JP3192698B2 - Motion vector evaluation device - Google Patents

Motion vector evaluation device

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JP3192698B2
JP3192698B2 JP22306391A JP22306391A JP3192698B2 JP 3192698 B2 JP3192698 B2 JP 3192698B2 JP 22306391 A JP22306391 A JP 22306391A JP 22306391 A JP22306391 A JP 22306391A JP 3192698 B2 JP3192698 B2 JP 3192698B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はビデオ画像における動き
ベクトル評価装置、特に標準変換方式に対する動きベク
トル評価装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion vector evaluation apparatus for a video image, and more particularly to a motion vector evaluation apparatus for a standard conversion system.

【0002】[0002]

【従来の技術】動きベクトルは例えば2つの入力フィー
ルド間に内挿すべきフィールドに占められるビデオ画像
の1部分(一般に極めて僅かの部分)の位置を推定する
ために用いる。この場合の処理は送信端および/または
受信端で行うことができ、画像の1部分(ここではブロ
ックと称する)はできるだけ小さな単一画素とするか、
または互いに隣接する複数の画素とすることができる。
一般に、所定のブロックに対しては、推定ベクトル、例
えば、前のブロックからの動きベクトルを設け、第2フ
ィールドの推定区域を中心とする探索を行って第1フィ
ールドのブロックの画素値に対する第2フィールドの1
ブロック全体の画素値の最良の整合を見いだし得るよう
にする。成分に基づく反復を有するかかるシステムはI
EEE,SMPTE等のスポンサーによるプロシーディ
ングス オブ ザ サード インターナショナル ワー
クシップ オン HDTV、1989年、トリノにおい
てヘラルド デ ハーンおよびハンク ホイヘンが発表
した文献“ニュー アルゴリズム フォー モーション
エスティメイション”に記載されている。
2. Description of the Related Art Motion vectors are used, for example, to estimate the position of a portion (generally a very small portion) of a video image occupied by a field to be interpolated between two input fields. The processing in this case can be performed at the transmitting end and / or at the receiving end, where one part of the image (referred to here as a block) is a single pixel as small as possible,
Alternatively, a plurality of pixels can be adjacent to each other.
In general, for a given block, an estimated vector, for example, a motion vector from the previous block is provided, and a search centered on the estimated area of the second field is performed to obtain a second vector for the pixel value of the block of the first field. Field one
Try to find the best match of pixel values for the whole block. Such a system with component-based repetition is I
Proceedings of the Third International Workship on HDTV, sponsored by EEE, SMPTE and others, described in "New Algorithm for Motion Estimation" published by Herald de Hahn and Hank Huygen in Turin, 1989.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】また、この文献には2
次元コンバージェンス構成をも含まれている。この文献
の内容を以下に詳細に示し、上記システムは制限された
探索区域を有し、安定な推定値を得るように提案されて
いるがコンバージェンス速度は改善させることができ
る。
[0005] Further, in this document,
A dimensional convergence configuration is also included. The content of this document is detailed below, and the system has a limited search area and has been proposed to obtain stable estimates, but convergence speed can be improved.

【0004】本発明の目的は既知のシステムの安定性は
維持するがコンバージェンスの速度は増大し得るように
した上述した種類の動きベクトル評価装置を提供せんと
するにある。
It is an object of the present invention to provide a motion vector estimator of the kind described above, which maintains the stability of the known system but allows the speed of convergence to be increased.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、所定フィール
ドのブロックの画素値を、この所定フィールドの関連す
るブロックに対して、出力動きベクトルの成分を構成す
るxおよびy値だけシフトされた前のフィールドのブロ
ックの画素値に整合するブロック整合動きベクトル評価
装置において、推定ベクトルを構成する遅延出力動きベ
クトルを形成する遅延素子と、この遅延素子に接続さ
れ、前記推定ベクトルに対し互いに異なる方向を有し、
これにより少なくとも第1および第2候補動きベクトル
を発生する少なくとも第1および第2インクレメントベ
クトルを加算する候補動きベクトル発生器と、前記候補
動きベクトルから前記出力動きベクトルを選択する選択
回路とを具え、前記第1インクレメントベクトルが第1
のベクトル長さを有するとともに前記第2インクレメン
トベクトルが前記第1にベクトル長さとは異なる第2の
ベクトル長さを有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for converting a pixel value of a block of a predetermined field into an associated block of the predetermined field by shifting the pixel value by the x and y values constituting the components of the output motion vector. In a block matching motion vector estimating apparatus that matches pixel values of blocks in a field of a field, a delay element that forms a delayed output motion vector that constitutes an estimated vector, and a delay element that is connected to the delay element and has different directions with respect to the estimated vector. Have
A candidate motion vector generator for adding at least the first and second increment vectors for generating at least the first and second candidate motion vectors; and a selection circuit for selecting the output motion vector from the candidate motion vectors. , The first increment vector is the first
And the second increment vector has a second vector length different from the first vector length.

