JPH0512915B2

JPH0512915B2 -

Info

Publication number: JPH0512915B2
Application number: JP24445489A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fujiwara; Masanori Maruyama; Hiroo Jofu; Tein San Min; Min Yan Kun
Original assignee: BERU KOMYUNIKEESHONZU RISAACHI Inc; GURAFUITSUKUSU KOMYUNIKEESHON TEKUNOROJIIZU KK
Current assignee: BERU KOMYUNIKEESHONZU RISAACHI Inc; GURAFUITSUKUSU KOMYUNIKEESHON TEKUNOROJIIZU KK
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1989-09-20
Publication date: 1993-02-19
Also published as: JPH03106283A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は動画像信号を高能率符号化して伝送す
るテレビ電話およびテレビ会議等において用いら
れる動ベクトル検出装置に関する。

「従来の技術」動画像信号が伝送されるテレビ電話およびテレ
ビ会議等においては、膨大な情報量を持つ動画像
信号を高能率で符号化する必要があるが、その方
法の１つとして、フレーム間予測符号化方法があ
る。この方法は、現在伝送しようとしているフレ
ーム（現フレーム）の各画素データと、１回前に
伝送したフレーム（前フレーム）の現フレームの
各画素と同位置の画素データとの差分（以下、予
測誤差データという）を取り、この予測誤差デー
タを現フレームの各画素データに代えて符号化し
て伝送するものである。この方法は、動きのない
あるいは動きの少ない画像についてはフレーム間
の相関が大きいので、高能率で符号化できるが、
動きの大きい画像についてはフレーム間の相関が
小さいため、伝送されるデータが増加してしまう
という欠点がある。

これを解決するための方法として、動き補償フ
レーム間予測符号化方法がある。この方法は、予
測誤差データを求める前に、まず、現フレームと
前フレームから動ベクトルを検出する。そして、
この動ベクトルに従つて前フレームを移動させ、
この移動させた前フレームと現フレームとの予測
誤差データを取り、この予測誤差データと動ベク
トルとを伝送するものである。

ここで、動ベクトルについて説明する。例え
ば、第１３図に示すように、現フレームNFにお
いて位置ｐにある物体が前フレームLFにおいて
は位置p′にあつた場合の動ベクトルはＶになる。
この動ベクトルを検出するには、例えば、352ド
ツト，288ラインの現フレームを例にとると、ま
ず、この現フレームを（16×16）の画素を１ブロ
ツクとするブロツク毎に分割する。そして、この
ブロツクを動ベクトルを検出するブロツク（以
下、単に、検出ブロツクという）そして前フレー
ム内にこの検出ブロツクと同位置の検出（以下、
同位置ブロツクという）より水平方向および垂直
方向とも±７画素大きいブロツク、即ち、同位置
ブロツクを中心とした（30×30）の画素によるブ
ロツクを探索ブロツクとする。

そして、第１の方法として、検出ブロツクをこ
の探索ブロツク内において水平方向および垂直方
向に１画素ずつ順次移動させて対応する各画素デ
ータ毎に差分（以下、差分データという）を取
り、この差分データより評価データ（例えば、差
分データの絶対値の和、または、差分データの２
乗の和）を求め、この評価データが最小となる検
出ブロツクに対応する小ブロツクを探索する。こ
れにより、同位置ブロツクの中心から評価データ
が最小となる小ブロツクに向かうベクトルをもつ
てその探索ブロツクにおける動ベクトルとする。

ところが、上述した探索ブロツク内すべてにつ
いて差分データおよび評価データを求め、その評
価データを最小とする動ベクトルを求めると、例
えば、上述した検出ブロツクおよび探索ブロツク
の場合には、評価データの計算回数が225回とな
つてしまう。

そこで、これを解決するための第２の方法とし
て、上述した評価データを求める際に前フレーム
LF上で多段階に分けて動ベクトルの検出を行う
方法が知られており、この方法によれば、評価デ
ータの計算回数が大幅に削減できる。例えば、上
述した検出ブロツクおよび探索ブロツクの場合に
は、25回の評価データの計算回数で動ベクトルが
検出できる（特開昭55−158784号公報参照）。

「発明が解決しようとする課題」ところで、上述した従来の第１の方法において
は、探索ブロツクを拡張すると、差分データおよ
び評価データの計算回数が急激に増加してしまう
ため、実時間処理が困難になるという欠点があつ
た。従つて、探索ブロツクを小さく限定しなけれ
ばならない。そして、この場合には、この方法を
適用した検出装置を使用したテレビ電話およびテ
レビ会議の画質の劣化を招くという問題があつ
た。

