JP2698492B2 - 動きベクトル検出装置 - Google Patents
動きベクトル検出装置Info
- Publication number
- JP2698492B2 JP2698492B2 JP23595791A JP23595791A JP2698492B2 JP 2698492 B2 JP2698492 B2 JP 2698492B2 JP 23595791 A JP23595791 A JP 23595791A JP 23595791 A JP23595791 A JP 23595791A JP 2698492 B2 JP2698492 B2 JP 2698492B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- horizontal
- vertical
- motion vector
- low
- cumulative addition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば手にもって撮
影する小型軽量のビデオカメラなどの撮像装置にて、画
面ゆれを補正する場合に用いられるような画像信号より
画像の動きを抽出するための動きベクトル検出装置に関
するものである。
影する小型軽量のビデオカメラなどの撮像装置にて、画
面ゆれを補正する場合に用いられるような画像信号より
画像の動きを抽出するための動きベクトル検出装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】フレーム間の画像移動量を検出するため
には本来、画像内の全画素についてどの方向にどれだけ
動いたかを算出するのが理想的であり、これ以上のベク
トル検出精度はない。しかし、大規模なハードウェアと
演算時間を要し、実現困難である。そこで、一般には、
画面のいくつかの画素（以下、代表点と称す）に着目
し、これらの画素の移動量から画面全体の動きベクトル
を決定する方法が一般によく用いられる。
には本来、画像内の全画素についてどの方向にどれだけ
動いたかを算出するのが理想的であり、これ以上のベク
トル検出精度はない。しかし、大規模なハードウェアと
演算時間を要し、実現困難である。そこで、一般には、
画面のいくつかの画素（以下、代表点と称す）に着目
し、これらの画素の移動量から画面全体の動きベクトル
を決定する方法が一般によく用いられる。
【０００３】図８は一般的な代表点演算回路のブロック
図である。図９は図８の従来例における画像のブロック
及び代表点との関係を示す図である。１フィールドの画
像を所定個数のブロック９０１に分け、各ブロック毎に
中央に１つの代表点Ｒij９０２を設けている。そして各
ブロック毎に１フレーム前の代表点とブロック内の全画
素Ｐij（ｘ，ｙ）９０３とのレベル差を演算している。
図である。図９は図８の従来例における画像のブロック
及び代表点との関係を示す図である。１フィールドの画
像を所定個数のブロック９０１に分け、各ブロック毎に
中央に１つの代表点Ｒij９０２を設けている。そして各
ブロック毎に１フレーム前の代表点とブロック内の全画
素Ｐij（ｘ，ｙ）９０３とのレベル差を演算している。
【０００４】図８において、入力映像信号ａはまずＡ／
Ｄ変換器１でＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換器１で
ディジタル信号に変換された映像信号より以下に示すよ
うな演算が行われる。一例としてブロック９０１内の画
素についての演算を以下に述べる。代表点９０２となる
べきブロック９０１内の所定の画素が、ラッチ回路８０
１を経由して代表点メモリ８０２の所定の領域に書き込
まれる。代表点メモリ８０２に収納されたデータは、１
フレーム遅延されて読み出され、ラッチ回路８０３を経
由して差分絶対値演算回路８０５に送られる。他方、Ａ
／Ｄ変換された映像信号のデータはラッチ回路８０４を
経由して差分絶対値演算回路８０５に送出される。ラッ
チ回路８０３より出力される１フレーム前の代表点信号
ｆとラッチ回路８０４より出力された現フレームの画素
信号ｇは差分絶対値演算回路８０５にて演算され差の絶
対値が算出される。これらの演算はブロック単位に行な
われ、この差分絶対値演算回路８０５の出力信号ｈは２
次元累積加算テーブル８０６の各ブロック内の画素の同
一アドレスに対応するテーブルに次々と加算される。こ
のテーブルの加算結果がテーブル値比較回路８０７に入
力され、最終的に、加算結果の最小値をもつブロックア
ドレスをもって１フレームで画像位置がどの方向にどれ
だけ移動したか、すなわち動きベクトル値ｉが決まる。
Ｄ変換器１でＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換器１で
ディジタル信号に変換された映像信号より以下に示すよ
うな演算が行われる。一例としてブロック９０１内の画
素についての演算を以下に述べる。代表点９０２となる
べきブロック９０１内の所定の画素が、ラッチ回路８０
１を経由して代表点メモリ８０２の所定の領域に書き込
まれる。代表点メモリ８０２に収納されたデータは、１
フレーム遅延されて読み出され、ラッチ回路８０３を経
由して差分絶対値演算回路８０５に送られる。他方、Ａ
／Ｄ変換された映像信号のデータはラッチ回路８０４を
経由して差分絶対値演算回路８０５に送出される。ラッ
