JP4269571B2

JP4269571B2 - 動きベクトル検出装置及び方法

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Publication number: JP4269571B2
Application number: JP2002112633A
Authority: JP
Inventors: 幸彦茂木; 幸治青山; 一彦西堀; 隆也星野; 真近藤
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Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-04-15
Also published as: JP2003309820A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロックマッチングにより動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置及び方法に関し、特にフィールド周波数の変換、フレーム周波数の変換、プログレッシブ画像からインタレース画像への変換技術やＭＰＥＧによる圧縮技術に適用される動きベクトル検出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ放送の走査方式としては、従来から水平走査線を１本おきに飛越して走査するインタレース走査方式が最も広く採用されている。このインタレース走査方式では、入力画像信号に内挿処理を施して、５０ＧＨｚから１００ＧＨｚへフィールド周波数の変換や、インタレース走査からプログレッシブ走査へ走査変換を行なうことにより、画面全体がちらついて見える面フリッカ妨害を抑え、画面品質の劣化を防止する。
【０００３】
上述した内挿処理を行うためには、入力された画像信号において、現フィールドである参照フィールドと、現フィールドから１フレーム或いは１フィールド前の基準フィールドとの間で差分を算出し、この算出した差分に基づいて動きベクトルの検出を行う。この動きベクトルの検出は、一般に実用化されている方式として、基準フィールドを複数の基準ブロックに分割し、このブロック毎に参照フィールドにおける探索ブロックとパターンマッチングを行うブロックマッチング法が一般的に用いられている。
【０００４】
以下、ブロックマッチング法について説明する。図６に示すように、基準フィールド８０における基準ブロック１０１と、参照フィールド９０における探索ブロック１０３はそれぞれ、Ｍ×Ｎの画素のサイズで表される。探索ブロック１０３の探索範囲１０４は任意に設定される。
【０００５】
このブロックマッチング法では、基準フィールド８０における基準ブロック１０１と最も高い相関度を示すブロックを、参照フィールド９０における探索範囲１０４内を移動する探索ブロック１０３の集合から検出する。そして当該検出された探索ブロック１０３と基準ブロック１０１間の位置のずれ（移動の方向と大きさ）を動きベクトルとする。
【０００６】
ここで、上記基準ブロック１０１と最も高い相関度を示す探索ブロック１０３の判定は、先ず探索ブロック１０３の各画素値について、基準ブロック１０１の対応する画素値との差分をとり、その差によって示される評価値、例えば差分絶対値和を求める。次に、上述の判定操作を全ての探索ブロック１０３について行い、それぞれ求めた評価値和、すなわち各差分絶対値和のうちから最小のものを求める。この最小の差分絶対値和を与える探索ブロック１０３を、基準ブロック１０１と最も高い相関度を示すブロックとする。
【０００７】
ここで各ブロックのサイズは、例えば図７(a)に示すように８×４画素のサイズとし、各ブロック１０１,１０３の画素位置は、水平方向と垂直方向でそれぞれ（ｘ、ｙ）で表される。また原点の画素の座標を、（０、０）としたときに、ｘは、ＢＸ１〜ＢＸ２の範囲内に位置し、またｙは、ＢＹ１〜ＢＹ２の範囲内に位置することとなる。
【０００８】
探索範囲１０４のサイズは、例えば図７(b)に示すように、１６×５画素のサイズとし、各画素位置は、水平方向と垂直方向で、それぞれ（ｘｓ、ｙｓ）で表される。また原点の座標を（０，０）としたときに、ｘｓは、ＭＸ１〜ＭＸ２の範囲内に位置し、ｙｓはＭＹ１〜ＭＹ２の範囲内に位置することとなる。
【０００９】
図７(c)は、探索範囲１０４において、（ＭＸ１、ＭＹ１）の画素位置を探索する場合について示した図である。かかる場合、探索ブロック１０３の原点（０，０）が、探索範囲１０４の画素位置（ＭＸ１、ＭＹ１）に移動する。そして、基準ブロック１０１の画素に対応させて、探索ブロック１０３内の各画素位置における画素値を検出する。
【００１０】
（２１）式は、差分絶対値和Ｄ（ｘｓ、ｙｓ）を求める式であり、Ｒは参照フィールドのｘ、ｙ座標における画素値を、Ｓは基準フィールドにおけるｘ、ｙ座標における画素値を示す。また、（２２）式は、最小となる差分絶対値和ｍｉｎＤ（ｘｓ、ｙｓ）を求めている。（２３）式は、最小となる差分絶対値和から動きベクトルを求める式であり、Ｖｘが動きベクトルの水平成分に相当し、Ｖｙが動きベクトルの垂直成分に相当する。
