JP3149840B2

JP3149840B2 - 動きベクトル検出装置及び方法

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Publication number: JP3149840B2
Application number: JP897598A
Authority: JP
Inventors: 裕横山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 2001-03-26
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH11205799A; US6456660B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動きベクトル検出
装置及び方法に関し、特に動きベクトルの検出のための
計算量を少なくすると同時に適切な動きベクトルの検出
を可能とするものに関する。

【０００２】

【従来の技術】動画像データを効率よく符号化する技術
として、ブロックマッチングによる動き補償フレーム間
予測方式が標準化され、広く用いられている。フレーム
間予測を行うためには、動きベクトルを検出する必要が
あるが、大きな動きベクトルを捉えようとすると動きベ
クトルのベクトル値の探索範囲を広くする必要がある。
しかしながら、動きベクトルの探索範囲を広くすると、
マッチング処理のための計算量が膨大なものとなるた
め、装置の規模が大きくなったり、リアルタイム処理が
困難になるという問題がある。

【０００３】このような問題に対処するため、例えば、
特開平１−１６６６８４号公報に記載の動きベクトル検
出装置（以下、従来例１という）や特開平５−３２８３
３３号公報に記載の動きベクトル検出装置（以下、従来
例２という）が提案されている。

【０００４】図１９は、従来例１の動きベクトル検出装
置の構成を示すブロック図である。この動きベクトル検
出装置において、参照画像データは、フレームメモリ２
０１に蓄積されている。代表点設定部２０２は、水平オ
フセット制御部２０６および垂直オフセット制御部２０
７によって設定されるオフセットに基づいて、フレーム
メモリ２０１に蓄積されている参照画像データから探索
動きベクトルに応じて参照する代表点を設定する。そし
て、差分器２０３によって、入力データと代表点との差
分をとる。

【０００５】フレーム差加算部２０４は、差分器２０３
の出力結果である差分データの総和を計算し、その総和
の最小値を最小値検出部２０５で与えることによって動
きベクトルを検出して、水平・垂直それぞれの動きベク
トル成分Ｖｘ，Ｖｙを出力する。最小値検出部２０５か
ら出力された動きベクトルの水平・垂直成分Ｖｘ，Ｖｙ
に、選択器２０８、２０９によって選択されたオフセッ
ト値を、それぞれ加算器２１０、２１１で加算すること
によって最終的な動きベクトル（水平動きベクトル及び
垂直動きベクトル）が計算される。

【０００６】また、水平オフセット制御部２０６および
垂直オフセット制御部２０７は、それぞれ最小値検出部
２０５から出力された動きベクトルの水平成分Ｖｘ、垂
直成分Ｖｙによって、次のフレームで動きベクトルを探
索するためのオフセットを設定する。

【０００７】ここで、水平オフセット制御部２０６及び
垂直オフセット制御部２０７によるオフセットの設定に
おいて、動きベクトルの一つの成分だけに着目し、第ｎ
フレームのオフセット値をδＶ（ｎ）とすると、

【数１】δＶ（ｎ＋１）＝δＶ（ｎ）＋α×ΔＶとなる。ここで、ΔＶは探索範囲であり、動きベクト
ルの一つの成分Ｖは、−ΔＶ≦Ｖ≦ΔＶの範囲で探索す
る。また、αの値は、数式２に示すものとなる。

【数２】 α＝１（Ｖ＝ΔＶ） α＝−１（Ｖ＝−ΔＶ） α＝０（Ｖ≠ΔＶ，−ΔＶ）

【０００８】図２０は、従来例２の動きベクトル検出装
置の構成を示すブロック図である。この動きベクトル検
出装置値において、動きベクトル検出回路３０１は、選
択器３０４で指定された探索範囲において、入力された
現フレームの画像データと参照画像データとから予測誤
差が最小となる動きベクトルを検出する。検出された動
きベクトルは、動きベクトルメモリ３０２に１フレーム
期間蓄えられ、前フレームの同一位置にある動きベクト
ルとして探索範囲判定器３０３に出力される。

【０００９】探索範囲判定器３０３では、前フレームの
動きベクトルの大きさと向きに応じて、現フレームの対
象ブロックの動きベクトルの探索範囲を判定する。選択
器３０４は、探索範囲判定器３０３の判定結果に応じ
て、第１の探索範囲から第ｎの探索範囲までのｎ個のな
かから１個を選択して出力する。そして、動きベクトル
検出回路３０１は、選択された探索範囲に従って、動き
ベクトルを探索する。

【００１０】ここで、選択器３０４から出力される探索
範囲には、図２１（ａ）に示す通常の探索範囲の他に、
図２１（ｂ）に示す水平方向重視の探索範囲、図２１
（ｃ）に示す垂直方向重視の探索範囲、図２１（ｄ）に
示す斜め方向重視の探索範囲などがある。変形した探索
範囲として、図２２（ａ）に示す通常の探索範囲の他
に、図２２（ｂ）に示す水平方向重視の探索範囲や図２
２（ｃ）に示す垂直方向重視の探索範囲なども用いるこ
とができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１、２には、次のような問題点があった。上記従来
例１では、動きベクトルの出現状態によっては探索範囲
が追従できないことがあり、動きベクトルの最適な探索
範囲をカバーできないことがあるため、動きベクトルを
適切に検出できないという問題点があった。

【００１２】また、上記従来例２では、限られた種類の
探索領域の選択しかできないため、動きベクトルを適切
に検出できないという問題点があった。また、探索領域
をブロック毎に切り換える場合には、動きの境界部分で
は探索領域の予測がはずれることがあるため、動きベク
トルを適切に検出できないという問題点があった。

【００１３】なお、関連する技術として、オートフォー
カスやオートアイリスなどのカメラの自動化機構を実現
するための必要とされる動きベクトル検出のための技術
が特開平５−３０４０７号公報に開示されている（以
下、この技術を従来例３という）。従来例３では、図２
３に示すように、撮像領域４０１全体のうちの一部の物
理的な領域を動きベクトルを検出するための動きベクト
ル検出領域４０３としている。

【００１４】そして、従来例３では、動きベクトル検出
領域４０３を複数の小領域４０４に分割し、小領域４０
４毎に検出された動きベクトルのベクトル値のヒストグ
ラムを作成する。ヒストグラムが示す最も出現頻度の大
きかった動きベクトルを被写体４０２の動きベクトルと
して、次のフレームでの動きベクトル検出領域４０３を
決定する。

【００１５】しかしながら、従来例３では、ヒストグラ
ムの作成から次のフレームでの動きベクトル検出領域４
０３の計算までの処理はソフトウェアで実現されてい
る。このため、１フレームの画像領域全体の動きベクト
ルを検出する必要がある動画像の符号化にこの方法を適
用する場合は、かなりの程度の処理能力を有するプロセ
ッサか或いはマルチプロセッサによる複雑な処理回路が
必要となる。

