JP2003536161A - イメージ相関における最小歪み計算のための適応型アーリー・イグジット技術 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 絶対差分装置の複数の集合が、ビデオ・ストリーム中の特定のイメージの特定の部分間における歪みを計算するために用いられる。そのビデオ・ストリームは、ビデオ・カメラ、あるいは他の装置から送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】

イメージ圧縮技術は、ビデオ応用において送信されるべきデータの総量を減
少させることができる。これは、しばしば同一に留まっているイメージを決定す
ることによって成される。「動作推定(motion estimate)」技術は、さまざまな
ビデオ符号化法で用いられる。

【０００２】 動作推定は、あるフレームＮに属するソース・ブロックとサーチ領域との間の
最適な一致を見つけようとする試みである。サーチ領域は、同じフレームＮにあ
っても、あるいは一時的に移動したフレームＮ−ｋ中のサーチ領域にあってもよ
い。

【０００３】 本技術は、演算集約的である。

【０００４】

【詳細な説明】

動作推定は、絶対差分の集合(sum of absolute difference)または「ＳＡＤ」
を計算することによってしばしば実行される。動作推定は、多くの異なった応用
に用いられ、ビデオ、ビデオ・カメラ、ビデオ・アクセラレータ、およびこのよ
うな他の装置を用いるセルラ電話を含むが、これらに限定されるものではない。
これらの装置は、出力としてビデオ信号を生成する。ＳＡＤは、ソース・ブロッ
クとサーチ領域のサーチ・ブロックとの間における最低の歪みを認識するために
しばしば用いられる計算である。したがって、これらのブロック間の最適な一致
となる。これを表現する１つの方法は、次式である。

【０００５】

【数１】

【０００６】 概念的にこれが意味するものは、第１フレームまたはソース・ブロック（Ｎ）
がＭ×Ｎソース・ブロック１００の要素部分に分割されることである。これらは
、第２フレーム（Ｎ−Ｋ）１０２と比較される。そのフレームは、ｋ≠０の場合
に、一時的に移動され得る。各Ｎ−Ｋフレーム１０２は、Ｍ＋２ｍ₁×Ｎ＋２ｎ₁ の領域である。ソース・ブロック１００は、図１における領域の中心に示されて
いる。一致するイメージ部分は、歪測定器を用いて各イメージ・フレームの各部
分を他のイメージ・フレームと相関をとることによって検出できる。圧縮法は、
この検出を使用して、そのデータを圧縮し、それによりそのイメージについての
より少ない情報を送り出す。

【０００７】 この装置は、また汎用目的のＤＳＰの一部であってもよい。このような装置は
、ビデオ・カムコーダ、会議電話、ＰＣビデオ・カードおよびＨＤＴＶにおける
使用を意図している。加えて、汎用目的のＤＳＰは、またデジタル信号処理、例
えば携帯電話で用いられる音声処理、音声認識および他の応用で使用する他の技
術と関連して使用することを意図している。

【０００８】 全歪検出処理の速度を増加させることはできる。１つの方法は、各ＳＡＤ装置
が１サイクルでより多くの動作を実行することのできるハードウェアを用いるこ
とである。しかしながら、これはより高価なハードウェアを必要とする。

【０００９】 他の方法は、別のＳＡＤ装置を追加することにより有効なピクセルのスループ
ットを増加させることである。しかしながら、より多くのＳＡＤを必要とするの
で、これもまた費用を増加させる。

【００１０】 より早いサーチ・アルゴリズムは、既存のハードウェアの使用をより効果的に
する。

【００１１】 ブロックＳＡＤはソース・グループを「サーチ・グループ」と比較する。ソー
ス・グループおよびサーチ・グループはイメージ全体に亘って移動し、その結果
ＳＡＤの動作はその２つのグループ間のオーバーラップを計算する。ソース・グ
ループ中の各ブロックは、各サーチ領域における複数のブロックと比較される。

【００１２】 典型的なＳＡＤユニットは、２つの１６×１６エレメント上で動作し、これら
の要素を交互にオーバレイする。このオーバレイ処理は、１６×１６＝２５６の
特異点を計算する。その後、これらは全歪みを表すために累積される。

