JP3147893B2 - 画像の動きを見積もる方法 - Google Patents
画像の動きを見積もる方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像の映像信号における、部分画像（pictur
e portion）の動き（motion）を見積もる方法に関する
もので、複数個の動きベクトル（motionvector）の候補
を、同数の出発ベクトル（starting vector）から決定
し、これら候補ベクトルから１個の動きベクトルを選び
だすことを含んでいる。
e portion）の動き（motion）を見積もる方法に関する
もので、複数個の動きベクトル（motionvector）の候補
を、同数の出発ベクトル（starting vector）から決定
し、これら候補ベクトルから１個の動きベクトルを選び
だすことを含んでいる。
［従来の技術］ そのような方法の１つは米国特許第4,853,775号明細
書に記載されている。ここで記載されている方法は、４
個の出発ベクトルから４個の候補動きベクトル（candid
ate motion vector）を作り、これら４個の候補ベクト
ルのうち、フレーム差最小の勾配アルゴリズムに関し収
斂する動きベクトルを１個だけ選びだすものである。こ
こで４個の出発ベクトルは、対象とする画素に隣接する
４画素について既に見積もりを終った動きベクトルのそ
れぞれに対応する。
書に記載されている。ここで記載されている方法は、４
個の出発ベクトルから４個の候補動きベクトル（candid
ate motion vector）を作り、これら４個の候補ベクト
ルのうち、フレーム差最小の勾配アルゴリズムに関し収
斂する動きベクトルを１個だけ選びだすものである。こ
こで４個の出発ベクトルは、対象とする画素に隣接する
４画素について既に見積もりを終った動きベクトルのそ
れぞれに対応する。
［解決しようとする課題］ 本発明は、とりわけ、その適用対象に対し動きの見積
もりの改善を実現しようとするものである。
もりの改善を実現しようとするものである。
［課題解決の手段］ 冒頭に定義した型の方法の１つは、出発ベクトルの成
分として、既に決定済みの候補ベクトルの成分を用い、
これら各候補ベクトルとその成分はぞれぞれ出発ベクト
ルとその成分に対応させることを特徴としている。
分として、既に決定済みの候補ベクトルの成分を用い、
これら各候補ベクトルとその成分はぞれぞれ出発ベクト
ルとその成分に対応させることを特徴としている。
ここでの記述では特に断らない限り、１個の部分画像
は、単一の画素から成る場合も、１群（例えば１ブロッ
ク）の画素から成る場合もある。
は、単一の画素から成る場合も、１群（例えば１ブロッ
ク）の画素から成る場合もある。
本発明によれば、出発ベクトルの成分としては、隣接
部分画像の動きベクトルとして最終的に選択したものの
成分ではなく、この隣接部分画像のために決定した候補
動きベクトルのうち最低１個のベクトルの成分を採用
し、これら候補動きベクトルをそれぞれこれら出発ベク
トルに対応させている。このため、各出発ベクトル成分
で決まる収斂方向、例えば画面の上から下、左から右と
いった方向は、出発ベクトル構成のため用いた１つの候
補動きベクトルがそれ自体の部分画像に対しては最善の
結果を与えなかった場合でも、十分に計算できるという
利点が生じる。しかし、出発ベクトルとして採用したこ
のような動きベクトルは、隣接部分画像につき最終的に
選んだ最善の動きベクトルを採用した場合よりも良い結
果を示すことが判明している。１個の出発ベクトルに対
応し、既に、例えば左側の隣接部分画像のため以前に決
定していた１つの候補動きベクトルというのは、その前
の段階を考えると、現左側隣接部分画像のさらに左に隣
接する部分画像の１個の候補動きベクトルを出発ベクト
ルとして作った候補動きベクトルの１つであると理解す
べきである。
部分画像の動きベクトルとして最終的に選択したものの
成分ではなく、この隣接部分画像のために決定した候補
動きベクトルのうち最低１個のベクトルの成分を採用
し、これら候補動きベクトルをそれぞれこれら出発ベク
トルに対応させている。このため、各出発ベクトル成分
で決まる収斂方向、例えば画面の上から下、左から右と
いった方向は、出発ベクトル構成のため用いた１つの候
補動きベクトルがそれ自体の部分画像に対しては最善の
結果を与えなかった場合でも、十分に計算できるという
利点が生じる。しかし、出発ベクトルとして採用したこ
のような動きベクトルは、隣接部分画像につき最終的に
選んだ最善の動きベクトルを採用した場合よりも良い結
果を示すことが判明している。１個の出発ベクトルに対
応し、既に、例えば左側の隣接部分画像のため以前に決
定していた１つの候補動きベクトルというのは、その前
の段階を考えると、現左側隣接部分画像のさらに左に隣
接する部分画像の１個の候補動きベクトルを出発ベクト
ルとして作った候補動きベクトルの１つであると理解す
べきである。
本発明による動き見積もり方法の１実施例は、各部分
画像に対し２位相のサブ標本抽出（sub−sampling）を
行なうことにより、その部分画像の画素を第１、第２の
２群に分割し、第１群に対しては第１の候補動きベクト
ルを、第２群に対しては第２の候補ベクトルを決定する
ことを特徴とする。このように動き見積もりを２回行な
っても、１回の場合に比し回路素子を２倍必要とするこ
とはない。というのは、このサブ標本抽出実施により各
群には半数の画素しか残らず、各位相ごと異なる半数が
選ばれるからである。従ってこの実施例では、各部分画
像は最低２画素から成ることになる。
画像に対し２位相のサブ標本抽出（sub−sampling）を
行なうことにより、その部分画像の画素を第１、第２の
２群に分割し、第１群に対しては第１の候補動きベクト
ルを、第２群に対しては第２の候補ベクトルを決定する
ことを特徴とする。このように動き見積もりを２回行な
っても、１回の場合に比し回路素子を２倍必要とするこ
とはない。というのは、このサブ標本抽出実施により各
群には半数の画素しか残らず、各位相ごと異なる半数が
選ばれるからである。従ってこの実施例では、各部分画
像は最低２画素から成ることになる。
この実施例をさらに敷衍した１実施例は、動きを見積
もる対象部分画像のｙ座標に比べて、第１と第２の部分
画像のｙ座標は小さく、また対象部分画像のｘ座標に比
べると、第１部分画像のｘ座標は小さく第２部分画像の
ｘ座標は大きい、ことで特徴付けられる。ｘ座標は左か
ら右へ、ｙ座標は頭部から底部へと大きくなる。このた
め、第１部分画像が、現在見積もり対象である部分画像
の左隣りに直接位置するような実施例があったとして、
それに比べると、この実施例では、第１候補動きベクト
ル決定時点と、その決定結果が、現在動き見積もり対象
の部分画像に属する出発ベクトルを得るため再度必要と
なる時点と間に、時間の余裕ができるという利点があ
る。
もる対象部分画像のｙ座標に比べて、第１と第２の部分
画像のｙ座標は小さく、また対象部分画像のｘ座標に比
べると、第１部分画像のｘ座標は小さく第２部分画像の
ｘ座標は大きい、ことで特徴付けられる。ｘ座標は左か
ら右へ、ｙ座標は頭部から底部へと大きくなる。このた
め、第１部分画像が、現在見積もり対象である部分画像
の左隣りに直接位置するような実施例があったとして、
それに比べると、この実施例では、第１候補動きベクト
