JPH0562878B2 - - Google Patents

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JPH0562878B2
JPH0562878B2 JP23477884A JP23477884A JPH0562878B2 JP H0562878 B2 JPH0562878 B2 JP H0562878B2 JP 23477884 A JP23477884 A JP 23477884A JP 23477884 A JP23477884 A JP 23477884A JP H0562878 B2 JPH0562878 B2 JP H0562878B2
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frame difference
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regions
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Tetsujiro Kondo
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Priority to US06/795,926 priority patent/US4777530A/en
Priority to AT85308102T priority patent/ATE62780T1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/14—Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/144—Movement detection
    • H04N5/145—Movement estimation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G06T7/223—Analysis of motion using block-matching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
    • G06T2200/28—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving image processing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10016—Video; Image sequence

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビカメラのパニング等により
撮像画面の全体が移動する時に、このテレビカメ
ラほ動きの量及びその方向を示す動きベクトルを
検出するのに適用されるテレビジヨン信号の動き
検出装置に関する。
〔従来の技術〕 高品位テレビジヨン信号の伝送帯域を狭くする
方式の一つとして、４フイールド周期でサブサン
プリングの位置をずらすように、データ量が１／
４に低減された画像データと共に、テレビカメラ
の動きを示す動きベクトルを伝送し、受信側で
は、静止画に対して４フイールドの期間のデータ
を用いて１フイールドの画面を再現すると共に、
テレビカメラがパニングする時のように、画面全
体が同一方向に移動する場合には、動きベクトル
に応じて座標軸をずらしてメモリから前フレーム
データを読み出す動き補正を行うものがある。
このような動き補正に用いられる動きベクトル
は、１フイールドに１個の割合であれば良い。従
来では、推定精度の向上を図るために、画面を４
分割し、各領域で求められた複数の動きベクトル
を多数決判定或いは単純な算術平均の処理をする
ことにより、全画面についての動きベクトルを求
めるようになされていた。
１画面を複数分割した各領域ごとの動きベクト
ルを求めるには、ブロツクマツチング法が使用さ
れている。更に代表点による簡略化を図り画面を
多数のブロツクに分け、各ブロツク単位で動きべ
クトル検出用のフレーム差を求め、このフレーム
差の絶対値から相関の強さを調べるものである。
フレーム差は、例えば前フレームの注目ブロツク
の空間的中心の画素（代表面）と現フレームの注
目ブロツクに含まれる画素の各々との差である。
この差の絶対値を１画面の４個の領域ごとに積算
することにより、各領域のフレーム差積分データ
のテーブルが求められる。このフレーム差積分テ
ーブル中の最小値の位置がその領域の動きベクト
ルとして検出される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のテレビカメラの動きベクトル検出装置
は、以下に述べるような欠点を有していた。
第１に、各領域のフレーム差積分テーブルから
求まる動きベクトルは、その領域の絵柄によつて
信頼性が異なる。例えば、空とか海のような低周
波成分の多い領域では、フレーム差積分テーブル
中で最小値の近傍の分布がなだらかで、動きベク