また、前フレームLF上で多段階に分けて動ベ
クトルの検出を行う第２の方法においては、簡略
化された方法を用いて動ベクトルを検出している
ため、正確な動ベクトルを検出できないという欠
点があつた。そして、この場合も、テレビ電話お
よびテレビ会議の画質の劣化を招くという問題が
あつた。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもの
で、正確な動ベクトルを検出でき、しかも、複数
の演算手段により効率的に並列処理を行うことが
できる動ベクトル検出装置を提供することを目的
としている。

「課題を解決するための手段」第１発明は、水平方向および垂直方向共にＭ個
の画素から構成され、現フレームを所定の数に分
割する第１のブロツクを、水平方向および垂直方
向共にＮ個の画素から構成され、前フレームの第
１のブロツクと同位置のブロツクを包含する第２
のブロツク内において水平方向および垂直方向に
１画素ずつ順次移動させ、前記第１のブロツクの
全画素データと、第２のブロツクの第１のブロツ
クに対応する第３のブロツクの全画素データとか
ら演算される評価データを第２のブロツク全域に
亙つて求めると共に、評価データの中から最小値
を演算し、最小値を持つ第３のブロツクの第２の
ブロツクにおける位置を前フレーム全域に亙つて
演算することにより現フレームと前フレームとの
間における画像の移動方向および移動距離を示す
動ベクトルを検出する動ベクトル検出装置におい
て、（ｐ−１）個多段接続され、第１のブロツク
の各画素データを初段から次段へ順次入力して所
定時間遅延させるレジスタと、第１のブロツクの
各画素データ、あるいは、（ｐ−１）個のレジス
タのいずれかの出力と、第２のブロツクを画素数
ＭとＮとの関係において式（Ｎ／Ｍ＋１）を越え
ない最大の整数個に分割する中ブロツクの各画素
データとを入力して評価データを演算するｐ個の
演算手段と、ｐ個の演手段から出力されるｐ個の
評価データを用いて最小値および位置を求める動
ベクトルデータ検出手段とを具備し、画素数Ｍお
よびＮ並びに個数ｐは、式（Ｎ＝Ｍ＋ｐ−１）を
満たすことを特徴としている。

また、第２発明は、第１発明において、動ベク
トルデータ検出手段は、所定の周波数のクロツク
を計数して計数データを出力するクロツク計数回
路と、ｐ個の評価データから１つの評価データを
選択して第１の比較データとして出力する選択手
段と、第１の比較データと第２の比較データとを
比較し、第１の比較データの値が第２の比較デー
タの値より小さい時、検出パルスを出力する比較
手段と、直前に保持したデータを第２の比較デー
タとして出力すると共に、検出パルスに同期して
保持内容を第１の比較データによつて更新する最
小データレジスタと、検出パルスに同期して計数
データを保持するアドレスレジスタとを具備する
ことを特徴としている。

さらに、第３発明は、第２発明において、選択
手段は、ｐ個の演算データをクロツクに同期して
時系列に並べて第１の比較データとして出力する
ことを特徴としている。

「作用」本発明によれば、まず、（ｐ−１）個のレジス
タは、第１のブロツクの各画素データを初段から
次段へ順次入力して所定時間遅延させる。これに
より、ｐ個の演算手段は、第１のブロツクの各画
素データ、あるいは、（ｐ−１）個のレジスタの
いずれかの出力と、中ブロツクの各画素データと
を入力して評価データを演算する。そして、動ベ
クトルデータ検出手段は、ｐ個の演算手段から出
力されるｐ個の評価データを用いて動ベクトルデ
ータである最小値および位置を求める。

「実施例」本発明の一実施例を説明する前に、上述した課
題を解決するための基本的な考え方について説明
する。第９図ａおよびｂにｇドツト，ｈラインの
現フレームNFおよび前フレームLFの一例を示
す。まず、フレームNFおよびLFをそれぞれ（Ｍ
×Ｍ）の画素を１ブロツクとするブロツク毎に分
割する。この内、現フレームNF内の各ブロツク
は上述した検出ブロツクとなる。また、第９図ａ
の斜線を施した検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ
＝０〜Ｍ−１）と同位置である第９図ｂのブロツ
ク、即ち、同位置ブロツクA′（i′，j′）（i′，j′
＝０
〜Ｍ−１）を包含した（Ｎ×Ｎ）の画素のブロツ
クＢ（ｋ，ｌ）（ｋ，ｌ＝０〜Ｎ−１、ｋ，ｌ＞
ｉ，ｊ）を探索ブロツクとする。

