungs-Verfahren, wie es in 2A gezeigt 35 ist, wird ein Bild, z. B. ein Bild eines Vollbildes, 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 in 2B gezeigt ist. Gemäß 2B ist P = 5 und 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 Prüfungsblocks. Gemäß 3A, 3B u. 3C ist die zentale Position des Basisblocks c, und die zentrale Position des Prüfungsblocks ist c'. Der Basisblock mit dem zentralen Pixel c ist ein bestimmter Basisblock des gegenwärtigen Vollbildes. Der Prüfungsblock des Referenz-Vollbildes, der mit dem Bild des Basisblocks übereinstimmt, liegt in dem Block mit der zentralen Position c' vor. Bei dem Blockanpassungs-Verfahren wird in einem vorbestimmten Suchbereich ein Prüfungsblock, der am besten mit einem Basisblock übereinstimmt, erfasst, um dadurch einen Bewegungsvektor zu erfassen.
Gemäß 3A ist ein Bewegungsvektor (–1, –1), d. h. –1 Pixel in horizontaler Richtung und –1 Reihe in vertikaler Richtung erfasst. Gemäß 3B ist ein Bewegungsvektor (–3, –3) erfasst. Gemäß 3C ist ein Bewegungsvektor (–2, +1) erfasst. Der Bewegungsvektor wird für jeden Basisblock erfasst. Als die Polarität des Bewegungsvektors ist die Richtung, welche mit der Rasterabtastrichtung übereinstimmt, "+".
Wenn der Suchbereich des Bewegungsvektors ±S Pixel in der horizontalen Richtung und ±T Reihen in der vertikalen Richtung ist, sollte der Basisblock mit dem Prüfungsblock mit dem Zentrum c' verglichen werden, das von dem Zentrum c des Basisblocks um ±5 Pixel in der horizontalen Richtung und um ±T Reihen in der vertikalen Richtung abweicht.
Gemäß 4 sollte der Basisblock, wenn die Position des Zentrums c des Basisblocks des gegenwärtigen Vollbildes R ist, mit (2S + 1) × (2T + 1) Prüfungsblöcken des Referenz-Vollbildes verglichen werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass alle Prüfungsblöcke, in denen das Zentrum c vorliegt, verglichen werden sollten. Gemäß 4 ist S = 4 und T = 3.
Aus Auswertungsergebniswerten der Vergleiche in dem Suchbereich (nämlich der Summe von Absolutwerten von Vollbild-Differenzen, der quadratischen Summe der Vollbil-Differenzen, der Summe der n-ten Potenz der Absolutwerte der Vollbild-Differenzen) wird der Minimalwert erfasst, um dadurch Bewegungsvektoren zu erfassen. Der Suchbereich gemäß 4 ist ein Bereich, in dem das Zentrum der Prüfungsblöcke vorliegt. Der Suchbereich, welcher alle der Prüfungsblöcke enthält, ist (2S + P) × (2T + Q).
5 zeigt einen Aufbau einer früher vorgeschlagenen Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung. In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 21 einen Eingangsanschluss, über den Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbildes eingegeben werden. Die Bilddaten werden in einem Gegenwarts-Vollbildspeicher 23 gespeichert. Das Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Eingangsanschluss, über den Bilddaten eines Referenz-Vollbildes eingegeben werden. Die Bilddaten werden in einem Referenz-Vollbildspeicher 24 gespeichert.
Der Lesebetrieb und der Schreibbetrieb des Gegenwarts-Vollbildspeichers 23 und des Referenz-Vollbildspeichers 24 werden durch eine Steuerschaltung 25 gesteuert. Aus dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 23 werden Pixeldaten von Basisblöcken des gegenwärtigen Vollbildes ausgelesen. Aus dem Referenz-Vollbildspeicher 24 werden Pixeldaten von Prüfungsblöcken des Referenz-Vollbildes ausgelesen. In Zuordnung zu dem Referenz-Vollbildspeicher 24 ist eine Adressenbewegungsschal-tung 26 vorgesehen. Die Steuerschaltung 25 ver anlasst die Adressenbewegungsschaltung 26, die zentrale Position jedes der Prüfungsblöcke in dem Suchbereich Pixel für Pixel zu bewegen.
Die Ausgangssignaldaten des Gegenwarts-Vollbildspeichers 23 und die Ausgangssignaldaten des Referenz-Vollbildspeichers 24 werden einer Differenz-Erfassungsschaltung 27 zugeführt. Die Differenz-Erfassungsschaltung 27 erfasst die Differenz zwischen beiden der Eingangsdaten Pixel für Pixel. Die Ausgangssignaldaten der Differenz-Erfassungsschaltung 27 werden einer Absolutwert-Berechnungsschaltung 28 zugeführt, die das Eingangssignal in einen Absolutwert umwandelt. Der Absolutwert wird einer Kumulierschaltung 29 zugeführt, welche die Absolutwerte der Differenzen für jeden Block kumuliert und den kumulierten Wert einer Bestimmungsschaltung 30 als einen Auswertungsergebniswert zuführt. Die Bestimmungsschaltung 30 erfasst einen Bewegungsvektor entsprechend der Summe der Absolutwerte der Differenzen, die auftreten, wenn jeder der Prüfungsblöcke in dem Suchbereich bewegt wird. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Position des Prüfungsblocks, der die minimale Summe der Absolutwerte der Differenzen erzeugt, als ein Bewegungsvektor erfasst wird.
Bei einem früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren sollte der Prozess zum Gewinnen der Summe der Absolutwerte von Vollbild-Differenzen zwischen Basisblöcken und Prüfungsblöcken in dem Suchbereich durchgeführt werden. In dem Beispiel, das in 2A, 2B, 3A, 3B, 3C u. 4 gezeigt ist, sollten (P × Q) Absolutwerte der Differenzen für alle der Suchpunkte, 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 dem Blockanpassungs-Verfahren das Ausmaß der Hardware 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 Veranschaulichung sehr klein. In Wirklichkeit wird ein größerer Suchbereich eingestellt. In 6 sind ein Basisblock und ein Prüfungsblock, der sich um (+2, ~2) davon bewegt, veranschaulicht. In diesem Beispiel ist der Suchbereich in den horizontalen und vertikalen Richtungen ±2. Die Anzahl von Suchpunkten beträgt (5 × 5 = 25).