チ回路８０３より出力される１フレーム前の代表点信号
ｆとラッチ回路８０４より出力された現フレームの画素
信号ｇは差分絶対値演算回路８０５にて演算され差の絶
対値が算出される。これらの演算はブロック単位に行な
われ、この差分絶対値演算回路８０５の出力信号ｈは２
次元累積加算テーブル８０６の各ブロック内の画素の同
一アドレスに対応するテーブルに次々と加算される。こ
のテーブルの加算結果がテーブル値比較回路８０７に入
力され、最終的に、加算結果の最小値をもつブロックア
ドレスをもって１フレームで画像位置がどの方向にどれ
だけ移動したか、すなわち動きベクトル値ｉが決まる。
【０００５】すなわち、代表点Ｒijならびに水平方向
ｘ，垂直方向ｙの位置関係にある信号Ｐij（ｘ，ｙ）の
差の絶対値を求め、各代表点について同じ位置関係にあ
るｘｙについて加算して累積加算テーブルＤｘｙの値と
する。この時、 Ｄｘｙ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（ｘ，ｙ）｜で示される。 そして、このＤｘｙの中での最小値のｘとｙを水平方向
及び垂直方向の動きベクトルとする。
ｘ，垂直方向ｙの位置関係にある信号Ｐij（ｘ，ｙ）の
差の絶対値を求め、各代表点について同じ位置関係にあ
るｘｙについて加算して累積加算テーブルＤｘｙの値と
する。この時、 Ｄｘｙ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（ｘ，ｙ）｜で示される。 そして、このＤｘｙの中での最小値のｘとｙを水平方向
及び垂直方向の動きベクトルとする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、動きベクトルを平面的（２次元）に求め
るために、ブロック内の全画素数に対応した数の累積加
算テーブルが必要となり、１ブロックの画素が水平３２
垂直１６とすると３２＊１６＝５１２個の累積加算テー
ブルを必要とし、回路規模が大きくなるという問題点が
あった。また、動きベクトルの算出においては累積加算
テーブルの全てのデータの比較を行なうため、算出に要
する比較の回数が非常に多く、したがって時間がかかる
という問題点もあった。
うな構成では、動きベクトルを平面的（２次元）に求め
るために、ブロック内の全画素数に対応した数の累積加
算テーブルが必要となり、１ブロックの画素が水平３２
垂直１６とすると３２＊１６＝５１２個の累積加算テー
ブルを必要とし、回路規模が大きくなるという問題点が
あった。また、動きベクトルの算出においては累積加算
テーブルの全てのデータの比較を行なうため、算出に要
する比較の回数が非常に多く、したがって時間がかかる
という問題点もあった。
【０００７】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、回路規模を小さくでき、算出時間
を短くできる動きベクトル検出装置を提供することを目
的とする。
めになされたもので、回路規模を小さくでき、算出時間
を短くできる動きベクトル検出装置を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る動きベクト
ル検出装置は、入力映像信号の水平方向の低域成分を抽
出する水平ローパスフィルタと、前記水平ローパスフィ
ルタの出力信号から、前記代表点とその垂直方向に当た
る画素とのレベル差についての前記所定の時間間隔での
相関を求めることにより画像の動きベクトルの垂直成分
を検出する第１の動き検出手段と、前記入力映像信号の
垂直方向の低域成分を抽出する垂直ローパスフィルタ
と、前記垂直ローパスフィルタの出力信号から、前記代
表点とその水平方向に当たる画素とのレベル差について
の前記所定の時間間隔での相関を求めることにより画像
の動きベクトルの水平成分を検出する第２の動き検出手
段と、前記第１、第２の動き検出手段で検出した水平成
分と垂直成分から２次元ベクトルを算出する２次元ベク
トル算出手段とによって構成したものである。
ル検出装置は、入力映像信号の水平方向の低域成分を抽
出する水平ローパスフィルタと、前記水平ローパスフィ
ルタの出力信号から、前記代表点とその垂直方向に当た
る画素とのレベル差についての前記所定の時間間隔での
相関を求めることにより画像の動きベクトルの垂直成分
を検出する第１の動き検出手段と、前記入力映像信号の
垂直方向の低域成分を抽出する垂直ローパスフィルタ
と、前記垂直ローパスフィルタの出力信号から、前記代
表点とその水平方向に当たる画素とのレベル差について
の前記所定の時間間隔での相関を求めることにより画像
の動きベクトルの水平成分を検出する第２の動き検出手
段と、前記第１、第２の動き検出手段で検出した水平成
分と垂直成分から２次元ベクトルを算出する２次元ベク
トル算出手段とによって構成したものである。
【０００９】
【作用】本発明における動きベクトル検出装置は、動き
ベクトルの水平成分を垂直相関性の高い信号成分から、
また、動きベクトルの垂直成分を水平相関性の高い信号
成分からそれぞれ１次元の動きベクトル検出手段によっ
て求めている。そのため、累積加算テーブルの数が水平
画素数＋垂直画素数で実現でき、小さな回路規模と短い
演算時間で動きベクトルの検出を行うことができる。例
えば１ブロックの画素が水平３２垂直１６とすると累積
加算テーブルの数は３２＋１６＝４８個ですむため、従
