JPH06165157A - Motion detecting circuit - Google Patents

Motion detecting circuit

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Publication number
JPH06165157A
JPH06165157A JP31346992A JP31346992A JPH06165157A JP H06165157 A JPH06165157 A JP H06165157A JP 31346992 A JP31346992 A JP 31346992A JP 31346992 A JP31346992 A JP 31346992A JP H06165157 A JPH06165157 A JP H06165157A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
motion detection
frame
pixel
motion vector
Prior art date
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Pending
Application number
JP31346992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Kurihara
章 栗原
Toshihiko Kitazawa
俊彦 北澤
Toru Wada
徹 和田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP31346992A priority Critical patent/JPH06165157A/en
Publication of JPH06165157A publication Critical patent/JPH06165157A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the circuit size of a motion detecting circuit. CONSTITUTION:The picture element data al to ak of specific blocks in a current frame and the picture element data gl to gk of respective macro blocks in the preceding frame are supplied to picture element coincidence detectors 31A to 31N and upper (h) bits judged by a comparing bit length judging part 33 out of all bits of the data al to ak, gl to gk are respectively compared in each bit. Thereby the coincidence of the picture element data is decided. The numbers of coincident picture elements detected by the detectors 31A to 31N are supplied to a motion vector detecting part 32, which detects the macro block having the largest number of coincident picture elements and the coordinates of the macro block. A motion vector (v) is calculated based upon the coordinates. Since only the detection of coincidence between the picture element data of the current frame and that of the preceding frame is executed, the necessity of an adder, a product sum circuit, etc., can be eliminated, so that the circuit size can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、予測符号化方式の画
像圧縮装置などに適用して好適な動き検出回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion detection circuit suitable for application to a predictive coding type image compression apparatus and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】TV電話等のように動画像を伝送する際
には、通信回線を効率よく利用するため動画像を圧縮し
て伝送するようになっている。このような動画像の圧縮
伝送技術に予測符号化方式を用いた技術が知られてい
る。予測符号化方式は相関を利用したデータ圧縮方式で
あって、すでに符号化済みの過去の画素から現在の画素
を予測し、その予測誤差を符号化するものである。この
予測符号化には1フレームを複数のブロックに分割し、
各ブロック毎に符号化する方式がある。
2. Description of the Related Art When transmitting a moving image such as a TV phone, the moving image is compressed and transmitted in order to efficiently use a communication line. A technique using a predictive coding method is known as such a moving image compression transmission technique. The predictive coding method is a data compression method using correlation, in which a current pixel is predicted from a previously coded past pixel and the prediction error is coded. For this predictive coding, one frame is divided into a plurality of blocks,
There is a method of encoding each block.

【0003】図6は1フレーム前の画素データから現フ
レームにおけるデータを予測するいわゆるフレーム間予
測符号化回路10を示す。本図において入力端子11に
は伝送すべき入力信号例えばビデオ信号が供給され、こ
れがA/D変換及びラスタ/ブロック変換回路12で所
定ビット数のディジタル信号に変換されると共に、ラス
タフォーマットからブロックフォーマットに変換され
る。ディジタル化されたこのビデオ信号aは減算器13
で予測ビデオ信号bとの差が取られ、この差のビデオ信
号が予測誤差信号cとして使用される。ビデオ信号aに
は相関があるため、1フレーム前の周囲の画素から予測
した信号bと予測される信号aとの差であるこの予測誤
差信号cは小さな値となる。
FIG. 6 shows a so-called inter-frame predictive coding circuit 10 for predicting data in the current frame from pixel data one frame before. In the figure, an input signal to be transmitted, for example, a video signal is supplied to an input terminal 11, and this is converted into a digital signal having a predetermined number of bits by an A / D conversion and raster / block conversion circuit 12, and the raster format is converted into a block format. Is converted to. This digitized video signal a is applied to the subtracter 13
And the difference from the predicted video signal b is taken, and the video signal of this difference is used as the prediction error signal c. Since the video signal a has a correlation, the prediction error signal c, which is the difference between the signal b predicted from the surrounding pixels one frame before and the predicted signal a, has a small value.

【0004】上述の例では、予測誤差信号cは離散コサ
イン変換(DCT)回路14に供給される。ここで直交
変換された予測誤差信号(DCT係数)dは量子化回路
15で量子化される。この時、急激に変化するところは
粗く量子化しても目立ちにくいという人間の視覚特性を
利用して量子化されるもので、ゼロ近傍の量子化ステッ
プ幅は小さくし、ゼロ点から離れるにしたがって量子化
ステップ幅を広くするような非線形量子化によってデー
タの圧縮が図られる。量子化された予測誤差信号eは、
例えば可変長符号化回路16で符号化されて出力端子1
7に導出され、ここから符号化信号fが外部に伝送され
る。
In the above example, the prediction error signal c is supplied to the discrete cosine transform (DCT) circuit 14. The prediction error signal (DCT coefficient) d subjected to the orthogonal transformation here is quantized by the quantization circuit 15. At this time, the portion that changes abruptly is quantized by utilizing the human visual characteristic that it is not noticeable even if it is roughly quantized. The data is compressed by the non-linear quantization that widens the width of the quantization step. The quantized prediction error signal e is
For example, the output terminal 1 is encoded by the variable length encoding circuit 16.
7 and the encoded signal f is transmitted to the outside.

