JP2991878B2 - Optical flow operation circuit - Google Patents

Optical flow operation circuit

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JP2991878B2
JP2991878B2 JP4339564A JP33956492A JP2991878B2 JP 2991878 B2 JP2991878 B2 JP 2991878B2 JP 4339564 A JP4339564 A JP 4339564A JP 33956492 A JP33956492 A JP 33956492A JP 2991878 B2 JP2991878 B2 JP 2991878B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオカメラ等で撮
影された異なる時刻における、すなわち時間的に異なる
2枚の画像から、物体の移動ベクトルであるオプティカ
ルフローを実時間で求めるものであって、画像認識等に
用いられるオプティカルフロー演算回路に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to real-time determination of an optical flow, which is a movement vector of an object, from two images taken at different times, that is, different in time, taken by a video camera or the like. And an optical flow arithmetic circuit used for image recognition and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】2枚の画像から見かけの動き場(オプテ
ィカルフロー)を求める手法として、「デターミニング
オプティカル フロー(Determining Optical Flo
w)」,アーティフィシャル インテリジェンス(Artif
icial Intelligence )第17巻第1−3号(198
1)pp.185〜203で提案されたものがある。
2. Description of the Related Art As a method of obtaining an apparent motion field (optical flow) from two images, "Determining Optical Flood" is used.
w) ", Artificial Intelligence ( Artif
icial Intelligence) Vol. 17 No. 1-3 (198
1) pp. There are those proposed in 185-203.

【0003】その手法の原理を以下に示す。時刻tにお
ける画像中のある座標(x,y)の濃度をI(x,y,
t)で表すと、物体の濃度は時間的に不変であるという
第1の仮定より(1)式の近似式が成立する。
[0003] The principle of the method is described below. The density of a certain coordinate (x, y) in the image at time t is represented by I (x, y,
When expressed by t), the approximate expression (1) is established from the first assumption that the density of the object is invariant with time.

【0004】 Ix u +Iy v +It =0 ・・・(1)[0004] I x u + I y v + I t = 0 ··· (1)

【0005】ここで、Ix ,Iy は空間方向(x方向,
y方向)の濃度勾配、It は時間方向の濃度勾配、u,
vはオプティカルフローのx方向,y方向の成分であ
る。Ix ,Iy ,It は以下の式で与えられる。
Here, I x and I y are in the spatial direction (x direction,
concentration gradient in the y-direction), I t is the concentration gradient of the time direction, u,
v is the component of the optical flow in the x and y directions. I x, I y, I t is given by the following equation.

【0006】 Ix ={I(i+1,j,t )−I(i,j,t )+I(i+1,j+i,t )−I(i,j+1,t ) +I(i+1,j,t+1 )−I(i,j,t+1 )+I(i+1,j+1,t+1 ) −I(i,j+1,t+1 )}/4 ・・・(2)I x = {I (i + 1, j, t) -I (i, j, t) + I (i + 1, j + i, t) -I (i, j + 1, t) + I (I + 1, j, t + 1) -I (i, j, t + 1) + I (i + 1, j + 1, t + 1) -I (i, j + 1, t + 1)} / 4 (2)

【0007】 Iy ={I(i,j+1,t )−I(i,j,t )+I(i+1,j+i,t )−I(i+1,j,t ) +I(i,j+1,t+1 )−I(i,j,t+1 )+I(i+1,j+1,t+1 ) −I(i+1,j,t+1 )}/4 ・・・(3)I y = II (i, j + 1, t) -I (i, j, t) + I (i + 1, j + i, t) -I (i + 1, j, t) + I (I, j + 1, t + 1) -I (i, j, t + 1) + I (i + 1, j + 1, t + 1) -I (i + 1, j, t + 1)} / 4 (3)

【0008】 It ={I(i,j,t+1 )−I(i,j,t )+I(i+1,j,t+i )−I(i+1,j,t ) +I(i,j+1,t+1 )−I(i,j+1,t )+I(i+1,j+1,t+1 ) −I(i+1,j+1,t )}/4 ・・・(4)[0008] I t = {I (i, j, t + 1) -I (i, j, t) + I (i + 1, j, t + i) -I (i + 1, j, t) + I (i, j + 1, t + 1) -I (i, j + 1, t) + I (i + 1, j + 1, t + 1) -I (i + 1, j + 1, t) } / 4 (4)

【0009】また、(1)式に対して局所的な速度変化
は滑らかであるという第2の仮定を加えると、以下の誤
差関数Eを最小にするu,vがオプティカルフローとな
る。
Further, when the second assumption that the local speed change is smooth is added to the equation (1), u and v that minimize the following error function E become optical flows.

【0010】 E=∬(Eb 2 +α2c )dxdy ・・・(5)E = ∬ (E b 2 + α 2 E c ) dxdy (5)

【0011】ここで、Eb ,Ec は、それぞれ(6)
式,(7)式で表され、Eb は第1の仮定による誤差関
数、Ec は第2の仮定による誤差関数である。また、α
は2つの誤差関数間の重み係数であり、観測データが信
頼できるときには小さな値、観測データが雑音等で信頼
できないときには第2の仮定による平滑化効果を大きく
するために大きな値とされる。
Here, E b and E c are respectively (6)
Where E b is an error function according to the first assumption, and E c is an error function according to the second assumption. Also, α
Is a weight coefficient between the two error functions, and is a small value when the observation data is reliable, and is a large value when the observation data is not reliable due to noise or the like in order to increase the smoothing effect by the second assumption.

【0012】 Eb =Ix u +Iy v +It ・・・(6) Ec =(∂u/∂x )2 +(∂u/∂y )2 +(∂v/∂x )2 +(∂v/∂y )2 ・・・(7)[0012] E b = I x u + I y v + I t ··· (6) E c = (∂u / ∂x) 2 + (∂u / ∂y) 2 + (∂v / ∂x) 2 + (∂v / ∂y) 2・ ・ ・ (7)

【0013】(5)式を最小にするuおよびvは次の繰
り返し式を計算することにより得られる。
U and v that minimize the equation (5) can be obtained by calculating the following iterative equation.

