JP2878580B2 - 階層的動ベクトル検出方法 - Google Patents
階層的動ベクトル検出方法Info
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Description
方式に係わり、特に、ハイブリッド符号化方式における
動き保証フレ−ム間予測に適用される動ベクトル検出方
法に関する。
ム間予測は高い符号化効率を補償することが知られてい
る。
と組み合わせたハイブリッド符号化方式の基本ブロック
構成を示す図である。
画像信号301およびフレ−ムメモリ307に蓄積され
た前フレ−ム画像信号309から動きベクトル310を
算出し、その動きベクトル310により動き補償器31
1が動き補償予測誤差信号312を出力する。
予測誤差信号312に対して離散コサイン変換等の直交
変換を行った後、量子化器303により量子化が行われ
る。
305および逆直交変換器306により画像信号に復元
されフレ−ムメモリ307に蓄積されると同時に、エン
トロピ−符号化器304に入力され最終的な符号化デ−
タ314が出力される構成となっている。
われる動き補償フレ−ム間予測には、動き検出器308
による動きベクトル310の推定が必要であるが、相当
量の演算を必要とする。
得る手法に階層的動ベクトル検出法がある(富永,小
松,宮下,花村:”階層画素情報を用いた動画像におけ
る動き量検出方式”,信学論D−II,J72−D−II,
PP.395−403(1989)参照)。
ベクトルの検出には、動きを求める対象である現在時刻
の画像と、探索の際に参照される前時刻の画像の2つの
みを用いて検出を行っていた。
EG(Moving Picture Expert G
roup)では動ベクトル検出において、現在時刻のフ
レ−ムと参照されるフレ−ムとの間は必ずしも連続して
いない(”MPEG Video Simulation
Model Three(SM3)”,ISO/IEC
JTC1/SC2/WG11/MPEG90/041
(Revised)(July 1990)参照)。
と参照されるフレ−ムの間の時間、即ちフレ−ム間隔が
広がるにつれ、探索を行う領域は水平、垂直方向ともフ
レ−ム間隔倍になる。
ため、フレ−ム間隔の自乗に比例して演算量が増加して
いく。
やすことによって演算量を減らすことが可能であるが、
この場合さらに縮小をかけた画像を作成することにな
る。
のは最もサイズの小さい縮小画像での探索結果である
が、画像のサイズが小さくなるに従って解像度が低くな
り検出精度は低下し、これにより、動ベクトル検出精度
の劣化を招くという問題点があった。
るためになされたものであり、本発明の目的は、階層的
動ベクトル検出法において、フレ−ム間隔が離れた画像
間の動ベクトルを検出する際に、検出精度を劣化させる
ことなく演算量を減少させることを可能とする技術を提
供することにある。
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。
に、発明では、現画像と、時間的に連続しない探索の際
に参照される画像のそれぞれの画像を水平、垂直に縮小
係数m1、n1を用いて1/m1,1/n1に縮小して
縮小画像を作成し、さらに、前記それぞれの縮小画像を
水平、垂直に縮小係数m2、n2を用いて1/m2,1
/n2に縮小して新たな縮小画像を作成する過程を縮小
係数m(c−1)、n(c−1)まで(c−1)回繰り
返して、第2層から第c層までの複数個の縮小画像を作
成した後、サイズ最小の第c層の縮小画像間で動ベクト
ルを検出し、さらに、前記検出された動ベクトルを初期
値として、第(c−1)層の縮小画像間で動ベクトルを
検出する過程を繰り返して、最終的に現画像と、時間的
に連続しない探索の際に参照される画像との間で動ベク
トルを検出する階層的動ベクトル検出方法であって、サ
イズ最小の第c層の縮小画像上における現画像と参照画
像との間で動ベクトルを検出する際にだけ、現画像と参
照画像との時間的に間にある中間画像群について水平、
垂直に1/m1m2…m(c−1),1/n1n2…n
(c−1)に縮小した縮小画像をそれぞれ作成して、初
めに現画像の第c層縮小画像と隣接する中間画像の前記
縮小画像との間の動きベクトルを求め、その検出結果を
初期値として、初期値の周辺での検出を現画像と2フレ
ーム間隔離れた中間画像の前記縮小画像との間で行い、
その結果を新たな初期値として検出する操作を、3、
4、…フレーム間隔離れた中間画像の前記縮小画像との
間で繰り返し、現画像の第c層縮小画像と参照画像の第
c層縮小画像との間の動ベクトルを検出する方法をと