トルの信頼性が乏しい。一方、細かい絵柄の高周
波成分の多い領域では、分布が急峻となり、動き
ベクトルの信頼性が高い。従来の装置は、このよ
うな絵柄による信頼性の違いを考慮していなかつ
た。
第２に、各領域で雑音や動き物体等の影響の受
け方が異なるために、各領域の動きベクトルの検
出精度が異なる。つまり、雑音や動き物体の少な
い領域では、殆どの画素が動きベクトルの位置で
フレーム差が最小となり、単一の極値を有する分
布が得られる。一方、雑音や動き動体が多い領域
では、フレーム差の分布は、複数の極値を有する
ものとなり、かかる領域で検出された動きベクト
ルの精度は低い。従来の装置では、このような雑
音や動き物体等の影響が考慮されていなかつた。
この発明の目的は、従来の動きベクトルの検出
装置が持つ欠点を除去し、各領域で求められた動
きベクトルの信頼性及びそれらの信頼性を考慮し
て、全画面の動きベクトルとして妥当なものを検
出することができる動きベクトルの検出装置を提
供することにある。
この発明の他の目的は、ハードウエアの規模が
大きくならず、簡単な処理で妥当な動きベクトル
を検出することができる動きベクトルの検出装置
を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明は、１フイールドの画面７０を分割し
て複数の領域７１Ａ〜７１Ｄを形成し、領域７１
Ａ〜７１Ｄの夫々を複数のブロツクに分割し、前
フレームのブロツク内の代表点画素データと現フ
レームのブロツク内の代表点画素データと対応す
る所定の範囲の画素データとのフレーム差の絶対
値を求め、領域の夫々において、所定の範囲ごと
にフレーム差の絶対値を積分し、このフレーム差
積分データから領域７１Ａ〜７１Ｄの夫々の動き
ベクトルを検出する手段（65）と、 動きベクトルの全てについて、一つの領域の動
きベクトルを自身の領域のフレーム差積分データ
の分布と残りの領域のフレーム差積分データの分
布とに夫々適用した時に生じる残留偏差を算出す
る手段（15、16、17、25、26、27、35、36、37、
45、46、47）と、 複数の動きベクトルの夫々に関する残留偏差が
最小となる動きベクトルを選択する手段（５、
６）とをを備えたことを特徴とするテレビジヨン
信号の動き検出装置である。
〔作 用〕
動きベクトルは、１フイールドの画面を例えば
４分割した領域７１Ａ〜７１Ｄの夫々について求
められる。この４個の動きベクトルの中の１個の
ものが１フイールド全体に関する動きベクトルと
して選択される。この選択の基準は、４個の動き
ベクトルが夫々自己の領域及び他の領域にあては
められて動き補正を行つた時の残留偏差が最も小
さくなるように定められる。このようにして定め
られた選択の基準は、残留偏差のみならずフレー
ム差積分データの分布の傾きの急峻さの程度をも
反映したものである。また、選択された動きベク
トルで全画面を代表した時の、一致具合による妥
当性の検証を行い、選択された動きベクトルを出
力するか否かを決める。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。この一実施例は、１フイールドの
画面を４等分した各領域毎に求められた動きベク
トルの中から、信頼性が最も高いものを選択する
ようにしたものである。第１図において、１，
２，３，４で示される入力端子に各領域で求まつ
た動きベクトルＶ（x1，y1），Ｖ（x2，y2），Ｖ（x3，
y3），Ｖ（x4，y4）が夫々供給される。
これらの動きベクトルの検出について、第３
図、第４図、第５図を参照して説明する。第３図
において、５０がテレビカメラにより撮像され、
デイジタル化されたデイジタルテレビジヨン信号
の入力端子を示す。このデイジタルテレビジヨン
信号が代表点抽出回路５１及びブロツクデータ抽
出回路５２に供給され、この代表点抽出回路５１
の出力に得られる代表点の画素データが代表点メ
モリ５３に供給される。この代表点メモリ５３か
ら読み出される代表点の画素データは、前フレー
ムのものである。
ブロツクデータ抽出回路５２は、現フレームに
含まれるブロツク毎の画素データを抽出して減算
回路５４に供給する。この減算回路５４により、
ブロツク内の各画素についての前フレームの代表
点との差即ちフレーム差データが求められる。こ
のフレーム差データが変換回路５５に供給され、
絶対値に変換される。
一例として、１ブロツクの大きさは、第４図に
示すように、水平方向が32サンプル、垂直方向が
８ラインとされている。従つて、１ブロツク内に
は、256個の画素が含まれている。代表点は、１
ブロツクの空間的な中心に位置する画素データで
ある。
変換回路５５からのフレーム差データの絶対値
が積算回路５６に供給され、フレーム差データの
積算値がスイツチ回路５７に供給される。フレー
ム差データは、第５図に示すように、１フイール
ドの画面７０を４分割してなる領域７１Ａ，７１
Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ毎に求められる。積算回路５
