JPH05328333A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents
動きベクトル検出装置Info
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- JPH05328333A JPH05328333A JP12332392A JP12332392A JPH05328333A JP H05328333 A JPH05328333 A JP H05328333A JP 12332392 A JP12332392 A JP 12332392A JP 12332392 A JP12332392 A JP 12332392A JP H05328333 A JPH05328333 A JP H05328333A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】前のフレームで処理した動きベクトルから次の
フレームの動きベクトルを予測して、マッチングを得る
ための参照ブロックの探索範囲を切り換えられるように
し、効率的なマッチング処理を行えるようにする。 【構成】動きベクトル検出回路３は、入力画像の所定の
入力ブロックデータと参照画像の複数の参照ブロックデ
ータとを比較して歪をそれぞれ算出し、最小歪が得られ
た参照ブロックデータと入力ブロックデータとの間の画
面上の位置ずれを表す動きベクトルを検出する。動きベ
クトルメモリ４と探索範囲判定器５は、動きベクトルを
用いて、次の入力画像と前記参照画像相互間の動き量を
予測し予測結果を出力する。探索範囲Ｒ１〜Ｒｎと選択
器６は、動き量予測結果に基づいて、動きベクトル探索
範囲の中からいずれか１個を選択し、動きベクトル検出
回路３における探索エリアを設定する。
フレームの動きベクトルを予測して、マッチングを得る
ための参照ブロックの探索範囲を切り換えられるように
し、効率的なマッチング処理を行えるようにする。 【構成】動きベクトル検出回路３は、入力画像の所定の
入力ブロックデータと参照画像の複数の参照ブロックデ
ータとを比較して歪をそれぞれ算出し、最小歪が得られ
た参照ブロックデータと入力ブロックデータとの間の画
面上の位置ずれを表す動きベクトルを検出する。動きベ
クトルメモリ４と探索範囲判定器５は、動きベクトルを
用いて、次の入力画像と前記参照画像相互間の動き量を
予測し予測結果を出力する。探索範囲Ｒ１〜Ｒｎと選択
器６は、動き量予測結果に基づいて、動きベクトル探索
範囲の中からいずれか１個を選択し、動きベクトル検出
回路３における探索エリアを設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、映像の高能率符号化
システム等で採用されている動ベクトル検出装置に関す
る。
システム等で採用されている動ベクトル検出装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】映像信号を高効率に情報圧縮する有効な
手法の一つとして、フレーム間予測符号化方式が挙げら
れる。この方式は、連続するフレームの映像信号の相関
が一般に大きいことを利用して、現フレームと前フレー
ムとの差分信号のみを符号化し、時間的冗長度の削減を
図るものである。
手法の一つとして、フレーム間予測符号化方式が挙げら
れる。この方式は、連続するフレームの映像信号の相関
が一般に大きいことを利用して、現フレームと前フレー
ムとの差分信号のみを符号化し、時間的冗長度の削減を
図るものである。
【０００３】そして、テレビ信号等の動画像には特に、
動き補償を用いたフレーム間予測符号化方式が盛んに用
いられ、ＣＣＩＴＴのＨ．２６１勧告やＭＰＥＧで採用
されている。
動き補償を用いたフレーム間予測符号化方式が盛んに用
いられ、ＣＣＩＴＴのＨ．２６１勧告やＭＰＥＧで採用
されている。
【０００４】動き補償としては、絵柄の動きの方向及び
大きさ（早さ）（以下、動きベクトルという）を検出し
て用いるものがある。文献１「ＴＶ画像の多次元信号処
理」（吹抜敬彦 日刊工業新聞社 １９８８年）におい
ては、動きベクトルの検出方法としてマッチングを用い
た例が記載されている。この方法では、前フレームと現
フレームの所定の２つの画像信号相互間の差分を求め、
所定の画素ブロック毎に差分に基づくマッチング計算を
行って、現フレームと前フレーム間で差分を最小とする
画素ブロック間の大きさと向きを表すベクトルを求めて
動きべクトルとしている。動き補償フレーム間予測符号
