JPH0512916B2 - - Google Patents

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JPH0512916B2
JPH0512916B2 JP24445589A JP24445589A JPH0512916B2 JP H0512916 B2 JPH0512916 B2 JP H0512916B2 JP 24445589 A JP24445589 A JP 24445589A JP 24445589 A JP24445589 A JP 24445589A JP H0512916 B2 JPH0512916 B2 JP H0512916B2
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Hiroshi Fujiwara
Masanori Maruyama
Hiroo Jofu
Koichi Ooyama
Kazuyoshi Shomura
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GURAFUITSUKUSU KOMYUNIKEESHON TEKUNOROJIIZU KK
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GURAFUITSUKUSU KOMYUNIKEESHON TEKUNOROJIIZU KK
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【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義等において用いら
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
ビ会義等においては、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11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)として前フレー
ム内のこの検出ブロツクと同位置のブロツク(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、評価データの計数回数が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
述した動ベクトル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)。
次に、上述した動き補償フレーム間予測符号化
方法によつて検出された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るのである
が、これを検出されたすべての動ベクトルに関し
て行うのではなく、ある条件の下に行う。例え
ば、現フレームの検出ブロツクと前フレームの同
位置ブロツクとから演算される評価データの値
(以下、値xという)と、現フレームの検出ブロ
ツクと動ベクトルに従つて移動された前フレーム
の同位置ブロツクとから演算される評価データの
値(以下、値yという)との関係が第12図に示
す斜線部分の領域にある場合に行う。
また、第12図において、斜線部分以外の領域
にある場合、即ち、値yが値xより大きい場合に
は、動き補償の効果が小さいので、前フレームを
移動させないでそのまま予測誤差データを取る。
従つて、上述した動き補償フレーム間予測符号
化方法を実行する場合には、動ベクトルを検出す
ると共に、値xを求める必要がある。
「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、探索ブロツクを拡帳すると、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い限定しなけれ
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
レビ会義の画質の劣化を招くという問題があつ
た。
一方、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
よびテレビ会義の画質の劣化を招くという問題が
あつた。
また、動ベクトルを検出した後に他の装置で上
述した値xを求める場合、多段階のステツプを要
するために、装置が複雑となるという欠点があつ
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、また、この装
置から出力されるデータを処理する装置の構成を
簡単にする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、第1のブロツクの各画素データと
第2のブロツクの各画素データとを入力して評価
データを演算する演算手段と、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、演算手段から出力される評価データ
と比較データとを比較し、評価データの値が比較
データの値よりも小さい時、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
保持内容を評価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、計数データを入
力して第1のブロツクの各画素データと同位置の
ブロツクの各画素データとから演算される同位置
評価データの演算タイミングに応じた同位置クロ
ツクを出力する同位置クロツク発生回路と、同位
置クロツクに同期して同位置評価データを保持す
る同位置ブロツク評価データレジスタとを具備す
ることを特徴としている。
また、第2の発明は、(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の水平方向の各画素データ、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、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個の演算手段から出力される
p個の評価データを入力してクロツクに同期して
時系列に第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
保持内容を評価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、計数データを入
力して第1のブロツクの各画素データと同位置の
ブロツクの各画素データとから演算される同位置
評価データの演算タイミングに応じた同位置クロ
ツクを出力する同位置クロツク発生回路と、同位
置クロツクに同期して同位置評価データを保持す
る同位置ブロツク評価データ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、p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個のレジ
スタのいずれかの出力と、第2のブロツクを(m
+1)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、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個の演算手
段から出力されるp個の評価データを入力してク
ロツクに同期して時系列に第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評価データによつて
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、計数データを入力して第1のブロツクの各画
素データと同位置のブロツクの各画素データとか