次に、探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）をさらにいく
つかに分割し、これら分割されたブロツク内の各
画素データと検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）内の各画
素データとから評価データを演算する演算手段を
複数設ける。そして、これらの演算手段が互いが
用いる画素データあるいは演算結果のデータを利
用しながらその演算を平行して行うことにより、
従来より効率的に実時間で正確な動ベクトルを検
出することができる。

そこで、検出ブロツクＡ｛ｉ，ｊ）の水平方向
および垂直方向の画素数をＭ、探索ブロツクＢ
（ｋ，ｌ）の水平方向および垂直方向の画素数を
Ｎ、探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）を分割する数をＤ
としたときに、これらの数が、以下に示す関係を
満たすように探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）を分割す
る。

Ｄ＝［Ｎ／Ｍ＋１］ …… 但し、［］はガウスの記号である。従つて、
分割数Ｄは、実数（Ｎ／Ｍ＋１）を越えない整数
のうち、最大のものである。

また、この動ベクトル検出装置はLSI（大規模
集積回路）によつて構成されることが一般的であ
る。その場合には、このLSIが上述した演算を実
時間で効率よく処理できなければならない。

そこで、演算手段の数をｐとしたときに、この
数ｐと、上述した画素数Ｍ、画素数Ｎとが、以下
に示す関係を満たすように装置を構成する。

Ｎ＝Ｍ＋ｐ−１ …… 尚、演算手段の個数ｐは画素数Ｍと同じ値にす
ることにより、演算がより効率よく行われる。こ
の場合には式は、以下に示す式となる。

Ｎ＝2M−１ …… 以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。まず。上述した式において、Ｍ＝
３，Ｎ＝５，ｐ＝３とした第11の実施例について
説明する。第８図ａおよびｂにＭ＝３，Ｎ＝５の
場合の検出ブロツクＡ（ｊ，ｉ）および探索ブロ
ツクＢ（ｋ，ｌ）の一例を示す。この図において、
ａ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝０〜２）およびｂ（ｋ，ｌ）
（ｋ，ｌ＝０〜４）はそれぞれ検出ブロツクＡ
（ｉ，ｊ）および探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）を構成
する画素データである。

また、式にＭ＝３，Ｎ＝５を代入すると、Ｄ＝［５／３＋１］＝［2.66……］＝２となるので、第８図ｂに示すように、探索ブロツ
クＢ（ｋ，ｌ）は、２つの中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）
およびB₂（ｋ，ｌ）に分割される。

次に、第１図は本発明の第１の実施例による動
ベクトル検出装置の構成を示すブロツク図であ
り、この図において、１は検出ブロツクＡ（ｉ，
ｊ）内の各画素データａ（ｉ，ｊ）（ｉ，ｊ＝０〜
２）が順次入力される入力端子、２₁は中ブロツ
クB₁（ｋ，ｌ）内の各画素データｂ（ｋ，ｌ）（ｋ
＝０〜４、ｌ＝０〜２）が順次入力される入力端
子、２₂は中ブロツクB₂（ｋ，ｌ）内の各画素デ
ータｂ（ｋ，ｌ）（ｋ＝０〜４、ｌ＝３，４）が順
次入力される入力端子、３は基準クロツクCKを
発生するクロツク発生手段である。

さらに、４はクロツクCKを入力してシフトク
ロツクSCK₁およびSCK₂、クリアパルスCR₁〜
CR₃並びにラツチパルスLT₁〜LT₃を生成して出
力する制御パルス発生手段、５₁および５₂はセレ
クタであり、入力端子２₁および２₂からそれぞれ
入力された中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）およびB₂（ｋ，
ｌ）の各画素データｂ（ｋ，ｌ）を入力端子ａお
よびｂから入力し、シフトクロツクSCK₁および
SCK₂が“Ｈ”レベルの時、入力端子ａから入力
された画素データｂ（ｋ，ｌ）を出力し、シフト
クロツクSCK₁およびSCK₂が“Ｌ”レベルの時、
入力端子ｂから入力された画素データｂ（ｋ，ｌ）
を出力する。

また、６₁および６₂はそれぞれ入力された画素
データを１クロツクCK遅延して出力するレジス
タ、７₁〜７₃は上述した演算手段であり、例え
ば、以下に示す照合評価関数を用いて端子ａから
入力された検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の全画素デ
ータと端子ｂから入力された中ブロツクB_o（ｋ，
ｌ）内の検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）に対応する全
画素データとの差分データの絶対値の和、即ち、
評価データＥを順次演算する。

