JPH06133299A - 動きベクトル検出方法 - Google Patents

動きベクトル検出方法

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JPH06133299A JP27719792A JP27719792A JPH06133299A JP H06133299 A JPH06133299 A JP H06133299A JP 27719792 A JP27719792 A JP 27719792A JP 27719792 A JP27719792 A JP 27719792A JP H06133299 A JPH06133299 A JP H06133299A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像を動領域と静止領域に分離することによ
り、動きベクトルを求める画素ブロックを限定し、符号
化器の負荷を軽減する。 【構成】 画像入力部1から入力された画像は、現フレ
ームメモリ2に取り込まれ、前フレームメモリ4には前
画面の画像が取り込まれている。動領域判定部6では、
現フレームメモリ2と前フレームメモリ4から読み出さ
れた2つのブロック間の差分を求めることにより、動領
域の判定を行う。動きベクトル検出部7では、動領域判
定部6で判定された動領域内の各ブロックについて動き
ベクトルを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像符号化方式にお
ける動きベクトル検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】動画像の符号化は、以下のようにして行
われる。図7は、動画像の符号化、復号化を行うシステ
ムのブロック構成図である。入力装置21によって、
Y,Cb,Crなど、種々のフォーマットの動画像信号
が入力される。前処理器22は、符号化器で必要となる
フォーマットに変換する。符号化器23は、入力された
動画像を出来るだけ劣化させることなく、データ量を削
減してビットストリームを生成する。
【0003】蓄積装置24は、CD、DAT、ハードデ
ィスクなどで構成され、生成されたビットストリームを
格納する。復号器25は、ビットストリームを受けて再
生画像を作成する。後処理器26は、出力ディスプレイ
の仕様に合わせて、ライン補間、画素補間、レート変
換、フレームフィールド変換、画素の縦横比の変換など
の処理を行う。出力装置27は、再生された動画像を表
示出力する。
【0004】図8は、符号化器23のブロック構成図を
示す。符号化器23を説明する前に、符号化モードにつ
いて簡単に説明する。符号化モードには、大きく分け
て、 (1)イントラ符号化モード (2)非イントラ符号化モード の2つのモードがある。
【0005】イントラ符号化モードにおいては、入力画
像はそのまま符号化される。これに対して、非イントラ
符号化モードすなわち予測符号化モードでは、前方、後
方、あるいはこれらの補間という、3つの予測モードの
何れかで、既に符号化済みの画像を参照して、予測画像
を生成し、この予測画像との差分画像が符号化される。
この際、予測モードおよび動き補償予測の場合は、動き
ベクトルも同時に符号化される。
【0006】符号化器23について説明すると、入力画
像データ(ID)は、符号化モードに従って、イントラ
符号化モードならば、差分器301を通ることなくDC
T器302に入力され、非イントラ符号化モードすなわ
ち何らかの予測を行って符号化するモードの場合は、そ
の予測モード、動きベクトルに従った予測画像(PI
D)との差分が、差分器301でとられ、この差分画像
(SID)がDCT器302に入力される。
【0007】DCT器302において離散コサイン変換
された結果の変換係数(C)は、量子化器303で量子
化され、VLC器304によって可変長符号化され、バ
ッファ305にストアされる。バッファ305にストア
された符号化データは、一定レートで読み出され、DS
M(ディジタル蓄積メディア)などへ送出される。
【0008】また、非イントラ符号化モードにおける予
測画像は、フレームメモリ&予測器309のフレームメ
モリに蓄積された局部復号画像から予測器によって生成
される。局部復号画像は、符号化器で符号化と同時に、
逆の復号処理を行って局部的に復号した画像である。こ
れは符号化時に、量子化器303で量子化されたデータ
(QC)が、逆量子化器306で逆量子化、逆DCT部
307で逆DCTされ、これがフレームメモリ309に
蓄積されている既に作られている別の局部復号画像から
予測器309で生成された予測画像に加算器308で加
算されて作られ、フレームメモリ309にストアされ
る。
【0009】なお、図8中の2つのスイッチ、すなわち
差分器301とDCT器302の間のスイッチ311
と、フレームメモリ&予測器309の出力と加算器30
8への入力の間のスイッチ312は、次のように接続動
作する。
【0010】イントラ符号化モード時には、スイッチ3
11は下側つまりID側に接続され、スイッチ312は
上側つまり“0”に接続される。また、非イントラ符号
化モード時には、スイッチ311は上側つまりSID側
に接続され、スイッチ312は下側つまりPIDに接続
される。
【0011】なお、この種の先行する技術としては、例