ら演算される同位置評価データの演算タイミング
に応じた同位置クロツクを出力する同位置クロツ
ク発生回路と、同位置クロツクに同期して同位置
評価データを保持する同位置ブロツク評価データ
レジスタとを具備する演算モジユールをm個多段
接続して、第1のブロツクの各画素データを初段
の演算モジユールに入力すると共に、前段の演算
モジユール内の最終段のレジスタの出力を次段の
演算モジユールに順次入力し、演算モジユールの
個数mが1の時の第2のブロツクの画素数Nが式
(N=M−p+1)を満たすと共に、一般に、第
2のブロツクの画素数N′が式{N′=N+(m−
1)×p}を満たすように、画素数MおよびN並
びに個数mおよびpを設定することを特徴として
いる。
加えて、第4発明は、第1ないし第3発明にお
いて、同位置のブロツクは、第2のブロツクの中
心に位置することを特徴としている。
「作用」 第1および第2発明によれば、第2のブロツク
について、評価データの最小値およびこの最小値
を持つ第3のブロツクの第2のブロツクにおける
位置が演算されると共に、同位置のブロツクに関
する評価データが同位置ブロツク評価データレジ
スタに記憶される。
また、第3発明によれば、拡帳された第2のブ
ロツクについて、評価データの最小値およびこの
最小値を持つ第3のブロツクの第2のブロツクに
おける位置が演算されると共に、同位置のブロツ
クに関する評価データが同位置ブロツク評価デー
タレジスタに記憶される。
「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8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8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8図bのブロツ
ク、即ち、同位置ブロツクA′(i′,j′)(i′,j′
=0
〜M−1)をその中心に包含した(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。
ところで、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
の実時間で効率よく処理できなければならない。
そこで、検出ブロツクA(i,j)および探索
ブロツクB(k,l)それぞれの水平方向および
垂直方向の画素数MおよびN(以下、単に画素数
MおよびNという)の関係が次式を満たすように
規定する。
まず、画素数Mが奇数の場合には、 N=2M−1 … また、画素数Mが偶数の場合には、 N=2M−2 … 従つて、探索ブロツクB(k,l)内における
同位置ブロツクA′(i′,j′)の位置は、画素数Mが
奇数の場合には、第9図a(M=3,N=5)の
斜線部分に示すように、画素数Mが偶数の場合に
は、同図b(M=4,N=6)の斜線部分に示す
ようになる。
ここで、画素数M=3,N=5の場合の動ベク
トル探索の順序を第10図に示す。これらの図の
斜線部分に示すように、同図aから同図iまで、
検出ブロツクA(i,j)を探索ブロツクB(k,
l)の左上から右下まで1画素ずつ順次移動させ
て、検出ブロツクA(i,j)の各画素データa
(i,j)と探索ブロツクB(k,l)の検出ブロ
ツクA(i,j)に対応する小ブロツクの各画素
データb(k,l)とを用いて評価データを演算
し、この評価データが最小となる検出ブロツクA
(i,j)に対応する小ブロツクを探索する。そ
して、同位置ブロツクA′(i′,j′)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がこの
探索ブロツクB(k,l)における動ベクトルと
なる。
ところで、上述した評価データを演算する演算
手段に検出ブロツクA(i,j)内の各画素デー
タa(i,j)および上述した小ブロツク内の各
画素データb(k,l)をそれぞれシフトするの
に要する時間は、1画素当たり1クロツクのシフ
ト時間であり、全画素数が(M×M)であるの
で、M2クロツクである。以下、これを演算サイ
クルという。
また、検出ブロツクA(i,j)を探索ブロツ
クB(k,l)内を上下および左右にシフトさせ
るのに要する回数、即ち、全演算サイクルの回数
STは、次式で表される。
ST=(N−M+1)2 … ところで、従来の技術において説明した値x、
即ち、検出ブロツクA(i,j)と同位置ブロツ
クA′(i′,j′)とから演算される評価データは、ST
回の演算サイクルの内、真ん中の演算サイクル
(以下、中心演算サイクルという)の時に算出さ
れる評価データにほかならない。
ここで、中心演算サイクルの回数SOを求める。
まず、全演算サイクル数STは、〜式より、画
素数Mが奇数のとき、M2回であり、画素数Mが
偶数のとき、(M−1)2回である。従つて、全演
算サイクル数STは、常に、奇数回であるから、中
心演算サイクル数SOは、全演算サイクル数STに1
を加えて2で割れば求められる。以下、式で表
す。
SO=(N−M+1)2+1/2 =(N−M+1)(N−M+1)+1/2 ={(N−M)+1}{(N−M)+1}+1/2 =(N−M)2+2(N−M)+2/2 =(N−M)2/2+(N−M)+1 =(N−M)N−M/2+1+1 … 従つて、画素数MおよびNの値が規定される
と、中心演算サイクル数SOが式により決定され
る。
また、1演算サイクルにおいては、上述したよ
うに、M2クロツクかかるので、演算開始から同
位置ブロツクA′(i′,j′)における中心演算サイク
ルが終了するまでに要する時間を中心クロツク時
間TOとすると、時間TOは次式で表される。
TO=M2×SO … 従つて、および式から求められる中心クロ
ツク時間TOのタイミングによつて検出ブロツク
A(i,j)と同位置ブロツクA′(′i,j′)とか
ら演算される評価データ、即ち、値xを取り出す
ことができる。上述した例においては、画素数M
=3、中心演算サイクル数SO=5であるので、中
心クロツク時間TOは45クロツクとなる。
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。第1図は画素数M=3、N=5(第
10図参照)とした本発明の第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、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、2は探索ブロツクB
(k,l)内の各画素データb(k,l)(k,l
=0〜4)が順次入力される入力端子、3は基準
クロツクCKが入力されるクロツク入力端子であ
る。
また、4は評価データを演算する演算手段であ
り、例えば、以下に示す照合評価関数を用いて入
力端子1から入力される検出ブロツクA(i,j)
の全画素データと、演算サイクル毎に入力端子2
から入力される探索ブロツクB(k,l)内の検
出ブロツクA(i,j)に対応する小ブロツクの
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、第10図aに示す第1演算サイクルに
おいて、検出ブロツク{a(0,0),a(2,
2)}と、探索ブロツクB(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Eを演算する。ここで、画素データa
(0,0)およびa(2,2)は、第10図aにお
ける検出ブロツクA(i,j)の左上および右下
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、同図における探
索ブロツクB(k,l)内の検出ブロツクA(i,
j)に対応する小ブロツクの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。
さらに、5はクロツクCKを入力してクリアパ
ルスCRおよびラツチパルスLTを生成して出力す