Ｅ＝ΣΣ｜ａ（ｉ，ｊ）−ｂ（ｋ，ｌ）｜ …… 例えば、演算手段７₁は、第１演算サイクルに
おいて、検出ブロツク｛ａ（０，０），ａ（２，
２）｝と、中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）内の検出ブロ
ツクＡ（ｉ，ｊ）に対応する小ブロツク｛ｂ（０，
０），ｂ（２，２）｝との全画素データに対する評
価データを演算する。ここで、画素データａ（０，
０）およびａ（２，２）は、第８図ａにおける左
上および右下の画素データにそれぞれ対応し、画
素データｂ（０，０）およびｂ（２，２）は、第８
図ｂの２重枠部分における左上および右下の画素
データにそれぞれ対応する。以下、これら２つの
画素データによつて各小ブロツクを表現する。

ここで、第２図に演算手段７の具体的な回路図
を示す。この図において、８は端子ａから入力さ
れた検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の画素データをク
ロツクCKの立ち上がりで一時保持するラツチ、
９は端子ｂから入力された中ブロツクB_o（ｋ，
ｌ）内の検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）に対応する小
ブロツクの画素データをクロツCKの立ち上がり
で一時保持するラツチ、１０および１１はそれぞ
れラツチ８および９の出力を反転するインバー
タ、１２はラツチ８の出力とインバータ１１の出
力とを加算する加算器、１３はラツチ９の出力と
インバータ１０の出力とを加算する加算器であ
る。

ところで、加算器１２および１３のそれぞれの
キヤリ入力端子Ｃ０は、常に、“Ｈ”レベル、即
ち、「１」が入力されているので、加算器１２お
よび１３は、インバータ１１および１０と共に減
算器として動作する。従つて、減算結果が正また
は０となる加算器１２および１３のキヤリ出力端
子Ｃ４からは「１」が出力され、減算結果が負と
なる加算器１２および１３のキヤリ出力端子Ｃ４
からは「０」が出力される。

また、１４は加算器１２および１３の出力をそ
れぞれ入力して、加算器１２のキヤリ出力端子Ｃ
４から出力される信号によりどちらかの出力を選
択して出力するセレクタ、１５は加算器、１６は
ラツチであり、加算器１５は、セレクタ１４の出
力とラツチ１６の出力とを加算し、ラツチ１６
は、加算器１５の出力をクロツクCKの立ち上が
りで一時保持する。尚、ラツチ１６の内容は、ク
リアパルスCR_oによつて消去される。１７はラツ
チ１６の出力をラツチパルスLT_oの立ち上がりで
一時保持するラツチである。

さらに、第１図において、１８は演算手段７₁
〜７₃から出力されるそれぞれの評価データE₁〜
E₃の中から最小の評価データEminを検出すると
共に、その評価データEminを持つ探索ブロツク
Ｂ（ｋ，ｌ）内の小ブロツクのアドレスADmin、
即ち、動ベクトルデータを検出する動ベクトルデ
ータ検出手段である。

ここで、第３図に動ベクトル検出手段１８のブ
ロツク図を示す。この図において、１９はクロツ
クCKを入力してタイミングクロツクTS₁₁、
TS₁₂、TS₂₁およびTS₂₂を発生するタイミングク
ロツク発生手段、２０はクロツクCKを計数する
クロツク計数回路である。

また、２１は評価データE₁〜E₃をクロツクCK
に同期して時系列に並べて出力する選択手段であ
り、第４図にそのブロツク図を示す。第４図にお
いて、２２は評価データE₃をタイミングクロツ
クTS₂₂の立ち上がりに同期して１クロツクCK遅
延させるレジスタ、２３はセレクタであり、評価
データE₂を入力端子ａから、レジスタ２２の出
力データR₁を入力端子ｂからそれぞれ入力し、
タイミングクロツクTS₁₂が“Ｌ”レベルの時、
評価データE₂を出力し、タイミングクロツク
TS₁₂が“Ｈ”レベルの時、データR₁を出力する。

さらに、２４はセレクタ２３の出力データをタ
イミングクロツクTS₂₁の立ち上がりに同期して
１クロツクCK遅延させるレジスタ、２５はセレ
クタであり、評価データE₁を入力端子ａから、
レジスタ２４の出力データR₂を入力端子ｂから
それぞれ入力し、タイミングクロツクTS₁₁が
“Ｌ”レベルの時、評価データE₁を出力し、タイ
ミングクロツクTS₁₁が“Ｈ”レベルの時、デー
タR₂を出力する。

加えて、第３図において、２６は比較手段、２
７は最小データレジスタ、２８はアドレスレジス
タであり、比較手段２６は、選択手段２１から転
送されたデータS₁と最小データレジスタ２７に記
憶されているデータS₂を比較し、データS₁の値が
データS₂の値より小さい時、検出パルスDPを出
力する。また、最小データレジスタ２７は、検出
パルスDPに同期してデータS₁を保持する。さら
に、アドレスレジスタ２８は、検出パルスDPに
同期してクロツク計数回路２０から出力される計
数データを保持する。