Für einen Suchpunkt sollten Subtraktionen zum Berechnen der Differenzen von (16 × 16) Pixeln, Subtraktionen zum Berechnen der Absolutwerte derselben und Additionen der Absolutwerte durchgeführt werden. Zusätzlich sollte diese Operation für alle Suchpunkte (25 Suchpunkte) durchgeführt werden. Demzufolge ist klar, dass die Anzahl von Berechnungen von der Anzahl von Pixeln, die zu vergleichen sind, mal der Anzahl von Suchpunkten abhängt. Folglich wird die Anzahl von Berechnungen groß. In einem früher vorgeschlagenen System wird ein Pixel eines Basisblocks als ein Repräsentativpunkt-Pixel behandelt, und die Differenzen zwischen den Repräsentativpunkt-Daten und Daten des Prüfungsblocks werden wie gemäß der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 62-25587 berechnet. In diesem System kann die Anzahl von Berechnungen, obwohl die Hardware vereinfacht werden kann oder die Prozesszeit bis zu einem gewissen Maß verkürzt werden kann, nicht merklich verringert werden.
Als Gegenmaßnahmen sind ein Verfahren zum Vereinfachen des Suchsystems und ein Verfahren zum Vereinfachen des Vergleichssystems vorgeschlagen worden. Bei dem älteren Verfahren wird ein Prüfungsblock, wenn er in einem Suchbereich bewegt wird, für jedes einer Anzahl von Pixeln bewegt, um dadurch einen Bewegungsvektor grob zu erfassen. Danach wird der Prüfungsblock in der Umgebung der erfassten Position für jedes Pixel bewegt, um dadurch einen Bewegungsvektor genau zu gewinnen. Dieses Verfahren ist als Zweischritt-Verfahren bekannt. Zusätzlich ist außerdem ein Dreischritt-Verfahren bekannt, bei dem die Anzahl von Schritten drei beträgt. Gemäß diesen Verfahren kann die Anzahl von Berechnungen, die für alle Suchpunkte notwendig sind, auf die Anzahl von Suchpunkten in der Umgebung der 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 beim Abtasten) herabgesetzt. Beispielsweise wird ein Block, der aus (16 × 16) Pixeln zusammengesetzt ist, wie in 7 gezeigt in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen auf 1/4 ausgedünnt. Auf diese Weise wird die Anzahl von Pixeln in dem Block auf 1/16 verringert. Für jeweils vier Pixel liegen Suchpunkte vor. Folglich können die Anzahl von Pixeln, die zu vergleichen sind, und die Anzahl von Suchpunkten 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 sind für das System ein Originalbild (als erste hierarchische Ebene bezeichnet), eine zweite hierarchische Ebene, in der die Anzahl von Pixeln in der ersten hierarchischen Ebene in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen mittels Tiefpassfilter und/oder Abtastprozess um 1/2 ausgedünnt wird, und eine dritte hierarchische Ebene, in welcher die Anzahl von Pixeln der zweiten hierarchischen Ebene in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen mittels Tiefpassfilter und/oder Abtastprozess um 1/2 ausgedünnt wird, definiert.
In der dritten hierarchischen Ebene wird eine Blockanpassung durchgeführt. Der Nullpunkt eines Blocks wird zu der Position bewegt, in welcher der Minimaiwert erfasst ist. In dieser Position wird in der zweiten hierarchischen Ebene die Blockanpassung durchgeführt. Der Nullpunkt wird zu der Position bewegt, in welcher der Minimalwert erfasst ist. In dieser Position wird in der ersten hierarchischen Ebene die Blockanpassung durchgeführt. Zuletzt wird die Blockanpassung für jedes Pixel durchgeführt, um auf diese Weise einen Bewegungsvektor zu erfassen.
Es ist ein weiteres Verfahren zum Vereinfachen sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren werden jeweils ein Basisblock und ein Prüfungsblock in jeder der horizontalen und vertikalen Richtungen weiter in kleine Blöcke segmentiert, und es wird für jeden kleinen Block 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 Prüfungsblocks verglichen wird. Die Absolutwerte der Vergleichsergebnisse werden kumuliert. Das gewichtete Mittel der kumulierten Ergebnisse wird als das Vergleichsergebnis der Blöcke benutzt. Die Merkmalsmenge jedes kleinen Blocks ist z. B. das kumulierte Ergebnis 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.
In 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 ist. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass da das Vergleichsverfahren und das Suchverfahren vereinfacht sind, die Informationsmenge des Originalbildes verloren geht.
Praktischer ausgedrückt heißt dies, dass bei der Vereinfachung des Vergleichssystems, welche die Anzahl von Elementen (der zu vergleichenden Pixel) in einem Block herabsetzt, die Einzelheiten der Bilddaten des Blocks verloren gehen. Auf diese Weise wird ein Fehler erfasst.
Es sei nun der Fall angenommen, dass ein Basisblock und ein Prüfungsblock (die eindimensionale Blöcke sind) wie in 8 gezeigt verglichen werden. Die Impulsform des Mittels für jeweils vier Pixel der Basisblock-Daten ist die gleiche wie diejenige der Prüfungsblock-Daten. Obwohl die Original-Impulsformen dieser zwei Block-Daten als das Vergleichsergebnis verschieden sind, wird festgestellt, dass sie miteinander übereinstimmen. Auf diese Weise 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 Prüfungsblock verglichen werden, konstante Komponenten und flüchtige Komponenten aus diesen extrahiert. Durch Vergleichen der konstanten Komponente des Basisblocks mit der konstanten Komponente des Prüfungsblocks und der flüchtigen Komponente des Basisblocks mit der flüchtigen Komponente des Prüfungsblocks wird eine Fehlererfassung verhindert. Bei dem Verfahren, das in 8 gezeigt ist, unterscheiden sich als ein Beispiel für die flüchtige Komponente, wenn der Absolutwert der Differenz der Mittelwerte gewonnen wird, die Basisblock-Daten merklich von dem Prüfungsblock. Demzufolge kann, wenn auf die flüchtigen Komponenten Bezug genommen wird, eine Fehlererfassung verhindert werden.
Bei dem Verfahren zum Vereinfachen des Suchsystems, das die Anzahl von Suchpunkten herabsetzt, kann wenn ein Bewegungsvektor grob erfasst wird, da die Genauigkeit niedrig ist, ein Fehler erfasst werden. Bei dem Verfahren zum Vereinfa chen sowohl des Vergleichssystems als auch des Suchsystems kann, wenn ein Bewegungsvektor entsprechend einem Bild, das ausgedünnt oder durch ein Tiefpassfilter geleitet worden ist, erfasst ist, ein Fehler erfasst werden.