化においては、動きベクトルの分だけ前フレームを移動
（動き補償）させて予測信号とし、この予測信号と現フ
レームの信号との差分値を符号化することにより、動き
に対する符号化情報量の発生を抑制している。ここで、
このような動きベクトル検出装置を組み込んだ動き補償
フレーム間予測符号化装置の例を図０に示す。
大きさ（早さ）（以下、動きベクトルという）を検出し
て用いるものがある。文献１「ＴＶ画像の多次元信号処
理」（吹抜敬彦 日刊工業新聞社 １９８８年）におい
ては、動きベクトルの検出方法としてマッチングを用い
た例が記載されている。この方法では、前フレームと現
フレームの所定の２つの画像信号相互間の差分を求め、
所定の画素ブロック毎に差分に基づくマッチング計算を
行って、現フレームと前フレーム間で差分を最小とする
画素ブロック間の大きさと向きを表すベクトルを求めて
動きべクトルとしている。動き補償フレーム間予測符号
化においては、動きベクトルの分だけ前フレームを移動
（動き補償）させて予測信号とし、この予測信号と現フ
レームの信号との差分値を符号化することにより、動き
に対する符号化情報量の発生を抑制している。ここで、
このような動きベクトル検出装置を組み込んだ動き補償
フレーム間予測符号化装置の例を図０に示す。
【０００５】図０において、入力端子１１には入力画像
データが入力される。この入力画像データは入力バッフ
ァ１２に与えられる。入力バッファ１２は入力された画
像データを所定の画素単位（入力画素ブロック単位）で
減算器１３及び動きベクトル検出装置１４に与える。減
算器１３は後述する動き補償器１５から動き補償された
前フレームの入力ブロックデータも与えられており、フ
レーム間差分信号を求めてＤＣＴ器１６に出力する。Ｄ
ＣＴ器１６は入力されたブロックデータをＤＣＴ（離散
コサイン変換）処理して水平及び垂直方向の周波数成分
に分離して量子化器１７に出力する。量子化器１７はＤ
ＣＴ器１６の出力を量子化してビットレートを低減し可
変長符号化器１８及び逆量子化器１９に出力する。
データが入力される。この入力画像データは入力バッフ
ァ１２に与えられる。入力バッファ１２は入力された画
像データを所定の画素単位（入力画素ブロック単位）で
減算器１３及び動きベクトル検出装置１４に与える。減
算器１３は後述する動き補償器１５から動き補償された
前フレームの入力ブロックデータも与えられており、フ
レーム間差分信号を求めてＤＣＴ器１６に出力する。Ｄ
ＣＴ器１６は入力されたブロックデータをＤＣＴ（離散
コサイン変換）処理して水平及び垂直方向の周波数成分
に分離して量子化器１７に出力する。量子化器１７はＤ
ＣＴ器１６の出力を量子化してビットレートを低減し可
変長符号化器１８及び逆量子化器１９に出力する。
【０００６】逆量子化器１９は量子化器１７の出力を逆
量子化して逆ＤＣＴ器２０に与え、逆ＤＣＴ器２０は逆
量子化器１９の出力を逆ＤＣＴ処理して加算器２１に出
力する。逆量子化器１９及び逆ＤＣＴ器２０によって、
復号化処理が行われて、符号化前の差分データと同様の
データが得られる。
量子化して逆ＤＣＴ器２０に与え、逆ＤＣＴ器２０は逆
量子化器１９の出力を逆ＤＣＴ処理して加算器２１に出
力する。逆量子化器１９及び逆ＤＣＴ器２０によって、
復号化処理が行われて、符号化前の差分データと同様の
データが得られる。
【０００７】加算器２１は動き補償器１５からの動き補
償された前フレームのブロックデータと逆ＤＣＴ器２０
からの差分データとを加算して現フレームの予測される
入力ブロックデータを再生してフレームメモリ２２に出
力する。フレームメモリ２２は入力されブロックデータ
を１フレーム期間遅延させて前フレームのデータとして
動き補償器１５及び動きベクトル検出装置１４に出力す
る。
償された前フレームのブロックデータと逆ＤＣＴ器２０
からの差分データとを加算して現フレームの予測される
入力ブロックデータを再生してフレームメモリ２２に出
力する。フレームメモリ２２は入力されブロックデータ
を１フレーム期間遅延させて前フレームのデータとして
動き補償器１５及び動きベクトル検出装置１４に出力す
る。
【０００８】動きベクトル検出装置１４は、入力バッフ
ァ１２から現フレームのブロックデータが与えられ、フ
レームメモリ２２から現フレームの１フレーム前のブロ
ックデータが与えられてい。以下、これらの１フレーム
前後のブロックデータを夫々参照データ及び入力データ
とする。動きベクトル検出装置１４は入力されたブロッ
クデータについて前フレームと現フレームとの間の動き
ベクトルを求め、求めた動きベクトルを動き補償器１５