【0014】 (n+1) =uav (n) −{[Ix (Ixav (n) +Iyav (n) +It )] /[α2 +Ix 2 +Iy 2 ]} ・・・(8) (n+1) =vav (n) −{[Iy (Ixav (n) +Iyav (n) +It )] /[α2 +Ix 2 +Iy 2 ]} ・・・(9) ここで、uav (n) はu(n) の8近傍画素の平均値、vav
(n) はv(n) の8近傍画素の平均値、nは繰り返し回数
である。
[0014] u (n + 1) = u av (n) - {[I x (I x u av (n) + I y v av (n) + I t)] / [α 2 + I x 2 + I y 2] } (8) v (n + 1) = v av (n) − {[I y (I x u av (n) + I y v av (n) + I t )] / [α 2 + I x 2 + I y 2 ]} (9) where u av (n) is an average value of eight neighboring pixels of u (n) , v av
(n) is the average value of the eight neighboring pixels of v (n) , and n is the number of repetitions.

【0015】以上のことから、上記文献に記載された手
法によると、異なる時刻における2枚の画像が入力され
たときに、(2)〜(4)式に従って空間濃度勾配I
x ,Iy と時間濃度勾配It を計算し、それらの濃度勾
配を用いて(8)式、(9)式の繰り返し計算を適当な
回数実行することによりオプティカルフローu,vが求
められる。
From the above, according to the method described in the above document, when two images are input at different times, the spatial density gradient I is calculated according to the equations (2) to (4).
x, computes the I y and time gradient I t, with their concentration gradients (8), the optical flow u, v is determined by performing a suitable number of times iterative calculations of equation (9).

【0016】図12は以上の処理を実行するオプティカ
ルフロー演算回路の構成を示すブロック図である。図に
おいて、11,12は時間的に異なる2つの画像を示し
ている。そして、勾配演算回路13は、空間濃度勾配I
x ,Iy と時間濃度勾配Itを計算しそれらを勾配メモ
リ21に格納する。そして、動き場u,v演算回路22
は、動き場u,vメモリ23内のu(n) ,v(n) を入力
してu(n+1) ,v(n+1 ) を算出する。そして、次の回の
繰り返し演算のためにu(n+1) ,v(n+1) を動き場u,
vメモリ23に格納する。なお、先行技術として特開平
3−74782号公報に示されたものがある。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of an optical flow arithmetic circuit for executing the above processing. In the figure, reference numerals 11 and 12 indicate two temporally different images. Then, the gradient calculation circuit 13 calculates the spatial density gradient I
x, computes the I y and time gradient I t to store them in the gradient memory 21. Then, the motion field u, v operation circuit 22
Calculates u (n + 1) and v (n + 1 ) by inputting u (n) and v (n) in the motion field u and v memory 23. Then, u (n + 1) and v (n + 1) are moved to the motion field u,
Stored in v-memory 23. Note that there is a prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-74782.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】従来のオプティカルフ
ロー演算回路は以上のように構成されているので、n+
1回目のオプティカルフローの値を計算するには、全画
面にわたってn回目の値があらかじめ計算されていなけ
ればならず、繰り返し回数に比例して計算時間が長くか
かるという問題点があった。また、画素毎の濃度勾配を
記憶する勾配メモリ21とn回目の値を記憶する動き場
u,vメモリ23が必須のものであり、回路規模が増大
するという問題点もあった。
Since the conventional optical flow arithmetic circuit is constructed as described above, n +
In order to calculate the value of the first optical flow, the n-th value must be calculated in advance over the entire screen, and there is a problem that the calculation time becomes longer in proportion to the number of repetitions. Further, a gradient memory 21 for storing a density gradient for each pixel and a motion field u, v memory 23 for storing an n-th value are indispensable, and there is a problem that the circuit scale increases.

【0018】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、メモリを必要とせず、かつ、従
来よりも短い時間でオプティカルフローの演算を行うこ
とのできるオプティカルフロー演算回路を得ることを目
的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an optical flow operation circuit which does not require a memory and can perform an optical flow operation in a shorter time than the conventional one. The purpose is to gain.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るオプティカルフロー演算回路は、異なる時刻における
2枚の画像を入力し、それらの画像の間の空間濃度勾配
と時間濃度勾配とを演算する勾配演算回路と、この勾配
演算回路の各出力からオプティカルフローの繰り返し演
算の係数を演算する係数演算回路と、この係数演算回路
の出力を用いてオプティカルフローを表す動き場を演算
する縦列に接続された複数の動き場u,v演算回路と、
係数演算回路の出力を遅延させてその出力と各動き場
u,v演算回路の演算とを同期させる遅延回路とを備え
たものである。
According to a first aspect of the present invention, an optical flow calculation circuit receives two images at different times and calculates a spatial density gradient and a time density gradient between these images. A gradient operation circuit, a coefficient operation circuit for calculating the coefficient of the optical flow repetition operation from each output of the gradient operation circuit, and a column for calculating a motion field representing the optical flow using the output of the coefficient operation circuit. A plurality of motion field u, v operation circuits
And a delay circuit for delaying the output of the coefficient operation circuit and synchronizing the output with the operation of each motion field u, v operation circuit.

【0020】請求項2記載の発明に係るオプティカルフ
ロー演算回路は、請求項1記載の発明に係るオプティカ
ルフロー演算回路において、勾配演算回路の前段に、2
枚の画像間の背景の位置ずれを検出し、その位置ずれを
補正する位置ずれ補正部を備えたものである。
The optical flow arithmetic circuit according to the second aspect of the present invention is the optical flow arithmetic circuit according to the first aspect of the present invention, wherein the optical flow arithmetic circuit is provided before the gradient arithmetic circuit.
The image processing apparatus includes a position shift correction unit that detects a position shift of a background between images and corrects the position shift.

【0021】請求項3記載の発明に係るオプティカルフ
ロー演算回路は、請求項1記載の発明に係るオプティカ
ルフロー演算回路において、勾配演算回路が、2枚の画
像における同じ位置の画素間の加算値と減算値とを算出
した後に、画像の間の空間濃度勾配と時間濃度勾配とを
演算する構成になっているものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical flow operation circuit according to the first aspect, wherein the gradient operation circuit calculates an addition value between pixels at the same position in two images. After calculating the subtraction value, the spatial density gradient and the time density gradient between the images are calculated.