【0006】[0006]

【作用】かかる手段によれば、大きな更新長さ、即ち、
正しい値に対する迅速なコンバージェンスと、短い更新
長さ、即ち、正確かつ安定な結果とを、画素当たりの作
動数を増大させることなく、1つの推定器で合成させ得
る利点がある。
According to such means, a large update length, that is,
The advantage is that fast convergence to the correct value and short update lengths, ie accurate and stable results, can be combined in one estimator without increasing the number of operations per pixel.

【0007】[0007]

【実施例】本発明および上記文献の動きベクトル推定方
法を実施するに好適な動きベクトル推定器の基本ブロッ
ク図を図1に示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a basic block diagram of a motion vector estimator suitable for implementing the motion vector estimation method of the present invention and the above-mentioned literature.

【0008】図1において内挿入力信号を低域通過フィ
ルタ10でフィルタ処理する。この低域通過フィルタ1
0の出力信号をフィールド遅延素子12および最良の整
合を決定する段14に供給する。この最良整合決定段1
4の出力はベクトルまたはベクトル成分であり、これに
より第1および第2フィールドにおけるブロックの画素
値の最良の整合を得るようにする。例えばこの最良の整
合は、全ブロックに亘る画素値または同様の基準で取出
した最低平均二乗誤差を比較する際、最小平均絶対値の
差を生ぜしめる整合とすることができる。また、図1に
示すように最良の整合を生ぜしめるベクトルまたはベク
トル成分を遅延素子16を経てフィードバックし次のブ
ロックに対する推定プログラムを構成し得るようにす
る。既知の回路では、最良の整合を決定する探索を推定
位置から+xおよび−x方向並びに+yおよび−y方向
に等距離に位置する4つのブロックに対して行う。換言
すれば、候補動きベクトルDiは次表により規定するこ
とができる。
In FIG. 1, the internal insertion force signal is filtered by a low-pass filter 10. This low-pass filter 1
The zero output signal is provided to a field delay element 12 and a stage 14 that determines the best match. This best match determination stage 1
The output of 4 is a vector or vector component, which ensures the best match of the pixel values of the blocks in the first and second fields. For example, the best match may be one that produces a difference in the minimum mean absolute value when comparing pixel values over the entire block or the lowest mean squared error taken on a similar basis. Also, as shown in FIG. 1, a vector or a vector component that produces the best matching is fed back via the delay element 16 so that an estimation program for the next block can be constructed. In known circuits, a search to determine the best match is performed on four blocks located equidistant in the + x and -x directions and in the + y and -y directions from the estimated position. In other words, the candidate motion vector Di can be defined by the following table.

【0009】 表1 Di1=Di−1+L*xu Di2=Di−1+L*xu Di3=Di−1+L*yu Di4=Di−1+L*yu Di−1=遅延素子16により得られた推定ベクトル xu=x軸の単位ベクトル yu=y軸の単位ベクトル L=更新長さ(整数値)Table 1 Di1 = Di−1 + L * xu Di2 = Di−1 + L * xu Di3 = Di−1 + L * yu Di4 = Di−1 + L * yu Di−1 = estimated vector obtained by delay element 16 cu = x-axis Unit vector of yu = unit vector of y axis L = update length (integer value)

【0010】エラー値は例えば前記平均絶対値の差(M
AD)規準を用いるこれら候補ベクトルに割当てるよう
にする。 誤差(Di)=MAD=ΣxΣy|sk(x)−sk−1(x−di)| また、平均二乗誤差(MSE)規準 誤差(Di)=MSE−ΣxΣy(sk(x)−sk−1(x−di))2 ここにsk(x):位置xにおける現在のフィールドの
信号値sk−1(x):位置xにおける前のフィールド
の信号値xおよびy:それぞれ水平および垂直ブロック
の大きさ
The error value is, for example, the difference between the average absolute values (M
AD) Assign to these candidate vectors using the criterion. Error (Di) = MAD = {xΣy | sk (x) -sk-1 (x-di) | Further, mean square error (MSE) standard error (Di) = MSE-ΣxΣy (sk (x) -sk-1 ( x-di)) 2 where sk (x): signal value of current field at position x sk-1 (x): signal value of previous field at position x and y: size of horizontal and vertical blocks, respectively

【0011】候補ベクトル計算段18により得た候補動
きベクトルDiの各々に対して、従って例えば平均絶対
値の差または平均二乗誤差は、候補動きベクトルに従っ
て推移された到来データの位置および到来ブロックの画
素値に対応する位置においてブロックの画素値間で計算
する。誤差の計算および計算された誤差の決定は段14
に生じた最小値とする。
For each of the candidate motion vectors Di obtained by the candidate vector calculation stage 18, for example, the mean absolute difference or the mean squared error is determined by the position of the incoming data and the pixels of the incoming block, which have been shifted according to the candidate motion vector. The calculation is performed between the pixel values of the block at the position corresponding to the value. The calculation of the error and the determination of the calculated error are performed in step 14.
Is the minimum value that occurs.