に出力する。動き補償器１５にはフレームメモリ２２か
ら前フレームのブロックデータが与えられており、この
ブロックデータを動きベクトルによって動き補償するこ
とにより、動き補償された前フレームブロックデータを
作成して減算器１３に出力するようになっている。
ァ１２から現フレームのブロックデータが与えられ、フ
レームメモリ２２から現フレームの１フレーム前のブロ
ックデータが与えられてい。以下、これらの１フレーム
前後のブロックデータを夫々参照データ及び入力データ
とする。動きベクトル検出装置１４は入力されたブロッ
クデータについて前フレームと現フレームとの間の動き
ベクトルを求め、求めた動きベクトルを動き補償器１５
に出力する。動き補償器１５にはフレームメモリ２２か
ら前フレームのブロックデータが与えられており、この
ブロックデータを動きベクトルによって動き補償するこ
とにより、動き補償された前フレームブロックデータを
作成して減算器１３に出力するようになっている。
【０００９】ところで、マッチングによる動きベクトル
の検出には、全探索型動きベクトル検出方式がよく用い
られる。この方式によれば、所定の探索範囲の中で最小
歪を与える動きベクトルを確実に検出することができ
る。図１は全探索型動きベクトル検出方式の説明図であ
る。同図（ａ）は現フレームの画像データ、同図（ｂ）
は前フレームの画像データを示している。
の検出には、全探索型動きベクトル検出方式がよく用い
られる。この方式によれば、所定の探索範囲の中で最小
歪を与える動きベクトルを確実に検出することができ
る。図１は全探索型動きベクトル検出方式の説明図であ
る。同図（ａ）は現フレームの画像データ、同図（ｂ）
は前フレームの画像データを示している。
【００１０】図１（ａ）に示すように、符号化する現フ
レームＩは破線にて示す所定の小さい画素ブロックに分
割される。各画素ブロックについて、図１（ｂ）に示す
所定の最終探索範囲Ｋ内でブロックマッチング計算を行
う。例えば、図１（ｂ）に示すように、注目する現フレ
ームの画素ブロックＪ（斜線部）の所定の画素ｐについ
て、その画素から所定画素範囲（以下、探索範囲（一点
鎖線で囲った部分）という）ｋ内の所定の位置関係にあ
る前フレームの画素とのマッチング計算（差分計算）を
行う。同様に、画素ｐから探索範囲ｋ内の別の位置関係
にある前フレームの画素とのマッチング計算を行う。更
に、画素ｐについて探索範囲ｋ内の全画素とのマッチン
グ計算を行う。同様にして、画素ブロックＪの全画素に
ついて、各探索範囲内の前フレームの全画素とのマッチ
ング計算を行う。すなわち、画素ブロックＪに対する最
終探索範囲Ｋは図の破線にて示す範囲となる。現フレー
ムの画素と前フレームの画素との相対的な位置関係が同
一であるマッチング計算結果を画素ブロックＪで累積す
る。この累積結果が最小となる位置関係から、画素ブロ
ックＪの前フレームのブロックＬの位置を判断し、この
位置関係すなわち画素ブロックＬ，Ｊ相互間の動き量と
方向を動きベクトルＶとして表す。
レームＩは破線にて示す所定の小さい画素ブロックに分
割される。各画素ブロックについて、図１（ｂ）に示す
所定の最終探索範囲Ｋ内でブロックマッチング計算を行
う。例えば、図１（ｂ）に示すように、注目する現フレ
ームの画素ブロックＪ（斜線部）の所定の画素ｐについ
て、その画素から所定画素範囲（以下、探索範囲（一点
鎖線で囲った部分）という）ｋ内の所定の位置関係にあ
る前フレームの画素とのマッチング計算（差分計算）を
行う。同様に、画素ｐから探索範囲ｋ内の別の位置関係
にある前フレームの画素とのマッチング計算を行う。更
に、画素ｐについて探索範囲ｋ内の全画素とのマッチン
グ計算を行う。同様にして、画素ブロックＪの全画素に
ついて、各探索範囲内の前フレームの全画素とのマッチ
ング計算を行う。すなわち、画素ブロックＪに対する最
終探索範囲Ｋは図の破線にて示す範囲となる。現フレー
ムの画素と前フレームの画素との相対的な位置関係が同
一であるマッチング計算結果を画素ブロックＪで累積す
る。この累積結果が最小となる位置関係から、画素ブロ
ックＪの前フレームのブロックＬの位置を判断し、この
位置関係すなわち画素ブロックＬ，Ｊ相互間の動き量と
方向を動きベクトルＶとして表す。
【００１１】この方法によれば、最終探索範囲Ｋ内で最
小歪を与えるブロックＬの位置を確実に探索することが
できる。この動きベクトルを受信側に伝送することによ
って、動き補償予測符号化が可能である。
小歪を与えるブロックＬの位置を確実に探索することが
できる。この動きベクトルを受信側に伝送することによ
