JP3465988B2 - Method and apparatus for estimating movement and depth - Google Patents

Method and apparatus for estimating movement and depth

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JP3465988B2
JP3465988B2 JP09667995A JP9667995A JP3465988B2 JP 3465988 B2 JP3465988 B2 JP 3465988B2 JP 09667995 A JP09667995 A JP 09667995A JP 9667995 A JP9667995 A JP 9667995A JP 3465988 B2 JP3465988 B2 JP 3465988B2
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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、画像間で画素の対応を
求めて動きや奥行きを推定する動き及び奥行き推定方法
及びその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 and depth estimation method and apparatus for estimating motion and depth by finding pixel correspondence between images.

【0002】[0002]

【従来の技術】動画像や多眼式ステレオ画像の伝送、蓄
積過程においては、莫大な情報量を低減することが望ま
れる。また、撮像、表示についても2眼式ステレオ画像
から中間像を合成して多眼式ステレオ画像を表示できれ
ば、撮像、伝送、蓄積時の情報量を低減できる。そのた
めに、画像間で画素の対応を求めて動きや奥行きを推定
し、画像の冗長性を削除する試みが多くなされている。
対応を求める方法としてはこう配法とブロックマッチン
グ法に大別されるが、これらの方法にはそれぞれ長所と
短所がある。すなわち、こう配法は、微少な動きや視差
は精度よく推定できるが大きな推定量に対して精度が低
下する。また、こう配を用いているためにノイズの影響
を受けやすい。さらに、こう配法では一般に、こう配か
ら求めた推定値を繰り返し計算によって補正するため、
実時間処理の点で不利である。
2. Description of the Related Art It is desired to reduce a huge amount of information in the process of transmitting and storing moving images and multi-view stereo images. Also, regarding image pickup and display, if an intermediate image can be combined from a twin-lens stereo image to display a multi-lens stereo image, the amount of information during image pickup, transmission, and storage can be reduced. For this reason, many attempts have been made to eliminate the redundancy of images by estimating the movement and depth by finding the correspondence between pixels between images.
Gradient methods and block matching methods are roughly classified as methods for obtaining correspondence, but these methods have advantages and disadvantages, respectively. That is, the gradient method can accurately estimate a small amount of motion or parallax, but the accuracy is reduced for a large estimated amount. Further, since the gradient is used, it is easily affected by noise. Furthermore, in the gradient method, since the estimated value obtained from the gradient is generally corrected by iterative calculation,
It is disadvantageous in terms of real-time processing.

【0003】一方、ブロックマッチング法は推定量の大
小によらず一定のマッチング精度で推定を行え、また、
ノイズに対して頑健である。しかし、輝度こう配の大
小、動き及び奥行きが不連続な領域の有無によって、適
切なブロックサイズが異なり、適切なブロックサイズが
推定値の分布に依存するという問題点がある。
On the other hand, the block matching method can perform estimation with a constant matching accuracy regardless of the size of the estimation amount, and
Robust against noise. However, there is a problem that an appropriate block size differs depending on the presence or absence of a region having discontinuous brightness gradient, movement, and depth, and the appropriate block size depends on the distribution of estimated values.

【0004】金出らは、輝度こう配、ノイズ、視差分布
を考慮した評価尺度を用いて、ブロックのサイズ、位置
と視差を更新する繰り返し計算によって上記問題点の解
決を試みている(「ア ステレオ マッチング アルゴ
リズム ウイズ アン アダプティブ ウインドウ」("
A Stereo Matching Algorithm with an Adoptive Windo
w:Theory and Experiment",Tekeo Kanade and Masatos
hi Okutomi,1990))。
Kanade et al. Attempt to solve the above problem by iterative calculation of updating the block size, position and parallax using an evaluation scale considering luminance gradient, noise and parallax distribution (see "Astereo"). Matching algorithm with unadaptive window "("
A Stereo Matching Algorithm with an Adoptive Windo
w: Theory and Experiment ", Tekeo Kanade and Masatos
hi Okutomi, 1990)).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の方法では、莫大な計算量を要するという課題
を有していた。
However, the conventional method as described above has a problem that a huge amount of calculation is required.

【0006】本発明はかかる点に鑑み、ブロックマッチ
ングによる推定結果の信頼性を、輝度こう配、画像のノ
イズ、ブロック間の残差平方和(SSD)の最小値、ブ
ロックサイズをもとに評価して、複数のブロックサイズ
による推定結果の中から選択し、繰り返し計算を行わず
に奥行き及び動きを精度よく推定する動き及び奥行き推
定方法及び装置を提供することを目的とする。
In view of the above point, the present invention evaluates the reliability of the estimation result by block matching based on the luminance gradient, the image noise, the minimum value of the residual sum of squares (SSD) between blocks, and the block size. Therefore, it is an object of the present invention to provide a motion and depth estimation method and apparatus that accurately estimate depth and motion by selecting from estimation results based on a plurality of block sizes and without performing repeated calculations.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、ブロックマッ
チングによる推定結果の信頼性を、輝度こう配、SSD
の最小値、ブロックサイズ、そして望ましくは画像のノ
イズをもとに評価して、複数のブロックサイズによる推
定結果の中から選択し、繰り返し計算を行わずに奥行き
及び動きを精度よく推定する動き及び奥行き推定方法で
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, the reliability of the estimation result by block matching is determined by the brightness gradient, SSD.
, The block size, and preferably the noise of the image, and then select from the estimation results based on multiple block sizes, and estimate the depth and motion accurately without performing repeated calculations. This is a depth estimation method.

【0008】また、基準画像を記憶する基準画像用フレ
ームメモリと、参照画像を記憶する参照画像用フレーム
メモリと、複数のブロックサイズでブロック相関演算と
推定値の信頼性評価値の演算を行うブロック相関演算回
路と、ブロックマッチングによる推定結果の信頼性を、
輝度こう配、画像のノイズ、SSDの最小値、ブロック
サイズをもとに評価して、複数のブロックサイズによる
推定結果の中から選択する推定値選択回路を備えた動き
及び奥行き推定装置である。
Further, a reference image frame memory for storing a reference image, a reference image frame memory for storing a reference image, a block for performing a block correlation calculation and a reliability evaluation value of an estimated value with a plurality of block sizes. Correlation calculation circuit and reliability of estimation result by block matching
The motion and depth estimation apparatus includes an estimation value selection circuit that evaluates based on the luminance gradient, image noise, the minimum value of SSD, and the block size and selects from estimation results based on a plurality of block sizes.

