JPH05153470A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

動きベクトル検出装置

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JPH05153470A
JPH05153470A JP31784791A JP31784791A JPH05153470A JP H05153470 A JPH05153470 A JP H05153470A JP 31784791 A JP31784791 A JP 31784791A JP 31784791 A JP31784791 A JP 31784791A JP H05153470 A JPH05153470 A JP H05153470A
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JP
Japan
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motion vector
small
average value
difference
screen
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Application number
JP31784791A
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English (en)
Inventor
Shinya Sumino
眞也 角野
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高能率符号化の前処理などに使用さ
れる動き補償処理に必要な、パンやズームを表す動きベ
クトルを、乗算器を不要とする簡単なハードウェアで精
度よく検出することを目的とする。 【構成】 ブロック化器2でブロック化されて小動きベ
クトル検出器4で検出された小動きベクトル5の中か
ら、リミッタ20で隣接する小ブロック間で変化が小さ
いベクトルだけを選択し、その平均値11でパンを得、
その微係数の平均値15でズームを得るものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像信号からパンや
ズームの判定に役立つ動きベクトルを検出する動きベク
トル検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】動画像信号についてフィールド間もしく
はフレーム間で動き補償を伴う符号化を行なう場合に、
カメラの代表的な動きであるパンおよびズームによる動
き量を補正することにより、高能率符号化の符号化効率
が向上することが知られている。
【0003】従来の動き検出装置では、例えば、最小二
乗法を用いてパンやズームの検出を行なっている。図7
に従来の動き検出装置のブロック図を示す。同図に於
て、画像入力信号1はブロック化器2によって、数画素
の集合からなる小ブロック3に分割される。小ブロック
3は小動きベクトル検出器4によって、前画面との小ブ
ロック単位の動きベクトルの向きの差分値である小動き
ベクトル5が検出される。累積乗算器6では、小動きベ
クトル5から最小二乗法を用いてパンやズームの動きベ
クトル7を計算し出力する。パンは、画面全体の一様な
移動であり、ズームは画面の中央を中心とする拡大また
は縮小のことである。これらの動きベクトル7を精度よ
く検出し、別装置で動きベクトル7を用いて動き補償を
行なうことにより高能率符号化装置で符号化効率を大幅
に向上させることが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最小二
乗法の計算には多くの乗算回数が必要であり、上記の累
積乗算器6のハードウェア規模が大きくなるという課題
がある。
【0005】一方、乗算器を時分割多重で使用し、計算
に必要な乗算器の個数を削減することも可能であるが、
その場合には、非常に高速な乗算器が必要であり、この
ような乗算器を実現することは困難である。
【0006】本発明はかかる従来の動きベクトル検出装
置の課題に鑑み、乗算を必要としないハードウェア化が
容易で、且つ検出精度の高い動きベクトル検出装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は1フレームもし
くは1フィールドで構成される1画面の時間的に連続す