Wenn die Anzahl von Suchpunkten verringert wird, findet eine Phasenabweichung zwischen den Phasen der Suchpunkte und der Bewegung des Bildes statt. Die Phasenabweichung wird unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Gemäß 9 werden Suchpunkte für jeweils vier Pixel eines eindimensionalen Blocks gesetzt. Unterhalb der Impulsform eines Originalsignals sind Impulsformen, von denen das Originalsignal um ein Pixel, zwei Pixel, drei Pixel und vier Pixel bewegt ist, in dieser Reihenfolge gezeigt. In dem Fall, in dem die Phase am Beginn des Basisblocks die gleiche wie diejenige des Prüfungsblocks ist, passen diese Blöcke zueinander, wenn der Prüfungsblock gestoppt und um irgendein Vielfaches von vier Pixeln bewegt ist. In diesem Fall kann der Bewegungsvektor erfasst werden. Ansonsten kann der Bewegungsvektor nicht erfasst werden.
Insbesondere kann, wenn sich ein Bild merklich bewegt, selbst dann, wenn die wirkliche Bewegung des Bildes um drei Pixel oder weniger beträgt, der kumulierte Wert der Absolutwerte der Differenzen der Suchpunkte, die um vier Pixel voneinander entfernt sind, sehr groß werden. Wenn dieser kumulierte Wert kleiner als der kumulierte Wert der Absolutwerte der Differenzen bei anderen Suchpunkten ist, unterscheidet sich die erfasste Bewegung von der wirklichen Bewegung.
Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind im einzelnen in den Ansprüchen angegeben.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Bildvergleichs-Verfahren vorgesehen, das Schritte umfasst zum
Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken,
Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfungsblöcken und Erzeugen eines modifizierten Prüfungsblocks, der durch Zufügen von Pixeln in der Nachbarschaft jedes der Prüfungsblöcke, die für eine Phasenkompensation notwendig sind, zusammengesetzt ist,
Extrahieren erster Merkmalsmengendaten aus jedem der Basisblöcke, wobei die ersten Merkmalsmengendaten den Bereich der Pixeldaten aller Pixel derselben repräsentieren,
Extrahieren zweiter Merkmalsmengendaten aus dem modifizierten Prüfungsblock, wobei die zweiten Merkmalsmengendaten den Bereich der Pixeldaten aller Pixel des modifizierten Prüfungsblocks repräsentieren, und
partiellen Vergleichen des Basisblocks mit dem Prüfungsblock durch Vergleichen der ersten Merkmalsmengendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine Bildvergleichs-Vorrichtung vorgesehen, die umfasst:
Mittel zum Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken,
Mittel zum Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfungsblöcken und Erzeugen eines modifizierten Prüfungsblocks, der durch Zufügen von Pixeln in der Nachbarschaft jedes der Prüfungsblöcke, die für eine Phasenkompensation notwendig sind, zusammengesetzt ist,
ein Mittel zum Extrahieren erster Merkmalsmengendaten aus jedem der Basisblöcke, wobei die ersten Merkmalsmengendaten den Bereich von Pixeldaten aller Pixel derselben repräsentieren,
ein Mittel zum Extrahieren zweiter Merkmalsmengendaten aus dem modifizierten Prüfungsblock, wobei die zweiten Merkmalsmengendaten den Bereich von Pixeldaten aller Pixel des modifizierten Prüfungsblocks repräsentieren, und
ein Mittel zum Vergleichen der ersten Merkmalsmengendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten und partiellen Ver gleichen des Basisblocks mit dem Prüfungsblock durch Vergleichen der genannten ersten Merkmalsmengendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugrahme auf die Figuren beschrieben, in denen gleiche Teile 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 früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
3A, 3B u. 3C zeigen schematische Darstellungen zur Erklärung des Bewegungsvektorerfassungs-Verfahrens gemäß dem früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Suchbereichs des Bewegungsvektorerfassungs-Verfahrens gemäß dem früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
5 zeigt ein Biockschaltbild, das eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß dem früher vorgeschlagenen Blockanpssungs-Verfahren darstellt.
6 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Bewegungsvektorerfassung entsprechend dem früher vorgeschlagenen Blockanpassungs-Verfahren.
7 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Blockanpassungs-Verfahrens entsprechend ei nem früher vorgeschlagenen Ausdünnungs-Verfahren.
8 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung einer Fehlervergleichsverhinderungs-Technik, die vorgeschlagen worden ist.
9 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung von Problemen in einem früher vorgeschlagenen vereinfachten Blockanpassungs-System.
10 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau einer ersten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Aufbaus von Blöcken gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung.
12 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Maximalwert/ Minimalwert-Erfassungsschaltung gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung daarstellt.
13 zeigt ein Flussdiagramin, das einen Prozess zum Vergleichen des Werts eines representativen Pixels, eines Maximalwerts und eines Minimalwerts und einen Prozess zum Erzeugen eines Auswertungsergebniswerts darstellt.
14 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum Vergleichen des Werts eines representativen Werts, eines Maximalwerts und eines Minimalwerts und eine Schaltung zum Erzeugen eines Auswertungsergebniswerts darstellt.
15A u. 15B zeigen schematische Darstellungen zur Erklärung eines Suchbereichs gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung.
16 zeigt ein Blockschaltbild, das eine zweite veranschaulichende Anordnung darstellt.
17 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklarung eines Basisblocks, eines Prüfungsblocks und eines Auswertungsergebniswerts gemäß der veranschaulichenden Anordnung.
18 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil des Suchbereichs gemäß der zweiten veranschaulichenden Anordnung darstellt.
19 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Phasenkompensation.
20 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt.
21 zeigt eine schematische Darstellung, die den Aufbau von Blöcken gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Prozess zum Vergleichen des Werts eines representativen Pixels, eines Maximalwerts und eines Minimalwerts und einen Prozess zum Erzeugen eines Auswertungsergebniswerts darstellt.
23 zeigt ein Blockschaltbild, das eine Schaltung zum Vergleichen des Werts eines Representativwerts, eines Maximalwerts und eines Minimalwerts und eine Schaltung zum Erzeugen eines Auswertungsergebniswerts darstellt.
24 zeigt ein schematisches Diagramm zur Erklärung eines Auswertungsergebniswerts.
25 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung eines Suchbereichs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
26 zeigt ein Blockschaltbild gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
27 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Suchbereichs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
28 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung einer Phasenkompensation gemäß der vorliegenden Erfindung.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß der ersten veranschaulichenden Anordnung beschrieben.