【0022】そして、請求項4記載の発明に係るオプテ
ィカルフロー演算回路は、請求項1記載の発明に係るオ
プティカルフロー演算回路において、勾配演算回路と係
数演算回路との間に、勾配演算回路の各出力と係数演算
の重み定数とのビット数を低減するビット数低減回路を
備えたものである。
The optical flow arithmetic circuit according to the invention according to claim 4 is the optical flow arithmetic circuit according to claim 1, wherein each of the gradient arithmetic circuits is provided between the gradient arithmetic circuit and the coefficient arithmetic circuit. A bit number reduction circuit for reducing the number of bits between the output and the weight constant of the coefficient calculation is provided.

【0023】[0023]

【作用】請求項1記載の発明における複数の動き場u,
v演算回路は、オプティカルフローの繰り返し演算をパ
イプライン的に実行する。その際、係数演算回路は、繰
り返し演算に必要とされる各係数をあらかじめ算出し、
そのパイプライン的演算を可能にする。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of motion fields u,
The v operation circuit executes the repetition operation of the optical flow in a pipeline manner. At that time, the coefficient calculation circuit calculates in advance each coefficient required for the repetition calculation,
Enables such pipelined operations.

【0024】請求項2記載の発明における位置ずれ補正
部は、2枚の画像間の背景の位置合わせを行い、背景の
位置ずれによるオプティカルフローの発生を防止する。
[0024] The misregistration correction unit according to the second aspect of the present invention adjusts the background between two images to prevent the occurrence of an optical flow due to the misregistration of the background.

【0025】請求項3記載の発明における勾配演算回路
は、あらかじめ2枚の画像における同じ位置の画素間の
加算値と減算値とを算出しておき、積和演算を簡略化す
る。
The gradient calculating circuit according to the third aspect of the present invention calculates an addition value and a subtraction value between pixels at the same position in two images in advance to simplify the product-sum operation.

【0026】そして、請求項4記載の発明におけるビッ
ト数低減回路は、係数演算回路が扱う各データのビット
数を低減し、係数演算回路における内部演算のビット数
を減じ係数演算回路の構成を簡略化する。
The bit number reducing circuit according to the fourth aspect of the present invention reduces the number of bits of each data handled by the coefficient calculating circuit, reduces the number of bits for internal calculation in the coefficient calculating circuit, and simplifies the configuration of the coefficient calculating circuit. Become

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

実施例1.図1はこの発明の一実施例によるオプティカ
ルフロー演算回路の構成を示すブロック図である。図に
おいて、11,12は2枚の画像を示し、13は従来の
ものと同様の勾配演算回路である。14はオプティカル
フローの繰り返し演算に必要な係数をあらかじめ演算す
る係数演算回路である。ここで、αは係数演算に必要と
される重み定数である。また、15は繰り返し演算の初
期値を示している。
Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical flow calculation circuit according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numerals 11 and 12 denote two images, and reference numeral 13 denotes a gradient operation circuit similar to the conventional one. Reference numeral 14 denotes a coefficient operation circuit that preliminarily calculates a coefficient required for an optical flow repetition operation. Here, α is a weight constant required for the coefficient calculation. Reference numeral 15 denotes an initial value of the repetition operation.

【0028】16aは1回目の演算を行う動き場u,v
演算回路、16bは2回目の演算を行う動き場u,v演
算回路、16cは3回目の演算を行う動き場u,v演算
回路、17aは係数演算回路14の出力に対して動き場
u,v演算回路16aにおける演算時間に相当する遅延
を与える遅延回路、17bは遅延回路17aの出力に対
して動き場u,v演算回路16bにおける演算時間に相
当する遅延を与える遅延回路、17cは遅延回路17b
の出力に対して動き場u,v演算回路16cにおける演
算時間に相当する遅延を与える遅延回路である。
16a is a motion field u, v for performing the first calculation.
An operation circuit, 16b is a motion field u, v operation circuit for performing the second operation, 16c is a motion field u, v operation circuit for performing the third operation, and 17a is a motion field u, v for the output of the coefficient operation circuit 14. A delay circuit 17b for giving a delay corresponding to the operation time in the v operation circuit 16a, a delay circuit 17b for giving a delay corresponding to the operation time in the motion field u, v operation circuit 16b to the output of the delay circuit 17a, and a delay circuit 17c 17b
Is a delay circuit that gives a delay corresponding to the operation time in the motion field u, v operation circuit 16c to the output of

【0029】次に動作について説明する。第1画像11
は時刻t+1における画像であり、第2画像12は時刻
tにおける画像であるが、それぞれ2系統の画像バスか
らラスタースキャンにより勾配演算回路13に入力され
る。図2に示すように、第1画像11は、ラインメモリ
31aにより1行分の遅延を受け、ラインメモリ31a
およびラインメモリ31bにより2行分の遅延を受け
る。また、第2画像12は、ラインメモリ31cにより
1行分の遅延を受け、ラインメモリ31cおよびライン
メモリ31dにより2行分の遅延を受ける。そして、各
ラインメモリ31a〜31dの出力は、3つの4×2積
和演算回路32a〜32cに入力する。
Next, the operation will be described. First image 11
Is an image at time t + 1, and the second image 12 is an image at time t, and is input to the gradient calculation circuit 13 by raster scan from two image buses. As shown in FIG. 2, the first image 11 is delayed by one line by the line memory 31a,
And a delay of two rows by the line memory 31b. The second image 12 is delayed by one line by the line memory 31c, and is delayed by two lines by the line memory 31c and the line memory 31d. The outputs of the line memories 31a to 31d are input to three 4 × 2 product-sum operation circuits 32a to 32c.

【0030】ここで、ラインメモリ31b内のデータを
j行目のものとすると、ラインメモリ31a内のデータ
はj+1行目のものである。また、ラインメモリ31d
内のデータをj行目のものとすると、ラインメモリ31
c内のデータはj+1行目のものである。よって、4×
2積和演算回路32aは、入力データに対して図3
(a)に示す係数を掛け、結果の和を取ることにより、
(2)式による濃度勾配Ix を算出する。なお、図3
(a)において、右列の4つの係数はi画素目に対する
係数であり、左列の4つの係数はi+1画素目に対する
係数である。
Here, assuming that the data in the line memory 31b is in the j-th row, the data in the line memory 31a is in the j + 1-th row. Also, the line memory 31d
Is the data of the j-th line, the line memory 31
The data in c is for the (j + 1) th row. Therefore, 4 ×
The two-sum-of-products operation circuit 32a outputs the input data
By multiplying the coefficient shown in (a) and taking the sum of the results,
The concentration gradient Ix is calculated by the equation (2). Note that FIG.
In (a), the four coefficients in the right column are coefficients for the i-th pixel, and the four coefficients in the left column are coefficients for the (i + 1) -th pixel.

