JP3095141B2 - ２次元三角形線格子モデルを用いた動画像の動き補償方法 - Google Patents
２次元三角形線格子モデルを用いた動画像の動き補償方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は動画像圧縮システム
において、２次元三角形線格子モデルを用いた動きベク
トルの推定により変形された画素を用いて新たな画像を
合成するための動画像の動き補償方法に関する。
において、２次元三角形線格子モデルを用いた動きベク
トルの推定により変形された画素を用いて新たな画像を
合成するための動画像の動き補償方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】動画像の動きを補う段階の前過程である
動画像の動き推定は次のような段階を経て行われる。ま
ず、入力される画像の現フレームを幾つかの小さなブロ
ック（以下、基準ブロックという）に分けた後、各々の
基準ブロックに対して以前のフレームの多様なブロック
（以下、探索ブロックという）と比較して、基準ブロッ
クと相異する程度（以下、相異度）を計算した後、その
相異度が最も小さいブロック（以下、整合ブロックとい
う）を探出して、基準ブロックと整合ブロックとの座標
差を動きベクトルとして推定する。一方、前記動きベク
トルを有する整合ブロックと基準ブロックとの画素差だ
けで現フレームを符号化し、このように符号化された画
像のフレームは前記符号化された画素値と整合ブロック
の画素値を結合して元の画像に復元される。
動画像の動き推定は次のような段階を経て行われる。ま
ず、入力される画像の現フレームを幾つかの小さなブロ
ック（以下、基準ブロックという）に分けた後、各々の
基準ブロックに対して以前のフレームの多様なブロック
（以下、探索ブロックという）と比較して、基準ブロッ
クと相異する程度（以下、相異度）を計算した後、その
相異度が最も小さいブロック（以下、整合ブロックとい
う）を探出して、基準ブロックと整合ブロックとの座標
差を動きベクトルとして推定する。一方、前記動きベク
トルを有する整合ブロックと基準ブロックとの画素差だ
けで現フレームを符号化し、このように符号化された画
像のフレームは前記符号化された画素値と整合ブロック
の画素値を結合して元の画像に復元される。
【０００３】図１は従来の動き補償方法を説明するため
の図である。図１において、参照符号１０は現フレーム
を、１２は以前のフレームを各々表す。図１に示したよ
うに、従来の符号化器で標準として用いられた動き補償
(Motion Compensation）方法は各基準ブロックに対する
以前のフレームの整合ブロックの動きベクトルを推定し
た後、前記推定されたベクトルに当たる以前のフレーム
の整合ブロックをそのまま用いて現フレームの画像を符
号化させる。
の図である。図１において、参照符号１０は現フレーム
を、１２は以前のフレームを各々表す。図１に示したよ
うに、従来の符号化器で標準として用いられた動き補償
(Motion Compensation）方法は各基準ブロックに対する
以前のフレームの整合ブロックの動きベクトルを推定し
た後、前記推定されたベクトルに当たる以前のフレーム
の整合ブロックをそのまま用いて現フレームの画像を符
号化させる。
【０００４】このような従来の動き補償方法は現フレー
ム１０の内にある基準ブロックとこの基準ブロックの画
素値と類似した値を有する以前のフレームでの整合ブロ
ックの動きベクトルを算出して、以前のフレームの整合
ブロックを現フレームに移すことにより、整合ブロック
が相互重なり合う場合が度々発生する。従って、画像が
ブロックの境界面で途絶えたりするため、新たなフレー
ムの画像の画質は劣下するようになる。
ム１０の内にある基準ブロックとこの基準ブロックの画
素値と類似した値を有する以前のフレームでの整合ブロ
ックの動きベクトルを算出して、以前のフレームの整合
ブロックを現フレームに移すことにより、整合ブロック
が相互重なり合う場合が度々発生する。従って、画像が
ブロックの境界面で途絶えたりするため、新たなフレー
ムの画像の画質は劣下するようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために案出されたものであり、２次元三角形パ
ッチ線格子モデルを用いて動きベクトルを推定した後、
双線形補間法(BilinearInterpolation)を用いて画像を
合成化させる動画像の動き補償方法を提供することにそ
の目的がある。
解決するために案出されたものであり、２次元三角形パ
ッチ線格子モデルを用いて動きベクトルを推定した後、
双線形補間法(BilinearInterpolation)を用いて画像を
合成化させる動画像の動き補償方法を提供することにそ
の目的がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による２次元三角形パッチ線格子モデルを用い
た動画像の動き補償方法は、前記動き推定時に探出した
三角形パッチの各頂点に対する動きベクトルを用いて前
記三角形パッチの線格子モデルを変形させる第１の段階