るデータで構成される動画像信号に対して、前記1画面
のデータを水平および垂直方向に等分割して小ブロック
の集合を構成するブロック化手段と、前後の時間的に連
続する画面との動き量の差である動きベクトルを前記ブ
ロック化手段によって生成された各小ブロック単位で検
出する小動きベクトル検出手段と、前記小動きベクトル
検出手段出力の小動きベクトルの平均値を計算する第1
の平均値計算手段と、前記小動きベクトル検出手段出力
で同時刻の隣接するブロックの小動きベクトルの差分信
号の平均値を計算する第2の平均値計算手段を備え、前
記第1の平均値計算手段出力信号を画面全体の水平移動
ベクトル、前記第2の平均値計算手段出力信号を画面全
体の拡大・縮小ベクトルとして出力する動きベクトル検
出装置と、隣接する小ブロックでの小動きベクトルの差
の大きさがある閾値以下となる小動きベクトルを前記小
動きベクトル検出手段出力から選択して出力するリミッ
タ手段を前記第1及び第2の平均値計算手段の直前に設
置した前記動きベクトル検出装置である。
【0008】
【作用】パンは画面全体の一様な動きであり、小動きベ
クトルの平均値で精度良く検出することができる。一
方、ズームは動きベクトルの一次微分係数が画面全体で
一様となるので、隣接する小ブロックにおいて小動きベ
クトルの差分値の平均値を計算し、その平均値から容易
に推定することが可能である。従って、前記の手段によ
り、パンおよびズームの動きベクトルを検出することが
できる。又、画面にはパンやズーム以外の動きも多く含
まれており、パンやズームを検出する場合にはそれ以外
の動きの影響を除去することが必要である。パンやズー
ムでは隣接する小動きベクトルの差の大きさが小さい事
から、隣接する小動きベクトルの差の大きさが大きい小
動きベクトルをリミッタにより除去すれば、パンやズー
ムの動きベクトル検出の精度を高めることが可能であ
る。更に、ズーム検出の際に必要な小動きベクトルの差
分値の計算とリミッタでの小動きベクトルの差分値の計
算として同じものを用いることにより、小動きベクトル
の差分値の計算の一方のハードウェアを省略することも
可能である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0010】図1は本発明の第1の実施例である動きベ
クトル検出装置のブロック図である。同図において、ブ
ロック化器2は、入力信号1を入力し、小ブロック3を
出力する手段である。小動きベクトル検出器4は、その
小ブロック3を受けて小動きベクトル5を出力する手段
である。第1の平均値計算器10は、その小動きベクト
ル5を入力し、平均値をとってパンを表す動きベクトル
11を出力する手段である。微分器12は、小動きベク
トル5を入力し、微分して小動きベクトルの差分ベクト
ル13を得る手段、第2の平均値計算器14はその差分
ベクトル13から平均値でありズームを表す動きベクト
ル15を得る手段である。
【0011】以上の様に構成された第1の実施例につい
て以下その動作を説明する。画像入力信号1はブロック
化器2によって、数画素の集合からなる小ブロック3に
分割される。小ブロック3は小動きベクトル検出器4に
よって、前画面との小ブロック単位の動きの向きの差分
値である小動きベクトル5が検出される。小動きベクト
ル5は第1の平均値計算器10で平均値11が計算され
る。この平均値11がパンを表す動きベクトルとして出
力される。一方、小動きベクトル5は微分器12で隣接
する小動きベクトルとの差分が計算される。図2は画面
を構成する小ブロックとその小ブロックの小動きベクト
ルVi,j,Vi+1,j,Vi,j+1,Vi+1,j+1を示している。Vi,j-V
i+1,jはそのブロックの水平方向のズームの大きさを表
し、Vi,j-Vi,j+1はそのブロックの垂直方向のズームの
大きさを表している。従って、それぞれの画面全体での
平均値を計算する事により、ズームを表す動きベクトル
15を推定することができる。従って、差分ベクトル1
3を第2の平均値計算器14で計算した平均値15がズ
ームを表す動きベクトルとなる。
【0012】以上のように、本実施例によれば、乗算器
を用いないでパンとズームを表す動きベクトルを検出す
ることができる。
【0013】図3は本発明の第2の実施例である動きベ
クトル検出装置のブロック図である。同図において、ブ
ロック化器2は、入力信号1を入力し、小ブロック3を
出力する手段である。小動きベクトル検出器4は、その