ル決定時点と、その決定結果が、現在動き見積もり対象
の部分画像に属する出発ベクトルを得るため再度必要と
なる時点と間に、時間の余裕ができるという利点があ
る。
本発明に基づく別の実施例の１つは、１画面の部分画
像が、各行（横）ごとにずらして積み重ねた画素ブロッ
クである、という特徴を有する。これは、特に上記実施
例との関連で、極めて適切な選択であると判る。
像が、各行（横）ごとにずらして積み重ねた画素ブロッ
クである、という特徴を有する。これは、特に上記実施
例との関連で、極めて適切な選択であると判る。
例えば、「歩進探索（OTS）」の基準（IEEE Transact
ions on Communications,No.8,1985,pp 888−896で発
表）によれば、見積もられた動きベクトルは出発ベクト
ルと等しくても構わない。これに対し、本発明に基づく
見積もり方法の１実施例は、候補動きベクトルの決定に
あたっては、出発ベクトルと異なるベクトルに限りそれ
を候補動きベクトルとして決定できる、という基準に従
うことで特徴付けられる。この結果、アルゴリズムが局
所的最小（locao minimum）に止まるのを防止できる。
ions on Communications,No.8,1985,pp 888−896で発
表）によれば、見積もられた動きベクトルは出発ベクト
ルと等しくても構わない。これに対し、本発明に基づく
見積もり方法の１実施例は、候補動きベクトルの決定に
あたっては、出発ベクトルと異なるベクトルに限りそれ
を候補動きベクトルとして決定できる、という基準に従
うことで特徴付けられる。この結果、アルゴリズムが局
所的最小（locao minimum）に止まるのを防止できる。
さらに本発明に基づくこの方法の別の実施例の１つ
は、見積もられた動きベクトルの成分に対して空間的な
低域濾波（low−pass filtering）を加えることを特徴
とする。この結果、ベクトル場には急激な過渡現象がな
くなり、低域濾波により精度が落ちるにも拘らず結果は
却って正確になるようである、というのは、ベクトルに
より補間された画面におけるブロック状誤りが発生し難
くなるからである。この低域濾波の平均化効果により、
サブ画素（sub−pixel）の精度すら得られそうである。
ここでサブ画素精度とは、隣接画素間の距離よりも微小
な精度を意味すると理解されたい。
は、見積もられた動きベクトルの成分に対して空間的な
低域濾波（low−pass filtering）を加えることを特徴
とする。この結果、ベクトル場には急激な過渡現象がな
くなり、低域濾波により精度が落ちるにも拘らず結果は
却って正確になるようである、というのは、ベクトルに
より補間された画面におけるブロック状誤りが発生し難
くなるからである。この低域濾波の平均化効果により、
サブ画素（sub−pixel）の精度すら得られそうである。
ここでサブ画素精度とは、隣接画素間の距離よりも微小
な精度を意味すると理解されたい。
これを更に敷衍した１実施例は、この低域濾波に以下
の段階を含むことで特徴付けられる： −出力成分を得るため、選択したベクトルの成分を巡回
濾波（recursivelyfilter）する、−この出力成分を、
選択したベクトル成分と比較し、選択したベクトルの成
分と出力成分との差が与えられたしきい値を超えるかど
うか示す制御信号を作成する、そして、−この制御信号
により選択ベクトル成分と出力成分との差がしきい値を
超えると判った場合には巡回濾波を無効にする。
の段階を含むことで特徴付けられる： −出力成分を得るため、選択したベクトルの成分を巡回
濾波（recursivelyfilter）する、−この出力成分を、
選択したベクトル成分と比較し、選択したベクトルの成
分と出力成分との差が与えられたしきい値を超えるかど
うか示す制御信号を作成する、そして、−この制御信号
により選択ベクトル成分と出力成分との差がしきい値を
超えると判った場合には巡回濾波を無効にする。
新たに見積もったベクトルと濾波された出力ベクトル
との差がしきい値を超えた時のこの後置濾波機能の無効
化により、同一情景下で別の対象に属し別の方向に動い
ている２つ以上のベクトルを誤って平均化する、という
無駄を防ぐことができる。
との差がしきい値を超えた時のこの後置濾波機能の無効
化により、同一情景下で別の対象に属し別の方向に動い
ている２つ以上のベクトルを誤って平均化する、という
無駄を防ぐことができる。
もっと特定化した１実施例は、低域濾波したベクトル
成分を用いて空間的サブ標本化動作を行いデータの節約
を図ることを特徴とするもので、この方法は例えば、伝
送または蓄積システムの符号化回路に用いられ、その場
合、対応する復号回路では、伝送されたベクトル情報を
用いた補間により動き補償が行なわれる。
成分を用いて空間的サブ標本化動作を行いデータの節約
を図ることを特徴とするもので、この方法は例えば、伝
送または蓄積システムの符号化回路に用いられ、その場
合、対応する復号回路では、伝送されたベクトル情報を
用いた補間により動き補償が行なわれる。
本発明による見積もり方法のさらに別の実施例は、動
きの見積もりに先立ち、画像信号を、係数（1/4、1/2、
1/4）の時間的濾波器により時間的に低域濾波すること
を特徴とするものである。この場合、フィールドからフ
ィールドにかけ、現フィールドに隣接して交互に上下に
現われる走査線には係数1/4が乗ぜられる。こうするこ
とで、引き続くフィールド間に、画像の動きと無関係に
大きな差を起こし兼ねない高い垂直周波数を濾波し去る
ことができ、より良い動き見積もりが可能になる。
きの見積もりに先立ち、画像信号を、係数（1/4、1/2、
1/4）の時間的濾波器により時間的に低域濾波すること
を特徴とするものである。この場合、フィールドからフ
ィールドにかけ、現フィールドに隣接して交互に上下に
現われる走査線には係数1/4が乗ぜられる。こうするこ
とで、引き続くフィールド間に、画像の動きと無関係に
大きな差を起こし兼ねない高い垂直周波数を濾波し去る
ことができ、より良い動き見積もりが可能になる。
本発明による今１つの実施例は、候補動きベクトルの
決定過程に以下の段階を含むことで特徴付けられる：−
対象画像信号、１フィールド遅れの画像信号、および１
フィールド・１走査線遅れの画像信号の３つのうちから
メディアン（中央値）を採り、これに濾波した信号を作
ること、ならびに−対象画像信号と濾波した信号とに基
づき候補動きベクトルを見積もること。このメディアン
前置濾波器により、本来の見積もり回路には一種の準順
次走査信号（quasiprogressive scan signal）が加えら
れ、飛び越し走査に基づく見積もり誤差が回避できる。
決定過程に以下の段階を含むことで特徴付けられる：−
対象画像信号、１フィールド遅れの画像信号、および１
フィールド・１走査線遅れの画像信号の３つのうちから
メディアン（中央値）を採り、これに濾波した信号を作
ること、ならびに−対象画像信号と濾波した信号とに基
づき候補動きベクトルを見積もること。このメディアン
前置濾波器により、本来の見積もり回路には一種の準順
次走査信号（quasiprogressive scan signal）が加えら
れ、飛び越し走査に基づく見積もり誤差が回避できる。
［実施例］ 次に、本発明の上記およびその他の（より詳細な）局
面を、以下の例と図面を用いてもっと詳細に記述し解明
する。
面を、以下の例と図面を用いてもっと詳細に記述し解明
