JP3941900B2 - 動きベクトル検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、動画像を所定の水平画素数と所定の垂直ライン数から成るブロックに分割し、ブロック毎に動画像の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像などを圧縮して伝送する技術として動き補償予測を用いたものがある。動き補償予測を行うためには動きベクトルの検出が必要であるが、この方法には輝度信号Yのみを用いて行う方法と、輝度信号Yの他に色差信号CB、CRも用いて行うように拡張された方法とがある。後者のものとして、例えば特開平5−219529号公報に示すものがある。
【0003】
図5は特開平5−219529号公報に示されたものと同様な動きベクトル検出器による動き補償予測を用いた画像圧縮装置を示す構成図である。
図5において、1は入力画像輝度信号Y、2は入力画像色差信号CB、3は入力画像色差信号CR、4は輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRを入力し、これを例えば輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRの順の順次信号a(Y/CB/CR)として出力するバッファ回路、10は減算器、11は直交変換部、12は量子化部、13は入力信号に符号を割り当てる可変長符号化部、14は多重化部、15はデータを一時蓄え出力するバッファ回路、16は符号化データ、20は逆量子化部、21は直交変換されたデータに逆変換を施す逆直交変換部、22は加算器、23は画像メモリ、24は動きベクトル検出器100の検出した動きベクトルに従って動き補償予測を行う動き補償部、30、31、32は表色の形態に基づく各入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する動きベクトル探索部、33は各々の動きベクトル探索部の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択部、40、41、42は平坦判定部、100は動きベクトル検出器である。
【0004】
次に上記構成に係る動き補償予測を用いた画像圧縮装置の動作の説明をする。入力画像輝度信号Y1、入力画像色差信号CB2、入力画像色差信号CR3は、バッファ回路4に入力され、例えば輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRの順の順次信号に変換される。順次化された画像信号aは、減算器10で動き補償予測画像信号bとの差分がとられ、動き補償予測誤差信号cとして出力される。動き補償予測誤差信号cは、直交変換部11で直交変換された後、量子化部12で量子化され、可変長符号化部13で符号が割り当てられた後、多重化部14で動きベクトルデータと多重され、バッファ回路15を介して符号化データ16として出力される。
【0005】
ここで、動き補償予測画像信号bの生成については以下のように行う。
量子化部12の出力は、逆量子化部20において逆量子化され、続いて、逆直交変換部21において逆直交変換された後、さらに、加算器22において動き補償予測画像信号bと加算されて画像メモリ23に蓄積される。
【0006】
画像メモリ23より出力される参照フレームの画像信号と現フレームの画像信号を用いて動きベクトル検出器100が動きベクトルの検出を行う。動きベクトル検出器100による動きベクトル検出については後述する。この動きベクトルデータを受けて動き補償部24では動き補償予測画像信号bが生成され、出力される。また、動き補償部24では動き補償予測画像信号bの生成に用いた動きベクトルデータの符号化も行い、多重化部14に出力する。
【0007】
次に動きベクトル検出器100における動きベクトルの検出について説明する。前述のように、特開平5−219529号公報に示される動きベクトル検出器では輝度信号Yの他に色差信号CB、CRも用いて動きベクトルの検出を行う。まず、3つの動きベクトル探索部30、31、32がそれぞれ輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々についての動きベクトルを例えばブロックマッチング法を用いて求める。ブロックマッチング法とは周知のように例えば現フレームをブロック(例えば輝度で16画素×16ライン、色差は全画面とブロックの割合が輝度と等しくなる大きさとする)に分割し、差分絶対値総和などの誤差評価基準を用いて当該ブロックに対して最も近いブロックを参照フレームから求め、当該ブロックの動きベクトルとする方法である。
【0008】
このようして求まった輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々についての動きベクトルから動きベクトル選択部33が以下のようにして1つを選択する。
まず、現フレームの輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々のブロックについて平坦判定部40、41、42が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。
輝度ブロックが平坦でなければ輝度の動きベクトルが選択される。輝度ブロックが平坦であった場合、色差CBブロックが平坦か否かで処理が分かれる。色差CBブロックが平坦でなければ色差CBの動きベクトルが選択される。色差CBブロックが平坦であった場合、色差CRブロックが平坦か否かで処理が分かれる。色差CRブロックが平坦でなければ色差CRの動きベクトルが選択される。色差CRブロックが平坦であった場合、すなわち輝度ブロック、色差CBブロック、色差CRブロックの全てが平坦であった場合は輝度の動きベクトルが選択される。このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。
【0009】
次に、図6を用いて画像からベクトルを検出する動作を説明する。
図6は輝度は等しいが色の違う縞が右から左に向かって移動している例である。図6において、模様のついてある部分は白い部分と大きく値が異なるものとする。輝度信号Yは全画面にわたって平坦であるが、色差信号CB、CRは縞の境にエッジが存在する。図示したブロック位置では、輝度ブロックは平坦であるため色差CBブロックを用いて動きベクトル検出が行われ、動きベクトルが検出できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の動きベクトル検出方法では、例えば図7に示すような場合、動きベクトルの検出誤りが発生する可能性がある。
すなわち、図7の場合、色差は図6と同じである。ただし、輝度にも縞があるのが異なっている。色差の縞の1周期の中に輝度の縞が2周期含まれている。
従来の動きベクトル検出方法では、図7に示したブロック位置では輝度ブロックは平坦ではないので輝度の動きベクトルが選択されてしまい、参照フレーム(時刻t−1)のブロック1、ブロック2のどちらが正しい動きベクトルか判定できないため、動きベクトルの検出誤りが発生するという問題があった。
【0011】
この発明は上記のような従来例に係る問題点を解消するためになされたもので、色情報を考慮して動きベクトルの検出を行う際、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる動きベクトル検出装置を得ることを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する複数の動きベクトル探索手段と、上記複数の動きベクトル探索手段からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか1つを選択するベクトル選択手段と、上記ベクトル選択手段により前フレームで選択した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、上記ベクトル記憶手段に記憶されている前フレームで選択された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段とを備え、上記ベクトル選択部は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択することを特徴とするものである。