来の１／１０以下の回路規模で累積加算テーブルを実現
できる。また、累積加算テーブル数を小さくすることに
より、動きベクトル算出の演算時間を短くできる。
ベクトルの水平成分を垂直相関性の高い信号成分から、
また、動きベクトルの垂直成分を水平相関性の高い信号
成分からそれぞれ１次元の動きベクトル検出手段によっ
て求めている。そのため、累積加算テーブルの数が水平
画素数＋垂直画素数で実現でき、小さな回路規模と短い
演算時間で動きベクトルの検出を行うことができる。例
えば１ブロックの画素が水平３２垂直１６とすると累積
加算テーブルの数は３２＋１６＝４８個ですむため、従
来の１／１０以下の回路規模で累積加算テーブルを実現
できる。また、累積加算テーブル数を小さくすることに
より、動きベクトル算出の演算時間を短くできる。
【００１０】
【実施例】図１は本実施例の全体構成を示すブロック
図、図２は図１の本発明における画像のブロック及び代
表点との関係を示している図である。図３は本発明の水
平方向の動きベクトル検出部のブロック図である。図２
において、１フィールドの画像を所定個数のブロック２
０１に分け、各ブロック毎に中央に１つの代表点Ｒij２
０２を設けている。各ブロック毎に１フレーム前の代表
点とブロック内の代表点の水平方向の画素Ｐij（ｘ，
０）２０４及び代表点の垂直方向の画素Ｐij（０，ｙ）
２０３のそれぞれとのレベル差を演算する。
図、図２は図１の本発明における画像のブロック及び代
表点との関係を示している図である。図３は本発明の水
平方向の動きベクトル検出部のブロック図である。図２
において、１フィールドの画像を所定個数のブロック２
０１に分け、各ブロック毎に中央に１つの代表点Ｒij２
０２を設けている。各ブロック毎に１フレーム前の代表
点とブロック内の代表点の水平方向の画素Ｐij（ｘ，
０）２０４及び代表点の垂直方向の画素Ｐij（０，ｙ）
２０３のそれぞれとのレベル差を演算する。
【００１１】図１において、入力映像信号はまずＡ／Ｄ
変換器１でＡ／Ｄ変換され、続いて２次元ローパスフィ
ルタ２で垂直方向及び水平方向のノイズ成分の多く含ま
れる高域成分が除去される。２次元ローパスフィルタ２
の出力信号は、垂直ローパスフィルタ３及び水平ローパ
スフィルタ４のそれぞれに送出される。垂直ローパスフ
ィルタ３の垂直カットオフ周波数は前記２次元ローパス
フィルタ２の垂直カットオフ周波数に比較して十分に低
く設定しておき、垂直方向の低域成分すなわち垂直相関
性の高い信号成分のみを通過させる。垂直ローパスフィ
ルタ３の出力は、水平動きベクトル検出部５に送出さ
れ、代表点と、その水平方向の画素とのフレーム間相関
より、前記入力映像信号の水平方向の動きベクトルｖx
を検出する。同様にして、水平ローパスフィルタ４の水
平カットオフ周波数は前記２次元ローパスフィルタの水
平カットオフ周波数に比較して十分に低く設定してお
き、水平方向の低域成分すなわち水平相関性の高い信号
成分のみを通過させる。水平ローパスフィルタ４の出力
は垂直動きベクトル検出部６に送出され、代表点と、そ
の垂直方向の画素とのフレーム間相関より、前記入力映
像信号の垂直方向の動きベクトルｖy を検出する。水平
動きベクトル検出部５の出力と、垂直動きベクトル検出
部６の出力は、２次元動きベクトル算出部７に送出さ
れ、２次元の動きベクトル算出部７では、水平方向、垂
直方向それぞれの１次元の動きベクトルより２次元の動
きベクトルＶを算出する。
変換器１でＡ／Ｄ変換され、続いて２次元ローパスフィ
ルタ２で垂直方向及び水平方向のノイズ成分の多く含ま
れる高域成分が除去される。２次元ローパスフィルタ２
の出力信号は、垂直ローパスフィルタ３及び水平ローパ
スフィルタ４のそれぞれに送出される。垂直ローパスフ
ィルタ３の垂直カットオフ周波数は前記２次元ローパス
フィルタ２の垂直カットオフ周波数に比較して十分に低
く設定しておき、垂直方向の低域成分すなわち垂直相関
性の高い信号成分のみを通過させる。垂直ローパスフィ
ルタ３の出力は、水平動きベクトル検出部５に送出さ
れ、代表点と、その水平方向の画素とのフレーム間相関
より、前記入力映像信号の水平方向の動きベクトルｖx
を検出する。同様にして、水平ローパスフィルタ４の水
平カットオフ周波数は前記２次元ローパスフィルタの水
平カットオフ周波数に比較して十分に低く設定してお
き、水平方向の低域成分すなわち水平相関性の高い信号
成分のみを通過させる。水平ローパスフィルタ４の出力
は垂直動きベクトル検出部６に送出され、代表点と、そ
の垂直方向の画素とのフレーム間相関より、前記入力映
像信号の垂直方向の動きベクトルｖy を検出する。水平
動きベクトル検出部５の出力と、垂直動きベクトル検出
部６の出力は、２次元動きベクトル算出部７に送出さ
れ、２次元の動きベクトル算出部７では、水平方向、垂
直方向それぞれの１次元の動きベクトルより２次元の動
きベクトルＶを算出する。
【００１２】図３は水平動きベクトル検出部の構成を示
すブロック図である。垂直ローパスフィルタ３からの出
力信号ａのうち代表点となるべきブロック内の所定の画
素は、ラッチ回路３０１を経由して代表点メモリ３０２
に書き込まれる。代表点メモリ３０２に収納されたデー
タは、１フレーム遅延されて読み出され、ラッチ回路３
０３を経由して水平差分絶対値演算回路３０４に送られ
る。他方、垂直ローパスフィルタ３からの映像信号のデ
