JP3164121B2 - 動きベクトル検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動きベクトル検出装置に
関し、より具体的には、画像信号から動きベクトルを検
出する装置に関する。
関し、より具体的には、画像信号から動きベクトルを検
出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】動きベクトル検出装置は、画像符号化装
置や画像振れ補正装置に使用されている。画像信号処理
による動きベクトル検出法としては、米国特許第３８９
０４６２号や昭和６０年特許出願公告第４６８７８号に
記載される時空間勾配法、相関演算に基づく相関法、及
びブロック・マッチング法などがある。
置や画像振れ補正装置に使用されている。画像信号処理
による動きベクトル検出法としては、米国特許第３８９
０４６２号や昭和６０年特許出願公告第４６８７８号に
記載される時空間勾配法、相関演算に基づく相関法、及
びブロック・マッチング法などがある。
【０００３】時空間勾配法は、フレーム（又はフィール
ド）間の輝度差ｄと画面内の画素間の輝度差Δとから動
き量を算出する。動画像の画像信号はフィールド周期の
時間平均であり、画像の動き量が大きいほどエッジが鈍
り、且つ、画素間の輝度差Δが小さくなる性質を利用し
ている。フレーム（又はフィールド）間の輝度差ｄを画
素間の輝度差Δで正規化したｄ／Δを動き量とする。時
空間勾配法の詳細は、Ｂ． Ｋ． Ｐ． Ｈｏｒｎらに
よるＡｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ
１７， ｐ．１８５〜２０３（１９８１）に説明され
ている。
ド）間の輝度差ｄと画面内の画素間の輝度差Δとから動
き量を算出する。動画像の画像信号はフィールド周期の
時間平均であり、画像の動き量が大きいほどエッジが鈍
り、且つ、画素間の輝度差Δが小さくなる性質を利用し
ている。フレーム（又はフィールド）間の輝度差ｄを画
素間の輝度差Δで正規化したｄ／Δを動き量とする。時
空間勾配法の詳細は、Ｂ． Ｋ． Ｐ． Ｈｏｒｎらに
よるＡｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ
１７， ｐ．１８５〜２０３（１９８１）に説明され
ている。
【０００４】ブロック・マッチング法は入力画像信号を
適当な大きさのブロック（例えば、８画素×８ライン）
に分割し、ブロック単位で前フレーム（又はフィール
ド）の一定範囲の画素と比較し、比較する位置を画面内
で横にずらしながら最も類似する位置を探索する。例え
ば、フレーム（又はフィールド）間の画素の差の絶対値
のブロック内総和が最小になる位置を探索する。最も類
似するブロックの相対的なずれ量が動きベクトルにな
る。ブロック・マッチング演算の詳細は、尾上守夫らに
より、情報処理Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．７，ｐ．６３４−
６４０ Ｊｕｌｙ，１９７６に記載されている。
適当な大きさのブロック（例えば、８画素×８ライン）
に分割し、ブロック単位で前フレーム（又はフィール
ド）の一定範囲の画素と比較し、比較する位置を画面内
で横にずらしながら最も類似する位置を探索する。例え
ば、フレーム（又はフィールド）間の画素の差の絶対値
のブロック内総和が最小になる位置を探索する。最も類
似するブロックの相対的なずれ量が動きベクトルにな
る。ブロック・マッチング演算の詳細は、尾上守夫らに
より、情報処理Ｖｏｌ．１７，Ｎｏ．７，ｐ．６３４−
６４０ Ｊｕｌｙ，１９７６に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしいずれも、動き
ベクトルを検出する単位となるブロック内に、空間周波
数が低く、特徴となる絵柄がない場合（例えば、空、水
面、白壁、アルファルト面など）、逆に、空間周波数が
高く、似た特徴点が多数存在する場合（例えば、花畑、
木の葉、格子戸など）、及び特定方向にしかエッジが存
在しない被写体（例えば、細長い棒状の物）がそのエッ
ジに沿った方向に動く場合などでは、動きベクトルを正
確に検出するのが困難であった、換言すれば、信頼性の
低い動きベクトルしか検出できなかった。
ベクトルを検出する単位となるブロック内に、空間周波
数が低く、特徴となる絵柄がない場合（例えば、空、水
面、白壁、アルファルト面など）、逆に、空間周波数が
高く、似た特徴点が多数存在する場合（例えば、花畑、
木の葉、格子戸など）、及び特定方向にしかエッジが存
在しない被写体（例えば、細長い棒状の物）がそのエッ
ジに沿った方向に動く場合などでは、動きベクトルを正
確に検出するのが困難であった、換言すれば、信頼性の
低い動きベクトルしか検出できなかった。
【０００６】誤った又は大きな誤差を含む動きベクトル
に従って画像の高能率符号化装置や画像振れ補正装置を
動作させると、符号化精度や補正精度が著しく劣化し、
却って画質を悪化させかねない。
に従って画像の高能率符号化装置や画像振れ補正装置を
動作させると、符号化精度や補正精度が著しく劣化し、
却って画質を悪化させかねない。
【０００７】本発明は、このような不都合を解消する動
きベクトル検出装置を提示することを目的とする。
きベクトル検出装置を提示することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る動きベクト
ル検出装置は、画像を分割するブロック毎に動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出手段と、当該各ブロック
について垂直方向と水平方向のエッジ数をそれぞれ検出
するエッジ数検出手段と、当該エッジ数検出手段により
検出されたエッジ数に従い、当該動きベクトル検出手段
により検出された動きベクトル検出値の垂直成分は水平
方向におけるエッジ数によって、水平成分については垂
直方向におけるエッジ数によって、それぞれ個別に重み
付けして信頼性評価する評価手段とからなることを特徴
とする。
