JPH01319382A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

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］ 本発明は動きベクトル検出装置、特にテレビ会議又はテ
レビ電話等の画像符号化伝送装置に用いられる動きベク
トル検出装置の制御に関するものである。

［従来の技術］ テレビ会議又はテレビ電話等で必要となる画像伝送では
、画像情報量が膨大であるのに対して送信時の回線速度
には限界があること、また送信コストを低減させる必要
があること等の理由から、送信画像情報を削減させる圧
縮符号化方法が行われている。

この圧縮符号化方法の一つとして、動き補償をしながら
ベクトル量子化を行う方法があり、この動き補償を行う
装置の従来例を第５図に示す。

第５図において、（１）は伝送される現時点の画像情報
を記憶する入力フレームメモリ、（２）はフレームメモ
リ（１）のアドレス制御回路、（３）は１フレーム前の
画像情報を記憶する前フレームメモリ、（４）は前フレ
ームメモリ　（３）のアドレス制御回路、（５）は動き
ベクトルの出力制御を行う動きベクトル制御回路、（６
）は前記入力フレームメモリ（１）のｍｘｎの基準ブロ
ックデータと前フレームメモリ（３）の参照ブロックデ
ータに基づいて基準ブロックの歪みを演算する歪み演算
回路、（７）は歪み演算回路（６）の出力のうち最小歪
みを判定する最小歪み判定回路、（８）は最小歪み演算
回路（７）の出力から最終的な動きベクトルを決定する
動きベクトル決定回路である。

次に第５図回路の動作を説明する。

画像データを伝送する場合には、画素毎のデータを送信
することなく所定のブロック毎に情報を送信するために
、動き補償を行っており、この動き補償は既に伝送した
前のフレームでの画像データと現時点のフレームでの画
像データとの歪みを演算することにより行われる。

すなわち、第６図に示されるように、フレーム内をｍＸ
ｎのブロック、例えば８×８の画素からなるブロックに
区切り、その中の基準ブロックをＮｏｌとすると、参照
ブロックが基準ブロック位置のものを含んだＮｏｌ〜Ｎ
ｏ１３に設定されることになり、現フレームのＮｏｔの
基準ブロックに対応する人力フレームメモリ（１）の情
報と、前フレームのＮｏｌ〜Ｎｏ１３の参照ブロックに
対応する前フレームメモリ（３）の情報との間で歪み演
算が行われることになる。

この場合、歪み値が小さい程画像データが同じデータで
あることを意味しているから、最小の歪み値の参照ブロ
ックの位置により基準ブロックの動きの状態（動きベク
トル）を求めることができる。従って、最小歪み判定回
路（７）にて最小歪みを判定し、次に動きベクトル決定
回路（８）にて最小歪み値を所定のしきい値と比較し、
このしきい値よりも小さい場合は、これを基準ブロック
の最終的な動きベクトルとして決定することができる。

また、しきい値よりも大きい場合はベクトル量子化され
たデータであるパターンベクトルコード、平均値及び分
散値等を出力することになる。

テレビ会議やテレビ電話において伝送する画像は、比較
的動きの少ない画像であるから、その画像データの変化
も少なくなる。従って、最初の画像について各画素毎の
量子化された情報を送出しておけば、その後は、前記の
ように、基準ブロック毎に動いた（あるいは静止してい
る）情報のみを大まかに抽出し、このブロック毎の動き
ベクトルを送信することにより、伝送データの圧縮を行
うことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の基準ブロックの大きさでは検出精
度が粗く、例えば第７図に示されるように、画像を形ど
る輪郭部などではその輪郭線がずれてしまい、歪みがし
きい値を越えるため伝送データ量が大きくなってしまう
という問題があった。

一方、この検出精度の粗さを解消するためにはブロック
の大きさを小さくすれば良いことにもなるが、小さくす
ると伝送データの圧縮という目的が達成できず、従来で
はこれらの問題点を解決しなければならないという課題
があった。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、ブロック毎の動きベクトルの検出精度の粗さをなく
し、必要最低限の画像データ伝送により良好な画像を形
成することのできる動きベクトル検出装置を提供するこ
とを目的とする。

［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、小ブロック歪
み演算器、候補ベクトル演算回路及び動きベクトル演算
回路を設け、前記小ブロック歪み演算器は基準ブロック
をいくつかの小ブロックに分割してこの小ブロックの歪
みを演算し、候補ベクトル決定回路は前記小ブロック歪
み演算器の出力を所定のしきい値と比較してしきい値よ
り小さい場合を動きベクトルの候補ベクトルとして決定
する。そして、動きベクトル演算回路は小ブロック間で
の候補ベクトルを比較し共通の候補ベクトルがある場合
にはその候補ベクトルを動きベクトルとして出力し、一
方共通の候補ベクトルがない場合には全ての小ブロック
について最小歪みとなるベクトルを動きベクトルとして
出力することを特徴とする。