６からのフレーム差データの積算値がスイツチ回
路５７により領域毎にグラフメモリ６１，６２，
６３，６４に振り分けられる。グラフメモリ６１
は、領域７１Ａ内に含まれる各ブロツクのフレー
ム差データの絶対値の積算値（フレーム差積分デ
ータ）を記憶する１ブロツクの容量のメモリであ
る。グラフメモリ６２，６３，６４の夫々も、同
様に、領域７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄのフレーム差
積分データを貯える。
これらのグラフメモリ６１〜６４の夫々に貯え
られているフレーム差積分データは、動きベクト
ル検出回路６５に供給され、フレーム差積分デー
タの最小値から各領域の動きベクトルが検出され
る。また、この最小値とグラフメモリ６１〜６４
のフレーム差積分データが選択基準発生回路６６
に供給される。この選択基準発生回路６６から、
４個の動きベクトルの中で、最も信頼性の高いも
のを選択する選択信号が形成され、この選択信号
によつて、選択回路６７が制御され、出力端子６
８に１フイールドの動きベクトルが取り出され
る。
グラフメモリ６１〜６４は、リアルタイムで入
力されるデイジタルテレビジヨン信号を処理する
ために、夫々２個のメモリバンクを有する構成と
される。このメモリバンクの一方にフレーム差積
分データが書き込まれているフイールドでは、そ
の他方からフレーム差積分データの読み出しがな
されると共に、動きベクトルの検出及び選択が行
われる。
第５図において、実線で示すように、領域７１
Ａから７１Ｄの夫々の動きベクトルが同一となる
場合は、理想的な場合である。実際には、画像の
絵柄（低周波数の絵柄か、高周波数の絵柄かの違
い）や、動き物体の影響により、各領域毎に求め
られた動きベクトルの信頼性の程度が相違してい
る。また、第５図において、破線で示す動きベク
トルは、テレビカメラがズームアツプした時のも
ので、この時には、４個の動きベクトルが中心か
ら放射状に広がるものとなる。
第３図における選択基準発生回路６６及び選択
回路６７が第１図に示す構成とされる。第１図に
おける入力端子１〜４に供給される領域７１Ａ〜
７１Ｄの夫々の動きベクトルは、動きベクトル検
出回路６５により形成されたものである。（x1，
y1）、（x2，y2）、（x3，y3）、（x4，y4）は、夫々グ
ラフメモリ６１〜６４のフレーム差積分データの
分布の中の最小値の位置である。
第１図において、１１，１２，１３，１４で示
される入力端子にフレーム差積分データH1（x1，
y1）、H2（x1，y1）、H3（x1，y1）、H4（x1，y1）が
夫々供給される。H1（x1，y1）は、領域７１Ａの
フレーム差積分データのテーブル中の最小値を示
す。この最小値は、領域７１Ａの動きベクトル
V1（x1，y1）を用いた動き補正後の残留偏差の量
を示すものである。H2（x1，y1）、H3（x1，y1）、
H4（x1，y1）、の夫々は、動きベクトルV1（x1，
y1）を領域７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄにあてはめた
時の動き補正後の残留偏差を示すものである。簡
単の為に第２図のようにｘ軸方向のみ１次元で考
えてみる。
グラフメモリ６１に貯えられている領域７１Ａ
のフレーム差積分データの最小値の位置を通るＸ
軸に関する分布は、デイジタルデータをアナログ
データに変換することにより、第２図Ａに示すよ
うに表すことができる。第２図において、縦軸
は、フレーム差積分データの値の大きさを示して
いる。
同様に、領域７１Ｂのフレーム差積分データの
Ｘ軸方向に関する分布は、第２図Ｂに示され、領
域７１Ｃのフレーム差積分データのＸ軸方向に関
する分布は、第２図Ｃに示され、領域７１Ｄのフ
レーム差積分データのＸ軸方向に関する分布は、
第２図Ｄに示される。第２図に例示されるフレー
ム差積分データの分布の様子即ち最小値の位置、
最小値とその周辺のフレーム差積分データとの間
の傾き、最小値の値（残留偏差）は、領域ごとに
やや異なつている。
第２図Ｂ、第２図Ｃ、第２図Ｄでは、領域７１
Ａの最小値のＸ軸方向の位置（x1）における他の
領域７１ｂ，７１Ｃ，７１Ｄの夫々のフレーム差
積分データH2（x1）、H3（x1）、H4（x1）が示され
ている。これらのフレーム差積分データが加算回
路１５，１６，１７により加算されて最小値選択
回路６に供給される。
入力端子２１，２２，２３，２４には、フレー
ム差積分データH1（x2，y2）、H2（x2，y2）、H3
（x2，y2）、H4（x2，y2）が夫々供給される。H2
（x2，y2）は、領域７１Ｂのフレーム差積分デー
タの最小値である。H1（x2，y2）、H3（x2，y2）、
H4（x2，y2）は、領域７１Ｂの最小値の位置と同
一の位置の領域７１Ａ，７１Ｃ，７１Ｄの夫々の
フレーム差積分データである。この入力端子２１
〜２４からのフレーム差積分データが加算回路２
５，２６，２７により加算されて最小値選択回路
６に供給される。
入力端子３１，３２，３３，３４には、フレー
ム差積分データH1（x3，y1）、H2（x3，y1）、H3