このような構成において、まず、第１図におい
て、入力端子１から入力された検出ブロツクＡ
（ｉ，ｊ）の各画素データａ（ｉ，ｊ）は、クロツ
クCKに同期してａ（０，０）、ａ（０，１）、……
の順序（第８図３参照）で順次入力され、演算手
段７₁の端子ａおよびレジスタ６₁に入力される
（第５図７参照）。

一方、入力端子２₁から入力された中ブロツク
B₁（ｋ，ｌ）の各画素データｂ（ｋ，ｌ）は、ク
ロツクCKに同期してｂ（０，０）、ｂ（０，１）、
……の順序（第５図４参照）で順次入力され、演
算手段７₁の端子ｂ並びにセレクタ５₁および５₂
それぞれの端子ａに入力される（第５図８参照）。

また、入力端子２₂から入力された中ブロツク
B₂（ｋ，ｌ）の各画素データｂ（（ｋ，ｌ）は、ク
ロツクCKに同期してｂ（０，３）、ｂ（０，11）、
……の順序（第５図５参照）で順次入力され、セ
レクタ５₁および５₂それぞれの端子ｂに入力され
る。

これにより、演算手段７₁において、まず、端
子ａから入力された検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の
最初の画素データａ（０，０）がクロツクCKの立
ち上がりでラツチ８に一時保持されると共に、端
子ｂから入力された中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）の最
初の画素データｂ（０，０）がクロツクCKの立ち
上がりでラツチ９に一時保持される。

次に、ラツチ８の出力は、加算器１２の入力端
子Ａ１〜Ａ８から入力されると共に、インバータ
１０を加算して加算器１３の入力端子Ａ１〜Ａ８
から入力される。一方、ラツチ９の出力は、加算
器１３の入力端子Ｂ１〜Ｂ８から入力されると共
に、インバータ１１を介して加算器１２の入力端
子Ｂ１〜Ｂ８から入力される。

これにより、加算器１２および１３のそれぞれ
の減算結果の内、符号が負でない値がセレクタ１
４によつて選択され、出力される。即ち、端子ａ
からされた検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の最初の画
素データａ（０，０）と、端子ｂから入力された
中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）の最初の画素データｂ
（０，０）との差の絶対値が計算され、出力され
る。

次に、セレクタ１４の出力は、加算器１５の入
力端子Ａ１〜Ａ８に入力される。一方、加算器１
５の入力端子Ｂ１〜Ｂ１６にはラツチ１６の出力
が入力される。従つて、加算器１５は、累算器と
して動作する。そして、加算器１５の出力は、ク
ロツクCKの立ち上がりでラツチ１６に一時保持
された後、第５図１０に示すラツチパルスLT₁の
立ち上がりで評価データE₁₁としてラツチ１７に
一時保持される（第５図９参照）。尚、ラツチ１
６の内容は、加算器１５による累算が開始される
前に、第５図６示すクリアパルスCR₁によつて消
去される。

即ち、演算手段１７₁においては、第５図６に
示すクリアパルスCR₁によつて前回の演算結果が
クリアされた後、検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の全
画素データと小ブロツク｛ｂ（０，０），ｂ（２，
２）｝の全画素データとについて、式に基づい
て評価データE₁₁が演算される（第６図参照）。そ
して、この評価データE₁₁が第５図１０に示すラ
ツチパルスLT₁によつて保持される（第５図９参
照）。

また、検出ブロツクＡ（ｉ，ｊ）の各画素デー
タａ（ｉ，ｊ）は、レジスタ６₁において、それぞ
れ１クロツクCK遅延されて検出ブロツクA_d1
（ｉ，ｊ）の各画素データa_d1（ｉ，ｊ）となり、
演算手段７₂の端子ａおよびレジスタ６₂に入力さ
れる（第５図１３参照）。

一方、セレクタ５₁において、第５図１１に示
すシフトクロツクSCK₁が”Ｈ”レベルの時、端
子ａから入力された中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）の各
画素データｂ（ｋ，ｌ）が出力され、シフトクロ
ツクSCK₂が“Ｌ”レベルの時、端子ｂから入力
された中ブロツクB₂（ｋ，ｌ）の各画素データｂ
（ｋ，ｌ）が出力される。これにより、演算手段
７₂の端子ｂには第５図１４に示す探索ブロツク
内の小ブロツクBS₁（ｋ，ｌ）の画素データｂ
（ｋ，ｌ）が入力される。