る制御パルス発生手段、6はクロツクCKを計数
して計数データCDを出力するクロツク計数回路、
7は比較手段、8は最小データレジスタ、9はア
ドレスレジスタであり、比較手段7は、演算手段
4から出力された評価データEoと最小データレ
ジスタ8に記憶されている評価データEo-1とを比
較し、評価データEoの値が評価データEo-1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8は、検出パルスDPに同期
して評価データEoを保持する。さらに、アドレ
スレジスタ9は、検出パルスDPに同期してクロ
ツク計数回路6から出力される計数データCDを
保持する。
加えて、10は同位置クロツク発生回路であ
り、第2図にそのブロツク図を示す。この図にお
いて、11は計数データCDを入力して上述した
式から求められる中心クロツク時間TOのタイ
ミングでゲートパルスGPを出力するゲートパル
ス発生回路、12はクロツクCKおよびゲートパ
ルスGPを入力して同位置クロツクBCKを出力す
る論理和回路である。
また、第1図において、13は同位置クロツク
BCKに同期して評価データEoを値x、即ち、検
出ブロツクA(i,j)と同位置ブロツクA′(i′,
j′)とから演算される評価データDBとして保持す
る同位置ブロツク評価データレジスタである。
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
順序で順次入力され、演算手段4に入力される。
一方、入力端子2から入力された探索ブロツク
B(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)、…
の順序で順次入力され、演算手段4に入力され
る。
これにより、演算手段4において、クリアパル
スCR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E1
演算される。そして、この評価データE1がラツ
チパルスLTによつて保持される。
以上が第10図aの第1演算サイクルにおける
演算手段4の動作の説明である。そして、この演
算手段4は、1演算サイクル毎に評価データEo
を演算して、順次、比較手段7に転送する。そし
て、第9演算サイクルが終了すると、探索ブロツ
クB(k,l)についてすべての評価データEo
演算される。
次に、各演算サイクルが終了すると、演算手段
4から出力された評価データEoは、比較手段7、
最小データレジスタ8および同位置ブロツク評価
データレジスタ13に入力され、まず、最初の評
価データE1が最小データレジスタ8に保持され
る。そして、比較手段7において、演算手段4か
ら出力された次の評価データEo、今の場合、評
価データE2と最小データレジスタ8に記憶され
ている前の評価データEo-1、今の場合、評価デー
タE1とを比較し、新しい評価データE2の値が評
価データE1の値より小さい時、比較手段7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8は、検出パ
ルスDPに同期して評価データE2を保持する。ま
た、アドレスレジスタ9は、検出パルスDPに同
期してクロツク計数回路6から出力される計数デ
ータCDを評価データEo-1を持つ小ブロツクのア
ドレスADとして保持する。以上の動作が9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Enio
よびその評価データEnioを持つ小ブロツクのアド
レスADnio、即ち、動ベクトルデータが正確に検
出される。
ところで、値xは、第5演算サイクルにおいて
演算される評価データE5と同一である。また、
中心クロツク時間TOは、上述した式より、45
クロツクである。従つて、クロツク計数回路6か
ら値45である計数データCDが出力されると、ゲ
ートパルス発生回路11からゲートパルスGPが
出力され、論理和回路12から45クロツクだけ発
生が禁止された同位置クロツクBCKが出力され
る。これにより、同位置ブロツク評価データレジ
スタ13が同位置クロツクBCKに同期して第5
演算サイクルにおいて演算された評価データE5
を値x、即ち、評価データDBとして保持する。
ところで、上述した本発明の第1の実施例にお
いては、演算手段4が1つしか設けられていない
ため、演算に時間がかかるという欠点がある。そ
こで、次に、演算を高速化することができる本発
明の第2の実施例について説明する。
まず、本発明の第2の実施例について説明する
前に、基本的な考え方について説明する。
まず、探索ブロツクB(k,l)をいくつかの
中ブロツクに分割し、これら分割された中ブロツ
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の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、本発明の第1の実施例に比べて演算の高速
化することができる。
そこで、探索ブロツクB(k,l)を分割する
数をDとしたときに、この数Dと画素数Mおよび
Nとが、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、
整数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、個々の演算手段が探索ブロツクB(k,
l)の水平方向の評価データの演算を行う必要が
ないように、演算手段の個数pは、画素数Mとの
関係が次式を満たすように規定する。これによ
り、演算がより効率よく行われる。
まず、画素数Mが奇数の場合には、 p=M … また、画素数Mが偶数の場合には、 p=M−1 … ここで、説明を簡単にするために、N=5,M
=p=3とした場合ついて説明する。
従つて、式にM=3,N=5を代入すると、 D=[5/3+1]=[2.66…]=2 となるので、探索ブロツクB(k,l)は、2つ
の中ブロツクB1(k,l)(k=0〜4,l=0
〜2)およびB2(k,l)(k=0〜4,l=3,
4)に分割される(第10図参照)。
以下、図面を参照して本発明の第2の実施例に
ついて説明する。第3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3図においては、入力端子2に代えて、
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21、中ブロツクB2(k,l)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B2が新たに設けられ
ている。
また、演算手段4に代えて、それぞれ評価デー
タE1〜E3を演算する3個の演算手段41〜43が新
たに設けられている。この内、演算手段41は、
探索ブロツクB(k,l)の左側領域、即ち、第
10図a,bおよびgの演算を担当し、演算手段
2は、探索ブロツクB(k,l)の中央領域、即
ち、同図b,eおよびhの演算を担当し、演算手
段43は、探索ブロツクB(k,l)の右側領域、
即ち、同図c,fおよびiの演算を担当し、各々
3演算サイクルの演算を行う。
さらに、制御パルス発生手段5に代えて、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、ラツチパルス
LT1〜LT3並びにタイミングクロツクTS11
TS12,TS21およびTS22を生成して出力する制御
パルス発生手段14が新たに設けられている。
加えて、151および152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
“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、161および162は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、