（x3，y3）、H4（x3，y3）が夫々供給される。H3
（x3，y3）は、領域７１Ｃのフレーム差積分デー
タの最小値である。H1（x3，y3）、H2（x3，y3）、
H4（x3，y3）は、領域７１Ｃの最小値の位置と同
一の位置の領域７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄの夫々の
フレーム差積分データである。この入力端子３１
〜３４からのフレーム差積分データが加算回路３
５，３６，３７により加算されて最小値選択回路
６に供給される。
入力端子４１，４２，４３，４４には、フレー
ム差積分データH1（x4，y4）、H2（x4，y4）、H3
（x4，y4）、H4（x4，y4）が夫々供給される。H4
（x4，y4）は、領域７１Ｄのフレーム差積分デー
タの最小値である。H1（x4，y4）、H2（x4，y4）、
H3（x4，y4）は、領域７１Ｄの最小値の位置と同
一の位置の領域７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃの夫々の
フレーム差積分データである。この入力端子４
１，４４からのフレーム差積分データが加算回路
４５，４６，４７により加算されて最小値選択回
路６に供給される。
最小値選択回路６は、上述の４つの加算出力の
うちで最小の加算出力を選択して出力すると共
に、どの加算出力が最小であるかを検出し、この
検出に基づき選択回路５を制御する選択信号を発
生する。即ち、領域７１Ａの動きベクトルを領域
７１Ａのみならず、他の領域７１Ｂ，７１Ｃ，７
１Ｄにもあてはめた場合、領域７１Ｂの動きベク
トルを領域７１Ｂのみならず、他の領域７１Ａ，
７１Ｃ，７１Ｄにもあてはめた場合、領域７１Ｃ
の動きベクトルを領域７１Ｃのみならず、他の領
域７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄにもあてはめた場合、
領域７１Ｄの動きベクトルを領域７１Ｄのみなら
ず、他の領域７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃにもあては
めた場合の４個の場合のうちの残留偏差が最小と
なる動きベクトルが選択回路５により選択され
る。
これにより、最小値選択回路６は、フレーム差
積分データの分布の傾きが急峻である領域の動き
ベクトルを選択する選択信号を形成する。即ち、
最小値に向かう傾きが急峻な領域のフレーム差積
分データは、最小値の位置から少しずれただけで
もフレーム差積分データの値が大きくなるからで
ある。
第１図において、１８，１９，２０で示す加算
回路は、領域７１Ａ〜７１Ｄの夫々のフレーム差
積分データの最小値H1（x1，y1）〜H4（x4，y4）
の和を算出するものである。この和が減算回路２
８に供給され、最小値選択回路６で選択された最
小値から上記の和が減じられる。この減算回路２
８の出力が比較回路２９に供給され、端子３０か
らの閾値と比較される。
減算回路２８の出力が閾値より小さい時にハイ
レベルとなる出力信号が比較回路２９から現れ、
逆に減算回路２８の出力が閾値より大きい時にロ
ーレベルとなる出力信号が比較回路２９から現れ
る。前者の関係は、領域７１Ａ〜７１Ｄのフレー
ム差積分データの分布が互いに大きな差を有せ
ず、従つて、選択回路５から出力される動きベク
トルが信頼できることを意味する。この場合に
は、選択回路５からの動きベクトルがANDゲー
ト７を介して出力端子８に取り出される。これと
共に、インバータ９によりローレベルとされた判
定信号が出力端子１０に生じる。
一方、減算回路２８の出力が閾値より大きい関
係は、領域７１Ａ〜７１Ｄのフレーム差積分デー
タが充分に一致したものでなく、従つて選択回路
５から出力される動きベクトルが信頼できないこ
とを意味する。この場合には、ANDゲート７に
より選択回路５からの動きベクトルが取り出され
ることが禁止される。これと共に、ハイレベルの
判定信号が出力端子１０に生じる。このハイレベ
ルの判定信号は、動きベクトルが定まらないこと
を示す。
この選択回路５からの動きベクトルは、テレビ
カメラの動きを示すものである。高品位テレビジ
ヨン信号の帯縮伝送時には、動きベクトルが伝送
され、動き補正が受信側において行われる。
〔発明の効果〕
この発明に依れば、１フイールドの画面を分割
して形成される複数の領域の夫々に関して求めら
れた動きベクトルの中から、全画面に対するフレ
ーム差積分データを最小にするものを選択するこ
とにより、全画面に対して最も良くあてはまる動
きベクトルを１フイールドの動きベクトルとして
取り出すことができる。
この発明に依れば、各領域の４個の動きベクト
ルを平均するのではなく、選択する構成としてい
るので、フレーム差積分データの最小値とその周
辺のフレーム差積分データの傾斜が急峻な分布の
ものを１フイールドの動きベクトルとして選択す
ることができる。これと共に、分布の急峻さ及び
残留偏差の両者を考慮した重み係数を発生し、こ
の重み係数によつて加重平均を行う構成と比べて