【００１３】 ＳＡＤは、ある基礎的な動作を要求する。ソースＸ_ijとサーチＹ_ijとの間の相
違が形成されなければならない。絶対値｜Ｘ_ij−Ｙ_ij｜が形成される。最後に、
次の値が累積される、

【００１４】

【数２】

【００１５】 基本的な累積構造が図２に示される。演算論理ユニット２００は、それに結合
したデータ・バス１９８，１９９からＸ_ijおよびＹ_ijを受け取り、Ｘ_ij−Ｙ_ijを
計算する。出力２０１は、インバータ２０２によって反転される。反転された出
力およびそのオリジナル値の双方はマルチプレクサ２０４へ送られ、サイン・ビ
ット２０５に基づく値の１つを選択する。第２演算論理ユニット２０６はこれら
を結合し、絶対値を形成する。最終的な値は、累積レジスタ２０８に格納される
。図２に示されるように、これは減算、絶対値、累積を効果的に構成する。

【００１６】 図２は、単一のＳＡＤ計算ユニットを示す。上記したように、複数の計算ユニ
ットがスループットを向上させるために用いられる。もし計算ユニットの数が増
加するなら、理論的にはそれはサイクル毎の画素スループットを増加させる。

【００１７】 しかしながら、本発明者は、画素スループットの増加は本質的にユニット数に
線形して関連するものではないことに着目した。実際、各フレームはその近傍の
フレームとどこか相関があるものである。加えて、各イメージの異なった部分は
、しばしばそのイメージの他の部分と相関を有するものである。圧縮の効率性は
、そのイメージの特性に基礎付けられる場合がある。本応用は、圧縮の効率性に
依存して、異なったモードにある複数のＳＡＤ装置を用いることができる。

【００１８】 本応用は、図３Ａ，３Ｂに示される構成を利用する。同じ接続が図３Ａ，３Ｂ
の双方に用いられるが、計算は異なった方法で区分けされる。

【００１９】 図３Ａは、全ＳＡＤとして形成される各ＳＡＤ装置３００，３０２を示す。各
ＳＡＤは、異なったブロックを受け取り、ＮブロックのＳＡＤ計算を提供する。
従って、ユニット３０１は、事実上１６×１６リファレンスと１６×１６ソース
との間の関係を、画素毎に計算する。ユニット２ ３０２は、１６×１６ソース
と１６×１６サーチとの差分である結果を画素毎に計算する。別の変形が図３Ｂ
に示される。この変形である構成では、各単一のＳＡＤ３００，３０２は、単一
のブロックＳＡＤの計算の一部を実行する。Ｎ計算ユニットの各々は、出力の１
／Ｎを提供する。この「部分ＳＡＤ」動作は、８ビットの減算絶対値累積ユニッ
トの各々がそのユニットへ割り当てられた全ＳＡＤ計算の１／Ｎを計算する。

【００２０】 全部または一部を決定する全システムは、ここに述べられるように前回の結果
に基づいて用いなければならない。これにより、実行される計算数を減少させる
ことができる。

【００２１】 全体または一部のいずれが用いられるかを決定する１つの方法は、一時的に近
接したイメージが相関のある属性を有していることを仮定することである。第１
サイクルは全ＳＡＤモードを用いて計算することができ、第２サイクルは部分Ｓ
ＡＤモードを用いて計算することができる。より速く動作するサイクルは勝者と
して扱われ、そのＳＡＤモードをセットする。この計算はＸサイクル毎に繰り返
され、ここにＸは局所的な一時的相関がもはや仮定されなくなった後のサイクル
数である。こらは、論理ユニット内で行われ、ここに示された図７のフローチャ
ートを実行する。