【0012】最小誤差を発生する動きベクトルは信号処
理段20で低域通過フィルタ処理する。既知のシステム
は+xおよび−x方向並びに+yおよび−y方向におけ
る対称更新を考慮すること明らかである。
The motion vector that generates the minimum error is low-pass filtered in the signal processing stage 20. It is clear that known systems consider symmetric updates in the + x and -x directions and in the + y and -y directions.

【0013】上記文献では、個別のコンバージェンス方
向を用いることが示唆されている。ここに云うコンバー
ジェンス方向とは1ブロックの出力に関連するベクトル
を他のブロックに対する推定ベクトルとして用いる方向
であると規定する。画素の各ブロックは図2に示すよう
に2つのサブサンプルブロックに細分割する。第1のサ
ブサンプルされたブロックは1で表わされるサンプルの
みを示し、かつ、第2のサブサンプルされたブロックは
2で表わされるサンプルを示す。これがため、画素当た
りの作動の総数は不変の儘であるが、2つのサブサンプ
ルされたブロックに対するコンバージェンス方向は相違
する。従って最小のブロックエラーを発生する合成ベク
トルは完全なブロックに対して割当てられる。かように
2つのサブサンプルブロックを用いることは、図1の回
路が1サンプルに対して1つの配列および2サンプルに
対して1つの配列を重複させることを意味する。次の記
載においてはこの可能な変更を無視する。
The above document suggests using individual convergence directions. The convergence direction is defined as a direction in which a vector related to the output of one block is used as an estimated vector for another block. Each block of pixels is subdivided into two sub-sample blocks as shown in FIG. The first sub-sampled block shows only the sample represented by 1 and the second sub-sampled block shows the sample represented by 2. Because of this, the total number of operations per pixel remains unchanged, but the convergence direction for the two subsampled blocks is different. Thus, the composite vector that produces the least block error is assigned to the complete block. Using two sub-sample blocks in this way means that the circuit of FIG. 1 overlaps one array for one sample and one array for two samples. I will ignore this possible change in the following description.

【0014】本発明の原理によれば、候補ベクトル計算
段18において、少なくとも1つの候補ベクトルDiの
更新長さLを少なくとも1つの他の候補ベクトルの更新
長さとは相違させる。
According to the principles of the present invention, the update length L of at least one candidate vector Di is made different from the update length of at least one other candidate vector in the candidate vector calculation stage 18.

【0015】本発明動きベクトル評価装置の1例では、
2つの非対称更新群を設け、これらを変換ラインに沿っ
て奇数および偶数ブロックに対して相違させるのが好適
である。好適には、第2の更新群を第1の更新群のミラ
ー像とする。これを次の表2で示すように表わす。
In one example of the motion vector evaluation device of the present invention,
Preferably, two asymmetric update groups are provided and differ for odd and even blocks along the transformation line. Preferably, the second update group is a mirror image of the first update group. This is represented as shown in Table 2 below.

【0016】 表2 Di1o=Di−1+L1*xu Di2o=Di−1−L2*xu Di3o=Di−1+L1*yu Di4o=Di−1−L2*yu Di1e=Di−1+L1*xu Di2e=Di−1−L2*xu Di3e=Di−1+L1*yu Di4e=Di−1−L2*yu Dio=奇数ブロックに対する候補ベクトル Die=偶数ブロックに対する候補ベクトル Di−1=遅延装置により得られた推定ベクトル xu=x軸の単位ベクトル yu=y軸の単位ベクトル Ln=更新長さ(整数値) 例えばL1は小さく(例えば、1)、L2は大きく(例
えば、3)することができる。
Table 2 Di1o = Di−1 + L1 * xu Di2o = Di−1−L2 * xu Di3o = Di−1 + L1 * yu Di4o = Di−1−L2 * yu Di1e = Di−1 + L1 * xu Di2e = Di−1− L2 * xu Di3e = Di−1 + L1 * yu Di4e = Di−1−L2 * yu Dio = candidate vector for odd block Die = candidate vector for even block Di−1 = estimated vector obtained by delay device xu = x axis Unit vector yu = y-axis unit vector Ln = update length (integer value) For example, L1 can be small (for example, 1) and L2 can be large (for example, 3).