【0031】同様に、4×2積和演算回路32bは、入
力データに対して図3(b)に示す係数を掛け、結果の
和を取ることにより、(3)式による濃度勾配Iy を算
出し、4×2積和演算回路32cは、入力データに対し
て図3(c)に示す係数を掛け、結果の和を取ることに
より、(4)式による濃度勾配It を算出する。
(8),(9)式の繰り返し式は、(10),(11)
式のように変形できる。
Similarly, the 4 × 2 product-sum operation circuit 32b multiplies the input data by the coefficient shown in FIG. 3 (b) and obtains the sum of the results to obtain the density gradient I y according to the equation (3). calculated, 4 × 2 sum operation circuit 32c is multiplied by the coefficient shown in FIG. 3 (c) with respect to the input data, by taking the sum of the results to calculate the concentration gradient I t by (4).
The repetition formulas of the formulas (8) and (9) are (10) and (11)
It can be transformed like an equation.

【0032】 u(n+1) ={(α2 +Iy 2 )uav (n) −Ixyav (n) −Ixt } /(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(10) v(n+1) ={(α2 +Ix 2 )vav (n) −Ixyav (n) −Iyt } /(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(11)[0032] u (n + 1) = { (α 2 + I y 2) u av (n) -I x I y v av (n) -I x I t} / (α 2 + Ix 2 + Iy 2) ·· · (10) v (n + 1) = {(α 2 + I x 2) v av (n) -I x I y u av (n) -I y I t} / (α 2 + Ix 2 + Iy 2) ·・ ・ (11)

【0033】繰り返し演算に必要な係数a〜eを以下の
ようにおくことにより、繰り返し式は、(17),(1
8)式のように書ける。
By setting the coefficients a to e required for the repetition operation as follows, the repetition formulas are expressed by (17) and (1).
8) can be written as

【0034】 a=(α2 +Iy 2 )/(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(12) b=Ixy /(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(13) c=(α2 +Ix 2 )/(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(14) d=Ixt /(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(15) e=Iyt /(α2 +Ix 2 +Iy 2 ) ・・・(16)A = (α 2 + I y 2 ) / (α 2 + Ix 2 + Iy 2 ) (12) b = I x I y / (α 2 + Ix 2 + Iy 2 ) (13) c = (α 2 + I x 2) / (α 2 + Ix 2 + Iy 2) ··· (14) d = I x I t / (α 2 + Ix 2 + Iy 2) ··· (15) e = I y I t / (Α 2 + Ix 2 + Iy 2 ) (16)

【0035】 u(n+1) =auav(n) −bvav (n) −d ・・・(17) v(n+1) =cvav(n) −buav (n) −e ・・・(18)[0035] u (n + 1) = au av (n) -bv av (n) -d ··· (17) v (n + 1) = cv av (n) -bu av (n) -e ·・ ・ (18)

【0036】係数演算回路14は、(12)〜(16)
式の演算を行う。図4は、係数演算回路14の構成を示
すブロック図である。図に示すように、乗算器51a〜
51cは、それぞれα2 、Ix 2 、Iy 2 の計算を行
う。また、乗算器52a〜52cは、それぞれIx
y 、Ixt 、Iyt の計算を行う。そして、加算器
53は、α2 +Ix 2 +Iy 2 の計算を行い、加算器5
4a〜54bは、それぞれα2 +Ix 2 、α2 +Iy 2
の計算を行う。
The coefficient operation circuit 14 is composed of (12) to (16)
Performs a formula operation. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the coefficient operation circuit 14. As shown in FIG.
51c performs alpha 2, computation of I x 2, I y 2, respectively. Also, the multiplier 52a~52c each I x I
y, I x I t, the calculation of I y I t do. Then, the adder 53 calculates α 2 + I x 2 + I y 2 , and
4a to 54b represent α 2 + I x 2 and α 2 + I y 2 respectively.
Is calculated.

【0037】図5は動き場u,v演算回路16aの構成
を示すブロック図である。なお、動き場u,v演算回路
16b〜16cの構成も図5に示すものと同じである。
動き場u,v演算回路16aにおいて、初期値u(0)
(0) が入力されると、平均値演算回路61aはu(0)
の8近傍の平均値uav (0) を計算し、平均値演算回路6
1bはv(0) の8近傍の平均値 av (0) を計算する。
FIG. 5 is a block diagram showing the structure of the motion field u, v operation circuit 16a. The configuration of the motion field u, v operation circuits 16b to 16c is the same as that shown in FIG.
In the motion field u, v operation circuit 16a, initial values u (0) ,
When v (0) is input, the average value calculation circuit 61a outputs u (0)
The average value u av (0) in the neighborhood of 8 is calculated, and the average value calculation circuit 6
1b is v (0) average 8-neighborhood of v av (0) Is calculated.

【0038】平均値演算回路61aは例えば図6に示す
ように構成され、u(0) は、ラインメモリ71a〜71
cにより1行〜3行分の遅延が与えられる。そして、ラ
インメモリ71a〜71cの出力が3×3積和演算回路
72に入力する。3×3積和演算回路72は、各ライン
メモリ71a〜71cの出力に対して図7に示す係数を
各画素に掛け、その結果の和をとることにより平均値u
av (0) を算出する。なお、平均値演算回路61bも同様
BR>の構成であり、v(0) に対する平均値vav (0)を算出
する。
The average value calculation circuit 61a is configured as shown in FIG. 6, for example, and u (0) is used for storing the line memories 71a-71.
c gives a delay of one to three rows. Then, the outputs of the line memories 71 a to 71 c are input to the 3 × 3 product-sum operation circuit 72. The 3 × 3 product-sum operation circuit 72 multiplies each pixel by the coefficient shown in FIG. 7 for the output of each of the line memories 71a to 71c, and sums the results to obtain an average value u.
Calculate av (0) . The same applies to the average value calculation circuit 61b.
BR> a configuration of calculating the v mean value for (0) v av (0) .