ル検出装置は、画像を分割するブロック毎に動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出手段と、当該各ブロック
について垂直方向と水平方向のエッジ数をそれぞれ検出
するエッジ数検出手段と、当該エッジ数検出手段により
検出されたエッジ数に従い、当該動きベクトル検出手段
により検出された動きベクトル検出値の垂直成分は水平
方向におけるエッジ数によって、水平成分については垂
直方向におけるエッジ数によって、それぞれ個別に重み
付けして信頼性評価する評価手段とからなることを特徴
とする。
【０００９】
【作用】上記手段により、エッジ数から見て信頼性の無
い動きベクトル検出値を低く評価又は排除するので、全
体及び適当な閉領域で、正確で信頼性の高い動きベクト
ル検出値を得ることができる。
い動きベクトル検出値を低く評価又は排除するので、全
体及び適当な閉領域で、正確で信頼性の高い動きベクト
ル検出値を得ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１１】図１は、画像振れ防止装置を有するビデオ
・カメラにおける本発明の一実施例の概略構成ブロック
図を示す。なお、本実施例では、撮影した映像信号を画
像メモリに１画面分記憶し、検出した動きベクトルに応
じて当該画像メモリからの読み出し範囲を制御すること
により、画像振れを抑制する。
・カメラにおける本発明の一実施例の概略構成ブロック
図を示す。なお、本実施例では、撮影した映像信号を画
像メモリに１画面分記憶し、検出した動きベクトルに応
じて当該画像メモリからの読み出し範囲を制御すること
により、画像振れを抑制する。
【００１２】図１において、１０は撮影レンズであり、
撮像素子１２は、撮影レンズ１０による被写体像を電気
信号に変換する。なお、本実施例では、撮像素子１２
は、色差線順次式のカラー画像信号を出力する。撮像素
子１２の出力はサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１４
を介してＡＧＣ（自動利得制御）回路１６に印加され
る。ＡＧＣ回路１６は周知の通り、Ｓ／Ｈ回路１４の出
力信号の利得を自動調整し、その出力はＡ／Ｄ変換回路
１８によりディジタル信号に変換される。
撮像素子１２は、撮影レンズ１０による被写体像を電気
信号に変換する。なお、本実施例では、撮像素子１２
は、色差線順次式のカラー画像信号を出力する。撮像素
子１２の出力はサンプル・ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１４
を介してＡＧＣ（自動利得制御）回路１６に印加され
る。ＡＧＣ回路１６は周知の通り、Ｓ／Ｈ回路１４の出
力信号の利得を自動調整し、その出力はＡ／Ｄ変換回路
１８によりディジタル信号に変換される。
【００１３】Ｙ／Ｃ分離回路２０は２つの１Ｈ遅延線と
入力及び２Ｈ遅延信号を加算する加算器からなり、当該
加算器の出力が色信号処理回路であるＣプロセス回路２
２に印加され、１Ｈ遅延信号は輝度信号処理系のローパ
ス・フィルタ（ＬＰＦ）２８に印加される。Ｃプロセス
回路２２はＹ／Ｃ分離回路２０の出力からクロマ信号を
生成し、その出力は、後述する画像振れ防止回路３３内
のメモリ２３に一時記憶される。
入力及び２Ｈ遅延信号を加算する加算器からなり、当該
加算器の出力が色信号処理回路であるＣプロセス回路２
２に印加され、１Ｈ遅延信号は輝度信号処理系のローパ
ス・フィルタ（ＬＰＦ）２８に印加される。Ｃプロセス
回路２２はＹ／Ｃ分離回路２０の出力からクロマ信号を
生成し、その出力は、後述する画像振れ防止回路３３内
のメモリ２３に一時記憶される。
【００１４】輝度信号処理系で、ＬＰＦ２８はＹ／Ｃ分
離回路２０から供給される信号から、色差線順次信号の
キャリア成分を除去する。ＬＰＦ２８の出力はエンハン
サ３０に印加され、エッジ強調される。エンハンサ３０
は通常、入力信号にその二次微分信号を加算する。ガン
マ補正回路３２はエンハンサ３０の出力に対し、ハイラ
イト部分の飽和を防ぎ、ダイナミック・レンジを広げ
る。これにより、通常の輝度信号処理が終了し、ガンマ
補正回路３２の出力は、画像振れ防止回路３３に印加さ
れる。
離回路２０から供給される信号から、色差線順次信号の
キャリア成分を除去する。ＬＰＦ２８の出力はエンハン
サ３０に印加され、エッジ強調される。エンハンサ３０
は通常、入力信号にその二次微分信号を加算する。ガン
マ補正回路３２はエンハンサ３０の出力に対し、ハイラ
イト部分の飽和を防ぎ、ダイナミック・レンジを広げ
る。これにより、通常の輝度信号処理が終了し、ガンマ
補正回路３２の出力は、画像振れ防止回路３３に印加さ
れる。
【００１５】画像振れ防止回路３３では、ガンマ補正回
路３２の出力信号はフィールド（又はフレーム）メモリ
３４及び空間周波数フィルタであるＢＰＦ３６に印加さ
れる。メモリ３４は入力する輝度信号を一時記憶する。
ＢＰＦ３６はガンマ補正回路３２の出力から動きベクト
ル検出に有用な空間周波数成分を抽出する。即ち、画像
信号の低空間周波数成分及び高空間周波数成分を除去す
る。
路３２の出力信号はフィールド（又はフレーム）メモリ
３４及び空間周波数フィルタであるＢＰＦ３６に印加さ
れる。メモリ３４は入力する輝度信号を一時記憶する。
ＢＰＦ３６はガンマ補正回路３２の出力から動きベクト
ル検出に有用な空間周波数成分を抽出する。即ち、画像
信号の低空間周波数成分及び高空間周波数成分を除去す
る。
【００１６】本実施例では、ＢＰＦ３６はガンマ補正回
路３２のディジタル出力信号の符号ビットを出力する。
これは、ＤＣレベルを閾値として輝度信号を２値化する
ことを意味する。これによりＢＰＦ３６より後段の回路
は１ビット処理系でよくなり、小型化できる。
路３２のディジタル出力信号の符号ビットを出力する。
これは、ＤＣレベルを閾値として輝度信号を２値化する
ことを意味する。これによりＢＰＦ３６より後段の回路
は１ビット処理系でよくなり、小型化できる。
【００１７】ＢＰＦ３６の出力は動きベクトル検出回路
３８、１フィールド期間遅延手段としてのメモリ４０及
びエッジ・カウンタ４２に印加される。動きベクトル検