【0017】所定値に対し得られた探索区域を図3に示
し、奇数番目のブロックに対する探索区域をAで示し、
偶数番目のブロックに対する探索区域をBで示す。上記
表によれば現在の好適な実施例を得ることができる。し
かし、単位ベクトルxuおよびyuは互いに直角とする
必要はなく、L2ファクタを有する候補ベクトルをL1
ファクタを有する候補ベクトルに対し180゜とする必
要もない。
The search area obtained for a given value is shown in FIG. 3, the search area for odd-numbered blocks is indicated by A,
The search area for the even-numbered block is denoted by B. According to the above table, the presently preferred embodiment can be obtained. However, unit vectors xu and yu need not be at right angles to each other, and a candidate vector having an L2 factor is L1
It is not necessary to set 180 ° for the candidate vector having the factor.

【0018】更に、xおよびy方向における更新長さを
等しくしないようにする。図3に示す探索戦略はいまだ
適用し、種々の単位ベクトルがxおよびy方向にそれぞ
れ用いられるものとする。例えば、単位ベクトルはx方
向に1画素距離を有し、y方向に2画素距離を有する。
Further, the update lengths in the x and y directions are not made equal. The search strategy shown in FIG. 3 still applies, and it is assumed that various unit vectors are used in the x and y directions, respectively. For example, a unit vector has a one pixel distance in the x direction and a two pixel distance in the y direction.

【0019】本発明動きベクトル評価装置の概略を図4
に示す。本例でも図1に示す所と同様の低域通過フィル
タ10およびフィールド遅延装置12を用いる。しか
し、図4のブロック18に対応するブロック18’は4
つのブロックDi1,Di2,Di3およびDi4の代
わりに、8つのブロック、即ち、奇数および偶数ブロッ
ク、特に図1のブロックの各々に対し異なる他の遅延素
子を具える。
FIG. 4 schematically shows the motion vector evaluation apparatus of the present invention.
Shown in In this example, the same low-pass filter 10 and field delay device 12 as those shown in FIG. 1 are used. However, the block 18 'corresponding to the block 18 in FIG.
Instead of one block Di1, Di2, Di3 and Di4, it comprises eight other blocks, namely odd and even blocks, in particular different delay elements for each of the blocks of FIG.

【0020】図5につき詳細に示すように、奇数番目の
ブロックに対し図3Aに示す探索パターンから取出した
画素値は図4のブロック18’の出力側に“0”で示す
ラインに現われる。これらのラインをマルチプレクサ4
0に接続して供給し、このマルチプレクサによって、端
子42に供給される信号の制御のもとで、奇数ブロック
に対しては“o“入力を選択し、偶数ブロックに対して
は“e”入力を選択する。これがため、ブロック18’
の“o”出力側のこれら信号はライン44a−44dに
現れ、次いで端子15で最良に整合したブロック14に
供給される信号の現在値と比較する。従来技術の場合の
ように、ライン44a−44dを経て供給される画素値
と端子15に供給される画素値との絶対差を決め、最小
の差で画素値を発生する方向を出力ベクトルとして選択
し、次のブロックに対しては推定ベクトルとして選択す
る。ブロック18’にoおよびeで示すように奇数およ
び偶数ブロックはコンバージェンス方向に交互のブロッ
クで示す。
As shown in detail in FIG. 5, pixel values extracted from the search pattern shown in FIG. 3A for the odd-numbered blocks appear on the output side of block 18 'in FIG. These lines are connected to multiplexer 4
0, and the multiplexer selects the "o" input for odd blocks and the "e" input for even blocks under control of the signal supplied to terminal 42. Select This is why block 18 '
These signals at the "o" output of are appearing on lines 44a-44d and are then compared at terminal 15 to the current value of the signal supplied to the best matched block 14. As in the case of the prior art, the absolute difference between the pixel value supplied via lines 44a-44d and the pixel value supplied to terminal 15 is determined, and the direction in which the pixel value is generated with the minimum difference is selected as the output vector. Then, the next block is selected as an estimation vector. Odd and even blocks are indicated by alternating blocks in the convergence direction, as indicated by o and e in block 18 '.