ハードウエアの規模を大幅に小さくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例における選択基準
発生回路及び選択回路のブロツク図、第２図は選
択基準発生回路の説明に用いる略線図、第３図は
この発明の一実施例の全体のブロツク図、第４図
及び第５図は動きベクトルの検出の説明に用いる
略線図である。 １〜４：各領域の動きベクトルが供給される入
力端子、５：選択回路、６：最小値選択回路、
８：出力端子、１１〜１４，２１〜２４，３１〜
３４，４１〜４４：各領域のフレーム差積分デー
タが供給される入力端子、６１〜６４：グラフメ
モリ、６５：動きベクトル検出回路、６６：選択
基準発生回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ １フイールドの画面を分割して複数の領域を
    形成し、上記領域の夫々を複数のブロツクに分割
    し、前フレームの上記ブロツク内の代表点画素デ
    ータと現フレームの上記ブロツク内の上記代表点
    画素データと対応する所定の範囲の画素データと
    のフレーム差の絶対値を求め、上記領域の夫々に
    おいて、上記所定の範囲ごとに上記フレーム差の
    絶対値を積分し、このフレーム差積分データから
    上記領域の夫々の動きベクトルを検出する手段
    と、 上記動きベクトルの全てについて、一つの上記
    領域の動きベクトルを自身の領域の上記フレーム
    差積分データの分布と残りの上記領域のフレーム
    差積分データの分布とに夫々適用した時に生じる
    残留偏差を算出する手段と、 複数の上記動きベクトルの夫々に関する上記残
    留偏差が最小となる動きベクトルを選択する手段
    とをを備えたことを特徴とするテレビジヨン信号
    の動き検出装置。
JP59234778A 1984-11-07 1984-11-07 テレビジヨン信号の動き検出装置 Granted JPS61113377A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59234778A JPS61113377A (ja) 1984-11-07 1984-11-07 テレビジヨン信号の動き検出装置
AU49316/85A AU584365B2 (en) 1984-11-07 1985-11-04 Apparatus for detecting movement of a television signal
CA000494702A CA1257683A (en) 1984-11-07 1985-11-06 Apparatus for detecting a motion of a picture of a television signal
US06/795,926 US4777530A (en) 1984-11-07 1985-11-07 Apparatus for detecting a motion of a picture of a television signal
AT85308102T ATE62780T1 (de) 1984-11-07 1985-11-07 Anordnung zur feststellung der bewegung von fernsehbildern.
EP19850308102 EP0181215B1 (en) 1984-11-07 1985-11-07 Apparatus for detecting motion of television images
DE8585308102T DE3582554D1 (de) 1984-11-07 1985-11-07 Anordnung zur feststellung der bewegung von fernsehbildern.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59234778A JPS61113377A (ja) 1984-11-07 1984-11-07 テレビジヨン信号の動き検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61113377A JPS61113377A (ja) 1986-05-31
JPH0562878B2 true JPH0562878B2 (ja) 1993-09-09

Family

ID=16976221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59234778A Granted JPS61113377A (ja) 1984-11-07 1984-11-07 テレビジヨン信号の動き検出装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4777530A (ja)
EP (1) EP0181215B1 (ja)
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