出回路３８には更に、メモリ４０から前フィールドの信
号が印加されており、動きベクトル検出回路３８は、現
フィールドと前フィールドの時空間勾配法の演算又は相
関演算により動きベクトルを検出する。
３８、１フィールド期間遅延手段としてのメモリ４０及
びエッジ・カウンタ４２に印加される。動きベクトル検
出回路３８には更に、メモリ４０から前フィールドの信
号が印加されており、動きベクトル検出回路３８は、現
フィールドと前フィールドの時空間勾配法の演算又は相
関演算により動きベクトルを検出する。
【００１８】また、エッジ・カウンタ４２は、動きベク
トル検出回路３８における動きベクトル検出単位の各ブ
ロックに含まれる水平方向及び垂直方向のエッジ数を計
数する。具体的には、ＢＰＦ３６の出力の反転箇所を検
出すればよく、隣接する画素間で排他的論理和をとる。
トル検出回路３８における動きベクトル検出単位の各ブ
ロックに含まれる水平方向及び垂直方向のエッジ数を計
数する。具体的には、ＢＰＦ３６の出力の反転箇所を検
出すればよく、隣接する画素間で排他的論理和をとる。
【００１９】動きベクトル検出回路３８により検出され
た動きベクトル（水平成分及び垂直成分）、及びエッジ
・カウンタ４２により検出された各ブロックのエッジ数
は、マイクロコンピュータからなる演算回路４４に供給
される。演算回路４４は、検出された各ブロックの動き
ベクトルを、同じブロック内のエッジ数により信頼性評
価する。具体的には、動きベクトルの検出単位であるブ
ロック毎に、検出された動きベクトルを、検出されたエ
ッジ数で重み付けし、画面全体での動きベクトルを算出
する。この詳細は、後述する。
た動きベクトル（水平成分及び垂直成分）、及びエッジ
・カウンタ４２により検出された各ブロックのエッジ数
は、マイクロコンピュータからなる演算回路４４に供給
される。演算回路４４は、検出された各ブロックの動き
ベクトルを、同じブロック内のエッジ数により信頼性評
価する。具体的には、動きベクトルの検出単位であるブ
ロック毎に、検出された動きベクトルを、検出されたエ
ッジ数で重み付けし、画面全体での動きベクトルを算出
する。この詳細は、後述する。
【００２０】演算回路４４は、算出した動きベクトルを
メモリ読み出し制御回路４６に印加する。メモリ読み出
し制御回路４６は、これに応じて、画像の動きが相殺さ
れるようにメモリ２３，３４の読み出し位置を制御す
る。
メモリ読み出し制御回路４６に印加する。メモリ読み出
し制御回路４６は、これに応じて、画像の動きが相殺さ
れるようにメモリ２３，３４の読み出し位置を制御す
る。
【００２１】メモリ２３から読み出されたクロマ信号
は、Ｄ／Ａ変換器２４によりアナログ信号に変換され、
出力端子２６から出力される。また、メモリ３４から読
み出された輝度信号は、Ｄ／Ａ変換器４８によりアナロ
グ信号に変換され、出力端子５０から出力される。この
ようにして、出力端子２６，５０から、画像振れを抑制
された映像信号が出力される。
は、Ｄ／Ａ変換器２４によりアナログ信号に変換され、
出力端子２６から出力される。また、メモリ３４から読
み出された輝度信号は、Ｄ／Ａ変換器４８によりアナロ
グ信号に変換され、出力端子５０から出力される。この
ようにして、出力端子２６，５０から、画像振れを抑制
された映像信号が出力される。
【００２２】図２、図３及び図４を参照して、演算回路
４４での演算、即ち動きベクトルの信頼性評価に関し詳
細に説明する。図２は、空間周波数領域を示す直交座標
であり、横軸ｆｘは水平方向の空間周波数、縦軸ｆｙは
垂直方向の空間周波数を示す。座標上の各パターンは、
その位置での空間周波数に相当する２値パターンを示
す。一般に、映像の空間周波数分布は、斜め方向成分の
少ない十文字型になっている。
４４での演算、即ち動きベクトルの信頼性評価に関し詳
細に説明する。図２は、空間周波数領域を示す直交座標
であり、横軸ｆｘは水平方向の空間周波数、縦軸ｆｙは
垂直方向の空間周波数を示す。座標上の各パターンは、
その位置での空間周波数に相当する２値パターンを示
す。一般に、映像の空間周波数分布は、斜め方向成分の
少ない十文字型になっている。
【００２３】一般に、動きベクトルは、画像のエッジ方
向（エッジの接線方向）に直交する方向（エッジの法線
方向）の動き成分は精度良く検出できるが、エッジ方向
の動き成分を検出することは困難であり、検出値の信頼
性が低い。更には、エッジ方向に直交する方向でも、そ
の方向に周期性を有する場合には、ミスマッチングする
可能性が高くなり、信頼性が低くなる。
向（エッジの接線方向）に直交する方向（エッジの法線
方向）の動き成分は精度良く検出できるが、エッジ方向
の動き成分を検出することは困難であり、検出値の信頼
性が低い。更には、エッジ方向に直交する方向でも、そ
の方向に周期性を有する場合には、ミスマッチングする
可能性が高くなり、信頼性が低くなる。
【００２４】例えば、垂直（ｙ）方向に延びるエッジの
場合、動きベクトルのｘ成分は検出できるが、ｙ成分は
検出できない。ブロック・サイズを１０画素×１０画素
とし、図３（ａ）に示すような粗いパターンの場合、ｘ
方向のエッジ数は０、ｙ方向のエッジ数は１０であり、
このような場合、動きベクトルのｙ成分検出値は信頼で
きない。
場合、動きベクトルのｘ成分は検出できるが、ｙ成分は
検出できない。ブロック・サイズを１０画素×１０画素
とし、図３（ａ）に示すような粗いパターンの場合、ｘ
方向のエッジ数は０、ｙ方向のエッジ数は１０であり、
このような場合、動きベクトルのｙ成分検出値は信頼で
きない。
【００２５】また、図３（ｂ）に示すように、図３
（ａ）より空間周波数が高くてｘ方向に周期性を有する
場合、図３（ａ）と同様、ｙ方向にはエッジが無いの
で、ｙ成分の検出値は信頼できない。また、ｘ方向には
周期性があるので、ミスマッチングし易くなり、信頼性
が低くなる。図３（ｂ）でも、ブロック・サイズを１０
画素×１０画素とすると、ｘ方向のエッジ数は９０（＝
９×１０）個、ｙ方向のエッジ数は０になり、ｘ方向に
はエッジ数が多過ぎてｘ方向の検出値を信頼できず、ｙ
方向にはエッジが無いので、ｙ方向の検出値もまた信頼
できないことがわかる。