【0013】
また、他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより複数の入力信号のうちいずれか1つを選択する信号選択手段と、上記信号選択手段によって選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、上記動きベクトル探索部により前フレームで探索された動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、上記動きベクトル記憶手段により記憶されている前フレームで探索された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段とを備え、上記信号選択手段は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて複数の入力信号から1つを選択することを特徴とするものである。
【0014】
また、上記動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号を、輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRとしたことを特徴とするものである。
【0015】
また、他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、入力される輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRに対し所定の重み付け演算を行いY/CB/CR重み付け信号を得るY/CB/CR重み付け演算手段と、前フレームのY/CB/CR重み付け信号を記憶する動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段と、輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号との各々に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、入力される輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段からのY/CB/CR重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段に記憶されたY/CB/CR重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の前記予測誤差演算手段から出力される現フレームでの予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて前記動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0016】
さらに、さらに他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、入力される輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRに対し所定の重み付け演算を行いY/CB/CR重み付け信号を得るY/CB/CR重み付け演算手段と、前フレームのY/CB/CR重み付け信号を記憶する動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段と、輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、入力される輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段からのY/CB/CR重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段に記憶されたY/CB/CR重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段の出力する予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段の出力から1つを選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段とを備えたことを特徴とするものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図1において、基本的な構成は図5に示す従来例と同様であり、動きベクトル検出器100の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器100のみを説明し、図4と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、50は前フレームで検出した動きベクトル、つまりベクトル選択部33により選択された動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ、51、52、53は前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差をそれぞれ算出する予測誤差演算部であり、動きベクトル選択部33は、動きベクトル探索部30、31、32からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか1つを選択する際、上記予測誤差演算部51、52、53から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索部30、31、32から出力される最終的な動きベクトルを選択する。
【0018】
次に動作について説明する。
まず、3つの動きベクトル探索部30、31、32がそれぞれ輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々についての動きベクトルを求める。
動きベクトル探索部30、31、32で求まった輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々についての動きベクトルから動きベクトル選択部33が以下のようにして1つを選択する。
始めに、現フレームの輝度信号Y、色差信号CB、CRの各々のブロックについて予測誤差演算部51、52、53により前フレームで検出された動きベクトルを当てはめた場合の動き補償予測誤差(以下、前フレーム動き補償予測誤差と呼ぶ)を算出する。前フレームの動きベクトルは動きベクトルメモリ50が記憶している。
【0019】
動きベクトル選択部33の選択は、前フレームの選択モードが輝度信号Y、色差信号CB、CRの何れであったかにより処理が異なる。
例えば前フレームの選択モードが輝度信号Yであった場合、すなわち前フレームで輝度信号Yの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部53による色差信号CRの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部32による色差信号CRの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部52による色差信号CBの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部31による色差信号CBの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
【0020】
また、前フレームの選択モードが色差信号CRであった場合、すなわち前フレームで色差信号CRの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部52による色差信号CBの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部31による色差信号CBの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は、動きベクトル探索部32による色差信号CRの動きベクトルが選択される。