って、動き補償予測符号化が可能である。
【００１２】ところで、全探索型動きベクトル検出方式
においては、探索範囲を比較的狭く設定した場合でも膨
大な計算量を必要とする。例えば、探索範囲を注目する
画素ブロックの各画素の水平および垂直方向に±７画素
とすると、歪をブロック内の差分絶対値の総和とした場
合でも１画素について差和演算を１５×１５（回）行う
必要がある。画素ブロックの大きさを１６画素×８画素
とすると、１画素ブロック当たり１６×８×１５×１５
（回）の演算を行わねばならない。このため、動きベク
トルの探索範囲はある程度の大きさに制限しないと、装
置が複雑化してしまう。
においては、探索範囲を比較的狭く設定した場合でも膨
大な計算量を必要とする。例えば、探索範囲を注目する
画素ブロックの各画素の水平および垂直方向に±７画素
とすると、歪をブロック内の差分絶対値の総和とした場
合でも１画素について差和演算を１５×１５（回）行う
必要がある。画素ブロックの大きさを１６画素×８画素
とすると、１画素ブロック当たり１６×８×１５×１５
（回）の演算を行わねばならない。このため、動きベク
トルの探索範囲はある程度の大きさに制限しないと、装
置が複雑化してしまう。
【００１３】ところが、動きベクトルの探索範囲を越え
るような動きの大きな映像信号が入力した場合には、も
はや最適な動き補償フレーム間予測符号化が行えなくな
り、符号化効率が低下してしまう。
るような動きの大きな映像信号が入力した場合には、も
はや最適な動き補償フレーム間予測符号化が行えなくな
り、符号化効率が低下してしまう。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように動きの
大きな映像信号が入力した場合には、膨大な演算を行わ
なければ最適な動き補償フレーム間予測符号化が行え
ず、符号化効率が低下するという問題が存在する。
大きな映像信号が入力した場合には、膨大な演算を行わ
なければ最適な動き補償フレーム間予測符号化が行え
ず、符号化効率が低下するという問題が存在する。
【００１５】そこでこの発明は、前のフレームで処理し
た動きベクトルから次のフレームの動きベクトルを予測
して、マッチングを得るための参照ブロックの探索範囲
を切り換えられるようにし、効率的なマッチング処理を
行い、動きの大きな入力画像であっても、少ない演算処
理でフレーム間予測符号化処理を行えるようにした動き
ベクトル検出装置を提供することを目的とする。
た動きベクトルから次のフレームの動きベクトルを予測
して、マッチングを得るための参照ブロックの探索範囲
を切り換えられるようにし、効率的なマッチング処理を
行い、動きの大きな入力画像であっても、少ない演算処
理でフレーム間予測符号化処理を行えるようにした動き
ベクトル検出装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力画素ブ
ロックと参照画像の複数の参照ブロックとの間の歪を算
出する歪演算部と、最小歪が得られる参照ブロックと入
力ブロックとに基づくベクトルを動きベクトルとして出
力する動きベクトル検出部とを持つ動きベクトル検出装
置において、既出の画素ブロックの動きベクトルを蓄え
るメモリ部を設け、さらにそのベクトルに基づいて対象
となる入力画素ブロックの動きベクトルの探索範囲を判
定する探索範囲判定部と、その判定に基づいて既定の複
数の探索範囲の中から１個を選択する選択部とを設ける
ものである。
ロックと参照画像の複数の参照ブロックとの間の歪を算
出する歪演算部と、最小歪が得られる参照ブロックと入
力ブロックとに基づくベクトルを動きベクトルとして出
力する動きベクトル検出部とを持つ動きベクトル検出装
置において、既出の画素ブロックの動きベクトルを蓄え
るメモリ部を設け、さらにそのベクトルに基づいて対象
となる入力画素ブロックの動きベクトルの探索範囲を判
定する探索範囲判定部と、その判定に基づいて既定の複
数の探索範囲の中から１個を選択する選択部とを設ける
ものである。
【００１７】
【作用】上記の手段により、メモリ部では、対象画素ブ
ロックと時間的あるいは空間的に相関の高い既出の画素
ブロックの、動きベクトルを蓄え出力する。この動きベ
クトルは対象画素ブロックの動き量を予測するのに用い
られる。次に、探索範囲判定部では、蓄えられていた動
きベクトルの大きさが所定のしきい値より大きいかどう
か、大きい場合にはその向きが所定のしきい値より大き
いかどうかを判定し、対象の入力画素ブロックの探索範
