JP2975146B2 - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像信号の動きベクト
ル検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所定時間間隔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
定する方法が取られている。

【０００３】図５は一般的な動きベクトル検出のブロッ
ク図である。図６は図５に対応した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。１フィールドの
画像を所定個数のブロック２０に分け、各ブロック毎に
中央に１つの代表点Ｒij２１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全画素Ｓij
(x,y)６０とのレベル差を演算している。

【０００４】図５において、入力信号ａはまずA/D変換
器１でA/D変換され、代表点２１となるべきブロック２
０内の所定の画素が、ラッチ回路２を経由して代表点メ
モリ３に書き込まれる。代表点メモリ３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
４を経由して絶対値回路５１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５０を経由して
絶対値回路５１に送出される。ラッチ回路４より出力さ
れる１フレーム前の代表点信号ｃとラッチ回路５０より
出力された現フレームの画素信号ｋは絶対値回路５１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、絶対値回路５１の出力信号ｌは
累積加算テーブル５２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所定ブロック数分加算され
る。この累積加算テーブル５２の結果がテーブル値比較
回路５３に入力され、このテーブルの加算結果の最小な
ところの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ｊが決まる。

【０００５】すなわち、代表点Ｒijと水平方向ｘ，垂直
方向ｙの位置関係にある信号Ｓij(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
て所定ブロック数分加算して累積加算テーブルをＤXYと
する。この時、ＤXYはＤXY＝Σ｜Ｒij−Ｓij(x,y)｜で
示される。 そして、このＤXYの中での最小値のｘｙを
動きベクトルとする。

【０００６】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、時
間がかかるという問題があった。

【０００７】そこで、例えば本発明の出願者がすでに出
願した特願平１−２７７５３９号では、代表点の垂直方
向に当たる画素に対応する累積加算テーブルと代表点の
水平方向に当たる画素に対応する累積加算テーブルから
直交する２つの１次元動きベクトルを求め、この直交す
る２つの１次元動きベクトルから２次元の動きベクトル
を算出するということが提案されている。

【０００８】図７は例えば特願平１−２７７５３９号に
示された従来の直交する２つの１次元動きベクトルを求
めることにより画面のベクトルを決定する動きベクトル
検出装置を示すブロック図である。図７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、代表点
２１となるべきブロック２０内の所定の画素が、ラッチ
回路２を経由して代表点メモリ３に書き込まれる。代表
点メモリ３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４を経由して垂直絶対値回路
９と水平絶対値回路１０に送られる。他方、A/D 変換さ
れた映像信号のデータは、代表点の垂直方向の画素にあ
たるタイミングでラッチする垂直画素ラッチ回路６を経
由して垂直絶対値回路９に送出され、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８を経由して水平絶対値回路１０に送出される。ラ
ッチ回路４より出力される１フレーム前の代表点信号ｃ
と垂直画素ラッチ回路６より出力された現フレームの画
素信号ｄは垂直絶対値回路９にて演算され差の絶対値が
算出され、ラッチ回路４より出力される１フレーム前の
代表点信号ｃと水平画素ラッチ回路８より出力された現
フレームの画素信号ｅは水平絶対値回路１０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、垂直絶対値回路９の出力信号ｆは垂直累
積加算テーブル１１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所定ブロック数分加算され、水
平絶対値回路１０の出力信号ｇは水平累積加算テーブル
１２の各ブロック内の画素の同一アドレスに対応するテ
ーブルに所定ブロック数分加算される。この水平累積加
算テーブル１２の結果と垂直累積加算テーブル１１の結
果がともに１次元ベクトル検出手段１３に入力され、垂
直動きベクトルｈ及び水平動きベクトルｉを検出する。
ここで求めた直交する２つの１次元ベクトルである垂直
動きベクトルｈと水平動きベクトルｉを２次元ベクトル
算出手段１４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ｊが決まる。

【０００９】図８は図７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。１フィールドの画
像を所定個数のブロック２０に分け、各ブロック毎に中
央に１つの代表点Ｒij２１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垂直方
向の画素Ｓij(0、y) ８０及びブロック内の代表点の水平
方向の画素Ｓij(x,0) ８１とのレベル差を演算し、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
々と累積加算される。このテーブルの加算結果の最小な
ところのブロックアドレスをもって１フレームで画像位
置が垂直及び水平方向にどれだけ移動したか、すなわち
垂直動きベクトル値ｈ及び水平動きベクトル値ｉが決ま
る。