（ａ）より空間周波数が高くてｘ方向に周期性を有する
場合、図３（ａ）と同様、ｙ方向にはエッジが無いの
で、ｙ成分の検出値は信頼できない。また、ｘ方向には
周期性があるので、ミスマッチングし易くなり、信頼性
が低くなる。図３（ｂ）でも、ブロック・サイズを１０
画素×１０画素とすると、ｘ方向のエッジ数は９０（＝
９×１０）個、ｙ方向のエッジ数は０になり、ｘ方向に
はエッジ数が多過ぎてｘ方向の検出値を信頼できず、ｙ
方向にはエッジが無いので、ｙ方向の検出値もまた信頼
できないことがわかる。
【００２６】図４は、検出したエッジ数に対する重み関
数（評価関数）の一例を示す。ｎはブロックのｘ方向及
びｙ方向のサイズである。ｎ×ｎ画素からなるブロック
の最大エッジ数はｎ（ｎ−１）である。エッジ数が０に
近いときには、動きベクトル検出のための有効な情報が
不足しているので、評価は低い。逆に、エッジ数が非常
に多い場合、ミスマッチングし易い状況にあるので、こ
れも評価が低い。演算回路４４は、検出された動きベク
トルのｘ成分及びｙ成分の信頼性を、個別に、この重み
関数を用いて評価する。そして、類似した動きベクトル
を出力した閉領域内で各動きベクトルに重みをつけて平
均したり、信頼性の低い動きベクトル検出値を除去する
などの処理をする。
数（評価関数）の一例を示す。ｎはブロックのｘ方向及
びｙ方向のサイズである。ｎ×ｎ画素からなるブロック
の最大エッジ数はｎ（ｎ−１）である。エッジ数が０に
近いときには、動きベクトル検出のための有効な情報が
不足しているので、評価は低い。逆に、エッジ数が非常
に多い場合、ミスマッチングし易い状況にあるので、こ
れも評価が低い。演算回路４４は、検出された動きベク
トルのｘ成分及びｙ成分の信頼性を、個別に、この重み
関数を用いて評価する。そして、類似した動きベクトル
を出力した閉領域内で各動きベクトルに重みをつけて平
均したり、信頼性の低い動きベクトル検出値を除去する
などの処理をする。
【００２７】上記実施例では、二次元ＢＰＦ３６により
抽出した特定空間周波数成分によりエッジを判定した
が、勿論、多階調の画像信号からエッジ情報を抽出し、
境界線や輪郭部のエッジを計数してもよい。輝度信号か
ら直接、エッジを検出する方法としては、輝度信号を２
階微分してエッジを検出するゼロクロッシング法があ
る。例えば、Ｄ． Ｍａｒｒ ａｎｄ Ｅ． Ｈｉｌｄ
ｒｅｔｈ，”Ｔｈｅｏｒｙｏｆ Ｅｄｇｅ Ｄｅｔｅｃ
ｔｉｏｎ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｌｏｎｄｏｎ，
Ｂ２０７，１９８０，ｐｐ１８７−２１７に詳細に説明
されている。
抽出した特定空間周波数成分によりエッジを判定した
が、勿論、多階調の画像信号からエッジ情報を抽出し、
境界線や輪郭部のエッジを計数してもよい。輝度信号か
ら直接、エッジを検出する方法としては、輝度信号を２
階微分してエッジを検出するゼロクロッシング法があ
る。例えば、Ｄ． Ｍａｒｒ ａｎｄ Ｅ． Ｈｉｌｄ
ｒｅｔｈ，”Ｔｈｅｏｒｙｏｆ Ｅｄｇｅ Ｄｅｔｅｃ
ｔｉｏｎ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
Ｒｏｙａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｌｏｎｄｏｎ，
Ｂ２０７，１９８０，ｐｐ１８７−２１７に詳細に説明
されている。
【００２８】図５（ａ）は画像のエッジ部であり、同
（ｂ）は、図５（ａ）の信号の微分であり、同（ｃ）は
同（ｂ）の微分、即ち、同（ａ）の２階微分である。図
５（ｃ）に示す２階微分波形では、エッジの中心でプラ
スからマイナスに符号反転しており、この符号反転する
点をゼロクロッシング点と呼ぶ。水平方向及び垂直方向
の各々で２階微分を行なうことにより、水平及び垂直方
向でエッジを検出できる。このようなゼロクロッシング
法により検出したエッジによっても、動きベクトルの検
出値を信頼性評価できる。
（ｂ）は、図５（ａ）の信号の微分であり、同（ｃ）は
同（ｂ）の微分、即ち、同（ａ）の２階微分である。図
５（ｃ）に示す２階微分波形では、エッジの中心でプラ
スからマイナスに符号反転しており、この符号反転する
点をゼロクロッシング点と呼ぶ。水平方向及び垂直方向
の各々で２階微分を行なうことにより、水平及び垂直方
向でエッジを検出できる。このようなゼロクロッシング
法により検出したエッジによっても、動きベクトルの検
出値を信頼性評価できる。
【００２９】これらの他に種々のエッジ検出器の構成が
提案されており、どれも本発明に利用できる。例えば、
Ｌ． Ｇ． Ｒｏｂｅｒｔｓ， ”Ｍａｃｈｉｎｅ Ｐ
ｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｔ
ｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄｓ，” ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ
ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”， Ｊ．
Ｔ． Ｔｉｐｐｅｔｔ，ｅｔ ａｌ．（ｅｄｓ．），
ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ， Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓ
ｓ．，１９６５，ｐｐ．１５９−１９７に記載されるＲ
ｏｂｅｒｔｓのエッジ検出器や、Ｊ． Ｍ． Ｓ． Ｐ
ｒｅｗｉｔｔ， ”Ｏｂｊｅｃｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅ
ｎｔ ａｎｄ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ” ｉｎ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｐｓｙｃｈｏ
ｐｉｃｔｏｒｉｃｓ， Ｂ． Ｓ． Ｌｉｐｋｉｎｅ