【0021】
さらに、前フレームの選択モードが色差信号CBであった場合、すなわち前フレームで色差信号CBの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は、動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部53による色差信号CRの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部32による色差信号CRの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は、動きベクトル探索部31による色差信号CBの動きベクトルが選択される。
【0022】
このようして、動きベクトル選択部33により選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ50は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【0023】
以上のように、この実施の形態1によれば、前フレーム動き補償予測誤差演算結果に基づいて、輝度信号Y、色差信号CB、CRのベクトルを選択して用いるため、例えば図6に示すように輝度ブロックが平坦ではなくとも、色差信号の動きベクトルを選択した方が好適な場合には色差信号の動きベクトルが選択される。
【0024】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置を示す構成図であり、基本的な構成は図1と同様であるが、動きベクトル検出器100の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器100のみを説明し、図1と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、60は表色の形態に基づく各入力信号に対して現フレームと参照フレームより輝度信号Y、色差信号CB、CRのいずれか1つを選択する信号選択部であり、この信号選択部60は、予測誤差演算部51、52、53から出力される予測誤差演算値に基づいて信号選択を行う。34は信号選択部60により選択した入力信号に基づいて現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索部である。
【0025】
次に動作について、実施の形態1と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部34、予測誤差演算部51、52、53及び動きベクトルメモリ50については図1と同じものであるので説明を省略する。既述した実施の形態1では、3つの動きベクトル探索部の出力結果から1つを選択したが、この実施の形態2では、動きベクトル探索部は1つしか持たず、動きベクトル探索部34への入力を信号選択部60が以下のように選択する。
【0026】
信号選択部60の選択は、前フレームの選択モードが輝度信号Y、色差信号CB、CRの何れであったかにより処理が異なる。
前フレームの選択モードが輝度信号Yであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部53による色差信号CRの前フレームの動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CRが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部52による色差信号CBの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CBが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
【0027】
前フレームの選択モードが色差信号CRであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部34への入力として色差信号CRが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部52による色差信号CBの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CBが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CRが選択される。
【0028】
前フレームの選択モードが色差信号CBであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部34への入力として色差信号CBが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部53による色差信号CRの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CRが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部34への入力として色差信号CBが選択される。
【0029】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ50は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【0030】
以上のようにして、この実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【0031】
また、実施の形態1、2では、入力信号を輝度信号Y、色差信号CB、CRの3信号を用いたが、3信号のうちの2信号のみを用いるようにして処理を簡略化してもよい。
【0032】
実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図3において、基本的な構成は図1と同様であるが、動きベクトル検出器100の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器100のみを説明し、図2及び図7と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、70、71は輝度信号Y、色差信号CB、CRに対して所定の演算を行うY/CB/CR重み付け演算部、72は前フレームのY/CB/CR重み付け演算部71からの信号(以下、Y/CB/CR重み付け信号)を記憶しておく動き補償用フレームメモリである。
【0033】
次に動作について、実施の形態1と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部30、31、予測誤差演算部51、52及び動きベクトルメモリ50については図2と同じものであるので説明を省略する
。まず、Y/CB/CR重み付け演算部70、71は、輝度信号Y、色差信号CB、CRに対して例えば下式で表される演算を行い、Y/CB/CR重み付け信号を生成する。
I=αY+βCb+γCr
ただし、 Y :輝度信号
Cb :色差(CB)信号
Cr :色差(CR)信号
α、β、γ :定数(ただし、α+β+γ ≦1.0)
【0034】
実施の形態1では、最終的な動きベクトルをベクトル探索部33が予測誤差演算部51、52、53の出力に従って動きベクトル探索部30、31、32の出力から選択したが、実施の形態3では、予測誤差演算部51、52及び平坦判定部40、41の出力に従って最終的な動きベクトルを動きベクトル選択部33が輝度信号Yの動きベクトル、Y/CB/CR重み付け信号の動きベクトルから以下のようにして選択する。
【0035】
まず、現フレームの輝度信号Y、Y/CB/CR重み付け信号の各々のブロックについて、平坦判定部40、41が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。前フレームの選択モードが輝度信号Y、Y/CB/CR重み付け信号の何れであったかにより以下のように処理が異なる。
【0036】