17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、18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17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
“H”レベルの時、データR1を出力する。
さらに、19はセレクタ18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、20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19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
“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、比較手段7に代えて、タイミングクロ
ツクTS21およびTS22を入力してセレクタ20か
ら出力された評価データEoと最小データレジス
タ8に記憶されている評価データEo-1とを比較
し、評価データEoと最小データレジスタ8に記
oの値が評価データEo-1の値より小さい時、検
出パルスDPを出力する比較手段21が新たに設
けられている。
このような構成において、まず、第3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
順序で順次入力され、演算手段41の端子aおよ
びレジスタ161に入力される。
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)、
…の順序で順次入力され、演算手段41の端子b
並びにセレクタ151および152のそれぞれの端
子aに入力される。
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(0,4)、
…の順序で順次入力され、セレクタ151および
152それぞれの端子bに入力される。
これにより、演算手段41において、クリアパ
ルスCR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
E1が演算される(第10図a参照)。そして、こ
の評価データE1がラツチパルスLTによつて保持
される。
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161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Ad1
(i,j)の各画素データad1(i,j)となり、
演算手段42の端子aおよびレジスタ162に入力
される。
一方、セレクタ151において、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SCK1
“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42の端子b
には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42において、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Ad1(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
E2が演算される(第10図b参照)。そして、こ
の評価データE2がラツチパルスLT2によつて保持
される。
また、検出ブロツクAd1(i,j)の各画素デ
ータad1(i,j)は、レジスタ162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
Ad2(i,j)の各画素データad2(i,j)とな
り、演算手段43の端子aに入力される。
一方、セレクタ152において、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
“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43の端子b
には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43において、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Ad2(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10図c参照)。そして、こ
の評価データE3がラツチパルスLT3によつて保持
される。
以上が第1演算サイクルにおける各演算手段4
〜43の動作の説明である。そして、これらの演
算手段41〜43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、第3演算サイクル
が終了すると、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。
即ち、第1演算サイクルでは、上述したよう
に、演算手段41において第10図aの演算が、
演算手段42において第10図bの演算が、演算
手段43において第10図cの演算がそれぞれ行
われ、第2演算サイクルでは、演算手段41にお
いて第10図dの演算が、演算手段42において
第10図eの演算が、演算手段43において第1
0図fの演算がそれぞれ行われ、第3演算サイク
ルでは、演算手段41において第10図gの演算
が、演算手段42において第10図hの演算が、
演算手段43において第10図iの演算がそれぞ
れ行われる。
次に、演算手段41から出力された評価データ
E1はセレクタ20の端子aに、演算手段42から
出力された評価データE2はセレクタ18の端子
aに、演算手段43から出力された評価データE3
はレジスタ17にそれぞれ入力される。
そして、評価データE3は、レジスタ17にお
いて、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後、出力データ
R1としてセレクタ18の端子bに入力される。
セレクタ18においては、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17の出力データR1が出力される。
次に、セレクタ18の出力データは、レジスタ
19において、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後、出力
データR2としてセレクタ20の端子bに入力さ
れる。セレクタ20においては、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Eo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20の出力
データR2が出力データEoとして出力される。即
ち、評価データE1〜E3は、(p−1)個のセレク
タ18および20と、(p−1)個のレジスタ1
7および19とによつて時系列的にE1、E2、E3
の順序でセレクタ20から出力される。
次に、各演算サイクルが終了すると、セレクタ
20から出力された評価データEoは、比較手段
7および最小データレジスタ8に入力され、ま
ず、最初の評価データE1が最小データレジスタ
8に保持される。そして、比較手段21におい
て、セレクタ20から出力された次の評価データ
Eo、今の場合、評価データE2と最小データレジ
スタ8に記憶されている前の評価データEo-1、今
の場合、評価データE1とを比較し、新しい評価
データE2の値が評価データE1の値より小さい時、
比較手段21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8は、検出パ
