JP3019787B2 - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

動きベクトル検出装置

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    • G06T2207/10016—Video; Image sequence

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動画像の予測符号
化処理において、画像の動き補償のために用いられる動
きベクトルを検出する装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の動きベクトル検出方法お
よび動きベクトル検出装置においては、予測符号化を行
う、ある画像を、複数のブロック（たとえば、水平方向
１６画素垂直方向１６画素のデータ）に分割し、各々の
ブロック（基準ブロック）に対して、参照画像のなか
で、前記基準ブロックの画像データ上の水平位置および
垂直位置に相当する位置を中心として、予め定めた探索
範囲（この探察範囲で探索する際に必要な参照画像内の
領域を「参照領域」という）のなかで、ブロックマッチ
ング処理を行い、所定の評価関数の値が最も小さい位置
を特定し、動きベクトルを得る、ようにしたものであ
り、動きベクトルをより正確に求める、ことを目的とし
ている。
【０００３】動きベクトル検出装置の従来技術として、
例えば特開昭６１−２０１５８３号公報には、動きベク
トルの探索範囲を、現フレームから時間的に前のフレー
ムで検出された動きベクトル変化量応じて制限する制限
値を設け、その動きベクトル変化量が制限値を超えた場
合にはこの制限値を出力する、ようにした構成が提案さ
れている。
【０００４】また、特開平５−３２８３３３号公報に
は、予め動きベクトルの探索範囲あるいは参照領域の位
置が異なったいくつかの参照領域を用意し、現フレーム
から時間的に前のフレームで検出された動きベクトル変
化量に応じて、いくつかの参照領域の１つを選択する動
きベクトル検出装置が提案されている。
【０００５】さらに特開平７−２０３４５７号公報に
は、ブロックマッチング処理において、差の絶対値累算
処理を並列に実行することで、演算のための信号のバッ
ファを小さくし、処理の高速化を図る動きベクトル検出
装置が提案されている。
【０００６】そして特開平７−２５０３２８号公報に
は、少ないハードウェア量で複数の予測モードに従って
高速に動き画像予測補償に用いられる動きベクトルを検
出することができる動きベクトル検出装置の構成が提案
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した動きベクトル
検出の従来技術は下記記載の問題点を有している。
【０００８】（１）第１の問題点は、動きベクトルの探
索範囲又は参照領域を、現フレームから時間的に前のフ
レームで検出された動きベクトル変化量に応じて、制限
する制限値を設ける、従来の動きベクトル検出装置にお
いては、装置の低消費電力化が図れない、ということで
ある。
【０００９】その理由は、例えば上記特開昭６１−２０
１５８３号公報に記載の動きベクトル検出装置において
は、参照領域に制限値を設けるのみで、実際に、ブロッ
クマッチング処理を行う演算量と演算時間を削減するこ
とができない。すなわち、演算量と演算時間が削減でき
ないため、装置の消費電力を低下できない。
【００１０】また、演算時間を削減できない理由は、ブ
ロックマッチング処理を行う装置が、例えば特開平７−
２０３４５７号公報や、特開平７−２５０３２８号公報
のように、並列処理を用いて処理時間を削減するのに対
し、制限値を設けると、前記の並列処理の並列度が減少
し、結果として、演算時間を削減できない、ことによ
る。
【００１１】（２）第２の問題点は、予め動きベクトル
の探索範囲すなわち参照ブロックの参照領域の位置が異
なったいくつかの参照領域を用意し、現フレームから時
間的に前のフレームで検出された動きベクトル変化量に
応じて、いくつかの参照領域の１つを選択するという従
来の動きベクトル検出装置（特開平５−３２８３３３号
公報）においては、正確な動きベクトルが得られない、
ということである。
【００１２】その理由は、予め用意された参照領域から
最適な参照領域を選ぶという方法では、例えば、ある１
つ以上の物体が動くというような、複雑な画像データで
ある場合、物体の動く方向が一意に決定できないため、
予め用意されたいくつかの参照領域から最適な参照領域
を選ぶことはできない。
【００１３】また、例えば上記特開平５−３２８３３３
号公報に記載の装置においては、参照領域の大きさ、又
は形が、すべて予め決まった大きさでなければ、ブロッ
クマッチング処理を行う装置の並列度を低下させてしま
う。したがって、参照領域の形が制限され、適切な参照
領域を用いることができないため、正確な動きベクトル
が得られない。
【００１４】（３）第３の問題点は、ブロックマッチン
グ処理において、差の絶対値累算処理を並列に実行する
ことで、演算のための信号のバッファを小さくし、処理
の高速化を図る動きベクトル検出装置（特開平７−２０
３４５７号公報）において、差の絶対値累算処理を並列
に実行するブロックマッチング回路のハードウェア量が
増加し、結果として面積の増加と消費電力が増加する、
ということである。
【００１５】その理由は、並列度を向上のため各演算ユ
ニットに常に有効なデータが投入されるように、例えば
上記特開平７−２０３４５７号公報や上記特開平７−２
５０３２８号公報に記載の動きベクトル検出装置におい
ては、ブロックマッチング回路を構成する最小単位であ
る演算ユニットに参照領域のデータを入力するために接
続される配線の量が膨大となり、このため配線のための
面積が非常に大きくなる。
【００１６】また、例えば上記特開平７−２０３４５７
号公報や特開平７−２５０３２８号公報に記載の動きベ
クトル検出装置においては、差の絶対値累算の最小値を
判定する最小値判定回路から前記の各演算ユニットへ接
続される配線数が多いため、配線のための面積が非常に
大きくなる、という問題も有している。
【００１７】（４）第４の問題点は、ブロックマッチン
グ処理において、差の絶対値累算処理を並列に実行する
ことで、演算のための信号のバッファを小さくし、処理
の高速化を図る動きベクトル検出装置において、参照領
域の大きさ、または形を変えた場合、差の絶対値累算処
理を並列に実行するブロックマッチング回路のハードウ
ェア量が増加し、結果として面積の増加と消費電力が増
加する、ということである。また、この時、並列度が減
少してしまう、という問題点も有している。
【００１８】その理由は、ブロックマッチング回路を構
成する最小単位である演算ユニットに、つねに有効なデ
ータを投入するために接続される配線の量が膨大する、
ためである。
【００１９】また、前記演算ユニットに投入するデータ
の順序が、参照領域の大きさや形により大きく変化し、
データを参照領域のデータが格納された記憶部から読み
込むための処理が複雑になる。結果として、そのための
面積が増加し、電力も増加してしまう。
【００２０】（５）第５の問題点は、複数の予測モード
に従って高速に動き画像予測補償に用いられる動きベク
トルを検出することができるようにした動きベクトル検
出装置において、ブロックマッチング回路の面積が大き
くなる、ということである。
【００２１】その理由は、例えば特開平７−２５０３２
８号公報に記載の装置のように、差の絶対値累算の最小
値を判定する最小値判定回路から各演算ユニットへ接続
される配線数が多いため、配線のための面積が非常に大
きくなるためである。
【００２２】また、ブロックマッチング回路に必要とさ
れるＦＩＦＯ（先入れ先出しメモリ）の段数が大きくな
るためでもある。
【００２３】ここで、本発明が主題とする動きベクトル
検出方法及び装置の用語を定義しておく。本発明が対象
とする動きベクトル検出方法および動きベクトル検出装
置は、後述するように、予測符号化を行うある画像を、
複数のブロック（例えば水平方向１６画素垂直方向１６
画素のデータ）に分割し、各々のブロック（「基準ブロ
ック」という）に対して、参照画像のなかで、前記の基
準ブロックの画像データ上の水平位置および垂直位置に
相当する位置からある定めた量だけ移動した位置を中心
として、ある探索範囲（この探索範囲で探索する際に必
要な参照画像内の領域を「参照領域」という）のなか
で、ブロックマッチング処理を行い、予め定めた評価関
数の値が最も小さい位置を特定し、動きベクトルを得る
ものである。そして、参照領域内で、ブロックマッチン
グ処理を行う際、基準ブロックと比較されるブロックを