【００１１】
【数１】

【００１２】
【数２】

【００１３】
【数３】

【００１４】
次に上述したブロックマッチング法に基づく動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路の構成例について説明する。
【００１５】
図８は、従来の動きベクトル検出回路６の全体構成である。この動きベクトル検出回路６は、画像格納用メモリ６１と、演算部６２と、判定部６３と、動きベクトル格納用メモリ６４と、制御部６５とを備える。
【００１６】
画像格納用メモリ６１は、例えば汎用メモリ等で構成され、順次供給される基準フィールド８０と参照フィールド９０を所定のアドレスに格納する。
【００１７】
演算部６２は、制御部６５から基準ブロック１０１の原点の座標と、探索範囲１０４の原点の座標を受け取る。この演算部６２は、画像格納用メモリ６１に格納されている基準フィールド８０から、制御部６５から受け取った座標を原点とする基準ブロック１０１を切り出す。また、この演算部６２は、画像格納用メモリ６１に格納されている参照フィールド９０から、制御部６５から受け取った座標を原点とする探索範囲１０４内に位置する探索ブロック１０３を切り出す。更に、この演算部６２は、切り出した基準ブロック１０１と、探索ブロック１０３との差分絶対値和を計算する。そして算出した差分絶対値和を判定部６３へ送信する。演算部６２は、この操作を、探索範囲１０４内を移動する全ての探索ブロック１０３について行う。
【００１８】
判定部６３は、演算部６２において算出された差分絶対値和を順次受け取る。またこの判定部６３は、受け取った差分絶対値和の中から、最小となる差分絶対値和を与える画素を判定し、当該画素の座標（ｘｓ、ｙｓ）を特定する。また、この判定部６３は、この特定した画素の座標と、基準ブロック１０１の原点の画素との間で動きベクトルを求める。更にこの判定部６３は、求めた動きベクトルを動きベクトル格納用メモリ６４に書き込む。
【００１９】
動きベクトル格納用メモリ６４は、判定部６３から基準画素毎に動きベクトルが書き込まれる。この動きベクトル格納用メモリ６４に格納された動きベクトルは、例えば図示しない画像シフト部により読み出され、基準画素のシフトさせる際の基準となる。
【００２０】
制御部６５は、接続された演算部６２及び判定部６３に対して、基準ブロック１０１の原点の座標と探索範囲１０４の原点の座標を指示し、フローを制御する。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のブロックマッチング法は、画面全体に表示される本来の画像の動きに関係なく、単に基準ブロックと誤差の総和が最小となる探索ブロックを最優先して動きベクトルを求めるため、変換画像の画質が劣化する場合がある。
【００２２】
例えば、殆ど左右対称な二つの縦ラインを有する”ｕ”の文字を右から左へ水平方向にシフトさせる場合に、一の画素につき差分絶対値和を求めると、極小点が２箇所生じる。
【００２３】
このため、”ｕ”の左右対称な文字を右から左へ水平方向へシフトさせる場合に、従来のブロックマッチング同様に動きベクトルを求めると、求められる動きベクトルの方向が局所的に逆転してしまう。
【００２４】
従って、殆ど左右対称な”ｕ”や”Ｈ”等の文字について、動きベクトルの水平成分を揃えることにより、画質の劣化を抑える必要があり、特に情報を水平方向へ随時シフトさせるケースが増えた近年のテレビジョン放送において、かかる画質改善の要請は高まっている。
【００２５】
そこで本発明は、上述したような実情に鑑みて提案されたものであり、実際の画像の動きに適合した動きベクトルを求めることにより、変換画像の劣化を防止することができる動きベクトル検出装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る動きベクトル検出装置は、上述の課題を解決するために、入力される基準フィールドの基準画素につき、ブロックマッチング法により動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、上記基準フィールドから切り出した基準画素を原点とする基準ブロックと、参照フィールドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロックとの間で、画素値の差分絶対値和を順次演算する演算手段と、上記基準画素を原点とする直交座標系での、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が異なる場合に、正数となる修正値を算出し、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が同じ場合に、０となる修正値を算出し、当該修正値を上記差分絶対値和に加算した修正差分絶対値和を求める修正手段と、上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定する動きベクトル特定手段とを備えることを特徴とする。