り、第(c−1)層以下の各層における探索は現画像と
参照画像の間で直接に行うことを特徴とする。
小画像を作成し、最もサイズの小さい縮小画像上で動ベ
クトルを求める際にテレスコピック探索を用いるように
したので、フレ−ム間隔が広がった場合でも少ない演算
量で動ベクトルを検出することが可能となる。
乗に比例していた演算量が、本発明では、ほぼフレ−ム
間隔の倍数比率で押さえることが可能となる。
探索とは、初めに隣接するフレ−ムとの間で動ベクトル
を求め、その探索結果を初期値とし、初期値の周辺での
探索を2フレ−ム間隔離れたフレ−ムとの間で行い、そ
の結果を新たな初期値として探索を行う操作を、3,
4,・・・フレ−ム間隔離れたフレ−ムとの間で繰り返
し、最終的な動ベクトルを決定する手法である。
−ム離れた参照フレ−ムの縮小画像への動ベクトルをテ
レスコピックで探索する例を示す図である。
ら1フレ−ム間隔離れた中間フレ−ムの縮小画像210
への動ベクトルを探索する。
で、先に求まった探索位置を中心とする探索領域で動ベ
クトル探索を行い、現在フレ−ムの縮小画像200から
参照フレ−ムの縮小画像220への動べクトルを決定す
る。
200上のブロック201が、中間フレ−ムの縮小画像
210上のブロック211へ移動し、さらに、参照フレ
−ムの縮小画像220上でブロック221へ移動したこ
とを示している。
50、260は固定とするため、演算量が、従来法では
フレ−ム間隔の自乗に比例するのに対して、本発明では
フレ−ム間隔の倍数比例でおさえられる。
に説明する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
レ−ムのフレ−ム間隔2の時の、本発明の一実施例であ
る動ベクトル検出方法を適用した動ベクトル検出回路の
概略構成を示すブロック図である。
号、4,37は現在フレ−ムの原画像、6,9,11,
33,35は現在フレ−ムの縮小画像、13は中間フレ
−ムの画像信号、16は中間フレ−ムの原画像、18,
39は中間フレ−ムの縮小画像、20は参照フレ−ムの
画像信号、23,41は参照フレ−ムの原画像、25,
28,30,43,45は参照フレ−ムの縮小画像、
2,7,12,14,19,21,26,31はフレ−
ムメモリ、5,10,17,24,29は縮小画像作成
部、46,47,48,49,50,51,52は小領
域分割器、3,8,15,22,27,32,34,3
6,38,40,42,44は画像読み出しアドレス信
号、53,54,55,56,57,58,59はブロ
ック信号、60,61,62,63,64,65,66
はブロックオフセットアドレス信号、67はマッチング
誤差計算部、69は比較器、70はメモリ、72はアド
レスメモリ、71,73はアドレスデ−タである。
作を説明する。
1は、フレ−ムメモリ2に格納される。
算部から構成され、フレ−ムメモリ2に蓄積された画像
4から水平、垂直に1/m1,1/n1(m1,n1は任意
の自然数)のサイズに縮小した画像6を作成し、フレ−
ムメモリ7に蓄積する。
必要があるが、図2に示す動ベクトル検出回路は平均値
フィルタを用いている。
する操作であり、縮小画像作成部5では、始めに縮小画
像の1画素に対応するm1×n1個の画素を、対応するア
ドレス信号3をフレ−ムメモリ2に与えることで読出
す。
場合には、読み出されたm1×n1個の画素値を加算し
て、m1×n1で割る操作を行い、その結果を縮小画像信
号6としてフレ−ムメモリ7に蓄積する。
に限定されず、中央値等、各種のフィルタを用いること
が可能である。
作も、縮小画像作成部5と同様である。
9を、さらに水平,垂直に1/m2,1/n2(m2,n2
は任意の自然数)のサイズに縮小し、フレ−ムメモリ1
2に蓄える。
−ムの画像と同様に、フレ−ムメモリ21に蓄積された
後、縮小画像作成部24において1/m1,1/n1のサ
イズに縮小され、フレ−ムメモリ26へと蓄えられた
後、さらに、縮小画像作成部29で1/m2,1/n2の
サイズに縮小され、フレ−ムメモリ31への蓄積が行わ
れる。
間にある中間フレ−ムの画像信号13はフレ−ムメモリ
14に蓄積された後、縮小画像作成部17で1/(m1
×m2),1/(n1×n2)のサイズに縮小され、フレ
−ムメモリ19に蓄えられる。
び中間フレ−ムの画像信号13は、現在フレ−ムの画像
信号1と同様に輝度信号である。
−ムの縮小画像33が、(x,y)の2成分からなるア
ドレス信号32の値をオフセット値として読み出され、
小領域分割器46に入力される。
構成され、現在フレ−ム縮小画像33をk2×j2のブロ
ックに分割し現在フレ−ムブロック信号53を出力す
