JPH0322118B2 - - Google Patents

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JPH0322118B2
JPH0322118B2 JP7062979A JP7062979A JPH0322118B2 JP H0322118 B2 JPH0322118 B2 JP H0322118B2 JP 7062979 A JP7062979 A JP 7062979A JP 7062979 A JP7062979 A JP 7062979A JP H0322118 B2 JPH0322118 B2 JP H0322118B2
Authority
JP
Japan
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block
image
motion vector
interest
frame
Prior art date
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Application number
JP7062979A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS55162684A (en
Inventor
Juichi Ninomya
Yoshimichi Ootsuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
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Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
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Priority to GB8017810A priority patent/GB2050752B/en
Priority to US06/155,786 priority patent/US4307420A/en
Priority to DE3021033A priority patent/DE3021033C2/en
Priority to FR8012626A priority patent/FR2458965A1/en
Publication of JPS55162684A publication Critical patent/JPS55162684A/en
Priority to GB08325391A priority patent/GB2128847B/en
Publication of JPH0322118B2 publication Critical patent/JPH0322118B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51Motion estimation or motion compensation
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/12Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビジヨン等の画像における画像
内容の動きを表わす動ベクトルを検出する画像動
ベクトルの検出方法に関し、特に、動ベクトルの
検出を漸近的に行なつて画像内容の動きが不連続
であつても円滑に動ベクトルを検出し得るように
改良したものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an image motion vector detection method for detecting motion vectors representing motion of image content in images such as television, and in particular, to an image motion vector detection method that detects motion vectors asymptotically. This has been improved so that motion vectors can be detected smoothly even if the motion of the content is discontinuous.

この種画像動ベクトルの検出方法に関して、本
発明者は、特開昭54−124927号公報により「動ベ
クトル検出方法」と称してさきに提案を行なつた
が、本発明はその動画像に対する動ベクトル検出
方法を改良したものである。
Regarding this type of image motion vector detection method, the present inventor previously proposed a "motion vector detection method" in Japanese Unexamined Patent Publication No. 124927/1983, but the present invention proposes a method for detecting motion vectors for moving images. This is an improved vector detection method.

すなわち、上述した動ベクトル検出方法とは、
テレビジヨン画像等の画面を多数のブロツクに区
切り、それら多数のブロツクのそれぞれについて
そのブロツク内においては画像の動きが平行移動
に極めて近いものとみなして動ベクトルを検出す
るようにし、その動ベクトルの検出方法として
は、現フレームの画像における各ブロツクに対し
て前フレームの画像中に、それぞれ、同じ大きさ
で位置が少しずつずれた多数のブロツクを設定
し、前フレームの画像におけるそれら多数のブロ
ツクの現フレームの画像において対応するブロツ
クに対する位置ずれをそれぞれ表わす多数の2次
元ベクトルをシフトベクトルと呼び、それら多数
のシフトベクトルのうち、現フレームの画像にお
けるブロツク内の画像に最もよく似た画像を表わ
して最大の相関を示したブロツクについてのシフ
トベクトルを検出し、そのシフトベクトルを動ベ
クトルとして取出すようにしたものである。
In other words, the motion vector detection method described above is
A screen such as a television image is divided into a large number of blocks, and the motion vector of each of these blocks is detected by assuming that the movement of the image within that block is extremely close to parallel movement. The detection method is to set a large number of blocks of the same size and slightly shifted positions in the previous frame image for each block in the current frame image, and then A large number of two-dimensional vectors each representing a positional shift with respect to a corresponding block in the current frame image are called shift vectors, and among these many shift vectors, the image most similar to the image in the block in the current frame image is selected. The shift vector for the block showing the maximum correlation is detected, and the shift vector is extracted as a motion vector.