えば特開昭61−169969号公報、特開平2−11
8884号公報に記載の技術が挙げられる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の予測符
号化モードにおける動きベクトル検出方法は、全ての画
素ブロックに対して動きベクトルを求める方法を採って
いるため、動きベクトルを求める計算量が非常に多くな
る。このため符号化器の負荷が多くなるという問題があ
る。
【0013】本発明の目的は、画像を動領域と静止領域
に分離することにより、動きベクトルを求める画素ブロ
ックを限定し、符号化器の負荷を軽減した動きベクトル
検出方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明では、入力画像信号の連続フレ
ーム中から任意の間隔で独立フレームを設定し、該独立
フレームをフレーム内で独立に符号化し、前記独立フレ
ームの間の非独立フレームの信号を、前後の独立フレー
ムの信号およびその動きベクトルを基に予測して符号化
するフレーム間予測符号化方式における動きベクトル検
出方法において、現フレームの画像を動領域と静止領域
に分離し、該動領域内の各ブロックの動きベクトルを求
めることを特徴としている。
【0015】請求項2記載の発明では、前記動きベクト
ルの探索範囲を動領域に限定することを特徴としてい
る。
【0016】請求項3記載の発明では、前記動領域と静
止領域の分離は、前フレームと現フレームの差分を用い
て行うことを特徴としている。
【0017】請求項4記載の発明では、前記動領域にお
いて移動物体を検出し、前記動領域を背景部と移動物体
に分離し、該移動物体内の各ブロックの動きベクトルを
求めることを特徴としている。
【0018】請求項5記載の発明では、前記移動物体内
の動きベクトルを揃えることを特徴としている。
【0019】
【作用】画像入力部から入力された画像は、現フレーム
メモリに取り込まれ、前フレームメモリには前画面の画
像が取り込まれている。動領域判定部では、現フレーム
メモリと前フレームメモリから読み出された2つのブロ
ック間の画素値の差分を求め、その差分値がある閾値よ
り大きいとき動領域と判定する。動きベクトル検出部で
は、動領域内の各ブロックについて動きベクトルを求め
る。他の実施例では、動領域内において移動物体を検出
し、該物体の動きベクトルを求める。
【0020】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。図1は、本発明の第1の実施例のブロッ
ク構成図である。図1において、1は、画像入力部、2
は、現フレームを格納する現フレームメモリ、3は、現
フレームメモリのアドレスを生成するアドレスジェネレ
ータ、4は、前フレームを格納する前フレームメモリ、
5は、前フレームメモリのアドレスを生成するアドレス
ジェネレータ、6は、現フレームメモリと前フレームメ
モリを参照して動領域を判定する動領域判定部、7は、
動領域の各ブロックから動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出部、8は、動きベクトルと現フレームのブロ
ックデータを符号化する符号化部である。
【0021】画像入力部1から入力された画像は、現フ
レームメモリ2に取り込まれる。前フレームメモリ4に
は前画面の画像が取り込まれているものとする。アドレ
スジェネレータ3、5が生成するアドレスのデータブロ
ックがそれぞれ現フレームメモリ2、前フレームメモリ
4から読み出されて、動領域判定部6に入力される。
【0022】動領域判定部6では、動領域の判定を行
う。この判定は、2つのブロック間の画素値の差分をと
り、該差分値が所定の閾値hより大きい場合、動領域と
判定する。現フレームのデータブロックは、動きベクト
ル検出部7に入力される。
【0023】動きベクトル検出部7では、動領域判定部
6の判定結果に基づいて動領域情報をアドレスジェネレ
ータ3、5に与え(つまり、動きベクトルの探索範囲を
指定する)、動領域内の各ブロックを現フレームメモリ
2と前フレームメモリ4から読み出し、動きベクトルを
求める。動きベクトル検出部7で検出された動きベクト
ルと現フレームのデータブロックは、符号化部8に入力
される。
【0024】図2は、前フレームaと現フレームbの画
像を示す。現フレームbにおいて、破線で示す丸印の画
像(前フレームaの画像)が、実線で示す丸印の位置に
移動している。図3は、動領域判定部6で判定された動
領域31、32(斜線部)を示す。動領域31、32と
判定されたブロックについては、全て動きベクトルを求
めるが、その他のブロック部分については動きベクトル
を求めない。
【0025】このように、本実施例では、画像を動領域
と静止領域に分け、動領域を構成するブロックについて
のみ動きベクトルを求めているので、符号化器の負荷を
軽減することができる。
【0026】図4は、第2の実施例のブロック構成図で
ある。本実施例では、第1の実施例の構成に、現フレー
ムエッジマップメモリ9、前フレームエッジマップメモ
リ10、移動体検出部11が付加された構成となってい
る。現フレームエッジマップメモリ9は、現フレームメ
モリ2の画像からエッジを抽出した2値の線画像を格納
したメモリである。同様に、前フレームエッジマップメ