小ブロックを入力し、小動きベクトル5を出力する手段
である。リミッタ20は、小動きベクトル5を入力し、
所定のリミットを加えて小動きベクトル21を出力する
手段、平均値計算器10は、その小動きベクトル21の
平均値をとり、パンを表す動きベクトル11として出力
する手段である。
【0014】以上の様に構成された第2の実施例につい
て以下その動作を説明する。画像入力信号1から小動き
ベクトル5を得るまでの処理は第1の実施例と同じ処理
であり、説明を省略する。リミッタ20では隣接する小
ブロックの小動きベクトル5の差分値を計算し、その差
分値がある閾値以下の場合は小動きベクトル21として
出力し、閾値を越える場合には出力しない。小動きベク
トル21は平均値計算器10で平均値が計算され、その
平均値11がパンを表す動きベクトルである。リミッタ
20を用いることにより、局所的な動きの影響を除去す
る事ができ、パン検出の精度が向上する。
【0015】以上のように、本実施例によれば、乗算器
を用いないでパンを検出することができ、更にパン検出
の精度を向上させることができる。
【0016】図4は本発明の第3の実施例である動きベ
クトル検出装置のブロック図である。同図において、ブ
ロック化器2は、入力信号1を入力し、小ブロック3を
出力する手段である。小動きベクトル検出器4は、その
小ブロックを入力し、小動きベクトル5を出力する手段
である。微分器12は、小動きベクトルを入力し、微分
して小動きベクトルの差分ベクトルを得る手段、比較器
30は差分ベクトルを所定の閾値と比較し、小動きベク
トル31を出力する手段である。この微分器12と比較
器30でリミッタ20を構成する。平均値計算器14は
その小動きベクトル31から平均値でありズームを表す
動きベクトル15を得る手段である。
【0017】以上の様に構成された第3の実施例につい
て以下その動作を説明する。画像入力信号1から差分ベ
クトル13を得るまでの処理は第1の実施例と同じ処理
であり、説明を省略する。比較器30では差分ベクトル
13の大きさを閾値と比較し、その差分値がある閾値以
下の場合は小動きベクトル31として出力し、閾値を越
える場合には出力しない。平均値計算器14で小動きベ
クトル31の平均値を計算し、その平均値15がズーム
を表す動きベクトルである。比較器30を用いることに
より、局所的な動きの影響を除去する事ができ、ズーム
検出の精度が向上する。
【0018】以上のように、本実施例によれば、乗算器
を用いないでズームを検出することができ、更にズーム
検出の精度を向上させることができる。
【0019】図5は本発明の第4の実施例である動きベ
クトル検出装置のブロック図である。同図において、ブ
ロック化器2は、入力信号1を入力し、小ブロック3を
出力する手段である。小動きベクトル検出器4は、その
小ブロック3を受けて小動きベクトル5を出力する手段
である。リミッタ20は、その小動きベクトル5を入力
し、所定の制限を加える手段である。第1の平均値計算
器10は、その制限が加えられた小動きベクトルを入力
し、平均値をとってパンを表す動きベクトル11を出力
する手段である。微分器12は、リミッタ20の出力の
小動きベクトルを入力し、微分して小動きベクトルの差
分ベクトル13を得る手段、第2の平均値計算器14は
その差分ベクトル13から平均値でありズームを表す動
きベクトル15を得る手段である。
【0020】以上の様に構成された第4の実施例につい
て以下その動作を説明する。本実施例の構成は第1の実
施例と殆ど同じであり、リミッタ20が付加された点が
異なっている。このリミッタ20は第2の実施例や第3
の実施例のリミッタと同様に局所的な動きベクトルを除
去する動作を行なう。このリミッタ20によってパンや
ズームの検出効率を高めることができる。なお、この実
施例は第2の実施例のパン検出と第3の実施例を組み合
わせたものである。
【0021】以上のように第2の実施例と第3の実施例
を組み合わせて動きベクトル検出装置を構成することも
可能である。
【0022】図6は本発明の第5の実施例である動きベ
クトル検出装置のブロック図である。同図において、ブ
ロック化器2は、入力信号1を入力し、小ブロック3を
出力する手段である。小動きベクトル検出器4は、その
小ブロック3を受けて小動きベクトル5を出力する手段
である。スイッチ33は小動きベクトル5を選択的し、
小動きベクトル34を出力する手段である。第1の平均
値計算器10は、その小動きベクトル34を入力し、平