これにより、演算手段７₂において、第５図１
２に示すクリアパルスCR₂によつて前回の演算結
果がクリアされた後、検出ブロツクA_d1（ｉ，ｊ）
の全画素データと小ブロツク｛ｂ（０，１），ｂ
（２，３）｝の全画素データとについて、式に基
づいて評価データE₂₁が演算される（第６図参
照）。そして、この評価データE₂₁が第５図１６示
すラツチパルスLT₂によつて保持される（第５図
１５参照）。

また、検出ブロツクA_d1（ｉ，ｊ）の各画素デ
ータa_d1（ｉ，ｊ）は、レジスタ１４₂において、
それぞれ１クロツクCK遅延されて検出ブロツク
A_d2（ｉ，ｊ）の各画素データa_d2（ｉ，ｊ）とな
り、演算手段７₃の端子ａおよびレジスタ１４₃に
入力される（第５図１９参照）。

一方、セレクタ５₂において、第５図１７に示
すシフトクロツクSCK₂が“Ｈ”レベルの時、端
子ａから入力された中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）の各
画素データｂ（ｋ，ｌ）が出力され、シフトクロ
ツクSCK₂が“Ｌ”レベルの時、端子ｂから入力
された中ブロツクB₂（ｋ，ｌ）の各画素データｂ
（ｋ，ｌ）が出力される。これにより、演算手段
７₃の端子ｂには第５図２０に示す探索ブロツク
内の小ブロツクBS₂（ｋ，ｌ）の画素データｂ
（ｋ，ｌ）が入力される。

これにより、演算手段７₃において、第５図１
８に示すクリアパルスCR₃によつて前回の演算結
果がクリアされた後、検出ブロツクA_d2（ｉ，ｊ）
の全画素データと小ブロツク｛ｂ（０，２），ｂ
（２，４）｝の全画素データとについて、式に基
づいて評価データE₃₁が演算される（第６図参
照）。そして、この評価データE₃₁が第５図２２示
すラツチパルスLT₃によつて保持される（第５図
２１参照）。

以上が第５図の第１演算サイクルにおける各演
算手段７₁〜７₃の動作の説明である。そして、こ
れらの演算手段７₁〜７₃は、それぞれ１演算サイ
クル毎に評価データE₁〜E₃を演算して、順次、
動ベクトルデータ検出手段１８に転送する。そし
て、第３演算サイクルが終了すると、第８図ｂの
探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）についてすべての評価
データE₁〜E₃が演算される。

次に、動ベクトル検出手段１８において、演算
手段７₁から転送された評価データE₁はセレクタ
２５の端子ａに、演算手段７₂から転送された評
価データE₂はセレクタ２３の端子ａに、演算手
段７₃から転送された評価データE₃はレジスタ２
２にそれぞれ入力される（第７図２〜４参照）。

そして、評価データE₃は、レジスタ２２にお
いて、第７図５に示すタイミングクロツクTS₂₂
の立ち上がりに同期して１クロツク遅延された
（第７図６参照）後、出力データE′₃としてセレク
タ２３の端子ｂに入力される。セレクタ２３にお
いては、第７図７に示すタイミングクロツク
TS₁₂が“Ｌ”レベルの時、端子ａから入力され
た評価データE₂が出力され、タイミングクロツ
クTS₁₂が“Ｈ”レベルの時、端子ｂから入力さ
れたレジスタ２２の出力データE′₃が出力される。

次に、セレクタ２３の出力データは、レジスタ
２４において、第７図８に示すタイミングクロツ
クTS₂₁の立ち上がりに同期して１クロツク遅延
された（第７図９参照）後、出力データR₂とし
てセレクタ２５の端子ｂに入力される。セレクタ
２５においては、第７図１０に示すタイミングク
ロツクTS₁₁が“Ｌ”レベルの時、端子ａから入
力された評価データE₁が出力データS₁として出
力され、タイミングクロツクTS₁₁が“Ｈ”レベ
ルの時、端子ｂから入力されたレジスタ２５の出
力データR₂が出力データS₁として選択手段２１
から出力される（第７図１１参照）。

次に、データS₁は比較手段２６および最小デー
タレジスタ２７に入力され、まず、最初のデータ
S₁、即ち、評価データE₁₁が最小データレジスタ
２７に保持される。そして、比較手段２６におい
て、選択手段２１から転送された次のデータS₁、
今の場合、評価データE′₂₁と最小データレジスタ
２７に記憶されている前のデータS₂、今の場合、
評価データE₁₁を比較し、新しい評価データE′₂₁
の値が評価データE₁₁の値より小さい時、比較手
段２６は検出パルスDPを出力する。これにより、
最小データレジスタ２７は、検出パルスDPに同
期して評価データE′₂₁を保持する。また、アドレ
スレジスタ２８は、検出パルスDPに同期してク
ロツク計数回路２０から出力される計数データを
データS₂を持つ小ブロツクのアドレスとして保持
する。以上の動作が３演算サイクル繰り返される
ことにより、探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）内におけ
る最小の評価データEminおよびその評価データ
Eminを持つ小ブロツクのアドレスADmin、即
ち、動ベクトルデータが正確に検出される。