しかして、現フレームの画像と前フレームの画
像とが似ている程度を判定するには、現フレーム
の画像内に設定した画像ブロツク中の画像と前フ
レームの画像内に設定した画像ブロツク中の画像
との相関を計算し、それらの画像間における相関
が強いときに、それらの画像がよく似ているとす
る。その相関の計算方法としては、例えば、前フ
レームの画像内に設定した画像ブロツク中のi番
目の画素の信号レベルをAi、現フレームの画像内
に設定した画像ブロツク中のi番目の画素の信号
レベルをBi、双方の画像ブロツク間における画像
の相関値をKとして、 K= 〓i (Ai−Bi2 なる演算式により、双方の画像ブロツクにおいて
対応する各画素毎の信号レベル差の自乗値のブロ
ツク全体についての総和による自乗相関値を求め
る。
Therefore, in order to judge the degree of similarity between the image of the current frame and the image of the previous frame, it is necessary to compare the images in the image block set in the image of the current frame and the image block set in the image of the previous frame. Correlation with images is calculated, and when the correlation between the images is strong, it is assumed that the images are very similar. To calculate the correlation, for example, A i is the signal level of the i-th pixel in the image block set in the image of the previous frame, and the signal level of the i-th pixel in the image block set in the image of the current frame is Assuming that the signal level is B i and the image correlation value between both image blocks is K, the signal level of each corresponding pixel in both image blocks is calculated by the following calculation formula: K = 〓 i (A i - B i ) 2 A squared correlation value is obtained by summing the squared difference values for the entire block.

上述したような従来の順次の2フレームの画像
相互間における画像信号の例えば自乗相関に基づ
く画像動ベクトルの検出方法においては、現フレ
ームの各画像ブロツクのそれぞれに対応して前フ
レームの画像に設定する画像ブロツクの数、した
がつて、前述したシフトベクトルの数を増大させ
れば、それだけ精密に画像ブロツク間の相関関
係、したがつて、実際の画像の動きによく近似し
た動ベクトルを検出することができるが、実時間
で行なう画像処理に実際に使用し得る計算時間の
点で画像ブロツクの数、したがつて、シフトベク
トルの数を無制限に増大させることは無理であ
り、動ベクトルの検出のために設定し得る画像ブ
ロツクは比較的少数に限定される。ここで、相関
の程度を検討すべき画像ブロツク間のシフトベク
トルを見本ベクトルと称し、その見本ベクトルを
実際に動ベクトルが検出される可能性が大きい領
域に設定するようにすれば、相関の程度を検討す
べき見本ベクトルの数は少なくてすむことにな
る。そのために、前述した特開昭54−124927号公
報による「動ベクトル検出方法」においては、一
般に、画像の動きは順次のフレーム間で時間的に
ほぼ連続性を有しているので、前回の相関値計算
により検出した動ベクトルの分だけ、前フレーム
画像中の画像ブロツク群、したがつて、見本ベク
トル全体を画像の動きとは逆にずらせて新たな見
本ベクトルとし、ブロツクシフトによるそれらの
新たな見本ベクトルについて次回の相関値計算を
行なうようにしていた。
In the conventional image motion vector detection method based on, for example, the square correlation of image signals between images of two sequential frames as described above, the image motion vector is set in the image of the previous frame corresponding to each image block of the current frame. The more accurately the number of image blocks to be detected, and therefore the number of shift vectors mentioned above, is increased, the more precisely the correlation between image blocks, and therefore the motion vector that closely approximates the actual image movement, can be detected. However, it is impossible to increase the number of image blocks, and therefore the number of shift vectors, indefinitely in terms of the calculation time that can actually be used for image processing performed in real time. The number of image blocks that can be set for this purpose is limited to a relatively small number. Here, if the shift vector between image blocks whose degree of correlation is to be considered is called a sample vector, and the sample vector is set in an area where there is a high possibility that a motion vector will actually be detected, the degree of correlation can be The number of sample vectors to be considered is small. For this reason, in the above-mentioned "motion vector detection method" disclosed in JP-A-54-124927, since the motion of an image generally has almost continuity in time between successive frames, the correlation between the previous The image blocks in the previous frame image, and therefore the entire sample vector, are shifted in the opposite direction to the image motion by the amount of the motion vector detected by the value calculation to create a new sample vector, and these new sample vectors are created by block shifting. The next correlation value calculation was performed for the sample vector.

上述した従来の動ベクトル検出方法は、少数の
見本ベクトルを用いても実際の画像の動きによく
近似した動ベクトルを検出することができるの
で、実用上極めて効果の大きい動ベクトル検出方
法ではあるが、その反面、通常のテレビジヨン画
像のように本来的に画像の動きが連続している動
画像については上述のように極めて大きい効果が
得られるのに対し、例えばフイルム番組のテレビ
ジヨン画像のように画像の動きに不連続性がある
動画像については、動きが不連続となつた画像ブ
ロツクについてのフレーム間相関値の計算、した
がつて、動ベクトルの検出が円滑に行なわれなく
なる。
The conventional motion vector detection method described above is a motion vector detection method that is extremely effective in practice because it can detect a motion vector that closely approximates the movement of an actual image even by using a small number of sample vectors. On the other hand, as mentioned above, an extremely large effect can be obtained for moving images that inherently have continuous movement, such as ordinary television images, but for example, when it comes to television images from film programs, For moving images in which there is discontinuity in image motion, calculation of interframe correlation values for image blocks whose motion is discontinuous, and therefore motion vector detection, cannot be performed smoothly.