【００２７】
また本発明に係る動きベクトル検出方法は、上述の課題を解決するために、入力される基準フィールドの基準画素につきブロックマッチング法により動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法において、基準フィールドから切り出した基準画素を原点とする基準ブロックと、参照フィールドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロックとの間で、画素値の差分絶対値和を順次演算し、上記基準画素を原点とする直交座標系での、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が異なる場合に、正数となる修正値を算出し、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が同じ場合に、０となる上記算出した修正値を上記差分絶対値和に加算した修正差分絶対値和を求め、上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定することを特徴とする。
【００２８】
この動きベクトル検出装置及び方法は、探索ブロックを構成する画素の位置及び上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルに基づいて修正値を算出し、当該修正値とブロックマッチング法に基づく画素値の差分絶対値和とを加算した修正差分絶対値和を求め、上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明は、例えばフィールド周波数変換や走査変換における動き補正装置のための動き検出や動き補正を内蔵したテレビジョン受像機に使用される。
【００３０】
図１は、本発明を適用した動きベクトル検出装置１の構成図を示している。この動きベクトル検出装置１は、画像格納用メモリ１１と、演算部１２と、判定部１３と、求められた動きベクトルを格納する動きベクトル格納用メモリ１４と、動きベクトル検出装置１のフロー全体を制御する制御部１５とを備える。
【００３１】
画像格納用メモリ１１は、例えば汎用ＤＲＡＭ等で構成され、順次供給される入力画像信号を所定のアドレスに格納する。
【００３２】
演算部１２は、画像格納用メモリ１１に格納されている入力画像信号から、制御部１６から受け取った座標を原点とする画素ブロックを切り出し、判定部１３と連係して、例えばブロックマッチング法等の方法により、動きベクトルを求める。
【００３３】
図２に、上記入力画像信号としての基準フィールド３０と、基準フィールド３０から１フレーム離れた参照フィールド４０の位置関係を示す。基準フィールド３０における基準ブロック５１と、参照フィールド４０における探索ブロック５３はそれぞれ、Ｍ×Ｎの画素のサイズで表される。探索ブロック５３の探索範囲５４は、各ブロック５１,５３のサイズに応じて任意に設定される。
【００３４】
ブロックマッチング法により動きベクトルを検出する場合には、基準フィールド３０を複数の基準ブロック５１に分割し、基準フィールド３０における基準ブロック５１と最も高い相関度を示すブロックを、参照フィールド４０における探索範囲５４内を移動する探索ブロック５３から検出する。そして当該検出された探索ブロック５３と基準ブロック５１間の位置のずれ（移動の方向と大きさ）を動きベクトルとする。
【００３５】
上述の相関度の判定は、先ず探索ブロック５３の各画素値について、基準ブロック５１の対応する画素値との差分をとり、その差によって示される評価値、例えば差分絶対値和を求める。次に、上述の判定操作を全ての探索ブロック５３について行い、それぞれ求めた評価値和、すなわち各差分絶対値和から最小のものを求める。この最小の差分絶対値和を与える探索ブロック５３を、基準ブロック５１と最も高い相関度を示すブロックとし、かかるブロックの原点の画素６３と、基準ブロック５１の原点の画素との間で特定することができるベクトルを動きベクトルとする。
【００３６】
求めた動きベクトルは、基準フィールド３０、参照フィールド４０の中間に位置する、動き補正するフィールドにおいて、画素のシフト方向、シフト量を決める際に参照される。
【００３７】
なお本発明を適用した動きベクトル検出装置１は、図３に示すように、左側の画素から右側の画素へ順に動きベクトルを求めていくことに着目し、上述のブロックマッチング法に加えて、更に以下の動き補正を行なう。
【００３８】