［作用］ 以上の構成によれば、動きベクトルの検出は、従来では
現時点のフレームにおける基準ブロック情報と前フレー
ムにおける参照ブロック情報との比較が行われ、基準ブ
ロック情報と一番歪みが小さい参照ブロックの位置から
動きベクトルが演算されるが、本発明ではこれを小ブロ
ックについて行うことになる。

そして、小ブロック毎に所定のしきい値よりも小さい候
補ベクトルを複数個取り出し、この候補ベクトルを小ブ
ロック間で比較して共通する候補ベクトルを抽出する。

そうして、全ての小ブロックにおいて共通する候補ベク
トルがある場合には、その候補ベクトルを動きベクトル
として出力する。この場合、共通する候補ベクトルが複
数あるときには最少歪みの候補ベクトルを選択すること
になる。一方、共通するベクトルがない場合には、全て
の小ブロックについてそれぞれで最小歪みとなる候補ベ
クトルを出力する。

これによれば、画像が静止状態にある場合あるいは画像
の動きが基準ブロック毎の動きの場合には、共通の候補
ベクトルが存在することになるので、情報の処理単位を
基準ブロックとするか小ブロックとするかの判別が効率
よく行われる。従って、基準ブロック単位で変化のない
状態を示す情報を正確に出力することができ、輪郭部の
ずれが解消されることになる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第１図は本発明に係る動きベクトル検出装置の回路構成
であり、図において、（１）から（８）までの回路につ
いては従来のものと同様となっている。（９）は基準ブ
ロックを分割した小ブロックでの歪みを演算する小ブロ
ック歪み演算回路であり、実施例では基準ブロックを８
×８の画素数とし、小ブロックを４×４の画素数から構
成して４つの小ブロックとする。

（１０）は小ブロック歪み演算回路（９）から出力され
る小ブロックの各参照ブロックに対する歪みをしきい値
と比較する歪み比較回路、（１１）は候補ベクトルを選
択するためのしきい値設定器、（１２）は歪み比較回路
（１０）から出力・されるしきい値より低い歪みを持つ
参照ブロック位置を候補ベクトルとして決定する候補ベ
クトル決定回路であり、これら（１０）から（１２）の
回路で候補ベクトル演算回路が形成される。

（１３）は各小ブロック毎に出力される候補ベクトルを
比較する候補ベクトル比較回路、（１４）は候補ベクト
ル比較回路（１３）において共通の候補ベクトルがあっ
た場合にはその候補ベクトルを出力し、一方共通の候補
ベクトルがない場合には、全ての小ブロックの最小歪み
となる候補ベクトルを出力する動きベクトル決定回路で
あり、この（１３）と（１４）で動きベクトル演算回路
が形成される。

次に前記構成において、本発明で重要となる構成につい
て詳細に説明する。

前記小ブロック歪み演算回路（９）では、第２図に示さ
れるように、８×８画素のＮｏｌの基準ブロックを４分
割した４×４画素のａ、　　ｂ、　　ｃ、　　ｄの小ブ
ロックについてそれぞれ歪み演算が行われる。すなわち
、現フレームのＮｏｔ−１の小ブロックに対応する入力
フレームメモリ（１）の情報と、前フレームのＮｏ１−
１〜Ｎｏ１−１３の参照ブロックに対応する前フレーム
メモリ（３）の情報との間で歪み演算が行われることに
なる。

また、候補ベクトル演算回路はしきい値よりも小さい歪
みをもつ参照ベクトルを候補ベクトルとして演算してお
り、例えば第３図に示されるように、小ブロックａにつ
いては候補ベクトルＹｌ。

Ｙ２．Ｙ６、小ブロックｂについては候補ベクトルＹｌ
、Ｙ２．Ｙ３．Ｙ４、小ブロックＣについては候補ベク
トルＹ、、Ｙ２．Ｙ４．小ブロックｄについては候補ベ
クトルＹｌ、Ｙ２．Ｙ５という具合に演算されることに
なる。

次に、動きベクトル演算器はこの候補ベクトルの中に共
通するものがあるか否かを候補ベクトル比較回路（１３
）で判断しており、前記例の場合には候補ベクトルＹｌ
、Ｙ２が共通するベクトルとなる。そして、動きベクト
ル決定回路（１４）はこの候補ベクトルの内最小歪みの
候補ベクトル、例えばＹｌを動きベクトルとして出力す
ることになる。

一方、候補ベクトルに共通するものがない場合には、各
小ブロックで決定される最小歪みの候補ベクトルをそれ
ぞれの小ブロックについて決定して、全ての小ブロック
の候補ベクトルを動きベクトルとして出力することにな
る。

この場合の動きベクトルは、ベクトル値として出力する
のではなく、参照ブロックの位置を示す番号の情報を伝
送することになる。すなわち、第２図において、最小歪
みの候補ベクトルが参照ブロックＮｏ１−８であったと
すると、小ブロックａはベクトルでいうと参照ブロック
Ｎｏ１−８に対して（−４，−４）の値をもつことにな
るが、このベクトル値を伝送することは効率の点で聞届
となるので、参照ブロックＮｏ１−８の番号データを送
信する。