ルスDPに同期して評価データE2を保持する。ま
た、アドレスレジスタ9は、検出パルスDPに同
期してクロツク計数回路6から出力される計数デ
ータCDを評価データEo-1を持つ小ブロツクのア
ドレスAD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)置内における最小の評価データEnio
およびその評価データEnioを持つ小ブロツクのア
ドレスADnio、即ち、動ベクトルデータが正確に
検出される。
ところで、同位置ブロツクA′(i′,j′)の評価デ
ータEは、第2演算サイクル時に演算手段42
おいて演算される評価データE22にほかならない。
まず、第2演算サイクル時に演算手段41で演算
が開始される時間T1は、次式で表される。
T1=M2×N−M/2 … 次に、演算手段42において演算が終了して評
価データE22の値が確定するまでにさらに、(M2
+1)クロツク要する。そして、同位置ブロツク
評価データレジスタ13にこの評価データE22
入力されてラツチされるので、1クロツクさらに
遅れる。以上までをまとめた時間T′1は、次式で
表される。
T1=M2×N−M/2+M2+1+1 … ところで、各演算手段41〜43から出力される
評価データE1〜E3は、レジスタ17および19
並びにセレクタ18および20によつて順次同位
置ブロツク評価データレジスタ13に転送される
が、1回の転送には2クロツク要する。このた
め、同位置ブロツクの評価データE22が同位置ブ
ロツク評価データレジスタ13に入力されるの
は、演算手段41から出力される評価データE12
りも[{(N−p)/2)}×2]クロツク遅れる。
以上を組合せ、式を整理すると、中心サイクル時
間TOが次式のように求められる。
TO=M2×N−M/2+M2+1+1+N−P/2×2 =M2×N−M/2+1+2×N−P/2+1 =M2×SO+2×pO … 但し、 SO=N−M/2+1 … pO=N−P/2+1 … である。また、(2×pO)は、1演算サイクルの
間に演算されたp個の評価データE1〜E3から最
小データEnioが検出装される時間と同一であるの
で、以下、これを比較サイクルという。
今の場合、M=p=3、N=5であるので、中
心クロツク時間TOは、上述した式より、22ク
ロツクである。
従つて、クロツク計数回路6から値22である計
数データCDが出力されると、ゲートパルス発生
回路11からゲートパルスGPが出力され、論理
和回路12から22クロツクだけ出力が禁止された
同位置クロツクBCKが出力される。これにより、
同位置ブロツク評価データレジスタ13が同位置
クロツクBCKに同期して第2演算サイクルにお
いて演算手段42で演算された評価データE22を値
x、即ち、評価データDBとして保持する。
ここで、第4図に本発明の第2の実施例による
動ベクトル検出装置のM=p=3、N=5の場合
の処理の流れを示す。
ところで、上述した第1および第2の実施例に
おいては、探索ブロツクB(k,l)を拡帳する
と、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。
そこで、次に、探索ブロツクB(k,l)を拡
帳しても実時間処理を行うことができる本発明の
第3の実施例について説明する。
まず、本発明の第3の実施例について説明する
前に、基本的な考え方について説明する。
まず、拡帳された探索ブロツクB′(k,l)を
第2の実施例の場合と同様、いくつかの中ブロツ
クに分割する。次に、第3図に示す動ベクトル検
出装置にレジスタ162の出力を所定時間遅延す
るレジスタおよび演算手段43から出力される評
価データE3と外部から入力される評価データと
を入力して1つを選択して出力するセレクタを加
えたものを単位演算モジユールとして、分割され
た中ブロツクの数より1つ少ない数だけ多段接続
する。そして、各演算モジユールが互いが用いる
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、探索ブ
ロツクB′(k,l)を拡張しても実時間で正確な
動ベクトルを検出することができる。
また、この動ベクトル検出装置は、上述の場合
と同様、LSIによつて構成されることが一般的で
あるから、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、演算モジユールの数をm、演算手段の
数をp、拡張された探索ブロツクB′(k,l)の
画素数N′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装置を構成する。
N′=N+(m−1)×p … そして、これら複数の演算モジユールの内、検
出ブロツクA(i,j)の各画素データa(i,
j)が最初に入力される演算モジユールをメイン
演算モジユール、その他をサブ演算モジユールと
する。
このような構成において、まず、メイン演算モ
ジユールおよび各サブ演算モジユールは、割り当
てられた領域における全評価データEを演算す
る。次に、縦続接続された末端のサブ演算モジユ
ールは、各評価データEを前段のサブ演算モジユ
ールに転送し、さらに、そのサブ演算モジユール
は末端の演算モジユールから転送された各評価デ
ータEと内部で演算された各評価データEとを前
段の演算モジユールに順次転送する。これによ
り、メイン演算モジユールには探索ブロツクB
(k,j)内のすべての評価データEが転送され
る。そして、メイン演算モジユールは、これらの
評価データEおよび内部で演算された各評価デー
タEから最小データEnioを検出すると共に、その
最小データを持つ小ブロツクのアドレスADnio
検出してそれを探索ブロツクB(k,l)内の最
終的な動ベクトルデータとする。また、同位置ブ
ロツクA′(i′,j′)の評価データDBもメイン演算モ
ジユールにおいて求める。
以下、図面を参照して本発明の第3の実施例に
ついて説明する。尚、説明を簡単にするために、
上述したおよび式において、M=3、N=
5、N′=11、m=3、p=3の場合について説
明する。第5図aおよびbにM=3、N=11の場
合の検出ブロツクA(i,j)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、
第10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5図bにおいて、
探索ブロツクB′(k,l)は、4つの中ブロツク
B1(k,l)〜B4(k,l)に分割されている。
また、第6図は本発明の第3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、21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、221〜224
それぞれ中ブロツクB1(k,l)〜B4(k,l)
内の各画素データb(k,l)が順次入力される
入力端子、23はクロツクCKを発生するクロツ
ク発生手段である。
さらに、241〜243はそれぞれ上述した演算
モジユールである。演算モジユール241におい
て、11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、211は中ブロツクB1(k,l)内
の各画素データb(k,l)が順次入力される入
力端子、212は中ブロツクB2(k,l)内の各画
素データb(k,l)が順次入力される入力端子、
251はクロツクCK1が入力される入力端子であ
る。
加えて、261は入力端子11から入力された検
出ブロツクA(i,j)内の各画素データa(i,
j)が内部のレジスタによつて所定時間遅延され
て出力される出力端子、27はこの動ベクトル検
出装置において演算された結果、検出された最小
の評価データEnioが出力される出力端子、28は