10 zeigt ein Blockschaltbild der Anordnung. In 10 bezeichnet das Bezugszeichen 31 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwartigen Vollbildes. Das Bezugszeichen 32 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbildes. Das Bezugszeichen 33 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildspeicher, der Bilddaten des gegenwärtigen Vollbildes speichert. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der Bilddaten des Referenz-Vollbildes speichert. Der Lesevorgang und der Schreibvorgang des Gegenwarts-Vollbildspeichers 33 und des Referenz-Vollbildspeichers 34 werden durch eine Steuerschaltung 35 gesteuert. In Zuordnung zu dem Referenz-Vollbildspeicher 34 ist eine Adressenbewegungsschaltung 36 vorgesehen. Die Adressenbewegungsschaltung 6 wird durch die Steuerschaltung 35 gesteuert. Auf diese Weise wird der Prüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
Der Gegenwarts-Vollbildspeicher 33 gibt unter Steuerung durch die Steuerschaltung 35 Basisblock-Daten aus. Die Basisblock-Daten werden einer Repräsentativwert-Extrahierschaltung 37 zugeführt. Die Repräsentativwert-Extrahierschaltung 37 extrahiert einen repräsentativen Wert für jeden Basisblock. Der repräsentative Wert repräsentiert den Wert eines repräsentativen Pixels. Beispielsweise ist der repräsentative Wertz, 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 der extreme Wert des Basisblocks sein.
Der Referenz-Vollbildspeicher 34 gibt unter Steuerung durch die Steuerschaltung 35 Prüfungsblock-Daten aus. Wie im Falle der Basisblöcke hat jeder der Prüfungsblöcke, wie dies in 11 gezeigt ist, einen zweidimensionalen Bereich, der aus (3 × 3) Pixeln zusammengesetzt ist. Die Werte von neun Pixeln jedes der Prüfungsblöcke sind 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 Prüfungsblocks. Als die Merkmalsmengen können zwei Werte aus den Werten MAX, MIN und einem Dynamikbereich DR (= MAX – MIN) benutzt werden. Alternativ dazu können die Merkmalsmengen (Av + σ) und (Av – σ) sein, wobei Av der Mittelwert des Prüfungsblocks ist und σ die Standardabweichung desselben ist.
Ein Ziel der Blockanpassung ist nicht auf das gegenwärtige Vollbild und das Referenz-Vollbild (d. h. das zeitlich dem gegenwärtigen Vollbild folgende oder vorhergehende Vollbild) begrenzt. Beispielsweise kann die vorliegende Technik angewendet werden, wenn ein Bewegungsvektor zwischen zwei unbewegten Bildern erfasst wird oder wenn ein Bewegungs vektor zwischen Bildern mit unterschiedlichen Auflösungen erfasst wird. Zusätzlich zum Erfassen eines Bewegungsvektors kann die vorliegende Technik angewendet werden, wenn zwei unbewegte Bilder verglichen werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass wenn ein unbewegtes Bild, das z. B. ein Gruppenfoto ist, als ein Referenz-Bild behandelt wird und ein Foto einer bestimmten Person als ein betrachtetes Bild behandelt wird, diese Bilder verglichen werden, um zu erfassen, in welcher Position das betrachtete Bild in dem Referenz-Bild vorliegt. In diesem Beispiel wird das gesamte Referenz-Bild der Suchbereich.
12 zeigt ein Beispiel für die MAX/MIN-Erfassungsschaltung 38. Gemäß 12 werden in der Erfassungsschaltung MAX/MIN 38 Pixeldaten eines Prüfungsblocks über einen Eingangsanschluss 51 zugeführt. Die Eingangssignal-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 ist mit den Pixeldaten synchronisiert. Das Block-Zeitschaltsignal repräsentiert die Abgrenzung eines Blocks.
Die Auswahlschaltung 53 gibt selektiv das größere von zwei Pixeln aus. Die Auswahlschaltung 54 gibt selektiv das kleinere der zwei Pixel aus. Ausgangssignaldaten der Auswahlschaltung 53 werden einer Halteschaltung 55 und einem Register 57 zugeführt. Ausgangssignaldaten der Auswahlschaltung 54 werden einer Halteschaltung 56 und einem Register 58 zugeführt. Ausgangssignaldaten der Register 57 u. 58 werden jeweils den Auswahlschaltungen 53 u. 54 zugeführt. Von der Halteschaltung 55 wird ein Maximalwert MAX einem Ausgangsanschluss 59 zugeführt. Von der Halteschaltung 56 wird ein Minimalwert MIN einem Ausgangsanschluss 60 zugeführt.
In einem Anfangszustand des Registers 57, in dem keine Daten eines Prüfungsblocks eingegeben worden sind, ist das Register 57 auf Null gesetzt worden. In dem Register 57 werden Ausgangssignaldaten der Auswahlschaltung 53 gespeichert. Durch die Auswahlschaltung 53 werden ein größerer Wert der Ausgangssignaldaten des Registers 57 und die Eingangs-Pixeldaten ausgewählt. Auf diese Weise ist, wenn nächste Pixeldaten empfangen werden, der Maximalwert der früheren Pixeldaten in dem Register 57 gespeichert worden. Wenn neun Pixel a bis i eines Prüfungsblocks empfangen sind, gibt die Auswahlschaltung 53 den Maximalwert MAX des Prüfungsblocks aus. Der Maximalwert MAX wird durch die Halteschaltung 55 gehalten. Der Minimalwert MIN des Prüfungsblocks wird in der gleichen 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 Vergleichsprozess gestartet ist, wird in einem Schritt 61 bestimmt, ob x > MAX ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis (J) ist, setzt sich der Fluss zu Schritt 62 fort. In Schritt 62 wird ein Auswertungsergebniswert Δ = x – MAX erzeugt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 61 (N) ist, setzt sich der Fluss zu Schritt 63 fort. In Schritt 63 wird bestimmt, ob x < MIN ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis (J) ist, wird Δ = MIN – x erzeugt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 63 (N) ist (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 einen 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. Eine Auswahlschaltung 71 wird entsprechend dem Vergleichsausgangssignal gesteuert. Eine Subtrahierschaltung 72 führt einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 71 (x – MAX) zu. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 71 werden Null-Daten zugeführt. Einem Eingangsanschluss c der Auswahlschaltung 71 wird von einer Subtrahierschaltung 73 (MIN – x) zugeführt.