例えば、映画フイルムによる動画像が毎秒24駒
の画像により構成されているのに対してテレビジ
ヨン画像は毎秒30フレーム、すなわち、毎秒60フ
イールドの画像により構成されているので、映画
フイルムとテレビジヨン画像とにおけるかかる毎
秒像数の相違を調整するために、通例、いわゆる
2−3プルダウンを行ない、テレビジヨン画像の
5フイルード周期毎に1回だけ映画フイルムの同
一駒の画像を3フイールド連続して撮像し、その
結果、奇偶いずれかの同一フイールド画像が繰返
して撮像される。したがつて、その繰返し撮像の
際には、順次の奇数フイード相互間もしくは順次
の偶数フイード相互間で動ベクトルを検出すべき
であるにも拘らず、同一画像が繰返された奇数フ
イードもしくは偶数フイードの画像ブロツクに関
しては全見本ベクトルについて自乗相関値が零に
収斂せず、最強相関の比較ブロツクを特定し得な
いために動ベクトルが検出されず、上述したよう
に前回の相関値計算により検出した動ベクトルに
準じて設定した見本ベクトルにつき次回の相関値
計算を行なうようにした動ベクトル検出の過程が
継続的に繰返し中断されてしまうことになり、従
来方法による動ベクトル検出が円滑に行なわれな
い、という問題が生ずる。
For example, moving images from movie film are made up of 24 frames per second, while television images are made up of 30 frames per second, or 60 fields per second. In order to adjust for the difference in the number of images per second, a so-called 2-3 pulldown is usually performed, in which images of the same frame of a motion picture film are continuously captured for three fields only once every five field periods of television images. As a result, the same field image, either odd or even, is repeatedly captured. Therefore, during repeated imaging, although motion vectors should be detected between successive odd-numbered feeds or between successive even-numbered feeds, the same image is repeatedly captured in odd-numbered feeds or even-numbered feeds. Regarding the image block, the squared correlation values for all sample vectors did not converge to zero, and the comparison block with the strongest correlation could not be identified, so the motion vector was not detected, and as described above, it was detected by the previous correlation value calculation. The process of motion vector detection, in which the next correlation value is calculated for a sample vector set according to the motion vector, is continuously and repeatedly interrupted, and motion vector detection using the conventional method cannot be performed smoothly. , a problem arises.

本発明の目的は、上述した従来の問題を解決し
てその欠点を除去し、映画フイルムの撮像におけ
る2−3プルダウンを典型例とする同一フイール
ド画像の継続的な繰返しなどにより部分的に画像
の動きに不連続性があつても、奇偶フイード間な
ど空間的乃至時間的に直近の画像部分を対象とし
た漸近的乃至近似的に検出済みの動ベクトルに基
づいて比較ブロツクのシフトを行ない、所期の動
ベクトル検出を、中断あるいは紊りに変更するこ
となく、安定して円滑に行ない得るようにした画
像動ベクトル検出方法を提供することにある。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional problems and eliminate their drawbacks, and to partially improve image quality by continuously repeating the same field image, a typical example of which is 2-3 pulldown in movie film imaging. Even if there is discontinuity in motion, the comparison block is shifted based on the motion vector that has been detected asymptotically or approximately for the spatially or temporally nearest image part, such as between odd and even feeds, and An object of the present invention is to provide an image motion vector detection method capable of stably and smoothly detecting motion vectors at a certain stage without interrupting or making constant changes.