本来の画像の動きを識別するために、左隣の画素の動きベクトルを本来の画像の動きを識別するためのパラメータとして、動きベクトル格納用メモリ１５から読み出す。そして、動きベクトルを求める画素３５（基準ブロック５１の原点の画素）の左隣に位置する画素３４において求められている動きベクトルが正確なものであると仮定する。実際には、画素３５の動きベクトルの方向を、該左隣に位置する画素３４の動きベクトルに合わせる。このようにして求められた画素３５の動きベクトルも正確なものとなるため、さらに画素３６の動きベクトルを求める際に、画素３５を参酌することができ、動きベクトルの正確性を担保することが可能となる。
【００３９】
本発明を適用した動きベクトル検出装置１における実際の動きベクトルの検出手順について、図４に基づいて詳細に説明する。
【００４０】
先ずステップＳ１１において、基準フィールド３０における基準ブロック５１と、参照フィールド４０における探索範囲５４内部を移動する探索ブロック５３との間で、差分絶対値和を演算する。
【００４１】
この差分絶対値和の演算は、ブロックサイズを図５(a)に示すように８×４画素のサイズとし、各ブロック５１,５３の画素位置は、水平方向と垂直方向でそれぞれ（ｘ、ｙ）で表される。また原点の画素の座標を、（０、０）としたときに、水平方向の座標ｘは、図５(a)に示すＢＸ１〜ＢＸ２の範囲内に位置し、また垂直方向の座標ｙは、ＢＹ１〜ＢＹ２の範囲内に位置する。探索範囲５４のサイズは、例えば図５(b)に示すように、１６×５画素のサイズとし、探索範囲５４内の各画素位置は、水平方向と垂直方向で、それぞれ（ｘｓ、ｙｓ）で表される。また原点の座標を（０，０）としたときに、ｘｓは、図５(b)に示すＭＸ１〜ＭＸ２の範囲内に位置し、ｙｓはＭＹ１〜ＭＹ２の範囲内に位置する。ちなみに、この基準ブロック５１の原点の座標や探索範囲５４の原点の座標は、図１に示す制御部１６から演算部１２へ送信される。演算部１２は、受信した原点の座標に基づき、画像格納用メモリ１１に格納されている基準フィールド３０から基準ブロック５１を切り出し、また参照フィールド４０から探索ブロック５３を切り出す。
【００４２】
この探索範囲５４内の座標、換言すれば探索範囲５４内部を移動する探索ブロック５３の中心に位置する画素の座標（ｘｓ、ｙｓ）の差分絶対値和Ｄ（ｘｓ、ｙｓ）は以下の（１１）式より表される。ここで関数Ｒは参照フィールドを、関数Ｓは基準フィールドを示す。
【００４３】
【数４】

【００４４】
このステップＳ１１において、差分絶対値和Ｄ（ｘｓ、ｙｓ）を求めた後に、ステップＳ１２に移行する。
【００４５】
ステップＳ１２では、探索範囲５４における画素の座標（ｘｓ、ｙｓ）に応じて、制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）を求める。
【００４６】
このステップＳ１２において、先ず、動きベクトル格納用メモリ１４に格納されている隣接画素情報を読み出し、左隣の画素３４の動きベクトルの水平成分Ｖｘ＿ｌを抽出する。そして、探索範囲５４における画素（ｘｓ、ｙｓ）を、左隣の画素３４において求められた動きベクトルの水平成分Ｖｘ＿ｌとの関係において求める。具体的には、探索範囲５４における画素の水平成分ｘｓと、画素３４において求められた動きベクトルの水平成分（以下、Ｖｘ＿ｌとする）との積（＝ｘｓ×Ｖｘ＿ｌ）を求め、正か負かを識別することにより、両者の位置関係を把握する。積が正であれば探索範囲５４における画素の水平成分ｘｓの極性と、隣接する画素３４における動きベクトルの水平成分Ｖｘ＿ｌの極性は等しく、積が負であれば両者の極性は異なる。
【００４７】
ちなみに、ｘｓ×Ｖｘ＿ｌ＜０の場合には、Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）＝αとする（αは正数とする）。一方、ｘｓ×Ｖｘ＿ｌ≧０の場合は、Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）＝０とする。この制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）演算した後、ステップＳ１３へ移行する。
【００４８】
ステップＳ１３では、以下の（１２）式に基づいて、修正差分絶対値和Ｓ（ｘｓ、ｙｓ）を求める。
Ｓ（ｘｓ、ｙｓ）＝Ｄ（ｘｓ、ｙｓ）＋Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）（１２）
この修正差分絶対値は、差分絶対値和Ｄ（ｘｓ、ｙｓ）に、上述のステップＳ１２において求められた制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）が加算されている。制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）は、探索範囲５４における画素の水平成分が、左隣の画素３４において求められた動きベクトルの水平成分Ｖｘ＿ｌと極性が異なる場合に正数αとして表される。このため、ｘｓとＶｘ＿ｌの極性が異なる場合には正数αが加算されるため、かかる極性が同一の場合と比較して、修正差分絶対値和Ｓ（ｘｓ、ｙｓ）は大きくなる。
【００４９】