【0009】[0009]

【作用】本発明は前記した構成により、輝度こう配の大
小、推定値の分布状態に応じて適応的に選択するブロッ
クサイズを変化させることにより、繰り返し計算を行わ
ずに、単一のブロックサイズによるブロック相関演算の
数倍の演算量で、一定の演算量によって、精度よく動き
及び奥行きを推定する。
According to the present invention, by changing the block size to be adaptively selected according to the size of the brightness gradient and the distribution state of the estimated value, the single block size can be used without repeating the calculation. The amount of calculation is several times as large as the block correlation calculation, and the motion and depth are accurately estimated with a constant calculation amount.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例におけ
る動き及び奥行き推定装置のブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a motion and depth estimation device according to a first embodiment of the present invention.

【0011】図1において、1は基準画像を記憶する基
準画像用フレームメモリであり、2は参照画像を記憶す
る参照画像用フレームメモリであり、3A、3B、3
C、3Dはそれぞれ異なるブロックサイズ(10×1
0,20×20,40×40,80×80)でブロック
相関演算を行うブロック相関演算回路、4は複数のブロ
ックサイズによる推定結果の中から選択する推定値選択
回路である。
In FIG. 1, 1 is a standard image frame memory for storing a standard image, 2 is a reference image frame memory for storing a reference image, 3A, 3B, 3
C and 3D have different block sizes (10 × 1
0, 20 × 20, 40 × 40, 80 × 80), a block correlation calculation circuit for performing block correlation calculation, and 4 is an estimated value selection circuit for selecting from estimation results based on a plurality of block sizes.

【0012】以下に上記構成の動作を説明する。基準画
像用フレームメモリ1はブロック相関演算時に基準ブロ
ックを設定する基準画像を1フレーム記憶する。参照画
像用フレームメモリ2はブロック相関演算時に基準ブロ
ックとの相関演算を行う参照画像を1フレーム記憶す
る。ブロック相関演算回路3A、3B、3C、3Dはそ
れぞれ異なるブロックサイズでブロック相関演算および
推定値の信頼性評価値の計算を行う。推定値選択回路4
はブロック相関演算回路3A、3B、3C、3Dによる
ブロック相関演算時の信頼性評価値と推定値を順次読み
込み、ブロックサイズに応じた重みをかけ、重み付加後
に評価値が最小となる相関演算回路の推定値を選択す
る。
The operation of the above configuration will be described below. The reference image frame memory 1 stores one frame of a reference image for setting a reference block during block correlation calculation. The reference image frame memory 2 stores one frame of the reference image for which the correlation calculation with the standard block is performed during the block correlation calculation. The block correlation calculation circuits 3A, 3B, 3C, and 3D perform block correlation calculation and calculation of reliability evaluation values of estimated values with different block sizes. Estimated value selection circuit 4
Is a correlation calculation circuit that sequentially reads the reliability evaluation value and the estimated value at the time of block correlation calculation by the block correlation calculation circuits 3A, 3B, 3C, and 3D, weights them according to the block size, and minimizes the evaluation value after weighting. Choose an estimate for.

【0013】ブロック相関演算について図2を用いて説
明する。基準画像中の(x0, y0)を中心とする基準ブロッ
クに対して、参照画像の探索領域中で、(数1)で定義
される残差平方和(SSD)を計算し、探索領域内でS
SDを最小にする(ui, vj)を(x0,y0)における推定
値(u,v)とする。
The block correlation calculation will be described with reference to FIG. For the standard block centered at (x0, y0) in the standard image, the residual sum of squares (SSD) defined by (Equation 1) is calculated in the search region of the reference image, and within the search region S
Let (ui, vj) that minimizes SD be the estimated value (u, v) at (x0, y0).

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】ここで、f1(x, y)は基準画像の(x,
y)における輝度値、f2(x, y)は参照画像の(x, y)
における輝度値、wは相関演算を行うブロック領域をそ
れぞれ示す。
Here, f1 (x, y) is (x, y of the reference image.
y), the luminance value, f2 (x, y) is (x, y) of the reference image
In the figure, the luminance value and w indicate the block areas for which the correlation calculation is performed.

【0016】図3にブロック相関演算回路3の構成の一
例を示す。図3において、5は読み出しアドレス発生回
路、6は読み出し制御回路、7は平均二乗輝度こう配演
算回路、8は残差平方和演算回路、9は評価値演算回路
である。読み出しアドレス発生回路5は、基準画像内の
基準ブロックに対して参照画像内の参照ブロックが図2
に示すように探索領域内を順次走査するようにアドレス
を発生し、また、基準ブロックと参照ブロックの座標の
差ベクトル(ui, vj)を出力する。読み出し制御回路6
は読み出しアドレス発生回路5が発生したアドレスをも
とに、基準画像用フレームメモリ1及び参照画像用フレ
ームメモリ2に制御信号を出力し、前記基準ブロック及
び参照ブロックの画像データを読みだす。平均二乗輝度
こう配演算回路7は、読み出し制御回路6が読みだした
画像データからブロック内での水平、垂直方向の平均二
乗輝度こう配は、(数2)を計算する。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the block correlation calculation circuit 3. In FIG. 3, 5 is a read address generation circuit, 6 is a read control circuit, 7 is a mean square luminance gradient calculation circuit, 8 is a residual sum of squares calculation circuit, and 9 is an evaluation value calculation circuit. In the read address generation circuit 5, the reference block in the reference image is different from the reference block in the reference image as shown in FIG.
An address is generated so that the search area is sequentially scanned as shown in (1), and the difference vector (u i , vj) between the coordinates of the standard block and the reference block is output. Read control circuit 6
Outputs a control signal to the standard image frame memory 1 and the reference image frame memory 2 based on the address generated by the read address generation circuit 5, and reads the image data of the standard block and the reference block. The mean square luminance gradient calculation circuit 7 calculates (Equation 2) for the mean square luminance gradient in the horizontal and vertical directions in the block from the image data read by the read control circuit 6.

【0017】[0017]

【数2】 [Equation 2]

【0018】ここで、Nはブロック領域の画素数であ
る。
Here, N is the number of pixels in the block area.

【0019】残差平方和演算回路8は、読み出し制御回
路6が読みだした基準ブロック及び参照ブロックの画像
データと、読み出しアドレス発生回路5が出力する基準
ブロックと参照ブロック間の座標値の差ベクトル(ui, v
j)から、ブロック内での残差平方和を計算し、探索領域
中で最小の残差平方和を与える(ui, vj) を推定値(u,v)
として選択し、また、残差平方和の最小値SSDmin を
出力する。評価値演算回路9は輝度こう配、画像のノイ
ズ、残差平方和の最小値及びブロックサイズを考慮した
推定値の信頼性評価値Jを、(数3)に基づいて計算す
る。
The residual sum of squares operation circuit 8 is a difference vector of the coordinate data between the standard block and the reference block read by the read control circuit 6 and the coordinate value between the standard block and the reference block output from the read address generation circuit 5. (ui, v
j), the residual sum of squares in the block is calculated, and the smallest residual sum of squares in the search area is given as (ui, vj).
And outputs the minimum residual sum of squares SSDmin. The evaluation value calculation circuit 9 calculates the reliability evaluation value J of the estimated value in consideration of the brightness gradient, the noise of the image, the minimum value of the residual sum of squares, and the block size based on (Equation 3).