すなわち、本発明画像動ベクトルの漸近的検出
方法は、順次のフレームの画像毎に、所定の大き
さの画像領域からなる注目ブロツクをそれぞれ設
定し、1フレーム前の先行フレームの画像内にお
ける互いに異なる方向に前記注目ブロツクの当該
フレームの画像内における位置に対応する基準位
置からそれぞれずらして前記注目ブロツクと同形
同大の比較ブロツクを複数個それぞれ設定し、そ
れら複数個の比較ブロツクのうち、前記注目ブロ
ツクに対して最大の相関を有する比較ブロツクを
検出することによつて画像の移動の方向と距離と
を表わす動ベクトルを検出する動ベクトル検出方
法において、前記先行フレームの画像内において
前記注目ブロツクの当該フレームの画像内におけ
る位置に対応する位置から当該注目ブロツクにつ
いて前記先行フレームに関し検出した動ベクトル
とは逆向きに同じ距離だけシフトさせた前記基準
位置の周りに前記複数個の比較ブロツクを設定す
ることによつて当該複数個の比較ブロツクの中か
ら前記注目ブロツクに対して最大の相関を有する
比較ブロツクを検出する確率を増大させるにあた
り、当該注目ブロツクについては前記先行フレー
ムに関して動ベクトルを少なくとも継続的に検出
し得ないときに、当該フレームの画像内において
前記注目ブロツクの位置の近傍に位置した他のブ
ロツクにつき直前に検出した動ベクトルとは逆向
きに同じ距離だけシフトさせた前記基準位置の周
りに前記複数の比較ブロツクをそれぞれ設定する
ようにしたことを特徴とするものである。
That is, in the asymptotic detection method of image motion vectors of the present invention, a block of interest consisting of an image area of a predetermined size is set for each successive frame image, and blocks different from each other in the image of the preceding frame one frame before are set. A plurality of comparison blocks having the same shape and size as the block of interest are set respectively shifted in the direction from a reference position corresponding to the position of the block of interest in the image of the frame concerned, and among the plurality of comparison blocks, In a motion vector detection method that detects a motion vector representing the direction and distance of movement of an image by detecting a comparison block having the maximum correlation with the block of interest, the block of interest is detected in the image of the preceding frame. The plurality of comparison blocks are set around the reference position, which is shifted by the same distance in the opposite direction to the motion vector detected for the preceding frame for the block of interest from a position corresponding to the position of the frame in the image. In order to increase the probability of detecting a comparison block having the maximum correlation with the block of interest from among the plurality of comparison blocks by When the block cannot be continuously detected, the reference position is shifted by the same distance in the opposite direction to the previously detected motion vector for another block located near the position of the block of interest in the image of the frame. The invention is characterized in that the plurality of comparison blocks are set around each of the comparison blocks.

以下に図面を参照して実施例につき本発明を
詳細に説明する。
The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the drawings.

本発明による画像動ベクトルの検出にあたつて
は、各フレームの画像に順次に位置のずれた複数
の注目ブロツクを設定し、それら複数の注目ブロ
ツクのそれぞれについて、1フレーム前の先行フ
レームの画像内に、それぞれ対応して互いに異な
る方向に位置のずれた複数ずつの比較ブロツクを
設定し、それら複数ずつの比較ブロツクのうち、
前記複数の注目ブロツクのそれぞれと最強の相関
を有する比較ブロツクをそれぞれ検出することに
より画像の動ベクトルを検出するようにする点に
おいては、前述した従来の動ベクトル検出方法に
おけると全く同様であるが、見本ベクトルをずら
すための量として、従来の動ベクトル検出方法に
おいては前フレームの画像に関して前回の相関値
計算により検出した当該注目ブロツクについて時
間的に連続性を有して時間的に近接した動ベクト
ルを用いていたのに対して、本発明による漸近的
検出方法においては、同一フレーム内における注
目ブロツクの画像とその近傍に位置した他のブロ
ツクの画像との間には画像の動きに同様の空間的
な連続性があることに着目し、同一フレームの画
像内において当該注目ブロツクの近傍に位置した
空間的に直近の他のブロツクについて検出した動
ベクトルを当該注目ブロツクについて前回検出し
た筈の動ベクトルの替わりに用いるようにした点
が、本発明による漸近的検出方法の従来の動ベク
トル検出方法に対する本質的格段の相違点であ
り、その結果、当該注目ブロツク自体について
は、2−3プルダウンの際などの画像動きの不連
続により直接に動ベクトルを継続して検出し得な
くても、所期の動ベクトル検出を、中断あるいは
紊りに変更することなく、安定して円滑に続行す
ることが可能となる。
In detecting an image motion vector according to the present invention, a plurality of blocks of interest whose positions are sequentially shifted are set in an image of each frame, and for each of these blocks of interest, an image of the preceding frame one frame before is set. A plurality of comparison blocks corresponding to each other and shifted in different directions are set within the block, and among these comparison blocks,
This method is exactly the same as the conventional motion vector detection method described above in that the motion vector of the image is detected by detecting the comparison block having the strongest correlation with each of the plurality of blocks of interest. In the conventional motion vector detection method, as the amount for shifting the sample vector, the amount of temporally adjacent motion that has temporal continuity with respect to the block of interest detected by the previous correlation value calculation with respect to the image of the previous frame is used. Whereas vectors were used, in the asymptotic detection method according to the present invention, there is a difference between the image of the block of interest and the images of other blocks located in its vicinity within the same frame, with similar image movements. Focusing on the fact that there is spatial continuity, the motion vector detected for the spatially nearest block located near the block of interest in the same frame image is calculated from the motion vector that should have been detected previously for the block of interest. The asymptotic detection method of the present invention is essentially different from the conventional motion vector detection method in that it is used instead of a vector.As a result, the block of interest itself is To stably and smoothly continue the intended motion vector detection without interrupting or changing the motion vector, even if the motion vector cannot be directly and continuously detected due to discontinuity of image motion such as when the motion vector is interrupted. becomes possible.