実施例は以上の構成からなり、以下に第４図に基づいて
その作用を説明する。

第４図は第１図の装置の作用が示されており、まずステ
ップ（２０１）で小ブロック番号ｉ　（実施例では４分
割するのでｉ−０〜３である）を０に設定し、更にステ
ップ（２０２）にて基■ブロック番号ｊ　　（ｊ−０〜
Ｎ−１とする）を０に設定し、ステップ（２０３）に移
行する。

このステップ（２０３）では、小ブロックデータを入力
フレームメモリ（１）から読み出し、またステップ（２
０４）では小ブロックで設定される参照ブロックデータ
を前フレームメモリ（３）から読み出す。そして、ステ
ップ（２０５）では、小ブロックについての歪み演算を
行い、ステップ（２０６）に移行する。

このステップ（２０Ｇ）では、演算された歪みがしきい
値よりも小さいか否かを判定しており、“Ｎｏ”である
場合にはステップ（２０ｇ）に移行し、”　ｙＥｓ”で
ある場合にはステップ（２０７）に移行して参照ブロッ
ク位置を候補ベクトルとしてラッチする。

次いで、ステップ（２０８）では参照ブロックＮｏをｊ
＋ｌに更新し、またステップ（２０９）に移行してｊ−
Ｎになったか否かの判定を行っており、“Ｎｏ″である
場合にはステップ（２０３）に戻って同じ動作を繰返し
、“ＹＥＳ”である場合にはステップ（２１０）に移行
して小ブロックＮｏをｉ＋１に更新する。

次いで、ステップ（２１１）ではｉ−４になったか否か
の判定を行い、“ＮＯ”である場合にはステップ（２０
２）に戻って同じ動作を繰返して４個の小ブロックにつ
いて候補ベクトルをラッチし、“ＹＥＳ”である場合に
はステップ（２１２）に移行する。

このステップ（２１２）では、小ブロック間で共通の候
補ベクトルがあるか否かの判定を行っており、前述した
第３図の例では、共通した候補ベクトルＹＩ、Ｙ２があ
るので、ステップ（２１３）に移行してこのＹ、、Ｙ２
の候補ベクトルから最小の候補ベクトル、例えばＹｌを
選択する。そして、次のステップ（２１４）にてこのＹ
ｌの候補ベクトルを基準ブロックでの動きベクトルとし
て出力する。

一方、ステップ（２１２）で共通の候補ベクトルがなか
った場合には、ステップ（２１５）に移行して小ブロッ
ク毎に最小の候補ベクトルを動きベクトルとして出力す
ることになる。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、基準ブロックを分割し
た小ブロックを設定し、この小ブロック毎に候補ベクト
ルを抽出して各小ブロック間で共通の候補ベクトルの存
在を確認するようにしたので、基準ブロック単位での伝
送を正確に行うことができ、検出精度の粗さを解消して
輪郭部のずれを良好に防止することができるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る動きベクトル検出装置の構成を示
す回路ブロック図、第２図は小ブロックに対する参照ブ
ロックの設定状態を示す説明図、第３図は候補ベクトル
を示す説明図、第４図は実施例の作用を示すフローチャ
ート図、第５図は従来の装置を構成を示す回路ブロック
図、第６図は従来の基準ブロックに対する参照ブロック
の設定状態を示す説明図、第７図は従来装置の画像表示
状態を示す説明図である。 図において、（１）は入力フレームメモリ、（３）は前
フレームメモリ、（５）は動きベクトル制御回路、（６
）は基準ブロック歪み演算回路、（７）は基準ブロック
最小歪み判定回路、（８）は基準ブロック動きベクトル
決定回路、（９）は小ブロック歪み演算回路、（１０）
は歪み比較回路、（１１）はしきい値設定回路、（１２
）は候補ベクトル決定回路、（１３）は候補ベクトル比
較回路、（１４）動きベクトル決定回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　大　岩　増　雄 （他　２名） ト　１ 第２図 候補ベクトルを示す説明図 第３図 Ｒ′Ｊ− ＜　　　　　　　　　　１ 第６図 第７図 手続補正書（自発）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 動画像のフレーム間符号化のための動き補償に用いられ
   る入力画像を基準となる画素数毎の基準ブロックに分け
   、前フレーム中の情報から基準ブロックと類似のパター
   ンを有する同一の大きさの参照ブロック位置を判定する
   こと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、前記基準ブロックをいくつかの小ブロック
   に分割してこの小ブロックの歪みを演算する小ブロック
   歪み演算器と、この小ブロック歪み演算器の出力を所定
   のしきい値と比較してしきい値より小さい場合のベクト
   ルを候補ベクトルとして決定する候補ベクトル演算回路
   と、小ブロック間での候補ベクトルを比較し共通の候補
   ベクトルがある場合にはその候補ベクトルを動きベクト
   ルとして出力し一方共通の候補ベクトルがない場合には
   全ての小ブロックについて最小歪みとなるベクトルを動
   きベクトルとして出力する動きベクトル演算回路と、を
   有することを特徴とする動きベクトル検出装置。