【００１６】また、画像に静止している部分があると、
検出される動きベクトルとして（０，０）の頻度が高く
なる。しかし、従来例３では（０，０）の動きベクトル
の頻度が高くなることに対する補正処理は行われていな
いため、被写体４０２の動きに対して動きベクトル検出
領域４０３を適切に設定できなくなる可能性がある。

【００１７】さらに、被写体４０２の動きの大小に関わ
らず、動きベクトルを検出するために同様のマッチング
処理を行わなければならないため、特に大きな動きベク
トルを捉えようとする場合にはマッチング処理のための
計算量が膨大になるという問題点がある。

【００１８】本発明は、特に動画像の符号化に適用する
場合に、動きベクトルのベクトル値の探索範囲を限るこ
とによって計算量を削減すると同時に、最適な探索範囲
を設定することで、動きベクトルの検出を適切に行うこ
とができる動きベクトル検出装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の観点にかかる動きベクトル検出装置
は、現フレームの画像データを所定の領域に分割し、前
記分割領域毎に前記現フレームの画像データと参照画像
データとをマッチング処理して、外部から指示された探
索範囲内にあるベクトル値の動きベクトルを検出する動
きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段が各
分割領域から検出した動きベクトルの数を、そのベクト
ル値の範囲によって分類して記憶する動きベクトル頻度
記憶手段と、前記動きベクトル頻度記憶手段に記憶され
ている動きベクトルの数を補正する補正手段と、前記補
正手段によって補正された動きベクトルの数に基づい
て、前記動きベクトル検出手段が検出すべき動きベクト
ルのベクトル値の探索範囲を、参照画像上で通常用いる
範囲と大きさを変化させることなく、位置をシフトさせ
る量により指示する指示手段と、を備えることを特徴と
する。

【００２０】上記動きベクトル検出装置では、前記動き
ベクトル検出手段によって検出された動きベクトルのベ
クトル値の数が、前記動きベクトル頻度記憶手段に分類
されて、例えば、ヒストグラムの形で記憶される。そし
て、このようなヒストグラムに従って、動きベクトルの
ベクトル値の探索範囲を指示することができる。つま
り、動画像の画像データには、被写体の動きが一様であ
る場合には、動きベクトルのベクトル値に局所性がある
ので、例えば、前のフレームの画像データで検出された
動きベクトルのベクトル値に従って、次のフレームで検
出すべき動きベクトルのベクトル値の探索範囲を指示す
ることによって、動きベクトルの検出を適切に行うこと
ができる。しかも、検出すべき動きベクトルのベクトル
値が限られるため、前記動きベクトル検出手段が動きベ
クトルを検出するためのマッチング処理に要する計算量
を少なくすることができる。

【００２１】上記動きベクトル検出装置において、前記
動きベクトル頻度記憶手段は、１つの範囲に複数の動き
ベクトルのベクトル値が含まれるように、前記動きベク
トル検出手段が各分割領域から検出した動きベクトルの
数を分類して記憶するものとすることができる。

【００２２】すなわち、この場合は、ヒストグラムの１
つの範囲に複数のベクトル値が含まれるものとなる。こ
れにより、前記動きベクトル頻度記憶手段は、前記探索
範囲に含まれる動きベクトルのベクトル値の数に対応す
るだけの記憶容量を有していなくてもよくなり、記憶容
量を節約することができる。

【００２３】上記動きベクトル検出装置は、前記動きベ
クトル検出手段が各分割領域から動きベクトルのベクト
ル値を検出する毎に、前記動きベクトル頻度記憶手段に
記憶されている動きベクトルの数のうち前記検出したベ
クトル値が含まれる範囲に対応するものをインクリメン
トする記憶制御手段をさらに備えてもよい。

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】上記動きベクトル検出装置において、前記
補正手段は、前記動きベクトル頻度記憶手段に記憶され
ている動きベクトルの数のうち、ベクトル値が（０，
０）である動きベクトルを含む分類のものを補正する手
段を備えるものとすることができる。

【００３０】一般に、動画像でも静止部分が多いので、
前記動きベクトル検出手段が各分割領域から検出する動
きベクトルのベクトル値は、（０，０）であることが多
い。仮にこの（０，０）の動きベクトルの数を補正しな
い場合には、前記動きベクトルのベクトル値の探索範囲
が常に（０，０）を中心に設定されてしまうという事態
も起こりうる。そこで、前記補正手段を上記のような手
段を備えるものとすることによって、このような事態を
防ぐことができ、適切な探索範囲を設定することができ
る。

【００３１】また、前記補正手段は、前記動きベクトル
頻度記憶手段に分類されて記憶されている動きベクトル
の数を、各分類毎にベクトル値の範囲が近い分類のもの
と平滑化する手段を備えるものとすることもできる。

【００３２】これにより、動きベクトルの検出結果の局
所的な影響を取り除くことができ、大局的な傾向によっ
て、適切な探索範囲を設定することができる。

【００３３】このように上記動きベクトル検出装置が前
記補正手段を備えるである場合は、前記指示手段は、例
えば、前記補正手段によって補正された動きベクトルの
数のうち最も数が多い分類に対応するベクトル値が中心
となるように前記動きベクトルのベクトル値の探索範囲
を指示するものとすることができる。

【００３４】また、前記指示手段は、前記補正手段によ
って補正された動きベクトルの数のうち、所定の閾値よ
り大きいものに基づいて前記動きベクトルのベクトル値
の探索範囲を指示するものとすることもできる。

【００３５】上記動きベクトル検出装置において、前記
参照画像データは、フレーム毎に前記現フレームの画像
データと画像の時間的な間隔が異なるものであってもよ
い。この場合、前記指示手段は、前記参照画像データと
前記現フレームの画像データとの時間的な間隔に応じ
て、前記動きベクトルのベクトル値の探索範囲を指示す
るものとすることができる。

【００３６】これにより、前記参照画像データがフレー
ム毎に現フレームの画像データと時間的な間隔が異なっ
ても、動きベクトルのベクトル値の探索範囲を、常に適
切な範囲に設定することができる。

【００３７】前記参照画像データは、フレーム毎に前記
現フレームの画像データと画像の時間的な間隔が異なる
場合に、前記現フレームの画像データに対して時間的に
前のものと後のものとがあってもよい。この場合、前記
動きベクトル頻度記憶手段は、前記参照画像データが前
記現フレームの画像データに対して時間的に前のものと
なる場合と後のものとなる場合とで、前記動きベクトル
検出手段が検出した動きベクトルのベクトル値を、互い
に符号が異なるように調整する手段を備え、該手段によ
って調整されたベクトル値に基づいて分類して記憶する
ものとすることができる。