【００２２】 スループットは、また、ここに示された「アーリー・イグジット(early exit)
」技術によって向上させることができる。

【００２３】 １６×１６エレメントに対する完全なＳＡＤ計算は、｜ｐ₁ｒ−ｐ₁ｓ｜＋｜ｐ₂ ｒ−ｐ₂ｓ｜＋・・・｜ｐ₂₅₆ｒ−ｐ₂₅₆ｓ｜・・・（１）として記述され得る。
もしこれらの計算の全てが実際に実行されるならば、計算は２５６／Ｎサイクル
必要とし、ここにＮはＳＡＤユニット数である。できるだけ早くその計算を停止
することが望ましい。その計算の中間結果が検証される。これらの中間結果は、
最小の歪みを見つけるために十分な情報が決定されたかどうかを決めるために用
いられる。しかしながら、試験する動作はサイクルを消費する。

【００２４】 本応用は、このサイクルの消費と最小歪みの決定との間のバランスを表す。図
４は、４つのＳＡＤ装置を用いる１６×１６計算に対するトレードオフを描く。
図４中のライン４００は、アーリー・イグジットがない場合のサイクル・カウン
トを示す。そのラインは、水平的に、アーリー・イグジットのないサイクル・カ
ウントがいつも２５６／４＝６４であることを示している。アーリー・イグジッ
ト戦略に対するサイクル・カウントは、傾斜ライン４０２，４０４，４０６，４
０８で示される。ライン４０４は１６画素毎に１つのテストを示し、ライン４０
６は３２画素（１／８）毎に１つのテストを示し、そしてライン４０８は６４画
素（１／１６）毎に１つのテストを示す。ライン４０２−４０８がライン４００
より上にある場合、アーリー・イグジットでの試みは全体の歪み計算時間を実際
には増加させることに注意されたい。ライン４０２はサイクル消費を示し、ゼロ
のオーバーヘッドがイグジット・テストのために得られる。すなわち、テストが
行われると、そのイグジットはいつもうまくいく。ライン４０２は望ましい目標
である。適応型アーリー・イグジット法はこのようにするために開示される。

【００２５】 ブロックＩは、従来から知られたあらゆる通常の戦略を用いてまず処理され、
最小の歪みを見つける。これは実際のイメージの一部であるテスト・パターンを
用いてなされ、その歪みを求めることができる。最小歪みは、基準線（ベースラ
イン)として用いられ、ブロックＩ＋ｎは、ｎは小さいが、同じ最小歪みを有す
ることが仮定される。

【００２６】 Ｋｅｘｉｔ（Ｎ）は、アーリー・イグジットが達成される前に、サーチ領域の
ために前もって処理された画素の数を表す。

【００２７】 Ａｅｘｉｔ（Ｎ）は、サーチ領域のための最新のアーリー・イグジット時刻で
の、部分累積サイン・ビットの状態を示す。

【００２８】 これらのブロックＩ＋ｎに対し、ＳＡＤ計算は、歪みがそのスレシホールドを
超える時、終了する。これは、サーチ領域について知られている以前の情報を用
いる一時的なシステムを形成する。

【００２９】 通常のシステムは、しばしば共通の特性を維持するある確率であるサーチ領域
内のイメージ特性に基づく。フレーム間の時間は、１／１５秒と１／３０秒との
間にあり、これらの時間間隔中にある測定可能なシステム特性に関連するあるノ
イズ・フロア以上で、最小の変更が発生するのにしばしば十分早い。また、時間
を超えて、類似した一時的特性を維持するイメージ領域が存在する。

【００３０】 本願にしたがって、各ＳＡＤのための累積ユニットに値（−least/n）がロー
ドされ、ここに「least」は、その領域に対するブロック移動サーチで測定され
る最小歪みを表す。多くのＳＡＤは各サーチ領域のために計算される。その領域
のための第１ＳＡＤ計算は、「Least」の名称が割り付けられる。将来のＳＡＤ
はこれと比較され、新しい「Least」値が確立されたかどうかをみる。累積器が
符号を変更する場合、最小歪みに到達する。さらに、これは、追加の計算なしに
、その現在のＳＡＤ構造のみを用いて示され、その結果テストのためのサイクル
を追加する。

【００３１】 イメージ特性のテストは、アーリー・イグジットを確立する前にいくつの累積
器がスイッチする必要があるのかを決定するために用いられる。例えば、ソース
およびターゲット領域が全く同じ性質であるなら、そのとき全ての累積器は多か
れ少なかれ同時に符号を変えなければならない。これが発生すると、実行中のＳ
ＡＤ計算のうち前回の最小測定値を越えるいずれか１つの計算が、アーリー・イ
グジットが適切であることを示すために用いられる。