【0021】動き推定の最大の問題の1つは可動格子ド
アのような可動周期構体を有する物体の実際の動きを示
す動きベクトルを得る必要があることである。画像にお
いて格子ドアのバーが例えば一方から他方に14画素位
置する場合には+6画素の動きベクトルが−8画素の動
きベクトルにできるだけ近付くことは明らかである。し
かし、これらの動きベクトルは、これを用いて2つの現
在の画像間の中間画像を補間する場合には真の動きを示
すベクトルを有するのが重要である。
One of the biggest problems in motion estimation is that it is necessary to obtain a motion vector that indicates the actual motion of an object having a movable periodic structure such as a movable lattice door. Obviously, if the bar of the lattice door is located 14 pixels from one side to the other in the image, the motion vector of +6 pixels is as close as possible to the motion vector of -8 pixels. However, it is important that these motion vectors have true motion vectors if they are used to interpolate an intermediate image between two current images.

【0022】本発明の次の例では、構体が明確な境界を
有する場合に周期的な構体の性能を改善することができ
る。アルゴリズムが可動(周期的)物体の境界でコンバ
ージェンスを開始するにつれて、改善された空間調和の
とれた動き推定アルゴリズムを保証し、従ってこの境界
でのコンバージェンス後、他のベクトルを選択しない。
この改善された空間調和は更新長さに依存する候補ベク
トルの選択に“ペナルティ”を加えることによって達成
することができる。かかるペナルティとは候補ベクトル
の整合エラーに或る量をブロック14によって加えるこ
とにある。例えば、推定ベクトル自体は整合エラーでペ
ナルティを受けず、長さ1の小さな水平更新は10ユニ
ットのペナルティを受け、長さ5の大きな水平更新は5
0ユニットのペナルティを受け、長さ2の垂直更新は2
0ユニットのペナルティを受ける。ヨーロッパ特許出願
EP−A 0,415,491号に記載されているよう
に、前のフィールドからの一時的な候補ベクトルをも用
いる場合には、かかる一時的な候補ベクトルは10ユニ
ットのペナルティを受ける。これらのユニットは8ビッ
トの輝度量子化を有する16画素のブロックにおいて1
6×255=4080ユニットの最大値を有する整合エ
ラーに関連する。
In the next example of the present invention, the performance of a periodic structure can be improved if the structure has well-defined boundaries. As the algorithm begins convergence at the boundary of a moving (periodic) object, it guarantees an improved spatially harmonized motion estimation algorithm, and thus does not select other vectors after convergence at this boundary.
This improved spatial reconciliation can be achieved by adding a "penalty" to the selection of candidate vectors depending on the update length. Such a penalty is that block 14 adds a certain amount to the candidate vector alignment error. For example, the estimated vector itself is not penalized for alignment errors, a small horizontal update of length 1 is penalized by 10 units, and a large horizontal update of length 5 is 5 penalties.
0 unit penalty, length 2 vertical update is 2
Take a 0 unit penalty. If temporary candidate vectors from the previous field are also used, as described in European Patent Application EP-A 0,415,491, such temporary candidate vectors are subject to a penalty of 10 units. . These units are 1 in a block of 16 pixels with 8-bit intensity quantization.
Associated with alignment errors having a maximum of 6 × 255 = 4080 units.

【0023】上述した例では更新長さおよび/またはペ
ナルティは空間周波数に依存する。高度にディテールな
区域においては短い更新が好適である。特に、水平傾度
を用いて水平更新長さおよび/またはこれに課せられる
ペナルティを制御し、かつ垂直傾度を用いて垂直更新長
さおよび/またはこれに課せられるペナルティを制御し
て、ディテール区域において、選択するために大きな更
新長さを有する候補ベクトルは短い更新長さを有する候
補ベクトルよりも充分低い整合エラーを有する。ディテ
ールの量を決めるために、2つの隣接画素間の差の絶対
値を各々8画素毎に一回決めるようにする。次いで、か
くして得た絶対差を巡回フィルタに供給して雑音を減少
し、ディテール区域が或る最小程度以上となる際のみ動
き推定器の特性に影響を与えるようにする。
In the example described above, the update length and / or penalty depends on the spatial frequency. Shorter updates are preferred in highly detailed areas. In particular, by controlling the horizontal update length and / or the penalty imposed thereon using the horizontal gradient and controlling the vertical update length and / or the penalty imposed thereon using the vertical gradient, Candidate vectors with a large update length to select have matching errors much lower than candidate vectors with a short update length. In order to determine the amount of detail, the absolute value of the difference between two adjacent pixels is determined once every eight pixels. The absolute difference thus obtained is then fed to a recursive filter to reduce noise and affect the performance of the motion estimator only when the detail area is above a certain minimum.