囲を決定する。さらに、選択部では、探索範囲判定部の
結果に応じて、対象画素ブロックの動きベクトルの探索
範囲をシフトさせるかその形状を変化させることでその
方向の探索範囲を等価的に拡大し、複数の探索範囲の中
からひとつを選択する。歪演算部および動きベクトル検
出部では、選択された探索範囲において最小歪を与える
ベクトルを探索する。これにより、入力映像の動きが大
きい場合にもその向きに応じて拡張された探索範囲の中
から動きベクトルを求めることができる。
ロックと時間的あるいは空間的に相関の高い既出の画素
ブロックの、動きベクトルを蓄え出力する。この動きベ
クトルは対象画素ブロックの動き量を予測するのに用い
られる。次に、探索範囲判定部では、蓄えられていた動
きベクトルの大きさが所定のしきい値より大きいかどう
か、大きい場合にはその向きが所定のしきい値より大き
いかどうかを判定し、対象の入力画素ブロックの探索範
囲を決定する。さらに、選択部では、探索範囲判定部の
結果に応じて、対象画素ブロックの動きベクトルの探索
範囲をシフトさせるかその形状を変化させることでその
方向の探索範囲を等価的に拡大し、複数の探索範囲の中
からひとつを選択する。歪演算部および動きベクトル検
出部では、選択された探索範囲において最小歪を与える
ベクトルを探索する。これにより、入力映像の動きが大
きい場合にもその向きに応じて拡張された探索範囲の中
から動きベクトルを求めることができる。
【００１８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１９】図１はこの発明の一実施例である。なお、
ここでは映像信号の時間的な相関を利用して、１フレー
ム前の動きベクトルの大きさや向きに応じて、現フレー
ムの動きベクトルの探索範囲を可変する場合について説
明する。動きベクトル検出回路３の入力端子１、２には
それぞれ入力画像データ（現フレームの所定の入力ブロ
ック・データ）、参照画像データ（前フレームの参照ブ
ロック・データ）が入力する。参照画像データは、例え
ばフレームメモリ（図示せず）から入力される。動きベ
クトル検出回路３では、選択器６の出力に応じた探索範
囲において最小歪値を与える動きベクトルを、ブロック
・マッチングに基づく全探索で検出する。検出された動
きベクトルは、動き補償器（図示せず）に与えられると
ともに動きベクトルメモリ４に順次入力される。
ここでは映像信号の時間的な相関を利用して、１フレー
ム前の動きベクトルの大きさや向きに応じて、現フレー
ムの動きベクトルの探索範囲を可変する場合について説
明する。動きベクトル検出回路３の入力端子１、２には
それぞれ入力画像データ（現フレームの所定の入力ブロ
ック・データ）、参照画像データ（前フレームの参照ブ
ロック・データ）が入力する。参照画像データは、例え
ばフレームメモリ（図示せず）から入力される。動きベ
クトル検出回路３では、選択器６の出力に応じた探索範
囲において最小歪値を与える動きベクトルを、ブロック
・マッチングに基づく全探索で検出する。検出された動
きベクトルは、動き補償器（図示せず）に与えられると
ともに動きベクトルメモリ４に順次入力される。
【００２０】動きベクトルメモリ４では、動きベクトル
が１フレーム期間蓄えられ、前フレームの空間的に同一
位置にある画素ブロックの動きベクトルとして探索範囲
判定器５に出力される。探索範囲判定器５では、前フレ
ームの動きベクトルの大きさと向きとに応じて現フレー
ムの対象入力ブロックの動きベクトルの探索範囲を決定
（つまり現フレームで得られるべき動きベクトルを予
測）し、その結果は選択器６に制御信号として出力され
る。選択器６では探索範囲決定器５の出力に従って、第
一の探索範囲Ｒ１から第ｎの探索範囲Ｒｎまでのｎ個の
中から１個を選択し出力される。つまり動きベクトルを
検出しやすい範囲を選択する。
が１フレーム期間蓄えられ、前フレームの空間的に同一
位置にある画素ブロックの動きベクトルとして探索範囲
判定器５に出力される。探索範囲判定器５では、前フレ
ームの動きベクトルの大きさと向きとに応じて現フレー
ムの対象入力ブロックの動きベクトルの探索範囲を決定
（つまり現フレームで得られるべき動きベクトルを予
測）し、その結果は選択器６に制御信号として出力され
る。選択器６では探索範囲決定器５の出力に従って、第
一の探索範囲Ｒ１から第ｎの探索範囲Ｒｎまでのｎ個の
中から１個を選択し出力される。つまり動きベクトルを
検出しやすい範囲を選択する。
【００２１】これにより、動きベクトル検出回路３は、
入力ブロックに対して、複数の参照ブロックとの歪みを