【００１０】すなわち、代表点Ｒijと垂直方向ｙの位置
関係にある信号Ｓij(0、y) と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ｙについて所定ブロッ
ク数分加算した垂直累積加算テーブルをＤY とし、代表
点Ｒijと水平方向ｘの位置関係にある信号Ｓij(x,0)と
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ｘについて所定ブロック数分加算した水平累積加算
テーブルをＤX とする。この時、式で表現すると、
ＤX＝Σ｜Ｒij−Ｓij(x,0)｜ ＤY＝Σ｜Ｒij−Ｓij
(0、y)｜ で示される。そして、このＤXとＤYを最小に
するｘ，ｙをそれぞれ、水平動きベクトルｉと垂直動き
ベクトルｈとする。

【００１１】次に、上述した垂直累積加算テーブルと水
平累積加算テーブルから直交する２つの１次元動きベク
トルを求める場合の検出精度について説明する。

【００１２】一般的に、画像の自己相関関数はラプラス
分布（負の指数関数）で近似されるという統計的性質を
持っている。しかし、簡単のために、ここでは水平垂直
方向ともに距離に比例して相関が減少するものとする。

【００１３】図９は画面が静止している場合、図１０は
画面が斜めに動いている場合で、図９、図１０ともに
(ａ)はブロックの全画素数に対応した累積加算テーブル
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、(ｂ)は代表点Ｒijと垂直方向ｙの位置関係にある信
号Ｓij(0、y)と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ｙについて加算した垂直累積加算テー
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。(ｃ)は代
表点Ｒijと水平方向ｘの位置関係にある信号Ｓij(x,0)
と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ｘについて加算した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)、累積加算テーブ
ルの値(ｚ)を２次元で表現している。

【００１４】画面が静止しているとすると、累積加算テ
ーブル値は図９の(ａ)の様に原点(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、(ｂ) の垂
直累積加算テーブル１１の最小値はｙ＝0の時であり、
(ｃ) の水平累積加算テーブル１２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。

【００１５】次に、画面が１フレームの間に水平方向に
大きくｘ1、垂直方向に小さくｙ1動いたとすると累積加
算テーブルは図１０の(ａ)の様に(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１１は図１０の(ｂ)に示すように平
面ｘ＝０での円錐の断面の値、水平累積加算テーブル１
２は図１０の(ｃ)に示すように平面ｙ＝０での円錐の断
面の値になる。(ｂ)から垂直累積加算テーブル１１の最
小値はｙ＝ｙ1の時であり、(ｃ) から水平累積加算テー
ブル１２の最小値はｘ＝ｘ1 の時であることがわかる。
従って、垂直動きベクトルｈは(0、ｙ1)、水平動きベク
トルｉは (ｘ1、0）と求めることが出来る。しかし、水
平方向と垂直方向の移動量の違いから、(ｃ)の場合は急
峻な双曲線となるが、(ｂ)の場合には緩やかな双曲線に
なってしまう。

【００１６】実際の累積加算テーブルの場合は、量子化
誤差、丸め誤差以外にも、画像による相関レベルの差や
局所的な動きのためにｚ方向にΔｚの誤差が存在する。
従って、図１０の(ｃ)のように急峻な双曲線の場合には
検出精度は良いが、(ｂ)のように緩やかな双曲線の場合
には検出精度は悪くなってしまう。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、動き
ベクトルを平面（２次元）的に求める場合は累積加算テ
ーブルの数が増え回路規模が大きくなり演算時間がかか
ってしまう。また、これを解決するために代表点の垂直
方向にあたる画素に対応する累積加算テーブルと代表点
の水平方向にあたる画素に対応する累積加算テーブルか
ら直交する２つの１次元動きベクトルを求める場合に
は、片方の軸に大きく動いた時にもう片方の軸の動きベ
クトル検出精度が悪くなってしまうという問題があっ
た。