ａｎｄ Ａ． Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ（ｅｄｓ．）， Ａ
ｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１
９７０に記載されるＰｒｅｗｉｔｔのエッジ検出器など
がある。
提案されており、どれも本発明に利用できる。例えば、
Ｌ． Ｇ． Ｒｏｂｅｒｔｓ， ”Ｍａｃｈｉｎｅ Ｐ
ｅｒｃｅｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｔ
ｉｏｎａｌ Ｓｏｌｉｄｓ，” ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ
ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”， Ｊ．
Ｔ． Ｔｉｐｐｅｔｔ，ｅｔ ａｌ．（ｅｄｓ．），
ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ， Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，Ｍａｓ
ｓ．，１９６５，ｐｐ．１５９−１９７に記載されるＲ
ｏｂｅｒｔｓのエッジ検出器や、Ｊ． Ｍ． Ｓ． Ｐ
ｒｅｗｉｔｔ， ”Ｏｂｊｅｃｔ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅ
ｎｔ ａｎｄ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ” ｉｎ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ Ｐｓｙｃｈｏ
ｐｉｃｔｏｒｉｃｓ， Ｂ． Ｓ． Ｌｉｐｋｉｎｅ
ａｎｄ Ａ． Ｒｏｓｅｎｆｅｌｄ（ｅｄｓ．）， Ａ
ｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１
９７０に記載されるＰｒｅｗｉｔｔのエッジ検出器など
がある。
【００３０】上記実施例では、ｘ方向及びｙ方向のそれ
ぞれのエッジ数の総和で動きベクトルの信頼性を評価し
たが、各ブロック内で１水平走査線又は１垂直ライン毎
に上述の評価関数を適用してもよい。そうした場合の意
義を図６を参照して説明する。
ぞれのエッジ数の総和で動きベクトルの信頼性を評価し
たが、各ブロック内で１水平走査線又は１垂直ライン毎
に上述の評価関数を適用してもよい。そうした場合の意
義を図６を参照して説明する。
【００３１】図６は２値パターンの一例であり、ブロッ
ク・サイズを１０画素×１０画素として、ｘ方向及びｙ
方向のエッジ数の分布をヒストグラムとしてパターン図
の外に図示している。図６に示すパターンはｙ方向に短
い周期で繰り返すエッジがあり、動きベクトルのｙ方向
成分を正しく検出するのは困難である。このパターンで
は、ｘ方向のエッジ数は１０個、ｙ方向のエッジ数は９
個であり、エッジ数の総計による評価では、信頼性が高
いことになってしまう。
ク・サイズを１０画素×１０画素として、ｘ方向及びｙ
方向のエッジ数の分布をヒストグラムとしてパターン図
の外に図示している。図６に示すパターンはｙ方向に短
い周期で繰り返すエッジがあり、動きベクトルのｙ方向
成分を正しく検出するのは困難である。このパターンで
は、ｘ方向のエッジ数は１０個、ｙ方向のエッジ数は９
個であり、エッジ数の総計による評価では、信頼性が高
いことになってしまう。
【００３２】このようなパターンに対しては、１水平走
査線及び１垂直ライン毎に前述の評価関数を適用すれば
よい。即ち、ブロック・サイズをｎ×ｎとすると、１水
平走査ライン又は１垂直ラインで生じ得るエッジ数は０
以上、且つ（ｎ−１）以下であるから、検出したエッジ
数が０又は（ｎ−１）又はこの近傍値であるときには、
評価値（重み）を小さくする。これにより、このブロッ
クで検出された動きベクトルのｙ成分は低く評価され
る。
査線及び１垂直ライン毎に前述の評価関数を適用すれば
よい。即ち、ブロック・サイズをｎ×ｎとすると、１水
平走査ライン又は１垂直ラインで生じ得るエッジ数は０
以上、且つ（ｎ−１）以下であるから、検出したエッジ
数が０又は（ｎ−１）又はこの近傍値であるときには、
評価値（重み）を小さくする。これにより、このブロッ
クで検出された動きベクトルのｙ成分は低く評価され
る。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から容易に理解できるよう
に、本発明によれば、複数の動きベクトル検出値を各検
出ブロックで検出されるエッジ数により信頼性評価する
ので、全体及び適当な閉領域で、高い信頼性及び精度の
動きベクトルを得ることができる。従って、動画像符号
化装置や画像振れ補正装置で良好な性能を得ることがで
きる。
に、本発明によれば、複数の動きベクトル検出値を各検
出ブロックで検出されるエッジ数により信頼性評価する
ので、全体及び適当な閉領域で、高い信頼性及び精度の
動きベクトルを得ることができる。従って、動画像符号
化装置や画像振れ補正装置で良好な性能を得ることがで
きる。
【図１】 本発明の一実施例の構成ブロック図である。
【図２】 空間周波数と２値パターンの説明図。
【図３】 ２値パターンの説明図である。
【図４】 評価関数の一例である。
【図５】 ゼロクロッシング法によるエッジ検出の説明
図である。
図である。
【図６】 １垂直ライン上にエッジが周期的に存在する
２値パターンの例である。
２値パターンの例である。
１０：撮影レンズ １２：撮像素子 １４：サンプル・
ホールド回路 １６：ＡＧＣ（自動利得制御）回路 １
８：Ａ／Ｄ変換回路 ２０：Ｙ／Ｃ分離回路 ２２：Ｃ
プロセス回路 ２３：メモリ ２４：Ｄ／Ａ変換器 ２
６：出力端子 ２８：ローパス・フィルタ ３０：エン
ハンサ ３２：ガンマ補正回路 ３３：画像振れ防止回
路 ３４：フィールド（又はフレーム）メモリ ３６：
ＢＰＦ ３８：動きベクトル検出回路 ４０：メモリ
４２：エッジ・カウンタ ４４：演算回路 ４６：メモ
リ読み出し制御回路 ４８：Ｄ／Ａ変換器 ５０：出力
端子
ホールド回路 １６：ＡＧＣ（自動利得制御）回路 １