「参照ブロック」という。
【００２４】したがって、本発明は、上記した問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、低消費電力、
及び省面積を達成すると共に、精度の高い、動きベクト
ルを求めることを可能とした動きベクトル検出装置及び
方法を提供することにある。
【００２５】本発明の他の目的は、ブロックマッチング
処理において、並列処理を適用した場合、その並列度が
減少しない動きベクトルを検出する方法、およびその動
きベクトル検出装置を提供することにある。
【００２６】また本発明の他の目的は、省面積で複数の
予測モードの動きベクトルを得ることができる方法、お
よびその動きベクトル検出装置を提供することにある。
【００２７】さらに本発明の他の目的は、参照領域の大
きさおよび形によらず省面積で実現できる、動きベクト
ルを検出する方法、およびその動きベクトル検出装置を
提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ある基準ブロックに対して、参照領域内
の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動
きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、
動きベクトル検出装置を搭載するシステムの負荷を観測
する観測手段を具備し、前記システムの負荷量に応じ
て、参照領域の形、及び大きさのうちの少なくとも一つ
を変える、ことを特徴とする
【００２９】また、本発明は、ある基準ブロックに対し
て、参照領域内の参照ブロックとのブロックマッチング
処理を行い、動きベクトルを検出する動きベクトル検出
装置において、第１のデータバスから得られる基準ブロ
ック内のデータと、水平方向に延在する第２のデータバ
ス又は垂直方向に延在する第３のデータバスからセレク
タを通して選択して得られる参照ブロック内のデータ
と、の差分絶対値演算を行う差分絶対値演算手段と、前
記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポー
トから得られるデータを加算し、第２のデータポートに
出力する加算手段と、を備えてなる演算ユニットと、前
記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、２
次元アレイ状に接続し、各行の演算ユニットの隣り合っ
た前記第１のデータポートと前記第２のデータポートを
接続し、かつ、Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータバスを接続
してなる１本以上の第４のデータバスと、Ｎ本の前記第
２のデータバスと、Ｍ本の前記第３のデータバスと、を
具備する演算器アレイと、前記演算器アレイのＮ本の前
記第２のデータバスを２つのグループに分割し、２種類
のデータを入力できるようにした第１のセレクタ群と、
前記演算器アレイのＭ本の前記第３のデータバスを２つ
のグループに分割し、２種類のデータを入力できるよう
にした第２のセレクタ群と、を具備することを特徴とす
る。
【００３０】さらに、本発明は、ある基準ブロックに対
して、参照領域内の参照ブロックとのブロックマッチン
グ処理を行い、動きベクトルを検出する動きベクトル検
出装置において、第１のデータバスから得られる基準ブ
ロック内のデータと、水平方向に延在する第２のデータ
バス又は垂直方向に延在する第３のデータバスからセレ
クタを通して選択して得られる参照ブロック内のデータ
と、の差分絶対値演算を行う差分絶対値演算手段と、前
記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポー
トから得られるデータを加算し、第２のデータポートに
出力する加算手段と、を備えてなる演算ユニットと、前
記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、２
次元アレイ状に接続し、Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータバ
スを接続した１本以上の第４のデータバスと、かつＮ本
の前記第２のデータバスと、Ｍ本の前記第３のデータバ
スを備えた演算器アレイを具備し、前記演算ユニットの
第１のデータポートと第２のデータポートの接続に対
し、前記演算器アレイの１行目からＮ／２行目までにお
ける奇数行の演算ユニット、１行目からＮ／２行目まで
における偶数行の演算ユニット、Ｎ／２＋１行目からＮ
行目までにおける奇数行の演算ユニット、Ｎ／２＋１行
目からＮ行目までにおける偶数行の演算ユニットの、４
種類に分類し、１行目からＮ／２行目までにおける奇数
行の前記演算ユニットにおいて、隣り合った第１のデー
タポートと第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端
の第２のポートと２行下の左端の第１のポートをそれぞ
れ接続し、１行目からＮ／２行目までにおける偶数行の
前記演算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポ
ートと第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第
２のポートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接
続し、Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける奇数行の
前記演算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポ
ートと第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第
２のポートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接
続し、Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の
前記演算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポ
ートと第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第
２のポートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接
続してなる、ことを特徴とする。
【００３１】そして、本発明は、ある基準ブロックに対
して、参照領域内の参照ブロックとのブロックマッチン
グ処理を行い、動きベクトルを検出する動きベクトル検
出装置において、第１のデータバスから得られる基準ブ
ロック内のデータと、水平方向に延在する第２のデータ
バス又は垂直方向に延在する第３のデータバスからセレ
クタを通して選択して得られる参照ブロック内のデータ
と、の差分絶対値演算を行う差分絶対値演算手段と、前
記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポー
トから得られるデータを加算し、第２のデータポートに
出力する加算手段と、を備えてなる演算ユニットと、前
記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、２
次元アレイ状に接続し、Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータバ
スを接続した１本以上の第４のデータバスと、かつＮ本
の前記第２のデータバスと、Ｍ本の前記第３のデータバ
スを待つ演算器アレイを具備し、前記演算ユニットの第
１のデータポートと第２のデータポートの接続に対し、
演算器アレイの１行目からＮ／２行目までにおける奇数
行の演算ユニット、１行目からＮ／２行目までにおける
偶数行の演算ユニット、Ｎ／２＋１行目からＮ行目まで
における奇数行の演算ユニット、Ｎ／２＋１行目からＮ
行目までにおける偶数行の演算ユニットの、４種類に分
類し、１行目からＮ／２行目までにおける奇数行の前記
演算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポート
と第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２の
ポートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続
し、１行目からＮ／２行目までにおける偶数行の前記演