評価データEnioを持つ小ブロツクのアドレス
ADnioが出力される出力端子、29は同位置ブロ
ツクA′(i′,j′)の評価データDBが出力される出力
端子である。
また、演算モジユール242において、12は演
算モジユール241の出力端子261から出力され
る遅延された検出ブロツク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、221は中ブロツクB2(k,l)
内の各画素データb(k,l)(k=0〜10、1=
3〜5)が順次入力される入力端子、222は中ブ
ロツクB3(k,l)内の各画素データb(k,l)
(k=0〜10、l=6〜8)が順次入力される入
力端子、252はクロツクCKが入力される入力端
子である。
さらに、262は入力端子12から入力された検
出ブロツクA(i,j)内の各画素データa(i,
j)が内部のレジスタによつて所定時間遅延され
て出力される出力端子である。
加えて、演算モジユール243において、13
演算モジユール242の出力端子262から出力さ
れる遅延された検出ブロツク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、231は中ブロツクB3(k,
l)内の各画素データb(k,l)(k=0〜10、
l=6〜8)が順次入力される入力端子、232
中ブロツクB4(k,l)内の各画素データb(k,
l)(k=0〜10、l=9〜10)が順次入力され
る入力端子、253はクロツクCKが入力される入
力端子である。
尚、以上説明した演算モジユール241〜243
は、演算に用いられる検出ブロツクA(i,j)
内の各画素データa(i,j)およびその遅延さ
れたデータと中ブロツクBo(k,l)(n=1〜
4)内の各画素データb(k,l)とが異なるだ
けで同一の内部構成である。
従つて、演算モジユール24を任意の数接続す
ることにより、探索ブロツクを拡張することがで
きる。これにより、拡張された探索ブロツク
B′(k,l)内の正確な動ベクトルを検出するこ
とができる。
次に、第7図に演算モジユール24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7図においては、制御パルス発生手段1
4の出力する各種パルスに加えてタイミングクロ
ツクTS13をも生成して出力する制御パルス発生
手段30が新たに設けられている。
また、レジスタ162から出力された画素デー
タを1クロツクCK遅延して出力するレジスタ1
3、後段の演算モジユール24から出力された
評価データEo+1が入力される入力端子31が新た
に設けられている。
さらに、演算手段43とレジスタ17との間に、
セレクタ32が新たに設けられている。このセレ
クタ32は、評価データE3を入力端子aから、
評価データEo+1を入力端子bからそれぞれ入力
し、タイミングクロツクTS13が“L”レベルの
時、評価データE3を出力し、タイミングクロツ
クTS1が“H”レベルの時、評価データEo+1を出
力する。
加えて、33はセレクタ20から出力される評
価データEoが出力される出力端子である。
尚、各構成要素の符号の添字は、添字が1桁の
場合は、演算モジユール24の段数を表し、添字
が2桁の場合は、十の位の数字が演算モジユール
24の段数を表し、一の位の数字が1つの演算モ
ジユール24内において複数ある構成要素の段数
を表している。
このような構成において、まず、第6図の入力
端子21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)、…の順序で順次
入力され、演算モジユール241の入力端子11
経て初段の演算手段411の端子aから入力され
る。
一方、入力端子221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)、
…の順序で順次入力され、演算モジユール241
の入力端子211を経て演算手段411の端子bおよ
びセレクタ1511および1512それぞれの端子a
に入力される。
また、入力端子222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(0,4)、
…の順序で順次入力され、演算モジユール241
の入力端子212を経てセレクタ1511および15
12それぞれの端子bに入力される。
これにより、演算手段411において、クリアパ
ルスCR11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
E111が演算される。そして、この評価データE111
がラツチパルスLT11によつて保持される。
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1611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
Ad1(i,j)の各画素データad1(i,j)とな
り、演算手段412の端子aおよびレジスタ1612
に入力される。
一方、セレクタ1511において、シフトクロツ
クSCK11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SCK11
“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412の端子b
には探索ブロツク内の小ブロツクBS11(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412において、クリアパ
ルスCR12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)の各画素データ
a(i,j)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E121が演算される。そして、この評
価データE121がラツチパルスLT12によつて保持
される。
また、検出ブロツクAd1(i,j)の各画素デ
ータad1(i,j)は、レジスタ1612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
Ad2(i,j)の各画素データad2(i,j)とな
り、演算手段413の端子aおよびレジスタ1613
に入力される。
一方、セレクタ1512において、シフトクロツ
クSCK12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SCK12
“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413の端子b
には探索ブロツク内の小ブロツクBS12(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413において、クリアパ
ルスCR13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)の各画素データ
a(i,j)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E131が演算される。そして、この評
価データE131がラツチパルスLT13によつて保持
される。
また、検出ブロツクAd2(i,j)の各画素デ
ータad2(i,j)は、レジスタ1613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
Ad3(i,j)の各画素データad3(i,j)とな
り、出力端子261から出力される。
さらに、演算モジユール242においては、入
力端子12か入力される検出ブロツクAd3(i,j)
の各画素データad3(i,j)、入力端子221から
入力される中ブロツクB2(k,l)の各画素デー
タb(k,l)、入力端子222から入力される中ブ