ータは、代表点の水平方向の画素にあたるタイミングで
ラッチする水平画素ラッチ回路３０５を経由して水平差
分絶対値演算回路３０４に送出される。ラッチ回路３０
３より出力される１フレーム前の代表点信号ｂと水平画
素ラッチ回路３０５より出力された現フレームの画素信
号ｃは水平差分絶対値演算回路３０４にて演算され差の
絶対値が算出される。この演算はブロック単位に行なわ
れ、水平差分絶対値演算回路３０４の出力信号ｄは水平
累積加算テーブル３０６の各ブロック内の画素の同一ア
ドレスに対応するテーブルに次々と加算される。このと
き、水平累計加算テーブルの値をＤx として式で表現す
ると、 Ｄx ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（ｘ，０）｜で示される。 この水平累積加算テーブル３０６の結果は１次元ベクト
ル算出手段３０７に入力され、水平累積加算テーブル３
０６のテーブル値Ｄx が最小であるアドレスｘ、すなわ
ちフレーム間相関が最大であるアドレスｘを、水平方向
の動きベクトルｅとして検出する。
すブロック図である。垂直ローパスフィルタ３からの出
力信号ａのうち代表点となるべきブロック内の所定の画
素は、ラッチ回路３０１を経由して代表点メモリ３０２
に書き込まれる。代表点メモリ３０２に収納されたデー
タは、１フレーム遅延されて読み出され、ラッチ回路３
０３を経由して水平差分絶対値演算回路３０４に送られ
る。他方、垂直ローパスフィルタ３からの映像信号のデ
ータは、代表点の水平方向の画素にあたるタイミングで
ラッチする水平画素ラッチ回路３０５を経由して水平差
分絶対値演算回路３０４に送出される。ラッチ回路３０
３より出力される１フレーム前の代表点信号ｂと水平画
素ラッチ回路３０５より出力された現フレームの画素信
号ｃは水平差分絶対値演算回路３０４にて演算され差の
絶対値が算出される。この演算はブロック単位に行なわ
れ、水平差分絶対値演算回路３０４の出力信号ｄは水平
累積加算テーブル３０６の各ブロック内の画素の同一ア
ドレスに対応するテーブルに次々と加算される。このと
き、水平累計加算テーブルの値をＤx として式で表現す
ると、 Ｄx ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（ｘ，０）｜で示される。 この水平累積加算テーブル３０６の結果は１次元ベクト
ル算出手段３０７に入力され、水平累積加算テーブル３
０６のテーブル値Ｄx が最小であるアドレスｘ、すなわ
ちフレーム間相関が最大であるアドレスｘを、水平方向
の動きベクトルｅとして検出する。
【００１３】また、垂直方向の動きベクトルも同様の方
法で求めることができる。すなわち、水平ローパスフィ
ルタ４から出力された映像信号について、各ブロック毎
に代表点Ｒijと次フレームでの代表点の垂直方向に当た
るブロック内の画素Ｐij（０，ｙ）との差の絶対値を求
め、これをブロックの全画素について垂直累積加算テー
ブルに累積加算してそのテーブル値 Ｄｙ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（０，ｙ）｜ を求めれば、Ｄｙが最小となるアドレスｙが動きベクト
ルの垂直成分を表す。
法で求めることができる。すなわち、水平ローパスフィ
ルタ４から出力された映像信号について、各ブロック毎
に代表点Ｒijと次フレームでの代表点の垂直方向に当た
るブロック内の画素Ｐij（０，ｙ）との差の絶対値を求
め、これをブロックの全画素について垂直累積加算テー
ブルに累積加算してそのテーブル値 Ｄｙ＝Σ｜Ｒij−Ｐij（０，ｙ）｜ を求めれば、Ｄｙが最小となるアドレスｙが動きベクト
ルの垂直成分を表す。
【００１４】次に、水平方向及び垂直方向の２つの１次
元の動きベクトルより２次元の動きベクトルを求める方
法について説明する。
元の動きベクトルより２次元の動きベクトルを求める方
法について説明する。
【００１５】図４、図５、図６及び図７は累積加算テー
ブルの様子を模式的に示した図である。図４の（ａ）は
従来例で示したようなブロックの全画素数に対応した累
積加算テーブルＤｘｙで、代表点を原点として水平方向
ｘ、垂直方向ｙ、累積加算テーブルの値ｚを３次元で表
現している。また、図４（ｂ）は垂直累積加算テーブル
Ｄｙで、代表点を原点として垂直方向ｙ、累積加算テー
ブルの値ｚを２次元で表現している。図４（ｃ）は水平
累積加算テーブルＤｘで、代表点を原点として水平方向
ｘ、水平累積加算テーブルの値ｚを２次元で表現してい
る。
ブルの様子を模式的に示した図である。図４の（ａ）は
従来例で示したようなブロックの全画素数に対応した累
積加算テーブルＤｘｙで、代表点を原点として水平方向
ｘ、垂直方向ｙ、累積加算テーブルの値ｚを３次元で表
現している。また、図４（ｂ）は垂直累積加算テーブル
Ｄｙで、代表点を原点として垂直方向ｙ、累積加算テー
ブルの値ｚを２次元で表現している。図４（ｃ）は水平
累積加算テーブルＤｘで、代表点を原点として水平方向
ｘ、水平累積加算テーブルの値ｚを２次元で表現してい
る。
【００１６】一般的に、ある画素とその周囲の画素の相
関は、画素間の距離が大きくなるにつれて小さくなる。
従って、画像が静止しているとすれば、累積加算テーブ
ルＤｘｙの値は、例えば図４（ａ）のように原点（０、
０、０）を頂点とし円錐を逆さまにしたような形とな
る。この時、図４（ｂ）の垂直累積加算テーブルＤｙの