８：Ａ／Ｄ変換回路 ２０：Ｙ／Ｃ分離回路 ２２：Ｃ
プロセス回路 ２３：メモリ ２４：Ｄ／Ａ変換器 ２
６：出力端子 ２８：ローパス・フィルタ ３０：エン
ハンサ ３２：ガンマ補正回路 ３３：画像振れ防止回
路 ３４：フィールド（又はフレーム）メモリ ３６：
ＢＰＦ ３８：動きベクトル検出回路 ４０：メモリ
４２：エッジ・カウンタ ４４：演算回路 ４６：メモ
リ読み出し制御回路 ４８：Ｄ／Ａ変換器 ５０：出力
端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−269475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−230179（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−225343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−113377（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−10176（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−261280（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−84894（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326481（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G06T 7/20 H04N 5/232 H04N 7/32 H04N 11/04 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ) ＷＰＩ（ＤＩＡＬＯＧ)
Claims (1)
- 【請求項１】 画像を分割するブロック毎に動きベクト
ルを検出する動きベクトル検出手段と、 当該各ブロックについて垂直方向と水平方向のエッジ数
をそれぞれ検出するエッジ数検出手段と、 当該エッジ数検出手段により検出されたエッジ数に従
い、当該動きベクトル検出手段により検出された動きベ
クトル検出値の垂直成分は水平方向におけるエッジ数に
よって、水平成分については垂直方向におけるエッジ数
によって、それぞれ個別に重み付けして信頼性評価する
評価手段とからなることを特徴とする動きベクトル検出
装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3459692A JP3164121B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 動きベクトル検出装置 |
| EP19950203154 EP0703703B1 (en) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | Movement vector detecting device |
| DE69333662T DE69333662D1 (de) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | Vorrichtung zur Detektion von Bewegungsvektoren |
| EP19930301198 EP0557095B1 (en) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | Movement vector detecting device |
| DE69304220T DE69304220T2 (de) | 1992-02-21 | 1993-02-18 | Vorrichtung zur Detektion von Bewegungsvektoren |
| US08/380,140 US6741652B1 (en) | 1992-02-21 | 1995-01-27 | Movement vector detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3459692A JP3164121B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 動きベクトル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05233815A JPH05233815A (ja) | 1993-09-10 |
| JP3164121B2 true JP3164121B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12418721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3459692A Expired - Fee Related JP3164121B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 動きベクトル検出装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP0557095B1 (ja) |
| JP (1) | JP3164121B2 (ja) |
| DE (2) | DE69304220T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008065764A1 (en) | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Motion vector detecting device |
| JP2009273048A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toshiba Corp | 画像処理装置 |