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】ここで、SSDmin は探索領域中のSSD
の最小値、2σn 2は画像のノイズによって決まる定数で
ある。(数3)におけるσn は、画像のS/N比の式、
(数4)からS/N比と画像信号の最大レベルVより決
定する。
Here, SSDmin is the SSD in the search area
2 σ n 2 is a constant determined by the noise of the image. Σ n in (Equation 3) is the equation of the S / N ratio of the image,
From (Equation 4), it is determined from the S / N ratio and the maximum level V of the image signal.

【0022】[0022]

【数4】 [Equation 4]

【0023】また、ノイズがランダムノイズの場合、S
SDmin/Nは正しい対応がとれているところでは、
2σ となるので、SSDmin/Nの画像全体での
最大頻度を2σ と等しいとしてもよい。なお、正し
い対応がとれているところでのSSDmin/Nの値
は、ブロックサイズが大きい方が2σ のまわりでの
ばらつきが小さくなるため、大きなブロックサイズによ
るブロックマッチング時のSSDmin/Nの画像全体
での最大頻度からσを決定した方が、より安定した
時の評価を行える。
If the noise is random noise, S
Where SDmin / N is correct,
Since it is 2σ n 2 , the maximum frequency of SSDmin / N in the entire image may be equal to 2σ n 2 . Note that the SSDmin / N value at the correct correspondence is smaller for the larger block size around 2σ n 2 , so the SSDmin / N entire image at block matching with a larger block size up to those who were determined σ n from the frequency is more stable selection in
Perform an evaluation of the time-option.

【0024】(数3)の評価値Jは相関演算時の一致度
を輝度こう配即ちブロック内の輝度分布の特徴量で正規
化したものであり、基準ブロックと参照ブロックの相関
性が高い時にはJは小さな値となり、逆に相関性が低い
時にはJは大きな値をとる。
The evaluation value J of (Equation 3) is obtained by normalizing the degree of coincidence at the time of the correlation calculation by the brightness gradient, that is, the feature amount of the brightness distribution in the block. When the correlation between the standard block and the reference block is high, J Has a small value, and conversely, J has a large value when the correlation is low.

【0025】図4に残差平方和演算回路8のブロック図
の一例を示す。図4において、12は残差平方演算回
路、13は累積加算回路、14aは最小値選択回路であ
る。残差平方演算回路12は基準ブロックと参照ブロッ
クの画像データの残差を順次計算する。累積加算回路1
3は基準ブロックと参照ブロック間での残差平方和の演
算毎に0クリアされ、前記基準ブロックと参照ブロック
内の各画素について残差平方演算回路12の出力を累積
加算し、(数1)に示す残差平方和SSDを計算する。
最小値選択回路14aは基準画像内で基準ブロック内が
設定される毎にリセットされる。そして、探索領域内の
すべての(ui, vi)について累積加算回路13が計算した
SSDをもとに、SSDの最小値SSDmin 及び最小の
SSDを与える参照ブロックの座標値と基準ブロックの
座標値との差ベクトル(u, v)を探索領域内で更新し、探
索領域内でのSSDの最小値SSDmin および推定値
(u, v)を計算する。
FIG. 4 shows an example of a block diagram of the residual sum of squares calculation circuit 8. In FIG. 4, 12 is a residual square calculation circuit, 13 is a cumulative addition circuit, and 14a is a minimum value selection circuit. The residual square calculation circuit 12 sequentially calculates the residuals of the image data of the standard block and the reference block. Cumulative addition circuit 1
3 is cleared to 0 each time the calculation of the residual sum of squares between the standard block and the reference block is performed, and the output of the residual square calculation circuit 12 is cumulatively added to each pixel in the standard block and the reference block. The residual sum of squares SSD shown in is calculated.
The minimum value selection circuit 14a is reset every time a reference block is set in the reference image. Then, based on the SSD calculated by the cumulative addition circuit 13 for all (ui, vi) in the search area, the minimum value SSDmin of the SSD and the coordinate value of the reference block and the coordinate value of the standard block that give the minimum SSD are calculated. The difference vector (u, v) of is updated in the search area, and the minimum value SSDmin and the estimated value of the SSD in the search area are updated.
Calculate (u, v).

【0026】図5に評価値演算回路9のブロック図の一
例を示す。図5において、15は加算器、16aは乗算
器、17a、17bは除算器、18は減算器、19は絶
対値演算回路である。加算器15は、水平方向と垂直方
向の平均二乗輝度こう配を加算し、(数3)の分母を計
算する。乗算器16aはブロックサイズの縦横を乗算し
ブロックの面積Nを計算する。除算器17aは残差平方
和の最小値をブロックの面積で正規化し、1画素あたり
の残差平方和の最小値SSDmin /Nを計算する。減算
器18は1画素あたりの残差平方和の最小値からノイズ
レベルを減算する。絶対値演算回路19は減算器18の
出力の絶対値を計算する。除算器17bは絶対値演算回
路19の出力を加算器15の出力で除算し、(数3)に
示す評価値を出力する。
FIG. 5 shows an example of a block diagram of the evaluation value calculation circuit 9. In FIG. 5, reference numeral 15 is an adder, 16a is a multiplier, 17a and 17b are dividers, 18 is a subtractor, and 19 is an absolute value calculation circuit. The adder 15 adds the mean square luminance gradients in the horizontal and vertical directions to calculate the denominator of (Equation 3). The multiplier 16a multiplies the block size vertically and horizontally to calculate the area N of the block. The divider 17a normalizes the minimum value of the residual sum of squares by the area of the block and calculates the minimum value SSDmin / N of the residual sum of squares per pixel. The subtractor 18 subtracts the noise level from the minimum value of the residual sum of squares per pixel. The absolute value calculation circuit 19 calculates the absolute value of the output of the subtractor 18. The divider 17b divides the output of the absolute value calculation circuit 19 by the output of the adder 15 and outputs the evaluation value shown in (Equation 3).

【0027】図6に推定値選択回路4のブロック図の一
例を示す。図6において20は重み係数テーブル、16
bは乗算器、21は比較回路である。乗算器16bは、
ブロック相関演算回路3A、3B、3C、3Dによるブ
ロック相関演算時の信頼性評価値を順次読み込み、ブロ
ックサイズに応じた重み係数を重み係数テーブル20か
ら読み出して信頼性評価値に乗ずる。比較回路21は、
基準ブロックの更新毎にリセットされ、重みづけ後の評
価値が最小となるブロックサイズでの推定値を選択し出
力する。
FIG. 6 shows an example of a block diagram of the estimated value selection circuit 4. In FIG. 6, 20 is a weight coefficient table, 16
Reference numeral b is a multiplier, and 21 is a comparison circuit. The multiplier 16b is
The reliability evaluation values at the time of block correlation calculation by the block correlation calculation circuits 3A, 3B, 3C, and 3D are sequentially read, the weighting coefficient corresponding to the block size is read from the weighting coefficient table 20, and the reliability evaluation value is multiplied. The comparison circuit 21 is
It is reset each time the reference block is updated, and the estimated value at the block size that minimizes the weighted evaluation value is selected and output.