ロツクB3(k,l)の各画素データb(k,l)
について評価データE211〜E231が求められると共
に、出力端子262からこの演算モジユール242
内のレジスタ1621〜1623において3クロツク
CK遅延された検出ブロツクAd6(i,j)の各画
素データad6(i,j)が出力される。
加えて、演算モジユール243においては、入
力端子13から入力される検出ブロツクAd6(i,
j)の各画素データad6(i,j)、入力端子231
から入力される中ブロツクB3(k,l)の各画素
データb(k,l)、入力端子232から入力される
中ブロツクB4(k,l)の各画素データb(k,
l)について評価データE311〜E331が求められ
る。以上が第1演算サイクルにおける各演算モジ
ユール241〜243の動作の説明である。
次に、演算モジユール243において、演算手
段431から転送された評価データE311はセレクタ
203の端子aに、演算手段432から転送された
評価データE321はセレクタ183の端子aに、演
算手段433から転送された評価データE331はセレ
クタ323の端子aにそれぞれ入力される。
そして、評価データE331は、セレクタ323
おいて、タイミングクロツクTS313が“L”レベ
ルの時、出力される。次に、セレクタ323の出
力データは、レジスタ173において、タイミン
グクロツクTS322の立ち上がりに同期して1クロ
ツクCK遅延された後、出力データR31としてセ
レクタ183の端子bに入力される。セレクタ1
3においては、タイミグクロツクTS312が“L”
レベルの時、評価データE321が出力され、タイミ
ングクロツクTS312が“L”レベルの時、テータ
R31が出力される。
次に、セレクタ183の出力データは、レジス
タ193において、タイミングクロツクTS321の立
ち上がりに同期して1クロツク遅延された後、出
力データR32としてセレクタ203の端子bに入力
される。セレクタ203においては、タイミング
クロツクTS311が“L”レベルの時、評価データ
E311が出力データE3oとして出力され、タイミン
グクロツクTS311が“H”レベルの都気データ
R32が出力データR3oとして出力端子333から出
力される。
次に、演算モジユール242において、演算手
段421か転送された評価データE211はセレクタ2
2の端子aに、演算手段422から転送された評
価データE221はセレクタ182の端子aに、演算
手段23から転送された評価データE231はセレクタ
322の端子aに、演算モジユール242から転送
された評価データE3oはセレクタ322の端子bに
それぞれ入力される。
そして、タイミングクロツクTS213が“L”レ
ベルの時、評価データE231が出力され、タイミン
グクロツクTS213が“H”レベルの時、評価デー
タE3oが出力される。次に、セレクタ322の出力
データは、レジスタ172において、タイミング
クロツクTS222の立ち上がりに同期して1クロツ
ク遅延された後、出力データR21としてセレクタ
182の端子bに入力される。セレクタ182にお
いては、タイミングクロツクTS212が“L”レベ
ルの時、評価データE221が出力され、タイミング
クロツクTS212が“H”レベルの時、データR21
が出力される。
次に、セレクタ182の出力データ、レジスタ
192において、タイミングクロツクTS221の立ち
上がりに同期して1クロツク遅延された後、出力
データR22としてセレクタ20の端子bに入力さ
れる。セレクタ202においては、タイミングク
ロツクTS211が“L”レベルの時、評価データ
E211が出力データE2oとして出力され、タイミン
グクロツクTS211が“H”レベルの時、データ
R22が出力テータE2oとして出力端子332から出
力される。
さらに、演算モジユール241において、演算
手段411から転送された評価データE111セレクタ
201の端子aに、演算手段412から転送された
評価データE121はセレクタ181の端子aに、演
算手段413から転送された評価データE131はセレ
クタ321の端子aに、演算モジユール242から
転送された評価データE2oはセレクタ321の端子
bにそれぞれ入力される。
そして、タイミングクロツクTS113が“L”レ
ベルの時、評価データE131が出力され、タイミン
グクロツクTS113が“H”レベルの時、評価デー
タE2oが出力される。次に、セレクタ321の出力
データは、レジスタ171において、タイミング
クロツクTS122の立ち上がりに同期して1クロツ
クCK遅延された後、出力データR11としてセレ
クタ181の端子bに入力される。セレクタ181
においては、タイミングクロツクTS112が“L”
レベルの時、評価データE121が出力され、タイミ
ングクロツクTS112が“H”レベルの時、データ
R11が出力される。
次に、セレクタ181の出力データは、レジス
タ191において、タイミングクロツクTS121の立
ち上がりに同期して1クロツクCK遅延された後、
出力データR12としてセレクタ201の端子bに入
力される。セレクタ201においては、タイミン
グクロツクTS111が“L”レベルの時、評価デー
タE111が出力データE1oとして出力され、タイミ
ングクロツクTS111が“H”レベルの時、データ
R12が出力データE1oとして出力される。
次に、データE1oは比較手段211および最小デ
ータレジスタ81に入力され、まず、最初の評価
データE111が最小データレジスタ81に保持され
る。そして、比較手段211において、セレクタ
201から転送された次の評価データE121と、最
小データレジスタ81に記憶されている前の評価
データE111とを比較し、新しい評価データE121
値が評価データE111の値より小さい時、比較手段
211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81は、検出パルスDPに同期
して評価データE121を保持する。また、アドレス
レジスタ91は、検出パルスDPに同期してクロツ
ク計数回路6から出力される計数データCDを評
価データE121を持つ小ブロツクのアドレスとして
保持する。このような動作が評価データE111
E331について行われる。
以上が第1比較サイクルにおける各演算モジユ
ール241〜243の動作の説明である。上述した
演算サイクルと比較サイクルとがそれぞれ9回繰
り返されることにより、検索ブロツクB(k,l)
内における最小の評価データEnioおよびその評価
データEnioを持つ小ブロツクのアドレスADnio
即ち、正確な動ベクトルデータが検出される。
ところで、同位置ブロツクのA′(i′,j′)の評価
データEは、第5演算サイクル時の演算モジユー
ル242内の演算手段422において演算される。
評価データEにはほかならない。この場合の中心
サイクル時間T′Oは、次式で表される。
T′O=M2×S′O+2P′O … 但し、 S′O=N′−M/2+1 … p′O=N′−p/2+1 … である。
今の場合、M=p=3,N=5であるので、中
心サイクル時間T′Oは、〜式より、55クロツ
クである。
従つて、演算モジユール241内のクロツク計
数回路61から値55である計数データCDが出力さ
れると、ゲートパルス発生回路111からゲート
パルスGPが出力され、論理和回路121から55ク
ロツクだけ出力が禁止された同位置クロツク
BCKが出力される。これにより、同位置ブロツ
ク評価データレジスタ131が同位置クロツク
BCKに同期して第5演算サイクルにおいて演算
モジユール242で演算された評価データEを値
x、即ち、評価データDBとして保持する。
尚、上述した第1ないし第3の実施例におい
て、同位置ブロツクA′(′i,j′)を探索ブロツク
B(k,l)の中心に包含する例を示したが、よ
うするに動ベクトルデータを検出する過程におい