と、前記動きベクトルに基づいて前記第１の段階で前記
変形された線格子モデルに対応する現フレームの基準ブ
ロックの所定位置と以前のフレームの整合ブロックの所
定位置とを対応させ、該現フレームの基準ブロックの所
定位置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整合ブ
ロックの所定位置に当たる画素値の位置とが一致する場
合には、該現フレームの基準ブロックの所定位置に当た
る画素値を以前のフレームの整合ブロックの所定位置に
当たる画素値に取り替え、該現フレームの基準ブロック
の所定位置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整
合ブロックの所定位置に当たる画素値の位置とが不一致
の場合には、以前のフレームの整合ブロックの所定位置
に当たる画素値とその周辺の画素値とで補間を行う第２
の段階と、前記第２の段階で、取り替えられた画素値を
用いて新たな画像を合成する第３の段階とを含むように
してなる。
に本発明による２次元三角形パッチ線格子モデルを用い
た動画像の動き補償方法は、前記動き推定時に探出した
三角形パッチの各頂点に対する動きベクトルを用いて前
記三角形パッチの線格子モデルを変形させる第１の段階
と、前記動きベクトルに基づいて前記第１の段階で前記
変形された線格子モデルに対応する現フレームの基準ブ
ロックの所定位置と以前のフレームの整合ブロックの所
定位置とを対応させ、該現フレームの基準ブロックの所
定位置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整合ブ
ロックの所定位置に当たる画素値の位置とが一致する場
合には、該現フレームの基準ブロックの所定位置に当た
る画素値を以前のフレームの整合ブロックの所定位置に
当たる画素値に取り替え、該現フレームの基準ブロック
の所定位置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整
合ブロックの所定位置に当たる画素値の位置とが不一致
の場合には、以前のフレームの整合ブロックの所定位置
に当たる画素値とその周辺の画素値とで補間を行う第２
の段階と、前記第２の段階で、取り替えられた画素値を
用いて新たな画像を合成する第３の段階とを含むように
してなる。
【０００７】本発明において、前記画素値の取替え段階
で取り替えられる画素位置が整数でない場合、双線形補
間法を用いて画素値を決定することを特徴とする。
で取り替えられる画素位置が整数でない場合、双線形補
間法を用いて画素値を決定することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を更に詳細に説明する。図２は本発明による動画像の
動き補償方法を説明するための図である。動き推定時に
探出した動きベクトルを用いて線格子モデルを変形する
（２００段階）。即ち、図３（Ｂ）に示したように、現
フレームの三角形頂点を各々Ａ，Ｂ，Ｃといい、この三
角形内の任意の画素の位置をＸという時、図３（Ａ）に
示した動きベクトルにより変形された以前のフレームの
三角形頂点は各々Ａ′Ｂ′Ｃ′になり、任意の画素位置
（Ｘ′）に対応する以前のフレームにおける画素の位置
はＸ′になり、この頂点と任意の画素に対する位置ベク
トルは次の数式１のように定義される。
明を更に詳細に説明する。図２は本発明による動画像の
動き補償方法を説明するための図である。動き推定時に
探出した動きベクトルを用いて線格子モデルを変形する
（２００段階）。即ち、図３（Ｂ）に示したように、現
フレームの三角形頂点を各々Ａ，Ｂ，Ｃといい、この三
角形内の任意の画素の位置をＸという時、図３（Ａ）に
示した動きベクトルにより変形された以前のフレームの
三角形頂点は各々Ａ′Ｂ′Ｃ′になり、任意の画素位置
（Ｘ′）に対応する以前のフレームにおける画素の位置
はＸ′になり、この頂点と任意の画素に対する位置ベク
トルは次の数式１のように定義される。
【０００９】
【数１】
【００１０】数式１により現フレームでの任意の画素位
置（Ｘ）とこれに対応する以前のフレームでの画素位置
（Ｘ′）に対する位置ベクトルは次の数式２に示した通
りである。かつ、現フレームのＸ位置での画素値と以前
のフレームのＸ′位置における画素値との差は次の数式
３に示した通りである。
置（Ｘ）とこれに対応する以前のフレームでの画素位置
（Ｘ′）に対する位置ベクトルは次の数式２に示した通
りである。かつ、現フレームのＸ位置での画素値と以前
のフレームのＸ′位置における画素値との差は次の数式
３に示した通りである。
【００１１】
【数２】
【００１２】
【数３】
【００１３】数式２から数式３が誘導される過程を説明
すると次の通りである。
すると次の通りである。
【００１４】
【数４】
【００１５】ここで、
【００１６】
【数５】
【００１７】こうして得られた動きベクトルは三角形の
各頂点毎に存在するため、各頂点に対する動きベクトル
は（ｕa , ｖa ），（ｕb ，ｖb ），（ｕc ，ｖc ）に
なる。かつ、三角形内部に存在する任意の画素に対する