Die 2-Bit-Ausgangssignaldaten der Vergleichsschaltung 39 repräsentieren drei Beziehungen, nämlich x > MAX, x < MIN u. MIN ≤ x ≤ MAX. Die Eingangsanschlüsse a, b u. c der Auswahlschaltung 71 werden entsprechend diesen Beziehungen 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 von dem Wert MIN bis zu dem Wert MAX eines Prüfungsblocks enthalten ist. Wenn der repräsentative Wert x kleiner als MIN oder größer als MAX ist, steigt der Auswertungsergebniswert Δ entsprechend an. In Wirklichkeit wird, da ein Rauschen auftritt, ein Rauschrand gesetzt, um dadurch einen Auswertungsergebniswert Δ zu erzeugen, der sich ändert, wie dies durch eine gestrichelte Linie in 15A gezeigt ist. Der Aufbau, welcher in 14 gezeigt ist, ist ein Beispiel für die vorliegende Technik In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass durch eine Kombination mit einer Torschaltung oder einer Zwei-Eingänge-Auswahlschaltung eine Vielfalt von Aufbauten gebildet werden kann. Alternativ dazu kann als ein Auswertungsergebniswert der Absolutwert einer Differenz, der Wert einer n-ten Potenz der Differenz usf. benutzt werden.
Die Auswertungsergebniswerte werden für die Prüfungsblöcke entsprechend den repräsentativen Pixeln des Referenz-Vollbildes berechnet. Die Größe des Suchbereichs beträgt (3 × 3) Basisbiöcke und (3 × 3) Prüfungsblöcke. Demzufolge beträgt der Suchbereich (9 × 9) Pixel. 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 liegt in der zentralen Position des Suchbereichs (nämlich in der Position des Auswertungsergebniswerts Δ5.
Zurückkommend auf 10 ist festzustellen, dass die Auswertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuerschaltung 35 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 41 gespeichert werden. Der Minimalwert der neun Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ9 wird durch eine MinimalwertErfassungsschaltung 42 erfasst. Die Position, in welcher der Minimalwert vorliegt, ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
Als nächstes wird eine zweite veranschaulichende Anordnung beschrieben. 16 zeigt den Aubau gemäß der zweiten veranschaulichenden Anordnung. Gleiche Teile, wie sie auch in der ersten veranschaulichenden Anordnung vorgesehen sind, die in 10 gezeigt ist, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dem Aufbau, der in 16 gezeigt ist, sind Kleinblock-Segmentierungsschaltungen 44 u. 45 mit dem Gegenwarts~Vollbildspeicher 33 bzw. dem ReferenzVollbildspeicher 34 verbunden. Zusätzlich ist eine Kumulierschaltung 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 Kleinblock behandelt. Ein Bereich von (9 × 9) Pixeln, in dem (3 × 3) kleine Blöcke in den vertikalen und horizonta len Richtungen angeordnet sind, wird als ein Basisblock oder ein Prüfungsblock behandelt. In 17 sind für den Basisblock nur repräsentative Pixel in zentralen Positionen der kleinen Blöcke desselben gezeigt. Ein repräsentativer Wert jedes kleinen Blocks des Basisblocks wird mit dem Wert MAX und dem Wert MIN jedes kleinen Blocks des Prüfungsblocks verglichen. In gleicher Weise wie in der ersten veranschaulichenden Anordnung wird für jeden kleinen Block ein Auswertungsergebniswert Δ berechnet.
Durch Vergleichen eines Basisblocks mit einem Prüfungsblock, der sich in einer vorbestimmten Position befindet, und durch Berechnen von Auswertungsergebniswerten werden Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ9 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden durch die Kumulierschaltung 46 kumuliert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Kumulierschaltung 46 eine Kumulation ΣΔ = Δ1 + Δ2 + ... + Δ9 durchführt. Der Prüfungsblock wird in dem Such-bereich bewegt. Bei jedem Suchpunkt wird der kumulierte Wert der Auswertungsergebniswerte gewonnen. Der Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte wird durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 42 erfasst. An einem Ausgangsanschluss 43 wird ein Bewegungsvektor gewonnen, welcher der Position des Prüfungsblocks entspricht, der den Minimalwert erzeugt.
18 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Suchbereichs für ±5 Pixel (durch gestrichelte Linien angedeutet) darstellt. Unter der Annahme, dass die untere rechte Ecke des Basisblocks ein Basispunkt ist, sind Koordinatenachsen (x, y) gezeigt, die jeweils durch drei Pixel in Abschnitte unterteilt sind. Der Basispunkt wird vorzugsweise in einer Position dem Zentrum des Blocks so nahe wie möglich angeordnet. Wenn der Prüfungsblock 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 vorliegenden Technik wird ein repräsentatives Pixel eines Basisblocks mit einem entsprechenden Prüfungsblock (Bereich) verglichen. Als Beträge, die alle Pixel a bis i des Prüfungsblocks repräsentieren, werden z. B. der Maximalwert desselben und der Minimalwert desselben gewonnen. Wenn der Wert x des repräsentativen Pixels nicht in dem Bereich enthalten ist, kann das repräsentative Pixel (x) nicht mit dem Prüfungsblock verglichen werden. Herkömmlicherweise kann, wenn die Anzahl von Suchpunkten herabgesetzt wird, infolge einer Phasenabweichung ein Fehler erfasst werden. Wenn jedoch die Anzahl von Suchpunkten auf 1/3 (alle drei Pixel) herabgesetzt ist, kann der selbe Prozess als die Vollsuchoperation 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 in dem Aufbau gemäß der vorliegenden Anordnung keine Phasenabweichung stattfindet. Aus Gründen der Einfachheit sei ein eindimensionaler Block angenommen, der aus drei Pixeln mit 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, wenn der Basisblock um ±1 Pixel bewegt wird, der repräsentative Wert b in dem Bereich von drei Pixeln vor. Auf diese Weise kann, wenn der Basisblock um ±1 Pixel bewegt wird, dieser mit dem Prüfungsblock verglichen werden, und dadurch wird der Auswertungsergebniswert Δ 0. Die Bewegungen des Basisblocks um +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel können durch die Vergleiche mit dem nächsten Prüfungsblock erfasst werden. Ruf diese Weise ist es nicht notwendig, den Bereich des Prüfungs blocks (kleine Blöcke) mit demjenigen des Basisblocks zu überlappen. In dem herkömmlichen Vereinfachungs-Verfahren, das die Anzahl der Suchpunkte herabsetzt, werden nur die Bewegungen des Basisblocks um 0 Pixel und irgendein Vielfaches der Länge des Suchpunkts präzise erfasst. Eine solche Phasenabweichung kann jedoch kompensiert werden.
Der wirkliche Aufbau kann in vielfältiger Weise modifiziert werden. Beispielsweise kann zusätzlich zu dem zuvor beschriebenen System ein System benutzt werden, das eine flüchtige Komponente beachtet, um auf diese Weise einen Fehler infolge einer solchen Vereinfachung zu verhindern. Überdies kann, wenn ein Bewegungsvektor gewonnen wird, die Genauigkeit desselben eher ein halbes Pixel als ein ganzes Pixel betragen.