【００３２】 しかしながら、これは全イメージの均質性を仮定する。このような仮定は、い
つも保っているものではない。多くの状況では、異なったＳＡＤユニットの複数
の累積器は、同じ速度で増加するのではない。さらに、累積器間の異なった増加
速度は、それら自身の相違性、すなわちソースおよびターゲット・ブロック間の
空間周波数特性に直接関連付けられるかもしれないし、またデータをサンプルす
る方法に関連付けられるかもしれない。これは、ＳＡＤユニットに何が発生する
のかに基づき、アーリー・イグジットをどのように決定するのかを判断するより
複雑な方法を要求する。

【００３３】 １つの動作は分割ＳＡＤ状態と関連する可能性に基づき、ここに全てのＳＡＤ
ユニットは必ずしも同じ状態にはない。累積器間の増加率の相違は、ソースおよ
びターゲット・ブロック間における空間周波数特性の相違に関連付けられる。こ
れらの空間周波数特性は、また一時的に同種のフレーム間で相関が取られるので
、あるフレームからの情報は、また次のフレームの解析に応用される。

【００３４】 これは、変数に関連してここに説明されるが、ここにＡ₁，Ａ₂，Ａ₃，．．．
Ａ_nは分割ＳＡＤ計算と関連する事象（イベント）として定義される。

【００３５】 イベントは次のように定義される。

【００３６】 イベントＡ_i＝ＳＡＤ_i≧０ ここにｉ≠ｊに対しＳＡＤ＜０。

【００３７】 これは、概念的にはイベントＡ_iは、ＳＡＤユニットがポジティブで残りの全
てのＳＡＤユニットがネガティブである場合に起こるとして定義されることを意
味する。これは、例えば、累積器が異なった速度で増加している場合に、起こる
であろう。これは、また結合イベントとしても特に定義され得る。すなわち： イベントＢ_i,j＝Ａ_i∪Ａ_j＝ＳＡＤ_i≧０ ＳＡＤｊ≧０に対し。

【００３８】 ここに、ｋ≠ｉ，ｊに対しＳＡＤｋ＜０。

【００３９】 これは、Ａ_iが存在しかつＡ_jが真であるが、他の全てのＡ_kは偽である場合に
、イベントＢ_i,jは「真」であると定義されることを意味する。イベントに関す
る動作を定義する概念は、ｉ，ｊ，ｋの可能な全ての組み合わせを含むものとし
て拡張することができる。４個のＳＡＤ装置に対して、合計１６個の組み合わせ
を生み出す。より大きな数のＳＡＤ装置に対しては、別の組み合わせする数を導
き、ｉ，ｊ，ｋ，ｍあるいは他のより多くの変数を用いることも可能である。

【００４０】 このシナリオを言葉で表すと、各イベント「Ｂ］は、０より大きい特定の累積
器の合計として定義される。これらの組み合わせのそれぞれは、可能性として定
義される。４個のＳＡＤユニットに対して、合計して１６個の可能な状態の累積
器がある。これらは、それらがどのように処理されるのかに従って、グループ化
されることができる。

【００４１】 第１のありふれた可能性は、

【００４２】

【数３】

【００４３】 これは、累積器の合計が０より多く、いずれの累積器も０を越えていないとす
ると、その可能性が０であることを意味する。

【００４４】 その反対は、また真である。すなわち、 Ｐ（Ｂ｜Ａ₁∩Ａ₂∩Ａ₃∩Ａ₄）＝１。

【００４５】 これは、いずれの累積器も設定されていないとして、全ての累積器の合計の可
能性が１であることを意味する。

【００４６】 これらのありふれた特性を除外すると、１４のありふれない組み合わせがある
。第１のグループは４つの場合を含み、ここでは累積器の１つは設定され、かつ
残りの３つは設定されていない場合をいう。すなわち、