る。
レ−ムブロック信号53の左上に相当する位置の画像信
号を、記憶されているオフセット値をアドレス信号32
としてフレ−ムメモリ12に与えることにより読み出
す。
座標を走査するようにアドレス信号の値を変化させなが
ら、k2×j2回の読み出しを行い、同時に読み出した信
号を現在フレ−ムブロック信号53として出力する。
y)をブロックオフセットアドレス信号60として比較
器69に出力した後、次のブロックの左上の座標値に更
新する操作を行う。
領域分割器46と同様である。
領域分割器49に入力され、小領域分割器46と同様な
動作によってk2×j2のブロックに分割され中間フレ−
ムブロック信号56として、また同時にブロックオフセ
ットアドレス信号63を比較器69に出力する。
フレ−ムブロック信号56は、マッチング誤差計算部6
7に入力される。
構成され、2つの小領域分割器から出力される画素値の
差分自乗値を計算し、それらを加算したものを差分値6
8として比較器69へ出力する。
つの現在フレ−ムブロック信号53に対応して、探索範
囲内の複数の中間フレ−ムブロック信号56と前記計算
を行う。
ことはなく、差分絶対値等を用いることも可能である。
おり、入力された差分値68がメモリ70に蓄えられて
いる値より小さいければメモリ70の値を更新し、それ
ぞれ2成分(x,y)からなる中間フレ−ムブロックオ
フセットアドレス信号63から現在フレ−ムブロックオ
フセットアドレス信号60を減じた値であるアドレス7
1をアドレスメモリ72に記憶する。
ルの探索範囲で上記の操作を終了した後、アドレスメモ
リ72には縮小画像上での現在フレ−ムから中間フレ−
ムへの動ベクトルが蓄えられている。
動ベクトルの探索範囲は、ある画像を符号化する際に表
示されている物体が最大でどのくらい動くかという情報
から決定される。
ック信号53がマッチング誤差計算部67に、また現在
フレ−ムブロックオフセットアドレス信号60が比較器
69に入力される。
参照フレ−ムの縮小画像45が小領域分割器52に入力
されるが、最もサイズの小さい縮小画像における動ベク
トル検出はテレスコピックを用いる。
−ムと中間フレ−ムの間で検出された動ベクトルを初期
値とするため、フレ−ムメモリ31に蓄えられた参照フ
レ−ムの縮小画像45を小領域分割器52に読み出す時
に、読み出すオフセット値は現在フレ−ムと中間フレ−
ムの間で検出された動ベクトル分だけシフトする必要が
ある。
るアドレス信号44およびブロックオフセットアドレス
信号66は、アドレスメモリ72からの(x,y)出力
値73を加えたものとなる。
た参照フレ−ム縮小画像45は小領域分割器52に入力
され、小領域分割器46と同様な動作によってk2×j2
のブロックに分割され、参照フレ−ムブロック信号59
として出力される。
チング誤差計算部67において差分値が計算され、比較
器69において、入力された差分値がメモリ70に蓄え
られている値より小さいければメモリ70の値を更新
し、それぞれ2成分(x,y)からなる参照フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号66から現在フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号60を減じた値であるア
ドレス71をアドレスメモリ72に記憶する。
囲は、中間フレ−ムにおける探索範囲と同じにする。
フレ−ムの縮小画像35が小領域分割器47に入力され
る。
と同様な動作によって、現在フレ−ム縮小画像35をk
/m1×j/n1のブロックに分割し、現在フレ−ムブロ
ック信号54およびブロックオフセットアドレス信号6
1を出力する。
域分割器51に入力されるが、最もサイズの小さい縮小
画像を除く動ベクトル検出は、上位階層で検出された動
ベクトルを初期値とするため、この時読み出すオフセッ
ト値は縮小画像での動ベクトル分だけシフトする必要が
ある。
トアドレス信号65は、アドレスメモリ72からの
(x,y)出力値73を水平,垂直でm2,n2倍した値
を加えたものとなる。
た参照フレ−ム縮小画像43は小領域分割器51に入力
され、k/m1×j/n1のブロックに分割され、参照フ
レ−ムブロック信号58として、また同時にブロックオ
フセットアドレス信号65を出力する。
チング誤差計算部67において差分値が計算され、比較
器69において、入力された差分値がメモリ70に蓄え
られている値より小さいければメモリ70の値を更新