【００３８】上記動きベクトル検出装置において、前記
動きベクトル検出手段は、各分割領域から複数の動きベ
クトルを検出することが可能なものとしてもよい。この
場合、前記動きベクトル頻度記憶手段は、前記動きベク
トル検出手段が各分割領域から検出した動きベクトルの
数に重み付けをして、前記動きベクトルの数を記憶する
ものとすることができる。

【００３９】上記目的を達成するため、本発明の第２の
観点にかかる動きベクトル検出方法は、現フレームの画
像データを所定の領域に分割し、前記分割領域毎に前記
現フレームの画像データと参照画像データとをマッチン
グ処理して、外部から指示された探索範囲内にあるベク
トル値の動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステ
ップと、前記動きベクトル検出ステップで各分割領域か
ら検出した動きベクトルの所定のベクトル値の範囲毎の
分類した分布を作成する動きベクトル分布作成ステップ
と、前記分布作成ステップで作成された前記分布に含ま
れる動きベクトルの数を補正する補正ステップと、前記
補正ステップで補正された動きベクトルの数に基づい
て、前記動きベクトル検出ステップで検出すべき動きベ
クトルのベクトル値の探索範囲を、参照画像上で通常用
いる範囲と大きさを変化させることなく、位置をシフト
させる量により指示する指示ステップと、を含むことを
特徴とする。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施の形態について説明する。

【００４１】最初に、本発明の実施の形態にかかる動き
ベクトル検出装置の概略について、図１のブロック図を
参照して説明する。この動きベクトル検出装置は、入力
データ（画像データ）１０１を所定の大きさの領域に分
割し、分割領域毎に動きベクトルを探索するものであ
り、動きベクトル検出部１０３と、ヒストグラム生成部
１０５と、ヒストグラム補正部１０６と、シフト量設定
部１０７と、探索範囲設定部１０６と、ヒストグラム記
憶部１０９とから構成される。

【００４２】動きベクトル検出部１０３は、１フレーム
分の入力データ１０１と参照画像データ１０２とそれぞ
れ所定の大きさの領域に分割し、分割領域毎に入力デー
タ１０１と参照画像データとをマッチング処理すること
によって、動きベクトル１０４を検出して出力する。動
きベクトル検出部１０３が検出する動きベクトルのベク
トル値の探索範囲は、前のフレームでの処理結果に従っ
て探索範囲設定部１０８から指定される。

【００４３】ヒストグラム記録部１０９は、動きベクト
ルのベクトル値の探索範囲を所定の大きさに範囲に分割
し、ベクトル値の範囲毎での動きベクトルの検出頻度を
示すヒストグラムを記憶する。

【００４４】ヒストグラム生成部１０５は、動きベクト
ル検出部１０３が検出した動きベクトル１０４のベクト
ル値に対応する範囲のヒストグラム記録部１０９に記録
される動きベクトルの検出頻度をインクリメントするこ
とによって、動きベクトルの検出頻度のヒストグラムを
作成する。ヒストグラム生成部１０５がインクリメント
する動きベクトルの検出頻度は、探索範囲設定部１０８
によって設定された探索範囲に従って制御される。ヒス
トグラム補正部１０６は、必要ある場合には、ヒストグ
ラム記録部１０９に記録されている動きベクトルの検出
頻度を補正する。

【００４５】シフト量設定部１０７は、ヒストグラム補
正部１０６によるヒストグラムの補正後、或いは補正の
必要がないとの判断後、ヒストグラム記録部１０９に記
録されている動きベクトルの検出頻度のヒストグラムに
従って、動きベクトルの探索範囲のシフト量を決定す
る。探索範囲設定部１０８は、シフト量設定部１０７が
決定したシフト量に従って、動きベクトル検出部１０３
による動きベクトルの探索範囲を指定する。

【００４６】なお、動きベクトル検出部１０３、ヒスト
グラム生成部１０６、シフト量設定部１０７及び探索範
囲設定部１０８は、それぞれ専用のハードウェアによっ
て構成される。もっとも、これらの機能は、ソフトウェ
アとそれを実行するプロセッサによって構成してもよ
い。また、ヒストグラム記録部１０９は、メモリ中に領
域を確保することによって構成することができる。

【００４７】以下、この実施の形態にかかる動きベクト
ル検出装置の動作の概略について、図１を参照して説明
する。１フレーム分の処理を開始する前に、初期化処理
として、ヒストグラム記録部１０９に記録されている前
のフレームの処理での動きベクトルの検出頻度をすべて
「０」にクリアする。また、最初にフレーム間予測を行
うフレームである場合には、シフト量設定部１０７が設
定するシフト量は、（０，０）とする。

【００４８】１フレーム分の処理が開始されると、動き
ベクトル検出部１０３は、分割領域毎に入力データ１０
１と参照画像データ１０２とをマッチング処理すること
によって、動きベクトル１０４を検出する。検出された
動きベクトル１０４は、符号化処理にために外部に出力
されると共に、ヒストグラム生成部１０５に供給され
る。

【００４９】ヒストグラム生成部１０５は、動きベクト
ル１０４を受け取ると、受け取った動きベクトル１０４
のベクトル値をに対応する範囲にあるヒストグラム記録
部１０９内にある動きベクトルの検出頻度をインクリメ
ントする。動きベクトル検出部１０３及びヒストグラム
生成部１０５は、このような処理を１フレーム内のすべ
てに分割領域に対して行う。

【００５０】１フレーム分の処理が確定すると、各分割
領域で検出された動きベクトル１０４のベクトル値の範
囲毎の検出頻度が確定し、ヒストグラムが作成される。
作成されたヒストグラムは、必要がある場合には、ヒス
トグラム補正部１０６によって補正される。

【００５１】ヒストグラム補正部１０６によってヒスト
グラムの補正が行われた後、或いは補正の必要がないと
判断された後、シフト量設定部１０７は、ヒストグラム
記憶部１０９に記憶されている動きベクトルの検出頻度
のヒストグラムに従って、次のフレームで検出すべき動
きベクトルのベクトル値の探索範囲を指定するための探
索範囲のシフト量を決定する。そして、決定したシフト
量に基づいて、探索範囲設定部１０８は、次のフレーム
における処理での探索範囲を設定する。

【００５２】次のフレームの処理では、こうして探索範
囲設定部１０８で設定された探索範囲が、検出すべき動
きベクトルのベクトル値の探索範囲として動きベクトル
検出部１０３に指定される。

【００５３】以下、この実施の形態にかかる動きベクト
ル検出装置をさらに詳細に、図２のブロック図を参照し
て説明する。図２の動きベクトル検出装置は、図１の動
きベクトル検出装置を詳細に構成したものであり、ヒス
トグラム生成部１０５と、ヒストグラム補正部１０６の
構成が具体化されている。また、図１のヒストグラム記
録部１０９に対応して頻度メモリ１１９が設けられてい
る。