| US8111877B2 (en) | 2008-02-07 | 2012-02-07 | Olympus Corporation | Image processing device and storage medium storing image processing program |
| US8164685B2 (en) | 2008-02-26 | 2012-04-24 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus which performs aperture value control for a multiple exposure image, and recording medium |
| US8199202B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-06-12 | Olympus Corporation | Image processing device, storage medium storing image processing program, and image pickup apparatus |
| WO2012147719A1 (ja) | 2011-04-28 | 2012-11-01 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、および、画像処理プログラム |
| US8379932B2 (en) | 2008-08-05 | 2013-02-19 | Olympus Corporation | Image processing apparatus, recording medium storing image processing program, and electronic apparatus |
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|---|---|---|---|---|
| JP3164121B2 (ja) * | 1992-02-21 | 2001-05-08 | キヤノン株式会社 | 動きベクトル検出装置 |
| US6741652B1 (en) | 1992-02-21 | 2004-05-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Movement vector detecting device |
| CA2139794C (en) * | 1994-01-18 | 2006-11-07 | Robert John Gove | Frame pixel data generation |
| US5539469A (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-23 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Apparatus for determining motion vectors through the use of an adaptive median filtering technique |
| CN1115865C (zh) * | 1995-01-16 | 2003-07-23 | 株式会社大宇电子 | 通过使用自适应中值滤波技术确定运动矢量的装置 |
| US5949918A (en) * | 1997-05-21 | 1999-09-07 | Sarnoff Corporation | Method and apparatus for performing image enhancement |
| DE19964492B4 (de) * | 1999-08-14 | 2012-10-11 | Pilz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Absicherung eines Gefahrenbereichs, insbesondere des Gefahrenbereichs einer automatisiert arbeitenden Maschine |
| US6445832B1 (en) * | 2000-10-10 | 2002-09-03 | Lockheed Martin Corporation | Balanced template tracker for tracking an object image sequence |
| US7742073B1 (en) | 2000-11-01 | 2010-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method and apparatus for tracking an object of interest using a camera associated with a hand-held processing device |
| JP2007122232A (ja) * | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Casio Comput Co Ltd | 画像処理装置及びプログラム |
| JP4785678B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2011-10-05 | キヤノン株式会社 | 画像符号化装置および画像符号化方法 |
| JP2009038509A (ja) | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Sony Corp | 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 |
| JP4789964B2 (ja) | 2008-04-01 | 2011-10-12 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理プログラム、画像処理方法、および電子機器 |