し、それぞれ2成分(x,y)からなる参照フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号65から現在フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号61を減じた値であるア
ドレス71をアドレスメモリ72に記憶する。
フレ−ムの原画像37が小領域分割器48に入力され
る。
画像37をk×jのブロックに分割し現在フレ−ムブロ
ック信号55およびブロックオフセットアドレス信号6
2を出力する。
領域分割器45に入力されるが、アドレス信号40およ
びブロックオフセットアドレス信号64は、アドレスメ
モリ72からの(x,y)出力値73を水平,垂直でm
1,n1倍した値を加えたものとなる。
れた参照フレ−ム画像41は小領域分割器50に入力さ
れ、k×jのブロックに分割され、参照フレ−ムブロッ
ク信号57として、また同時にブロックオフセットアド
レス信号64を出力する。
チング誤差計算部67において差分値が計算され、比較
器69において、入力された差分値がメモリ70に蓄え
られている値より小さいければメモリ70の値を更新
し、それぞれ2成分(x,y)からなる参照フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号64から現在フレ−ムブ
ロックオフセットアドレス信号62を減じた値であるア
ドレス71をアドレスメモリ72に記憶する。
アドレスメモリには検出された動ベクトルが蓄えられて
いる。
レ−ムのフレ−ム間隔2の例であるが、図中点線枠内の
現在フレ−ム縮小部をフレ−ムメモリ7と縮小画像作成
部10の間に、また参照フレ−ム縮小部をフレ−ムメモ
リ26と縮小画像29の間にそれぞれ(階層数−3)個
接続することで3以上の任意の階層数に対応できる。
現在フレ−ム縮小部を削除し、フレ−ムメモリ2の入出
力3,4を縮小画像作成部10の入出力に、また、図中
点線枠内の参照フレ−ム縮小部も同様に削除し、フレ−
ムメモリ21の入出力22,23を縮小画像作成部29
の入出力とすることで実現できる。
をマッチング誤差計算部67の入力に(フレ−ム間隔−
2)個接続することで各種フレ−ム間隔に対応できる。
像をk画素×jラインのブロックに分割し、それらのブ
ロック毎に動ベクトルを検出するために、原画像を水
平,垂直に縮小係数m1,n1を用いて1/m1,1/n1
に縮小した画像を作成し、この縮小画像からさらに水
平,垂直に縮小係数m2,n2を用いて1/m2,1/n2
に縮小する操作を、縮小係数mc,ncまでc回繰り返し
た後、縮小画像Icをkc画素×jcラインのブロックに
分割し、それぞれのブロックで動ベクトルを検出し、検
出された動ベクトルを水平,垂直方向にmc,nc倍(m
c,ncは縮小画像Icの縮小係数)したベクトルを初期
値として、縮小画像Ic-1上でkc-1画素×jc-1ライン
のブロックのそれぞれで、対応する初期値の周辺で動ベ
クトル検出を行い、縮小画像Ic-1上で検出された動ベ
クトルを水平,垂直方向にmc-1,nc-1倍(mc-1,nc
-1は縮小画像Ic-1の縮小係数)したベクトルを初期値
として、縮小画像Ic-2上で初期値の周辺で動ベクトル
検出を行なう操作を、原画像上での動ベクトル検出まで
繰り返し、最終的な動ベクトルを検出する際に、最もサ
イズの小さい縮小画像Ic上で、dフレ−ム間隔(d≧
2)離れた動ベクトルの検出においては隣接するフレ−
ム間の動ベクトルを初期値とし、その初期値の周辺で2
フレ−ム間隔離れたフレ−ム間の動ベクトルを検出する
操作を、dフレ−ム間隔離れたフレ−ムとの動ベクトル
検出まで繰り返して行うものである。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
従来の階層的動ベクトル検出法と同様に入力画像の輝度
信号から縮小画像を作成し、最もサイズの小さい縮小画
像上で動ベクトルを求める際にテレスコピック探索を用
い、フレ−ム間隔が広がった場合でも少ない演算量で動
ベクトルを検出することが可能となる。
乗に比例していた演算量が、本発明では、ほぼフレ−ム
間隔の倍数比率で押さえることが可能となる。
おいて階層的動ベクトル探索を用いる際に、探索精度を
劣化させることなく演算量を削減することが可能とな
る。
参照フレ−ムの縮小画像への動ベクトルをテレスコピッ
クで探索する例を示す図である。
を適用した動ベクトル検出回路の概略構成を示すブロッ
ク図である。
を示す図である。
の原画像、6,9,11,33,35…現在フレ−ムの
縮小画像、13…中間フレ−ムの画像信号、16…中間
フレ−ムの原画像、18,39…中間フレ−ムの縮小画
像、20…参照フレ−ムの画像信号、23,41…参照