【００５４】ヒストグラム生成部１０５は、アドレス変
換部１１１とインクリメンタ１１２とから構成されてい
る。アドレス変換部１１１は、検出された動きベクトル
１１４のベクトル値に対応する範囲に対応する動きベク
トルの検出頻度が記憶される頻度メモリ１１９内のアド
レスを出力する。インクリメンタ１１２は、アドレス変
換部１１１の出力に従って頻度メモリ１１６から読み出
された動きベクトルの検出頻度を「１」インクリメント
する。インクリメンタ１１２によってインクリメントさ
れた動きベクトルの検出頻度は、頻度メモリ１１９の対
応するアドレスに書き戻される。

【００５５】ヒストグラム補正部１０６は、アドレス生
成部１１３と乗算器１１４とから構成されている。アド
レス生成部１１３は、シフト量設定部１０７からの出力
に従って、補正の必要がある範囲に対応する動きベクト
ルの検出頻度が記憶されている頻度メモリ１１９内のア
ドレスを出力する。乗算器１１４は、アドレス生成部１
１３の出力に従って頻度メモリ１１９から読み出された
動きベクトルの検出頻度と、選択器１１５を介して出力
された所定の定数とを乗算して補正する。乗算器１１４
によって乗算されて補正された動きベクトルの検出頻度
は、頻度メモリ１１９の対応するアドレスに書き戻され
る。

【００５６】頻度メモリ１１９は、動きベクトルの検出
頻度を記録するヒストグラムの各範囲の数に対応する数
のワード数の記憶領域によって構成される。この実施の
形態の説明では、ヒストグラムに設けられる範囲は１画
素単位となり、後述するようにヒストグラムの範囲の数
は、８×８＝６４となる。従って、頻度メモリ１１
９のワード数は、６４となる。

【００５７】シフト量設定部１０７は、例えば、組み合
わせ論理回路によって構成される。シフト量設定部１０
７は、頻度メモリ１１９にヒストグラムが作成される
と、まず、このヒストグラムを読み出して、補正を行う
必要があるかどうかを判断し、補正の必要がある場合に
は、アドレス生成部１１３に補正すべきアドレスを生成
させるための制御信号と、選択器１１５によって所定の
定数を選択するための制御信号とを出力する。シフト量
設定部１０７は、補正されたヒストグラム、或いは補正
の必要がないと判断したときはそのままのヒストグラム
に従って、次のフレームで検出すべき動きベクトルのベ
クトル値の探索範囲を指定するための探索範囲のシフト
量を決定する。

【００５８】探索範囲設定部１０８は、シフト量設定部
１０７が決定したシフト量に従って動きベクトルのベク
トル値の探索範囲として設定する。この探索範囲設定部
１０８による動きベクトルのベクトル値の探索範囲の設
定について、図３を参照して説明する。図３において、
丸印は動きベクトルの探索点を示す。

【００５９】この例においては、図３に示すように、通
常の探索範囲は、−４≦MVx≦＋３，−４≦MVy≦＋３
の範囲である。ここで、シフト量設定部１０８からシフ
ト量として（２，４）が指定されると、探索範囲は、図
３に示すように、−２≦MVx≦＋５，０≦MVy≦＋７の範
囲となる。

【００６０】以下、図２に示す動きベクトル検出装置に
おける動作について説明する。ここでは、動画像の順方
向だけから行い、入力データ１０２と参照画像データ１
０３との時間間隔がフレーム毎で変化しない場合を例と
して説明する。

【００６１】シフト量設定部１０７は、最初にフレーム
間予測を行うフレームである場合には、動きベクトルの
ベクトル値の探索頻度のシフト量を（０，０）に設定す
る。従って、動きベクトル検出部１０４に指定される探
索範囲は、−４≦MVx≦＋３，−４≦MVy≦＋３の範囲
となる。それ以外の場合は、動きベクトルのベクトル値
の探索頻度のシフト量は、直前にフレーム間予測を実行
したフレームの処理によって作成されたヒストグラムに
基づいて設定されている。また、１フレーム分の処理を
開始する前に、初期化処理として、頻度メモリ１１９の
記憶内容をすべて「０」にクリアする。

【００６２】１フレーム分の処理が開始されると、動き
ベクトル検出部１０３は、入力データ１０２と参照画像
データ１０３とを分割領域毎に入力データ１０１と参照
画像データとをマッチング処理することによって、動き
ベクトル１０４を検出する。動きベクトル１０４を検出
するためのマッチング処理は、シフト量設定部１０７が
設定したシフト量に基づいて決定された動きベクトルの
ベクトル値の探索範囲に従って行われる。すなわち、探
索範囲内のベクトル値を有する動きベクトルを検出する
ためのマッチング処理のみが行われ、探索範囲外のベク
トル値を有する動きベクトルを検出するためのマッチン
グ処理は行われない。

【００６３】動きベクトル検出部１０３は、分割領域毎
のマッチング処理で検出した動きベクトル１０４を順次
出力する。なお、探索領域内のベクトル値を有する動き
ベクトルが検出されなかった領域については、動きベク
トル検出部１０３は、動きベクトルを出力せずに、次の
分割領域についての処理を行う。動きベクトル検出部１
０３から出力された動きベクトル１０４は、符号化処理
を行うために図２の装置の外部に出力されると共に、ヒ
ストグラム生成部１０５のアドレス変換部１１１に供給
される。

【００６４】アドレス変換部１１１は、動きベクトル１
０４を受け取ると、そのベクトル値に対応した動きベク
トルの頻度が記憶される頻度メモリ１１９のアドレスを
出力する。これにより、頻度メモリ１１９から動きベク
トル１０４のベクトル値に対応した動きベクトルの頻度
が出力され、インクリメンタ１１２によって「１」だけ
インクリメントされた後、同一のアドレスに書き戻され
る。１フレーム分の各分割領域のデータについて、上記
の処理を終了すると、動きベクトルの検出頻度のヒスト
グラムが確定する。

【００６５】ヒストグラム補正部１０６のアドレス生成
部１１３は、シフト量決定部１０７から前のフレームの
処理までで出力されたシフト量に従って、頻度メモリ１
１９のうちのベクトル値（０，０）の動きベクトルの検
出頻度が出力されているアドレスを出力する。これによ
り、頻度メモリ１１９からベクトル値（０，０）の動き
ベクトルの検出頻度が出力され、選択器１１５から出力
された所定の定数が乗算器１１４によってかけられる。
乗算器１１４の乗算結果は、頻度メモリ１１９の同一の
アドレスに書き戻される。