【0039】この演算において、uav (0) ,vav (0)
は、u(0) ,v(0) に対して2行1画素遅れて平均値演
算回路61a,61bから出力される。そこで、遅延回
路17aは、この遅れに相当する遅延を係数a,b,
c,d,eに与えた後、動き場u,v演算回路16aに
出力する。動き場u,v演算回路16aにおける乗算器
62aは、平均値u av (0) と係数aとを入力し、auav
(0) を算出する。また、乗算器62bは、平均値v av
(0) と係数bとを入力し、bvav (0) を算出する。乗算
器62cは、平均値vav (0) と係数cとを入力し、cv
av (0) を算出する。また、乗算器62dは、平均値uav
(0) と係数bとを入力し、buav (0) を算出する。
In this operation, u av (0) , v av (0)
Are output from the average value calculation circuits 61a and 61b with a delay of two rows and one pixel with respect to u (0) and v (0) . Therefore, the delay circuit 17a calculates a delay corresponding to this delay by coefficients a, b,
After being given to c, d, and e, it is output to the motion field u, v operation circuit 16a. The multiplier 62a in the motion field u, v calculation circuit 16a receives the average value u av (0) and the coefficients a, au av
Calculate (0) . The multiplier 62b calculates the average value v av
(0) and the coefficient b are input, and bv av (0) is calculated. The multiplier 62c receives the average value v av (0) and the coefficient c,
Calculate av (0) . The multiplier 62d calculates the average value u av
(0) and coefficient b are input, and bu av (0) is calculated.

【0040】そして、uv演算器63aは、(19)式
の演算を行いu(1) を算出する。また、uv演算器63
bは、(20)式の演算を行いv(1) を算出する。
Then, the uv calculator 63a performs the operation of the equation (19 ) to calculate u (1) . The uv operation unit 63
b calculates v (1) by performing the operation of equation (20).

【0041】 u(1) =auav (0) −bvav (0) −d ・・・(19) v(1) =cvav (0) −buav (0) −e ・・・(20)U (1) = au av (0) −bv av (0) −d (19) v (1) = cv av (0) −bu av (0) −e (20 ) )

【0042】算出されたu(1) ,v(1) は、次段の動き
場u,v演算回路16bに与えられる。また、動き場
u,v演算回路16bには、2段目の遅延回路17bで
遅延された係数a,b,c,d,eも与えられる。
The calculated u (1) and v (1) are given to the next stage motion field u and v operation circuit 16b. Further, the coefficients a, b, c, d, and e delayed by the second-stage delay circuit 17b are also provided to the motion field u, v operation circuit 16b.

【0043】よって、動き場u,v演算回路16bは、
動き場u,v演算回路16aと同様に動作して、u
(2) ,v(2) を出力する。動き場u,v演算回路16c
には、u(2) ,v(2) と3段目の遅延回路17cで遅延
された係数a,b,c,d,eが入力し、u(3) ,v
(3) が算出される。
Thus, the motion field u, v operation circuit 16b
It operates in the same manner as the motion field u, v operation circuit 16a,
(2) and v (2) are output. Motion field u, v operation circuit 16c
U (2) , v (2) and the coefficients a, b, c, d, and e delayed by the third-stage delay circuit 17c are input to u (3) , v
(3) is calculated.

【0044】以上のようにして、繰り返し回数3のオプ
ティカルフロー演算が実現される。なお、繰り返し回数
を多くしたい場合には、動き場u,v演算回路および遅
延回路の段数を増やしていけばよい。
As described above, the optical flow calculation with the number of repetitions of 3 is realized. If it is desired to increase the number of repetitions, the number of stages of the motion field u, v operation circuit and the delay circuit may be increased.

【0045】実施例2.上記実施例では、異なる時刻に
おける2枚の画像から直接オプティカルフローが演算さ
れている。しかし、例えば、カメラの移動等により背景
に位置ずれが起こると、移動物体のオプティカルフロー
のみならず、背景の相対的移動によるオプティカルフロ
ーも検出されてしまう。そして、移動物体のオプティカ
ルフローの抽出は困難である。
Embodiment 2 FIG. In the above embodiment, an optical flow is directly calculated from two images at different times. However, for example, when a position shift occurs in the background due to the movement of the camera or the like, not only the optical flow of the moving object but also the optical flow due to the relative movement of the background is detected. Then, it is difficult to extract the optical flow of the moving object.

【0046】そこで、図8に示すように、第1画像11
および第2画像12がそれぞれ一旦第1フレームメモリ
91と第2フレームメモリ92に蓄積される構成とす
る。それとともに、第1画像11および第2画像12が
位置合わせ回路93に入力される。位置合わせ回路93
は、背景の位置ずれ量を検出する。そして、位置ずれ補
正信号94によって、第2フレームメモリ92から勾配
演算回路13へのデータ読み出し位置を、背景の位置ず
れがなくなるように制御する。このようにして、背景の
位置ずれによるオプティカルフローの発生は防止され、
移動物体のみによるオプティカルフローが得られる。な
お、位置ずれ補正部は、第1フレームメモリ91、第2
フレームメモリ92および位置合わせ回路93で実現さ
れている。また、勾配演算回路13以降の部分の構成
は、図1に示す構成と同じである。
Therefore, as shown in FIG.
And the second image 12 are temporarily stored in the first frame memory 91 and the second frame memory 92, respectively. At the same time, the first image 11 and the second image 12 are input to the positioning circuit 93. Positioning circuit 93
Detects the amount of background displacement. Then, the position for reading data from the second frame memory 92 to the gradient calculation circuit 13 is controlled by the position shift correction signal 94 so that the position shift of the background is eliminated. In this way, the occurrence of an optical flow due to the displacement of the background is prevented,
An optical flow using only a moving object is obtained. Note that the misalignment correction unit includes the first frame memory 91 and the second frame memory 91.
This is realized by a frame memory 92 and a positioning circuit 93. The configuration of the portion after the gradient calculation circuit 13 is the same as the configuration shown in FIG.

【0047】実施例3.実施例1では、勾配演算回路1
3に第1画像11および第2画像12が入力され、4×
2積和演算回路32a〜32cが空間濃度勾配と時間濃
度勾配を計算していた。しかし、(2)〜(4)式は、
時間的に異なる同じ画素位置の和および差が含まれてい
るので、(21)〜(25)式で表すことができる。
Embodiment 3 FIG. In the first embodiment, the gradient operation circuit 1
3, the first image 11 and the second image 12 are input, and 4 ×
The two-product sum calculation circuits 32a to 32c have calculated the spatial density gradient and the time density gradient. However, equations (2) to (4) are
Since the sum and the difference of the same pixel positions different in time are included, they can be expressed by the equations (21) to (25).