【0028】図7に推定値選択回路4で用いる重み係数
のブロックの面積に対する特性の一例を示す。図7にお
いて重み係数はブロック面積の2分の1乗の逆数に比例
する特性になっている。
FIG. 7 shows an example of the characteristic of the weighting factor used in the estimated value selection circuit 4 with respect to the area of the block. In FIG. 7, the weighting factor has a characteristic that is proportional to the reciprocal of one half of the block area.

【0029】以上のように本実施例によれば、ブロック
マッチングによる推定結果の信頼性を、輝度こう配、画
像のノイズ、SSDの最小値、ブロックサイズをもとに
評価して、複数のブロックサイズによる推定結果の中か
ら選択し、繰り返し計算を行わずに奥行き及び動きを精
度よく推定できる。
As described above, according to this embodiment, the reliability of the estimation result by the block matching is evaluated based on the brightness gradient, the image noise, the minimum value of SSD, and the block size, and the plurality of block sizes are calculated. Among the estimation results by
It is possible to estimate the depth and the motion with high accuracy without repeating the calculation.

【0030】なお、図1において、基準画像用フレーム
メモリ1及び参照画像用メモリ2をフィールドメモリに
置き換えても同様の効果を得ることができ、本発明に含
まれる。また、ブロック相関演算回路3A、3B、3
C、3Dは、ブロック相関演算が十分高速に行えるな
ら、ひとつのブロック相関演算回路で演算を行ってもよ
い。また、推定値選択回路4で用いる重み係数の特性は
上記実施例で示したものに限る必要はなく、ブロック面
積の逆数に比例する特性などであってもほぼ同様の効果
を得ることができ、本発明に含まれる。
In FIG. 1, the same effect can be obtained even if the standard image frame memory 1 and the reference image memory 2 are replaced with field memories, and this is included in the present invention. Further, the block correlation calculation circuits 3A, 3B, 3
If the block correlation calculation can be performed at a sufficiently high speed, C and 3D may be calculated by one block correlation calculation circuit. Further, the characteristic of the weighting coefficient used in the estimated value selection circuit 4 is not limited to that shown in the above embodiment, and substantially the same effect can be obtained even if the characteristic is proportional to the reciprocal of the block area. Included in the present invention.

【0031】図8は本発明の第2の実施例における残差
平方和演算回路のブロック図の一例である。図8におい
て、12は残差平方演算回路、13は累積加算回路、1
4bは最小値選択回路、22は残差平方和用メモリ、2
3は最小値修正回路である。前記構成のうち最小値選択
回路14b、残差平方和用メモリ22、最小値修正回路
23以外は本発明の第1の実施例と同一であるので説明
を省略し、以下に最小値選択回路14b、残差平方和用
メモリ22、最小値修正回路23の動作について説明す
る。
FIG. 8 is an example of a block diagram of a residual sum of squares arithmetic circuit according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, 12 is a residual square calculation circuit, 13 is a cumulative addition circuit, 1
4b is a minimum value selection circuit, 22 is a residual sum of squares memory, 2
3 is a minimum value correction circuit. Of the above configuration, except for the minimum value selection circuit 14b, the residual sum of squares memory 22, and the minimum value correction circuit 23, the description is omitted because it is the same as the first embodiment of the present invention, and the minimum value selection circuit 14b will be described below. The operation of the residual sum of squares memory 22 and the minimum value correction circuit 23 will be described.

【0032】最小値選択回路14bは基準ブロックにつ
いての相関演算のつど、すなわち、累積加算回路13が
探索範囲内のすべての(ui, vj)について(数1)の計算
を行う毎にリセットされる。そして、累積加算回路13
が画素間隔で計算した残差平方和SSDの最小値SSD
minintを選択し、さらに、SSDminintを与える参照ブ
ロックと基準ブロックの座標値の差ベクトル(U, V)を
計算する。残差平方和用メモリ22は累積加算回路13
が画素間隔で計算した残差平方和SSDの値を記憶す
る。最小値修正回路23は、最小値選択回路14bが選
択した差ベクトル(U, V)をもとに、その近傍での残差
平方和SSDの値(参照ブロックと基準ブロックの差ベ
クトルの要素が、最小値SSDminintを与える差ベクト
ル(U, V)と±1画素の範囲で異なる時のSSDの値)
を残差平方和用メモリ22から読み出し、内挿演算を行
って画素間隔以下の精度で推定値及び残差平方和の最小
値を計算する。
The minimum value selection circuit 14b is reset each time the correlation operation is performed on the reference block, that is, every time the cumulative addition circuit 13 performs the calculation of (Equation 1) for all (ui, vj) within the search range. . Then, the cumulative addition circuit 13
Is the minimum value SSD of the residual sum of squares SSD calculated at the pixel interval
minint is selected, and the difference vector (U, V) between the coordinate values of the reference block and the standard block giving SSDminint is calculated. The residual sum of squares memory 22 is a cumulative addition circuit 13
Stores the value of the residual sum of squares SSD calculated at the pixel interval. Based on the difference vector (U, V) selected by the minimum value selection circuit 14b, the minimum value correction circuit 23 determines the value of the residual sum of squares SSD in the vicinity thereof (the difference vector element between the reference block and the standard block is , Value of SSD when difference vector (U, V) giving minimum value SSDminint is different within ± 1 pixel range)
Is read from the residual sum of squares memory 22 and interpolation calculation is performed to calculate an estimated value and a minimum residual sum of squares with an accuracy of not more than the pixel interval.

【0033】推定値の修正は、画素間隔で計算した残差
平方和の最小値(数5)とその8近傍(数6)から、
(U, V)における1階の偏導関数を(数7)として計算
し、2階の偏導関数を(数8)として計算し、偏導関数
が0となる座標を1次のテーラー展開によって(数9)
として、(数10)により修正量(Δu, Δv)を求め、
(数11)に示す推定値(u, v)を計算する。
The estimated value is corrected from the minimum residual sum of squares (Equation 5) calculated at pixel intervals and its eight neighbors (Equation 6).
The first-order partial derivative in (U, V) is calculated as (Equation 7), the second-order partial derivative is calculated as (Equation 8), and the coordinates at which the partial derivative becomes 0 are Taylor expansions of the first order. By (Equation 9)
As a result, the correction amount (Δu, Δv) is calculated by (Equation 10),
The estimated value (u, v) shown in (Equation 11) is calculated.