動きベクトルはＸ′＝（ｘ′，ｙ′），Ｘ＝（ｘ，ｙ）
になる。数式２により得られた動きベクトルを通して求
められた現フレームのＸ位置に当たる画素値は以前のフ
レームのＸ′位置の画素値に取り替えられる（２０４段
階）。ここで、求められたＸ′位置が整数でない場合に
は双線形補間法(Bilinear Interpolation)を用いてその
位置での画素値を決定する。
各頂点毎に存在するため、各頂点に対する動きベクトル
は（ｕa , ｖa ），（ｕb ，ｖb ），（ｕc ，ｖc ）に
なる。かつ、三角形内部に存在する任意の画素に対する
動きベクトルはＸ′＝（ｘ′，ｙ′），Ｘ＝（ｘ，ｙ）
になる。数式２により得られた動きベクトルを通して求
められた現フレームのＸ位置に当たる画素値は以前のフ
レームのＸ′位置の画素値に取り替えられる（２０４段
階）。ここで、求められたＸ′位置が整数でない場合に
は双線形補間法(Bilinear Interpolation)を用いてその
位置での画素値を決定する。
【００１８】図４は本発明に適用される双線形補間法を
説明するための図である。ここで、以前のフレームで取
り替えられるｆ（ｘ′ｙ′）画素位置が整数でない場
合、次のような双線形補間法を用いてその周辺の整数位
置にある画素値からｘ′位置の画素値を決定する。即
ち、Ａ点の座標値はｆ（ｘ＋１，ｙ)*（１−ｙｒ)+ｆ
（ｘ＋１，ｙ＋１)*ｙｒで、Ｂ点の座標値はｆ（ｘ，
ｙ)*（１−ｙｒ）＋ｆ（ｘ，ｙ＋１)*ｙｒである。従っ
て、Ａ，Ｂの座標値が求められたので、ｆ（Ｘ′ｙ′）
の画素値は次の数式４のように表される。
説明するための図である。ここで、以前のフレームで取
り替えられるｆ（ｘ′ｙ′）画素位置が整数でない場
合、次のような双線形補間法を用いてその周辺の整数位
置にある画素値からｘ′位置の画素値を決定する。即
ち、Ａ点の座標値はｆ（ｘ＋１，ｙ)*（１−ｙｒ)+ｆ
（ｘ＋１，ｙ＋１)*ｙｒで、Ｂ点の座標値はｆ（ｘ，
ｙ)*（１−ｙｒ）＋ｆ（ｘ，ｙ＋１)*ｙｒである。従っ
て、Ａ，Ｂの座標値が求められたので、ｆ（Ｘ′ｙ′）
の画素値は次の数式４のように表される。
【００１９】
【数６】
【００２０】数式４のように取り替えられた画素値を用
いて新たな画像を合成させる（２０６段階）。前述のよ
うに全ての三角形パッチ内にある画素を対象で数式４を
適用させれば動きの補われた画像の画素値になる。図５
（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明による動き補償方法を適用し
た例を示した図面であり、図５（Ａ）は以前のフレーム
の画像を、図５（Ｂ）は現フレームの画像を、図５
（Ｃ）は動きを推定した後、変形された２次元三角形パ
ッチ線格子モデルを、図５（Ｄ）は動き補償された画像
を各々示す。図５（Ｄ）から分かるように、従来の補償
方法で主に発生したブロック間画像の不連続性がなくな
る。
いて新たな画像を合成させる（２０６段階）。前述のよ
うに全ての三角形パッチ内にある画素を対象で数式４を
適用させれば動きの補われた画像の画素値になる。図５
（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明による動き補償方法を適用し
た例を示した図面であり、図５（Ａ）は以前のフレーム
の画像を、図５（Ｂ）は現フレームの画像を、図５
（Ｃ）は動きを推定した後、変形された２次元三角形パ
ッチ線格子モデルを、図５（Ｄ）は動き補償された画像
を各々示す。図５（Ｄ）から分かるように、従来の補償
方法で主に発生したブロック間画像の不連続性がなくな
る。
【００２１】
【発明の効果】以上、述べたように本発明による動き画
像補償方法によると、ブロック間の画像の不連続性が無
いので優れた画質を得ることができる。
像補償方法によると、ブロック間の画像の不連続性が無
いので優れた画質を得ることができる。
【図１】従来の動き補償方法を説明するための図であ
る。
る。
【図２】本発明による動画像の動き補償方法を説明する
ための図である。
ための図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は本発明による動き推定時に探
出した動きベクトルを用いて線格子モデルを変形する方
法を説明するための図である。
出した動きベクトルを用いて線格子モデルを変形する方
法を説明するための図である。
【図４】本発明に適用される双線形補間法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明による動き補償方法
を適用した例を示した図である。
を適用した例を示した図である。
なし
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 (2)
- 【請求項１】 動画像の動きを推定した後、これを補う
方法において、 前記動き推定時に探出した三角形パッチの各頂点に対す
る動きベクトルを用いて前記三角形パッチの線格子モデ
ルを変形させる第１の段階と、 前記動きベクトルに基づいて前記第１の段階で前記変形
された線格子モデルに対応する現フレームの基準ブロッ
クの所定位置と以前のフレームの整合ブロックの所定位