【0048】 Ix ={−g(i,j)+g(i+1,j)−g(i,j+1)+g(i+1,j+1)}/4 ・・・(21) Iy ={−g(i,j)−g(i+1,j)+g(i,j+1)+g(i+1,j+1)}/4 ・・・(22) It ={h(i,j)+h(i+1,j)+h(i,j+1)+h(i+1,j+1)}/4 ・・・(23)I x = {− g (i, j) + g (i + 1, j) −g (i, j + 1) + g (i + 1, j + 1)} / 4 (21) I y = {- g (i , j) -g (i + 1, j) + g (i, j + 1) + g (i + 1, j + 1)} / 4 ··· (22) I t = {H (i, j) + h (i + 1, j) + h (i, j + 1) + h (i + 1, j + 1)} / 4 (23)

【0049】 g(i,j)=I(i,j,t+1) +I(i,j,t) g(i+1,j)=I(i+1,j,t+1) +I(i+1,j,t) g(i,j+1)=I(i,j+1,t+1) +I(i,j+1,t) g(i+1,j+1)=I(i+1,j+1,t+1) +I(i+1,j+1,t) ・・・(24)G (i, j) = I (i, j, t + 1) + I (i, j, t) g (i + 1, j) = I (i + 1, j, t + 1) + I (i + 1, j, t) g (i, j + 1) = I (i, j + 1, t + 1) + I (i, j + 1, t) g (i + 1, j + 1) = I (i + 1, j + 1, t + 1) + I (i + 1, j + 1, t) (24)

【0050】 h(i,j)=I(i,j,t+1) −I(i,j,t) h(i+1,j)=I(i+1,j,t+1) −I(i+1,j,t) h(i,j+1)=I(i,j+1,t+1) −I(i,j+1,t) h(i+1,j+1)=I(i+1,j+1,t+1) −I(i+1,j+1,t) ・・・(25)H (i, j) = I (i, j, t + 1) −I (i, j, t) h (i + 1, j) = I (i + 1, j, t + 1) −I (i + 1, j, t) h (i, j + 1) = I (i, j + 1, t + 1) −I (i, j + 1, t) h (i + 1, j +1) = I (i + 1, j + 1, t + 1) -I (i + 1, j + 1, t) (25)

【0051】すなわち、2枚の画像の和および差をあら
かじめ計算しておけば、勾配演算回路13における積和
演算回路は2×2のものでよい。図9は、そのような考
え方にもとづくこの発明の第3の実施例によるオプティ
カルフロー演算回路における勾配演算回路13の構成を
示すブロック図である。図に示すように、加算器101
は(24)式の演算を行い、減算器102は(25)式
の演算を行う。
That is, if the sum and difference of the two images are calculated in advance, the product-sum operation circuit in the gradient operation circuit 13 may be 2 × 2. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the gradient operation circuit 13 in the optical flow operation circuit according to the third embodiment of the present invention based on such a concept. As shown in FIG.
Performs the operation of Expression (24), and the subtractor 102 performs the operation of Expression (25).

【0052】加算器101の出力は、ラインメモリ31
aおよびラインメモリ31bで1行分または2行分の遅
延を受ける。また、減算器102出力は、ラインメモリ
31cおよびラインメモリ31dで1行分または2行分
の遅延を受ける。ラインメモリ31aおよびラインメモ
リ31bの出力は2×2積和演算回路103a,103
bに入力され、ラインメモリ31cおよびラインメモリ
31d出力は2×2積和演算回路103cに入力され
る。
The output of the adder 101 is supplied to the line memory 31
a and the line memory 31b are delayed by one or two rows. The output of the subtracter 102 is delayed by one or two lines in the line memories 31c and 31d. The outputs of the line memories 31a and 31b are 2 × 2 multiply-accumulate circuits 103a and 103
b, the output of the line memory 31c and the output of the line memory 31d are input to the 2 × 2 product-sum operation circuit 103c.

【0053】そして、2×2積和演算回路103a,1
03b,103cは、それぞれ図10(a),(b),
(c)に示す係数を掛け、結果の和を取ることにより、
それぞれ(21),(22),(23)式によるIx
y ,It を算出する。
Then, the 2 × 2 product-sum operation circuit 103a, 1
03b and 103c are shown in FIGS. 10 (a), (b),
By multiplying by the coefficient shown in (c) and taking the sum of the results,
I x , by equations (21), (22) and (23), respectively.
I y, to calculate the I t.

【0054】実施例4.実施例1では、係数演算回路1
4は、(12)〜(16)式に従って係数を演算してい
る。ここで、第1画像および第2画像がそれぞれ8ビッ
トで表現されているとすると、勾配演算回路13の出力
は、9ビットの符号付き整数となる。また、定数αが最
大8ビットで入力されるとすると、符号を考慮してα
2 ,Ix 2,Iy 2 はそれぞれ16ビット、Ixy
xt ,Iyt はそれぞれ17ビットの整数とな
る。さらに、α2 +Ix 2 +Iy 2 は18ビット、α2
+Ix 2 ,α2 +Iy 2 はそれぞれ17ビットを必要と
し、内部的なデータ量が増加する。
Embodiment 4 FIG. In the first embodiment, the coefficient calculation circuit 1
No. 4 calculates coefficients according to the equations (12) to (16). Here, assuming that the first image and the second image are each represented by 8 bits, the output of the gradient calculation circuit 13 is a 9-bit signed integer. Also, if the constant α is input with a maximum of 8 bits, α is considered in consideration of the sign.
2 , I x 2 and I y 2 are each 16 bits, I x I y ,
I x I t, I y I t are each a 17-bit integer. Further, α 2 + I x 2 + I y 2 is 18 bits, α 2
Each of + I x 2 and α 2 + I y 2 requires 17 bits, and the internal data amount increases.