【００１８】本発明はかかる点に鑑み、回路規模が小さ
く出来、算出時間を短く出来るとともに、動きの大きい
時にも検出精度が悪くならない動きベクトル検出装置を
提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１記載の発
明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロッ
クに分割し、該ブロックに設定した代表点を基に、当該
代表点とその垂直方向にあたる画素に関する差の絶対値
および上記代表点とその水平方向にあたる画素に関する
差の絶対値をそれぞれ累積加算して互いに直交する垂
直，水平１次元動きベクトルを求め、該垂直，水平１次
元動きベクトルから２次元の動きベクトルを算出し、当
該画像の所定時間間隔ごとに出力する動きベクトル検出
手段と、該動きベクトル検出手段により前回までに検出
した垂直１次元動きベクトル及び水平１次元動きベクト
ルから現在の垂直１次元動きベクトル及び水平１次元動
きベクトルを予測する動きベクトル予測手段とを備え、
上記動きベクトル検出手段は、上記代表点と上記動きベ
クトル予測手段により予測した垂直１次元動きベクトル
分，代表点位置に対してオフセットを与えた点の水平方
向にあたる画素との演算により水平１次元動きベクトル
を求め、上記代表点と上記動きベクトル予測手段により
予測した水平１次元動きベクトル分，代表点位置に対し
てオフセットを与えた点の垂直方向にあたる画素との演
算により、垂直１次元動きベクトルを求めるようにした
ものである。また、本願の請求項２記載の発明に係る動
きベクトル検出装置は、請求項１に記載の動きベクトル
検出装置において、上記動きベクトル予測手段は、前回
までに得られた動きベクトルの変化の周波数が、所定の
周波数以上の高周波成分を多く含むときは、それまでに
得られた上記周波数に対しローパスフィルタを適用して
得られる周波数より予測される動きベクトルの値を現在
の予測動きベクトルとし、上記動きベクトルの変化の周
波数が、所定の周波数以下の低周波成分が多いときは、
前回の検出ベクトルと、前々回の検出ベクトルと、前々
々回の検出ベクトルとにより予測される動きベクトルの
値を、現在の予測動きベクトルとして出力するようにし
たものである。さらに、本願の請求項３記載の発明に係
る動きベクトル検出装置によれば、請求項１または２に
記載の動きベクトル検出装置において、上記動きベクト
ル予測手段は、前回までに検出された動きベクトルの変
化の周波数が低周波成分を多く含むとき、予測動きベク
トルＶ（ｔ）を、前回の検出ベクトルをＶ（ｔ−１）、
前々回の検出ベクトルをＶ（ｔ−２）、前々々回の検出
ベクトルをＶ（ｔ−３）として、Ｖ（ｔ）＝３ａ・Ｖ
（ｔ−１）−３ｂ・Ｖ（ｔ−２）＋ｃ・Ｖ（ｔ−３）
（但し、ａ，ｂ，ｃは係数である）の式により求めるよ
うにしたものである。