て同位置ブロツクA′(i′,j′)に関する評価データ
を一時記憶することができればよいので、同位置
ブロツクA′(i′,j′)と探索ブロツクB(k,l)
との位置関係がどのようであつてもよいことはい
うまでもない。
また、上述した第3の実施例においては、式
から求められる中心クロツク時間T′Oは、各演算
手段411〜433の演算サイクルに待機時間が生じ
ない場合について説明したが、画素数MおよびN
並びに個数mおよびpとの関係においては、待機
時間が生じる場合がある。この場合には、さら
に、[{(N′−M)/2}×待機時間]が加えられ
る。そして、この場合、待機時間の間、同位置ク
ロツク発生手段10に入力されるクロツクを停止
し、値T′Oをクロツク数とすれば、式をそのま
ま使えるが、値T′Oを時間とすると、上述した待
機時間を加える必要がある。
「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共に、この動ベクトル
検出装置から出力されるデータを処理する装置の
構成を簡単にする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劣化させることなく、それら
の装置を小型化す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図は同
位置クロツク発生回路10の構成を示すブロツク
図、第3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4図は
同実施例の演算手順を説明するための図、第5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5図bは(11×11)
の画素からなる探索ブロツクB(k,l)の一例
を示す図、第6図は本発明の第3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
7図は演算モジユール24の構成を示すブロツク
図、第8図aおよびbはそれぞれ現フレームおよ
び前フレームの一例を示す図、第9図aは画素数
Mが奇数の場合の探索ブロツクB(k,l)と同
位置ブロツクA′(i′,j′)との関係を示す図、第9
図bは画素数Mが偶数の場合の探索ブロツクB
(k,l)と同位置ブロツクA′(i′,j′)との関係
を示す図、第10図は(3×3)の画素から検出
ブロツクA(i,j)を用いて(5×5)の画素
からなる探索ブロツクB(k,l)内の評価デー
タを求める演算手順を説明するための図、第11
図は動ベクトルを説明するための図、第12図は
現フレームの検出ブロツクと前フレームの同位置
ブロツクとの評価データの値xと、現フレームの
検出ブロツクと動ベクトルに従つて移動された前
フレームの同位置ブロツクとの評価データの値y
との関係を示す図である。 41〜43……演算手段、6……クロツク計数回
路、7,21……比較手段、8……最小データレ
ジスタ、9……アドレスレジスタ、10……同位
置クロツク発生回路、13……同位置ブロツク評
価データレジスタ、151,152,18,20,
32……セレクタ、161〜163,17,19…
…レジスタ、23……クロツク発生手段、241
〜243……演算モジユール。

Claims (1)

  1. 【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、 前記第1のブロツクの各画素データと前記第2
    のブロツクの各画素データとを入力して前記評価
    データを演算する演算手段と、 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、 前記演算手段から出力される評価データと比較
    データとを比較し、前記評価データの値が前記比
    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
    内容を前記評価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、 前記計数データを入力して前記第1のブロツク
    の各画素データと前記同位置のブロツクの各画素
    データとから演算される同位置評価データの演算
    タイミングに応じた同位置クロツクを出力する同
    位置クロツク発生回路と、 前記同位置クロツクに同期して前記同位置評価
    データを保持する同位置ブロツク評価データレジ
    スタと を具備することを特徴とする動ベクトル検出装
    置。 2 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、 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個の演算手段から出力されるp個の評価
    データを入力して前記クロツクに同期して時系列
    に第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
    て保持内容を前記評価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、 前記計数データを入力して前記第1のブロツク
    の各画素データと前記同位置のブロツクの各画素
    データとから演算される同位置評価データの演算
    タイミングに応じた同位置クロツクを出力する同
    位置クロツク発生回路と、 前記同位置クロツクに同期して前記同位置評価
    データを保持する同位置ブロツク評価データレジ
    スタと を具備することを特徴とする動ベクトル検出装
    置。 3 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(m+1)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、 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個の演算手段から出力されるp個の評価
    データを入力して前記クロツクに同期して時系列
    に第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
    て保持内容を前記評価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、 前記計数データを入力して前記第1のブロツク
    の各画素データと前記同位置のブロツクの各画素
    データとから演算される同位置評価データの演算
    タイミングに応じた同位置クロツクを出力する同
    位置クロツク発生回路と、 前記同位置クロツクに同期して前記同位置評価
    データを保持する同位置ブロツク評価データレジ
    スタと を具備する演算モジユールをm個多段接続して、
    前記第1のブロツクの各画素データを初段の前記
    演算モジユールに入力すると共に、前段の前記演
    算モジユール内の最終段の前記レジスタの出力を
    次段の前記演算モジユールに順次入力し、前記演
    算モジユールの個数mが1の時の前記第2のブロ
    ツクの画素数Nが式(N=M−p+1)を満たす
    と共に、一般に、前記第2のブロツクの画素数
    N′が式{N′=N+(m−1)×p}を満たすよう
    に、前記画素数MおよびN並びに前記個数mおよ
    びpを設定することを特徴とする動ベクトル検出
    装置。 4 前記同位置のブロツクは、前記第2のブロツ
    クの中心に位置することを特徴とする請求項1、
    請求項2または請求項3記載の動ベクトル検出装
    置。
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