【0024】ブロック18のボックスDi1o−Di4
eの各々内の作動を図5にさらに詳細に示す。図5にお
いて、アドレス計数器52により発生する書込みアドレ
スの制御のもとで、ビデオ情報をFIFO51を経てR
AM50に格納する。FIFO51はRAM50の寸法
を最小とするために挿入するとともに整数ラインから後
述するオフセット値Kを差し引いた値に等しい1フィー
ルド遅延の遅延素子を設ける。次いでRAM50内に格
納したビデオ情報の各ブロックに対し、所定ブロックに
対する4つの関連する探索位置における画素値がRAM
50の出力54に現れるように補正読出しアドレスを発
生させる必要がある。この目的のため、加算器56によ
って、動きベクトルの最大x値と、最大候補動きベクト
ルを考慮し、ライン当たりの画素の数(画素/ライン)
で乗算され、書込みアドレスおよび読出しアドレス間の
最小所望オフセットをカバーするために選択された動き
ベクトル最大y値との和に等しいオフセット値Kを加算
する。FIFO51を省略する場合には、オフセット値
Kはラインの整数のフィールド遅延に対応させる必要が
ある。この和には加算器58において推定ベクトルのx
成分およびy成分を代数的に加算する。従ってこの加算
器58の出力側には推定ベクトルPからの読出しアドレ
スが現われる。このアドレス値は奇数番目のブロックに
対しては図3の部分A、偶数番目のブロックに対しては
図3の部分Bに示すように増大させる必要がある。これ
がため、加算段58の出力は加算器60の一方の入力端
子に供給し、この加算器の他方の入力端子にはマルチプ
レクサ62の出力を供給する。このマルチプレクサ62
は奇数番目のブロック(o)および偶数番目のブロック
(e)に対して切換わるようにする。奇数番目のブロッ
クに対してはマルチプレクサ62はマルチプレクサ64
の出力を加算器60の第2入力端子に供給する。これら
の出力は、x方向における負の単位ベクトルの更新長さ
L1倍、x方向における正の単位ベクトルの更新長さL
2倍、y方向における負の単位ベクトルの更新長さL1
倍およびy方向における正の単位ベクトルの更新長さL
2倍である。y方向における単位ベクトルはライン当た
りの画素の数(画素/ライン)に等しい。
Boxes Di1o-Di4 in block 18
The operation within each of e is shown in more detail in FIG. In FIG. 5, under the control of the write address generated by the address counter 52, the video information is transferred to the R through the FIFO 51.
Store in AM50. The FIFO 51 is inserted to minimize the size of the RAM 50, and is provided with a delay element having a one-field delay equal to a value obtained by subtracting an offset value K described later from an integer line. Then, for each block of video information stored in RAM 50, the pixel values at four associated search locations for a given block are stored in RAM 50.
It is necessary to generate a corrected read address to appear at the output 54 of 50. For this purpose, the number of pixels per line (pixels / line) is taken into account by the adder 56, taking into account the maximum x value of the motion vector and the maximum candidate motion vector.
, And adds an offset value K equal to the sum of the selected motion vector maximum y value to cover the minimum desired offset between the write and read addresses. If the FIFO 51 is omitted, the offset value K needs to correspond to an integer field delay of the line. This sum is added to the estimated vector x by the adder 58.
Algebraically adds the component and the y component. Therefore, a read address from the estimated vector P appears on the output side of the adder 58. This address value needs to be increased as shown in part A of FIG. 3 for odd-numbered blocks and as shown in part B of FIG. 3 for even-numbered blocks. Thus, the output of summing stage 58 is provided to one input terminal of adder 60 and the other input terminal of the adder is provided to the output of multiplexer 62. This multiplexer 62
Are switched for the odd-numbered block (o) and the even-numbered block (e). For odd-numbered blocks, multiplexer 62 is a multiplexer 64
Is supplied to a second input terminal of the adder 60. These outputs are the update length L1 times the negative unit vector in the x direction and the update length L of the positive unit vector in the x direction.
Double, update length L1 of negative unit vector in y direction
Update length L of positive unit vector in double and y directions
It is twice. The unit vector in the y-direction is equal to the number of pixels per line (pixels / line).

【0025】偶数ブロックに対しマルチプレクサ62お
よび66を経て加算器60に供給される第2入力は、負
の方向における単位xベクトルの更新長さL2倍、x方
向における単位ベクトルの更新長さL1倍、負の方向に
おける単位yベクトルの更新長さL2倍およびy方向に
おける単位ベクトルの更新長さL1倍である。
The second input supplied to the adder 60 via the multiplexers 62 and 66 for the even-numbered blocks is the update length L2 times the unit x vector in the negative direction and the update length L1 times the unit vector in the x direction. , The update length L2 of the unit y vector in the negative direction and the update length L1 of the unit vector in the y direction.