上述のステップＳ１１〜Ｓ１３までの処理を、探索範囲５４の全画素につき繰り返すことにより、上述の修正差分絶対値和Ｓ（ｘｓ、ｙｓ）を探索範囲５４の全画素につき求めた後、ステップＳ１４へ移行する。
【００５０】
ステップＳ１４では、探索範囲５４において最小となる修正差分絶対値和ｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）を求める。ステップＳ１３で求めた修正差分絶対値和は、ｘｓとＶｘ＿ｌの極性が異なる場合において大きく、ｘｓとＶｘ＿ｌの極性が同一になる場合において小さい。このため、ｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）は、修正差分絶対値和が相対的に小さくなる画素、すなわちＶｘ＿ｌと極性が同一となる画素において与えられる可能性が高い。
【００５１】
次にステップＳ１５に移行し、ｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）に基づいて動きベクトル（Ｖｘ、Ｖｙ）を特定する。ちなみに、このｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）を与えるときのｘｓが求める動きベクトルの水平成分Ｖｘに相当し、また、ｙｓが、求める動きベクトルの垂直成分Ｖｙに相当する。
【００５２】
ちなみに、このステップＳ１４〜Ｓ１５の処理は、判定部１３が行い、求めた動きベクトル（Ｖｘ、Ｖｙ）は、動きベクトル格納用メモリ１４へ書き込まれる。
【００５３】
図４に示す検出手順を踏むことにより、求めることができる動きベクトルの水平成分は、左隣の画素３４の動きベクトルにおける水平成分Ｖｘ＿ｌと同一の極性を示す可能性が高くなる。このため、左隣の画素３４の動きベクトルの水平成分に適合した動きベクトルを求めることが可能となる。すなわち、本発明を適用した動きベクトル検出装置１は、実際の画像の動きに適合した動きベクトルを求めることにより、変換画像の劣化を防止することができる。
【００５４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、左隣の画素の動きベクトルに近い画素が、ｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）を与える画素として優先的に選ばれるように、制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）を定義しても良い。かかる場合、制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）を表す式としては以下（１３）、（１４）式が与えられる。
Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）＝α_１｜ｘｓ−Ｖｘ＿ｌ｜＋α_２｜ｙｓ−Ｖｙ＿ｌ｜（１３）
Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）＝α_３（ｘｓ−Ｖｘ＿ｌ）^２＋α_４（ｙｓ−Ｖｙ＿ｌ）^２（１４）
ちなみにＶｙ＿ｌは、画素３４の動きベクトルの垂直成分である。またα_１〜α_４は、正数である。この（１３）式により、画素（ｘｓ、ｙｓ）が、画素３４の動きベクトル（Ｖｘ＿ｌ、Ｖｙ＿ｌ）に類似しているほど、制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）は小さくなる。これにより、求められる修正差分絶対値和ｍｉｎＳ（ｘｓ、ｙｓ）は、画素３４の動きベクトルの各成分に類似している画素においてより小さくなる。
【００５５】
また（１４）式は、上記（１３）式において求められる制約項に更なる勾配を持たせる。すなわち、この（１４）式により制約項を求めると、画素３４の動きベクトルの各成分から離れた画素において修正差分絶対値和がより大きくなり、求める動きベクトルとして特定されにくくなる。但し、α_１〜α_４の値が等しいことが条件となる。
【００５６】
なお、上記（１３）、（１４）式において、第一項、第二項のいずれか一方のみを採用しても良いことは勿論である。
【００５７】
また本発明は、左隣の画素３４の動きベクトルのみならず、原点の画素の右隣や上下に位置する画素、或いは斜めに位置する画素の動きベクトルに適合するようにしても良い。かかる場合において、制約項Ｇ（ｘｓ、ｙｓ）を求める式において、Ｖｘ＿ｌ、Ｖｙ＿ｌの代替として、それぞれの動きベクトルの垂直成分、水平成分を代入することとなる。また原点の画素の周囲に位置する画素のみならず、数画素分離れた位置の動きベクトルの情報を取得し、当該取得した動きベクトルに適合するようにしても良い。
【００５８】