【００２０】

【作用】本願の請求項１記載の発明は、上述のように構
成したことにより、動きベクトルを検出し予測する際の
回路規模を縮小し、かつ動きベクトルの検出精度を向上
させる。また、本願の請求項２記載の発明は、上述のよ
うに構成したことにより、実際の動きベクトルの変化の
周波数が低周波成分を多く含む場合にも高周波成分を多
く含む場合にも、動きベクトルの精度よい予測を可能と
する。さらに、本願の請求項３記載の発明は、上述のよ
うに構成したことにより、実際の動きベクトルの変化の
周波数が低周波成分を多く含む場合に動きベクトルの精
度よい予測を実現可能とする式を提供する。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照して説明する。図１は本発明の動きベクトル検出装置
を示すブロック図である。図１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、代表点２１となる
べきブロック２０内の所定の画素が、ラッチ回路２を経
由して代表点メモリ３に書き込まれる。代表点メモリ３
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４を経由して垂直絶対値回路９と水平絶
対値回路１０に送られる。他方、A/D変換された映像信
号のデータは、代表点の垂直方向の画素にあたるタイミ
ングに対して水平方向にｍだけオフセットを与えたタイ
ミングでラッチする垂直画素ラッチ回路６を経由して垂
直絶対値回路９に送出され、代表点の水平方向の画素に
あたるタイミングに対して垂直方向にｎだけオフセット
を与えたタイミングでラッチする水平画素ラッチ回路８
を経由して水平絶対値回路１０に送出される。この水平
方向のオフセット量ｍは垂直比較タイミング指定手段５
により与えられる。すなわち、代表点をラッチする代表
点ラッチクロックｂを基準にし水平動きベクトル予測手
段１５で予測した水平動きベクトルの値よりオフセット
量ｍが決定される。同様に、垂直方向のオフセット量ｎ
は水平比較タイミング指定手段７により、代表点をラッ
チする代表点ラッチクロックｂを基準にし垂直動きベク
トル予測手段１６で予測した垂直動きベクトルの値より
決定される。ラッチ回路４より出力される１フレーム前
の代表点信号ｃと垂直画素ラッチ回路６より出力された
現フレームの画素信号ｄは垂直絶対値回路９にて演算さ
れ差の絶対値が算出され、ラッチ回路４より出力される
１フレーム前の代表点信号ｃと水平画素ラッチ回路８よ
り出力された現フレームの画素信号ｅは水平絶対値回路
１０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、垂直絶対値回路９の出力
信号ｆは垂直累積加算テーブル１１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所定ブロック数
分加算され、水平絶対値回路１０の出力信号ｇは水平累
積加算テーブル１２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所定ブロック数分加算される。
この水平累積加算テーブル１２の結果と垂直累積加算テ
ーブル１１の結果がともに１次元ベクトル検出手段１３
に入力され、垂直動きベクトルｈ及び水平動きベクトル
ｉを検出する。ここで求めた直交する２つの１次元ベク
トルである垂直動きベクトルｈと水平動きベクトルｉを
２次元ベクトル算出手段１４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ｊが決まる。また同時
に、垂直動きベクトルｈと水平動きベクトルｉはそれぞ
れ垂直動きベクトル予測手段１６と水平動きベクトル予
測手段１５に入力されて次回の動きベクトルの予測に用
いられる。

【００２２】図２は図１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。１フィールドの画
像を所定個数のブロック２０に分け、各ブロック毎に中
央に１つの代表点Ｒij２１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垂直方
向の画素に対して水平方向にｍオフセットを与えたＳij
(m、y) ２２及びブロック内の代表点の水平方向の画素に
対して垂直方向にｎオフセットを与えたＳij(x,n) ２３
とのレベル差を演算し、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累積加算される。この
テーブルの加算結果の最小なところのブロックアドレス
をもって１フレームで画像位置が垂直及び水平方向にど
れだけ移動したか、すなわち垂直動きベクトル値ｈ及び
水平動きベクトル値ｉが決まる。

【００２３】すなわち、代表点Ｒijと代表点に対して
(m,0)のオフセットを与えた点と垂直方向ｙの位置関係
にある信号Ｓij(m、y)と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ｙについて所定ブロック数分
加算した垂直累積加算テーブルをＤYとし、代表点Ｒij
と代表点に対して(0,n)のオフセットを与えた点と水平
方向ｘの位置関係にある信号Ｓij(x,n)との差の絶対値
を求め、各代表点について同じ位置関係にあるｘについ
て所定ブロック数分加算した水平累積加算テーブルをＤ
Xとする。この時、式で表現すると、 ＤX＝Σ｜Ｒij
−Ｓij(x,n)｜ ＤY＝Σ｜Ｒij−Ｓij(m、y)｜ で示
される。 そしてこのＤXとＤYを最小にするｘ，ｙをそ
れぞれ、水平動きベクトルｉと垂直動きベクトルｈとす
る。

【００２４】次に、本発明の垂直累積加算テーブルと水
平累積加算テーブルから直交する２つの１次元動きベク
トルを求める場合の検出精度について、従来例と同様に
画像が水平、垂直方向ともに距離に比例して相関が減少
するものとして説明する。