する。
第１図には、部分画像の可能な第１の配置とそれらの
ベクトル成分とを示す。第１図の右下隅には、以下の記
述および前記の特許請求範囲記載におけるｘ、ｙ座標の
定め方を示している。ｘ座標は左から右へ、ｙ座標は上
から下へ増加する。第１図の中央に位置する部分画像
は、これを対象に２個の候補動きベクトルから１個の動
きベクトルを選択しようとしている部分画像を示し、ま
た、これら候補ベクトルは、２個の出発ベクトル（x0,y
0）から出発し、ある既定の基準に基づいて決定される
べきものである。これら出発ベクトルの成分は、他の部
分画像のため既に決定済みの候補動きベクトルの成分で
あり、ここでは各出発ベクトルごとに最低１個の候補動
きベクトルが用いられる。注意したいのは、現時点の見
積もり対象である部分画像φのための出発ベクトルとし
ては、隣接部分画像の見積もり過程で先に決定した「候
補」動きベクトルが用いられる点である。また、ここで
用いる候補動きベクトルが最終的に動きベクトルとして
選択されたものかどうかは無関係であることも注意を要
する。ここで出発ベクトルの１つに対応する候補ベクト
ルとして、例えば左側に隣接する部分画像のために先に
既に決定済みの候補動きベクトルを考えると、これは、
左側のさらに左側に隣接する部分画像に関する候補ベク
トルを出発ベクトルとして作られた候補動きベクトルを
意味する、と理解せねばならない。その結果として、各
出発ベクトルに属する収斂方向は、このようにして得た
候補動きベクトルが最善の結果をもたらしていない場合
でも、各出発ベクトルに属する収斂方向は十分に計算で
きる。しかし、このようにして得られる動きベクトルの
方が、以前ある１個の部分画像のため最適として最終的
に選択した動きベクトルを、出発ベクトルとして見積も
った動きベクトルよりも、好結果を与えることが判っ
た。従って、候補動きベクトルから出発できるようにす
るのには、各部分画像ごとに、両出発ベクトルともに１
個の候補動きベクトルに到達する必要がある。
ベクトル成分とを示す。第１図の右下隅には、以下の記
述および前記の特許請求範囲記載におけるｘ、ｙ座標の
定め方を示している。ｘ座標は左から右へ、ｙ座標は上
から下へ増加する。第１図の中央に位置する部分画像
は、これを対象に２個の候補動きベクトルから１個の動
きベクトルを選択しようとしている部分画像を示し、ま
た、これら候補ベクトルは、２個の出発ベクトル（x0,y
0）から出発し、ある既定の基準に基づいて決定される
べきものである。これら出発ベクトルの成分は、他の部
分画像のため既に決定済みの候補動きベクトルの成分で
あり、ここでは各出発ベクトルごとに最低１個の候補動
きベクトルが用いられる。注意したいのは、現時点の見
積もり対象である部分画像φのための出発ベクトルとし
ては、隣接部分画像の見積もり過程で先に決定した「候
補」動きベクトルが用いられる点である。また、ここで
用いる候補動きベクトルが最終的に動きベクトルとして
選択されたものかどうかは無関係であることも注意を要
する。ここで出発ベクトルの１つに対応する候補ベクト
ルとして、例えば左側に隣接する部分画像のために先に
既に決定済みの候補動きベクトルを考えると、これは、
左側のさらに左側に隣接する部分画像に関する候補ベク
トルを出発ベクトルとして作られた候補動きベクトルを
意味する、と理解せねばならない。その結果として、各
出発ベクトルに属する収斂方向は、このようにして得た
候補動きベクトルが最善の結果をもたらしていない場合
でも、各出発ベクトルに属する収斂方向は十分に計算で
きる。しかし、このようにして得られる動きベクトルの
方が、以前ある１個の部分画像のため最適として最終的
に選択した動きベクトルを、出発ベクトルとして見積も
った動きベクトルよりも、好結果を与えることが判っ
た。従って、候補動きベクトルから出発できるようにす
るのには、各部分画像ごとに、両出発ベクトルともに１
個の候補動きベクトルに到達する必要がある。
１つの部分画像は、単一の画素でも、１群（ブロッ
ク）の画素でもよい。既定の基準とは、例えば「歩進探
索（One step at a Time Search,OTS）」（IEEE Transa
ctions on Communications,No.8,1985,pp 888−896）、
あるいは第５回デジタル通信信号処理国際会議（Loughb
orough,20−23,September 1988）で発表された「勾配適
応探索（Gradient Adaptive Search）」基準（No.82,In
stitution of Electronic and Radio Engineers,pp 109
−115）などである。この歩進探索基準の内容は、見積
もり誤差最小の変化（シフト）を、先ず出発ベクトルか
ら出発して水平またはｘ方向について求め、引き続き、
このシフトから出発して垂直またはｙ方向について見積
もり誤差最小のシフトを求めるものである。
ク）の画素でもよい。既定の基準とは、例えば「歩進探
索（One step at a Time Search,OTS）」（IEEE Transa
ctions on Communications,No.8,1985,pp 888−896）、
あるいは第５回デジタル通信信号処理国際会議（Loughb
orough,20−23,September 1988）で発表された「勾配適
応探索（Gradient Adaptive Search）」基準（No.82,In
stitution of Electronic and Radio Engineers,pp 109
−115）などである。この歩進探索基準の内容は、見積
もり誤差最小の変化（シフト）を、先ず出発ベクトルか
ら出発して水平またはｘ方向について求め、引き続き、
このシフトから出発して垂直またはｙ方向について見積
もり誤差最小のシフトを求めるものである。
予め設定する基準としては、出発ベクトル自体が見積
もり結果と成り得るもの、成り得ないもの、のいずれで
もよい。もし出発ベクトル自体が見積もり結果と成り得
ない場合、複数の候補動きベクトルの見積もり誤差を比
較する基準回路に要する素子は相対的に少なくて済む、
というのは、出発ベクトルを用いる時発生する見積もり
誤差を算定し比較する必要がなくなるからである。その
上、基準として、出発ベクトルを除外することにより、
アルゴリズムが局所最小に陥ることが防げる。このよう
な基準を用いることにより、動きの見積もりは、連続す
る部分画像について類似の見積もり結果を生じることが
少なくなるが、ベクトル成分を空間的に低域濾波するこ
とにより、正しいベクトル値の周辺ではこの基準に起因
する振動が防げるので問題は無い。
もり結果と成り得るもの、成り得ないもの、のいずれで
もよい。もし出発ベクトル自体が見積もり結果と成り得
ない場合、複数の候補動きベクトルの見積もり誤差を比
較する基準回路に要する素子は相対的に少なくて済む、
というのは、出発ベクトルを用いる時発生する見積もり
誤差を算定し比較する必要がなくなるからである。その
上、基準として、出発ベクトルを除外することにより、
アルゴリズムが局所最小に陥ることが防げる。このよう
な基準を用いることにより、動きの見積もりは、連続す
る部分画像について類似の見積もり結果を生じることが
少なくなるが、ベクトル成分を空間的に低域濾波するこ
とにより、正しいベクトル値の周辺ではこの基準に起因
する振動が防げるので問題は無い。