【００４７】

【数４】

【００４８】 別のグループは、２つの累積器が設定され、かつ他の２つの累積器が設定され
ていない状態を示す。これらの組み合わせは次のように書かれる。すなわち、

【００４９】

【数５】

【００５０】 最後に、次のグループは、３つの累積器が設定され、１つの累積器が設定され
ていない場合である。

【００５１】

【数６】

【００５２】 本実施例は、これらのグループの各々が、実際にはこれらの状態の各々が、イ
メージにおいて異なった状態を示すことを認める。各グループまたは各状態は、
異なる処理が施され得る。

【００５３】 このシステムは、上述のように、また図５のフローチャートに関連して動作す
る。最終目標は、計算を終了し、その結果、より早く出口（イグジット）に出る
ことである。まず図５に示されるように、５５０で、２つのイメージ、すなわち
ソース・イメージとサーチ・イメージの特性の一致性を判断する。一致特性はい
かなるアーリー・イグジットなしに計算される。最小歪みは５５５で求められ、
その状態は、最小歪みが存在したときに、５６０で求められる。

【００５４】 ５６０の状態は、最小歪みの時間に存在したグループ形式、または１４個の可
能性中の特定状態を含めることができる。

【００５５】 ５７０で、後続のイメージ部分がテストされる。この後続部分は、そのテスト
部分と相関されるいかなる部分であってもよい。一時的に相関されたイメージは
相関されるべきと仮定されるので、これはあらゆる一時的に相関された部分へ拡
張することができる。

【００５６】 イメージのソースおよびサーチがテストされ、最小歪みの時間に起こった特定
のグループの判断が５７５で行われる。その後、５８０で、アーリー・イグジッ
トが達成される。

【００５７】 アーリー・イグジットは、一度判断されると、多くの異なった方法で実行され
る。

【００５８】 図６Ａは、アーリー・イグジットまたは「ＥＥ］フラグを用いるアーリー・イ
グジットを実行するシステムを示す。Ｎ個のＳＡＤユニットが示されるが、この
実施例ではＮは４である。各ＳＡＤユニットは、上記議論した構造、および特定
のＡＬＵ、インバータ、および累積器を含む。

【００５９】 各累積器の出力は、組み合わせ論理ユニット６００に結合され、それはその出
力を配列する。これは、上記したグループ判断を実行するために用いられる。組
み合わせ論理ユニットは個別論理ゲートを用いて実行され、例として、ハードウ
ェアの定義語で定義される。そのゲートは選択されたグループに基づくオプショ
ンでプログラムされる。異なったイメージおよび部分は異なったオプションに従
って処理されてもよい。

【００６０】 各オプションに対し、状態の組み合わせ、例として、既に議論したグループが
コード化される。その組み合わせ論理は、全てのＳＡＤユニットの累積器をモニ
ターする。各状態はマルチプレクサへ出力される。

【００６１】 これらの累積器が選択されたコード化内に入る状態に達すると、アーリー・イ
グジット・フラグが生成される。アーリー・イグジット・フラグは、ハードウェ
アが適切な「適合」を判断したことを意味する。これにより、動作は終了する。

【００６２】 図６Ｂは、代替システムを示し、累積器の状態がハードウェア状態レジスタ６
００によって検出される。この状態レジスタは、累積器の状態によって特定の状
態へ設定される。状態レジスタはアーリー・イグジットを示す特定の状態を格納
する。その特定の状態が示されると、アーリー・イグジットが確立する。

【００６３】 適合アーリー・イグジットが用いられる方法は、図７に関連して全体が示され
る。７００で、ビデオ・フレームが開始する。７０５は、フレームＭおよびフレ
ームＭ＋１の双方をバッファすることを示す。７１０は、ブロック・ヒストリ・
モデルが更新を必要とするかどうかの判断を示す。これは、前回のフレーム更新
まで、例えば時間をモニターすることにより判断され得る。例えば、新しい更新
が必要となる前に、時間としてｘ秒が確立される。