【００６６】例えば、図４に示すヒストグラムにおい
て、ベクトル値（０，０）の動きベクトルの検出頻度
は、「２０」であったとする。この検出頻度「２０」に
乗算器１１４で「０．５」をかけることによって、図４
に示すように、ベクトル値（０，０）の動きベクトルの
検出頻度は、「２０」よりも小さな値である「１０」に
補正される。

【００６７】こうして頻度メモリ１１９に記憶されてい
る動きベクトルの検出頻度のヒストグラムが補正される
と、シフト量決定部１０８は、補正されたヒストグラム
中の値が大きくなるものが次のフレームの処理において
探索範囲の中心となるように、探索範囲のシフト量を決
定する。そして、決定したシフト量に基づいて、探索範
囲設定部１０８は、次のフレームの処理における探索範
囲を動きベクトル検出部１０４に指定する。

【００６８】例えば、図４の例では、ベクトル値（−
１，０）の動きベクトルの検出頻度が「１５」で最も大
きい。従って、シフト量設定部１０８は、次のフレーム
の処理での探索範囲のシフト量を（−１，０）とする。
これにより、次のフレームの処理における動きベクトル
のベクトル量の探索範囲は、−５≦MVx≦＋２，−４≦M
Vy≦＋３の範囲に設定される。

【００６９】次のフレームの処理では、こうして探索範
囲設定部１０８によって設定された探索範囲内のベクト
ル値を有する動きベクトルが、動きベクトル検出部１０
４によって探索される。

【００７０】以上説明したように、この実施の形態の動
きベクトル検出装置では、動きベクトル検出部１０３に
よる動きベクトル１０４の検出頻度が、そのベクトル値
毎に分類されたヒストグラムの形で頻度メモリ１１９に
記憶される。そして、その検出頻度が最も多かったもの
ベクトル値が、シフト量設定部１０７によってシフト量
として設定されて、次のフレームにおいて探索範囲設定
部１０８で設定される探索範囲の中心となる。

【００７１】すなわち、動画像の画像データにある動き
ベクトルのベクトル値の局所性を利用することによっ
て、次のフレームで検出すべき動きベクトルの探索範囲
を適切に設定することができる。このため、この実施の
形態の動きベクトル検出装置によれば、動きベクトルの
検出を適切に行うことができる。

【００７２】しかも、動きベクトル検出部１０４が検出
すべき動きベクトルは、そのベクトル値が探索範囲設定
部１０８から指定された探索範囲にあるものに限られる
ため、動きベクトル検出部１０４は、動きベクトルを検
出するためのマッチング処理の数を限ることができる。
このため、動きベクトルの検出に要する計算量を小さく
することができる。

【００７３】さらに、ヒストグラム補正部１０６によっ
てベクトル値が（０，０）の動きベクトルの検出頻度を
少なくするように設定している。このため、動画像のお
いても画像の静止部分において最も検出されやすい
（０，０）のベクトル値を中心として、常に動きベクト
ルのベクトル値の探索範囲が（０，０）を中心に設定さ
れてしまうという事態を防ぐことができる。

【００７４】本発明は、上記の実施の形態のものに限ら
れず、その回路構成やヒストグラムの生成や補正におい
て様々な変形が可能である。以下、本発明の実施の形態
の変形例について説明する。

【００７５】動きベクトルのベクトル値の探索領域は、
上記の実施の形態で示したような正方形に限るものでは
なく、長方形でも、複数の長方形から構成される形状で
も、或いはビットマップで指定される任意の形状として
もよい。動きベクトルのベクトル値の探索領域の形状を
いずれに設定しても、ヒストグラム記憶部１０９（頻度
メモリ１１９）は、動きベクトルの検出頻度を記録でき
るだけの容量を持っていればよい。

【００７６】図５は、設定できるシフト量の位置を説明
する図である。この例では、図の黒点の位置にシフト量
を設定できることを示している。すなわち、水平垂直方
向共に、−１６〜＋１６の範囲で、８画素単位にシフト
量を設定できることを示している。

【００７７】図６は、動きベクトルの検出頻度のヒスト
グラムについての構成方法を説明する図である。この例
では、動きベクトルのベクトル量の通常の探索範囲は、
−１６≦MVx≦＋１５，−１６≦MVy≦＋１５の範囲に
設定される。そして、図５の例に示したシフト量の設定
可能位置が中心となるよう、動きベクトルの水平垂直方
向成分共に、−１６〜−１３，−１２〜−５，−４〜＋
３，＋４〜＋１１，＋１２〜＋１５の五段階に区切る。
これにより、ヒストグラム記憶部１０９（頻度メモリ１
１９）は、５×５＝２５ワード分の領域だけを確保すれ
ばよく、１画素単位での動きベクトルのそれぞれのヒス
トグラムを作成する場合よりも、記憶容量を小さくする
ことができる。

【００７８】また、このように探索範囲を区切った場合
には、図６の隅の区間や辺の区間では、探索される動き
ベクトルの数が少ないこととなる。従って、この場合、
ヒストグラム補正部１０６において、アドレス生成部１
１３は、まず、各隅の区間のアドレスを出力して動きベ
クトルの検出頻度を出力させる。一方、選択器１１５か
ら定数「４」を出力し、動きベクトルの検出頻度と乗算
器１１４によって掛け合わせてから、頻度メモリ１１９
の当該アドレスに書き戻す。さらに、アドレス生成部１
１３は、各辺の区間のアドレスを出力して動きベクトル
の検出頻度を出力させる。一方、選択器１１５から定数
「２」を出力し、動きベクトルの検出頻度と乗算器１１
４によって掛け合わせてから、頻度メモリ１１９の当該
アドレスに書き戻す。これにより、区間毎の大きさが異
なることによる動きベクトルの検出頻度の違いを補正す
ることができる。

【００７９】なお、ヒストグラムを生成する場合におい
て、分割領域のそれぞれにおいて予測方向が同一の動き
ベクトルが複数検出される場合がある。例えば、ＭＰＥ
Ｇ−２で後述するフレーム構造におけるフィールド予測
やデュアルプライム予測の場合がこれに該当する。この
ような場合には、検出された動きベクトルをすべてカウ
ントしてヒストグラムを作成すればよい。

【００８０】このとき、検出された動きベクトルをすべ
て同等に扱ってもよいし、分割領域毎に検出された動き
ベクトルの数に応じて重み付けをしてもよい。例えば、
１つの分割領域で２つの動きベクトルが検出された場合
には、頻度記憶部１０９（頻度メモリ１１９）のそれぞ
れの動きベクトルに対応する検出頻度を「１」ずつイン
クリメントし、１つの分割領域で１つの動きベクトルが
検出された場合には、頻度記憶部１０９（頻度メモリ１
１９）のそれぞれの動きベクトルに対応する検出頻度を
「２」インクリメントすればよい。