【0026】これがため、加算器60の出力はRAM5
0に対する補正された読出しアドレスとなる。ライン5
4に結果として現われる値は整合決定段14’における
ライン68の現在の値と比較し、その最小差によってそ
の結果のベクトルを他の処理段20および遅延素子16
に出力する。
For this reason, the output of the adder 60 is stored in the RAM 5
It becomes the corrected read address for 0. Line 5
4 is compared with the current value of line 68 in match determination stage 14 ', and its minimum difference causes the resulting vector to be passed to other processing stages 20 and delay elements 16'.
Output to

【0027】上述した非対称探索方法は図2に示すサブ
サンプリングと組み合わせることができる。特に、所定
方向の変換に対して各サブサンプリングされたブロック
に対し上述した非対称探索対策を改善することができ
る。
The above-described asymmetric search method can be combined with the sub-sampling shown in FIG. In particular, it is possible to improve the asymmetric search measures described above for each sub-sampled block for a transform in a given direction.

【0028】本発明は明瞭のため特定の例に容易に組合
わせ得る或る段を個別に示した特定の例について説明し
た。その一例が加算段58および56である。また、種
々のマルチプレクサも種々の異なる手段で実現すること
ができる。本発明の重要な点は探索案を非対称とする点
であり、これはブロックを選択することであり、好適に
はコンバーゼンスラインに沿う奇数ブロックおよび偶数
ブロックが異なる探索パターンを有し、これにより、安
定であるが緩慢なコンバージェンスシステムの利点と、
急速なコンバージェンスの利点とを組合わせることがで
きる。
The present invention has been described with reference to a particular example in which certain steps are individually shown which can be easily combined with the particular example for clarity. One example is the addition stages 58 and 56. Also, various multiplexers can be implemented by various different means. An important aspect of the present invention is that the search plan is asymmetric, which is to select the blocks, preferably the odd and even blocks along the convergence line have different search patterns, The benefits of a stable but slow convergence system,
The benefits of rapid convergence can be combined.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ベクトル推定器の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a vector estimator.

【図2】個別のコンバージェンス方向に沿う推定を行う
既知の方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a known method for performing estimation along individual convergence directions.

【図3】本発明動きベクトル評価装置による非対称探索
区域を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an asymmetric search area by the motion vector evaluation device of the present invention.

【図4】本発明による非対称探索戦略を実行する装置の
構成を示すブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram showing a configuration of an apparatus for executing an asymmetric search strategy according to the present invention.

【図5】図4の装置の構成を更に詳細に示すブロック回
路図である。
5 is a block circuit diagram showing the configuration of the apparatus of FIG. 4 in further detail.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 低域通過フィルタ 12 フィールド遅延素子 14 最良の整合決定段 14’整合決定段 15 端子 16 遅延素子 18 候補ベクトル計算段 18’候補ベクトル計算段 20 信号処理段 40 マルチプレクサ 42 端子 44a〜44d ライン 50 RAM 51 FIFO 52 アドレス計数器 54 出力ライン 56 加算段 58 加算段 60 加算器 62 マルチプレクサ 64 マルチプレクサ 66 マルチプレクサ 68 ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Low-pass filter 12 Field delay element 14 Best matching decision stage 14 'Matching decision stage 15 Terminal 16 Delay element 18 Candidate vector calculation stage 18' Candidate vector calculation stage 20 Signal processing stage 40 Multiplexer 42 Terminal 44a to 44d Line 50 RAM 51 FIFO 52 Address counter 54 Output line 56 Addition stage 58 Addition stage 60 Adder 62 Multiplexer 64 Multiplexer 66 Multiplexer 68 Line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 590000248 Groenewoudseweg 1, 5621 BA Eindhoven, T he Netherlands (72)発明者 ヘンドリック フエイヘン オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネバウツウェッハ1 (56)参考文献 IEEE PROCEEDINGS THIRD INTERNATIONA L WORKSHOP ON HDTV (1989)[NEW ALGORITHM FOR MOTION ESTMAT ION] (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/01 H04N 7/24 - 7/68 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (73) Patentee 590000248 Groenewoodseweg 1, 5621 BA Eindhoven, The Netherlands (72) Inventor Hendrik Veichen, Netherlands 5621 Baer Eindh-Fruhn-Frunewswech 1 (56) REFERENCE INTERNATIONAL L WORKSHOP ON HDTV (1989) [NEW ALGORITHM FOR MOTION ESTMAT ION] (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H04N 7/01 H04N 7/ 24-7/68