次に、上述した式において、Ｍ＝16，Ｎ＝
31，ｐ＝16とした本発明の第２の実施例について
説明する。

ここで、式にＭ＝16，Ｎ＝31を代入すると、Ｄ＝［31／16＋１］＝［2.9375］＝２となるので、第１の実施例と同様に、探索ブロツ
クＢ（ｋ，ｌ）は、２つの中ブロツクB₁およびB₂
に分割される。

第１０図は本発明の第２の実施例による動ベク
トル検出装置の構成を示すブロツク図であり、こ
の図において、第１図の各部に対応する部分には
同一の符号を付け、その説明を省略する。第１０
図においては、制御パルス発生手段４に代えて、
クロツクCKを入力してシフトクロツクSCK₁〜
SCK₁₅、クリアパルスCR₁〜CR₁₆並びにラツチパ
ルスLT₁〜LT₁₆を生成して出力する制御パルス
発生手段２９が新たに設けられている。

また、入力端子２₁および２₂からそれぞれ入力
された中ブロツクB₁（ｋ，ｌ）およびB₂（ｋ，ｌ）
の各画素データｂ（ｋ，ｌ）を入力端子ａおよび
ｂから入力し、シフトクロツクSCK₃〜SCK₁₅が
“Ｈ”レベルの時、入力端子ａから入力された画
素データｂ（ｋ，ｌ）を出力し、シフトクロツク
SCK₃〜SCK₁₅が“Ｌ”レベルの時、入力端子ｂ
から入力された画素データｂ（ｋ，ｌ）を出力す
るセレクタ５₃〜５₁₅が新たに設けられている。

さらに、入力された画素データを１クロツク
CK遅延して出力するレジスタ６₃〜〜６₁₅、評価
データE₃〜E₁₆を演算する演算手段７₃〜７₁₆が新
たに設けられている。

加えて、動ベクトルデータ検出手段１８に代え
て、評価データE₁〜E₁₆の中から最小の評価デー
タEminを検出すると共に、その評価データEmin
を持つ探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）内の小ブロツク
のアドレスADmin、即ち、動ベクトルデータを
検出する動ベクトルデータ検出手段３０が新たに
設けられている。

ここで、第１１図に動ベクトルデータ検出手段
３０のブロツク図を示す。この図において、第３
図の各部に対応する部分には同一の符号を付け、
その説明を省略する。第１１図においては、タイ
ミングクロツク発生手段１９に代えて、タイミン
グクロツクTS₁₀₁〜TS₁₁₅およびTS₂₀₁〜TS₂₁₅を
出力するタイミングクロツク発生手段３１が新た
に設けられている。

また、選択手段２１に代えて、評価データE₁
〜E₁₆から１つのデータを選択して出力する選択
手段３２が新たに設けられている。ここで、第１
２図にそのブロツク図を示す。この図において、
第４図の各部に対応する部分には同一の符号を付
け、その説明を省略する。第１２図においては、
入力データをタイミングクロツクTS₂₁₅〜TS₂₀₂
の立ち上がりに同期して１クロツクCK遅延させ
るレジスタ３３₁〜３３₁₄、評価データE₁₅〜E₃を
入力端子ａから、レジスタ３３₁〜３３₁₄の出力
データR₁〜R₁₄を入力端子ｂからそれぞれ入力
し、タイミングクロツクTS₁₁₅〜TS₁₀₃が“Ｌ”
レベルの時、評価データE₁₅〜E₃を出力し、タイ
ミングクロツクTS₁₁₅〜TS₁₀₃が“Ｈ”レベルの
時、データR₁〜R₁₄を出力するセレクタ３４₁〜
３４₁₃が新たに設けられている。

また、第１１図においては、比較手段２６に代
えて、選択温度３２から転送されたデータS₁と最
小データレジスタ２７に記憶されているデータS₂
を比較し、データS₁の値がデータS₂の値より小さ
い時、検出パルスDPを出力する選択手段３５が
新たに設けられている。

尚、動作については第１の実施例と同様である
ので、その説明を省略する。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、正確な
動ベクトルを検出できるという効果がある。