| JP5740844B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2015-07-01 | 株式会社リコー | 撮像装置、画像処理方法、及び、コンピュータプログラム |
| JP5645699B2 (ja) * | 2011-02-16 | 2014-12-24 | 三菱電機株式会社 | 動き検出装置及び方法、映像信号処理装置及び方法、並びに映像表示装置 |
| JP6651984B2 (ja) * | 2016-05-26 | 2020-02-19 | 株式会社リコー | 情報処理装置、会議システムおよび情報処理装置の制御方法 |
| JP7197785B2 (ja) | 2019-01-28 | 2022-12-28 | 日本電信電話株式会社 | 映像処理装置、映像処理方法、及び映像処理プログラム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2811909B2 (ja) * | 1990-04-27 | 1998-10-15 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置 |
| JP3164121B2 (ja) * | 1992-02-21 | 2001-05-08 | キヤノン株式会社 | 動きベクトル検出装置 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP3459692A patent/JP3164121B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-18 DE DE69304220T patent/DE69304220T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-18 EP EP19930301198 patent/EP0557095B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-18 EP EP19950203154 patent/EP0703703B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-18 DE DE69333662T patent/DE69333662D1/de not_active Expired - Lifetime
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| WO2008065764A1 (en) | 2006-11-30 | 2008-06-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Motion vector detecting device |
| US8111877B2 (en) | 2008-02-07 | 2012-02-07 | Olympus Corporation | Image processing device and storage medium storing image processing program |
| US8164685B2 (en) | 2008-02-26 | 2012-04-24 | Olympus Corporation | Image pickup apparatus which performs aperture value control for a multiple exposure image, and recording medium |
| JP2009273048A (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toshiba Corp | 画像処理装置 |
| US8199202B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-06-12 | Olympus Corporation | Image processing device, storage medium storing image processing program, and image pickup apparatus |
| US8379932B2 (en) | 2008-08-05 | 2013-02-19 | Olympus Corporation | Image processing apparatus, recording medium storing image processing program, and electronic apparatus |
| WO2012147719A1 (ja) | 2011-04-28 | 2012-11-01 | オリンパス株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、および、画像処理プログラム |
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| Publication number | Publication date |
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| EP0557095A2 (en) | 1993-08-25 |
| EP0703703B1 (en) | 2004-10-13 |
| EP0557095A3 (en) | 1993-10-13 |
| DE69304220T2 (de) | 1997-01-30 |
| EP0557095B1 (en) | 1996-08-28 |
| DE69304220D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0703703A2 (en) | 1996-03-27 |
| EP0703703A3 (en) | 1996-04-03 |
| DE69333662D1 (de) | 2004-11-18 |
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