大きなブロックを用いる場合、最大の誤り勾配（faul
t gradient）を有する軸上で誤差が最小になるようなベ
クトルを選択する、という基準が良い結果をもたらすこ
とが判った。この種の基準の１つとして、４個のベクト
ル（ａ±k,b）と（a,b±ｋ）、すなわち出発ベクトル
（a,b）に対し水平または垂直方向に±ｋ画素分だけ変
化させたベクトル、を比較して最適ベクトルを決定す
る、という内容の基準も良い結果を与える上、実現が容
易である。一般に、ｋの値を増すほど収斂度は良くなる
が不安定度も高くなることが知られている。実際上、部
分画像の大きさとして1x2画素を用いる時のｋの最適値
は１、4x8画素を用いる時のｋの最適値は２となるよう
である。別の方法として、ｋの値を見積もり誤差と関連
付けることも可能である。すなわち、比較的大きな誤差
が生じた場合には、別のもっと適当なベクトルを迅速に
探しだせることを期待してｋの値を大きくし、誤差が小
さい場合には、そのベクトルがほぼ正しいことが明らか
なためｋの値は小さくても十分である。さらに、１回の
見積もり動作で、ｋ＝１ないし３に対応する８個のベク
トルを比較することも可能である。
t gradient）を有する軸上で誤差が最小になるようなベ
クトルを選択する、という基準が良い結果をもたらすこ
とが判った。この種の基準の１つとして、４個のベクト
ル（ａ±k,b）と（a,b±ｋ）、すなわち出発ベクトル
（a,b）に対し水平または垂直方向に±ｋ画素分だけ変
化させたベクトル、を比較して最適ベクトルを決定す
る、という内容の基準も良い結果を与える上、実現が容
易である。一般に、ｋの値を増すほど収斂度は良くなる
が不安定度も高くなることが知られている。実際上、部
分画像の大きさとして1x2画素を用いる時のｋの最適値
は１、4x8画素を用いる時のｋの最適値は２となるよう
である。別の方法として、ｋの値を見積もり誤差と関連
付けることも可能である。すなわち、比較的大きな誤差
が生じた場合には、別のもっと適当なベクトルを迅速に
探しだせることを期待してｋの値を大きくし、誤差が小
さい場合には、そのベクトルがほぼ正しいことが明らか
なためｋの値は小さくても十分である。さらに、１回の
見積もり動作で、ｋ＝１ないし３に対応する８個のベク
トルを比較することも可能である。
第１図では、中央の部分画像φの左に第１部分画像
Ｉ、上に部分画像IIが位置し、φに対して左から発生す
る第１の候補動きベクトル（x1,y1）と、上から発生す
る第２の候補動きベクトル（x2,y2）とが、それぞれ既
に決定されでいることを示している。極めて素直な実現
形態としては、候補ベクトル（x1,y1）を中央部分画像
φの第１出発ベクトル、候補ベクトル（x2,y2）を第２
出発ベクトルとして採用することもできよう。
Ｉ、上に部分画像IIが位置し、φに対して左から発生す
る第１の候補動きベクトル（x1,y1）と、上から発生す
る第２の候補動きベクトル（x2,y2）とが、それぞれ既
に決定されでいることを示している。極めて素直な実現
形態としては、候補ベクトル（x1,y1）を中央部分画像
φの第１出発ベクトル、候補ベクトル（x2,y2）を第２
出発ベクトルとして採用することもできよう。
注意しておくが、１つの動き見積もり方法における出
発ベクトルの成分は、異なる２つの隣接部分画像につい
て既に見積もった２つの動きベクトルの成分を組合せる
のが望ましい、という認識は一般に適用できるものであ
り、出発ベクトルの成分として望ましいのは、少なくと
も１つの最終選択動きベクトルではなく、少なくとも１
つの候補動きベクトルの成分である、という別の認識と
結びついた場合に限定されるものではない。
発ベクトルの成分は、異なる２つの隣接部分画像につい
て既に見積もった２つの動きベクトルの成分を組合せる
のが望ましい、という認識は一般に適用できるものであ
り、出発ベクトルの成分として望ましいのは、少なくと
も１つの最終選択動きベクトルではなく、少なくとも１
つの候補動きベクトルの成分である、という別の認識と
結びついた場合に限定されるものではない。
連続した部分画像の第２の可能な配置を、それぞれの
ベクトル成分とともに第２図に示す。この配置では、第
１の部分画像Ｉが、動きを見積もろうとする部分画像φ
の斜め上に位置しており、これには次のような利点があ
る。すなわち、第１図に示した配置のように、第１部分
画像Ｉが動きを見積もろうとする部分画像φと同一走査
線上にある場合に比較して、第２図の配置では、候補動
きベクトル（x1,y1）が決定される時点と、この候補ベ
クトルが出発ベクトル（x0,y0）構成のため要求される
時点との間に時間の余裕ができるのである。この出発ベ
クトルは第１図に関連して述べたと同様な複合型でも構
わない。
ベクトル成分とともに第２図に示す。この配置では、第
１の部分画像Ｉが、動きを見積もろうとする部分画像φ
の斜め上に位置しており、これには次のような利点があ
る。すなわち、第１図に示した配置のように、第１部分
画像Ｉが動きを見積もろうとする部分画像φと同一走査
線上にある場合に比較して、第２図の配置では、候補動
きベクトル（x1,y1）が決定される時点と、この候補ベ
クトルが出発ベクトル（x0,y0）構成のため要求される
時点との間に時間の余裕ができるのである。この出発ベ
クトルは第１図に関連して述べたと同様な複合型でも構
わない。
第１図または第２図の部分画像IIIおよびIVの候補動
きベクトルを用いる場合に発生する因果喪失問題（non
−causalirty problem）のもう１つの解決策は、先行フ
ィールド周期においてこれら部分画像のため決定した候
補動きベクトルを用いることである。
きベクトルを用いる場合に発生する因果喪失問題（non
−causalirty problem）のもう１つの解決策は、先行フ
ィールド周期においてこれら部分画像のため決定した候
補動きベクトルを用いることである。
望ましい場合には、すべての部分画像ＩからIVまでの
対応する４個の候補動きベクトルから出発して決定した
候補動きベクトルを比較することも可能である。ここで
も部分画像IIIとIVの候補ベクトルは先行フィールド周
期中に決定したものが用いられる。この実施例のもう１
つの変形として、各出発ベクトルを、隣接部分画像Ｉ−
IVのため既に決定した候補動きベクトルのうち各２個ず
つ、の成分を用いて構成してもよい。これらの変形によ
れば、画面の輪郭を通過する場合にアルゴリズムを迅速
に収斂させることができる、というのは、輪郭の両側の
見積もり結果が勘案されるからである。
対応する４個の候補動きベクトルから出発して決定した
候補動きベクトルを比較することも可能である。ここで
も部分画像IIIとIVの候補ベクトルは先行フィールド周
期中に決定したものが用いられる。この実施例のもう１
つの変形として、各出発ベクトルを、隣接部分画像Ｉ−
IVのため既に決定した候補動きベクトルのうち各２個ず
つ、の成分を用いて構成してもよい。これらの変形によ
れば、画面の輪郭を通過する場合にアルゴリズムを迅速
に収斂させることができる、というのは、輪郭の両側の
見積もり結果が勘案されるからである。
さらにいま１つの変形として、先行フィールドのベク
トルに基づく見積もりと、現フィールドのベクトルに基
づく見積もりとを比較選択する方法があり得る。この変
形において、先行フィールドのベクトルに基づく見積も
りを行なう際には、第１図の配置によればよく、この場
