JPH01233894A - 動き補償方法 - Google Patents

動き補償方法

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JPH01233894A
JPH01233894A JP63061347A JP6134788A JPH01233894A JP H01233894 A JPH01233894 A JP H01233894A JP 63061347 A JP63061347 A JP 63061347A JP 6134788 A JP6134788 A JP 6134788A JP H01233894 A JPH01233894 A JP H01233894A
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Satoshi Furukawa
聡 古川
Hiroshi Hamada
浜田 博
Yoshitaka Morikawa
良孝 森川
Nobumoto Yamane
山根 延元
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、動画像圧縮において、連続する2つ画像をそ
れぞれ複数ブロックに分割し、両画像間で対応するブロ
ックを捜す動き補償方式に関するものである。
[従来の技術1 a画像の圧縮においては、連続する2つの画像について
、動きの無い背景を無視し、動きのある部分の対応関係
を見つけることにより、7レ一ム問題に対応することが
一般に行なわれている。このような動き補償方式として
は、P RA (Pet Recursive^Igo
rithms)法や、B M A (Brock Ma
tching^lHorithms)法が一般に知られ
ているが、後者のほうが前者に比較して計W、tが少な
くなり、また、ハードウェア化が容易であるという長所
がある。後者の方式は、画像を複数ブロックに分割し、
連続する2画像についてブロック間の対応関係を求める
ものである(この方式の詳細については、rsrin’
1vasan’+  R,and Rao、に、R,:
  PredicLiveCoding Ba5ed 
on Efficient MotionEstima
Lion″IIEEE  Transactions 
 on  Coaa+unicatio++s+  C
0M−3L8、Aug、 1985Jを参照)。
BMA法において、動きベクトルを検出するには、CD
 S (Conjugate Direction 5
earcb^Igorithu+)法がある。これは、
前画像の注目するブロックの位置を中心として、現画像
とのブロック間の対応関係を求め、前画像の上記ブロッ
クが現画像のどの位置に移動したのかを表わす動きベク
トルを求めるものである。すなわち、この方法は次の3
段階からなるものである。ただし、注目する前画像4の
ブロックの位置を(I、J)とする。
■まず、注目するブロックから横方向に探索してひずみ
が最小になる点を求める。すなわち、第5図に「1」を
付した点を調べ、ひずみ最小点として「■」の点を見つ
ける。
■次に、■で求めた点から縦方向に探索を行ない、ひず
みが最小になる。αを求める。すなわち、第5図に「2
」を付した点を調べ、ひずみ最小点として「■」を見つ
ける。
■さらに、(I、J)と■で求めた魚とを結、1ζ線上
でひずみが最小となる点を探索する。こうして、fJS
5図に「■」を付した点を最終的なひずみ最小点として
見つけるのである。ここに、ひずみの評価を次式で行な
うMAD法がある。
D=ΣΣI I t(i+j) −I t−t(Lj)
1上式で、Dは評価関数としてのマツチングノルムであ
り、この値が小さいほどブロック間の類似度が高い(ひ
ずみが小さい)ということになる。また、I t(it
j)は現画像の輝度値、I t−x(iyj)は前画像
の輝度値であり、ブロックは8×8画素からなるものと
している。
[発明が解決しようとする課題1 上述のようにしてマツチングノルムを計算すると、ブロ
ック内の全画素について現画像と前画像との差分の絶対
値を求めるとともに、その差分の絶対値の総和を全画素
について計算する必要が鳥り、計算量が多く計算時間が
長いという問題があった。
本発明は上述の問題点を解決することを目的とするもの
であり、MAD法とは異なる形式のマツチングノルムを
求めることにより、計Bfflを低減できるようにした
動き補償方式を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段1 本発明は、上記目的を達成するために、前画像の注目す
るブロックと現画像の1ブロックとをそれぞれ複数個の
小ブロックに分割するブロック分i!1部と、各小ブロ
ックについて現画像と前画像との対応する各画素の輝度
値の差分を求め各小ブロック内で画素の一方の配列方向
について上記差分の総和をそれぞれ求める差分・投影部
と、画素の他方の配列方向について得られている上記差
分の複数の総和値のうちの最大値を各小ブロッククにお
いて得られた上記最大値検出部と、各小ブロック(こお
いて得られた上記最大値を加算する加算部とを設け、加
W、部の出力値をマツチングノルムとしているのである
[作用] 上記構成によれば、ブロック内の全画素について前画像
と現画像との差分の絶対値の総和を求める従来のMAD
法に比較すれば、前画像と現画像との輝度値の大小関係
の判定が不要であり、また、加算の回数が低減されるか
ら、計JE[tが少なくなり、結果的に計算時間が短縮
されるのである。
[実施例] 第1図は本発明においてマツチングノルムを求める部分
を示すブロック図である。フレームメモリ(図示せず)
には、動画像の連続する2画像が記憶されており、現画
像と前画像とからそれぞれ1ブロックずつがブロックバ
ッフ710に取り込まれる。1つのブロック1は第2図
に示すように、8×8個の画素3からなる。したがって
、ブロックバッファ10には、128N素分の記憶領域
が確保されている。ブロックバッファ10に格納されて