均値をとってパンを表す動きベクトル11を出力する手
段である。微分器12は、小動きベクトル5を入力し、
微分して小動きベクトルの差分ベクトル13を得る手
段、比較器30はその差分ベクトル13と所定の閾値と
を比較し、小動きベクトル31を出力する手段である。
この微分器12と比較器30はリミッタ20を構成す
る。第2の平均値計算器14はその差分ベクトル31か
ら平均値でありズームを表す動きベクトル15を得る手
段である。また、スイッチ33は、比較器30の比較結
果により比較器30で通過した小動きベクトル31を示
す選択信号によってオンオフするようになっている。
【0023】以上の様に構成された第5の実施例の動き
ベクトル検出装置について、以下その動作を説明する。
スイッチ33と平均値計算器10以外は第3の実施例と
同じである。比較器30で差分ベクトル13の大きさを
閾値と比較し、その差分値がある閾値以下の場合は小動
きベクトル31として出力し、閾値を越える場合には出
力しない。その閾値との比較の大小の結果は選択信号3
2としてスイッチ33に伝えられ、スイッチ33は比較
器30が小動きベクトル31を出力する場合に小動きベ
クトル5を小動きベクトル34として出力する。小動き
ベクトル34は平均値計算器10で平均値すなわちパン
の動きベクトル11が計算される。
【0024】なお、本発明の実施例においては、水平方
向または垂直方向の簡単なリミッタで説明したが、複数
の小動きベクトルを用いて判定する複雑なリミッタや、
水平と垂直を同時に考慮する2次元のリミッタを用いて
もよい。
【0025】また、本発明の実施例の説明ではパン、ズ
ームの検出手段についてのみ説明したが、局所的な動き
ベクトルの検出装置や高能率符号化装置等に本発明の動
きベクトル検出手法と同じ動作をする手段があれば、そ
の手段を共用化して構成することが可能である。
【0026】更に、本実施例ではハードウェア構成につ
いて説明したが、同じ動作をコンピュータを利用してソ
フトウェア的に実現してもよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パン、ズームを検出する動きベクトル検出装置におい
て、乗算器が不要であり、従来の動きベクトル検出装置
よりも簡単な装置で精度の高いパン、ズーム検出を実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の動きベクトル検出装置
のブロック図である。
【図2】小動きベクトルの説明図である。
【図3】本発明の第2の実施例の動きベクトル検出装置
のブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施例の動きベクトル検出装置
のブロック図である。
【図5】本発明の第4の実施例の動きベクトル検出装置
のブロック図である。
【図6】本発明の第5の実施例の動きベクトル検出装置
のブロック図である。
【図7】従来例の動きベクトル検出装置のブロック図で
ある。
【符号の説明】
2 ブロック化器(手段) 4 小動きベクトル検出器(手段) 10、14 平均値計算器(手段) 12 微分器(手段) 20 リミッタ(手段) 30 比較器(手段) 34 スイッチ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1フレームもしくは1フィールドで構成
    される1画面の時間的に連続するデータで構成される動
    画像信号に対して、前記1画面のデータを水平および垂
    直方向に分割して小ブロックの集合を構成するブロック
    化手段と、前後の時間的に連続する画面との動き量の差
    である動きベクトルを前記ブロック化手段によって生成
    された各小ブロック単位で検出する小動きベクトル検出
    手段と、前記小動きベクトル検出手段の出力の小動きベ
    クトルの平均値を計算する第1の平均値計算手段と、前
    記小動きベクトル検出手段の出力で同時刻の隣接するブ
    ロックの小動きベクトルの差分信号の平均値を計算する
    第2の平均値計算手段とを備え、前記第1の平均値計算
    手段の出力信号を画面全体の水平移動ベクトルとし、前
    記第2の平均値計算手段の出力信号を画面全体の拡大・
    縮小ベクトルとして出力することを特徴とする動きベク
    トル検出装置。
  2. 【請求項2】 1フレームもしくは1フィールドで構成
    される1画面の時間的に連続するデータで構成される動