演算する場合、常に同じようなエリアの参照ブロックを
選択すして最小歪みのブロックを探索するのではなく、
探索範囲を予測される動きベクトルの方向に応じて切り
換えている。ここで、以下に動きベクトルの探索範囲と
その判定アルゴリズムについて２つの実施例を挙げて、
詳細に説明する。まず、実施例１として、探索範囲をそ
の形状は変えずに対象参照ブロック位置から探索範囲を
シフトさせた場合について説明する。
入力ブロックに対して、複数の参照ブロックとの歪みを
演算する場合、常に同じようなエリアの参照ブロックを
選択すして最小歪みのブロックを探索するのではなく、
探索範囲を予測される動きベクトルの方向に応じて切り
換えている。ここで、以下に動きベクトルの探索範囲と
その判定アルゴリズムについて２つの実施例を挙げて、
詳細に説明する。まず、実施例１として、探索範囲をそ
の形状は変えずに対象参照ブロック位置から探索範囲を
シフトさせた場合について説明する。
【００２２】図３にその探索範囲の選択肢を示す。同図
（ａ）は通常の場合、同図（ｂ）は水平方向重視の場合
（２種）、同図（ｃ）は垂直方向重視の場合（２種）、
同図（ｄ）は斜め方向重視の場合（４種）を表してお
り、計９種の設定があるが、その計算量はいずれも同じ
である。
（ａ）は通常の場合、同図（ｂ）は水平方向重視の場合
（２種）、同図（ｃ）は垂直方向重視の場合（２種）、
同図（ｄ）は斜め方向重視の場合（４種）を表してお
り、計９種の設定があるが、その計算量はいずれも同じ
である。
【００２３】図３は、探索範囲判定器５における判定の
フローチャートの一例であり、このフローチャートの手
順にしたがって探索範囲Ｒ１〜Ｒｎが選択される。ま
ず、ステップＳ１において、図１の動きベクトルメモリ
４から前フレームの動きベクトルが取り込み、ステップ
Ｓ２において、その大きさＶと向きθを計算する。そし
て、ステップＳ３において、このＶを大きさのしきい値
ＶTHと比較し、小さければステップＳ４の通常の探索範
囲（図２（ａ））を選択するものとする。
フローチャートの一例であり、このフローチャートの手
順にしたがって探索範囲Ｒ１〜Ｒｎが選択される。ま
ず、ステップＳ１において、図１の動きベクトルメモリ
４から前フレームの動きベクトルが取り込み、ステップ
Ｓ２において、その大きさＶと向きθを計算する。そし
て、ステップＳ３において、このＶを大きさのしきい値
ＶTHと比較し、小さければステップＳ４の通常の探索範
囲（図２（ａ））を選択するものとする。
【００２４】逆に大きければさらにステップＳ５におい
て、θを向きのしきい値θL と比較し、小さければ水平
方向重視の探索範囲（図２（ｂ））を選択するものとす
る。ベクトルの傾きが小さいということは、水平斜め方
向か水平方向へ探索範囲を確保した方が、最小歪みブロ
ックを検出する確率が高いということである。この場合
ステップＳ６において、動きベクトルの水平方向成分Ｖ
x の向きに応じて左方向探索Ｓ７か右方向探索Ｓ８かを
決定する。
て、θを向きのしきい値θL と比較し、小さければ水平
方向重視の探索範囲（図２（ｂ））を選択するものとす
る。ベクトルの傾きが小さいということは、水平斜め方
向か水平方向へ探索範囲を確保した方が、最小歪みブロ
ックを検出する確率が高いということである。この場合
ステップＳ６において、動きベクトルの水平方向成分Ｖ
x の向きに応じて左方向探索Ｓ７か右方向探索Ｓ８かを
決定する。
【００２５】また、θL より大きければ、さらにステッ
プＳ９においてθH （θH ＞θL ）より大きいかどうか
を比較し、大きい場合には垂直方向重視の探索範囲（図
２（ｃ））を選択する。この場合にはステップＳ１０に
おいて、動きベクトルの垂直方向成分ＶY の向きに応じ
て上方向探索Ｓ１１か下方向探索Ｓ１２かを決定する。
プＳ９においてθH （θH ＞θL ）より大きいかどうか
を比較し、大きい場合には垂直方向重視の探索範囲（図
２（ｃ））を選択する。この場合にはステップＳ１０に
おいて、動きベクトルの垂直方向成分ＶY の向きに応じ
て上方向探索Ｓ１１か下方向探索Ｓ１２かを決定する。
【００２６】さらに、θがθL ≦θ≦θH の範囲にあれ
ば、斜め方向重視の探索範囲（図２（ｄ））と判定し、
ステップＳ１３およびＳ１４またはＳ１７を経て、左上
方向探索Ｓ１５、左下方向探索Ｓ１６、右上方向探索Ｓ
１８、右下方向探索Ｓ１９のいずれかに決定するものと
する。次に、実施例２として探索範囲の形状を変化させ
た場合について説明する。
ば、斜め方向重視の探索範囲（図２（ｄ））と判定し、