いる各ブロック1は、ブロック分割部11により2つの
小ブロック2 a、 2 bに分割される。各小ブロッ
ク2 a、 2 bはそれぞれ小ブロックバッフ712
m、12bに保持される。各小ブロックバッフT12a
+12bにそれぞれ格納されている小ブロック2 at
 2 bは、差分・投影113a、13bにそれぞれ入
力されて、1Σl I t(Lj)  I L−1(i
tj)11という演算がなされる。すなわち、ブロック
を2分割して小ブロック2 al 2 bを形成してい
るから一方の差分・投影部13aではi=[1,4]、
他方の差分・投影部13bではi=[5,8]について
の演算がなされる。各差分・投影部13a、13bの出
力は、それぞれ最大値検出部14a*14bに入力され
てj=[1,81の区間での最大値が求められることに
なる。その後、両最大値検出部14a、14bの出力値
が加算部15で加算されマツチングフルムとなるのであ
る。上記の構成によれば、最終的に次式の値がマツチン
グノルムDとして求められることになる。
D=a+aに1Σ目t(i、j) −I t−+(iy
j)l 1十wax lΣ(I  t(Lj)−1t−
+(i+j)l 1J−1ト5 すなわち、8×8画素からなるブロック1について、第
2図に示すように、左上隅を(0,0)とし、iを縦方
向、jを横方向とすると、ブロック1を上下に2分割し
た小ブロック2 a、 2 bを形成し、各小ブロック
2 a、 2 bについて縦方向に並ぶ4画素3のI 
t(1*j)−I t−1(+*j)を投影した値が絶
対値記号で挟んだ値であり、各小ブロック2 a、 2
 bにおいてこのような値がj個得られるから、その最
大値ll1ax 1 、L6ax 2同士を加算した値
がマツチングノルムDとなるのである。
第3図および第4図は、標準画像に対して本発明による
動軽補償を行なった後に、画像圧縮を行なった実験例で
あり、第3図は標準画像としてPLANT、第4図は標
準画像としてCRONを用いたものである。このグラフ
図において左縦軸は圧縮性能を示すエントロピー(bi
t/pet)を表わし、右縦紬は動き補償に要する計算
回数を表わしている。また横軸は7レ一ム番号であり、
1〜15となっている。しかるに、このグラフ図を見れ
ばわかるにように、圧縮性能においては、従来のMAD
法(実M)と本発明方法(−点鎖線)とに大差はなく、
計算回数については、本発明(破線)のほうがMAD法
(実l1A)に比較して41M程度低減されるのである
。ただし、ここでは、CDS法の3段階の処理のうち初
めの2段階で処理を打ち切るように簡略化した。ne 
at a time法を用いた。また、2、α鎖線は、
計算回数の下限値を示している。
上記実施例においては、ブロックを2つの小ブロックに
分割しているが、さらに多数個に分割してもよいのはも
ちろんのことである。
[発明の効果1 本発明は上述のように、動画像の連続する2つの画像を
それぞれ複数のブロックに分剤し、前画像の注目するブ
ロックが現画像のどの位置のブロックに移動したかのか
を評価する際に、前画像のブロックと現画像のブロック
との間の関係として求められるマツチングノルムが最小
となるときに両ブロックが最大のM似度を持つと判定す
る動き補償方式において、前画像の注目するブロックと
現画像の1ブロックとをそれぞれ複数個の小ブロックに
分割するブロック分割部と、各小ブロックについて現画
像と前画像との対応する各画素の輝度値の差分を求め各
小ブaフク内で画素の一方の配列方向について上記差分
の総和をそれぞれ求める差分・投影部と、画素の他方の
配列方向について得られでいる上記差分の複数の総和値
のうちの最大値を各小ブロッククにおいて得られた上記
最大値検出部と、各小ブロックにおいて得られた上記最
大値を加算する加算部とを具備し、加算部の出力値をマ
ツチングノルムとしているものであり、ブロック内の全
i#素について前画像と現画像との差分の絶対値の総和
を求める従来のMAD法に比較すれば、前画像と現画像
との輝度値の大小関係の判定が不要であり、虫だ、加算
回数が低減されるから、計itが少なくなり、結果的に
計算時間が短縮されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す要部ブロック図、PI
S2図は同上の動作説明図、第3図および第4図はそれ
ぞれ標章画像のPLANTとCRONとを用いて本発明
方法と従来のMAD法とを比較した動作説明図、P14
5図はCDS法の動作説明図である。 10・・・ブロックバッファ、11・・・ブロック分割
部、12a、12b−小ブロッ、クバッ7ア、13a。 13b・・・差分・投影部、14a*14b・・・最大
値検出部、15・・・加算部。 代理人 弁理士 石 FH艮 七 @2図 第4図 フレー41号 箒5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)動画像の連続する2つの画像をそれぞれ複数のブ
    ロックに分割し、前画像の注目するブロックが現画像の
    どの位置のブロックに移動したかのかを評価する際に、
    前画像のブロックと現画像のブロックとの間の関係とし
    て求められるマッチングノルムが最小となるときに両ブ
    ロックが最大の類似度を持つと判定する動き補償方式に
    おいて、前画像の注目するブロックと現画像の1ブロッ
    クとをそれぞれ複数個の小ブロックに分割するブロック
    分割部と、各小ブロックについて現画像と前画像との対
    応する各画素の輝度値の差分を求め各小ブロック内で画
    素の一方の配列方向について上記差分の総和をそれぞれ
    求める差分・投影部と、画素の他方の配列方向について
    得られている上記差分の複数の総和値のうちの最大値を
    各小ブロッククにおいて得られた上記最大値を加算する
    加算部とを具備し、加算部の出力値をマッチングノルム
    とすることを特徴とする動き補償方式。
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