動きベクトル選択部33は、前フレームの選択モードが輝度信号Yであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部への入力として輝度信号Yが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部52によるY/CB/CR重み付け信号の前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部31によるY/CB/CR重み付け信号の動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部40及び41による輝度ブロック及びY/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定により処理が分かれる。
輝度ブロックが平坦でY/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦でなかった場合、動きベクトル探索部31によるY/CB/CR重み付け信号の動きベクトルが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
【0037】
前フレームの選択モードがY/CB/CR重み付け信号であった場合、すなわち前フレームでY/CB/CR重み付け信号の動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部41によるY/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定により処理が分かれる。
Y/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦であった場合、動きベクトル探索部30による輝度信号Yの動きベクトルが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部31によるY/CB/CR重み付け信号の動きベクトルが選択される。
【0038】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ50は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【0039】
以上のようにして、この実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【0040】
また、実施の形態3では、輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号の2信号からの選択としたが、Y/CB/CR重み付け信号を演算内容の異なる複数通り用意して、N信号(N>2)からの選択としてもよい。
【0041】
実施の形態4.
図4はこの発明の実施の形態4に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図4において、基本的な構成は図2及び図3と同様であるが、動きベクトル検出器100の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器100のみを説明し、図2及び図3と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
【0042】
次に動作について、実施の形態2と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部34、予測誤差演算部51、52及び動きベクトルメモリ50については図2と同じものであるので説明を省略する。
まず、Y/CB/CR重み付け演算部70、71は、輝度信号Y、色差信号CB、CRに対して例えば実施の形態3で示された式で表される演算を行い、Y/CB/CR重み付け信号を生成する。
【0043】
実施の形態2では、動きベクトル探索部34への入力を信号選択部60が予測誤差演算部51、52、53の出力に従って輝度信号Y、色差信号CB、CRから選択したが、この実施の形態3では、予測誤差演算部51、52及び平坦判定部40、41の出力に従って動きベクトル探索部34への入力を信号選択部60が輝度信号Y、Y/CB/CR重み付け信号の何れかを以下のようにして選択する。
【0044】
まず、現フレームの輝度信号Y、Y/CB/CR重み付け信号の各々のブロックについて平坦判定部40、41が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。前フレームの選択モードが輝度信号Y、Y/CB/CR重み付け信号の何れであったかにより以下のように処理が異なる。
【0045】
信号選択部60は、前フレームの選択モードが輝度信号Yであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部52によるY/CB/CR重み付け信号の前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力としてY/CB/CR重み付け信号が選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部40及び41による輝度ブロック及びY/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定で処理が分かれる。輝度ブロックが平坦でY/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦でなかった場合、動きベクトル探索部34への入力としてY/CB/CR重み付け信号が選択される。
それ以外は動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
【0046】
前フレームの選択モードがY/CB/CR重み付け信号であった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部への入力としてY/CB/CR重み付け信号が選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部51による輝度信号Yの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、Y/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦か否かで処理が分かれる。
Y/CB/CR重み付け信号ブロックが平坦であった場合、動きベクトル探索部34への入力として輝度信号Yが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部34への入力としてY/CB/CR重み付け信号が選択される。
【0047】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ50は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【0048】
以上のようにしてこの実施の形態によれば、実施の形態2と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【0049】
また、実施の形態4では輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号の2信号からの選択としたが、Y/CB/CR重み付け信号を演算内容の異なる複数通り用意して、N信号(N>2)からの選択としてもよい。
【0050】
また、上述した全ての実施の形態では輝度信号Y、色差信号CB、CRの3信号を用いたが、R、G、B信号や、Y、I、Q信号等の他の表色系の信号を用いてもよい。
【0051】
また、上述した全ての実施の形態ではフレームを基準とした動きベクトル検出を示したが、これをフィールドを基準としても実施できることは明らかであろう。
【0052】
尚、上述した全ての実施の形態で、動きベクトル探索部30、31、32の行う処理は、矩形ブロック毎に動きベクトルを求めるためのどんな処理でもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、前フレームの動き補償予測誤差演算結果に基づいて、輝度信号Y、色差信号CB、CRのベクトルを選択して用いるため、輝度ブロックが平坦ではなくとも、色差信号のベクトルを選択した方が好適な場合には色差信号のベクトルが選択されることになり、色情報を考慮して動きベクトルの検出を行う際、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる。また、動きベクトル検出手段そのものは、従来のものをそのまま用いることができるため、装置規模及び構成の変更は比較的小規模である。