モリ10は、前フレームメモリ4の画像からエッジを抽
出した2値の線画像を格納したメモリである。
【0027】図5は、前フレームのエッジマップa’と
現フレームのエッジマップb’を示し、図中の丸印、三
角印は、それぞれ線画像を示す。
【0028】移動体検出部11は、現フレームエッジマ
ップメモリ9と前フレームエッジマップメモリ10を参
照して、各フレーム中の物体を抽出し、抽出された物体
の現フレームと前フレームにおける対応関係を調べるこ
とによって、移動体を検出する。
【0029】本実施例は、前述した実施例1と同様に、
動領域と静止領域を分離し、動領域内のブロックのみの
動きベクトルを求める。このとき、移動体検出部11
は、現フレームのエッジマップメモリ9と前フレームの
エッジマップメモリ10から移動体を検出し、その検出
信号を動きベクトル検出部7に送る。
【0030】動きベクトル検出部7は、移動体検出部1
1からの検出信号に基づいて、動領域判定部6で判定さ
れた動領域中からアンカバード・バックグラウンドと呼
ばれる背景を検出し、その背景部分を除いた動領域部分
の各ブロックの動きベクトルを求める。
【0031】図6は、動領域判定部6で判定された動領
域の内、アンカバード・バックグラウンドと呼ばれる背
景を斜線部で示す。前述したように、このアンカバード
・バックグラウンドは、移動体を検出することによって
得られる。
【0032】さらに、本実施例では、前フレーム、現フ
レームのエッジマップ情報を用いて、それぞれの物体の
動きベクトルを求め、その動きベクトルを、それぞれの
物体に属する各ブロックの動きベクトルとする。
【0033】上記したように、動領域内の各ブロックの
動きベクトルを求めた場合、画像の動きが滑らかでな
い。これに対して、大きなブロックサイズである物体の
動きベクトルを、移動物体内の各ブロックの動きベクト
ルの代表とすることにより、つまり移動物体内の動きベ
クトルを揃えることにより、画像の動きが滑らかにな
り、しかも各ブロックの動きベクトルの計算量に比べ
て、物体の動きベクトルを求める計算量が少なくなる。
【0034】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項1、2、
3記載の発明によれば、現フレームの画像を動領域と静
止領域に分離し、動きベクトルを求める画素ブロックを
限定しているので、符号化器の負荷を軽減することがで
き、また静止領域の動きベクトルを求めることがないの
で、静止領域を動領域として符号化することによる揺ら
ぎが減少することになる。
【0035】請求項4、5記載の発明によれば、移動物
体を検出することにより、動領域内から背景部を検出す
ることが可能となり、また物体の動きベクトルを、各ブ
ロックの動きベクトルの代表としているので、画像の動
きが滑らかになり、さらに物体の動きベクトルの計算量
が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のブロック構成図であ
る。
【図2】前フレームと現フレームの画像を示す。
【図3】動領域判定部で判定された動領域を示す。
【図4】第2の実施例のブロック構成図である。
【図5】前フレームのエッジマップと現フレームのエッ
ジマップを示す図である。
【図6】動領域の内、アンカバード・バックグラウンド
と呼ばれる背景を斜線部で示した図である。
【図7】動画像の符号化、復号化を行うシステムのブロ
ック構成図である。
【図8】符号化器のブロック構成図である。
【符号の説明】
1 画像入力部 2 現フレームメモリ 3、5 アドレスジェネレータ 4 前フレームメモリ 6 動領域判定部 7 動きベクトル検出部 8 符号化部 9 現フレームエッジマップメモリ 10 前フレームエッジマップメモリ 11 移動体検出部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力画像信号の連続フレーム中から任意
    の間隔で独立フレームを設定し、該独立フレームをフレ
    ーム内で独立に符号化し、前記独立フレームの間の非独
    立フレームの信号を、前後の独立フレームの信号および
    その動きベクトルを基に予測して符号化するフレーム間
    予測符号化方式における動きベクトル検出方法におい
    て、現フレームの画像を動領域と静止領域に分離し、該
    動領域内の各ブロックの動きベクトルを求めることを特
    徴とする動きベクトル検出方法。
  2. 【請求項2】 前記動きベクトルの探索範囲を動領域に
    限定することを特徴とする請求項1記載の動きベクトル
    検出方法。
  3. 【請求項3】 前記動領域と静止領域の分離は、前フレ
    ームと現フレームの差分を用いて行うことを特徴とする
    請求項1記載の動きベクトル検出方法。
  4. 【請求項4】 前記動領域において移動物体を検出し、
    前記動領域を背景部と移動物体に分離し、該移動物体内
    の各ブロックの動きベクトルを求めることを特徴とする
    請求項1記載の動きベクトル検出方法。
  5. 【請求項5】 前記移動物体内の動きベクトルを揃える
    ことを特徴とする請求項4記載の動きベクトル検出方
    法。
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