置とを対応させ、該現フレームの基準ブロックの所定位
置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整合ブロッ
クの所定位置に当たる画素値の位置とが一致する場合に
は、該現フレームの基準ブロックの所定位置に当たる画
素値を以前のフレームの整合ブロックの所定位置に当た
る画素値に取り替え、該現フレームの基準ブロックの所
定位置に当たる画素値の位置と以前のフレームの整合ブ
ロックの所定位置に当たる画素値の位置とが不一致の場
合には、以前のフレームの整合ブロックの所定位置に当
たる画素値とその周辺の画素値とで補間を行う第２の段
階と、 前記第２の段階で求められた画素値を用いて新たな画像
を合成する段階とを含むことを特徴とする２次元三角形
線格子モデルを用いた動画像の動き補償方法。 - 【請求項２】 前記画素値の取替え段階で取り替えられ
る画素の位置が整数でない場合、双線形補間法を用いて
画素値を決定することを特徴とする請求項１に記載の２
次元三角形線格子モデルを用いた動画像の動き補償方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR11811/1997 | 1997-03-31 | ||
| KR1019970011811A KR100265720B1 (ko) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 2차원삼각형선격자모델을이용한동영상의움직임보상방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10341445A JPH10341445A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3095141B2 true JP3095141B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=19501555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7598398A Expired - Fee Related JP3095141B2 (ja) | 1997-03-31 | 1998-03-24 | ２次元三角形線格子モデルを用いた動画像の動き補償方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6154578A (ja) |
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| KR (1) | KR100265720B1 (ja) |
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| DE (1) | DE19757343A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR100265721B1 (ko) * | 1997-03-31 | 2000-09-15 | 윤종용 | 2차원삼각형조각선격자모델을이용한동영상의움직임추정방법 |
| US6643387B1 (en) * | 1999-01-28 | 2003-11-04 | Sarnoff Corporation | Apparatus and method for context-based indexing and retrieval of image sequences |
| US6289052B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-09-11 | Lucent Technologies Inc. | Methods and apparatus for motion estimation using causal templates |
| FR2820256B1 (fr) * | 2001-01-26 | 2004-11-19 | France Telecom | Procedes de codage et de decodage d'images, dispositifs, systemes signaux et applications correspondantes |
| US20060198760A1 (en) * | 2001-08-02 | 2006-09-07 | General Electric Company | Opto-acoustic sensor device and associated method |
| US7847823B2 (en) | 2005-01-14 | 2010-12-07 | Morpho, Inc. | Motion vector calculation method and hand-movement correction device, imaging device and moving picture generation device |