フレ−ムの原画像、25,28,30,43,45…参
照フレ−ムの縮小画像、2,7,12,14,19,2
1,26,31…フレ−ムメモリ、5,10,17,2
4,29…縮小画像作成部、46,47,48,49,
50,51,52…小領域分割器、3,8,15,2
2,27,32,34,36,38,40,42,44
…画像読み出しアドレス信号、53,54,55,5
6,57,58,59…ブロック信号、60,61,6
2,63,64,65,66…ブロックオフセットアド
レス信号、67…マッチング誤差計算部、69…比較
器、70…メモリ、72…アドレスメモリ、71,73
…アドレスデ−タ。
Claims (1)
- 【請求項1】現画像と、時間的に連続しない探索の際に
参照される画像のそれぞれの画像を水平、垂直に縮小係
数m1、n1を用いて1/m1,1/n1に縮小して縮
小画像を作成し、さらに、前記それぞれの縮小画像を水
平、垂直に縮小係数m2、n2を用いて1/m2,1/
n2に縮小して新たな縮小画像を作成する過程を縮小係
数m(c−1)、n(c−1)まで(c−1)回繰り返
して、第2層から第c層までの複数個の縮小画像を作成
した後、サイズ最小の第c層の縮小画像間で動ベクトル
を検出し、さらに、前記検出された動ベクトルを初期値
として、第(c−1)層の縮小画像間で動ベクトルを検
出する過程を繰り返して、最終的に現画像と、時間的に
連続しない探索の際に参照される画像との間で動ベクト
ルを検出する階層的動ベクトル検出方法であって、 サイズ最小の第c層の縮小画像上における現画像と参照
画像との間で動ベクトルを検出する際にだけ、現画像と
参照画像との時間的に間にある中間画像群について水
平、垂直に1/m1m2…m(c−1),1/n1n2
…n(c−1)に縮小した縮小画像をそれぞれ作成し
て、初めに現画像の第c層縮小画像と隣接する中間画像
の前記縮小画像との間の動きベクトルを求め、その検出
結果を初期値として、初期値の周辺での検出を現画像と
2フレーム間隔離れた中間画像の前記縮小画像との間で
行い、その結果を新たな初期値として検出する操作を、
3、4、…フレーム間隔離れた中間画像の前記縮小画像
との間で繰り返し、現画像の第c層縮小画像と参照画像
の第c層縮小画像との間の動ベクトルを検出する方法を
とり、第(c−1)層以下の各層における探索は現画像
と参照画像の間で直接に行うことを特徴とする階層的動
ベクトル検出方法
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP416694A JP2878580B2 (ja) | 1994-01-19 | 1994-01-19 | 階層的動ベクトル検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP416694A JP2878580B2 (ja) | 1994-01-19 | 1994-01-19 | 階層的動ベクトル検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07212762A JPH07212762A (ja) | 1995-08-11 |
JP2878580B2 true JP2878580B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=11577164
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP416694A Expired - Lifetime JP2878580B2 (ja) | 1994-01-19 | 1994-01-19 | 階層的動ベクトル検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP4641892B2 (ja) * | 2005-07-27 | 2011-03-02 | パナソニック株式会社 | 動画像符号化装置、方法、及びプログラム |
-
1994
- 1994-01-19 JP JP416694A patent/JP2878580B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
電子情報通信学会論文誌、第J72−D−▲II▼巻、第3号、1989年3月、p.395−403 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07212762A (ja) | 1995-08-11 |
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