合部分画像Ｉ−IVのすべての候補動きベクトルが利用さ
れる。現フィールドのベクトルに基づく見積もりは第２
図の配置によればよく、ここでは部分画像ＩとIIの候補
動きベクトルのみ使用される。先行フィールドのベクト
ルによる見積もりと、現フィールドのベクトルによる見
積もりのうち、いずれを選択するかは、候補動きベクト
ル（x1,y1）を第１図と第２図の部分画像Ｉにそれぞれ
当てはめた結果の見積もり誤差を蓄積しておき、これに
基づいて行なうのが望ましい。この選択は先験的なも
の、すなわち、見積もりを実施する以前のデータによる
選択なので、選択の見込みのないものについて、見積も
りを行なう必要はない。もちろん、両者をそれぞれ実際
に見積もってその結果を比較のうえ選択することは可能
であるが、そうすると処理回路は大きくなる。先行フィ
ールドのベクトルに基づく見積もり法は、もし先行フィ
ールドのベクトルのうち、第１図の部分画像IVのため決
定した候補動きベクトルのみを考慮することとすれば、
簡略化が可能となる。つまり全部で、第２図の部分画像
ＩおよびIIと第１図の部分画像IVだけを用いるのであ
る。
トルに基づく見積もりと、現フィールドのベクトルに基
づく見積もりとを比較選択する方法があり得る。この変
形において、先行フィールドのベクトルに基づく見積も
りを行なう際には、第１図の配置によればよく、この場
合部分画像Ｉ−IVのすべての候補動きベクトルが利用さ
れる。現フィールドのベクトルに基づく見積もりは第２
図の配置によればよく、ここでは部分画像ＩとIIの候補
動きベクトルのみ使用される。先行フィールドのベクト
ルによる見積もりと、現フィールドのベクトルによる見
積もりのうち、いずれを選択するかは、候補動きベクト
ル（x1,y1）を第１図と第２図の部分画像Ｉにそれぞれ
当てはめた結果の見積もり誤差を蓄積しておき、これに
基づいて行なうのが望ましい。この選択は先験的なも
の、すなわち、見積もりを実施する以前のデータによる
選択なので、選択の見込みのないものについて、見積も
りを行なう必要はない。もちろん、両者をそれぞれ実際
に見積もってその結果を比較のうえ選択することは可能
であるが、そうすると処理回路は大きくなる。先行フィ
ールドのベクトルに基づく見積もり法は、もし先行フィ
ールドのベクトルのうち、第１図の部分画像IVのため決
定した候補動きベクトルのみを考慮することとすれば、
簡略化が可能となる。つまり全部で、第２図の部分画像
ＩおよびIIと第１図の部分画像IVだけを用いるのであ
る。
第３図は、2x4画素のブロックをずらして積み重ね配
置し、これらの画素を第１、第２の２位相に分けて標本
抽出する様子を示す。第１位相で抽出される標本は第３
図の「１」で、第２位相のそれは第３図の「２」で示し
てある。この標本抽出動作では、各位相ごと原画素の半
数が残るので、本発明によれば、２倍の回路素子を要せ
ずに、異なる出発ベクトルを用いた２重の見積もりを行
なうことが可能になる。ここで、出発ベクトルとして
は、第２図の方法において、ブロックφの動きを見積も
るためＩおよびIIで示したブロックに関し、既に決定済
みの候補動きベクトルの成分から成るものを利用する。
図面に示した以外のどんな標本抽出法を採用しても構わ
ないのは明らかであるが、ここで例えば、走査線から走
査線へと逆位相で（anti−phase）標本抽出する必要は
ない。
置し、これらの画素を第１、第２の２位相に分けて標本
抽出する様子を示す。第１位相で抽出される標本は第３
図の「１」で、第２位相のそれは第３図の「２」で示し
てある。この標本抽出動作では、各位相ごと原画素の半
数が残るので、本発明によれば、２倍の回路素子を要せ
ずに、異なる出発ベクトルを用いた２重の見積もりを行
なうことが可能になる。ここで、出発ベクトルとして
は、第２図の方法において、ブロックφの動きを見積も
るためＩおよびIIで示したブロックに関し、既に決定済
みの候補動きベクトルの成分から成るものを利用する。
図面に示した以外のどんな標本抽出法を採用しても構わ
ないのは明らかであるが、ここで例えば、走査線から走
査線へと逆位相で（anti−phase）標本抽出する必要は
ない。
動きの見積もりを行なうに先立ち、画像信号を時間的
に低域濾波してもよい。この濾波により、画像の動きと
無関係に隣接フィールド間に大きな差異を引き起こす高
い垂直周波数が除去され、見積もり結果が改善されると
いう利益が生まれる。この時間前置濾波器に関する望ま
しい１実施例における動作モードを図式的に示したのが
第４図である。第４図は点線で上下に分かれ、それぞれ
には、濾波の対象である現フィールドとその前後の、時
間的に引き続く計３つのフィールドからの、複数の走査
線を示してある。この濾波器は係数（1/4,1/2,1/4）に
従って動作し、フィールドからフィールドへと現フィー
ルドの走査線の上下に交替に出てくる、隣接両フィール
ドからの走査線に対しては係数1/4を乗じる。実用上こ
の濾波器は良い結果をもたらすようである。
に低域濾波してもよい。この濾波により、画像の動きと
無関係に隣接フィールド間に大きな差異を引き起こす高
い垂直周波数が除去され、見積もり結果が改善されると
いう利益が生まれる。この時間前置濾波器に関する望ま
しい１実施例における動作モードを図式的に示したのが
第４図である。第４図は点線で上下に分かれ、それぞれ
には、濾波の対象である現フィールドとその前後の、時
間的に引き続く計３つのフィールドからの、複数の走査
線を示してある。この濾波器は係数（1/4,1/2,1/4）に
従って動作し、フィールドからフィールドへと現フィー
ルドの走査線の上下に交替に出てくる、隣接両フィール
ドからの走査線に対しては係数1/4を乗じる。実用上こ
の濾波器は良い結果をもたらすようである。
雑音の影響を減らすため、動き見積もりに先立ち、画
像信号を空間的に低域濾波することができる。画像信号
はここでも、空間的にサブ抽出すれば、フィールドの所
要記憶容量を半減することができる。
像信号を空間的に低域濾波することができる。画像信号
はここでも、空間的にサブ抽出すれば、フィールドの所
要記憶容量を半減することができる。
選択したベクトルの成分を空間的に濾波すれば、急激
な過渡現象の無いベクトル場が得られ、濾波による精度
の低下にも拘らず、より精密な結果が期待できる、とい
うのは、このようにして得られたベクトルで補間した画
像では、ブロック状の誤差が起こり難くなるからであ
る。この低域濾波の平均化効果によれば、サブ画素精
度、すなわち、隣接画素間の距離よりも細かな精度すら
得られそうである。見積もった動きベクトルの成分を低
域濾波すると、さらに、低域濾波されたベクトル成分に
ついて、折り返し（fold−back）効果を生じることなし
に空間的なサブ標本抽出ができる、という利益が加わ
る。このサブ標本抽出動作によりデータが節約出来る結
果、本発明による方法では部分画像の寸法を縮小できる
こととなる。その利点としては、対象物の境界線を忠実
にたどれることであり、一方欠点としては、出てくるベ
クトルの数が増加することである。しかしこの方法の用
途として、伝送されたベクトル情報を用いて復号回路で
動き補償用の補間をするような、画像信号伝送または蓄
積システムにおいて、そのための動き情報の伝送容量が
限られているような場合には、この方法をそのシステム
の符号化回路部分に適用するのが依然有効である。伝送
されたベクトル情報の補間で回復したベクトル成分を用