算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、
Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける奇数行の前記演
算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、
Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の前記演
算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、
前記演算器アレイのＮ本の第２のデータバスを２つのグ
ループに分割し、２種類のデータを入力できるようにし
たセレクタと、前記演算器アレ イのＭ本の第３のデータ
バスを２つのグループに分割し、２種類のデータを入力
できるようにしたセレクタと、を具備することを特徴と
する。
【００３２】また、本発明に係る動きベクトル検出方法
は、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参照ブロ
ックとのブロックマッチング処理を行い、動きベクトル
を検出する、動きベクトル検出方法において、過去の動
きベクトルの履歴に応じて、参照領域の形、大きさ、ま
たは位置を変えるものである。
【００３３】さらに本発明に係る動きベクトル検出方法
は、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参照ブロ
ックとのブロックマッチング処理を行い、動きベクトル
を検出する動きベクトル検出方法において、動きベクト
ル検出装置を搭載するシステムの負荷を観測し、前記シ
ステムの負荷量に応じて、参照領域の形、大きさ、及び
位置のうち少なくとも一つを変えることを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。
【００３５】本発明は、その好ましい実施の形態におい
て、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参照ブロ
ックとのブロックマッチング処理を行い、動きベクトル
を検出する動きベクトル検出装置において、過去の動き
ベクトルの履歴に応じて、参照領域の形、大きさ、また
は位置を変える手段（図１の３，４，５、図１２、図１
３参照）を有する。
【００３６】また、本発明においては、その好ましい実
施の形態において、ある基準ブロックに対して、参照領
域内の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行
い、動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置にお
いて、過去の動きベクトルの情報を保存する第１の記憶
手段（図１の５）と、参照領域内でブロックマッチング
処理を行う領域を指定する情報を保存する第２の記憶手
段（図１の４、および図１２の１２０３参照）を具備
し、過去の動きベクトルの履歴に応じて、参照領域の
形、または大きさ、または位置を変える手段（図１の
３，４）を有する。
【００３７】また、本発明は、その好ましい実施の形態
において、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参
照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出装置において、過去
の動きベクトルの情報を保存する第１の記憶手段（図１
の５）と、参照領域内でブロックマッチング処理を行う
領域を指定する情報を保存する第２の記憶手段（図１の
４、図１３の１２０３参照）と、参照領域内で有効なデ
ータか否かのビットマップ情報を保存する第３の記憶手
段（図１の４、図１３の１２０４参照）を具備し、過去
の動きベクトルの履歴に応じて、参照領域の形、または
大きさ、または位置を変える手段（図１の３，４）を有
する。
【００３８】さらに、本発明は、その好ましい実施の形
態において、ある基準ブロックに対して、参照領域内の
参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、動
きベクトル検出装置を搭載するシステムの負荷量を観測
する観測手段を具備し、前記システムの負荷量に応じ
て、参照領域の形、または大きさ、または位置を変える
手段（図１の３，５）を有する。
【００３９】そして、本発明は、その好ましい実施の形
態においては、ある基準ブロックに対して、参照領域内
の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動
きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、
Ｃバスから得られる基準ブロック内のデータＣと、Ｒh
バスあるいはＲvバスから得られる参照ブロック内のデ
ータＲとの差分絶対値演算を行う差分絶対値演算器と、
前記差分絶対値演算の結果と、Ｄiポートから得られる
データとの加算し、Ｄoポートに出力する加算器からな
る演算ユニット（図２参照）と、演算ユニットをＭ×Ｎ
個用意しかつＭ×Ｎの２次元状に接続し、Ｍ本のＲhと
Ｎ本のＲvバスとを具備する演算器アレイ（図４、図５
参照）と、前記演算器アレイのＭ本のＲhバスを２つの
グループに分割し、２種類のデータを入力できるように
したセレクタと、前記演算器アレイのＮ本のＲvバスを
２つのグループに分割し、２種類のデータを入力できる
ようにしたセレクタを有する。
【００４０】また、本発明は、その好ましい実施の形態
において、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参
照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出装置において、Ｃバ
スから得られる基準ブロック内のデータＣと、Ｒバスか
ら得られる参照ブロック内のデータＲとの差分絶対値演
算を行う差分絶対値演算器と、前記差分絶対値演算の結
果と、Ｄiポートから得られるデータとの加算し、Ｄoポ
ートに出力する加算器からなる演算ユニット（図２参
照）と、前記演算ユニットをＭ×Ｎ個用意しかつＭ×Ｎ
の２次元状に接続し、１行目からＮ／２行目までで奇数
行の演算ユニットにおいて、直線状にＤiポートとＤoポ
ートをそれぞれ接続し、１行目からＮ／２行目までで偶
数行の演算ユニットにおいて、直線状にＤiポートとＤo
ポートをそれぞれ接続し、Ｎ／２＋１行目からＮ行目ま
でで奇数行の演算ユニットにおいて、直線状にＤiポー
トとＤoポートをそれぞれ接続し、Ｎ／２＋１行目から
Ｎ行目までで偶数行の演算ユニットにおいて、直線状に
ＤiポートとＤoポートをそれぞれ接続すること手段（図
４、図５参照）を有する。
【００４１】また、本発明は、その好ましい実施の形態
において、ある基準ブロックに対して、参照領域内の参
照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動きベ
クトルを検出する動きベクトル検出装置において、Ｃバ
スから得られる基準ブロック内のデータＣと、Ｒhバス
あるいはＲvバスから得られる参照ブロック内のデータ
Ｒとの差分絶対値演算を行う差分絶対値演算器と、前記
差分絶対値演算の結果と、Ｄiポートから得られるデー
タとの加算し、Ｄoポートに出力する加算器からなる演
算ユニット（図２参照）と、前記演算ユニットをＭ×Ｎ
個用意しかつＭ×Ｎの２次元状に接続し、１行目からＮ
／２行目までで奇数行の演算ユニットにおいて、直線状
にＤiポートとＤoポートをそれぞれ接続し、１行目から
Ｎ／２行目までで偶数行の演算ユニットにおいて、直線
状にＤiポートとＤoポートをそれぞれ接続し、Ｎ／２＋
１行目からＮ行目までで奇数行の演算ユニットにおい
て、直線状にＤiポートとＤoポートをそれぞれ接続し、
Ｎ／２＋１行目からＮ行目までで偶数行の演算ユニット
において、直線状にＤiポートとＤoポートをそれぞれ接
続し、Ｍ本のＲhバスとＮ本のＲvバスとを具備する演算
器アレイ（図４、図５参照）と、前記演算器アレイのＭ
本のＲhバスを２つのグループに分割し、２種類のデー
タを入力できるようにしたセレクタと、前記演算器アレ
イのＮ本のＲvバスを２つのグループに分割し、２種類
のデータを入力できるようにしたセレクタを有する。
【００４２】また、本発明の実施の形態においては、前
記の動きベクトル検出装置において、過去の動きベクト
ルの情報を保存する第１の記憶手段（図１の５）と、参
照領域内でブロックマッチング処理を行う領域を指定す
る情報を保存する第２の記憶手段（図１の４および図１
２の１２０３）を具備し、過去の動きベクトルの履歴に