Ebensogut wie eine Vereinfachung der Suchpunkte vorgenommen werden kann, können die Anzahl von Berechnungen und die Anzahl von Vergleichen merklich verringert werden. Zusätzlich kann ein Fehler infolge einer Phasenabweichung verhindert werden.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Figuren eine Bewegungsvektorerfassungs-Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. 20 zeigt ein Blockschaltbild, welches das Ausführungsbeispiel darstellt. In 20 bezeichnet das Bezugszeichen 81 einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines gegenwärtigen Vollbildes. Das Bezugszeichen 82 bezeichnet einen Eingangsanschluss für Bilddaten eines Referenz-Vollbildes. Das Bezugszeichen 83 bezeichnet einen Gegenwarts-Vollbildspeicher, der Bilddaten des gegenwärtigen Vollbildes speichert. Das Bezugszeichen 84 bezeichnet einen Referenz-Vollbildspeicher, der Bilddaten des Referenz-Vollbildes speichert. Die Lese-Operation und die Schreib-Operation des Gegenwarts-Vollbildspeichers 83 und des Referenz-Vollbildspeichers 84 werden durch eine Steuerschaltung 85 gesteuert. In Zuordnung zu dem Referenz- Vollbildspeicher 84 ist eine Adressenbewegungsschaltung 86 vorgesehen. Die Adressenbewegungsschaltung 86 wird durch die Steuerschaltung 85 gesteuert. Auf diese Weise wird der Prüfungsblock in dem Referenz-Vollbild bewegt.
Der Gegenwarts-Vollbildspeicher 83 gibt unter Steuerung durch die Steuerschaltung 85 Basisblock-Daten aus. Die Basisblock-Daten 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 aus z. B. (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 Δv1 + Δ1 und Δv1 – Δ1 benutzt werden, wobei Δv1 ein Mittelwert des Basis-blocks ist und σ1 eine Standardabweichung desselben ist.
Der Referenz-Vollbildspeicher 84 gibt unter Steuerung durch die Steuerschaltung 85 modifizierte Prüfungsblock-Daten aus. Wie im Falle des Basisblocks hat jeder Prüfungsblock einen zweidimensionalen Bereich, der aus 2 × 4) Pixeln zusammengesetzt ist, wie dies in 21 gezeigt ist. Ein modifizierter Prüfungsblock wird durch Zufügen eines Phasenkompensations-Bereichs aus ±1 Reihe × 12 Pixeln zu dem Prüfungsblock zusammengesetzt. Wie in 20 gezeigt werden modifizierte Prüfungsblock-Daten, die aus (4 × 8) Pixeln zusammengesetzt sind (21), 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 dem Dynamikbereich DR 2 (= MAX 2 – MIN 2) benutzt werden. Zusätzlich können als die zweiten Merkmalsmengen Δv + Δ und Δv – Δ benutzt werden, wobei Δv2 ein Mittelwert des Prüfungsblocks ist und σ2 eine Standardabweichung desselben ist.
Ein Beispiel für die MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 87 könnte unter Bezugnahme auf 12 erklärt werden. Wenn acht Pixel eines Basisblocks von der MAX 1/MIN 1-Erfassungsschaltung 87 empfangen sind, gibt die Auswahlschaltung 53 den Maximalwert MAX 1 des Prüfungsblocks aus. Der Maximalwert MAX 1 wird durch die Halteschaltung 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 der in 12 gezeigte. Die MAX 2/MIN 2-Erfassungsschaltung 88 erfasst einen Maximalwert MAX 2 und einen Minimalwert 2 von den 32 Pixeln des modifizierten Prüfungsblocks.
Die erfassten Werte MAX 1, MIN 1, MAX 2 u. MIN 2 werden einer Vergleichsschaltung 89 und einer Auswertungsergebniswert-Berechungsschaltung 90 zugeführt. 22 zeigt ein Flussdiagramm, das Software-Prozesse der Vergleichsschaltung 89 und der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 darstellt. Wenn der Vergleichsprozess gestartet ist, wird in einem Schritt 101 bestimmt, ob MAX 1 > MAX 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis (N) lautet (nämlich wenn MAX 2 ≥ MAX 1 ist), setzt sich der Fluss 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 (N) lautet (nämlich wenn MIN 1 ≥ MIN 2 ist), setzt sich der Fluss 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. Ruf diese Weise wird bestirnint, 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 Prüfungsblock enthalten sind und dass der Basisblock mit dem Prüfungsblock verglichen worden ist. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 103 (J) lautet, werden in Schritt 105b Auswertungsergebniswerte Δ1 = 0 und Δ2 = MIN 2 – MIN 1 erzeugt.
Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 101 (J) lautet, setzt sich der Fluss zu Schritt 106 fort. In Schritt 106 wird bestimmt, ob MIN 1 < MIN 2 ist oder nicht. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 106 (N) lautet (nämlich wenn MIN 1 ≥ MIN 2 ist), wird in Schritt 107 ein Auswertungsergebniswert Δ2 = 2 gesetzt, und in Schritt 105c werden Auswertungsergebniswerte Δ1 = MAX 1 – MAX 2 und Δ2 = 0 erzeugt. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt 106 (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 u. MIN 1 des Basisblocks und MAX 2 u. MIN 2 des modifizierten Prüfungsblocks zugeführt. Die Vergleichsschaltung 89 erzeugt zwei Vergleichs-Ausgangssignale. Entsprechend den Vergleichs-Ausgangssignalen werden Auswahlschaltungen 111 u. 112 gesteuert. Einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 111 werden Ausgangssignaldaten (MAX 1 – MAX 2) einer Subtrahierschaltung 115 zugeführt. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 111 werden Null-Daten zugeführt. Einem Eingangsanschluss a der Auswahlschaltung 112 werden Ausgangssignaldaten (MIN 2 – MIN 1) einer Subtrahierschaltung 116 zugeführt. Einem Eingangsanschluss b der Auswahlschaltung 111 werden Null-Daten zugeführt.
Wenn MAX 1 > MAX 2 ist, veranlasst eine 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 Null-Daten) 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 Null-Daten) auszuwählen. Einer Addierschaltung 113 werden ein Auswertungsergebniswert Δ1, der von der Auswahlschaltung 111 gewonnen ist, und ein Auswertungsergebniswert Δ2, der von der Auswahlschaltung 112 gewonnen ist, zugeführt. An einem Ausgangsanschluss 114 wird ein Ausgangssignal (Δ1 + Δ2) der Addierschaltung 113 gewonnen. Der Auswertungsergebniswert Δ, welcher in der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 erzeugt ist, wird in einem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert.