最小値はｙ＝０の時であり、図５（ｃ）の垂直累積加算
テーブルＤｘの最小値はｘ＝０の時である。従って、垂
直動きベクトル、水平動きベクトルともに０ベクトルで
あると求まる。
関は、画素間の距離が大きくなるにつれて小さくなる。
従って、画像が静止しているとすれば、累積加算テーブ
ルＤｘｙの値は、例えば図４（ａ）のように原点（０、
０、０）を頂点とし円錐を逆さまにしたような形とな
る。この時、図４（ｂ）の垂直累積加算テーブルＤｙの
最小値はｙ＝０の時であり、図５（ｃ）の垂直累積加算
テーブルＤｘの最小値はｘ＝０の時である。従って、垂
直動きベクトル、水平動きベクトルともに０ベクトルで
あると求まる。
【００１７】次に、映像信号が１フレームの間に水平方
向にｘ1 、垂直方向にｙ1 動いたとすると累積加算テー
ブルＤｘｙは図５（ａ）のように（ｘ1 ，ｙ1 ，０）を
頂点とした円錐形を逆さまにしたような形になる。この
時、垂直累積加算テーブルＤｙおよび水平累積加算テー
ブルＤｘはそれぞれ図５（ｂ）および図（ｃ）に示すよ
うになる。この時、垂直累積加算テーブルＤｙは図５
（ｂ）に示すように平面ｘ＝０での円錐の断面の値とな
り、水平累積加算テーブルＤｘは図５の（ｃ）に示すよ
うに平面ｙ＝０での円錐の断面の値となる。図５（ｂ）
から垂直累積加算テーブルＤｙの最小値はｙ＝ｙ1 の時
であり、図５（ｃ）から水平累積加算テーブルＤｘの最
小値はｘ＝ｘ1 の時であることが解る。従って、垂直動
きベクトルｖy は（０，ｙ1 ）、水平動きベクトルｖx
は（ｘ1 、０）と求めることができる。
向にｘ1 、垂直方向にｙ1 動いたとすると累積加算テー
ブルＤｘｙは図５（ａ）のように（ｘ1 ，ｙ1 ，０）を
頂点とした円錐形を逆さまにしたような形になる。この
時、垂直累積加算テーブルＤｙおよび水平累積加算テー
ブルＤｘはそれぞれ図５（ｂ）および図（ｃ）に示すよ
うになる。この時、垂直累積加算テーブルＤｙは図５
（ｂ）に示すように平面ｘ＝０での円錐の断面の値とな
り、水平累積加算テーブルＤｘは図５の（ｃ）に示すよ
うに平面ｙ＝０での円錐の断面の値となる。図５（ｂ）
から垂直累積加算テーブルＤｙの最小値はｙ＝ｙ1 の時
であり、図５（ｃ）から水平累積加算テーブルＤｘの最
小値はｘ＝ｘ1 の時であることが解る。従って、垂直動
きベクトルｖy は（０，ｙ1 ）、水平動きベクトルｖx
は（ｘ1 、０）と求めることができる。
【００１８】しかし、入力映像信号が急峻なレベル変化
をもつ場合、画像の累積加算テーブルＤｘｙの値は図４
及び図５に示すようなきれいな円錐にはならず、しばし
ば多くの凹凸を伴ったものとなる。また、この傾向は画
面全体のブロック数、すなわち代表点の総数が少ないほ
ど顕著になる。そのため、例えば円錐の頂点（ｘ1 ，ｙ
1 ，０）を通り垂直累積加算テーブルＤｙに平行な平面
ｘ＝ｘ1 での累積加算テーブルＤｘｙが図６（ａ）に示
すようなものであっても、画像が水平方向に急峻な変化
をもてば、そこから水平方向にｘ1 隔たりのある垂直累
積加算テーブルＤｙでは、図６（ｂ）に示すように異な
ったものとなって垂直方向の動きベクトルの誤検出を起
こすことになる。従って、垂直累積加算テーブルＤｙの
値が最小であるｙ座標が平面ｘ＝ｘ1 上での累積加算テ
ーブルＤｘｙの最小点のｙ座標の座標値ｙ1 と等しくな
るためには、平面ｘ＝ｘ1 上での累積加算テーブルＤｘ
ｙの値の分布と平面ｘ＝０上での垂直累積加算テーブル
Ｄｙの値の分布が急激に変化しないことが必要である。
画像の水平方向の相関が高ければ、累積加算テーブルの
値の水平方向の変化は小さくなるので平面ｘ＝ｘ1 上で
の累積加算テーブルＤｘｙの値の分布と平面ｘ＝０上で
の垂直累積加算テーブルＤｙの値の分布が急激に変化す
ることはない。本発明では垂直動きベクトル検出部６の
前処理として水平ローパスフィルタ４によって水平相関
性の高い信号成分のみを取り出している。そのため水平
方向の累積加算テーブルの値の変化は小さく、従ってｘ
＝０上の垂直累積加算テーブルＤｙのテーブル値が最小
であるｙ座標はｙ1 とほぼ等しくなり誤検出を大幅に低
減できる。
をもつ場合、画像の累積加算テーブルＤｘｙの値は図４
及び図５に示すようなきれいな円錐にはならず、しばし
ば多くの凹凸を伴ったものとなる。また、この傾向は画
面全体のブロック数、すなわち代表点の総数が少ないほ
ど顕著になる。そのため、例えば円錐の頂点（ｘ1 ，ｙ
1 ，０）を通り垂直累積加算テーブルＤｙに平行な平面
ｘ＝ｘ1 での累積加算テーブルＤｘｙが図６（ａ）に示
すようなものであっても、画像が水平方向に急峻な変化
をもてば、そこから水平方向にｘ1 隔たりのある垂直累
積加算テーブルＤｙでは、図６（ｂ）に示すように異な
ったものとなって垂直方向の動きベクトルの誤検出を起
こすことになる。従って、垂直累積加算テーブルＤｙの
値が最小であるｙ座標が平面ｘ＝ｘ1 上での累積加算テ
ーブルＤｘｙの最小点のｙ座標の座標値ｙ1 と等しくな
るためには、平面ｘ＝ｘ1 上での累積加算テーブルＤｘ
ｙの値の分布と平面ｘ＝０上での垂直累積加算テーブル
Ｄｙの値の分布が急激に変化しないことが必要である。
画像の水平方向の相関が高ければ、累積加算テーブルの
値の水平方向の変化は小さくなるので平面ｘ＝ｘ1 上で
の累積加算テーブルＤｘｙの値の分布と平面ｘ＝０上で
の垂直累積加算テーブルＤｙの値の分布が急激に変化す