しかして、相関値計算を行なうべき見本ベクト
ルをずらすために用いる動ベクトルとして、本発
明漸近的検出方法においては、画像の動きを検出
すべき当該注目ブロツクになるべく近い位置にあ
る他のブロツクについてすでに検出されている動
ベクトルを用いるのが好適であるから、したがつ
て、上述したように当該フレームにおいて当該注
目ブロツクに隣接した他のブロツクについて検出
済みの動ベクトルを用いるのが一層好適である。
Therefore, in the asymptotic detection method of the present invention, the motion vector used to shift the sample vector for which the correlation value calculation is to be performed is a motion vector that has already been used for another block located as close as possible to the block of interest whose image motion is to be detected. Since it is preferable to use a motion vector that has been detected, it is therefore more preferable to use a motion vector that has already been detected for another block adjacent to the block of interest in the frame, as described above.

なお、実際上は、見本ベクトルの位置をずらせ
るために用いる動ベクトルは、そのときまでにす
でに検出されていなければならないのであるか
ら、通常の走査方式の画像については、すなわ
ち、動ベクトルを検出すべき画像ブロツクの順番
が通常の画像走査の順番乃至方向と同様である場
合には、例えば、当該注目ブロツクの左側、上側
または左右斜め上側に位置する他のブロツクにつ
いてすでに検出されている動ベクトルを用いるこ
とになる。
Note that, in practice, the motion vector used to shift the position of the sample vector must have already been detected by that time, so for normal scanning images, in other words, the motion vector must be detected. If the order of image blocks to be scanned is the same as the order or direction of normal image scanning, for example, the motion vectors that have already been detected for other blocks located to the left, above, or diagonally above the block of interest. will be used.

また、テレビジヨン画像等の動画像において
は、通例、被写体像が左右の方向に動くことが多
く、したがつて、動きの方向に沿う左側に隣接し
た他のブロツクについて検出された動ベクトルを
用いるよりも、動きの方向に直交する上側に隣接
した他のブロツクについて検出された動ベクトル
を見本ベクトルの設定に用いる方が、当該注目ブ
ロツクについての実際の動ベクトルによく近似し
た動ベクトルの検出を行なうことができるので、
一層好適である。
In addition, in moving images such as television images, the subject image usually moves left and right, so the motion vector detected for another block adjacent to the left along the direction of movement is used. It is better to use the motion vectors detected for other upper adjacent blocks orthogonal to the direction of motion to set the sample vector, because it is possible to detect a motion vector that closely approximates the actual motion vector for the block of interest. Because it can be done,
This is even more suitable.

つぎに、上述のように漸近的に動ベクトルを検
出するようにした本発明方法による画像動ベクト
ル検出装置の構成例を第1図に示し、現フレーム
の画像を区分する複数ブロツクの配列、すなわ
ち、アドレスの付し方の例を第2図に示して、本
発明による動ベクトル検出のための回路装置の動
作を説明する。
Next, an example of the configuration of an image motion vector detection device according to the method of the present invention, which detects motion vectors asymptotically as described above, is shown in FIG. 1. , an example of how to assign addresses is shown in FIG. 2, and the operation of the circuit device for detecting a motion vector according to the present invention will be explained.