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定フィールドのブロックの画素値を、
この所定フィールドの関連するブロックに対して、出力
動きベクトルの成分を構成するxおよびy値だけシフト
された前のフィールドのブロックの画素値に整合するブ
ロック整合動きベクトル評価装置であって、推定ベクト
ルを構成する遅延出力動きベクトルを形成する遅延素子
と、この遅延素子に接続され、前記推定ベクトルに対し
互いに異なる方向を有し、これにより少なくとも第1お
よび第2候補動きベクトルを発生する少なくとも第1お
よび第2インクレメントベクトルを加算する候補動きベ
クトル発生器と、前記候補動きベクトルから前記出力動
きベクトルを選択する選択回路とを具え、前記第1イン
クレメントベクトルが第1のベクトル長さを有するとと
もに前記第2インクレメントベクトルが前記第1にベク
トル長さとは異なる第2のベクトル長さを有することを
特徴とするブロック整合動きベクトル評価装置。
1. A pixel value of a block in a predetermined field is
A block-matched motion vector estimator for matching a pixel value of a block of a previous field shifted by x and y values constituting components of an output motion vector with respect to an associated block of the predetermined field, comprising: A delay element forming a delayed output motion vector, and at least a first element connected to the delay element and having different directions with respect to the estimated vector, thereby generating at least first and second candidate motion vectors. And a selection circuit for selecting the output motion vector from the candidate motion vectors, wherein the first increment vector has a first vector length, The second increment vector is different from the first vector length Block matching motion vector evaluation unit and having a second vector length.
【請求項2】 前記候補動きベクトル発生器は更に第3
のインクレメントを第3の選択方向に、前記第3のイン
クレメントとは異なる値を有する第4のインクレメント
を第4の選択方向にそれぞれ加えて、第3および第4の
候補動きベクトルを発生させるようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の動きベクトル評価装置。
2. The method according to claim 1, wherein the candidate motion vector generator further comprises a third
Are added in a third selection direction, and a fourth increment having a value different from that of the third increment is added in a fourth selection direction to generate third and fourth candidate motion vectors. The motion vector evaluation device according to claim 1, wherein the motion vector evaluation device is configured to perform the motion vector evaluation.
【請求項3】 前記第1および第3のインクレメントを
等しくしたことを特徴とする請求項2に記載の動きベク
トル評価装置。
3. The motion vector evaluation device according to claim 2, wherein the first and third increments are equal.
【請求項4】 前記第2および第4のインクレメントを
等しくしたことを特徴とする請求項2または3に記載の
動きベクトル評価装置。
4. The motion vector evaluation device according to claim 2, wherein the second and fourth increments are equal.
【請求項5】 前記候補動きベクトル発生器によって前
記ブロックの第1の選択されたブロックに対し前記第1
および第2のインクレメントの方向を反転させるように
したことを特徴とする請求項1または2に記載の動きベ
クトル評価装置。
5. The method according to claim 5, wherein the first selected block of the block is selected by the candidate motion vector generator.
3. The motion vector evaluation device according to claim 1, wherein the direction of the second increment is reversed.
【請求項6】 前記候補動きベクトル発生器によって前
記ブロックの第2の選択されたブロックに対し前記第3
および第4のインクレメントの方向を反転させるように
したことを特徴とする請求項2または5に記載の動きベ
クトル評価装置。
6. The method according to claim 3, wherein the third selected block of the block is selected by the candidate motion vector generator.
The motion vector evaluation device according to claim 2 or 5, wherein the direction of the fourth increment is reversed.
【請求項7】 前記ブロックのうちの第1および第2の
選択されたブロックは集束方向に交互のブロックとした
ことを特徴とする請求項5または6に記載の動きベクト
ル評価装置。
7. The motion vector evaluation device according to claim 5, wherein the first and second selected blocks among the blocks are alternate blocks in the convergence direction.
【請求項8】 前記選択回路は前記候補動きベクトルの
各々に対し整合エラーを決定する手段と、最低の整合エ
ラーを有する候補動きベクトルを選択する手段とを具
え、前記決定手段によって前記候補動きベクトルのイン
クレメントの長さに依存し前記整合エラーにペナルティ
を加えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
動きベクトル評価装置。
8. The selection circuit comprises: means for determining a matching error for each of the candidate motion vectors; and means for selecting a candidate motion vector having the lowest matching error, wherein the determining means determines the candidate motion vector. 2. The motion vector evaluation device according to claim 1, wherein a penalty is added to the matching error depending on the length of the increment of the motion vector.
【請求項9】 前記インクレメント長さおよび/または
ペナルティは前記所定フィールドの空間内容に依存する
ようにしたことを特徴とする請求項8に記載の動きベク
トル評価装置。
9. The motion vector evaluation device according to claim 8, wherein the increment length and / or penalty depends on the spatial content of the predetermined field.
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