ることはない。本発明では垂直動きベクトル検出部６の
前処理として水平ローパスフィルタ４によって水平相関
性の高い信号成分のみを取り出している。そのため水平
方向の累積加算テーブルの値の変化は小さく、従ってｘ
＝０上の垂直累積加算テーブルＤｙのテーブル値が最小
であるｙ座標はｙ1 とほぼ等しくなり誤検出を大幅に低
減できる。
【００１９】また、水平方向の動きベクトル検出の場合
も同様で、例えば円錐の頂点（ｘ1，ｙ1 ，０）を通り
水平累積加算テーブルＤｘに平行な平面ｙ＝ｙ1 での累
積加算テーブルＤｘｙが図７（ａ）に示すようなもので
あっても、画像が垂直方向に急峻な変化をもてば、そこ
から垂直方向にｙ1 隔たった水平累積加算テーブルＤｘ
では図７（ｂ）に示すように異なったものとなって水平
方向の動きベクトルの誤検出を起こすことがある。従っ
て、水平累積加算テーブルＤｘの値が最小であるｘ座標
がｘ1 とほぼ等しくなるためには平面ｙ＝ｙ1 上での累
積加算テーブルＤｘｙの値の分布と平面ｙ＝０上での水
平累積加算テーブルＤｘの値の分布が急激に変化しない
ことが必要である。画像の垂直方向の相関が高ければ、
累積加算テーブルの値の垂直方向の変化は小さくなるの
で平面ｙ＝ｙ1 上での累積加算テーブルＤｘｙの値の分
布と平面ｙ＝０上での水平累積加算テーブルＤｘの値の
分布が急激に変化することはない。本発明では、水平動
きベクトル検出部５の前処理として垂直ローパスフィル
タ３によって垂直相関性の高い信号成分のみを取り出し
ている。そのため、垂直方向の累積加算テーブルの値の
変化は小さく、従ってｙ＝０上の水平累積加算テーブル
Ｄｘのテーブル値が最小であるｘ座標はｘ1 とほぼ等し
くなり、誤検出を大幅に低減できる。
も同様で、例えば円錐の頂点（ｘ1，ｙ1 ，０）を通り
水平累積加算テーブルＤｘに平行な平面ｙ＝ｙ1 での累
積加算テーブルＤｘｙが図７（ａ）に示すようなもので
あっても、画像が垂直方向に急峻な変化をもてば、そこ
から垂直方向にｙ1 隔たった水平累積加算テーブルＤｘ
では図７（ｂ）に示すように異なったものとなって水平
方向の動きベクトルの誤検出を起こすことがある。従っ
て、水平累積加算テーブルＤｘの値が最小であるｘ座標
がｘ1 とほぼ等しくなるためには平面ｙ＝ｙ1 上での累
積加算テーブルＤｘｙの値の分布と平面ｙ＝０上での水
平累積加算テーブルＤｘの値の分布が急激に変化しない
ことが必要である。画像の垂直方向の相関が高ければ、
累積加算テーブルの値の垂直方向の変化は小さくなるの
で平面ｙ＝ｙ1 上での累積加算テーブルＤｘｙの値の分
布と平面ｙ＝０上での水平累積加算テーブルＤｘの値の
分布が急激に変化することはない。本発明では、水平動
きベクトル検出部５の前処理として垂直ローパスフィル
タ３によって垂直相関性の高い信号成分のみを取り出し
ている。そのため、垂直方向の累積加算テーブルの値の
変化は小さく、従ってｙ＝０上の水平累積加算テーブル
Ｄｘのテーブル値が最小であるｘ座標はｘ1 とほぼ等し
くなり、誤検出を大幅に低減できる。
【００２０】このようにして代表点と、次フレームでの
ｘ軸とｙ軸の直交する２軸上の画素との相関を調べるこ
とにより、２次元の動きベクトルの垂直成分及び水平成
分を求めることができる。
ｘ軸とｙ軸の直交する２軸上の画素との相関を調べるこ
とにより、２次元の動きベクトルの垂直成分及び水平成
分を求めることができる。
【００２１】ここで求めた直交する２つの１次元ベクト
ルである動きベクトル水平成分ｖxと動きベクトル垂直
成分ｖy を２次元ベクトル算出部７に入力し、最終的に
１フレーム間に画像位置がどの方向にどれだけ移動した
か、すなわち２次元の動きベクトル値Ｖが決まる。
ルである動きベクトル水平成分ｖxと動きベクトル垂直
成分ｖy を２次元ベクトル算出部７に入力し、最終的に
１フレーム間に画像位置がどの方向にどれだけ移動した
か、すなわち２次元の動きベクトル値Ｖが決まる。
【００２２】なお、本実施例では、画像のフレーム間の
動きベクトルを検出しているが、フィールド間、あるい
はその他の時間間隔における動きベクトル検出に用いて
もよい。
動きベクトルを検出しているが、フィールド間、あるい
はその他の時間間隔における動きベクトル検出に用いて
もよい。
【００２３】また、本実施例では、２次元ローパスフィ
ルタ２を設けているが、この２次元ローパスフィルタは
必ずしも必要なものではない。しかし、ディジタル変換
された映像信号からノイズ成分の多く含まれる高域成分
を除去することができるため、検出精度をさらに向上さ
せる効果がある。
ルタ２を設けているが、この２次元ローパスフィルタは
必ずしも必要なものではない。しかし、ディジタル変換
された映像信号からノイズ成分の多く含まれる高域成分
を除去することができるため、検出精度をさらに向上さ
せる効果がある。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の動きベクト
ル検出装置は、入力映像信号の水平方向の低域成分を抽
出する水平ローパスフィルタと、前記水平ローパスフィ
ルタの出力信号から、代表点とその垂直方向に当たる画
素とのフレーム間相関より画像の動きベクトルの垂直成
分を検出する第１の動き検出手段と、前記入力映像信号
の垂直方向の低域成分を抽出する垂直ローパスフィルタ
と、前記垂直ローパスフィルタの出力信号から、代表点
とその水平方向に当たる画素とのフレーム間相関より画