| JP4620607B2 (ja) | 2006-02-24 | 2011-01-26 | 株式会社モルフォ | 画像処理装置 |
| JP2013048717A (ja) | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Sony Corp | 画像処理装置及び方法、記録媒体、並びにプログラム |
| US8897539B2 (en) | 2011-10-04 | 2014-11-25 | Metalforming, Inc. | Using images to create measurements of structures through the videogrammetric process |
| CN104680504B (zh) * | 2013-11-26 | 2018-06-08 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 场景变化检测方法及其装置 |
| KR20220043581A (ko) | 2020-09-29 | 2022-04-05 | 대우조선해양 주식회사 | 세미리그 모형의 컬럼 무게추 이동장치 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3023961B2 (ja) * | 1989-10-04 | 2000-03-21 | 三菱電機株式会社 | 符号化器及び復号化器 |
| JPH082107B2 (ja) * | 1990-03-02 | 1996-01-10 | 国際電信電話株式会社 | 動画像のハイブリッド符号化方法及びその装置 |
| SE9002647L (sv) * | 1990-08-15 | 1991-09-02 | Televerket | Metod foer roerelsekompensering och elastisk deformation i bildsekvenser |
| JP2502176B2 (ja) * | 1990-09-10 | 1996-05-29 | 三菱電機株式会社 | 画像信号の符号化器及びその復号化器 |
| FR2729266A1 (fr) * | 1995-01-10 | 1996-07-12 | France Telecom | Procede d'interpolation d'images |
| TW257924B (en) * | 1995-03-18 | 1995-09-21 | Daewoo Electronics Co Ltd | Method and apparatus for encoding a video signal using feature point based motion estimation |
| US5654771A (en) * | 1995-05-23 | 1997-08-05 | The University Of Rochester | Video compression system using a dense motion vector field and a triangular patch mesh overlay model |
-
1997
- 1997-03-31 KR KR1019970011811A patent/KR100265720B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-12-11 GB GB9726105A patent/GB2323992A/en not_active Withdrawn
- 1997-12-22 DE DE1997157343 patent/DE19757343A1/de not_active Ceased
- 1997-12-23 CN CN97125901A patent/CN1107417C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-30 US US09/000,656 patent/US6154578A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-24 JP JP7598398A patent/JP3095141B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980075570A (ko) | 1998-11-16 |
| US6154578A (en) | 2000-11-28 |
| KR100265720B1 (ko) | 2000-09-15 |
| GB2323992A (en) | 1998-10-07 |
| GB9726105D0 (en) | 1998-02-11 |
| DE19757343A1 (de) | 1998-10-01 |
| CN1195256A (zh) | 1998-10-07 |
| CN1107417C (zh) | 2003-04-30 |
| JPH10341445A (ja) | 1998-12-22 |
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