【0034】[0034]

【数5】 [Equation 5]

【0035】[0035]

【数6】 [Equation 6]

【0036】[0036]

【数7】 [Equation 7]

【0037】[0037]

【数8】 [Equation 8]

【0038】[0038]

【数9】 [Equation 9]

【0039】(数9)より(Δu, Δv)は(数10)とし
て計算する。
From (Equation 9), (Δu, Δv) is calculated as (Equation 10).

【0040】[0040]

【数10】 [Equation 10]

【0041】[0041]

【数11】 [Equation 11]

【0042】そして、画素間隔以下の精度の推定値(U+
Δu, V+Δv)に対するSSDの最小値SSD(U+Δu, V+
Δv)は、(数12)として計算する。
Then, an estimated value (U +
Minimum value of SSD for Δu, V + Δv) SSD (U + Δu, V +
Δv) is calculated as (Equation 12).

【0043】[0043]

【数12】 [Equation 12]

【0044】以上のように本実施例によれば、残差平方
和の最小値は、画素間隔で計算した残差平方和の最小値
をその近傍での残差平方和のこう配によって修正し、画
素間隔以下の精度で推定値を計算することができる。
As described above, according to the present embodiment, the minimum value of the residual sum of squares is corrected by the minimum value of the residual sum of squares calculated in the pixel interval by the gradient of the residual sum of squares in the vicinity thereof. The estimated value can be calculated with an accuracy equal to or smaller than the pixel interval.

【0045】なお、画素間隔以下の精度の推定値(u,v)
に対するSSDの最小値SSD(U,V)は、平均二乗輝度
こう配を用いて(数13)として計算しても同様の効果
を得ることができ、本発明に含まれる。
Note that the estimated value (u, v) of the accuracy of the pixel interval or less
The minimum value SSD (U, V) of SSD with respect to can be calculated as (Equation 13) using the mean squared luminance gradient, and the same effect can be obtained, which is included in the present invention.

【0046】[0046]

【数13】 [Equation 13]

【0047】図9は本発明の第3の実施例におけるブロ
ック相関演算回路のブロック図の1例である。図9にお
いて、5は読み出しアドレス発生回路、6は読み出し制
御回路、7は平均二乗輝度こう配演算回路、8は残差平
方和演算回路、9は評価値演算回路、24は推定値メモ
リ、25は評価値メモリ、26は評価値選択回路であ
る。図9において推定値メモリ24、評価値メモリ2
5、評価値選択回路26以外の動作は、本発明の第1、
第2の実施例と同様であるので説明を省略し、以下に推
定値メモリ24、評価値メモリ25、評価値選択回路2
6の動作について説明する。
FIG. 9 is an example of a block diagram of a block correlation calculation circuit in the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, 5 is a read address generation circuit, 6 is a read control circuit, 7 is a mean squared luminance gradient calculation circuit, 8 is a residual sum of squares calculation circuit, 9 is an evaluation value calculation circuit, 24 is an estimated value memory, and 25 is An evaluation value memory, 26 is an evaluation value selection circuit. In FIG. 9, the estimated value memory 24 and the evaluation value memory 2
5. Operations other than the evaluation value selection circuit 26 are the same as those of the first embodiment of the present invention.
Since it is the same as the second embodiment, the description thereof is omitted, and the estimation value memory 24, the evaluation value memory 25, and the evaluation value selection circuit 2 will be described below.
The operation of No. 6 will be described.

【0048】推定値メモリ24は、残差平方和演算回路
8の出力を記憶する。評価値メモリ25は評価値演算回
路9の出力を記憶する。評価値選択回路26は、着目画
素とその近傍における評価値を比較し、より評価値のよ
い点での推定値と評価値を選択する。評価値選択回路2
6による評価値及び推定値の選択の様子を図10に示
す。図10において、Pは着目画素を示し、格子点はブ
ロック相関演算を行う基準ブロックの中心位置を示し、
破線はP、A、B、C、Dをそれぞれ中心とするブロッ
クを示す。着目画素Pにおける評価値と推定値は、Pを
中心とする破線で囲まれる領域内に中心をおく全てのブ
ロック相関演算の結果(Pを中心とする破線で囲まれる
領域内の全ての格子点を中心とするブロックについての
相関演算結果)から、最良の評価値とその評価値を得た
ブロックでの推定値を選択する。
The estimated value memory 24 stores the output of the residual sum of squares calculation circuit 8. The evaluation value memory 25 stores the output of the evaluation value calculation circuit 9. The evaluation value selection circuit 26 compares the evaluation value in the pixel of interest with the evaluation values in the vicinity thereof, and selects an estimated value and an evaluation value at a point having a better evaluation value. Evaluation value selection circuit 2
FIG. 10 shows how the evaluation value and the estimated value are selected according to No. 6. In FIG. 10, P indicates the pixel of interest, the lattice point indicates the center position of the reference block for block correlation calculation,
Broken lines indicate blocks centered on P, A, B, C, and D, respectively. The evaluation value and the estimated value of the pixel of interest P are the results of all block correlation operations centered within the area surrounded by the broken line centered on P (all grid points in the area surrounded by the broken line centered on P). The best evaluation value and the estimated value in the block that has obtained the evaluation value are selected from the correlation calculation results for the block centered at.

【0049】以上のように本実施例によれば、画像間の
対応づけの評価値は、着目画素近傍でブロックサイズ以
下の間隔で計算した評価値の最良のものを選択し、動き
及び奥行き推定値は前記最良の評価値のブロックでの動
き及び奥行き推定値を選択することによって、動き及び
奥行き推定値の不連続な領域における推定値の変化に精
度よく追従することができる。
As described above, according to the present embodiment, as the evaluation value for associating images, the best evaluation value calculated at intervals equal to or smaller than the block size in the vicinity of the pixel of interest is selected, and motion and depth estimation is performed. By selecting the motion and depth estimation value in the block having the best evaluation value, it is possible to accurately follow the change in the estimation value in the discontinuous region of the motion and depth estimation value.

【0050】なお、小さなブロックサイズによる画像間
の対応づけは、着目画素をブロックの中心と一致させて
行い、大きなブロックサイズによる画像間の対応づけは
本実施例における評価値の選択方法を用いても、動き及
び奥行き推定値の不連続な領域で推定値の変化に追従す
ることができ、本発明に含まれる。
It should be noted that the correspondence between the images by the small block size is performed by matching the pixel of interest with the center of the block, and the correspondence between the images by the large block size is performed by using the evaluation value selection method in this embodiment. Also, it is possible to follow changes in the estimated value in a discontinuous region of the motion and depth estimated values and is included in the present invention.