【0055】ここで、係数演算回路14における演算は
最終的には比演算であることに着目し、オプティカルフ
ローの値が入力画像と同程度の階調を持てばよい事を考
慮すると、各係数は8ビット程度の有効桁を持てばよい
ことになる。そこで、α,Ix ,Iy ,It のうち絶対
値が最大のものが4ビット程度の数値のものになるよう
に各値をシフトすればよい。すなわち、図11に示すビ
ット数削減回路を図1に示す構成における勾配演算回路
13と係数演算回路14との間に置けばよい。
Here, paying attention to the fact that the calculation in the coefficient calculation circuit 14 is finally a ratio calculation, and considering that the value of the optical flow should have the same gradation as that of the input image, each coefficient is calculated. Need only have an effective digit of about 8 bits. Accordingly, α, I x, I y , may be shifted each value as absolute value of I t is maximum is that of figures about 4 bits. That is, the bit number reduction circuit shown in FIG. 11 may be placed between the gradient operation circuit 13 and the coefficient operation circuit 14 in the configuration shown in FIG.

【0056】ビット数削減回路における最大値検出回路
121は、α,Ix ,Iy ,It のうち絶対値が最大の
ものを検出する。そして、最大値をシフト量決定回路1
22に出力する。シフト量決定回路122は、その最大
値の最上位の「1」が4ビット目にくるようにシフト量
を決定し、それを各シフト回路124a〜124dに与
える。各シフト回路124a〜124dは、シフト量に
従って、それぞれα,Ix ,Iy ,It をシフトしビッ
ト数を減じたαs ,Ixs,Iys ts を出力する。
[0056] The maximum value detecting circuit 121 in the number of bit reduction circuit, alpha, absolute value of I x, I y, I t detects the maximum one. Then, the maximum value is determined by the shift amount determination circuit 1
22. The shift amount determining circuit 122 determines a shift amount such that the highest-order "1" of the maximum value is at the fourth bit, and supplies the shift amount to each of the shift circuits 124a to 124d. Each shift circuit 124a~124d according shift amount, respectively α, I x, I y, s α obtained by subtracting the number of bits by shifting the I t, I xs, I ys , and outputs the I ts.

【0057】そして、この場合には、図4に示す係数演
算回路14は、α,Ix ,Iy ,It に代えてα s ,I
xs ,I ys ,I ts ついて係数演算を行う。よって、乗算
器51a〜51c,52a〜52cおよび加算器53,
54a,54bのビット数は削減される。また、除算器
55a〜55eにおける除算の分子、分母ともにビット
数が削減され構成は簡単になる。なお、除算について
は、分子、分母を入力アドレスとし除算結果を出力とす
るROMによる変換テーブルで実現してもよく、その場
合には、処理がより高速化される。
[0057] In this case, the coefficient calculation circuit 14 shown in FIG. 4, alpha, I x, I y, instead of I t α s, I
xs, performs coefficient computation with I ys, the I ts. Therefore, the multipliers 51a to 51c and 52a to 52c and the adder 53,
The number of bits of 54a and 54b is reduced. Further, the number of bits is reduced for both the numerator and denominator of the division in the dividers 55a to 55e, and the configuration is simplified. Note that the division may be realized by a conversion table using a ROM in which the numerator and denominator are input addresses and the division result is output, and in that case, the processing speed is further increased.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、オプティカルフロー演算回路を、係数演算回路が
あらかじめ必要な各係数を演算し、遅延回路がそれらの
係数を遅延させて各動き場u,v演算回路のパイプライ
ン的演算を可能とする構成としたので、メモリを必要と
せず、かつ、従来の場合に比べて高速にオプティカルフ
ローの演算を実行でき、実時間でオプティカルフローを
求めることができるものが得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the optical flow arithmetic circuit calculates the necessary coefficients in advance by the coefficient arithmetic circuit, and the delay circuit delays those coefficients by the delay circuit. Since the motion field u, v operation circuit is configured to be capable of pipeline operation, no memory is required, and the optical flow operation can be executed faster than in the conventional case, and the optical flow can be executed in real time. There is an effect that what can be obtained is obtained.

【0059】請求項2記載の発明によれば、オプティカ
ルフロー演算回路を、位置ずれ補正部が2枚の画像間の
背景の位置ずれをを補正する構成としたので、背景の動
きによるオプティカルフローの発生を防止でき、画像中
の移動体のみのオプティカルフローを求めることができ
るものが得られる効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the optical flow calculation circuit has a configuration in which the position shift correction unit corrects the position shift of the background between the two images. This has the effect of preventing occurrence and obtaining an optical flow of only the moving object in the image.

【0060】請求項3記載の発明によれば、オプティカ
ルフロー演算回路を、2枚の画像における同じ位置の画
素間の加算値と減算値とを算出した後にそれらの画像の
間の空間濃度勾配と時間濃度勾配とを演算する構成とし
たので、勾配演算回路の構成を簡略化できるものが得ら
れる効果がある。
According to the third aspect of the present invention, the optical flow calculation circuit calculates an addition value and a subtraction value between pixels at the same position in two images and then calculates the spatial density gradient between the images. Since the configuration for calculating the time-density gradient is used, there is an effect that the configuration of the gradient calculation circuit can be simplified.

【0061】そして、請求項4記載の発明によれば、オ
プティカルフロー演算回路を、ビット数低減回路が勾配
演算回路の各出力と係数演算の重み定数とのビット数を
低減する構成としたので、係数演算回路の構成を簡略化
できるものが得られる効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the optical flow operation circuit has a configuration in which the bit number reduction circuit reduces the number of bits between each output of the gradient operation circuit and the weight constant of the coefficient operation. There is an effect that a configuration that can simplify the configuration of the coefficient operation circuit is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例によるオプティカルフロー
演算回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical flow operation circuit according to one embodiment of the present invention.

【図2】勾配演算回路の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a gradient calculation circuit.

【図3】4×2積和演算回路における係数を示す説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing coefficients in a 4 × 2 product-sum operation circuit.

【図4】係数演算回路の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a coefficient operation circuit.

【図5】動き場u,v演算回路の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a motion field u, v operation circuit.

【図6】平均値演算回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an average value calculation circuit.

【図7】平均値演算回路の2×2積和演算回路における
係数を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing coefficients in a 2 × 2 product-sum operation circuit of the average value operation circuit.

【図8】この発明の他の実施例によるオプティカルフロ
ー演算回路の要部示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a main part of an optical flow operation circuit according to another embodiment of the present invention.

【図9】勾配演算回路の他の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing another configuration of the gradient operation circuit.