ステップＳ１３およびＳ１４またはＳ１７を経て、左上
方向探索Ｓ１５、左下方向探索Ｓ１６、右上方向探索Ｓ
１８、右下方向探索Ｓ１９のいずれかに決定するものと
する。次に、実施例２として探索範囲の形状を変化させ
た場合について説明する。
【００２７】図４は３種類の探索範囲の選択肢を示した
ものである。図４（ａ）は、通常の探索範囲の場合で、
画素ブロック内の任意の１点Ｐの探索範囲をＭ画素×Ｎ
画素とする。図４（ｂ）は水平方向重視の探索範囲を示
したもので、例えば３Ｍ画素×Ｎ／３画素とする。図４
（ｃ）は垂直方向重視の探索範囲を示したもので、Ｍ／
３画素×３Ｎ画素とする。この場合にも探索に要する計
算量はいずれも等しく、Ｍ画素×Ｎ画素×画素ブロック
内の画素数になる。
ものである。図４（ａ）は、通常の探索範囲の場合で、
画素ブロック内の任意の１点Ｐの探索範囲をＭ画素×Ｎ
画素とする。図４（ｂ）は水平方向重視の探索範囲を示
したもので、例えば３Ｍ画素×Ｎ／３画素とする。図４
（ｃ）は垂直方向重視の探索範囲を示したもので、Ｍ／
３画素×３Ｎ画素とする。この場合にも探索に要する計
算量はいずれも等しく、Ｍ画素×Ｎ画素×画素ブロック
内の画素数になる。
【００２８】そして、図５はこの場合の選択肢が存在す
る場合の図１の探索範囲判定器５における判定のフロー
チャートの一例を示したものである。まず、ステップＴ
１において、図１の動きベクトルメモリ４から前フレー
ムの動きベクトルを入力し、ステップＴ２において、そ
の大きさＶと向きθを計算する。そして、ステップＴ３
において、このＶを大きさのしきい値ＶTHと比較し、小
さければステップＴ４の通常の探索範囲（図４（ａ））
を選択するものである。逆に大きればさらにステップＴ
５において、θを向きのしきい値θL と比較し、小さけ
れば水平方向重視の探索範囲Ｔ６（図４（ｂ））を選択
する。
る場合の図１の探索範囲判定器５における判定のフロー
チャートの一例を示したものである。まず、ステップＴ
１において、図１の動きベクトルメモリ４から前フレー
ムの動きベクトルを入力し、ステップＴ２において、そ
の大きさＶと向きθを計算する。そして、ステップＴ３
において、このＶを大きさのしきい値ＶTHと比較し、小
さければステップＴ４の通常の探索範囲（図４（ａ））
を選択するものである。逆に大きればさらにステップＴ
５において、θを向きのしきい値θL と比較し、小さけ
れば水平方向重視の探索範囲Ｔ６（図４（ｂ））を選択
する。
【００２９】また、θL より大きければ、さらにステッ
プＴ７においてθH （θH ＞θL ）より大きいかどうか
を比較し、大きい場合には垂直方向重視の探索範囲Ｔ８
（図４（ｃ））を選択する。そして、逆に大きくない場
合には通常の探索範囲Ｔ９（図４（ａ））と判定する。
プＴ７においてθH （θH ＞θL ）より大きいかどうか
を比較し、大きい場合には垂直方向重視の探索範囲Ｔ８
（図４（ｃ））を選択する。そして、逆に大きくない場
合には通常の探索範囲Ｔ９（図４（ａ））と判定する。
【００３０】以上の説明では、時間的な相関を利用し
た、２重類の動きベクトル検出装置の実施例について述
べたが、現フレーム内の空間的に相関の高い隣接画素ブ
ロックの動きベクトルから探索範囲を決定してもよい。
た、２重類の動きベクトル検出装置の実施例について述
べたが、現フレーム内の空間的に相関の高い隣接画素ブ
ロックの動きベクトルから探索範囲を決定してもよい。
【００３１】上記したようにこのシステムにおいては、
動きベクトルの探索範囲を、探索量を変えずに変換させ
て、動きの大きな画像があった場合にも最適な動きベク
トルを膨大な演算を実行することなく検出することがで
き、符号化処理の効率を得ることができる。
動きベクトルの探索範囲を、探索量を変えずに変換させ
て、動きの大きな画像があった場合にも最適な動きベク
トルを膨大な演算を実行することなく検出することがで
き、符号化処理の効率を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
前のフレームで処理した動きベクトルから次のフレーム
の動きベクトルを予測して、マッチングを得るための参
照ブロックの探索範囲を切り換えられるようにし、効率
的なマッチング処理を行い、動きの大きな入力画像であ
っても、少ない演算処理でフレーム間予測符号化処理を
行うことができる。
前のフレームで処理した動きベクトルから次のフレーム
の動きベクトルを予測して、マッチングを得るための参
照ブロックの探索範囲を切り換えられるようにし、効率