【0051】また、小さなブロックサイズによる画像間
の対応づけは、本実施例における評価値の選択方法を用
いて着目画素とブロックの中心を適応的に変化させて行
い、大きなブロックサイズによる画像間の対応づけは、
着目画素とブロックの中心を一致させて行うことで、遮
蔽領域での動き及び奥行き推定値を滑らかに変化させる
ことができ、本発明に含まれる。
Correspondence between images with a small block size is performed by adaptively changing the pixel of interest and the center of the block by using the evaluation value selection method in the present embodiment. The correspondence is
By making the pixel of interest and the center of the block coincide with each other, it is possible to smoothly change the motion and the depth estimation value in the occluded region, which is included in the present invention.

【0052】図11は本発明の第4の実施例における動
き及び奥行き推定装置のブロック図である。図11にお
いて、27はローパスフィルタ、1は基準画像用フレー
ムメモリ、2は参照画像用フレームメモリ、3A、3B
はブロック相関演算回路、28A、28Bは代表画素相
関演算回路、4は推定値選択回路である。前記構成中、
ローパスフィルタ27、代表画素相関演算回路28A、
28B以外の動作は、本発明の第1、第2、第3の実施
例と同様であるので説明を省略し、以下にローパスフィ
ルタ27、代表画素相関演算回路28の動作について説
明する。
FIG. 11 is a block diagram of a motion and depth estimation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 11, 27 is a low-pass filter, 1 is a standard image frame memory, 2 is a reference image frame memory, 3A, 3B.
Is a block correlation calculation circuit, 28A and 28B are representative pixel correlation calculation circuits, and 4 is an estimated value selection circuit. In the above configuration,
Low-pass filter 27, representative pixel correlation calculation circuit 28A,
Operations other than 28B are similar to those of the first, second, and third embodiments of the present invention, and therefore description thereof will be omitted, and operations of the low-pass filter 27 and the representative pixel correlation calculation circuit 28 will be described below.

【0053】ローパスフィルタ27は代表画素演算回路
28での相関演算が繰り返しパターンの影響を受けない
ように、入力画像の帯域を制限する。すなわち、代表画
素相関演算回路28で相関演算を行う代表画素が2画素
間隔の場合には、ローパスフィルタのカットオフ周波数
を0.25 cycle/pixel(周期:4pixel)とする。
The low-pass filter 27 limits the band of the input image so that the correlation calculation in the representative pixel calculation circuit 28 is not affected by the repeated pattern. That is, when the representative pixels for which the correlation calculation is performed by the representative pixel correlation calculation circuit 28 have an interval of two pixels, the cutoff frequency of the low-pass filter is set to 0.25 cycle / pixel (cycle: 4 pixels).

【0054】代表画素相関演算回路28は、本発明の第
1、第2、第3の実施例において、ブロック相関演算回
路3がブロック内の全画素に対して計算していた相関演
算を、図12に示すようにブロック内の代表画素だけに
ついて計算する。
The representative pixel correlation calculation circuit 28 shows the correlation calculation calculated by the block correlation calculation circuit 3 for all the pixels in the block in the first, second and third embodiments of the present invention. As shown in 12, calculation is performed only for the representative pixel in the block.

【0055】図12は2画素間隔で代表画素を配置した
例を示しており、図中黒で示した画素についてのみ、図
13に示すように探索領域内で相関演算を行う。
FIG. 12 shows an example in which representative pixels are arranged at two-pixel intervals, and only the pixels shown in black in the figure are subjected to correlation calculation within the search area as shown in FIG.

【0056】代表画素相関演算回路28は、図3に示す
ブロック相関演算回路3と同じ構成で、読み出しアドレ
ス発生回路5の発生するアドレスを2以上の等画素間隔
にすることで、代表画素についての相関演算を行う。代
表画素の間隔としては、ブロックサイズが40×40の時2
画素間隔、80×80の時4画素間隔程度にすれば、全画素
に対する相関演算と同様の精度で推定値を計算できる。
The representative pixel correlation calculation circuit 28 has the same configuration as the block correlation calculation circuit 3 shown in FIG. 3, and the addresses generated by the read address generation circuit 5 are arranged at equal pixel intervals of 2 or more, so that the representative pixel Perform correlation calculation. The interval of the representative pixel is 2 when the block size is 40 × 40.
If the pixel interval is about 4 pixels when 80 × 80, the estimated value can be calculated with the same accuracy as the correlation calculation for all pixels.

【0057】以上のように本実施例によれば、大きなブ
ロックサイズによる相関演算の演算量を低減することが
でき、回路規模、計算コストを縮小できる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to reduce the calculation amount of the correlation calculation with a large block size, and to reduce the circuit scale and the calculation cost.

【0058】なお、上記すべての実施例における評価値
の選択方法において、着目画素とその近傍で相関演算を
行うブロックの距離に応じて評価値に重みづけを行って
も同様の効果を得ることができ、本発明に含まれる。
It should be noted that, in the evaluation value selection methods in all of the above-described embodiments, the same effect can be obtained even if the evaluation value is weighted according to the distance between the pixel of interest and the block for which correlation calculation is performed in the vicinity thereof. Yes, and included in the present invention.

【0059】また、上記すべての実施例のブロック相関
演算の評価式において(数3)の分母を変更し、(数1
4)もしくは(数15)としても同様の効果を得ること
ができ、本発明に含まれる。
Further, the denominator of (Equation 3) is changed in the evaluation equations of the block correlation calculation in all the above-mentioned embodiments, and (Equation 1)
The same effect can be obtained by 4) or (Equation 15) and is included in the present invention.

【0060】[0060]

【数14】 [Equation 14]

【0061】[0061]

【数15】 [Equation 15]

【0062】また、上記すべての実施例において、ブロ
ック間の残差の評価尺度および対応づけの信頼性評価値
Jは(数1)の残差平方和SSDを用いた(数3)に示
すものに限る必要はなく、(数16)に示す残差の絶対
値和SADに基づく(数17)に示す信頼性評価値を用
いても同様の効果を得ることができる。
Further, in all the above-mentioned examples, the evaluation scale of the residual between blocks and the reliability evaluation value J of the correspondence are shown in (Equation 3) using the residual sum of squares SSD of (Equation 1). However, the same effect can be obtained by using the reliability evaluation value shown in (Expression 17) based on the sum SAD of the absolute values of the residuals shown in (Expression 16).

【0063】[0063]

【数16】 [Equation 16]

【0064】[0064]

【数17】 [Equation 17]

【0065】また、(数17)の分母を(数18)、
(数19)のように変更してもほぼ同様の効果を得るこ
とができ、本発明に含まれる。
In addition, the denominator of (Equation 17) is (Equation 18),
Even if it changes like (Formula 19), substantially the same effect can be obtained and it is included in the present invention.