応じて、参照領域の形、または大きさ、または位置を変
える手段（図１の３，４）を有する。
【００４３】さらに、本発明の実施の形態においては、
前記の動きベクトル検出装置において、過去の動きベク
トルの情報を保存する第１の記憶手段（図１の５）と、
参照領域内でブロックマッチング処理を行う領域を指定
する情報を保存する第２の記憶手段（図１の４および図
１３の１２０３）と、参照領域内で有効なデータか否か
のビットマップ情報を保存する第３の記憶手段（図１の
４および図１３の１２０４）を具備し、過去の動きベク
トルの履歴に応じて、参照領域の形、または大きさ、ま
たは位置を変える手段（図１の３，４）を有する。
【００４４】また、前記の動きベクトル検出装置におい
て、参照領域を複数のサブ参照領域領域（図１１および
図１４）に分割し、サブ参照領域内でブロックマッチン
グ処理を行い、過去の動きベクトルの履歴に応じて、サ
ブ参照領域の数と、サブ参照領域の形、または大きさ、
または位置を変える手段（図１の３，４，５および図１
２，図１３）を有する。
【００４５】本発明の実施の形態においては、参照領域
の大きさ、または形、または位置を、過去の動きベクト
ルにより適応的に決定している。このため、本来探索が
不要な領域での探索を行うことがなくなり、そのための
処理量が減少する。したがって、従来の無駄な処理がな
くなりその分消費電力が削減できる。また、不適切な領
域で探索を行うことで生じる誤った動きベクトルを検出
することがなくなり、精度の高い動きベクトルが検出で
きる。
【００４６】また、本発明の実施の形態においては、参
照領域の大きさ、または形、または位置を、動きベクト
ル検出装置の負荷により適応的に決定している。ここ
で、負荷とは、動きベクトル検出装置を含むシステム全
体としての処理能力に対して、動きベクトル処理として
要求している処理がどれだけあるかを示すもので、負荷
が大きいとき、システム全体に対し動きベクトル処理と
して要求している処理が大きいことを意味する。参照領
域の大きさ、または形、または位置を、前記負荷により
適応的に決定するため、システムの処理能力に対して過
度の負担を与えない。すなわち、たとえば、前記負荷と
して、動きベクトル検出装置を搭載したＬＳＩの温度を
観測し、その温度が上昇したら、参照領域を狭くするこ
とを考える。この場合、参照領域が狭くなることで、Ｌ
ＳＩの演算量が減少し、ＬＳＩの発熱がおさえられる。
また、同様に、前記負荷として、動きベクトル検出装置
を駆動する電池などの電源の残量を観測し、その残量す
るにしたがって、参照領域を狭くすることも考えられ
る。この場合、例えば、電池等を用いる携帯端末ではそ
の動作時間を長くすることができる。
【００４７】さらに、本発明の実施の形態においては、
参照領域の大きさ、または形、または位置を、柔軟に決
定するため、参照領域を分割できるように、ブロックマ
ッチング回路のバス配線とデータ投入のスケジュールを
構成している。このため、ブロックマッチング処理を並
列処理しても、その並列度が低下しない。したがって、
短時間で処理可能で、消費電力が低減できる。また、参
照領域を小さくても精度の高い動きベクトルを検出でき
る。
【００４８】また、同時に、ＦＩＦＯ（先入れ先出しメ
モリ）の段数が少なくなるように参照領域からのデータ
の投入をスケジュールをしている。このため、省面積と
低消費電力が実現できる。
【００４９】また、ブロックマッチング回路を構成する
最小単位である演算ユニットに接続されるバス配線に、
２段階のセレクタをとおして参照領域のデータを供給し
ている。このため、複数の参照領域間でブロックマッチ
ング処理を行っても、ブロックマッチング回路のパイプ
ラインを常に埋めた形で処理を行うことができ、すなわ
ち、処理の並列度を減少させない。したがって、参照領
域を複数に分割しても処理時間の増大や消費電力の増大
をまねかない。
【００５０】また、ブロックマッチング回路を構成する
最小単位である演算ユニットに接続される配線に、ロー
カルな配線（図３の２０３，２０４）を用いている。こ
のため、差分絶対値総和からその最小値を算出する際
に、すべての演算ユニットから最小値検出回路への配線
数が増加しない。したがって、省面積で実現でき、消費
電力を低減できる。
【００５１】また、演算ユニットを偶数行と奇数行およ
び上半分の行および下半分の行にそれぞれ含まれる演算
ユニットとして、４種類に分割している。したがって、
ＭＰＥＧ−２（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）の複数
の予測モードに対応した動きベクトルを同時に求めるこ
とができる。また、この際、演算ユニットからの配線は
ローカルな配線のみとなり、面積を小さくできる。
【００５２】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【００５３】図１は、本発明の一実施例の構成をブロッ
ク図にて示した図である。
【００５４】図１を参照すると、本実施例に係る動きベ
クトル検出装置は、Ｃx×Ｃyのデータからなる基準ブロ
ックの内容Ｃ（・，・）を格納する基準記憶部１と、参
照記憶部２（内容Ｒ（・，・））に保存される、Ｒx×
Ｒyのデータからなる参照領域内で、Ｃx×Ｃyのデータ
からなる参照ブロックの類似度Ｄ（ｋ，ｌ）を表す次式
（１）で与えられる演算を行い、得られた類似度の最小
値を検出し、動きベクトルを得るブロックマッチング回
路３と、動きベクトルを観測し、動きベクトル記憶部５
から得られる過去の動きベクトルの履歴により、ブロッ
クマッチング回路３の参照領域の形、大きさ、または位
置を変える動きベクトル観測器４と、を備えて構成され
る。
【００５５】
【数１】
【００５６】上式（１）において、ｋは１からＲx−Ｃx
＋１、ｌは１からＲy−Ｃy＋１の値をとる。
【００５７】図２に、図１に示したブロックマッチング
回路３を構成する最小単位である演算ユニット２１の構
成の一例を示す。
【００５８】図２を参照すると、演算ユニットは、パイ
プラインレジスタ１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、Ｒポート
（接続線）２０１とＣポート（接続線）２０２から得ら
れるデータの差（すなわち、参照ブロックのデータ値と
基準ブロックのデータ値の差）の絶対値（Ｔ）２０５を
得る演算器１２と、Ｄiポート（接続線）２０３のデー
タと絶対値２０５との和（Ｄi＋Ｔ）を求め、Ｄoポート
（接続線）２０４に出力する演算器１３と、を備えて構
成される。
【００５９】図３に、演算ユニット２１と外部データバ
スとの接続構成の一例を示す。図３を参照すると、１つ
の演算ユニット２１には、Ｃバス２０８、Ｒhバス２０
６、Ｒvバス２０７が接続され、演算ユニット２１のＣ
ポート（接続線２０２）は、Ｃバス２０８に接続され
る。演算ユニット２１のＲポート（接続線２０１）に
は、Ｒhバス２０６およびＲvバス２０７がセレクタ２２
を介して接続される。
【００６０】図４に、本発明の一実施例に係るブロック
マッチング回路３の構成を示す。図４は、演算ユニット
２１から接続される、２０２，２０１等の接続線および
セレクタ２２は省略している。
【００６１】図４を参照して、横方向にはＣx個の演算
ユニット２１、縦方向にはＣy個の演算ユニット２１を
接続する。
【００６２】図中、横方向に延在されてなるＣy本のＣ
バス２０８と、Ｒhバス２０６を、縦方向に延在されて
なるＣx本のＲvバス２０７が接続され、さらに、各演算
ユニットは、図４に示すように、隣接する接続線（デー
タ入力ポート）２０３と接続線（データ出力ポート）２
０４が縦属接続される。
【００６３】また、横方向に伸びるＣy本のＲhバス２０
６は、Ｃy個のセレクタ２２を通して図４に示すよう
に、Ｒh１バス３０３とＲh２バス３０４に接続される。
【００６４】同様に、縦方向に伸びるＣx本のＲvバス２
０７は、Ｃx個のセレクタ２２を通して図４に示すよう
に、Ｒv１バス３０１とＲv２バス３０２に接続される。
【００６５】さらに、Ｃバス２０８は、すべての演算ユ
ニット２１に共通に接続される。
【００６６】なお、図４に示した構成例では、Ｃバス２
０８は共通に接続されているが、必ずしも、共通に接続
する必要はない。
【００６７】演算ユニット間で、縦属接続された、デー
タ入力接続線２０３とデータ出力接続線２０４の最後段
の２０４は、最小値検出回路２５を通して、動きベクト
ル１３１を出力する。
【００６８】図５に、本発明の第２の実施例として、ブ
ロックマッチング回路２の別の構成例を示す。図５にお
いて、演算ユニットから接続される２０２，２０１等の
接続線およびセレクタ２２は省略している。
【００６９】図５を参照すると、横方向にはＣx個の演