いて画像信号の補間を行なうことにより、大きなブロッ
クのブロック境界で生じるブロック誤差のうち、対象物
の境界とは一致しないものの発生は減るが、その一方
で、ベクトル成分についてサブ標本抽出を行なうため、
より大きなブロックの動きを見積もる場合に伝送された
筈のベクトル情報を上回るような情報は伝送されていな
い。
な過渡現象の無いベクトル場が得られ、濾波による精度
の低下にも拘らず、より精密な結果が期待できる、とい
うのは、このようにして得られたベクトルで補間した画
像では、ブロック状の誤差が起こり難くなるからであ
る。この低域濾波の平均化効果によれば、サブ画素精
度、すなわち、隣接画素間の距離よりも細かな精度すら
得られそうである。見積もった動きベクトルの成分を低
域濾波すると、さらに、低域濾波されたベクトル成分に
ついて、折り返し（fold−back）効果を生じることなし
に空間的なサブ標本抽出ができる、という利益が加わ
る。このサブ標本抽出動作によりデータが節約出来る結
果、本発明による方法では部分画像の寸法を縮小できる
こととなる。その利点としては、対象物の境界線を忠実
にたどれることであり、一方欠点としては、出てくるベ
クトルの数が増加することである。しかしこの方法の用
途として、伝送されたベクトル情報を用いて復号回路で
動き補償用の補間をするような、画像信号伝送または蓄
積システムにおいて、そのための動き情報の伝送容量が
限られているような場合には、この方法をそのシステム
の符号化回路部分に適用するのが依然有効である。伝送
されたベクトル情報の補間で回復したベクトル成分を用
いて画像信号の補間を行なうことにより、大きなブロッ
クのブロック境界で生じるブロック誤差のうち、対象物
の境界とは一致しないものの発生は減るが、その一方
で、ベクトル成分についてサブ標本抽出を行なうため、
より大きなブロックの動きを見積もる場合に伝送された
筈のベクトル情報を上回るような情報は伝送されていな
い。
画像信号の動きを見積もるに先立つ濾波、見積もりを
終わったベクトルの成分の濾波、の何れかまたは双方を
を行なうために適した、空間低域濾波器の可能な１つの
構造を第５図に示す。濾波器の１つの入力１が加算器５
の入力３に接続され、加算器５の出力７は、メモリーＰ
を介し１画素周期遅れて加算器５の第２入力９に接続さ
れる。メモリーＰの出力11は、加算器15の第１入力13に
接続され、加算器15の出力17はメモリーＬを介し１走査
線周期だけ遅れて加算器15の入力19に接続される。メモ
リーＬの出力21は、この空間濾波器の出力23に接続され
る。
終わったベクトルの成分の濾波、の何れかまたは双方を
を行なうために適した、空間低域濾波器の可能な１つの
構造を第５図に示す。濾波器の１つの入力１が加算器５
の入力３に接続され、加算器５の出力７は、メモリーＰ
を介し１画素周期遅れて加算器５の第２入力９に接続さ
れる。メモリーＰの出力11は、加算器15の第１入力13に
接続され、加算器15の出力17はメモリーＬを介し１走査
線周期だけ遅れて加算器15の入力19に接続される。メモ
リーＬの出力21は、この空間濾波器の出力23に接続され
る。
本発明による動き見積もり装置の１実施例を第６図に
示す。この動き見積もり装置の１つの入力61は、第１の
２相標本抽出回路63、および、フィールドメモリーＦを
介し第２の２相標本抽出回路65、の双方に接続される。
これら２相標本抽出回路63、65はそれぞれ、第１相候補
動きベクトル決定器67と第２相候補ベクトル決定器69に
接続される。第１相決定器67は、第３図の「１」で示し
た標本の動きを見積もり、第２相決定器69は、第３図の
「２」で示した標本の動きを見積もる。これら候補動き
ベクトル決定器67と69は、最適ベクトル選択回路71へ接
続されると同時に、それぞれベクトル成分メモリー73、
75を介して、新たな出発ベクトル成分蓄積のため、それ
ら（67、69）自体にも接続される。既に述べたように、
第１相の動き見積もりには、第２相の動き見積もりと異
なる出発ベクトルが用いられる。最適ベクトル選択回路
は、候補動きベクトル決定器67、69により見積もった候
補動きベクトルから最適のベクトルを選んで、この動き
見積もり装置の出力77へ導く。第６図から明らかなよう
に、ベクトル成分メモリー73と75の入力には、それぞれ
候補動きベクトル決定器67、69の出力が接続されでい
る。本発明によるこの構成、すなわち、そこでは、各出
発ベクトルから出発して候補ベクトルが別々に決定され
た後、両候補ベクトルのうち１つの動きベクトルが選択
され、またそこでは、出発ベクトルの成分として、既に
決定されそれぞれ出発ベクトルに対応する候補動きベク
トルの、対応する成分が採用されている、というこの構
成は、これまでの技術による構成として、ベクトル成分
メモリー73、75が最適ベクトル選択回路71の出力77に接
続されその結果として、出発ベクトルの成分としては選
択された最適動きベクトルに対応する成分が採用される
ような構成、よりも優れた結果を与えるようである。１
つの出発ベクトルに対応し、既に例えば左側隣接部分画
像のために決定済みの１つの候補動きベクトルというの
は、それ自体、ここでいう左側隣接部分画像のすぐ左に
位置する部分画像の候補動きベクトルである、出発ベク
トルに基づいて作られた候補動きベクトルを意味する、
と理解せねばならない。
示す。この動き見積もり装置の１つの入力61は、第１の
２相標本抽出回路63、および、フィールドメモリーＦを
介し第２の２相標本抽出回路65、の双方に接続される。
これら２相標本抽出回路63、65はそれぞれ、第１相候補
動きベクトル決定器67と第２相候補ベクトル決定器69に
接続される。第１相決定器67は、第３図の「１」で示し
た標本の動きを見積もり、第２相決定器69は、第３図の
「２」で示した標本の動きを見積もる。これら候補動き
ベクトル決定器67と69は、最適ベクトル選択回路71へ接
続されると同時に、それぞれベクトル成分メモリー73、
75を介して、新たな出発ベクトル成分蓄積のため、それ
ら（67、69）自体にも接続される。既に述べたように、
第１相の動き見積もりには、第２相の動き見積もりと異
なる出発ベクトルが用いられる。最適ベクトル選択回路
は、候補動きベクトル決定器67、69により見積もった候
補動きベクトルから最適のベクトルを選んで、この動き
見積もり装置の出力77へ導く。第６図から明らかなよう
に、ベクトル成分メモリー73と75の入力には、それぞれ
候補動きベクトル決定器67、69の出力が接続されでい
る。本発明によるこの構成、すなわち、そこでは、各出
発ベクトルから出発して候補ベクトルが別々に決定され
た後、両候補ベクトルのうち１つの動きベクトルが選択
され、またそこでは、出発ベクトルの成分として、既に
決定されそれぞれ出発ベクトルに対応する候補動きベク
トルの、対応する成分が採用されている、というこの構
成は、これまでの技術による構成として、ベクトル成分
メモリー73、75が最適ベクトル選択回路71の出力77に接
続されその結果として、出発ベクトルの成分としては選
択された最適動きベクトルに対応する成分が採用される
ような構成、よりも優れた結果を与えるようである。１
つの出発ベクトルに対応し、既に例えば左側隣接部分画
像のために決定済みの１つの候補動きベクトルというの
は、それ自体、ここでいう左側隣接部分画像のすぐ左に
位置する部分画像の候補動きベクトルである、出発ベク