【００２５】図３の(ａ)は図９及び図１０の(ａ)と同じ
で、ブロックの全画素数に対応した累積加算テーブルで
あり、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。図３の(ｂ)は代表点Ｒijと代表点に対して予測水平
動きベクトル(m,0) のオフセットを与えた点から垂直方
向ｙの位置関係にある信号Ｓij(m、y)との差の絶対値を
求め、各代表点について同じ位置関係にあるｙについて
ブロック数分加算した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。すなわち、(ｂ)は(ａ)の
平面ｘ＝ｍでの断面にあたる。図３の(ｃ)は代表点Ｒij
と代表点に対して予測垂直動きベクトル(0、n) のオフセ
ットを与えた点から水平方向ｘの位置関係にある信号Ｓ
ij(x,n)と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ｘについて加算した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)、累積加算テ
ーブルの値(ｚ)を２次元で表現している。すなわち、
(ｃ)は(ａ)の平面ｙ＝ｎでの断面にあたる。

【００２６】図３の(ａ)において、図１０と同様に画面
が１フレームの間に水平方向に大きくｘ1、垂直方向に
小さくｙ1動いたとすると累積加算テーブルは図３の
(ａ)の様に(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、水平動きベクトル予測手
段１５で予測した水平動きベクトルすなわち垂直比較タ
イミング指定手段５でのオフセット値ｍを実際のｘ1 と
正確に予測できたすると、垂直累積加算テーブル１１は
図３の(ｂ)に示すように平面ｘ＝ｘ1 での円錐の断面の
値となり、断面の双曲線が最も急峻になるため、垂直累
積加算テーブル１１の最小値はｙ＝ｙ1 の時であること
が精度良く検出できる。また、垂直動きベクトル予測手
段１６で予測した垂直動きベクトルすなわち水平比較タ
イミング指定手段７でのオフセット値ｎを実際のｙ1 と
正確に予測できたすると、水平累積加算テーブル１２は
図３の(ｃ)に示すように平面ｙ＝ｙ1 での円錐の断面の
値となり、断面の双曲線が最も急峻になるため、水平累
積加算テーブル１２の最小値はｘ＝ｘ1の時であること
が精度良く検出できる。

【００２７】すなわち、垂直累積加算テーブルと水平累
積加算テーブルから直交する２つの１次元動きベクトル
を求める場合においては、予測動きベクトルが実際の動
きベクトルに近いか否かが動きベクトル検出の精度に非
常に影響を与える。

【００２８】次に動きベクトル予測手段について説明す
る。動きベクトルは離散値で算出されるため、動きベク
トルを予測する場合、その誤差は動きベクトルの算出周
期であるフィールドまたはフレームと実際の動きベクト
ルの変化の周波数の関係に大きく依存する。そこで、例
えば特開平２−２４１１８７号公報に示されているよう
に、動きベクトルの変化の周波数成分を検出し、高周波
成分が少ないときには差分予測を用い、高周波成分が多
いときにはローパスフィルターを用いることが考えられ
ている。ここでは、差分予測としては、前回の検出ベク
トルをＶ（ｔ−１）、前々回の検出ベクトルをＶ（ｔ−
２）とした時の予測動きベクトルＶ（ｔ）を、Ｖ（ｔ）
＝２ａ・Ｖ（ｔ−１）−ｂ・Ｖ（ｔ−２）（ａ，ｂは係
数）で予測するもので、動きベクトルの差分が一定の場
合に最も効果的である。

【００２９】しかし、一般には動きベクトルの低周波成
分はなめらかに変化するため、差分を一定とするよりも
差分の差分すなわち二次差分を一定とした方が正確に予
測できる場合が多い。従って、前々々回の検出ベクトル
をＶ（ｔ−３）とすると、Ｖ（ｔ）−Ｖ（ｔ−１）−
｛Ｖ（ｔ−１）−Ｖ（ｔ−２）｝ ＝Ｖ（ｔ−１）−Ｖ
（ｔ−２）−｛Ｖ（ｔ−２）−Ｖ（ｔ−３）｝よりＶ
（ｔ）＝３・Ｖ（ｔ−１）−３・Ｖ（ｔ−２）＋Ｖ（ｔ
−３）、より一般的には、Ｖ（ｔ）＝３ａ・Ｖ（ｔ−
１）−３ｂ・Ｖ（ｔ−２）＋ｃ・Ｖ（ｔ−３）（ａ，
ｂ，ｃは係数）から予想動きベクトルＶ（ｔ）を求める
ことができる。