算ユニット２１、縦方向にはＣy個の演算ユニット２１
を接続する。
【００７０】横方向に延在するＣy本のＣバス２０８と
Ｒhバス２０６を、縦方向に伸びるＣx本のＲvバス２０
７が接続される。
【００７１】さらに、横方向に延在するＣy本Ｒhバス２
０６は、Ｃy個のセレクタ２２を通して、図５に示すよ
うに、Ｒh１バス３０３とＲh２バス３０４に接続され
る。
【００７２】同様に、縦方向に延在するＣx本のＲvバス
２０７は、Ｃx個のセレクタ２２を通して、図５に示す
ように、Ｒv１バス３０１とＲv２バス３０２に接続され
る。
【００７３】さらに、Ｃバス２０８は、すべての演算ユ
ニット２１に共通に接続される。
【００７４】なお、図５に示した構成では、Ｃバス２０
８は共通に接続されているが、必ずしも共通に接続する
必要はない。
【００７５】各演算ユニット２１は、図５に示すよう
に、隣接するＤiポート２０３とＤoポート２０４が、縦
属接続される。
【００７６】すなわち、図５に示すように、上半分の演
算ユニットの奇数行の演算ユニット２１は、隣接する２
０３と２０４が、ＦＩＦＯ２３，２５を介して縦属接続
され、上半分の演算ユニットの偶数行の演算ユニット２
１は、隣接する２０３と２０４が、ＦＩＦＯ２４，２６
を介して縦属接続され、下半分の演算ユニットの奇数行
の演算ユニット２１は、隣接する２０３と２０４が、Ｆ
ＩＦＯ２７を介して縦属接続され、下半分の演算ユニッ
トの偶数行の演算ユニット２１は、隣接する２０３と２
０４がＦＩＦＯ２８を介して縦属接続される。
【００７７】演算ユニット間で縦属接続された接続線
（データ入力ポート）２０３と接続線（データ出力ポー
ト）２０４の最後段のデータ出力２０４は、それぞれ最
小値検出回路２５を通して、動きベクトル１３２，１３
３，１３４，１３５を出力する。
【００７８】なお、図４と、図５において、演算ユニッ
ト２１の数は、必ずしも基準ブロックのデータ数Ｃx×
Ｃyと同一である必要はない。
【００７９】しかしながら、図４において、演算ユニッ
ト２１の数を基準ブロックのデータ数Ｃx×Ｃyと同一に
することにより、従来方式では必須とされていたＦＩＦ
Ｏを無くすことができ、このため、ブロックマッチング
回路３の面積をより小さくすることができるとともに、
消費電力を削減することができる。
【００８０】また、図５において、演算ユニットの数を
基準ブロックのデータ数Ｃx×Ｃyと同一にすることによ
り、ＦＩＦＯの段数を減少させることができ、このた
め、ブロックマッチング回路の面積をより小さくするこ
とができると共に、消費電力を削減することができる。
【００８１】また、図５において、ＦＩＦＯ２３，２
４，２７，２８の段数をＣxとし、ＦＩＦＯ２５の段数
をＣx×Ｃy／２＋Ｃxとし、ＦＩＦＯ２６の段数をＣx×
Ｃy／２とすると、ＦＩＦＯ２５の出力３０５から得ら
れるデータと、ＦＩＦＯ２６の出力３０６から得られる
データと、出力３０７から得られるデータと、出力３０
８から得られるデータの総和が、図４の演算ユニット２
１の出力３１０から得られるデータと同一になる。
【００８２】ＭＰＥＧ−２（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８
−２）に、本発明を適用する場合、図５に示した構成を
用いることにより、フレーム構造での動き補償予測のフ
レーム動き補償予測と、フィールド動き補償予測と、フ
ィールド構造での動き補償予測のフィールド動き補償予
測と、１６×８動き補償予測に必要なデータを同時に得
ることができる。
【００８３】次に、本実施例の実際の動作を説明するた
めに、図６に示す、（Ｃx，Ｃy）＝（４，４）のデータ
からなる基準ブロックで、図７に示す、（Ｒx，Ｒy）＝
（７，７）のデータからなる参照領域内の（４，４）の
データからなる参照ブロックとのブロックマッチング処
理を行うことを考える。また、演算ユニットは、４×４
で構成するものとし、図４に示した構成とする。
【００８４】図８は、パイプライン処理を行って、デー
タが、複数の演算ユニット間を流れていく様子を模式的
に示している。
【００８５】図８において、横軸は時間（時刻）を示し
ており、Ｃ1,1からＣ4,4は、基準ブロックのデータ値を
示し、またＲ1,1からＲ7,7は参照領域のデータ値を示し
ている。さらに、出力として得られるＤ1,1からＤ
4,4は、図４の出力３１０から得られるデータに相当し
ており、次式（２）の値とされる。
【００８６】
【数２】
【００８７】ここで、ｋは１から４で、ｌは１から４を
とる。
【００８８】図８を参照して、符号８１から８４は、演
算ユニットに投入される参照領域の種類を示し、４種類
の異なった参照領域のデータが同じ時刻に使用されるこ
とがわかる。ここでは、１つの基準ブロックで、２つの
参照領域８７および８８のブロックマッチング処理をす
る様子を示している。
【００８９】図８に示すように、時刻１にＣ1,1とＲ1,1
を投入し、時刻２にＣ1,1とＣ2,1とＲ2,1を投入し、時
刻３にＣ1,1とＣ2,1とＣ3,1とＲ3,1を投入し、時刻４に
Ｃ1,1とＣ2,1とＣ3,1とＣ4,1とＲ4,1を投入し、時刻５
にＣ1,1とＣ2,1とＣ3,1とＣ4,1とＲ1,2とＲ5,1を投入す
るという形で逐次データが投入される。
【００９０】また、時刻１７に、Ｄ1,1が得られ、時刻
１８にＤ2,1が得られ、時刻１９にＤ3,1が得られ、とい
う形で逐次演算結果が得られる。
【００９１】ある時刻には、参照領域内のデータは、同
時には、１つ、２つ、３つ、及び４つのうちのいずれか
の数が投入される。
【００９２】また、ある時刻には、基準ブロックのデー
タは、最大１６つ同時に使用されるが、ある演算ユニッ
トで使用されるデータがその演算ユニットの１つ前の時
間と同じデータであることを利用することで、ある時刻
に新たに投入する基準ブロックのデータの数を高々１つ
に減らすことができる。
【００９３】すなわち、図８に示した動作例では、参照
領域は２種類あるが、同一基準ブロックでのブロックマ
ッチングであるので、基準ブロックのデータの投入は、
最初の時刻１から時刻１６までに完了し、かつ、同時刻
に、同時に投入するデータは１つとされる。
【００９４】図８を参照して、符号８１のデータと符号
８２のデータは、同一参照領域８７内のデータであり、
また符号８３のデータと符号８４のデータは、同一参照
領域８８内のデータである。なお、この２つの参照領域
８７と８８は、互いに重なっていても問題はない。
【００９５】時刻１７に、各演算ユニットに投入される
参照領域のデータを図９に示す。図９では、演算ユニッ
トから接続される２０１，２０２，２０３，２０４等の
接続線と、バス２０６，２０７，２０８は省略されてい
る。
【００９６】図８を参照して、時刻１７においては、３
種類の参照領域のデータが必要とされ、図９に示すよう
に、演算ユニットを３つの領域に分けることができる。
【００９７】例えば、８１のデータを必要とする演算ユ
ニット２１のセレクタ２２は、Ｒポートに接続する接続
線２０１をＲhバス２０６と接続し、８２のデータを必
要とする演算ユニット２１のセレクタ２２は、接続線２
０１をＲvバス２０７と接続し、８３のデータを必要と
する演算ユニット２１のセレクタ２２は、接続線２０１
をＲvバス２０７と接続し、セレクタ２２により、図９
の１列目のＲvバス２０７をＲv１と接続し、２列目から
４列目のＲvバス２０７をＲv２と接続し、１行目のＲh
バス２０６をＲh１と接続し、２行目から４行目のＲvバ
ス２０６をＲv２と接続し、８１のデータをＲh２バス３
０４、８２のデータをＲv２バス３０２、８３のデータ
をＲv１バス３０１に投入すると、図９に示すように、
各演算ユニットに必要な参照領域のデータが投入でき
る。
【００９８】時刻２２に、各演算ユニットに投入される
参照領域のデータを、図１０に示す。図１０において、
演算ユニットから接続される２０１，２０２，２０３，
２０４等の接続線と、バス２０６，２０７，２０８は省
略されている。
【００９９】図８を参照して、時刻２２では、４種類の
参照領域のデータが必要とされ、図１０に示すように、
演算ユニットを４つの領域に分けることができる。
【０１００】例えば８１のデータを必要とする演算ユニ
ット２１のセレクタ２２は、Ｒポートに接続する接続線
２０１をＲhバス２０６と接続し、８２のデータを必要
とする演算ユニット２１のセレクタ２２は、接続線２０
１をＲvバス２０７と接続し、８３のデータを必要とす
る演算ユニット２１のセレクタ２２は、接続線２０１を
Ｒvバス２０７と接続し、８４のデータを必要とする演
算ユニット２１のセレクタ２２は、接続線２０１をＲh
バス２０６と接続し、セレクタ２２により図１０の１列
目と２列目のＲvバス２０７をＲv１と接続し、３列目か