トルに基づいて作られた候補動きベクトルを意味する、
と理解せねばならない。
既に述べたような変形、すなわち直前のフィールドベ
クトルに基づく見積もりと、現時点のフィールドベクト
ルに基づく見積もりとを併用する方法を具体化するに
は、各ベクトル成分メモリー（73または75）は、現時点
フィールドからの候補動きベクトルを蓄積する第１メモ
リーと、直前フィールドからの候補動きベクトルを蓄え
る第２メモリー、および、第１メモリーの出力か第２メ
モリーの出力かを、候補動きベクトル決定器（67か69そ
れぞれ）に選択結合するスイッチ、から成る必要があ
る。このスイッチは既に述べたように、蓄積した見積も
り誤差により制御される。
クトルに基づく見積もりと、現時点のフィールドベクト
ルに基づく見積もりとを併用する方法を具体化するに
は、各ベクトル成分メモリー（73または75）は、現時点
フィールドからの候補動きベクトルを蓄積する第１メモ
リーと、直前フィールドからの候補動きベクトルを蓄え
る第２メモリー、および、第１メモリーの出力か第２メ
モリーの出力かを、候補動きベクトル決定器（67か69そ
れぞれ）に選択結合するスイッチ、から成る必要があ
る。このスイッチは既に述べたように、蓄積した見積も
り誤差により制御される。
前述のように、画信号は空間および（または）時間的
な低域濾波器を介して動き見積もり装置に加えてもよい
（第７図参照）。空間および時間両濾波を行なう場合に
は、先ず空間次いで時間濾波という順序を採れば、時間
濾波に必要なメモリーが少なくて済むという利益があ
る。さらに、動き見積もり装置の出力77は、空間低域濾
波器につなぐことも出来るし（第８図参照）、さらにオ
プションとして標本抽出回路につなぐこともできる。
な低域濾波器を介して動き見積もり装置に加えてもよい
（第７図参照）。空間および時間両濾波を行なう場合に
は、先ず空間次いで時間濾波という順序を採れば、時間
濾波に必要なメモリーが少なくて済むという利益があ
る。さらに、動き見積もり装置の出力77は、空間低域濾
波器につなぐことも出来るし（第８図参照）、さらにオ
プションとして標本抽出回路につなぐこともできる。
第７図に示すのは、本発明による動き見積もり装置の
もう１つの実施例の一部分であり、ここでは、候補動き
ベクトル決定回路の前位に１個のメディアン前置濾波器
が置かれる。このメディアン前置濾波器は第４図の前置
濾波器の代替と考えてよい。第７図において、入力信号
61は、メディアン前置濾波器79の入力として、直接、フ
ィールドメモリーＦ経由、およびフィールドメモリーＦ
と走査線メモリーＬ経由、の３形態で供給される。この
種のメディアン濾波器は既知の技術であり、米国特許第
4,740,842号明細書を参照されたい。メディアン濾波器7
9の出力と入力61とは、候補動きベクトル決定回路81の
入力として供給されるが、この決定回路81は、第６図に
示したような候補動きベクトル決定器69とベクトル成分
メモリー75との組合せから成っていてもよい。この前置
濾波器の存在により、候補動きベクトル決定回路には、
一種の準順次走査信号が加えられ、これにより飛び越し
走査による見積もり誤差が軽減される。
もう１つの実施例の一部分であり、ここでは、候補動き
ベクトル決定回路の前位に１個のメディアン前置濾波器
が置かれる。このメディアン前置濾波器は第４図の前置
濾波器の代替と考えてよい。第７図において、入力信号
61は、メディアン前置濾波器79の入力として、直接、フ
ィールドメモリーＦ経由、およびフィールドメモリーＦ
と走査線メモリーＬ経由、の３形態で供給される。この
種のメディアン濾波器は既知の技術であり、米国特許第
4,740,842号明細書を参照されたい。メディアン濾波器7
9の出力と入力61とは、候補動きベクトル決定回路81の
入力として供給されるが、この決定回路81は、第６図に
示したような候補動きベクトル決定器69とベクトル成分
メモリー75との組合せから成っていてもよい。この前置
濾波器の存在により、候補動きベクトル決定回路には、
一種の準順次走査信号が加えられ、これにより飛び越し
走査による見積もり誤差が軽減される。
第８図には、見積もった動きベクトルに対する空間型
後置濾波器を示す。動き見積もり装置の出力77（第６図
参照）は、第１の乗算器83、加算器85、遅延回路87、お
よび遅延回路87の出力を加算器85の入力端子に供給する
第２の乗算器89、から成る重み付き平均回路に加えられ
る。この後置濾波器の出力は遅延回路87の出力により形
成されるが、代わりに加算器85の出力で形成してもよ
い。乗算器83は１−ｋを乗じ、乗算器89はｋを乗じる。
１つの望ましい実施例によれば、これらの乗算器が両方
とも、減算器91と１つの敷居値回路93を含む１つの非直
線デバイスによって制御されている。この減算器は新た
に見積もった動きベクトルを濾波器の出力と比較し、こ
れら２つのベクトルの差が与えられた値より大きい場合
には、敷居値回路93は乗算係数ｋ（通常は1/2）を０に
セットし、これにより濾波作用を実質無効にして、新た
に見積もったベクトルを濾減せずにそのまま出力する。
この切り替え動作を行なう根拠としては、もし新たに見
積もったベクトルと濾波器の出力（または以前見積もっ
たベクトル）との差が大きくなり過ぎる場合には、新た
に見積もったベクトルは多分、その情景のなかで別の方
向へ動いている異なる対象物に属するだろう、または換
言すれば、最適ベクトル選択回路71は、２つの異なる収
斂方向の間で切り替えを行なっている、という認識に基
づいている。そうであれば、動きベクトルの平均値算定
は全く無意味であり、濾波作用は殺した方が良い。
後置濾波器を示す。動き見積もり装置の出力77（第６図
参照）は、第１の乗算器83、加算器85、遅延回路87、お
よび遅延回路87の出力を加算器85の入力端子に供給する
第２の乗算器89、から成る重み付き平均回路に加えられ
る。この後置濾波器の出力は遅延回路87の出力により形
成されるが、代わりに加算器85の出力で形成してもよ
い。乗算器83は１−ｋを乗じ、乗算器89はｋを乗じる。
１つの望ましい実施例によれば、これらの乗算器が両方
とも、減算器91と１つの敷居値回路93を含む１つの非直
線デバイスによって制御されている。この減算器は新た
に見積もった動きベクトルを濾波器の出力と比較し、こ
れら２つのベクトルの差が与えられた値より大きい場合
には、敷居値回路93は乗算係数ｋ（通常は1/2）を０に
セットし、これにより濾波作用を実質無効にして、新た
に見積もったベクトルを濾減せずにそのまま出力する。
この切り替え動作を行なう根拠としては、もし新たに見
積もったベクトルと濾波器の出力（または以前見積もっ
たベクトル）との差が大きくなり過ぎる場合には、新た
に見積もったベクトルは多分、その情景のなかで別の方
向へ動いている異なる対象物に属するだろう、または換
言すれば、最適ベクトル選択回路71は、２つの異なる収
斂方向の間で切り替えを行なっている、という認識に基
づいている。そうであれば、動きベクトルの平均値算定
は全く無意味であり、濾波作用は殺した方が良い。
上記の説明では、請求する発明と組合せる形で、数個
の変形と拡張を述べてきたが、これら変形も拡張もそれ
ぞれ、これ以外の動き見積もり装置との組合せ利用も可
能な筈、という点に注意を喚起しておく。例えば、ここ
で延べた前置、後置の濾波器は他の動き見積もり装置に