像の動きベクトルの水平成分を検出する第２の動き検出
手段と、前記第１、第２の動き検出手段で検出した水平
成分と垂直成分から２次元ベクトルを算出する２次元ベ
クトル算出手段とを備えることにより、動きベクトルの
水平成分は、垂直相関性の高い信号成分から、また、動
きベクトルの垂直成分を水平相関性の高い信号成分から
それぞれ１次元の動きベクトルを検出し、さらにこれら
の動きベクトルから２次元の動きベクトルを求めるよう
にしたので、少ない累積加算テーブル数かつ短い演算時
間で動きベクトルの検出を行うことが出来る。
ル検出装置は、入力映像信号の水平方向の低域成分を抽
出する水平ローパスフィルタと、前記水平ローパスフィ
ルタの出力信号から、代表点とその垂直方向に当たる画
素とのフレーム間相関より画像の動きベクトルの垂直成
分を検出する第１の動き検出手段と、前記入力映像信号
の垂直方向の低域成分を抽出する垂直ローパスフィルタ
と、前記垂直ローパスフィルタの出力信号から、代表点
とその水平方向に当たる画素とのフレーム間相関より画
像の動きベクトルの水平成分を検出する第２の動き検出
手段と、前記第１、第２の動き検出手段で検出した水平
成分と垂直成分から２次元ベクトルを算出する２次元ベ
クトル算出手段とを備えることにより、動きベクトルの
水平成分は、垂直相関性の高い信号成分から、また、動
きベクトルの垂直成分を水平相関性の高い信号成分から
それぞれ１次元の動きベクトルを検出し、さらにこれら
の動きベクトルから２次元の動きベクトルを求めるよう
にしたので、少ない累積加算テーブル数かつ短い演算時
間で動きベクトルの検出を行うことが出来る。
【図１】本発明の一実施例による動きベクトル検出装置
の全体構成を示すブロック図である。
の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の代表点演算における画像のブロックお
よび代表点との関係を示す図である。
よび代表点との関係を示す図である。
【図３】本発明の水平動きベクトル検出部の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】画像静止時の累積加算テーブルの様子を模式的
に表す図である。
に表す図である。
【図５】画像に動きがある場合の累積加算テーブルの様
子を模式的に表す図である。
子を模式的に表す図である。
【図６】垂直方向の動きベクトルの誤検出を起こす垂直
累積加算テーブルＤｙの一例を示す図である。
累積加算テーブルＤｙの一例を示す図である。
【図７】水平方向の動きベクトルの誤検出を起こす水平
累積加算テーブルＤｘの一例を示す図である。
累積加算テーブルＤｘの一例を示す図である。
【図８】従来の動きベクトル検出装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図９】従来例の代表点演算における画像のブロックお
よび代表点との関係を示す図である。
よび代表点との関係を示す図である。
３ 垂直ローパスフィルタ ４ 水平ローパスフィルタ ５ 水平動きベクトル検出部 ６ 垂直動きベクトル検出部 ７ ２次元動きベクトル検出部 ３０２ 代表点メモリ ３０４ 水平差分絶対値演算回路 ３０６ 水平累積加算テーブル ３０７ １次元ベクトル算出手段
Claims (3)
- 【請求項１】 所定の時間間隔における画像の移動量を
検出するために、画像を複数に分割したブロック毎に設
定した代表点を基に、各ブロック内の画素の移動量から
画面全体の動きベクトルを決定する動きベクトル検出装
置において、 入力映像信号の水平方向の低域成分を抽出する水平ロー
パスフィルタと、 前記水平ローパスフィルタの出力信号から、前記代表点
とその垂直方向に当たる画素とのレベル差についての前
記所定の時間間隔での相関を求めることにより画像の動
きベクトルの垂直成分を検出する第１の動き検出手段
と、 前記入力映像信号の垂直方向の低域成分を抽出する垂直
ローパスフィルタと、 前記垂直ローパスフィルタの出力信号から、前記代表点
とその水平方向に当たる画素とのレベル差についての前
記所定の時間間隔での相関を求めることにより画像の動
きベクトルの水平成分を検出する第２の動き検出手段
と、 前記第１、第２の動き検出手段で検出した水平成分と垂
直成分から２次元ベクトルを算出する２次元ベクトル算
出手段と を備えたことを特徴とする動きベクトル検出装
置。 - 【請求項２】 前記所定の時間は１フレーム期間である
ことを特徴とする請求項第１項記載の動きベクトル検出
装置。 - 【請求項３】 前記所定の時間は１フィールド期間であ
ることを特徴とする請求項第１項記載の動きベクトル検
出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23595791A JP2698492B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 動きベクトル検出装置 |
| US07/893,143 US5319456A (en) | 1989-10-17 | 1992-06-03 | Moving vector detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23595791A JP2698492B2 (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 動きベクトル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575914A JPH0575914A (ja) | 1993-03-26 |