また、本発明は、例えばＰＡＬ(Phase Alternation by Line)方式において、フィールド周波数を５０Ｈｚから２倍の１００Ｈｚの画像信号に変換する、フィールド周波数倍速方式を採用するテレビジョン受像機に対しても適用可能である。このフィールド周波数倍速方式を採用するテレビジョンに本発明を内蔵することにより、更なる面フリッカ妨害の抑制を期しつつ、動きベクトルのばらつきを解消することができるため、相乗的に画質を向上させることができる。
【００５９】
本発明は上述したインタレース走査方式における入力画像信号の内挿処理に適用される場合に限らず、例えば、ＭＰＥＧ（Moving Picture Expert Group）方式の動き補償予測によるフレーム間符号化にも適用可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した動きベクトル検出装置及び方法は、上記基準画素を原点とする直交座標系での、探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が異なる場合に、正数となる修正値を算出し、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が同じ場合に、０となる修正値を算出し、当該修正値とブロックマッチング法に基づく画素値の差分絶対値和とを加算した修正差分絶対値和を求め、上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定する。
【００６１】
これにより、本発明を適用した動きベクトル検出装置及び方法は、実際の画像の動きに適合した動きベクトルを求めることにより、求める動きベクトルのばらつきを解消し、ひいては変換画像の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した動きベクトル検出装置の構成例を示した図である。
【図２】動きベクトルによる動き補正動作について説明するための図である。
【図３】求める動きベクトルの方向を、隣接画素の動きベクトルに合わせる場合について説明するための図である。
【図４】本発明を適用した動きベクトル検出装置における実際の検出手順を示したフローチャートである。
【図５】基準ブロック及び探索範囲について説明するための図である。
【図６】ブロックマッチング法の概念について説明するための図である。
【図７】従来型のブロックマッチング法における基準ブロック及び探索範囲について説明するための図である。
【図８】従来型のブロックマッチング法を適用する動きベクトル検出回路の構成例を示した図である。
【符号の説明】
１動きベクトル検出装置、１１画像格納用メモリ、１２演算部、１３判定部、１４動きベクトル選択部、１５動きベクトル格納用メモリ、１６制御部、３０基準フィールド、４０参照フィールド、５１基準ブロック、５３探索ブロック、５４探索範囲

Claims

入力される基準フィールドの基準画素につき、ブロックマッチング法により動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置において、
上記基準フィールドから切り出した基準画素を原点とする基準ブロックと、参照フィールドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロックとの間で、画素値の差分絶対値和を順次演算する演算手段と、
上記基準画素を原点とする直交座標系での、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が異なる場合に、正数となる修正値を算出し、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が同じ場合に、０となる修正値を算出し、当該修正値を上記差分絶対値和に加算した修正差分絶対値和を求める修正手段と、
上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定する動きベクトル特定手段とを備えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
入力される基準フィールドの基準画素につき、ブロックマッチング法により動きベクトルを検出する動きベクトル検出方法において、
基準フィールドから切り出した基準画素を原点とする基準ブロックと、参照フィールドから切り出した探索範囲内を移動する探索ブロックとの間で、画素値の差分絶対値和を順次演算し、
上記基準画素を原点とする直交座標系での、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が異なる場合に、正数となる修正値を算出し、上記探索ブロックの中心に位置する画素における水平成分の極性と、上記基準画素に隣接する画素の動きベクトルにおける水平成分の極性が同じ場合に、０となる修正値を算出し、
上記算出した修正値を上記差分絶対値和に加算した修正差分絶対値和を求め、
上記探索範囲内において最小となる上記修正差分絶対値和を示す画素の位置に基づいて上記基準画素の動きベクトルを特定することを特徴とする動きベクトル検出方法。