第1図に示す構成の動ベクトル検出装置におい
ては、入力端子からの入力画像信号を、まず、フ
レームメモリ1およびバツフアメモリ2にそれぞ
れ動ベクトル検出に必要な量だけ順次に入替えて
書込むのであるが、各メモリに対する画像信号の
書込みは、順次の画素信号を順次のメモリアドレ
スに書込むようにした、いわゆるシーケンシヤル
アドレス方式によつて行ない、画面上の画素信号
の位置とその画素信号を書込んだメモリアドレス
とが対応するようにして画像信号を書込む。つい
で、動き検出のために各画素信号を読出すに当
り、アドレス発生器5により発生させたアドレス
信号を各メモリに供給する際に、現フレームの画
像信号を書込んだバツフアメモリ2に対してはア
ドレス発生器5からの注目ブロツクの位置を示す
アドレス信号をそのまま供給し、前フレームの画
像信号を少なくとも後半フイードの分だけ現フレ
ームの画像信号とともに書込んであるフレームメ
モリ1に対しては、アドレス発生器5からの上述
したアドレス信号と見本ベクトル発生器8により
発生させた各比較ブロツクの設定位置を示す見本
ベクトル信号とを加算器10において加算し、つ
いで、ブロツクアドレス発生器6によつて注目ブ
ロツクのアドレス信号をその注目ブロツクからの
位置ずれ分だけ修正したブロツクアドレス信号で
動ベクトルメモリ7をアクセスして読出した近傍
の他のブロツク、例えば直上のブロツクについて
前回検出済みの動ベクトル信号と上述した加算器
10の加算出力とを加算器9において加算し、そ
の加算出力を前フレームの画像信号読出しのメモ
リアドレスとして供給する。したがつて、フレー
ムメモリ1に供給する前フレーム画像読出し用メ
モリアドレスは、見本ベクトル発生器8からの見
本ベクトルを動ベクトルメモリ7からの隣接ブロ
ツクについて検出済みの動ベクトルの分だけずら
した量だけ、バツフアメモリ2に供給したメモリ
アドレスとはずれたメモリアドレスとなる。
In the motion vector detection device having the configuration shown in FIG. 1, the input image signal from the input terminal is first exchanged and written into the frame memory 1 and the buffer memory 2 by the amount necessary for motion vector detection, respectively. Image signals are written to each memory using the so-called sequential addressing method, in which sequential pixel signals are written to sequential memory addresses. The image signal is written so that it corresponds to the memory address. Next, when reading each pixel signal for motion detection, when supplying the address signal generated by the address generator 5 to each memory, the buffer memory 2 into which the image signal of the current frame has been written is The address signal to which the address signal indicating the position of the block of interest from the address generator 5 is supplied is supplied as is, and the image signal of the previous frame has been written together with the image signal of the current frame for at least the second half of the feed. The above-mentioned address signal from the generator 5 and the sample vector signal generated by the sample vector generator 8 indicating the set position of each comparison block are added in the adder 10, and then the block address generator 6 adds the sample vector signal generated by the sample vector generator 8 to The motion vector memory 7 is accessed and read using the block address signal obtained by correcting the address signal of the block by the positional deviation from the block of interest, and the previously detected motion vector signal and the above-described motion vector signal of other nearby blocks, for example, the block immediately above, are read out. The added output of the adder 10 is added in the adder 9, and the added output is supplied as a memory address for reading out the image signal of the previous frame. Therefore, the memory address for reading the previous frame image supplied to the frame memory 1 is an amount obtained by shifting the sample vector from the sample vector generator 8 by the amount of motion vectors already detected for adjacent blocks from the motion vector memory 7. , the memory address is different from the memory address supplied to the buffer memory 2.

なお、動ベクトルメモリ7は、例えば第2図に
示すブロツク配列における順次の複数行の各ブロ
ツクについて検出した動ベクトル信号を順次に蓄
積するだけのメモリ容量を有しており、アドレス
発生器5の制御のもとに、現在動ベクトルの検出
を行なおうとしているバツフアメモリ2内の現フ
レームの画像ブロツクが属する行の直前に位置す
る行の隣接ブロツクのブロツクアドレスをブロツ
クアドレス発生器6から動ベクトルメモリ7に供
給し、動ベクトルメモリ7に蓄積してある出力動
ベクトル信号中から、そのブロツクアドレスに対
応する直前の行の隣接ブロツクについて検出済み
の動ベクトル信号を読出すようにする。
The motion vector memory 7 has a memory capacity sufficient to sequentially store motion vector signals detected for each block in a plurality of sequential rows in the block arrangement shown in FIG. Under the control, the block address of the adjacent block in the row located immediately before the row to which the image block of the current frame in the buffer memory 2 for which the current motion vector is to be detected is inputted to the motion vector from the block address generator 6. From among the output motion vector signals supplied to the memory 7 and stored in the motion vector memory 7, the detected motion vector signals for the adjacent block in the immediately previous row corresponding to the block address are read out.

本発明方法による改良の対象とした従来方法に
よる画像動ベクトル検出装置においては、ブロツ
クアドレス発生器6を備えず、アドレス発生器5
からの注目ブロツクのアドレス信号を直接に動ベ
クトルメモリ7に印加し、注目ブロツクについて
前回検出済みの動ベクトル信号を読出して加算器
10の加算出力に加算するようにしており、画像
の動きの不連続により、注目ブロツクについて前
回検出済みの動ベクトル信号が得られない場合に
は、動ベクトル検出の過程が中断されざるを得な
かつた。
The image motion vector detection device according to the conventional method, which is the object of improvement by the method of the present invention, does not include the block address generator 6, and the address generator 5
The address signal of the block of interest from is applied directly to the motion vector memory 7, and the previously detected motion vector signal of the block of interest is read out and added to the addition output of the adder 10, thereby eliminating the influence of image motion. Due to the continuity, if the previously detected motion vector signal for the block of interest cannot be obtained, the motion vector detection process has to be interrupted.

上述のようにして、バツフアメモリ2およびフ
レームメモリ1に相互間の相関値を検討すべきそ
れぞれのブロツクを指定するメモリアドレス信号
を供給してそれぞれ読出した現フレームおよび1
フレーム前の先行フレームの画像信号を相関計算
部3に供給し、例えば従来技術に関連して前述し
た演算式により自乗相関値を求めるなどしてブロ
ツク相互間の相関値を計算し、その計算の結果得
られた各比較ブロツクについての相関値を最大判
定器4に供給して最強の相関が得られた比較ブロ
ツクの位置から順次のブロツク毎の動ベクトルを
検出する。
As described above, the buffer memory 2 and the frame memory 1 are supplied with memory address signals specifying the respective blocks whose mutual correlation values are to be examined, and the current frame and frame memory 1 are respectively read out.
The image signal of the preceding frame before the frame is supplied to the correlation calculation unit 3, and the correlation value between the blocks is calculated by, for example, calculating the squared correlation value using the arithmetic formula described above in connection with the prior art, and the correlation value between the blocks is calculated. The resulting correlation values for each comparison block are supplied to a maximum determiner 4, and the motion vector for each block is sequentially detected from the position of the comparison block where the strongest correlation is obtained.

しかして、前述したように、同一フレームの画
像において動ベクトルを検出すべき画像ブロツク
の直上に隣接する画像ブロツクについてすでに検
出した動ベクトルを用いて当該画像ブロツクの動
ベクトルを検出するようにした本発明動ベクトル
の漸近的検出方法においては、第2図に示すブロ
ツク配列における最上段の各ブロツクについて
は、そのフレームにおいてすでに検出された動ベ
クトルが存在しないのであるから、直上に隣接す
るブロツクについて検出済みの動ベクトルを利用
することができない。したがつて、最上段のブロ
ツクについて本発明を適用するには、準拠すべき
検出済み動ベクトルが零ベクトルであるとする
か、あるいは、1フレーム前の先行フレームの画
像における最上段のブロツクについて検出ずみの
動ベクトルを用いて当該ブロツクの動ベクトルを
検出するようにするが、後者の方がより適切な動
ベクトル検出を行ない得ることは自明である。し
かし、いずれにしても、画面の最上段もしくは第
2段目に存在するブロツクについては、画面の中
央部におけるように、動ベクトルを検出すべきブ
ロツクの周囲、特に、直上方向に隣接するブロツ
クを必要に応じて十分に設定することができず、
したがつて、正確な動ベクトルの検出は行なえな
いが、その不正確さの画面全体に及ぼす影響は少
なく、実用上は無視することができる。
Therefore, as mentioned above, the present invention detects the motion vector of an image block using the motion vector already detected for the image block directly above the image block whose motion vector is to be detected in the same frame image. In the inventive motion vector asymptotic detection method, since there is no motion vector already detected in the frame for each block at the top of the block array shown in FIG. Unable to use previously used motion vectors. Therefore, in order to apply the present invention to the block at the top, it is assumed that the detected motion vector to be followed is a zero vector, or the motion vector detected for the block at the top in the image of the preceding frame one frame before is assumed. Although the motion vector of the block is detected using the motion vector of the previous block, it is obvious that the latter method allows for more appropriate motion vector detection. However, in any case, for blocks existing at the top or second stage of the screen, the motion vectors are detected around the block, especially the blocks immediately above it, such as in the center of the screen. It is not possible to configure it sufficiently according to your needs,
Therefore, although accurate motion vector detection cannot be performed, the influence of the inaccuracy on the entire screen is small and can be ignored in practice.

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、テレビジヨン画像などの動画像について、そ
の画像の動きに不連続なところがあつても、連続
的な動きに対するのとほぼ同様の正確な動ベクト
ルの検出を行なうことができる、という顕著な効
果が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, even if there is a discontinuous part in the movement of a moving image such as a television image, it is possible to achieve almost the same accurate movement as for continuous movement. A remarkable effect is obtained in that vector detection can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法による画像動ベクトル検出
装置の構成例を示すブロツク線図、第2図は画像
を区分したブロツクの配列の態様を示す線図であ
る。 1…フレームメモリ、2…バツフアメモリ、3
…相関計算部、4…最大判定器、5…アドレス発
生器、6…ブロツクアドレス発生器、7…動ベク
トルメモリ、8…見本ベクトル発生器、9,10
…加算器。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an image motion vector detecting apparatus according to the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of blocks into which an image is divided. 1...Frame memory, 2...Buffer memory, 3
...Correlation calculation unit, 4...Maximum judger, 5...Address generator, 6...Block address generator, 7...Movement vector memory, 8...Sample vector generator, 9, 10
...Adder.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 順次のフレームの画像毎に、所定の大きさの
画像領域からなる注目ブロツクをそれぞれ設定
し、1フレーム前の先行フレームの画像内におけ
る互いに異なる方向に前記注目ブロツクの当該フ
レームの画像内における位置に対応する基準位置
からそれぞれずらして前記注目ブロツクと同形同
大の比較ブロツクを複数個それぞれ設定し、それ
ら複数個の比較ブロツクのうち、前記注目ブロツ
クに対して最大の相関を有する比較ブロツクを検
出することによつて画像の移動の方向と距離とを
表わす動ベクトルを検出する動ベクトル検出方法
において、前記先行フレームの画像内において前
記注目ブロツクの当該フレームの画像内における
位置に対応する位置から当該注目ブロツクについ
て前記先行フレームに関し検出した動ベクトルと
は逆向きに同じ距離だけシフトさせた前記基準位
置の周りに前記複数個の比較ブロツクを設定する
ことによつて当該複数個の比較ブロツクの中から
前記注目ブロツクに対して最大の相関を有する比
較ブロツクを検出する確率を増大させるにあた
り、当該注目ブロツクについては前記先行フレー
ムに関して動ベクトルを少なくとも継続的に検出
し得ないときに、当該フレームの画像内において
前記注目ブロツクの位置の近傍に位置した他のブ
ロツクにつき直前に検出した動ベクトルとは逆向
きに同じ距離だけシフトさせた前記基準位置の周
りに前記複数の比較ブロツクをそれぞれ設定する
ようにしたことを特徴とする画像動ベクトルの漸
近的検出方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の検出方法におい
て、前記注目ブロツクの位置の真上に近接して位
置するブロツクを前記他のブロツクとしたことを
特徴とする画像動ベクトルの漸近的検出方法。
[Scope of Claims] 1. A block of interest consisting of an image area of a predetermined size is set for each successive frame image, and the corresponding block of interest is set in different directions within the image of the preceding frame one frame before. A plurality of comparison blocks having the same shape and size as the block of interest are set respectively shifted from a reference position corresponding to the position of the frame in the image, and among the plurality of comparison blocks, the block with the largest size relative to the block of interest is set. In the motion vector detection method of detecting a motion vector representing the direction and distance of movement of an image by detecting correlated comparison blocks, the block of interest in the image of the preceding frame is detected in the image of the current frame. By setting the plurality of comparison blocks around the reference position, which is shifted by the same distance in the opposite direction to the motion vector detected for the preceding frame for the target block from the position corresponding to the position, the plurality of comparison blocks are set. In order to increase the probability of detecting a comparison block having the maximum correlation with the block of interest from among the comparison blocks of interest, it is determined that the motion vector of the block of interest cannot be detected at least continuously with respect to the preceding frame. Sometimes, the plurality of comparisons are performed around the reference position shifted by the same distance in the opposite direction to the previously detected motion vector for other blocks located near the position of the block of interest in the image of the frame. A method for asymptotic detection of image motion vectors, characterized in that blocks are set individually. 2. An asymptotic method for detecting an image motion vector according to claim 1, characterized in that a block located directly above and close to the position of the block of interest is used as the other block.
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