【0066】[0066]

【数18】 [Equation 18]

【0067】[0067]

【数19】 [Formula 19]

【0068】なお、上記すべての実施例における評価値
の演算方法および回路において、画像のノイズレベルが
無視できるレベルである場合、(数3)、(数14)、
(数15)、(数17)、(数18)、(数19)の
σ n を0とし、評価値演算回路9の構成としては、図
5に示す構成から図14に示す構成に変更してもよく、
より簡単な構成により明らかに同様の効果を得ることが
でき、そのような実施例ももちろん本発明に含まれる。
In the evaluation value calculation methods and circuits in all of the above embodiments, if the noise level of the image is a level that can be ignored, (Equation 3), (Equation 14),
(Equation 15), (Equation 17), (Equation 18), (Equation 19)
With σ n set to 0, the configuration of the evaluation value calculation circuit 9 may be changed from the configuration shown in FIG. 5 to the configuration shown in FIG.
Obviously, the same effect can be obtained with a simpler configuration, and such an embodiment is of course included in the present invention.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブロックマッチングによる推定結果の信頼性を、輝度こ
う配、画像のノイズ、ブロック間の残差の評価尺度の最
小値、ブロックサイズをもとに評価して、複数のブロッ
クサイズによる推定結果の中から選択し、繰り返し計算
を行わずに奥行き及び動きを精度よく推定することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
The reliability of the estimation result by block matching is evaluated based on the luminance gradient, image noise, the minimum value of the evaluation scale of the residual between blocks, and the block size , and selected from the estimation results by multiple block sizes. However, it is possible to accurately estimate the depth and the motion without performing repeated calculations.

【0070】また、ブロック間の残差の評価尺度の最小
値および最小値を与える座標値の差ベクトルを残差の評
価尺度の最小値近傍での分布をもとに修正することによ
り、1画素間隔以下の精度の正確な奥行き及び動き推定
が可能である。
Further, the minimum value of the evaluation scale of the residual between blocks and the difference vector of the coordinate value giving the minimum value are corrected based on the distribution in the vicinity of the minimum value of the evaluation scale of the residual, and Accurate depth and motion estimation with sub-interval accuracy is possible.

【0071】さらに、相関演算の際に着目画素とブロッ
クの中心を適応的にずらし、評価値が最良となる時の推
定値を選択することにより、奥行きや動きに急激な変化
がある領域においても精度よく推定を行うことができ
る。
Further, the pixel of interest and the center of the block are adaptively shifted at the time of the correlation calculation, and the estimated value when the evaluation value is the best is selected, so that even in an area where there is a sudden change in depth or motion. Accurate estimation can be performed.

【0072】また、小さなブロックサイズによる画像間
の対応づけは、着目画素をブロックの中心と一致させて
行い、大きなブロックサイズによる画像間の対応づけ
は、着目画素とブロックの中心を適応的にずらし、評価
値が最良となる時の推定値を選択することにより、動き
及び奥行き推定値の不連続な領域で推定値の変化に追従
することができる。
Further, the correspondence between images of a small block size is performed by matching the pixel of interest with the center of the block, and the correspondence between images of a large block size is obtained by adaptively shifting the pixel of interest and the center of the block. By selecting the estimated value when the evaluation value is the best, it is possible to follow the change in the estimated value in the discontinuous region of the motion and depth estimated values.

【0073】また、小さなブロックサイズによる画像間
の対応づけは、着目画素とブロックの中心を適応的に変
化させて行い、大きなブロックサイズによる画像間の対
応づけは、着目画素とブロックの中心を一致させて行う
ことで、遮蔽領域での動き及び奥行き推定値を滑らかに
変化させることができる。
Correspondence between images with a small block size is performed by adaptively changing the pixel of interest and the center of the block. Correspondence between images with a large block size matches the pixel of interest and the center of the block. By doing so, it is possible to smoothly change the motion and the depth estimation value in the occluded region.

【0074】さらに、大きなブロックサイズの相関演算
時には、ブロック内の全画素についてではなく代表画素
についてだけ相関演算を行うことにより、精度を維持し
たまま演算量を低減できる。
Further, at the time of the correlation calculation of a large block size, the correlation calculation is performed not for all the pixels in the block but only for the representative pixels, so that the calculation amount can be reduced while maintaining the accuracy.

【0075】以上のように、本発明によれば、ブロック
マッチングによる推定結果の信頼性を、輝度こう配、画
像のノイズ、ブロック間の残差の評価尺度の最小値、ブ
ロックサイズをもとに評価して、複数のブロックサイズ
による推定結果の中から選択し、繰り返し計算を行わず
に奥行き及び動きを精度よく推定することができ、その
効果は大きい。
As described above, according to the present invention, the reliability of the estimation result by block matching is evaluated based on the brightness gradient, the image noise, the minimum value of the evaluation scale of the residual between blocks, and the block size. Then, it is possible to select from estimation results based on a plurality of block sizes and accurately estimate depth and motion without performing repeated calculations, which is a great effect.

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

【図1】本発明の第1の実施例における動き及び奥行き
推定装置のブロック図
FIG. 1 is a block diagram of a motion and depth estimation apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】ブロック相関演算を示す図FIG. 2 is a diagram showing a block correlation calculation.

【図3】本発明の第1の実施例におけるブロック相関演
算回路のブロック図
FIG. 3 is a block diagram of a block correlation calculation circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例における残差平方和演算
回路のブロック図
FIG. 4 is a block diagram of a residual sum of squares arithmetic circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例における評価値演算回路
のブロック図
FIG. 5 is a block diagram of an evaluation value calculation circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施例における推定値選択回路
のブロック図
FIG. 6 is a block diagram of an estimated value selection circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図7】推定値選択回路の重み係数の分布の一例を示す
特性図
FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of a distribution of weighting factors of an estimated value selection circuit.

【図8】本発明の第2の実施例における残差平方和演算
回路のブロック図
FIG. 8 is a block diagram of a residual sum of squares arithmetic circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例におけるブロック相関演
算回路のブロック図
FIG. 9 is a block diagram of a block correlation calculation circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図10】評価値選択回路における評価値及び推定値の
選択を示す図
FIG. 10 is a diagram showing selection of evaluation values and estimated values in an evaluation value selection circuit.

【図11】本発明の第4の実施例における動き及び奥行
き推定装置のブロック図
FIG. 11 is a block diagram of a motion and depth estimation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】ブロック内の代表点の配置を示す図FIG. 12 is a diagram showing the arrangement of representative points in a block.

【図13】代表画素相関演算を示す図FIG. 13 is a diagram showing a representative pixel correlation calculation.