【0054】
また、動きベクトル探索部の数を1つとし、予測誤差演算部の出力と前フレームで選択された動きベクトルが輝度信号Y、色差信号CB、CRの内のどの信号により探索されたものかという情報に基づき、動きベクトル探索部の入力を輝度信号Y、色差信号CB、CRの内から選択するようにしたので、装置規模及び構成の変更を比較的小規模なものとして小型化できる。
【0055】
さらに、輝度信号と、Y/CB/CR重み付け信号の各々のブロックについて平坦か否かの判定に基づいて動きベクトルを選択するようにしたので、選択された動きベクトルは輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用されるのに好適なものとなり、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態2における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図3】 この発明の実施の形態3における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図4】 この発明の実施の形態4における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図5】 従来の動きベクトル検出装置を示す構成図である。
【図6】 従来の動きベクトル検出装置の動きベクトル決定の説明図である。
【図7】 この発明の動きベクトル検出装置の動きベクトル決定の説明図である。
【符号の説明】
1 入力画像輝度信号Y、2 入力画像色差信号CB、3 入力画像色差信号CR、4 バッファ回路、10 減算器、30、31、32、34 動きベクトル探索部、33 動きベクトル選択部、40、41 平坦判定部、50 動きベクトルメモリ、51、52、53 予測誤差演算部、60 信号選択部、
70、71 Y/CB/CR重み付け演算部、72 動き検出用画像メモリ、
100 動きベクトル検出器。
Claims (5)
- 画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する複数の動きベクトル探索手段と、
上記複数の動きベクトル探索手段からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか1つを選択するベクトル選択手段と、
上記ベクトル選択手段により前フレームで選択した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
上記ベクトル記憶手段に記憶されている前フレームで選択された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段と
を備え、上記ベクトル選択部は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択することを特徴とする動きベクトル検出装置。 - 画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより複数の入力信号のうちいずれか1つを選択する信号選択手段と、
上記信号選択手段によって選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、
上記動きベクトル探索部により前フレームで探索された動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
上記動きベクトル記憶手段により記憶されている前フレームで探索された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段と
を備え、上記信号選択手段は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて複数の入力信号から1つを選択することを特徴とする動きベクトル検出装置。 - 請求項1または2記載の動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号を、輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRとしたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
- 画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
入力される輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRに対し所定の重み付け演算を行いY/CB/CR重み付け信号を得るY/CB/CR重み付け演算手段と、
前フレームのY/CB/CR重み付け信号を記憶する動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段と、
輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号との各々に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、
輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
入力される輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段からのY/CB/CR重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段に記憶されたY/CB/CR重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の前記予測誤差演算手段から出力される現フレームでの予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて前記動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択手段と
を備えたことを特徴とする動きベクトル検出装置。 - 画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
入力される輝度信号Y、色差信号CB、色差信号CRに対し所定の重み付け演算を行いY/CB/CR重み付け信号を得るY/CB/CR重み付け演算手段と、
前フレームのY/CB/CR重み付け信号を記憶する動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段と、
輝度信号YとY/CB/CR重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
入力される輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段からのY/CB/CR重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Y/CB/CR重み付け信号記憶手段に記憶されたY/CB/CR重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段の出力する予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて輝度信号Yと、前記Y/CB/CR重み付け演算手段の出力から1つを選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段の選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と
を備えたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
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