【００８１】或いは、１つの分割領域で複数の動きベク
トルが検出された場合には、第１ベクトルだけを用い
る、或いは同相の動きベクトルだけを用いるという方式
も採用することができる。これにより、処理の簡略化が
可能となる。一方、このようにしても画像の動きの傾向
は、十分に捉えることができる。

【００８２】また、動きベクトルが検出されない領域が
生じることもあり得る。例えば、ＭＰＥＧ−２で、フレ
ーム内符号化をし、フレーム間予測をしないイントラ符
号化モードが選択された場合に発生する。このような場
合には、ヒストグラム生成部１０３は、ヒストグラム記
憶部１０９（頻度メモリ１１９）に記憶されている動き
ベクトルの検出頻度を更新しないようにすればよい。或
いは、モード判定の前に、ノンイントラモードとして検
出された動きベクトルと、検出頻度の計測の対象として
もよい。

【００８３】図７は、シフト量設定部１０７による探索
範囲のシフト量の設定方法についての他の例を説明する
図である。この例では、シフト量補正部１０６は、ヒス
トグラムに閾値処理をする。図７では、図６に示すヒス
トグラムのうちの動きベクトルの検出頻度が「２」以上
のものと「１」とし、動きベクトルの検出頻度が「２」
未満のものを「０」として２値化している。

【００８４】この場合、シフト量設定部１０７は、例え
ば、こうして２値化されたヒストグラムのうちの値
「１」を示す動きベクトルの平均値（−０．９２８，−
０．２７５）を探索範囲のシフト量として設定する。或
いは、シフト量設定部１０７は、ヒストグラムのうちの
値「１」を示す動きベクトルの水平成分と垂直成分のそ
れぞれの最大値と最小値との平均（−１，−０．５）を
シフト量として設定する。

【００８５】また、ヒストグラム生成部１０４は、ヒス
トグラム記憶部１０９（頻度メモリ１１９）の記憶内容
が閾値以上となった場合には、そのベクトル値の動きベ
クトルが検出されても、その検出頻度をインクリメント
しないようにしてもよい。これにより、各範囲での動き
ベクトルの検出頻度を記憶するためのビット数を小さく
することができ、ヒストグラム記憶部（頻度メモリ１１
９）の記憶容量を小さくすることができる。

【００８６】図８は、入力データと参照画像データとの
時間間隔がフレーム毎に変化する場合において、時間間
隔に応じてシフト量を調整する方法を説明する図であ
る。この例では、３フレーム毎にＰピクチャとして符号
化し、その間の２フレームずつをＢピクチャとして符号
化するものとする。また、フレームＮｏ．１の画像が符
号化済みで、以後、フレームＮｏ．４，Ｎｏ．２，Ｎ
ｏ．３，Ｎｏ．７，・・・の順で画像を符号化するもの
とする。すなわち、フレームＮｏ．４，Ｎｏ．２，Ｎ
ｏ．３，Ｎｏ．７，・・・の画像を入力データ１０１と
するとき、それぞれフレームＮｏ．１，Ｎｏ．１及びＮ
ｏ．４，Ｎｏ．１及びＮｏ．４，Ｎｏ．４，・・・画像
が参照画像データ１０２となる。

【００８７】この場合、フレームＮｏ．１を参照画像と
してからフレームＮｏ．４の画像について動きベクトル
のベクトル値の探索範囲が決まる。フレームＮｏ．４の
画像の処理では、時間間隔が順方向に３フレームである
動きベクトルを探索することとなる。この場合、シフト
量設定部１０７は、上記の実施の形態で示したような時
間間隔が順方向に１フレームである場合と比べて、シフ
ト量を３倍に設定する。

【００８８】次に、フレームＮｏ．１及びＮｏ．４の画
像を参照画像としてフレームＮｏ．２の画像について動
きベクトルのベクトル値の探索範囲が決まる。フレーム
Ｎｏ．２の画像の処理では、フレームＮｏ．１からの画
像からの参照は、時間間隔が順方向に１フレームである
動きベクトルを探索することとなる。フレームＮｏ．４
からの参照は、時間間隔が逆方向に２フレームである動
きベクトルを探索することとなる。この場合、シフト量
設定部１０７は、時間間隔が順方向に１フレームである
場合と比べて、シフト量を−２倍に設定する。

【００８９】次に、フレームＮｏ．１及びＮｏ．４の画
像を参照画像としてフレームＮｏ．３の画像について動
きベクトルのベクトル値の探索範囲が決まる。フレーム
Ｎｏ．３の画像の処理では、フレームＮｏ．１からの画
像からの参照は、時間間隔が順方向に２フレームである
動きベクトルを探索することとなる。この場合、シフト
量設定部１０７は、シフト量を２倍に設定する。フレー
ムＮｏ．４からの参照は、時間間隔が逆方向に２フレー
ムである動きベクトルを探索することとなる。この場
合、シフト量設定部１０７は、時間間隔が順方向に１フ
レームである場合と比べて、シフト量を−１倍に設定す
る。

【００９０】以後同様に、フレームＮｏ．７の画像の処
理では、シフト量設定部１０７は、時間間隔が順方向に
１フレームである場合と比べて、シフト量を３倍に設定
する。フレームＮｏ．５の画像の処理では、シフト量設
定部１０７は、時間間隔が順方向に１フレームである場
合と比べて、フレームＮｏ．４からの参照では、シフト
量を２倍に設定する。フレームＮｏ．７からの参照で
は、シフト量を−２倍に設定する。フレームＮｏ．６の
画像の処理では、シフト量設定部１０７は、時間間隔が
順方向に１フレームである場合と比べて、フレームＮ
ｏ．４からの参照ではシフト量を２倍に設定する。フレ
ームＮｏ．７からの参照ではシフト量を−１倍に設定す
る。

【００９１】このように、入力データ１０１と参照画像
データ１０２との時間間隔がフレーム毎に変化する場合
に、シフト量設定部１０７がその時間間隔によって設定
すべきシフト量を調整することによって、探索範囲設定
部１０８は、動きベクトルのベクトル値の探索範囲を適
切な範囲に設定することができる。

【００９２】また、ＭＰＥＧ−２のようにインターレー
ス信号を扱う場合には、フィールド単位での予測（以
下、フィールド予測という）を行うことができる。例え
ば、図９に示すように、Ｐピクチャの時間間隔が３フレ
ームであるとき、フレーム構造で、第４フレームのＰピ
クチャ（Ｐ４）の動きベクトルを検出する場合を考え
る。

【００９３】Ｐ４の第１フィールドは、第１フレームの
Ｐピクチャ（Ｐ１）の２つのフィールドを参照して符号
化する。フィールド予測が選択された場合には、Ｐ４の
第１フィールドが参照するフィールドとの時間間隔は、
５フィールドまたは６フィールドとなる。Ｐ４の第２フ
ィールドが参照するフィールドとの時間間隔は、６フィ
ールドまたは７フィールドとなる。フレーム予測が選択
された場合には、Ｐ４の２つのフィールドが参照するフ
ィールドとの時間間隔は、６フィールドとなる。