【図10】図9における2×2積和演算回路における係
数を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing coefficients in a 2 × 2 product-sum operation circuit in FIG. 9;

【図11】ビット数低減回路の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a bit number reduction circuit.

【図12】従来のオプティカルフロー演算回路の構成を
示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical flow operation circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 勾配演算回路 14 係数演算回路 16a〜16c 動き場u,v演算回路 17a〜17c 遅延回路 91 第1フレームメモリ(位置ずれ補正部) 92 第2フレームメモリ(位置ずれ補正部) 93 位置合わせ回路(位置ずれ補正部) 121 最大値検出回路(ビット数低減回路) 122 シフト量決定回路(ビット数低減回路) 124a〜124d シフト回路(ビット数低減回路) Reference Signs List 13 gradient calculation circuit 14 coefficient calculation circuit 16a to 16c motion field u, v calculation circuit 17a to 17c delay circuit 91 first frame memory (position shift correction section) 92 second frame memory (position shift correction section) 93 positioning circuit ( Position shift correction unit) 121 Maximum value detection circuit (bit number reduction circuit) 122 Shift amount determination circuit (bit number reduction circuit) 124a to 124d Shift circuit (bit number reduction circuit)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 異なる時刻における2枚の画像を入力
し、それらの画像の間の空間濃度勾配と時間濃度勾配と
を演算する勾配演算回路と、前記勾配演算回路の各出力
からオプティカルフローの繰り返し演算の係数を演算す
る係数演算回路と、前記係数演算回路の出力を用いてオ
プティカルフローを表す動き場を演算する縦列に接続さ
れた複数の動き場u,v演算回路と、前記係数演算回路
の出力を遅延させてその出力と各動き場u,v演算回路
の演算とを同期させる遅延回路とを備えたオプティカル
フロー演算回路。
1. A gradient calculation circuit for inputting two images at different times and calculating a spatial density gradient and a time density gradient between the images, and repeating an optical flow from each output of the gradient calculation circuit A coefficient calculation circuit for calculating a coefficient of calculation, a plurality of motion fields u and v calculation circuits connected in tandem for calculating a motion field representing an optical flow using an output of the coefficient calculation circuit; An optical flow arithmetic circuit including a delay circuit for delaying an output and synchronizing the output with the operation of each motion field u, v arithmetic circuit.
【請求項2】 異なる時刻における2枚の画像を入力
し、それらの画像間の背景の位置ずれを検出し、その位
置ずれを補正する位置ずれ補正部と、前記位置ずれ補正
部が補正した2枚の画像を入力し、それらの画像の間の
空間濃度勾配と時間濃度勾配とを演算する勾配演算回路
と、前記勾配演算回路の各出力からオプティカルフロー
の繰り返し演算の係数を演算する係数演算回路と、前記
係数演算回路の出力を用いてオプティカルフローを表す
動き場を演算する縦列に接続された複数の動き場u,v
演算回路と、前記係数演算回路の出力を遅延させてその
出力と各動き場u,v演算回路の演算とを同期させる遅
延回路とを備えたオプティカルフロー演算回路。
2. A position shift correcting unit for inputting two images at different times, detecting a position shift of a background between the images, and correcting the position shift, and correcting the position shift by the position shift correcting unit. A gradient calculation circuit for inputting a plurality of images and calculating a spatial density gradient and a time density gradient between the images, and a coefficient calculation circuit for calculating a coefficient of an optical flow repetition calculation from each output of the gradient calculation circuit And a plurality of motion fields u, v connected in cascade for calculating a motion field representing an optical flow using an output of the coefficient operation circuit.
An optical flow calculation circuit comprising: a calculation circuit; and a delay circuit for delaying an output of the coefficient calculation circuit and synchronizing the output with the calculation of each motion field u, v calculation circuit.
【請求項3】 異なる時刻における2枚の画像を入力
し、それらの画像における同じ位置の画素間の加算値と
減算値とを算出した後、それらの画像の間の空間濃度勾
配と時間濃度勾配とを演算する勾配演算回路と、前記勾
配演算回路の各出力からオプティカルフローの繰り返し
演算の係数を演算する係数演算回路と、前記係数演算回
路の出力を用いてオプティカルフローを表す動き場を演
算する縦列に接続された複数の動き場u,v演算回路
と、前記係数演算回路の出力を遅延させてその出力と各
動き場u,v演算回路の演算とを同期させる遅延回路と
を備えたオプティカルフロー演算回路。
3. After two images at different times are input, an addition value and a subtraction value between pixels at the same position in the images are calculated, and a spatial density gradient and a time density gradient between the images are calculated. , A coefficient operation circuit for calculating the coefficient of the optical flow repetition operation from each output of the gradient operation circuit, and a motion field representing the optical flow using the output of the coefficient operation circuit. An optical system comprising: a plurality of motion field u, v operation circuits connected in tandem; and a delay circuit for delaying the output of the coefficient operation circuit and synchronizing the output with the operation of each motion field u, v operation circuit. Flow operation circuit.
【請求項4】 異なる時刻における2枚の画像を入力
し、それらの画像の間の空間濃度勾配と時間濃度勾配と
を演算する勾配演算回路と、前記勾配演算回路の各出力
と係数演算の重み定数とのビット数を低減するビット数
低減回路と、前記ビット数低減回路の各出力からオプテ
ィカルフローの繰り返し演算の係数を演算する係数演算
回路と、前記係数演算回路の出力を用いてオプティカル
フローを表す動き場を演算する縦列に接続された複数の
動き場u,v演算回路と、前記係数演算回路の出力を遅
延させてその出力と各動き場u,v演算回路の演算とを
同期させる遅延回路とを備えたオプティカルフロー演算
回路。
4. A gradient calculation circuit for inputting two images at different times and calculating a spatial density gradient and a time density gradient between the images, and outputs of the gradient calculation circuit and weights for coefficient calculation. A bit number reduction circuit that reduces the number of bits with a constant, a coefficient calculation circuit that calculates a coefficient of an optical flow repetition calculation from each output of the bit number reduction circuit, and an optical flow using the output of the coefficient calculation circuit. A plurality of motion field u, v operation circuits connected in a column for calculating the motion field to be represented; and a delay for delaying the output of the coefficient operation circuit and synchronizing the output with the operation of each motion field u, v operation circuit. An optical flow operation circuit comprising a circuit.
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