【００３０】図４は、例えばカメラを静止させようとし
ながら手で持って撮影した場合の画像の動きベクトルを
示したものである。図４において、４０は時間的に変化
する動きベクトル、４１は前回の検出ベクトルＶ（ｔ−
１）と前々回の検出ベクトルＶ（ｔ−２）から差分予測
手段により予測動きベクトルＶ（ｔ）をＶ（ｔ）＝２・
Ｖ（ｔ−１）−Ｖ（ｔ−２）で求めた値、４２は前回の
検出ベクトルＶ（ｔ−１）と前々回の検出ベクトルＶ
（ｔ−２）と前々々回の検出ベクトルＶ（ｔ−３）から
二次差分予測手段により予測動きベクトルＶ（ｔ）をＶ
（ｔ）＝３・Ｖ（ｔ−１）−３・Ｖ（ｔ−２）＋Ｖ（ｔ
−３）で求めた値である。図４から差分予測手段より二
次差分予測の方が精度がよいことが分かる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本願の請求項１記載の発
明に係る動きベクトル検出装置によれば、画像を複数の
ブロックに分割し、該ブロックに設定した代表点を基
に、当該代表点とその垂直方向にあたる画素に関する差
の絶対値および上記代表点とその水平方向にあたる画素
に関する差の絶対値をそれぞれ累積加算して互いに直交
する垂直，水平１次元動きベクトルを求め、該垂直，水
平１次元動きベクトルから２次元の動きベクトルを算出
し、当該画像の所定時間間隔ごとに出力する動きベクト
ル検出手段と、該動きベクトル検出手段により前回まで
に検出した垂直１次元動きベクトル及び水平１次元動き
ベクトルから現在の垂直１次元動きベクトル及び水平１
次元動きベクトルを予測する動きベクトル予測手段とを
備え、上記動きベクトル検出手段は、上記代表点と上記
動きベクトル予測手段により予測した垂直１次元動きベ
クトル分，代表点位置に対してオフセットを与えた点の
水平方向にあたる画素との演算により水平１次元動きベ
クトルを求め、上記代表点と上記動きベクトル予測手段
により予測した水平１次元動きベクトル分，代表点位置
に対してオフセットを与えた点の垂直方向にあたる画素
との演算により、垂直１次元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
間で精度良く動きベクトルの検出を行うことができ、し
かも動きの大きい時にも検出精度が悪くならない動きベ
クトル検出装置を提供することができる効果がある。ま
た、本願の請求項２記載の発明に係る動きベクトル検出
装置によれば、請求項１に記載の動きベクトル検出装置
において、上記動きベクトル予測手段は、前回までに得
られた動きベクトルの変化の周波数が、所定の周波数以
上の高周波成分を多く含むときは、それまでに得られた
上記周波数に対しローパスフィルタを適用して得られる
周波数より予測される動きベクトルの値を現在の予測動
きベクトルとし、上記動きベクトルの変化の周波数が、
所定の周波数以下の低周波成分が多いときは、前回の検
出ベクトルと、前々回の検出ベクトルと、前々々回の検
出ベクトルとにより予測される動きベクトルの値を、現
在の予測動きベクトルとして出力するようにしたので、
少ない累積加算テーブル数かつ短い演算時間で精 度良く
動きベクトルの検出を行うことができるとともに、動き
の大きい時にも検出精度が悪くならない動きベクトル検
出装置を提供することができる効果がある。 さらに、本
願の請求項３記載の発明に係る動きベクトル検出装置に
よれば、請求項１または２に記載の動きベクトル検出装
置において、上記動きベクトル予測手段は、前回までに
検出された動きベクトルの変化の周波数が低周波成分を
多く含むとき、予測動きベクトルＶ（ｔ）を、前回の検
出ベクトルをＶ（ｔ−１）、前々回の検出ベクトルをＶ
（ｔ−２）、前々々回の検出ベクトルをＶ（ｔ−３）と
して、Ｖ（ｔ）＝３ａ・Ｖ（ｔ−１）−３ｂ・Ｖ（ｔ−
２）＋ｃ・Ｖ（ｔ−３）（但し、ａ，ｂ，ｃは係数であ
る）の式により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精度良く動きベクトルの
検出を行うことができ、動きの大きい時にも検出精度が
悪くならない動きベクトル検出装置を実際に提供するこ
とができるとともに、一方の予測動きベクトルの精度を
向上できるため、もう一方の動きベクトル検出の精度を
さらに向上させることができ、その実用的効果が大きい
ものが得られる効果がある。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の動きベクトル検出装置を示すブロッ
ク図である。