【００９４】また、Ｂピクチャの場合も同様であり、第
２フレームのＢピクチャ（Ｂ２）の２つのフィールドが
参照するフィールドは、図１０に示すものとなる。第３
フレームのＢピクチャ（Ｂ３）の２つのフィールドが参
照するフィールドは、図１１に示すものとなる。ここ
で、例えば、Ｂ２における順方向予測では、Ｂ２の２つ
のフィールドが参照するフィールドとの時間間隔は、１
フィールドまたは２フィールドとなる。

【００９５】また、フィールド構造で符号化する場合
に、第４フレームのＰピクチャ（Ｐ４）２つのフィール
ドが参照するフィールドは、図１２に示すものとなる。
すなわち、Ｐ４の第１フィールドが参照するフィールド
との時間間隔は、５フィールドまたは６フィールドとな
る。Ｐ４の第２フィールドが参照するフィールドとの時
間間隔は、１フィールドまたは６フィールドとなる。

【００９６】さらに、ＭＰＥＧ−２では、同相のフィー
ルドと異相のフィールドとの平均予測を行うプライム予
測を行うことができる。例えば、フレーム構造で予測を
行う場合には、第２フレームのＰピクチャ（Ｐ２）の２
つのフィールドが参照するフィールドは、図１３に示す
ようになる。すなわち、Ｐ２の第１フィールドが参照す
るフィールドとの時間間隔は、１フィールドまたは２フ
ィールドとなる。Ｐ２の第２フィールドが参照するフィ
ールドとの時間間隔は、２フィールドまたは３フィール
ドとなる。

【００９７】また、フィールド構造で予測を行う場合に
は、第２フレームのＰピクチャ（Ｐ２）の２つのフィー
ルドが参照するフィールドは、図１４に示すようにな
る。すなわち、Ｐ２の第１フィールドが参照するフィー
ルドとの時間間隔は、１フィールドまたは２フィールド
となる。Ｐ２の第２フィールドが参照するフィールドと
の時間間隔は、１フィールドまたは２フィールドとな
る。

【００９８】このようにＭＰＥＧ−２のようにフィール
ド予測を行う場合も、その時間間隔に応じて、シフト量
設定部１０７がその時間間隔によって設定すべきシフト
量を調整することによって、探索範囲設定部１０８は、
動きベクトルのベクトル値の探索範囲を適切な範囲に設
定することができる

【００９９】以上、Ｐピクチャが３フレーム毎に現れる
場合での符号化について説明したが、Ｐピクチャ及びＢ
ピクチャの構造が上記とは異なる場合にも、同様に考え
ることができる。また、フレームスキップによって入力
データ１０１と参照画像データ１０２との時間間隔が変
化する場合にも、同様に考えることができる。

【０１００】なお、ヒストグラム記憶部１０９（頻度メ
モリ１１９）に記憶されたヒストグラムから求められた
動きベクトルのベクトル値の探索範囲のシフト量は、実
際に設定可能なものに修正された後に、シフト量設定部
１０７によって設定される。例えば、シフト量の水平・
垂直の各成分が実際に設定可能な探索範囲を超えていれ
ば、シフト量設定部１０７は、設定可能な最大値或いは
最小値にシフト量を設定する。シフト量に端数（設定可
能な画素の単位で割り切れない余りの部分）がある時
は、シフト量設定部１０７は、設定可能な画素の単位へ
の丸めを行う。

【０１０１】図１５は、本発明の実施の形態の変形にか
かる動きベクトル検出装置の構成を示すもので、この動
きベクトル検出装置は、ヒストグラム補正部１０６の構
成において図２に示すものと異なる。ヒストグラム補正
部１０６は、アドレス生成部１１３とローパスフィルタ
（ＬＰＦ）１２０とから構成されている。

【０１０２】この場合、例えば、ローパスフィルタ１２
０を用いて、頻度メモリ１１９に記憶されている動きベ
クトルの検出頻度を、その区間を上下左右に位置区間ず
つ広げた３×３の区間での検出頻度と平滑化することが
できる。これにより、動きベクトルの検出結果の局所的
な影響を取り除くことができ、大局的な傾向によって、
動きベクトルのベクトル値の探索範囲を適切に設定する
ことができる。

【０１０３】この実施の形態及びその変形にかかる動き
ベクトル検出装置によるシミュレーション結果を、図１
６〜図１８のグラムをを参照して示すものである。図１
６〜図１８は、それぞれ回転木馬（carousel）、バス
（bus）、ホッケー（hockey）という速い動きがある画
像について符号化を行った場合の結果を示す。

【０１０４】図１６〜図１８において、グラフの左側
は、フレームを単位として符号化した場合を、右側はフ
ィールドを単位として符号化した場合と示している。シ
ミュレーションの条件として、動きベクトルのベクトル
値の通常の探索範囲は、水平方向−４８．０〜＋４７．
０画素、垂直方向−１６．０〜＋１５．５画素とし、
０．５画素の精度で動きベクトルと検出するものとし
た。また、符号化のビットレートは、４Ｍｂｉｔ／秒と
した。

【０１０５】図１６〜図１８において、方式Ａでは、動
きベクトルのベクトル値の探索範囲は、通常の探索範囲
で固定とした。方式Ｂでは、図２に示す動きベクトル検
出装置を用い、水平・垂直方向共に８画素区間でヒスト
グラムを作成した。方式Ｃでは、図１６に示す動きベク
トル検出装置を用い、１画素区間のヒストグラムから８
×８画素区間の頻度の総和をとって平滑化を行ってい
る。方式Ｄでは、１画素区間のヒストグラムに閾値処理
をしている。

【０１０６】これらのシミュレーション結果が示すよう
に、本発明の実施の形態及びその変形にかかる動きベク
トル検出装置では、動きベクトルのベクトル値の探索範
囲をシフトすることによって、大きな動きベクトルを検
出することが可能となる。このため、探索範囲をシフト
しない場合には動きベクトルを検出できないような速い
動きがある画像に対しても、Ｓ／Ｎ比が高くなっている
ことがわかる。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、フレ
ーム毎に検出された動きベクトルを統計処理して次のフ
レームの処理での動きベクトルのベクトル値の探索範囲
を決定しているので、次のフレームで検出される動きベ
クトルのベクトル値を的確に予測することができる。こ
のため、本発明によれば、動きベクトルの検出を適切に
行うことができる。また、本発明では、動きベクトルの
探索範囲が限定されているので、動きベクトルの計算量
も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル検出
装置の概略的な構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル検出
装置の詳細な構成を示すブロック図である。