ら４列目のＲvバス２０７をＲv２と接続し、１行目と２
行目のＲhバス２０６をＲh１と接続し、３行目と４行目
のＲhバス２０６をＲh２と接続し、８１のデータをＲv
２バス３０２、８２のデータをＲh２バス３０４、８３
のデータをＲh１バス３０３、８４のデータをＲv１バス
３０１で投入すると、図１０に示すように、各演算ユニ
ットに必要な参照領域のデータが投入できる。
【０１０１】すなわち、本発明の実施例に係るブロック
マッチング回路においては、同時に参照領域のデータを
最大４つと、基準ブロックのデータを高々１つ投入する
ことで、演算ユニットの動作率を１００％にすることが
できる。
【０１０２】また、複数の参照領域の異なるブロックマ
ッチング処理を行う場合でも、演算ユニットの動作率を
１００％に維持したまま、次々に参照領域を更新しなが
ら処理を行うことができる。
【０１０３】この結果、本実施例においては、必要なブ
ロックマッチング処理を行う時間が短縮でき、また、ブ
ロックマッチング処理を行う時間を固定とした場合、従
来例とくらべてブロックマッチング回路の動作周波数を
低減することができる。このため、ブロックマッチング
回路の消費電力を低減することができる。
【０１０４】また、必要なブロックマッチング処理を行
う時間が短縮できることから、より広い参照領域でのブ
ロックマッチング処理を行うことができる。
【０１０５】図１１に、参照領域１１００を、複数の参
照領域１１０１、１１０２、１１０３、及び１１０４に
分割する様子を模式的に示す。
【０１０６】本発明の実施例に係るブロックマッチング
回路３においては、参照領域が、図１１の１１００に示
すように、凹凸があっても、これを参照領域１１０１か
ら１１０４のように複数領域に分割して処理を行うこと
ができる。
【０１０７】また、このように処理を行っても、演算ユ
ニットの動作率を１００％に維持できることから、処理
時間や消費電力や参照領域の大きさに悪影響をおよぼさ
ない。
【０１０８】再び図１を参照すると、動きベクトル観測
器４は、動きベクトルを観測し、動きベクトル記憶部５
から得られる過去の動きベクトルの履歴により、ブロッ
クマッチング回路３の参照領域の形、大きさ、または位
置を変える。
【０１０９】このとき、上記した本発明の実施例に係る
ブロックマッチング回路３を適用すれば、参照領域の形
に凸凹があっても効率が低下しない。
【０１１０】したがって、過去の動きベクトルの履歴
を、より反映させて、無駄な参照領域でのブロックマッ
チング処理を行う必要がなくなり、その分の処理時間や
消費電力を低下できる。
【０１１１】また、参照領域の大きさ、すなわち面積
を、過去の動きベクトルの履歴により変えても、分割さ
れた参照領域の数が増減するだけで、ブロックマッチン
グ回路３に投入するデータの順序の規則が変化しない。
【０１１２】したがって、本実施例においては、ブロッ
クマッチング回路を複雑にすることなしに、参照領域の
大きさすなわち面積を変えることができる。
【０１１３】図１２に、本発明の一実施例に係る動きベ
クトル観測器４の構成例を示す。
【０１１４】図１２を参照すると、動きベクトル観測器
４は、ブロックマッチング回路３から得られた動きベク
トルを絞り込むためのフィルタ１２０１と、動きベクト
ル記憶部５から得られる過去の動きベクトルの履歴か
ら、参照領域を決定し、そのポインタを記憶する第２の
記憶部１２０３に格納する参照領域決定回路１２０２
と、を備えて構成されている。なお、フィルタ１２０１
は、必要に応じて設けられるもので、無くてもよい。
【０１１５】上記したポインタは、例えば、図１１の分
割された参照領域の各領域の左上のポインタと、領域の
高さと幅等からなる。
【０１１６】図１３に、本発明の別の実施例に係る動き
ベクトル観測器４の構成を示す。
【０１１７】図１３を参照すると、動きベクトル観測器
４は、ブロックマッチング回路３から得られた動きベク
トルを間引くためのフィルタ１２０１と、参照領域決定
手段１２０２と、第２の記憶部１２０３と、第３の記憶
部１２０４と、を備えて構成されている。
【０１１８】参照領域決定回路１２０２は、動きベクト
ル記憶部５から得られる過去の動きベクトルの履歴か
ら、参照領域を決定し、そのポインタを記憶する第２の
記憶部１２０３に格納する。
【０１１９】また、参照領域決定回路１２０２は、動き
ベクトル記憶部５から得られる過去の動きベクトルの履
歴から、参照領域を決定し、図１４に、符号１１０５と
して示すようなビットマップ状の領域を求め、第３の記
憶部１２０４に格納する。なお、フィルタ１２０１は、
必要に応じて設けられる。
【０１２０】上記したポインタは、例えば図１１の分割
された参照領域の各領域の左上のポインタと、領域の高
さと幅等からなる。
【０１２１】図１１を参照して、符号１１００で示され
る参照領域、及び１１０１から１１０４で示される参照
領域は、矩形しか表現できない。
【０１２２】これに対して、図１４に、符号１１０５に
て示すようなビットマップ状の領域を設定できることか
ら、自由な曲線で参照領域を設定することができる。
【０１２３】この場合、ブロックマッチング回路３に投
入する参照領域のデータに、そのデータが有効であるか
無効であるかを示す１ビット程度のデータを付加する。
【０１２４】演算ユニットは、無効な参照領域のデー
タ、すなわち図１４に１１０５として示すようなビット
マップ状の領域に含まれない、参照領域のデータが投入
されれば、演算ユニットのＤoポートに接続する接続線
２０４に最大値を出力する。このため、ビットマップで
示された無効な参照領域を含む参照ブロックのベクトル
は、動きベクトルとして検出されない。
【０１２５】また、画像データの右端および左端および
上端および下端の近傍においては、参照領域が制限され
る場合があるが、上記参照領域のデータに、該データの
有効／無効を示す１ビット程度のデータを付加すれば、
制限された参照領域があっても、ブロックマッチング回
路３の構成を複雑にすることがない。
【０１２６】このように、参照領域のデータ幅を１ビッ
ト程度増加させても、ブロックマッチング回路３の構成
に変更の必要がない。
【０１２７】また、ブロックマッチング回路は、例えば
図４又は図５と同様にして構成され、また、データの投
入は、例えば図８に示すようにして行える。
【０１２８】本発明の実施例においては、このように参
照領域をより自由に決定できるため、演算ユニット内で
の無駄な演算や、参照記憶部２からの無駄なデータの読
み込みが少なくなる。このため消費電力を低減すること
ができる。
【０１２９】そして本発明の実施例において、過去の動
きベクトルの履歴とは、ブロックマッチング回路が時間
的に前に出力した動きベクトルを意味し、現在の参照領
域に対して１フレーム以上前の動きベクトルや、現在の
参照領域に対して１フィールド以上前の動きベクトル
や、現在の参照領域と同じフレームの動きベクトルや、
現在の参照領域と同じフィールドの動きベクトルを用い
ることができる。
【０１３０】さらに、参照領域のデータの特徴を利用し
て、たとえば、スポーツ関連の画像データや映画の画像
データなどを、動きベクトルの履歴として参照すること
ができる。
【０１３１】従来の動きベクトル検出方法では、フレー
ムあるいはフィールド内で基準ブロックと同じ位置を中
心として、参照領域が決められていた。
【０１３２】本発明の実施例においては、参照領域の位
置は、前記の過去の動きベクトルの履歴で、適応的に変
化することができる。すなわち、過去の動きベクトルの
履歴を参照し、その動きベクトルの平均値が、ある一定
方向に向いている場合、参照領域の中心の位置をその方
向に動かすことができる。
【０１３３】この場合、より狭い参照領域でありなが
ら、正確な動きベクトルを検出することができる。
【０１３４】また、本発明の実施例においては、過去の
動きベクトルの履歴と同様に、動きベクトル検出装置の
負荷を参照して、参照領域の形、または大きさを変える
ことも考えられる。すなわち、例えば動きベクトル検出
装置を搭載したＬＳＩの温度を観測し、その温度が上昇
したら、参照領域を狭くするというように適応的に可変
させる。
【０１３５】この場合、参照領域が狭くなることで、Ｌ
ＳＩの演算量が減少し、ＬＳＩの発熱がおさえられる。
【０１３６】また、同様にして、動きベクトル検出装置
を駆動する電池などの電源の残量を観測し、その残量す
るにしたがって、参照領域を狭くすることも考えられ
る。
【０１３７】この場合、たとえば、電池等を用いる携帯
端末ではその動作時間を長くすることができる。
【０１３８】さらに、本発明の実施例において、参照領
域決定回路１２０２（図１２参照）は、マイクロプロセ
ッサ等で実現できる。したがって、別のＬＳＩに搭載す