【００６４】 このモデルが更新を必要とするなら、その時そのプロセスは０ｘＦＦ０１を有
する累積器をロードするまで続き、７１５で局所変数Ｎ＝１を設定する。７２０
で、システムはＳＡＤサーチ領域Ｎを獲得し、イグジット・テストが実行される
７２５で周期的なイグジット・テストＴ_exit＝１／１６...を用いる。もし首尾
よくいくなら、イグジット前に画素である局所変数Ｋｅｘｉｔ（Ｎ）およびイグ
ジット前に累積器１ないし４のサマリーであるＡｅｘｉｔ（Ｎ）が戻される。局
所変数ｎは、またステップ７３０で増加される。これは、局所パラメータを確立
し、かつ、そのプロセスを継続する。

【００６５】 次のサイクルで、ブロック・ヒストリの更新は、ステップ７１０で再実行され
る必要はなく、その結果、制御はステップ７３５へ移る。このステップで、前に
格納されたＫｅｘｉｔおよびＡｅｘｉｔが読まれる。これは、ステップ７４０で
新しいカウントとして用いられ、ターゲット・ブロック・フラグを設定する。

【００６６】 ステップ７４５で、ブロックＮに対するサーチが確立され、イグジットおよび
Ｋｅｘｉｔがステップ７５０で更新される。Ｎは増加される。ステップ７５５で
、Ｎが３９７に等しいかどうかの判断がなされる。３９６かつ３５２ｘ２８８イ
メージ中に１６ｘ１６ブロックであるので、バッファ中のフレームの数として３
９７が取られる。しかしながら、これは可能な限り異なったサイズに対し調整さ
れる。

【００６７】 再び、大きいイメージ部の一時変数は不変更のまま残されそうである。したが
って、部分的な累積器が特定のサイン・ビットを有する場合、それらの状態は著
しい利点をもたらす。さらに、フレーム間の時間は、通常１／１５ないし１／３
０秒のオーダーである。最後に、イメージ内の領域はそれらの局所的な特性を維
持し、それ故空間周波数が相関される。

【００６８】 新規な実施例のみが議論されたが、他への変更も可能である。

【図面の簡単な説明】

いろいろな側面が添付の図面とともに詳細に示される。

【図１】 互いに対し比較されるソース・ブロックおよびサーチ・ブロックを示す。

【図２】 歪みを計算するための基本累積ユニットを示す。

【図３Ａ】 複数のＳＡＤユニット中における計算の異なった分割を示す。

【図３Ｂ】 複数のＳＡＤユニット中における計算の異なった分割を示す。

【図４】 アーリー・イグジット戦略計算と実際の総計算との間のトレードオフを示す。

【図５】 アーリー・イグジット戦略のフローチャートを示す。

【図６Ａ】 アーリー・イグジット・フラグを用いるアーリー・イグジットを示す。

【図６Ｂ】 ハードウェアの状態レジスタを用いるアーリー・イグジットを示す。

【図７】 適応型アーリー・イグジット戦略の動作フローチャートを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＣ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ， ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，Ｉ Ｎ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 アルドリッチ，ブラッドレイ・シー アメリカ合衆国 テキサス州 78735 オ ースチン サウスウエスト・パークウェイ 5604 ナンバー314 (72)発明者 フリードマン，ホセ アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02446 ブルックリン センター・ストリ ート70 アパートメント・５イー Ｆターム(参考） 5B057 CA12 CA16 CG02 CH02 DC32 5C059 MA05 SS14 TA00 TC03 TD03 TD05 TD06 TD11 5L096 FA34 GA08 GA19 HA02 LA01 LA14

