JP5025645B2 - 動き推定方法 - Google Patents
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Description
の中心
に変位ベクトル
を割り当てることができ、このことは、時間的に隣接したフィールド、例えばフィールドn−1、n+1内の、同じく
を中心とする探索領域
内で類似のブロックを探索することによって行う。この類似のブロックは、
に対して
だけ変位した中心を有し得る。
を見出すために、候補ベクトル
の集合を評価する。候補ベクトル
の集合を評価するために、ブロックの類似度を定量化する誤差(エラー)尺度
を計算する。
をブロック
内のすべての位置
に割り当てる。所定の候補ベクトル
に対する誤差値は、現在ブロック内、及び前のフィールドから(位置が)シフト(移動)したブロック内の画素の輝度値をブロック
全体にわたる総和の関数とすることができる。この誤差値は他の画素値の関数とすることもでき、次式の:
を特定するために、上述した誤差尺度
を適用して、種々の候補ベクトル
8を評価する。1つの可能な誤差関数は、絶対差分和(SAD)の基準であり、次式で表わされ:
はブロック4内の画素の輝度値である。現在画像内の複数画素位置
にあるブロック4の中心
に変位ベクトル
を割り当て、このことは、前の画像内または次の画像内の
を中心とする探索領域
6内で類似のブロック10を探索することによって行う。上記前または次の画像は、時間的に前または次の画像またはフィールドとすることができる。従って、2つのブロック4、10間の相関尺度を最適化して、変位ベクトル
を識別することができる。
の解をもたらし得る。この推定動きベクトルに対し、総コスト関数はその最小値を有する。この総コスト関数は次式のように計算することができ:
は、位置
における候補ベクトル
のm番目(m>1)の誤差基準εである。これにより、候補動きベクトルの集合上で最も高コストの制約を最小化することができる。上記非線形関数は、誤差基準の中央値(メジアン)とすることもできる。さらに、少なくとも1つの誤差基準を、補間した画素とフィールド内で補間した画素との絶対差分から計算することができる。誤差基準の少なくとも1つは、現在のフレームまたはフィールドからの画素と、インターレースをノンインターレース化して得られた前または次のフレームまたはフィールドからの動き補償補間された画素との絶対差分から計算することもできる。
8を用いて接続する。これら2つのブロック4、10間の相関尺度、整合誤差(マッチエラー)を最適化して、最良の候補ベクトル
8を識別することができる。これにより、異なる候補ベクトル
を用いた異なるテストブロック10をテストすることができ、最良マッチングの候補ベクトルのために整合誤差を最小化することができる。
内の
に対するすべての可能な変位(画素グリッド(格子)上の整数、非整数)を記述する候補ベクトル
の集合として、次式のように定義され:
を限定する制約である。計算のオーバーヘッドを低減するために、空間的に隣接したブロックCSから取得したベクトル
のみを評価すれば十分であり得る。X、Yはそれぞれ、ブロックの幅及び高さを規定することができる。因果関係、及び実現をパイプライン化する必要性は、すべての隣接ブロックを利用可能にし、初期化時にすべてのベクトルが0になり得ることを防ぐ。
初期化時の0ベクトルの問題は、更新ベクトルを加えることによって対処することができる。候補の集合からのいくつかの空間的−時間的予測を省略することの1つの可能な実現を図2bに示し、ここでは候補の集合
を次式のように定義することができ:
及び
は交互に利用可能であり、そして限定された固定の整数または非整数の更新値の集合、例えば次式からとったものである:
を有すれば、次式の総コスト関数:
において欠落した画素は、ノンインターレース化アルゴリズムによって当該位置で計算した輝度の値に寄与し得る。この画素値を計算するために、一般化したサンプリング定理(GST:Generalized Sampling Theorem)の補間フィルタを用いることによってこの画素値を再構成することができ、このフィルタは、n番目及びn−1番目のフィールドまたはn番目及びn+1番目のフィールドのいずれかからのサンプルを用いることができる。
即ち、n番目及びn±1番目のフィールドを用いたGSTにより、二乗絶対差分誤差関数は次式のようにすることができる:
連続する2つのフィールド間における偶数個分の画素変位において発生する誤った動きベクトルを回避するために、第2の制約を課すことができる。この第2の制約は、既にノンインターレース化した映像の前のフレームn−1を利用することができる。このことは、現在フィールド内の既存の画素値を推定するための動き補償付きの双線形補間を可能にする。この双線形補間の出力は
によって与えられ、これは、第2の誤差関数を次式のように構成することを可能にする:
Claims (9)
- 画像シーケンスを表現する画像信号における推定動きベクトルを決定する方法において、
前記画像シーケンス中の画像内の少なくとも1つの画素に対して少なくとも2つの候補動きベクトルを生成するステップであって、前記候補動きベクトルは、前記少なくとも1つの画素の可能な動きを記述するステップと;
前記候補動きベクトル毎に、少なくとも2つの誤差基準を計算するステップと;
前記誤差基準の非線形関数を最小にする前記候補動きベクトルを、前記少なくとも1つの画素に対する推定動きベクトルとして選定するステップとを具え、
前記誤差基準は、互いに直交する部分空間の解を生じさせる制約を課し、
前記非線形関数が、次式
nは、前記画像シーケンス中の前記画像の番号、
は、位置
における候補ベクトル
のm番目(m>1)の誤差基準である、
で表わされる、誤差基準の最大値εである
ことを特徴とする推定動きベクトルの決定方法。 - 前記少なくとも2つの候補動きベクトルが、探索領域内の画素の可能な変位を記述することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの候補動きベクトルのすべてを、空間的予測を用いて生成するか、前記少なくとも2つの候補動きベクトルのすべてを、時間的予測を用いて生成するか、前記少なくとも2つの候補動きベクトルのうち、1つ以上の候補動きベクトルは空間的予測を用いて生成し、他の候補動きベクトルは時間的予測を用いて生成することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記誤差基準が、
a)絶対差分和の基準;
b)平均二乗誤差の基準;
c)正規化相互相関の基準;
d)主要画素数の基準
の少なくとも1つであることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記非線形関数が、前記誤差基準の中央値であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記誤差基準の少なくとも1つを、補間した画素の絶対差分から計算することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記誤差基準の少なくとも1つを、補間した画素とフィールド内で補間した画素との絶対差分から計算することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記誤差基準の少なくとも1つを、現在のフレームまたはフィールドからの1つの画素と、インターレースをノンインターレース化して得られた前または次のフレームまたはフィールドからの動き補償補間された画素との絶対差分から計算することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 画像シーケンスを表現する画像信号における推定動きベクトルを決定するコンピュータプログラムにおいて、
プロセッサに、
前記画像シーケンス中の画像内の少なくとも1つの画素に対して少なくとも2つの候補動きベクトルを生成させ、前記候補動きベクトルは、前記少なくとも1つの画素の可能な動きを記述し;
前記候補動きベクトル毎に、少なくとも2つの誤差基準を計算させ;
前記誤差基準の非線形関数を最小にする前記候補動きベクトルを、前記少なくとも1つの画素に対する推定動きベクトルとして選定させる
ように作用する命令を具え、
前記誤差基準は、互いに直交する部分空間の解を生じさせる制約を課し、
前記非線形関数が、次式
nは、前記画像シーケンス中の前記画像の番号、
は、位置
における候補ベクトル
のm番目(m>1)の誤差基準である、
で表わされる、誤差基準の最大値εである
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
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