    画像信号に対して、前記1画面のデータを水平および垂
    直方向に分割して小ブロックの集合を構成するブロック
    化手段と、前後の時間的に連続する画面との動き量の差
    である動きベクトルを前記ブロック化手段によって生成
    された各小ブロック単位で検出する小動きベクトル検出
    手段と、隣接する小ブロックでの小動きベクトルの差の
    大きさがある閾値以下となる小動きベクトルを前記小動
    きベクトル検出手段出力から選択して出力するリミッタ
    手段と、前記リミッタ手段からの出力の小動きベクトル
    の平均値を計算する平均値計算手段とを備え、前記平均
    値計算手段出力信号を画面全体の水平移動ベクトルとし
    て出力することを特徴とする動きベクトル検出装置。
  3. 【請求項3】 1フレームもしくは1フィールドで構成
    される1画面の時間的に連続するデータで構成される動
    画像信号に対して、前記1画面のデータを水平および垂
    直方向に分割して小ブロックの集合を構成するブロック
    化手段と、前後の時間的に連続する画面との動き量の差
    である動きベクトルを前記ブロック化手段によって生成
    された各小ブロック単位で検出する小動きベクトル検出
    手段と、隣接する小ブロックでの小動きベクトルの差の
    大きさがある閾値以下となる小動きベクトルを前記小動
    きベクトル検出手段出力から選択して出力するリミッタ
    手段と、前記リミッタ手段出力で同時刻の隣接するブロ
    ックの小動きベクトルの差分信号の平均値を計算する平
    均値計算手段を備え、前記平均値計算手段出力信号を画
    面全体の拡大・縮小ベクトルとして出力する動きベクト
    ル検出装置。
  4. 【請求項4】 1フレームもしくは1フィールドで構成
    される1画面の時間的に連続するデータで構成される動
    画像信号に対して、前記1画面のデータを水平および垂
    直方向に等分割して小ブロックの集合を構成するブロッ
    ク化手段と、前後の時間的に連続する画面との動き量の
    差である動きベクトルを前記ブロック化手段によって生
    成された各小ブロック単位で検出する小動きベクトル検
    出手段と、隣接する小ブロックでの小動きベクトルの差
    の大きさがある閾値以下となる小動きベクトルを前記小
    動きベクトル検出手段出力から選択して出力するリミッ
    タ手段と、前記リミッタ手段出力の小動きベクトルの平
    均値を計算する第1の平均値計算手段と、前記リミッタ
    手段出力で同時刻の隣接するブロックの小動きベクトル
    の差分信号の平均値を計算する第2の平均値計算手段を
    備え、前記第1の平均値計算手段出力信号を画面全体の
    水平移動ベクトル、前記第2の平均値計算手段出力信号
    を画面全体の拡大・縮小ベクトルとして出力する動きベ
    クトル検出装置。
  5. 【請求項5】 第2の平均値計算手段の小動きベクトル
    の差として、リミッタ手段で計算した小動きベクトルの
    差を用いることを特徴とする請求項4記載の動きベクト
    ル検出装置。
JP31784791A 1991-12-02 1991-12-02 動きベクトル検出装置 Pending JPH05153470A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002063578A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Mitsubishi Electric Corp 動き情報検知装置及び動き情報検知方法及び動き情報検知プログラムを記録した記録媒体
JP2011142670A (ja) * 2011-03-15 2011-07-21 Toshiba Corp ディジタル画像復号装置及びディジタル画像復号方法

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JP2002063578A (ja) * 2000-08-21 2002-02-28 Mitsubishi Electric Corp 動き情報検知装置及び動き情報検知方法及び動き情報検知プログラムを記録した記録媒体
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