| JP2698492B2 true JP2698492B2 (ja) | 1998-01-19 |
Family
ID=16993722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23595791A Expired - Lifetime JP2698492B2 (ja) | 1989-10-17 | 1991-09-17 | 動きベクトル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2698492B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07105938B2 (ja) * | 1986-12-27 | 1995-11-13 | 株式会社東芝 | 動きベクトル検出回路 |
| JPS6410787A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP23595791A patent/JP2698492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575914A (ja) | 1993-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2047426B1 (en) | Method for signal conditioning | |
| CA2420013A1 (en) | Image processing apparatus and method and image pickup apparatus | |
| JP2001061152A (ja) | 動き検出方法および動き検出装置 | |
| CN111696143A (zh) | 一种事件数据的配准方法与系统 | |
| JP2698492B2 (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JPH04345382A (ja) | シーンチェンジ検出装置 | |
| CN114286024B (zh) | 基于动态视觉传感器的光学偏振信息模型构建方法及装置 | |
| JP2006215657A (ja) | 動きベクトル検出方法、動きベクトル検出装置、動きベクトル検出プログラム及びプログラム記録媒体 | |
| JP2752266B2 (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JP2005309782A (ja) | 画像処理装置 | |
| JP2001025021A (ja) | 動き検出方法および動き検出装置 | |
| JP2900709B2 (ja) | 動画像フィルタ | |
| KR100269784B1 (ko) | 물체와 그림자의 경계선 구분 방법 | |
| JP2975146B2 (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JP3003044B2 (ja) | 動きベクトル検出装置及び方法 | |
| JPH02295288A (ja) | 動ベクトル検出装置 | |
| JPH06217294A (ja) | 画像データ圧縮装置および画像データ伝送方法 | |
| JP3263794B2 (ja) | 画像処理装置 | |
| JPH0795587A (ja) | 動きベクトル検出方法 | |
| JPH04145777A (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JP3214953B2 (ja) | 動き領域検出装置 | |
| JPH05153470A (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| JP2937213B2 (ja) | 動きベクトル検出装置 | |
| KR920003263B1 (ko) | 영상처리장치의 프로필터를 이용한 동검출기 | |
| Bharade et al. | Adaptive pre processing and image stabilization on embedded platform |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970909 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080919 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090919 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100919 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110919 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |