JPH04227184A - Motion vector evaluator - Google Patents

Motion vector evaluator

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JPH04227184A
JPH04227184A JP3223063A JP22306391A JPH04227184A JP H04227184 A JPH04227184 A JP H04227184A JP 3223063 A JP3223063 A JP 3223063A JP 22306391 A JP22306391 A JP 22306391A JP H04227184 A JPH04227184 A JP H04227184A
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motion vector
increment
evaluation device
candidate
estimated
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Haan Gerard De
ヘラルド デュ ハーン
Feihen Hendrik
ヘンドリック フエイヘン
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Abstract

PURPOSE: To quickly, accurately, and stably obtain estimated values by adding a candidate motion vector generator to the already known system. CONSTITUTION: A delaying element 16 forms a delayed output motion vector constituting an estimated vector and a candidate motion vector generator 18 connected to the element 16 computes at least first and second candidate motion vectors by adding very small increments to the estimated vector. A matching deciding means 14 feeds back the candidate motion vectors to the generator 18 through the element 16. The first increment is added to the estimated motion vector in a first selected direction and, at the same time, the second increment having a different value than the first increment has is added to the estimated motion vector in a second selected direction. When this means is used, quick convergence and accurate and stable results can be synthesized with a correct value by means of one estimator without increasing the number of actuating times per pixel.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はビデオ画像における動き
ベクトル評価装置、特に標準変換方式に対する動きベク
トル評価装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion vector evaluation device for video images, and more particularly to a motion vector evaluation device for standard conversion methods.

【0002】0002

【従来の技術】動きベクトルは例えば2つの入力フィー
ルド間に内挿すべきフィールドに占められるビデオ画像
の1部分(一般に極めて僅かの部分)の位置を推定する
ために用いる。この場合の処理は送信端および/または
受信端で行うことができ、画像の1部分(ここではブロ
ックと称する)はできるだけ小さな単一画素とするか、
または互いに隣接する複数の画素とすることができる。 一般に、所定のブロックに対しては、推定ベクトル、例
えば、前のブロックからの動きベクトルを設け、第2フ
ィールドの推定区域を中心とする探索を行って第1フィ
ールドのブロックの画素値に対する第2フィールドの1
ブロック全体の画素値の最良の整合を見いだし得るよう
にする。成分に基づく反復を有するかかるシステムはI
EEE,SMPTE等のスポンサーによるプロシーディ
ングス  オブ  ザ  サード  インターナショナ
ル  ワークシップ  オン  HDTV、1989年
、トリノにおいてヘラルド  デ  ハーンおよびハン
ク  ホイヘンが発表した文献“ニュー  アルゴリズ
ム  フォー  モーション  エスティメイション”
に記載されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Motion vectors are used, for example, to estimate the position of a portion (generally a very small portion) of a video image occupied by a field to be interpolated between two input fields. The processing in this case can be done at the transmitting end and/or at the receiving end, where a portion of the image (referred to here as a block) is a single pixel as small as possible, or
Alternatively, the pixels may be a plurality of pixels adjacent to each other. Generally, for a given block, an estimated vector, e.g., a motion vector from a previous block, is provided, and a search centered on the estimated area of the second field is performed to determine the second field 1
Enables finding the best match of pixel values across blocks. Such a system with iterations based on the components I
A document entitled “New Algorithms for Motion Estimation” presented by Gerard de Haan and Hank Huygen in Turin, 1989, Proceedings of the Third International Workship on HDTV, sponsored by EEE, SMPTE, etc.
It is described in.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】また、この文献には2
次元コンバージェンス構成をも含まれている。この文献
の内容を以下に詳細に示し、上記システムは制限された
探索区域を有し、安定な推定値を得るように提案されて
いるがコンバージェンス速度は改善させることができる
[Problem to be solved by the invention] Also, this document contains two
Dimensional convergence configurations are also included. The contents of this document are detailed below, and the above system is proposed to have a limited search area and obtain stable estimates, but the convergence speed can be improved.

【0004】本発明の目的は既知のシステムの安定性は
維持するがコンバージェンスの速度は増大し得るように
した上述した種類の動きベクトル評価装置を提供せんと
するにある。
It is an object of the invention to provide a motion vector estimation device of the above-mentioned type, which maintains the stability of the known system, but allows the speed of convergence to be increased.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は所定フィールド
のブロックの画素値を、この所定フィールドの関連する
ブロックに対して、出力動きベクトルの成分を構成する
xおよびy値だけシフトされた前のフィールドのブロッ
クの画素値に整合するブロック整合動きベクトル評価装
置であって、推定ベクトルを構成する遅延出力動きベク
トルを形成する遅延素子と、この遅延素子に接続され、
前記推定ベクトルに僅かなインクレメントを加えて少な
くとも第1および第2候補動きベクトルを発生する候補
動きベクトル発生器と、これら候補動きベクトルから出
力動きベクトルを選択する選択回路とを具える動きベク
トル評価装置において、前記候補動きベクトル発生器は
第1インクレメントを前記推定動きベクトルに第1の選
択方向に追加するとともに前記第1のインクレメントと
は異なる値を有する第2のインクレメントを前記推定動
きベクトルに第2の選択方向に追加するようにしたこと
を特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides that the pixel values of a block of a given field are shifted relative to the associated block of the given field by the x and y values that constitute the components of the output motion vector. A block-matched motion vector estimator for matching pixel values of blocks of a field, comprising: a delay element for forming a delayed output motion vector constituting an estimated vector;
A motion vector evaluation comprising: a candidate motion vector generator for generating at least first and second candidate motion vectors by adding small increments to the estimated vector; and a selection circuit for selecting an output motion vector from the candidate motion vectors. In the apparatus, the candidate motion vector generator adds a first increment to the estimated motion vector in a first selected direction and a second increment having a different value than the first increment to the estimated motion vector. A feature is that the vector is added in the second selection direction.

【0006】[0006]

【作用】かかる手段によれば、大きな更新長さ、即ち、
正しい値に対する迅速なコンバージェンスと、短い更新
長さ、即ち、正確かつ安定な結果とを、画素当たりの作
動数を増大させることなく、1つの推定器で合成させ得
る利点がある。
[Operation] According to this means, a large update length, that is,
There is the advantage that fast convergence to the correct value and short update length, ie accurate and stable results, can be combined in one estimator without increasing the number of operations per pixel.

【0007】[0007]

【実施例】本発明および上記文献の動きベクトル推定方
法を実施するに好適な動きベクトル推定器の基本ブロッ
ク図を図1に示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a basic block diagram of a motion vector estimator suitable for implementing the present invention and the motion vector estimation method of the above-mentioned document.

【0008】図1において内挿入力信号を低域通過フィ
ルタ10でフィルタ処理する。この低域通過フィルタ1
0の出力信号をフィールド遅延素子12および最良の整
合を決定する段14に供給する。この最良整合決定段1
4の出力はベクトルまたはベクトル成分であり、これに
より第1および第2フィールドにおけるブロックの画素
値の最良の整合を得るようにする。例えばこの最良の整
合は、全ブロックに亘る画素値または同様の基準で取出
した最低平均二乗誤差を比較する際、最小平均絶対値の
差を生ぜしめる整合とすることができる。また、図1に
示すように最良の整合を生ぜしめるベクトルまたはベク
トル成分を遅延素子16を経てフィードバックし次のブ
ロックに対する推定プログラムを構成し得るようにする
。既知の回路では、最良の整合を決定する探索を推定位
置から+xおよび−x方向並びに+yおよび−y方向に
等距離に位置する4つのブロックに対して行う。換言す
れば、候補動きベクトルDiは次表により規定すること
ができる。
In FIG. 1, the interpolation input signal is filtered by a low pass filter 10. This low pass filter 1
A zero output signal is provided to field delay element 12 and stage 14 for determining the best match. This best matching determination stage 1
The output of 4 is a vector or vector component, so as to obtain the best match of the pixel values of the blocks in the first and second fields. For example, the best match may be the match that yields the smallest mean absolute value difference when comparing the lowest mean squared errors taken on pixel values across the entire block or similar criteria. Also, as shown in FIG. 1, the vector or vector component that produces the best match is fed back through the delay element 16 so that an estimation program for the next block can be constructed. In the known circuit, a search to determine the best match is performed over four blocks equidistant from the estimated position in the +x and -x directions and in the +y and -y directions. In other words, the candidate motion vector Di can be defined by the following table.

【0009】 表1 Di1=Di−1+L*xu Di2=Di−1+L*xu Di3=Di−1+L*yu Di4=Di−1+L*yu Di−1=遅延素子16により得られた推定ベクトルx
u=x軸の単位ベクトル yu=y軸の単位ベクトル L=更新長さ(整数値)
Table 1 Di1=Di-1+L*xu Di2=Di-1+L*xu Di3=Di-1+L*yu Di4=Di-1+L*yu Di-1=Estimated vector x obtained by delay element 16
u = x-axis unit vector yu = y-axis unit vector L = update length (integer value)

【0010】エラー値は例えば前記平均絶対値の差(M
AD)規準を用いるこれら候補ベクトルに割当てるよう
にする。 誤差(Di)=MAD=ΣxΣy|sk(x)−sk−
1(x−di)|また、平均二乗誤差(MSE)規準 誤差(Di)=MSE−ΣxΣy(sk(x)−sk−
1(x−di))2ここにsk(x):位置xにおける
現在のフィールドの信号値sk−1(x):位置xにお
ける前のフィールドの信号値xおよびy:それぞれ水平
および垂直ブロックの大きさ
The error value is, for example, the difference (M
AD) Assign to these candidate vectors using criteria. Error (Di) = MAD = ΣxΣy | sk(x)-sk-
1(x-di) | Also, mean square error (MSE) standard error (Di) = MSE-ΣxΣy(sk(x)-sk-
1(x-di))2 where sk(x): signal value of the current field at position x sk-1(x): signal value of the previous field at position x x and y: of the horizontal and vertical blocks, respectively. size

【0011】候補ベクトル計算段18により得た候補動
きベクトルDiの各々に対して、従って例えば平均絶対
値の差または平均二乗誤差は、候補動きベクトルに従っ
て推移された到来データの位置および到来ブロックの画
素値に対応する位置においてブロックの画素値間で計算
する。誤差の計算および計算された誤差の決定は段14
に生じた最小値とする。
For each of the candidate motion vectors Di obtained by the candidate vector calculation stage 18, the difference in mean absolute value or mean squared error is therefore determined by the position of the incoming data and the pixels of the incoming block shifted according to the candidate motion vector. Calculate between the pixel values of the block at the positions corresponding to the values. The calculation of the error and the determination of the calculated error are performed at stage 14.
The minimum value that occurs in

【0012】最小誤差を発生する動きベクトルは信号処
理段20で低域通過フィルタ処理する。既知のシステム
は+xおよび−x方向並びに+yおよび−y方向におけ
る対称更新を考慮すること明らかである。
The motion vector producing the minimum error is low-pass filtered in signal processing stage 20. It is clear that known systems allow for symmetric updates in the +x and -x directions as well as in the +y and -y directions.

【0013】上記文献では、個別のコンバージェンス方
向を用いることが示唆されている。ここに云うコンバー
ジェンス方向とは1ブロックの出力に関連するベクトル
を他のブロックに対する推定ベクトルとして用いる方向
であると規定する。画素の各ブロックは図2に示すよう
に2つのサブサンプルブロックに細分割する。第1のサ
ブサンプルされたブロックは1で表わされるサンプルの
みを示し、かつ、第2のサブサンプルされたブロックは
2で表わされるサンプルを示す。これがため、画素当た
りの作動の総数は不変の儘であるが、2つのサブサンプ
ルされたブロックに対するコンバージェンス方向は相違
する。従って最小のブロックエラーを発生する合成ベク
トルは完全なブロックに対して割当てられる。かように
2つのサブサンプルブロックを用いることは、図1の回
路が1サンプルに対して1つの配列および2サンプルに
対して1つの配列を重複させることを意味する。次の記
載においてはこの可能な変更を無視する。
[0013] The above document suggests the use of separate convergence directions. The convergence direction referred to here is defined as a direction in which a vector related to the output of one block is used as an estimated vector for another block. Each block of pixels is subdivided into two sub-sample blocks as shown in FIG. The first subsampled block shows only samples marked 1, and the second subsampled block shows samples marked 2. Thus, the total number of actuations per pixel remains unchanged, but the convergence directions for the two subsampled blocks are different. Therefore, the composite vector that produces the least block error is assigned to the complete block. Using two subsample blocks in this manner means that the circuit of FIG. 1 overlaps one array for one sample and one array for two samples. This possible modification will be ignored in the following description.

【0014】本発明の原理によれば、候補ベクトル計算
段18において、少なくとも1つの候補ベクトルDiの
更新長さLを少なくとも1つの他の候補ベクトルの更新
長さとは相違させる。
According to the principles of the invention, in the candidate vector calculation stage 18, the update length L of at least one candidate vector Di is made different from the update length of at least one other candidate vector.

【0015】本発明動きベクトル評価装置の1例では、
2つの非対称更新群を設け、これらを変換ラインに沿っ
て奇数および偶数ブロックに対して相違させるのが好適
である。好適には、第2の更新群を第1の更新群のミラ
ー像とする。これを次の表2で示すように表わす。
In one example of the motion vector evaluation device of the present invention,
Preferably, there are two asymmetric update groups and these are different for odd and even blocks along the transform line. Preferably, the second update group is a mirror image of the first update group. This is expressed as shown in Table 2 below.

【0016】 表2 Di1o=Di−1+L1*xu Di2o=Di−1−L2*xu Di3o=Di−1+L1*yu Di4o=Di−1−L2*yu Di1e=Di−1+L1*xu Di2e=Di−1−L2*xu Di3e=Di−1+L1*yu Di4e=Di−1−L2*yu Dio=奇数ブロックに対する候補ベクトルDie=偶
数ブロックに対する候補ベクトルDi−1=遅延装置に
より得られた推定ベクトルxu=x軸の単位ベクトル yu=y軸の単位ベクトル Ln=更新長さ(整数値) 例えばL1は小さく(例えば、1)、L2は大きく(例
えば、3)することができる。
Table 2 Di1o=Di-1+L1*xu Di2o=Di-1-L2*xu Di3o=Di-1+L1*yu Di4o=Di-1-L2*yu Di1e=Di-1+L1*xu Di2e=Di-1- L2*xu Di3e=Di-1+L1*yu Di4e=Di-1-L2*yu Dio=Candidate vector for odd blocks Die=Candidate vector for even blocks Di-1=Estimated vector obtained by delay device xu=X-axis Unit vector yu=y-axis unit vector Ln=update length (integer value) For example, L1 can be small (for example, 1) and L2 can be large (for example, 3).

【0017】所定値に対し得られた探索区域を図3に示
し、奇数番目のブロックに対する探索区域をAで示し、
偶数番目のブロックに対する探索区域をBで示す。上記
表によれば現在の好適な実施例を得ることができる。し
かし、単位ベクトルxuおよびyuは互いに直角とする
必要はなく、L2ファクタを有する候補ベクトルをL1
ファクタを有する候補ベクトルに対し180゜とする必
要もない。
The search area obtained for a given value is shown in FIG. 3, and the search area for odd-numbered blocks is denoted by A.
The search area for even blocks is denoted by B. According to the table above, the presently preferred embodiment can be obtained. However, the unit vectors xu and yu need not be perpendicular to each other, and the candidate vector with L2 factor can be defined as L1
There is also no need for a 180° angle for candidate vectors with factors.

【0018】更に、xおよびy方向における更新長さを
等しくしないようにする。図3に示す探索戦略はいまだ
適用し、種々の単位ベクトルがxおよびy方向にそれぞ
れ用いられるものとする。例えば、単位ベクトルはx方
向に1画素距離を有し、y方向に2画素距離を有する。
Furthermore, the update lengths in the x and y directions are not equal. The search strategy shown in FIG. 3 still applies, assuming that different unit vectors are used in the x and y directions, respectively. For example, a unit vector has a distance of 1 pixel in the x direction and a distance of 2 pixels in the y direction.

【0019】本発明動きベクトル評価装置の概略を図4
に示す。本例でも図1に示す所と同様の低域通過フィル
タ10およびフィールド遅延装置12を用いる。しかし
、図4のブロック18に対応するブロック18’は4つ
のブロックDi1,Di2,Di3およびDi4の代わ
りに、8つのブロック、即ち、奇数および偶数ブロック
、特に図1のブロックの各々に対し異なる他の遅延素子
を具える。
FIG. 4 schematically shows the motion vector evaluation device of the present invention.
Shown below. This example also uses the same low-pass filter 10 and field delay device 12 as shown in FIG. However, instead of the four blocks Di1, Di2, Di3 and Di4, the block 18' corresponding to the block 18 of FIG. delay element.

【0020】図5につき詳細に示すように、奇数番目の
ブロックに対し図3Aに示す探索パターンから取出した
画素値は図4のブロック18’の出力側に“0”で示す
ラインに現われる。これらのラインをマルチプレクサ4
0に接続して供給し、このマルチプレクサによって、端
子42に供給される信号の制御のもとで、奇数ブロック
に対しては“o“入力を選択し、偶数ブロックに対して
は“e”入力を選択する。これがため、ブロック18’
の“o”出力側のこれら信号はライン44a−44dに
現れ、次いで端子15で最良に整合したブロック14に
供給される信号の現在値と比較する。従来技術の場合の
ように、ライン44a−44dを経て供給される画素値
と端子15に供給される画素値との絶対差を決め、最小
の差で画素値を発生する方向を出力ベクトルとして選択
し、次のブロックに対しては推定ベクトルとして選択す
る。ブロック18’にoおよびeで示すように奇数およ
び偶数ブロックはコンバージェンス方向に交互のブロッ
クで示す。
As shown in detail with respect to FIG. 5, the pixel values taken from the search pattern shown in FIG. 3A for odd-numbered blocks appear on the line labeled "0" at the output of block 18' in FIG. Multiplexer 4 these lines
This multiplexer selects the "o" input for odd blocks and the "e" input for even blocks under the control of the signal provided at terminal 42. Select. This causes block 18'
These signals at the "o" outputs of the circuit appear on lines 44a-44d and are then compared with the current value of the signal applied to the best matched block 14 at terminal 15. As in the prior art, the absolute difference between the pixel value supplied via lines 44a-44d and the pixel value supplied to terminal 15 is determined, and the direction that produces the pixel value with the smallest difference is selected as the output vector. Then, it is selected as the estimated vector for the next block. The odd and even blocks are shown alternating in the convergence direction as indicated by o and e in block 18'.

【0021】動き推定の最大の問題の1つは可動格子ド
アのような可動周期構体を有する物体の実際の動きを示
す動きベクトルを得る必要があることである。画像にお
いて格子ドアのバーが例えば一方から他方に14画素位
置する場合には+6画素の動きベクトルが−8画素の動
きベクトルにできるだけ近付くことは明らかである。し
かし、これらの動きベクトルは、これを用いて2つの現
在の画像間の中間画像を補間する場合には真の動きを示
すベクトルを有するのが重要である。
One of the biggest problems in motion estimation is the need to obtain motion vectors that represent the actual motion of an object having a movable periodic structure, such as a movable lattice door. It is clear that if the bar of the grid door is located in the image, for example, 14 pixels from one side to the other, the motion vector of +6 pixels will be as close as possible to the motion vector of -8 pixels. However, it is important that these motion vectors represent the true motion if they are to be used to interpolate an intermediate image between two current images.

【0022】本発明の次の例では、構体が明確な境界を
有する場合に周期的な構体の性能を改善することができ
る。アルゴリズムが可動(周期的)物体の境界でコンバ
ージェンスを開始するにつれて、改善された空間調和の
とれた動き推定アルゴリズムを保証し、従ってこの境界
でのコンバージェンス後、他のベクトルを選択しない。 この改善された空間調和は更新長さに依存する候補ベク
トルの選択に“ペナルティ”を加えることによって達成
することができる。かかるペナルティとは候補ベクトル
の整合エラーに或る量をブロック14によって加えるこ
とにある。例えば、推定ベクトル自体は整合エラーでペ
ナルティを受けず、長さ1の小さな水平更新は10ユニ
ットのペナルティを受け、長さ5の大きな水平更新は5
0ユニットのペナルティを受け、長さ2の垂直更新は2
0ユニットのペナルティを受ける。ヨーロッパ特許出願
EP−A 0,415,491号に記載されているよう
に、前のフィールドからの一時的な候補ベクトルをも用
いる場合には、かかる一時的な候補ベクトルは10ユニ
ットのペナルティを受ける。これらのユニットは8ビッ
トの輝度量子化を有する16画素のブロックにおいて1
6×255=4080ユニットの最大値を有する整合エ
ラーに関連する。
In the next example of the invention, the performance of periodic structures can be improved when the structures have sharp boundaries. As the algorithm starts to converge at the boundary of a moving (periodic) object, it ensures an improved spatially harmonious motion estimation algorithm and therefore does not select other vectors after convergence at this boundary. This improved spatial harmonization can be achieved by adding a "penalty" to the selection of candidate vectors that depends on the update length. Such a penalty consists in adding an amount by block 14 to the alignment error of the candidate vector. For example, the estimated vector itself is not penalized for alignment errors, a small horizontal update of length 1 is penalized by 10 units, and a large horizontal update of length 5 is penalized by 5 units.
Vertical updates of length 2 are penalized by 0 units, and vertical updates of length 2 are
Take a penalty of 0 units. As described in European Patent Application EP-A 0,415,491, if temporary candidate vectors from previous fields are also used, such temporary candidate vectors are subject to a penalty of 10 units. . These units are 1 in a block of 16 pixels with 8-bit luminance quantization.
Associated with alignment errors with a maximum value of 6 x 255 = 4080 units.

【0023】上述した例では更新長さおよび/またはペ
ナルティは空間周波数に依存する。高度にディテールな
区域においては短い更新が好適である。特に、水平傾度
を用いて水平更新長さおよび/またはこれに課せられる
ペナルティを制御し、かつ垂直傾度を用いて垂直更新長
さおよび/またはこれに課せられるペナルティを制御し
て、ディテール区域において、選択するために大きな更
新長さを有する候補ベクトルは短い更新長さを有する候
補ベクトルよりも充分低い整合エラーを有する。ディテ
ールの量を決めるために、2つの隣接画素間の差の絶対
値を各々8画素毎に一回決めるようにする。次いで、か
くして得た絶対差を巡回フィルタに供給して雑音を減少
し、ディテール区域が或る最小程度以上となる際のみ動
き推定器の特性に影響を与えるようにする。
[0023] In the example described above, the update length and/or penalty depends on the spatial frequency. Short updates are preferred in highly detailed areas. In particular, the horizontal slope is used to control the horizontal update length and/or the penalty imposed thereon, and the vertical slope is used to control the vertical update length and/or the penalty imposed thereon, in detail areas. Candidate vectors with large update lengths for selection have significantly lower alignment errors than candidate vectors with short update lengths. To determine the amount of detail, the absolute value of the difference between two adjacent pixels is determined once every 8 pixels. The absolute differences thus obtained are then fed into a cyclic filter to reduce the noise so that it only affects the performance of the motion estimator when the area of detail is above a certain minimum degree.

【0024】ブロック18のボックスDi1o−Di4
eの各々内の作動を図5にさらに詳細に示す。図5にお
いて、アドレス計数器52により発生する書込みアドレ
スの制御のもとで、ビデオ情報をFIFO51を経てR
AM50に格納する。FIFO51はRAM50の寸法
を最小とするために挿入するとともに整数ラインから後
述するオフセット値Kを差し引いた値に等しい1フィー
ルド遅延の遅延素子を設ける。次いでRAM50内に格
納したビデオ情報の各ブロックに対し、所定ブロックに
対する4つの関連する探索位置における画素値がRAM
50の出力54に現れるように補正読出しアドレスを発
生させる必要がある。この目的のため、加算器56によ
って、動きベクトルの最大x値と、最大候補動きベクト
ルを考慮し、ライン当たりの画素の数(画素/ライン)
で乗算され、書込みアドレスおよび読出しアドレス間の
最小所望オフセットをカバーするために選択された動き
ベクトル最大y値との和に等しいオフセット値Kを加算
する。FIFO51を省略する場合には、オフセット値
Kはラインの整数のフィールド遅延に対応させる必要が
ある。この和には加算器58において推定ベクトルのx
成分およびy成分を代数的に加算する。従ってこの加算
器58の出力側には推定ベクトルPからの読出しアドレ
スが現われる。このアドレス値は奇数番目のブロックに
対しては図3の部分A、偶数番目のブロックに対しては
図3の部分Bに示すように増大させる必要がある。これ
がため、加算段58の出力は加算器60の一方の入力端
子に供給し、この加算器の他方の入力端子にはマルチプ
レクサ62の出力を供給する。このマルチプレクサ62
は奇数番目のブロック(o)および偶数番目のブロック
(e)に対して切換わるようにする。奇数番目のブロッ
クに対してはマルチプレクサ62はマルチプレクサ64
の出力を加算器60の第2入力端子に供給する。これら
の出力は、x方向における負の単位ベクトルの更新長さ
L1倍、x方向における正の単位ベクトルの更新長さL
2倍、y方向における負の単位ベクトルの更新長さL1
倍およびy方向における正の単位ベクトルの更新長さL
2倍である。y方向における単位ベクトルはライン当た
りの画素の数(画素/ライン)に等しい。
Boxes Di1o-Di4 of block 18
The operation within each of e is shown in more detail in FIG. In FIG. 5, under the control of the write address generated by the address counter 52, video information is sent through the FIFO 51 to R.
Store in AM50. The FIFO 51 is inserted to minimize the size of the RAM 50, and is provided with a delay element having a one-field delay equal to the value obtained by subtracting an offset value K, which will be described later, from the integer line. Then, for each block of video information stored in RAM 50, the pixel values at the four relevant search positions for the given block are stored in RAM 50.
It is necessary to generate a corrected read address to appear at output 54 of 50. For this purpose, an adder 56 takes into account the maximum x value of the motion vector, the maximum candidate motion vector, and the number of pixels per line (pixels/line).
and add an offset value K equal to the sum of the selected motion vector maximum y value to cover the minimum desired offset between the write and read addresses. If the FIFO 51 is omitted, the offset value K needs to correspond to an integer field delay of the line. This sum is added to the estimated vector x in adder 58.
Add the components and y components algebraically. Therefore, the read address from the estimated vector P appears at the output of this adder 58. This address value needs to be increased as shown in part A of FIG. 3 for odd-numbered blocks and part B of FIG. 3 for even-numbered blocks. The output of the summing stage 58 is therefore fed to one input of an adder 60, the other input of which is fed the output of a multiplexer 62. This multiplexer 62
is switched for odd-numbered blocks (o) and even-numbered blocks (e). For odd-numbered blocks, multiplexer 62 is replaced by multiplexer 64.
is supplied to the second input terminal of the adder 60. These outputs are L1 times the update length of the negative unit vector in the x direction and L1 the update length of the positive unit vector in the x direction.
2 times the update length L1 of the negative unit vector in the y direction
Update length L of positive unit vector in double and y direction
That's twice as much. The unit vector in the y direction is equal to the number of pixels per line (pixels/line).

【0025】偶数ブロックに対しマルチプレクサ62お
よび66を経て加算器60に供給される第2入力は、負
の方向における単位xベクトルの更新長さL2倍、x方
向における単位ベクトルの更新長さL1倍、負の方向に
おける単位yベクトルの更新長さL2倍およびy方向に
おける単位ベクトルの更新長さL1倍である。
The second inputs supplied to the adder 60 via multiplexers 62 and 66 for even blocks are the update length L2 of the unit x vector in the negative direction and the update length L1 of the unit vector in the x direction. , the update length L2 of the unit vector in the negative direction and L1 times the update length of the unit vector in the y direction.

【0026】これがため、加算器60の出力はRAM5
0に対する補正された読出しアドレスとなる。ライン5
4に結果として現われる値は整合決定段14’における
ライン68の現在の値と比較し、その最小差によってそ
の結果のベクトルを他の処理段20および遅延素子16
に出力する。
Therefore, the output of the adder 60 is
This is a corrected read address for 0. line 5
The resulting value at 4 is compared with the current value on line 68 in match determining stage 14' and the resulting vector is transferred to other processing stages 20 and delay element 16 by the minimum difference.
Output to.

【0027】上述した非対称探索方法は図2に示すサブ
サンプリングと組み合わせることができる。特に、所定
方向の変換に対して各サブサンプリングされたブロック
に対し上述した非対称探索対策を改善することができる
The asymmetric search method described above can be combined with subsampling as shown in FIG. In particular, it is possible to improve the asymmetric search measures described above for each subsampled block for a given direction of transformation.

【0028】本発明は明瞭のため特定の例に容易に組合
わせ得る或る段を個別に示した特定の例について説明し
た。その一例が加算段58および56である。また、種
々のマルチプレクサも種々の異なる手段で実現すること
ができる。本発明の重要な点は探索案を非対称とする点
であり、これはブロックを選択することであり、好適に
はコンバーゼンスラインに沿う奇数ブロックおよび偶数
ブロックが異なる探索パターンを有し、これにより、安
定であるが緩慢なコンバージェンスシステムの利点と、
急速なコンバージェンスの利点とを組合わせることがで
きる。
The present invention has been described for clarity in terms of specific examples, with certain stages shown individually that can be easily combined into specific examples. One example is adder stages 58 and 56. Also, various multiplexers can be realized in various different ways. The key point of the invention is to make the search plan asymmetric, which is the selection of blocks, preferably odd and even blocks along the convergence line have different search patterns, so that The advantages of a stable but slow convergence system,
can be combined with the benefits of rapid convergence.

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

【図1】ベクトル推定器の構成を示すブロック図である
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a vector estimator.

【図2】個別のコンバージェンス方向に沿う推定を行う
既知の方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a known method for estimating along individual convergence directions.

【図3】本発明動きベクトル評価装置による非対称探索
区域を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an asymmetric search area by the motion vector evaluation device of the present invention.

【図4】本発明による非対称探索戦略を実行する装置の
構成を示すブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram illustrating the configuration of an apparatus for implementing an asymmetric search strategy according to the present invention.

【図5】図4の装置の構成を更に詳細に示すブロック回
路図である。
FIG. 5 is a block circuit diagram showing the configuration of the device in FIG. 4 in more detail.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  低域通過フィルタ 12  フィールド遅延素子 14  最良の整合決定段 14’整合決定段 15  端子 16  遅延素子 18  候補ベクトル計算段 18’候補ベクトル計算段 20  信号処理段 40  マルチプレクサ 42  端子 44a〜44d  ライン 50  RAM 51  FIFO 52  アドレス計数器 54  出力ライン 56  加算段 58  加算段 60  加算器 62  マルチプレクサ 64  マルチプレクサ 66  マルチプレクサ 68  ライン 10 Low pass filter 12 Field delay element 14 Best matching decision stage 14' Matching decision stage 15 Terminal 16 Delay element 18 Candidate vector calculation stage 18' Candidate vector calculation stage 20 Signal processing stage 40 Multiplexer 42 Terminal 44a-44d line 50 RAM 51 FIFO 52 Address counter 54 Output line 56 Addition stage 58 Addition stage 60 Adder 62 Multiplexer 64 Multiplexer 66 Multiplexer 68 line

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  所定フィールドのブロックの画素値を
、この所定フィールドの関連するブロックに対して、出
力動きベクトルの成分を構成するxおよびy値だけシフ
トされた前のフィールドのブロックの画素値に整合する
ブロック整合動きベクトル評価装置であって、推定ベク
トルを構成する遅延出力動きベクトルを形成する遅延素
子と、この遅延素子に接続され、前記推定ベクトルに僅
かなインクレメントを加えて少なくとも第1および第2
候補動きベクトルを発生する候補動きベクトル発生器と
、これら候補動きベクトルから出力動きベクトルを選択
する選択回路とを具える動きベクトル評価装置において
、前記候補動きベクトル発生器は第1インクレメントを
前記推定動きベクトルに第1の選択方向に追加するとと
もに前記第1のインクレメントとは異なる値を有する第
2のインクレメントを前記推定動きベクトルに第2の選
択方向に追加するようにしたことを特徴とする動きベク
トル評価装置。
1. The pixel values of a block of a given field are shifted with respect to the associated block of this given field by the x and y values that constitute the components of the output motion vector. A matching block matching motion vector estimation apparatus comprising: a delay element for forming a delayed output motion vector constituting an estimated vector; Second
A motion vector evaluation device comprising a candidate motion vector generator that generates candidate motion vectors and a selection circuit that selects an output motion vector from these candidate motion vectors, wherein the candidate motion vector generator converts the first increment to the estimated motion vector. The estimated motion vector is added to the motion vector in a first selection direction, and a second increment having a value different from the first increment is added to the estimated motion vector in the second selection direction. motion vector evaluation device.
【請求項2】  前記候補動きベクトル発生器は更に第
3のインクレメントを第3の選択方向に、前記第3のイ
ンクレメントとは異なる値を有する第4のインクレメン
トを第4の選択方向にそれぞれ加えて、第3および第4
の候補動きベクトルを発生させるようにしたことを特徴
とする請求項1に記載の動きベクトル評価装置。
2. The candidate motion vector generator further generates a third increment in a third selection direction and a fourth increment having a different value than the third increment in a fourth selection direction. in addition to the third and fourth
2. The motion vector evaluation device according to claim 1, wherein candidate motion vectors are generated.
【請求項3】  前記第1および第3のインクレメント
を等しくしたことを特徴とする請求項2に記載の動きベ
クトル評価装置。
3. The motion vector evaluation device according to claim 2, wherein the first and third increments are equal.
【請求項4】  前記第2および第4のインクレメント
を等しくしたことを特徴とする請求項2または3に記載
の動きベクトル評価装置。
4. The motion vector evaluation device according to claim 2, wherein the second and fourth increments are equal.
【請求項5】  前記候補動きベクトル発生器によって
前記ブロックの第1の選択されたブロックに対し前記第
1および第2のインクレメントの方向を反転させるよう
にしたことを特徴とする請求項1または2に記載の動き
ベクトル評価装置。
5. The candidate motion vector generator causes the directions of the first and second increments to be reversed for a first selected block of the blocks. 2. The motion vector evaluation device according to 2.
【請求項6】  前記候補動きベクトル発生器によって
前記ブロックの第2の選択されたブロックに対し前記第
3および第4のインクレメントの方向を反転させるよう
にしたことを特徴とする請求項2または5に記載の動き
ベクトル評価装置。
6. The candidate motion vector generator according to claim 2, wherein the direction of the third and fourth increments is reversed for a second selected block of the blocks. 5. The motion vector evaluation device according to 5.
【請求項7】  前記ブロックのうちの第1および第2
の選択されたブロックは集束方向に交互のブロックとし
たことを特徴とする請求項5または6に記載の動きベク
トル評価装置。
7. The first and second of the blocks
7. The motion vector evaluation device according to claim 5, wherein the selected blocks are alternate blocks in the focusing direction.
【請求項8】  前記選択回路は前記候補動きベクトル
の各々に対し整合エラーを決定する手段と、最低の整合
エラーを有する候補動きベクトルを選択する手段とを具
え、前記決定手段によって前記候補動きベクトルのイン
クレメントの長さに依存し前記整合エラーにペナルティ
を加えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の
動きベクトル評価装置。
8. The selection circuit comprises means for determining a matching error for each of the candidate motion vectors, and means for selecting the candidate motion vector having the lowest matching error, wherein the determining means selects the candidate motion vector. 2. The motion vector evaluation device according to claim 1, wherein a penalty is added to the alignment error depending on the length of the increment.
【請求項9】  前記インクレメント長さおよび/また
はペナルティは前記所定フィールドの空間内容に依存す
るようにしたことを特徴とする請求項8に記載の動きベ
クトル評価装置。
9. The motion vector evaluation device according to claim 8, wherein the increment length and/or the penalty depend on the spatial content of the predetermined field.
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