るように構成してもよい。これは、参照領域の形や大き
さや位置などの変更は、１フレーム時間、あるいは１フ
ィールド時間、あるいはあるまとまった時間で、１回程
度行えばよく、参照領域決定のための処理時間が全体の
動作を律速しないためである。
【０１３９】この場合、参照領域を決定するアルゴリズ
ムをプログラムできるため、より柔軟に参照領域を決定
できる。
【０１４０】例えば、ある画像データが途中で、スポー
ツ系から映画等の種類の異なった画像になった場合、そ
れを人間が判断し、参照領域を変化させることもでき
る。
【０１４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記記載の効果を奏する。
【０１４２】（１）本発明の第１の効果は、低消費電力
で精度の高い動きベクトルが検出できる、ということで
ある。
【０１４３】その理由は、本発明においては、参照領域
の大きさ、形、または位置を、過去の動きベクトルによ
り適応的に可変させる、ように構成したことによる。ま
た、本発明においては、参照領域の大きさ、形、または
位置を、動きベクトル検出装置の負荷により適応的に決
定する、ように構成したことによる。
【０１４４】（２）本発明の第２の効果は、ブロックマ
ッチング処理を並列処理しても、その並列度が低下しな
い、ということである。このため、本発明によれば、短
時間で処理可能で、消費電力を低減することができる。
また、本発明によれば、参照領域を小さくしても精度の
高い動きベクトルを検出することができる。
【０１４５】その理由は、本発明においては、参照領域
の大きさ、形、または位置を、柔軟に決定するため、参
照領域を分割できるように、ブロックマッチング回路の
バス配線と、データ投入のスケジュールと、を構成し
た、ためである。
【０１４６】（３）本発明の第３の効果は、省面積と低
消費電力が実現できる、ということである。
【０１４７】その理由は、本発明においては、同時に、
ＦＩＦＯの段数が少なくなるように、参照領域からのデ
ータの投入をスケジュールするようにした、ことによ
る。
【０１４８】（４）本発明の第４の効果は、複数の参照
領域間でブロックマッチング処理を行っても、ブロック
マッチング回路のパイプラインを常に埋めた形で処理を
行うことができ、すなわち、処理の並列度を減少させな
い、ということである。このため、本発明によれば、参
照領域を複数に分割しても、処理時間の増大や消費電力
の増大を招くことがない。
【０１４９】その理由は、本発明においては、ブロック
マッチング回路を構成する最小単位である演算ユニット
に接続されるバス配線に、２段階のセレクタを通して参
照領域のデータを供給する、構成としたことによる。
【０１５０】（５）本発明の第５の効果は、差分絶対値
総和からその最小値を算出する際に、すべての演算ユニ
ットから最小値検出回路への配線数の増大を抑止低減す
る、ということである。このため、本発明によれば、省
面積で実現でき、消費電力を低減することができる。
【０１５１】その理由は、本発明においては、ブロック
マッチング回路を構成する最小単位である演算ユニット
に接続される配線に、ローカルな配線を用いている、た
めである。
【０１５２】（６）本発明の第６の効果は、ＭＰＥＧ−
２（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）の複数の予測モー
ドに対応した動きベクトルを同時に求めることができ
る、ということである。この際、本発明によれば、演算
ユニットからの配線ローカルな配線のみとなり、面積を
小さくできる。
【０１５３】その理由は、本発明においては、演算ユニ
ットを偶数行と奇数行および上半分の行および下半分の
行にそれぞれ含まれる演算ユニットとして、４種類に分
割するように構成したことによる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体構成を示すブロック図
である。
【図２】本発明の一実施例を説明するための図であり、
ブロックマッチング回路を構成する最小単位である演算
ユニットの構成を示す図である。
【図３】本発明の一実施例を説明するための図であり、
演算ユニットからバス等に接続される配線およびその構
成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例に係るブロックマッチング回
路の構成を示す図である。
【図５】本発明の別の実施例に係るブロックマッチング
回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の一実施例を説明するための図であり、
基準ブロックのデータの並びを示す図である。
【図７】本発明の一実施例を説明するための図であり、
参照領域のデータの並びを示す図である。
【図８】本発明の一実施例を説明するための図であり、
ブロックマッチング回路の動作を模式的に示す図であ
る。
【図９】本発明の一実施例を説明するための図であり、
演算ユニットアレイのどの演算ユニットにどの参照領域
のデータを投入するかを示す図である。
【図１０】本発明の一実施例を説明するための図であ
り、演算ユニットアレイのどの演算ユニットにどの参照
領域のデータを投入するかを示す図である。
【図１１】本発明の一実施例を説明するための図であ
り、参照領域の分割の様子を模式的に示す図である。
【図１２】本発明に一実施例に係る動きベクトル観測器
の構成を示す図である。
【図１３】本発明に別の実施例に係る動きベクトル観測
器の構成を示す図である。
【図１４】本発明の一実施例を説明するための図であ
り、参照領域の分割の様子を表す図である。
【符号の説明】
１ 基準記憶部 ２ 参照記憶部 ３ ブロックマッチング回路 ４ 動きベクトル観測器 ５ 動きベクトル記憶部 １１ パイプラインレジスタ １２ 差分絶対値演算器 １３ 加算器 ２１ 演算ユニット ２２ セレクタ ２３ ＦＩＦＯ ２５ 最小値検出回路 ８１ 参照領域のデータ ８２ 参照領域のデータ ８３ 参照領域のデータ ８４ 参照領域のデータ ６０１ 参照記憶部にあるデータ １１００ 参照領域 １１０１ 参照領域 １１０２ 参照領域 １１０３ 参照領域 １１０４ 参照領域 １１０５ 参照領域のデータ １２０１ フィルタ １２０２ 参照領域決定回路 １２０３ 第２の記憶部 １２０４ 第３の記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ある基準ブロックに対して、参照領域内
    の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動
    きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、 第１のデータバスから得られる基準ブロック内のデータ
    と、水平方向に延在する第２のデータバス又は垂直方向
    に延在する第３のデータバスからセレクタを通して選択
    して得られる参照ブロック内のデータと、の差分絶対値
    演算を行う差分絶対値演算手段と、 前記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポ
    ートから得られるデータを加算し、第２のデータポート
    に出力する加算手段と、 を備えてなる演算ユニットと、 前記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、
    ２次元アレイ状に接続し、 各行の演算ユニットの隣り合った前記第１のデータポー
    トと前記第２のデータポートを接続し、かつ、 Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータバスを接続してなる１本以
    上の第４のデータバスと、Ｎ本の前記第２のデータバス
    と、Ｍ本の前記第３のデータバスと、 を具備する演算器アレイと、 前記演算器アレイのＮ本の前記第２のデータバスを２つ
    のグループに分割し、２種類のデータを入力できるよう
    にした第１のセレクタ群と、 前記演算器アレイのＭ本の前記第３のデータバスを２つ
    のグループに分割し、２種類のデータを入力できるよう
    にした第２のセレクタ群と、 を具備することを特徴とする動きベクトル検出装置。
  2. 【請求項２】 ある基準ブロックに対して、参照領域内
    の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動
    きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、 第１のデータバスから得られる基準ブロック内のデータ