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のイメージ操作装置であって、各装置は２つのイメージ
   部分間における類似性を判断するために動作する、複数のイメージ操作装置と、 モード切り換え要素であって、第１モードで全計算を判断するために前記イメ
   ージ操作装置の各々を構成し、第２モードで全計算の一部のみを判断するために
   前記イメージ操作装置の各々を構成する、モード切り換え要素と、 から構成されることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記イメージ操作装置は、絶対差分（「ＳＡＤ」）装置の集
   合であることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記第１モードは、全ＳＡＤモードであり、本モードにおい
   て各ＳＡＤは異なったブロックおよびソース部を受信し、全ブロックと全ソース
   との間における差分を計算することを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記ＳＡＤは、１６×１６リファレンスと１６×１６ソース
   との間の差分を画素毎に計算することを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記第２モードは、各単一のＳＡＤが単一のブロックＳＡＤ
   計算の一部分を実行するモードであることを特徴とする請求項２記載の装置。
6. 【請求項６】 Ｎ個のＳＡＤがあり、Ｎ個の計算ユニットの各々は全出力の
   １／Ｎを提供することを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記第１モードまたは前記第２モードを判断し選択するテス
   ト要素をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 【請求項８】 前記第１モードでは、ユニットは前記１６×１６リファレン
   ス全体と１６×１６ソースとの間の関係を計算し、前記第２モードでは、ユニッ
   トは全計算の一部を計算する、ことを特徴とする請求項４記載の装置。
9. 【請求項９】 前記モードのどれが所望の結果を生み出すかを検出し、前記
   モードへの計算を形成する、論理ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項
   １記載の装置。
10. 【請求項１０】 絶対差分装置の複数の集合であって、各々は２つのイメー
    ジ部分間の全歪みを計算するために動作する、絶対差分装置の複数の集合と、 前記２つのイメージ部分の特性に基づき、絶対差分装置の前記集合間の計算を
    分割する計算分割要素と、 から構成されることを特徴とする歪み計算装置。
11. 【請求項１１】 前記計算分割要素は異なった構成間で切り替わる切り換え
    要素であり、その構成において絶対差分装置の異なる集合が全出力計算の異なる
    総量を計算することを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 Ｎ個の絶対差分装置の前記集合があり、第１モードでは、
    絶対差分装置の前記集合の各々は、全計算の１／Ｎを計算することを特徴とする
    請求項１０記載の装置。
13. 【請求項１３】 適切な動作モードを判断する論理ユニットをさらに含むこ
    とを特徴とする請求項１１記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記特性を判断し、かつ前記特性に基づいて前記計算分割
    要素を制御する論理要素をさらに含むことを特徴とする請求項１０記載の装置。
15. 【請求項１５】 前記計算は分割され、その結果、計算の全ては絶対差分装
    置の単一の集合によって成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記計算は分割され、その結果、計算の一部のみ絶対差分
    装置の単一の集合によって成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
17. 【請求項１７】 複数のイメージ歪み計算装置においてイメージ歪みを同時
    に計算する段階と、 前記イメージ歪み計算装置を構成する段階であって、第１モードで各装置は全
    計算を計算し、かつ第２モードで各装置は計算の一部のみを計算する、段階と、 から構成されることを特徴とするイメージを処理する方法。
18. 【請求項１８】 前記第１装置において、ソース・ブロックとサーチ・ブロ
    ックとの間の歪みを表す全計算を計算する段階をさらに含むことを特徴とする請
    求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】 第１または第２モードのいずれがより効率的に動作するか
    を判断するテストを行い、かつ前記テストに依存して、前記複数の装置を前記第
    １または第２モードに構成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７記
    載の方法。
20. 【請求項２０】 複数の別個の装置における２つのイメージ部分間の差分を
    計算する段階と、 前記装置を構成する段階であって、第１モードにおいて各装置は全計算を計算
    し、第２モードにおいて各装置は計算の一部のみを計算する、段階と、 から構成されることを特徴とするイメージを処理する方法。
21. 【請求項２１】 前記装置は、絶対差分装置の集合であることを特徴とする
    請求項２０記載の方法。
22. 【請求項２２】 出力ビデオ信号を生成するビデオ装置と、 絶対差分（「ＳＡＤ」）装置の複数であるｎ個の集合であって、各装置は、減
    算装置、絶対装置、および累積器を有し、前記ビデオ信号を受信するために結合
    される、絶対差分装置の複数であるｎ個の集合と、 モード変更装置であって、各ＳＡＤ装置が前記ビデオ信号の２つのイメージ部
    分間の差分を計算する第１モードと、各ＳＡＤ装置が前記ビデオ信号の全ての内
    の１／Ｎを計算する第２モードと、の間における動作モードを変更する、モード
    変更装置と、 から構成されることを特徴とする計算装置。
23. 【請求項２３】 前記ビデオ装置は、ビデオ・カメラであることを特徴とす
    る請求項２１記載の計算装置。