また、複数の演算手段により効率的に並列処理
が実行され、実時間で探索ブロツクの全領域につ
いて動ベクトルの探索を行うことができるという
効果がある。

従つて、この動ベクトル検出装置をテレビ電話
およびテレビ会議のシステムに用いれば、それら
の再生画像の画質を飛躍的に向上させることがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による動ベクト
ル検出装置の構成を示すブロツク図、第２図は演
算手段７の具体的な構成を示す回路図、第３図は
動ベクトルデータ検出手段１８の構成を示すブロ
ツク図、第４図は選択手段２１の構成を示すブロ
ツク図、第５図は本発明の第１の実施例による動
ベクトル検出装置の動作を説明するためのタイミ
ングチヤート、第６図は同実施例の演算手順を説
明するための図、第７図は選択手段２１の動作を
説明するためのタイミングチヤート、第８図ａは
（３×３）の画素からなる検出ブロツクＡ（ｉ，
ｊ）の一例を示す図、第８図ｂは（５×５）の画
素からなる探索ブロツクＢ（ｋ，ｌ）の一例を示
す図、第９図ａおよびｂはそれぞれ現フレームお
よび前フレームに一例を示す図、第１０図は本発
明の第２の実施例による動ベクトル検出装置の構
成を示すブロツク図、第１１図は動ベクトルデー
タ検出手段３０の構成を示すブロツク図、第１２
図は選択手段３２の構成を示すブロツク図、第１
３図は動ベクトルを説明するための図である。３……クロツク発生手段、４，２９……制御パ
ルス発生手段、５₁〜５₁₅，２３，２５，３４₁〜
３４₁₃……セレクタ、６₁〜６₁₅、２２，２４、３
３₁〜３３₁₄……レジスタ、７₁〜７₁₆……演算手
段、１８，３０……動ベクトルデータ検出手段、
１９，３１……タイミングクロツク発生手段、２
０……クロツク計数回路、２１，３２……選択手
段、２６，３５……比較手段、２７……最小デー
タレジスタ、２８……アドレスレジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】１水平方向および垂直方向共にＭ個の画素から
構成され、現フレームを所定の数に分割する第１
のブロツクを、水平方向および垂直方向共にＮ個
の画素から構成され、前フレームの前記第１のブ
ロツクと同位置のブロツクを包含する第２のブロ
ツク内において水平方向および垂直方向に１画素
ずつ順次移動させ、前記第１のブロツクの全画素
データと、前記第２のブロツクの前記第１のブロ
ツクに対応する第３のブロツクの全画素データと
から演算される評価データを前記第２のブロツク
全域に亙つて求めると共に、前記評価データの中
から最小値を演算し、前記最小値を持つ前記第３
のブロツクの前記第２のブロツクにおける位置を
前記前フレーム全域に亙つて演算することにより
前記現フレームと前記前フレームとの間における
画像の移動方向および移動距離を示す動ベクトル
を検出する動ベクトル検出装置において、（ｐ−１）個多段接続され、前記第１のブロツ
クの各画素データを初段から次段へ順次入力して
所定時間遅延させるレジスタと、前記第１のブロツクの各画素データ、あるい
は、前記（ｐ−１）個のレジスタのいずれかの出
力と、前記第２のブロツクを前記画素数ＭとＮと
の関係において式（Ｎ／Ｍ＋１）を越えない最大
の整数個に分割する中ブロツクの各画素データと
を入力して前記評価データを演算するｐ個の演算
手段と、前記ｐ個の演手段から出力されるｐ個の前記評
価データを用いて前記最小値および前記位置を求
める動ベクトルデータ検出手段とを具備し、前記画素数ＭおよびＮ並びに前記個数ｐは、式
（Ｎ＝Ｍ＋ｐ−１）を満たすことを特徴とする動
ベクトル検出装置。２前記動ベクトルデータ検出手段は、所定の周波数のクロツクを計数して計数データ
を出力するクロツク計数回路と、前記ｐ個の評価データから１つの評価データを
選択して第１の比較データとして出力する選択手
段と、前記第１の比較データと第２の比較データとを
比較し、前記第１の比較データの値が前記第２の
比較データの値より小さい時、検出パルスを出力
する比較手段と、直前に保持したデータを前記第２の比較データ
として出力すると共に、前記検出パルスに同期し
て保持内容を前記第１の比較データによつて更新
する最小データレジスタと、前記検出パルスに同期して前記計数データを保
持するアドレスレジスタとを具備することを特徴とする請求項１記載の動ベ
クトル検出装置。３前記選択手段は、前記ｐ個の演算データを前
記クロツクに同期して時系列に並べて前記第１の
比較データとして出力することを特徴とする請求
項２記載の動ベクトル検出装置。