的なマッチング処理を行い、動きの大きな入力画像であ
っても、少ない演算処理でフレーム間予測符号化処理を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の一実施例を示す回路図。
【図２】この発明の一実施例における探索範囲の例を示
す説明図。
す説明図。
【図３】図２の探索範囲を決定するためのアルゴリズム
を示す図。
を示す図。
【図４】この発明の他の実施例における探索範囲の例を
示す説明図。
示す説明図。
【図５】図４の探索範囲を決定するためのアルゴリズム
を示す図。
を示す図。
【図６】動き補償フレーム間予測符号化装置の構成を示
す図。
す図。
【図７】の動きベクトルを得るための従来の探索範囲説
明図。
明図。
３…動きベクトル検出回路、４…動きベクトルメモリ、
５…探索範囲判定器、６…選択器、Ｒ１〜Ｒｎ…探索範
囲。
５…探索範囲判定器、６…選択器、Ｒ１〜Ｒｎ…探索範
囲。
Claims (3)
- 【請求項１】複数のブロックに分割された参照画像と入
力画像のデータが与えられて、前記入力画像の所定の入
力ブロックデータと前記参照画像の複数の参照ブロック
データとを比較して歪をそれぞれ算出する歪演算手段
と、 前記歪演算手段の演算結果により、最小歪が得られた参
照ブロックデータと前記入力ブロックデータとの間の画
面上の位置ずれを表す動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、 前記動きベクトル検出手段の動きベクトルを用いて、次
の入力画像と前記参照画像相互間の動き量を予測し予測
結果を出力する動き量予測手段と、 前記所定の入力ブロックデータと比較すべき前記複数の
参照ブロックデータ（探索範囲）を設定する場合に、そ
れぞれが異なる探索範囲位置を有するかそれぞれが異な
る探索範囲形状を有する複数の動きベクトル探索範囲指
定手段と、 前記動き量予測手段の前記予測結果に基づいて、前記動
きベクトル探索範囲指定手段の中からいずれか１個を選
択出力する選択手段とを具備することを特徴とする動き
ベクトル検出装置。 - 【請求項２】前記動き量予測手段は、現フレームの前記
入力ブロックデータと時間的に相関の高い、前フレーム
の前記入力ブロックデータに対する動きベクトルの大き
さあるいは向きに応じて、現フレームの入力ブロックデ
ータの動き量を予測する予測手段を有したことを特徴と
する請求項１記載の動きベクトル検出装置。 - 【請求項３】前記動き量予測手段は、現フレームの前記
入力ブロックデータと空間的に相関の高い、現フレーム
の前記入力ブロックデータに対する動きベクトルの大き
さあるいは向きに応じて、現フレームの入力ブロックデ
ータの動き量を予測する予測手段を有したことを特徴と
する請求項１記載の動きベクトル検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12332392A JPH05328333A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 動きベクトル検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12332392A JPH05328333A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 動きベクトル検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05328333A true JPH05328333A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14857716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12332392A Pending JPH05328333A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 動きベクトル検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05328333A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-05-15 JP JP12332392A patent/JPH05328333A/ja active Pending
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