【図２】この発明の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】この発明の累積加算テーブルの様子を３次元及
び２次元で表わした図である。

【図４】この発明における二次差分予測手段の精度を示
す図である。

【図５】従来の動きベクトル検出装置を示すブロック図
である。

【図６】従来の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７】従来の直交する２つの１次元動きベクトルから
の動きベクトル検出装置を示すブロック図である。

【図８】従来の直交する２つの１次元動きベクトルから
の動きベクトル検出装置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９】従来の直交する２つの１次元動きベクトルから
の動きベクトル検出装置における静止時の累積加算テー
ブルの様子を３次元及び２次元で表わした図である。

【図１０】従来の直交する２つの１次元動きベクトルか
らの動きベクトル検出装置における斜め方向への移動時
の累積加算テーブルの様子を３次元及び２次元で表わし
た図である。

【符号の説明】

３ 代表点メモリ ５ 垂直比較タイミング指定手段 ７ 水平比較タイミング指定手段 ９ 垂直絶対値演算回路 １０ 水平絶対値演算回路 １１ 垂直累積加算テーブル １２ 水平累積加算テーブル １３ １次元ベクトル検出手段 １４ ２次元ベクトル算出手段 １５ 水平動きベクトル予測手段 １６ 垂直動きベクトル予測手段

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を複数のブロックに分割し、該ブロ
   ックに設定した代表点を基に、当該代表点とその垂直方
   向にあたる画素に関する差の絶対値および上記代表点と
   その水平方向にあたる画素に関する差の絶対値をそれぞ
   れ累積加算して互いに直交する垂直，水平１次元動きベ
   クトルを求め、該垂直，水平１次元動きベクトルから２
   次元の動きベクトルを算出し、当該画像の所定時間間隔
   ごとに出力する動きベクトル検出手段と、 該動きベクトル検出手段により前回までに検出した垂直
   １次元動きベクトル及び水平１次元動きベクトルから現
   在の垂直１次元動きベクトル及び水平１次元動きベクト
   ルを予測する動きベクトル予測手段とを備え、 上記動きベクトル検出手段は、 上記代表点と上記動きベクトル予測手段により予測した
   垂直１次元動きベクトル分，代表点位置に対してオフセ
   ットを与えた点の水平方向にあたる画素との演算により
   水平１次元動きベクトルを求め、 上記代表点と上記動きベクトル予測手段により予測した
   水平１次元動きベクトル分，代表点位置に対してオフセ
   ットを与えた点の垂直方向にあたる画素との演算によ
   り、垂直１次元動きベクトルを求めることを特徴とする
   動きベクトル検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の動きベクトル検出装置
   において、 上記動きベクトル予測手段は、前回までに得られた動き
   ベクトルの変化の周波数が、所定の周波数以上の高周波
   成分を多く含むときは、それまでに得られた上記周波数
   に対しローパスフィルタを適用して得られる周波数より
   予測される動きベクトルの値を現在の予測動きベクトル
   とし、 上記動きベクトルの変化の周波数が、所定の周波数以下
   の低周波成分が多いときは、前回の検出ベクトルと、前
   々回の検出ベクトルと、前々々回の検出ベクトルとによ
   り予測される動きベクトルの値を、現在の予測動きベク
   トルとして出力するものであることを特徴とする動きベ
   クトル検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の動きベクトル
   検出装置において、 上記動きベクトル予測手段は、前回までに検出された動
   きベクトルの変化の周波数が低周波成分を多く含むと
   き、 予測動きベクトルＶ（ｔ）を、前回の検出ベクトルをＶ
   （ｔ−１）、前々回の検出ベクトルをＶ（ｔ−２）、前
   々々回の検出ベクトルをＶ（ｔ−３）として、 Ｖ（ｔ）＝３ａ・Ｖ（ｔ−１）−３ｂ・Ｖ（ｔ−２）＋ｃ・Ｖ（ｔ−３） （但し、ａ，ｂ，ｃは係数である）の式により求めるも
   のであることを特徴とする動きベクトル検出装置。