Die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 variieren, wie dies in 24 gezeigt ist. Wenn MAX 1 < MAX 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ1 Null. Wenn MAX 1 > MAX 2 ist, wächst der Auswertungsergebniswert entsprechend an. Wenn MIN 1 > MIN 2 ist, ist der Auswertungsergebniswert Δ2 Null. Wenn MIN 1 < MJN 2 ist, wächst der Auswertungsergebniswert Δ2 entsprechend an. In Wirklichkeit tritt ein Rauschen auf. Es wird ein Rauschrand gesetzt. Es können die Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2, wie sie als gestrichelte Linien in 24 gezeigt sind, erzeugt werden. Der in 23 gezeigte Aufbau ist ein Beispiel. Durch eine Kombination mit einer Torschaltung oder einer Vier-Eingänge-Auswahl kann eine Vielfalt von Aufbauten benutzt werden. Als Auswertungsergebniswerte können die Absolutwerte von Differenzen, die Werte der n-ten Potenz davon usf. benutzt werden.
Die Auswertungsergebniswerte werden entsprechend dem Basis block für jeden Prüfungsblock berechnet. Die Größe des Suchbereichs beträgt z. B. (4 × 4) Basisblöcke oder Prüfungsblöcke (die aus 8 × 16 Pixeln zusammengesetzt sind). Die Adressenbewegungsschaltung bewegt eine ausgelesene Adresse, die aus dem Referenz-Vollbildspeicher 84 stammt, unter Steuerung durch die Steuerschaltung 85. Daher wird der Prüfungsblock innerhalb des Suchbereichs bewegt. In diesem Beispiel werden, wie dies in 25 gezeigt ist, 16 Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert. Die Position des Basisblocks befindet sich nahezu in dem Zentrum des Suchbereichs.
Zurückkehrend zu 20 ist festzustellen, dass die Auswertungsergebniswerte unter Steuerung durch die Steuerschaltung 85 in dem Auswertungsergebniswert-Speicher 91 gespeichert werden. Der Minimalwert der 16 Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 wird durch eine Minimalwert-Erfassungsschaltung 92 erfasst. Die Position des Minimalwerts ist ein Bewegungsvektor des Basisblocks.
Als nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
26 zeigt einen Aufbau gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gleiche Teile wie in dem in 20 gezeigten Aufbau sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In dem in 26 gezeigten Aufbau sind mit dem Gegenwarts-Vollbildspeicher 83 bzw. dem Referenz-Vollbildspeicher 84 Kleinblock-Segmentierungsschaltungen 94 u. 95 verbunden. Zusätzlich ist mit der Auswertungsergebniswert-Berechnungsschaltung 90 eine Kumulierschaltung 96 verbunden.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Bereich, der aus (2 × 4) Pixeln zusammmengeetzt ist, was im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel als der Basisblock be schrieben wurde, als ein kleiner Block oder Kleinblock behandelt. Ein Bereich, der aus (4 × 4) kleinen Blöcken (nämlich 8 × 16 Pixeln) zusammengesetzt ist, was der Suchbereich des ersten Ausführungsbeispiels war, wird als ein Basisblock und ein Prüfungsblock 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 Prüfungsblocks verglichen. In gleicher Weise wie in der ersten veranschaulichenden Anordnung werden Auswertungsergebniswerte Δ1 u. Δ2 für jeden kleinen Block berechnet.
Durch Vergleichen des Basisblocks mit dem Prüfungsblock, der sich in einer vorbestimmten Position befindet, und durch Berechnen von Auswertungsergebniswerten werden Auswertungsergebniswerte Δ1 bis Δ16 gewonnen. Die Auswertungsergebniswerte werden durch die Kumulierschaltung 96 kumuliert. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass die Kumulierschaltung 96 eine Kumulation ΣΔ = Δ1 + Δ2 + ... + Δ 16 durchführt. Der Prüfungsblock wird in einem vorbestimmten Suchbereich bewegt. Der kumulierte Wert der Auswertungsergebniswerte wird an jedem Suchpunkt gewonnen. Der Minimalwert der kumulierten Auswertungsergebniswerte wird durch die Minimalwert-Erfassungsschaltung 92 erfasst. Ein Bewegungsvektor, welcher der Position des Prüfungsblocks entspricht, der den Minimalwert erzeugt, wird an einem Ausgangsanschluss 93 gewonnen.
27 zeigt ein schematisches Diagramm, das einen Teil eines Suchbereichs 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 Prüfungsblock 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.
Es werden Bereiche des Basisblocks und des Prüfungsblocks verglichen. Als Beträge, 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 Prüfungsblock verglichen worden ist. Wenn herkömmlicherweise die Anzahl von Suchpunkten zum Vereinfachen des Vergleichs-Prozesses herabgesetzt wird, wird infolge einer Phasenabweichung ein Fehler erfasst. Jedoch kann selbst dann, wenn die Anzahl von Suchpunkten z. B. für jeweils mehrere Pixel wie bei der Vollsuche der Suchpunkte herabgesetzt ist, der Vergleich ohne eine Phasenabweichung durchgeführt werden.
28 zeigt eine schematische Darstellung zur Erklärung der Tatsache, dass der Vergleich solcher Bereiche keine Phasenabweichung verursacht. Aus Gründen der Einfachheit sei ein eindimensionaler Block angenommen, der aus vier Pixeln mit Werten a, b, c u. d zusammengesetzt ist. Alle vier Pixel sind gestrichelte Linie 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, wenn Bereiche verglichen werden, falls die Größe des Prüfungsblocks die gleiche wie die Größe des Basisblocks ist und der Basisblock um +1 Pixel, +2 Pixel, +3 Pixel und +4 Pixel bewegt wird, ein Fehler in dem Vergleich auftreten Wenn jedoch die Größe des Basisblocks vier Pixel beträgt, kann da der Basisblock einen um zwei Pixel erweiterten Bereich links und rechts davon hat, ein Fehler bei dem Vergleich verhindert werden. Wenn der Basisblock um +3 Pixel oder +4 Pixel bewegt wird, kann der Vergleich mit dem nächsten Basisblock durchgeführt werden. Der erweiterte Bereich des Prüfungsblocks hängt von der Größe desselben ab. Bei dem herkömmlichen Vereinfachungs-Verfahren, das die Anzahl von Suchpunkten herabsetzt, können nur Bewegungen des Basisblocks um 0 Pixel und irgendein Vielfaches der Länge der Suchpunkte erfasst werden. Eine solche Phasenabweichung kann jedoch kompensiert werden.