【図３】動きベクトルの探索範囲のシフトを説明する図
である。

【図４】補正された動きベクトルの検出頻度のヒストグ
ラムの例を説明する図である。

【図５】設定できるシフト量の位置を説明する図であ
る。

【図６】動きベクトルの検出頻度のヒストグラムの構成
方法を説明する図である。

【図７】動きベクトルの検出頻度のヒストグラムの他の
例を説明する図である。

【図８】入力データと参照画像データとの時間間隔がフ
レーム毎に変化する場合において、時間間隔に応じてシ
フト量を調整する方法を説明する図である。

【図９】フィールド予測の場合の画像データの時間的な
間隔を説明する図である。

【図１０】フィールド予測の場合の画像データの時間的
な間隔を説明する図である。

【図１１】フィールド予測の場合の画像データの時間的
な間隔を説明する図である。

【図１２】フィールド予測の場合の画像データの時間的
な間隔を説明する図である。

【図１３】デュアルプライム予測の場合の画像データの
時間的な間隔を説明する図である。

【図１４】デュアルプライム予測の場合の画像データの
時間的な間隔を説明する図である。

【図１５】本発明の実施の形態の変形にかかる動きベク
トル検出装置の構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル検
出装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【図１７】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル検
出装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【図１８】本発明の実施の形態にかかる動きベクトル検
出装置によるシミュレーション結果を示す図である。

【図１９】従来例１の動きベクトル検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２０】従来例２の動きベクトル検出装置の構成を示
すブロック図である。

【図２１】従来例２の動きベクトル検出装置における動
きベクトルの探索範囲を説明する図である。

【図２２】従来例２の動きベクトル検出装置における動
きベクトルの探索範囲を説明する図である。

【図２３】従来例３による動きベクトルの検出を説明す
る図である。

【符号の説明】

１０１入力データ１０２参照画像データ１０３動きベクトル検出部１０４動きベクトル１０５ヒストグラム生成部１０６ヒストグラム補正部１０７シフト量設定部１０９ヒストグラム記憶部１１１アドレス変換部１１２インクリメンタ１１３アドレス生成部１１４乗算器１１５選択器１１６選択器１１７選択器１１９頻度メモリ１２０ローパスフィルタ（ＬＰＦ）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】現フレームの画像データを所定の領域に分
割し、前記分割領域毎に前記現フレームの画像データと
参照画像データとをマッチング処理して、外部から指示
された探索範囲内にあるベクトル値の動きベクトルを検
出する動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段が各分割領域から検出した動
きベクトルの数を、そのベクトル値の範囲によって分類
して記憶する動きベクトル頻度記憶手段と、前記動きベクトル頻度記憶手段に記憶されている動きベ
クトルの数をそれぞれ補正する補正手段と、前記補正手段によって補正された動きベクトルの数に基
づいて、前記動きベクトル検出手段が検出すべき動きベ
クトルのベクトル値の探索範囲を、参照画像上で通常用
いる範囲と大きさを変化させることなく、位置をシフト
させる量により指示する指示手段と、を備えることを特
徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項２】前記動きベクトル頻度記憶手段は、１つの
範囲に複数の動きベクトルのベクトル値が含まれるよう
に、前記動きベクトル検出手段が各分割領域から検出し
た動きベクトルの数を分類して記憶することを特徴とす
る請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項３】前記動きベクトル検出手段が各分割領域か
ら動きベクトルのベクトル値を検出する毎に、前記動き
ベクトル頻度記憶手段に記憶されている動きベクトルの
数のうち前記検出したベクトル値が含まれる範囲に対応
するものをインクリメントする記憶制御手段をさらに備
えることを特徴とする請求項１または２に記載の動きベ
クトル検出装置。
【請求項４】前記補正手段は、前記動きベクトル頻度記
憶手段に記憶されている動きベクトルの数のうち、ベク
トル値が（０，０）である動きベクトルを含む分類のも
のを補正する手段を備えることを特徴とする請求項１乃
至３のいずれか１項に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項５】前記補正手段は、前記動きベクトル頻度記
憶手段に分類されて記憶されている動きベクトルの数
を、各分類毎にベクトル値の範囲が近い分類のものと平
滑化する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４
のいずれか１項に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項６】前記指示手段は、前記補正手段によって補
正された動きベクトルの数のうち最も数が多い分類に対
応するベクトル値が中心となるように前記動きベクトル
のベクトル値の探索範囲を指示することを特徴とする請
求項１乃至５のいずれか１項に記載の動きベクトル検出
装置。
【請求項７】前記指示手段は、前記補正手段によって補
正された動きベクトルの数のうち、所定の閾値より大き
いものに基づいて前記動きベクトルのベクトル値の探索
範囲を指示することを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項８】前記参照画像データは、フレーム毎に前記
現フレームの画像データと画像の時間的な間隔が異な
り、前記指示手段は、前記参照画像データと前記現フレーム
の画像データとの時間的な間隔に応じて、前記動きベク
トルのベクトル値の探索範囲を指示することを特徴とす
る請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項９】前記参照画像データは、前記現フレームの
画像データに対して時間的に前のものと後のものとがあ
り、前記動きベクトル頻度記憶手段は、前記参照画像データ
が前記現フレームの画像データに対して時間的に前のも
のとなる場合と後のものとなる場合とで、前記動きベク
トル検出手段が検出した動きベクトルのベクトル値を、
互いに符号が異なるように調整する手段を備え、該手段
によって調整されたベクトル値に基づいて分類して記憶
することを特徴とする請求項８に記載の動きベクトル検
出装置。
【請求項１０】前記動きベクトル検出手段は、各分割領
域から複数の動きベクトルを検出することが可能であ
り、前記動きベクトル頻度記憶手段は、前記動きベクトル検
出手段が各分割領域から検出した動きベクトルの数に重
み付けをして、前記動きベクトルの数を記憶することを
特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項１１】現フレームの画像データを所定の領域に
分割し、前記分割領域毎に前記現フレームの画像データ
と参照画像データとをマッチング処理して、外部から指
示された探索範囲内にあるベクトル値の動きベクトルを
検出する動きベクトル検出ステップと、前記動きベクトル検出ステップで各分割領域から検出し
た動きベクトルの所定のベクトル値の範囲毎の分類した
分布を作成する動きベクトル分布作成ステップと、前記分布作成ステップで作成された前記分布に含まれる
動きベクトルの数をそれぞれ補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された動きベクトルの数に基づ
いて、前記動きベクトル検出ステップで検出すべき動き
ベクトルのベクトル値の探索範囲を、参照画像上で通常
用いる範囲と大きさを変化させることなく、位置をシフ
トさせる量により指示する指示ステップと、を含むこと
を特徴とする動きベクトル検出方法。