    と、水平方向に延在する第２のデータバス又は垂直方向
    に延在する第３のデータバスからセレクタを通して選択
    して得られる参照ブロック内のデータと、の差分絶対値
    演算を行う差分絶対値演算手段と、 前記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポ
    ートから得られるデータを加算し、第２のデータポート
    に出力する加算手段と、を備えてなる演算ユニットと、 前記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、
    ２次元アレイ状に接続し、 Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータバスを接続した１本以上の
    第４のデータバスと、かつＮ本の前記第２のデータバス
    と、Ｍ本の前記第３のデータバスを備えた演算器アレイ
    を具備し、 前記演算ユニットの第１のデータポートと第２のデータ
    ポートの接続に対し、前記演算器アレイの１行目からＮ
    ／２行目までにおける奇数行の演算ユニット、１行目か
    らＮ／２行目までにおける偶数行の演算ユニット、Ｎ／
    ２＋１行目からＮ行目までにおける奇数行の演算ユニッ
    ト、Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の演
    算ユニットの、４種類に分類し、 １行目からＮ／２行目までにおける奇数行の前記演算ユ
    ニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと第２
    のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポート
    と２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 １行目からＮ／２行目までにおける偶数行の前記演算ユ
    ニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと第２
    のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポート
    と２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける奇数行の前記演
    算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
    第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
    ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の前記演
    算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
    第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
    ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続して
    なる、 ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
  3. 【請求項３】 ある基準ブロックに対して、参照領域内
    の参照ブロックとのブロックマッチング処理を行い、動
    きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、 第１のデータバスから得られる基準ブロック内のデータ
    と、水平方向に延在する第２のデータバス又は垂直方向
    に延在する第３のデータバスからセレクタを通して選択
    して得られる参照ブロック内のデータと、の差分絶対値
    演算を行う差分絶対値演算手段と、 前記差分絶対値演算手段の演算結果と、第１のデータポ
    ートから得られるデータを加算し、第２のデータポート
    に出力する加算手段と、 を備えてなる演算ユニットと、 前記演算ユニットを水平方向にＭ個、垂直方向にＮ個、
    ２次元アレイ状に接続し、Ｍ×Ｎ本の前記第１のデータ
    バスを接続した１本以上の第４のデータバスと、かつＮ
    本の前記第２のデータバスと、Ｍ本の前記第３のデータ
    バスを待つ演算器アレイを具備し、 前記演算ユニットの第１のデータポートと第２のデータ
    ポートの接続に対し、演算器アレイの１行目からＮ／２
    行目までにおける奇数行の演算ユニット、１行目からＮ
    ／２行目までにおける偶数行の演算ユニット、Ｎ／２＋
    １行目からＮ行目までにおける奇数行の演算ユニット、
    Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の演算ユ
    ニットの、４種類に分類し、 １行目からＮ／２行目までにおける奇数行の前記演算ユ
    ニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと第２
    のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポート
    と２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 １行目からＮ／２行目までにおける偶数行の前記演算ユ
    ニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと第２
    のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポート
    と２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける奇数行の前記演
    算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
    第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
    ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 Ｎ／２＋１行目からＮ行目までにおける偶数行の前記演
    算ユニットにおいて、隣り合った第１のデータポートと
    第２のデータポートをそれぞれ接続し、右端の第２のポ
    ートと２行下の左端の第１のポートをそれぞれ接続し、 前記演算器アレイのＮ本の第２のデータバスを２つのグ
    ループに分割し、２種類のデータを入力できるようにし
    たセレクタと、 前記演算器アレイのＭ本の第３のデータバスを２つのグ
    ループに分割し、２種類のデータを入力できるようにし
    たセレクタと、 を具備することを特徴とする動きベクトル検出装置。
  4. 【請求項４】請求項１〜請求項３のいずれか一に記載の
    動きベクトル検出装置において、 過去の動きベクトルの情報を保存する第１の記憶手段
    と、 参照領域内でブロックマッチング処理を行う領域を指定
    する情報を保存する第２の記憶手段と、 を具備し、過去の動きベクトルの履歴に応じて、参照領
    域の形、大きさ、及び位置のうちの少なくとも一つを変
    えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
  5. 【請求項５】請求項１〜請求項４のいずれか一に記載の
    動きベクトル検出装置において、 過去の動きベクトルの情報を保存する第１の記憶手段
    と、 参照領域を指定する情報を保存する第２の記憶手段と、 参照領域内で有効なデータか否かのビットマップ情報を
    保存する第３の記憶手段と、を具備し、 過去の動きベクトルの履歴に応じて、参照領域の形、大
    きさ、及び位置のうちの少なくとも一つを変えることを
    特徴とする動きベクトル検出装置。
  6. 【請求項６】請求項４、５のいずれか一に記載の動きベ
    クトル検出装置において、 参照領域を複数のサブ参照領域領域に分割し、サブ参照
    領域内でブロックマッチング処理を行い、 過去の動きベクトルの履歴に応じて、サブ参照領域の数
    と、サブ参照領域の形、大きさ、及び位置のうちの少な
    くとも一つを変えることを特徴とする動きベクトル検出
    装置。
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