も利用出来る。本申請者たちは、ここに、本申請あるい
は関連して派生する何らかの申請の続行過程において、
これらの機能および（または）機能の組合せに関して新
たな請求が形成されるかも知れないことを通告するもの
である。
の変形と拡張を述べてきたが、これら変形も拡張もそれ
ぞれ、これ以外の動き見積もり装置との組合せ利用も可
能な筈、という点に注意を喚起しておく。例えば、ここ
で延べた前置、後置の濾波器は他の動き見積もり装置に
も利用出来る。本申請者たちは、ここに、本申請あるい
は関連して派生する何らかの申請の続行過程において、
これらの機能および（または）機能の組合せに関して新
たな請求が形成されるかも知れないことを通告するもの
である。
第１図には、部分画像に関する可能な第１の配置を、各
関連ベクトル成分と併せて示す； 第２図には、同じく第２の配置を、各関連ベクトル成分
と併せて示す； 第３図には、ずらして積み重ねた画素のブロックに関
し、第１、第２の２位相で標本抽出した画素の配置を示
す； 第４図には、走査線から発生するラスター列のスケッチ
との関連で、時間的前置濾波器の動作モードを示す； 第５図には、空間的、前置または後置濾波器の可能な構
造を示す； 第６図には、本発明に基づく、動き見積もり装置の１実
施例を示す； 第７図には、本発明に基づく、動き見積もり装置の別の
実施例の一部を示し、この例では、メディアン前置濾波
器が動きベクトル候補の決定回路の前位に設けられてい
る； 第８図には、見積もった動きベクトルのための空間的後
置濾波器を示す。
関連ベクトル成分と併せて示す； 第２図には、同じく第２の配置を、各関連ベクトル成分
と併せて示す； 第３図には、ずらして積み重ねた画素のブロックに関
し、第１、第２の２位相で標本抽出した画素の配置を示
す； 第４図には、走査線から発生するラスター列のスケッチ
との関連で、時間的前置濾波器の動作モードを示す； 第５図には、空間的、前置または後置濾波器の可能な構
造を示す； 第６図には、本発明に基づく、動き見積もり装置の１実
施例を示す； 第７図には、本発明に基づく、動き見積もり装置の別の
実施例の一部を示し、この例では、メディアン前置濾波
器が動きベクトル候補の決定回路の前位に設けられてい
る； 第８図には、見積もった動きベクトルのための空間的後
置濾波器を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−53584（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−206980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−13882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−69179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 G06T 7/20
Claims (13)
- 【請求項１】画像の映像信号における部分画像の動きベ
クトルを見積もる方法であって、複数の候補動きベクト
ルを同数の出発ベクトルから出発して決定し、これら決
定した候補動きベクトルのうちから１個の動きベクトル
を選択する方法において、前記出発ベクトルの成分とし
て、空間的に及び／又は時間的に隣接する部分画像の既
に以前決定した候補動きベクトルの対応する成分を採用
することを特徴とする方法。 - 【請求項２】前記動きベクトルが見積もられる前に、前
記画像の映像信号をサブ標本抽出することを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】各部分画像の画素が、第１及び第２の位相
で前記部分画像をサブ標本抽出することにより、第１群
及び第２群に分けられ、第１の候補動きベクトルは第１
群に対して決定され、第２の候補動きベクトルは第２群
に対して決定されることを特徴とする請求項２に記載の
方法。 - 【請求項４】動きベクトルの見積もりが、直前のフィー
ルド期間中において少なくとも１つの隣接する部分画像
に対する少なくとも１つの候補動きベクトルに更に基づ
くことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】前記直前のフィールド期間からの少なくと
も１つの候補動きベクトルに対する部分画像が、現在の
部分画像のｙ座標値を越えるｙ座標値を持つことを特徴
とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】１個の画像内の各部分画像が、行ごとにず
らして積み重ねた画素ブロックであることを特徴とする
請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の方法。 - 【請求項７】候補動きベクトル決定にあたっては、出発
ベクトルと異なるベクトルに限り候補動きベクトルとし
て決定可能とする、という基準に従うことを特徴とする
請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の動き見積
もり方法。 - 【請求項８】選択したベクトルの成分に対し空間的な低
域濾波を行なうことを特徴とする請求項１ないし７のう
ちの何れか１項に記載の動き見積もり方法。 - 【請求項９】請求項８に記載の方法であって、その低域
濾波動作の中に、 −出力成分を得るため、選択したベクトルの成分を巡回
濾波する段階、 −選択したベクトル成分がこの出力ベクトル成分に対
し、与えられたしきい値以上異なるかどうかを示す制御
信号を得るため、出力成分と選択したベクトルの成分を
比較する段階、および −この制御信号により、選択したベクトル成分が、出力
ベクトル成分に対ししきい値以上離れていることが分か
ったら、巡回濾波を無効にする段階を含むことを特徴と
する動き見積もり方法。 - 【請求項１０】低域濾波したベクトル成分を、空間的に
サブ標本抽出することを特徴とする請求項８に記載の動
き見積もり方法。 - 【請求項１１】動きの見積もりに先立ち、係数（1/4,1/
2,1/4）の時間濾波器を用いて画像信号を低域濾波し、
その場合、フィールドからフィールドにかけ、現フィー
ルドの走査線の上下に交替に現われる、両隣接フィール
ドからの走査線には係数1/4が乗じることを特徴とする
請求項１ないし10のうちの何れか１項記載の動き見積も
り方法。 - 【請求項１２】候補動きベクトル決定段階として、 −濾波した信号を得るため、現画像信号、１フィールド
遅れの画像信号、および１フィールドと１走査線遅れの
画像信号、の３者のメディアンを採る段階、ならびに、 −現画像信号と濾波した信号とに基づき候補動きベクト
ルを見積もる段階を含むことを特徴とする請求項１に記
載の動き見積もり方法。 - 【請求項１３】画像の映像信号における部分画像の動き
ベクトルを見積もる装置であって、複数の候補動きベク
トルを同数の出発ベクトルから出発して決定する手段
と、これら決定した候補動きベクトルのうちから１個の
動きベクトルを選択する手段とを有する装置において、
前記出発ベクトルの成分としては、空間的に及び／又は
時間的に隣接する部分画像の既に以前決定した候補動き
ベクトルの対応する成分を採用する手段を有することを
特徴とする装置。
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