Ebensogut wie die Vereinfachung der Suchpunkte vorgenommen werden kann, können die Anzahl von Berechnungen und die Anzahl von Vergleichen merklich verringert werden. Zusätzlich kann ein Fehler infolge einer Phasenabweichung verhindert werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass Ausführungsbeipiele 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 Bewegungsbetrag eines Bildes 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 (83, 85) erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken, Segmentieren (85) zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Erzeugen (84, 85) eines modifizierten Prüfblocks, der durch Zufügen von Pixeln in der Nachbarschaft jedes der Prüfblöcke, die für eine Phasenkompensation notwendig sind, zusammengesetzt ist, Extrahieren (87) erster Merkmalsmengendaten (MIN1, MAX1) aus jedem der Basisblöcke, wobei die ersten Merkmalsmengendaten den Bereich der Pixeldaten aller Pixel derselben repräsentieren, Extrahieren (88) zweiter Merkmalsmengendaten (MIN2, MAX2) aus dem modifizierten Prüfblock, wobei die zweiten Merkmalsmengendaten den Bereich der Pixeldaten aller Pixel des modifizierten Prüfblocks repräsentieren, und partiellen Vergleichen des Basisblocks mit dem Prüfblock durch Vergleichen (89) der ersten Merkmalsmengendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten.
Verfahren nach Anspruch 1, das Schritte umfasst zum Erzeugen (90) eines abgeschätzten Werts, der einen Grad des Zusammenpassens des Basisblocks und des Prüfblocks repräsentiert, entsprechend dem Vergleichsergebnis, und Erfassen (92) eines Bewegungsvektors entsprechend der Position desjenigen Prüfblocks, der am besten mit dem Basisblock übereinstimmt, auf der Grundlage des abgeschätzten Werts, wobei der abgeschätzte Wert durch Bewegen des Prüfblocks in einem vorbestimmten Suchbereich erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem Dynamikbereich einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem Dynamikbereich einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts als einen abgeschätzten Wert im wesentlichen 0 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 die abgeschätzten Werte 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 2, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind und wobei der Schritt zum Erzeugen des abgeschätzten Werts die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung erzeugt, als einen abgeschätzten Wert im wesentlichen 0 ausgibt, wenn die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten in dem Bereich zwischen der Summe und der Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und die Differenz zwischen den Summen der Durchschnittswerte und den Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und der zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenzen derselben als abgeschätzte Werte ausgibt, wenn die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich zwischen der Summe und der Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Basisblock und der Prüfblock aus einer Vielzahl von kleinen Blöcken zusammengesetzt sind, die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten für jeden der kleinen Blöcke extrahiert werden, der abgeschätzte Wert für jeden der kleinen Blöcke erzeugt wird, der erzeugte abgeschätzte Werte kumuliert wird und der Basisblock und der Prüfblock entsprechend dem kumulierten Wert partiell verglichen werden.
Bildvergleichs-Vorrichtung, die umfasst: Mittel (83, 85) zum Segmentieren erster Bilddaten in eine Vielzahl von Basisblöcken, Mittel (84, 85) zum Segmentieren zweiter Bilddaten in eine Vielzahl von Prüfblöcken und Erzeugen eines modifizierten Prüfblocks, der durch Zufügen von Pixeln in der Nachbarschaft jedes der Prüfblöcke, die für eine Phasenkompensation notwendig sind, zusammengesetzt ist, ein Mittel (87) zum Extrahieren erster Merkmalsmengendaten aus jedem der Basisblöcke, wobei die ersten Merkmalsmengendaten den Bereich von Pixeldaten aller Pixel derselben repräsentieren, ein Mittel (88) zum Extrahieren zweiter Merkmalsmengendaten aus dem modifizierten Prüfblock, wobei die zweiten Merkmalsmengendaten den Bereich von Pixeldaten aller Pixel des modifizierten Prüfblocks repräsentieren, und ein Mittel (89) zum Vergleichen der ersten Merkmalsmen gendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten und partiellen Vergleichen des Basisblocks mit dem Prüfblock durch Vergleichen (89) der genannten ersten Merkmalsmengendaten mit den zweiten Merkmalsmengendaten.
Vorrichtung nach Anspruch 8, die umfasst: ein Mittel (90) zum Erzeugen eines abgeschätzten Werts, der einen Grad des Zusammenpassens des Basisblocks und des Prüfblocks repräsentiert, entsprechend dem Vergleichsergebnis, und ein Mittel (92) zum Erfassen eines Bewegungsvektors entsprechend der Position desjenigen Prüfblocks, der am besten mit dem Basisblock übereinstimmt, auf der Grundlage des abgeschätzten Werts, wobei der abgeschätzte Wert durch Bewegen des Prüfblocks in einem vorbestimmten Suchbereich erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem Dynamikbereich einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten zwei aus dem Maximalwert, dem Minimalwert und dem Dynamikbereich einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um als einen abgeschätzten Wert im wesentlichen 0 auszugeben, wenn der Maximalwert und der Minimal wert 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 den zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenz zwischen den Minimalwerten derselben als die abgeschätzten Werte 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 9, wobei die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten der Durchschnittswert und die Normalabweichung einer Vielzahl von Pixeln des Basisblocks und des modifizierten Prüfblocks sind und wobei das Mittel zum Erzeugen des abgeschätzten Werts betreibbar ist, um die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung zu erzeugen, als einen abgeschätzten Wert im wesentlichen 0 auszugeben, wenn die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten in dem Bereich zwischen der Summe und der Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind, und um die Differenz zwischen den Summen der Durchschnittswerte und den Normalabweichungen der ersten Merkmalsmengendaten und den zweiten Merkmalsmengendaten und die Differenzen derselben als abgeschätzte Werte auszugeben, wenn die Summe und die Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der ersten Merkmalsmengendaten nicht in dem Bereich zwischen der Summe und der Differenz des Durchschnittswerts und der Normalabweichung der zweiten Merkmalsmengendaten enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Basisblock und der Prüfblock aus einer Vielzahl von kleinen Blöcken zusammengesetzt sind, die ersten Merkmalsmengendaten und die zweiten Merkmalsmengendaten für jeden der kleinen Blöcke extrahiert werden, der abgeschätzte Wert für jeden der kleinen Blöcke erzeugt wird, die erzeugten abgeschätzten Werte kumuliert werden und der Basisblock und der Prüfblock entsprechend dem kumulierten Wert partiell verglichen werden.