【図14】ノイズレベルを考慮しない場合における評価
値演算回路のブロック図
FIG. 14 is a block diagram of an evaluation value calculation circuit when a noise level is not considered.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基準画像用フレームメモリ 2 参照画像用フレームメモリ 3A,3B,3C,3D ブロック相関演算回路 4 推定値選択回路 27 ローパスフィルタ 28A,28B 代表画素相関演算回路1 Reference Image Frame Memory 2 Reference Image Frame Memory 3A, 3B, 3C, 3D Block Correlation Calculation Circuit 4 Estimated Value Selection Circuit 27 Low Pass Filters 28A, 28B Representative Pixel Correlation Calculation Circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/32 G01B 11/00 G06T 7/00 H04N 13/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/32 G01B 11/00 G06T 7/00 H04N 13/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画像間の対応づけは、複数のブロックサイ
ズによる複数の対応づけ結果の中から、輝度こう配、探
索範囲内における残差の評価尺度の最小値、及びブロッ
クサイズを考慮した評価値を基に選択することを特徴と
する動き及び奥行き推定方法。
1. Correspondence between images is based on a brightness gradient, a minimum value of a residual evaluation scale within a search range, and an evaluation value in consideration of a block size among a plurality of correspondence results by a plurality of block sizes. motion and depth estimation method characterized by selecting based on.
【請求項2】画像間の対応づけは、複数のブロックサイ
ズによる複数の対応づけ結果の中から、輝度こう配、画
像のノイズ、探索範囲内における残差の評価尺度の最小
値、及びブロックサイズを考慮した評価値を基に選択
ることを特徴とする動き及び奥行き推定方法。
2. Correspondence between images includes brightness gradient, image noise, minimum value of residual evaluation scale within search range, and block size from a plurality of correspondence results by a plurality of block sizes. A motion and depth estimation method, characterized in that selection is performed based on a considered evaluation value.
【請求項3】残差の評価尺度の最小値は、画素間隔で計
算した残差の評価尺度の最小値をその近傍での輝度こう
配もしくは残差の評価尺度のこう配によって修正し、画
素間隔以下の精度で計算することを特徴とする請求項1
または2記載の動き及び奥行き推定方法。
3. The minimum value of the evaluation scale of the residual is corrected to a minimum value of the evaluation scale of the residual calculated at the pixel interval by a brightness gradient in the vicinity thereof or a gradient of the evaluation scale of the residual, and is less than or equal to the pixel interval. The calculation is performed with the accuracy of 1.
Alternatively, the motion and depth estimation method described in 2.
【請求項4】画像間の対応づけの評価値は、着目画素近
傍でブロックサイズ以下の間隔で計算した評価値の最良
のものを選択し、動き及び奥行き推定値は前記最良の評
価値のブロックでの動き及び奥行き推定値を選択するこ
とを特徴とする請求項1、2、または3記載の動き及び
奥行き推定方法。
4. An evaluation value of correspondence between images is selected as the best evaluation value calculated at intervals equal to or smaller than a block size in the vicinity of a pixel of interest, and a motion and depth estimation value is a block of the best evaluation value. The motion and depth estimation method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the motion and depth estimation value in (3) is selected.
【請求項5】画像間の対応づけの評価値は、着目画素近
傍でブロックサイズ以下の間隔で計算した評価値に対し
てブロックの中心と着目画素との距離に応じた重みづけ
を行い、重みづけ後の最良の評価値とその評価値を得た
ブロックでの動き及び奥行き推定値を選択することを特
徴とする請求項1または載の動き及び奥行き推定方
法。
5. The evaluation value of the correspondence between the images is weighted according to the distance between the center of the block and the pixel of interest, with respect to the evaluation value calculated at intervals equal to or smaller than the block size in the vicinity of the pixel of interest. the best evaluation value claim 1 or 2 Symbol mounting motion and depth estimation method and selects the motion and depth estimate at block obtained the evaluation value after the association.
【請求項6】小さなブロックサイズによる画像間の対応
づけは、着目画素をブロックの中心と一致させて行い、
大きなブロックサイズによる画像間の対応づけは、着目
画素とブロックの中心を適応的に変化させて行うことを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の動き及び奥
行き推定方法。
6. Correspondence between images by a small block size is performed by matching the pixel of interest with the center of the block,
The motion and depth estimation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the correspondence between images with a large block size is performed by adaptively changing the pixel of interest and the center of the block.
【請求項7】小さなブロックサイズによる画像間の対応
づけは、着目画素とブロックの中心を適応的に変化させ
て行い、大きなブロックサイズによる画像間の対応づけ
は、着目画素とブロックの中心を一致させて行うことを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の動き及び奥
行き推定方法。
7. Correspondence between images based on a small block size is performed by adaptively changing the center of a target pixel and block, and correspondence between images based on a large block size corresponds to the center of a target pixel and block. The motion and depth estimation method according to any one of claims 1 to 5, wherein
【請求項8】ブロックサイズによる画像間の対応付け
は、ブロック内の代表画素について計算することを特徴
とする請求項1〜7のいずれかに記載の動き及び奥行き
推定方法。
8. The motion and depth estimation method according to claim 1, wherein the correspondence between the images by the block size is calculated for a representative pixel in the block.
【請求項9】基準画像を記憶する基準画像用フレームメ
モリと、参照画像を記憶する参照画像用フレームメモリ
と、複数のブロックサイズ毎にブロック相関演算と推定
値の信頼性評価値の演算を行うブロック相関演算回路
と、前記ブロック相関演算回路でのブロックマッチング
による推定結果の信頼性を、輝度こう配、画像のノイ
ズ、残差平方和の最小値、前記ブロックサイズをもとに
評価して、複数のブロックサイズによる推定結果の中か
ら選択する推定値選択回路とを備えた動き及び奥行き推
定装置。
9. A reference image frame memory for storing a reference image, a reference image frame memory for storing a reference image, block correlation calculation and calculation of a reliability evaluation value of an estimated value for each of a plurality of block sizes. The reliability of the block correlation calculation circuit and the estimation result by the block matching in the block correlation calculation circuit is evaluated based on the luminance gradient, the image noise, the minimum residual sum of squares, and the block size, or in the estimation results of the block size
A motion and depth estimation device comprising an estimated value selection circuit for selecting from the above.
【請求項10】基準画像を記憶する基準画像用フレーム
メモリと、参照画像を記憶する参照画像用フレームメモ
リと、複数のブロックサイズ毎にブロック相関演算と推
定値の信頼性評価値の演算を行うブロック相関演算回路
と、前記ブロック相関演算回路でのブロックマッチング
による推定結果の信頼性を、輝度こう配、残差平方和の
最小値、ブロックサイズをもとに評価して、複数のブロ
ックサイズによる推定結果の中から選択する推定値選択
回路を備えた動き及び奥行き推定装置。
10. A standard image frame memory for storing a standard image, a reference image frame memory for storing a reference image, a block correlation calculation and a reliability evaluation value of an estimated value for each of a plurality of block sizes. Estimate the reliability of a plurality of block sizes by evaluating the reliability of the block correlation calculation circuit and the estimation result by block matching in the block correlation calculation circuit based on the luminance gradient, the minimum residual sum of squares, and the block size. A motion and depth estimation device comprising an estimation value selection circuit for selecting from results.
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