【0005】また、予測誤差信号cを形成するための予
測ビデオ信号bは次のようにして生成される。すなわ
ち、量子化された予測誤差信号eはまず逆量子化回路2
1において量子化する前の予測誤差信号d’に逆変換さ
れ、これがさらに逆・離散コサイン変換回路(IDC
T)22に供給されて減算器13の出力と同様な信号形
式となるように逆変換される。逆変換された予測誤差信
号c’は、加算器23において予測ビデオ信号bと加算
された後、1フレームの遅延回路24に供給される。
Further, the prediction video signal b for forming the prediction error signal c is generated as follows. That is, the quantized prediction error signal e is first transmitted to the inverse quantization circuit 2
1 is inversely transformed into a prediction error signal d ′ before being quantized, and this is further transformed into an inverse / discrete cosine transform circuit (IDC).
T) 22 and is inversely converted to have the same signal format as the output of the subtractor 13. The inversely transformed prediction error signal c ′ is added to the prediction video signal b in the adder 23 and then supplied to the delay circuit 24 for one frame.

【0006】1フレームだけ遅延されたこのビデオ信号
gは、アドレス制御部27の制御によって所定の順序で
動き補正回路25に供給されて動きベクトルvに応じて
動き補償が行なわれて予測ビデオ信号bが生成される。
26は動き検出回路でその動きベクトルvによって上述
の動き補償が行なわれる。
The video signal g delayed by one frame is supplied to the motion correction circuit 25 in a predetermined order under the control of the address control unit 27, and the motion compensation is performed according to the motion vector v to obtain the predicted video signal b. Is generated.
A motion detection circuit 26 performs the above-mentioned motion compensation by the motion vector v.

【0007】動きベクトルvの検出方法としては、従来
から大きく分けて2種類の検出方法がある。その一つは
勾配法、グラジェント法等と呼ばれるもので、動きベク
トルvを伝送する必要がない方法である。この方法は、
走査線変換(スタンダードコンバージョン)などに用い
られているが、ハードウェアが大きくなる傾向がある。
As a method for detecting the motion vector v, there are roughly two types of detection methods from the prior art. One of them is called a gradient method or a gradient method, which is a method that does not require transmission of the motion vector v. This method
It is used for scanning line conversion (standard conversion) etc., but the hardware tends to be large.

【0008】もう一つはCCITT(国際電信電話諮問
委員会)の勧告H.261で採用されているもので、画
像を複数のブロックに分割し、前フレームと後フレーム
の対応するブロックの画素を比較することにより動き検
出を行なうブロックマッチング法である。このブロック
マッチング法では、動きベクトルvを圧縮画像と一緒に
伝送しなければならないが、ハードウェアを比較的簡単
に構成することが可能である。
The other is CCITT (International Telegraph and Telephone Advisory Committee) Recommendation H.264. This is a block matching method adopted in H.261, which performs motion detection by dividing an image into a plurality of blocks and comparing pixels of corresponding blocks of a previous frame and a subsequent frame. In this block matching method, the motion vector v must be transmitted together with the compressed image, but the hardware can be configured relatively easily.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のブロ
ックマッチング法による動きベクトルvの検出では、図
7に示すように動き検出フレーム、本例では前フレーム
に動き検出探索範囲Lを設定し、この動き検出探索範囲
L内の複数の位置に設定した例えば16ドット×16ド
ットのN個のマクロブロックM1,M2・・・MNのそ
れぞれと、基準フレーム、本例では現フレームにおける
特定のマクロブロックQとを適宜な評価関数D(i,
j)に基づいて比較し、特定のマクロブロックQと最も
近似しているマクロブロックMiを検出する。
By the way, in the detection of the motion vector v by the block matching method described above, the motion detection search range L is set in the motion detection frame as shown in FIG. Each of the N macro blocks M1, M2, ... MN of, for example, 16 dots × 16 dots set at a plurality of positions within the motion detection search range L, and a specific macro block Q in the reference frame, in this example, the current frame. And an appropriate evaluation function D (i,
j), and the macro block Mi closest to the specific macro block Q is detected.

【0010】そして、このマクロブロックMiと前フレ
ームのマクロブロックQとの位置関係をベクトルで表現
したものが動きベクトルvとなる。動き検出探索範囲L
におけるマクロブロックM1〜MNは、1画素づつもし
くは複数画素づつずらした位置にN個設定される。
The positional relationship between the macroblock Mi and the macroblock Q of the previous frame is represented by a vector, which is a motion vector v. Motion detection search range L
N macro blocks M1 to MN are set at positions shifted by one pixel or by a plurality of pixels.

【0011】従来、上述の評価関数D(i,j)として
は数式1に示すように現フレームのマクロブロックQの
画素データSf(k,1)と、これに対応する前フレー
ムのマクロブロックM1〜MNの画素データS(f−
1)(k+i,1+j)との差分の絶対値総和とするも
のがある。そして、算出された評価関数D(i,j)が
最小となるマクロブロックMiが移動した画像であると
判断される。
Conventionally, as the above-mentioned evaluation function D (i, j), as shown in Expression 1, the pixel data Sf (k, 1) of the macroblock Q of the current frame and the macroblock M1 of the previous frame corresponding thereto are expressed. ~ MN pixel data S (f-
1) There is a method in which the absolute value sum of the difference from (k + i, 1 + j) is used. Then, it is determined that the macro block Mi for which the calculated evaluation function D (i, j) is the minimum is the moved image.

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】また、数式2に示すように現フレームの画
素データSf(k,1)と、前フレームの画素データS
(f−1)(k+i,1+j)との差分の二乗和を評価
関数D(i,j)とし、これが最小となるマクロブロッ
クMiが動いた後のマクロブロックであると判断する方
法もある。
Further, as shown in Equation 2, the pixel data Sf (k, 1) of the current frame and the pixel data S of the previous frame are
There is also a method in which the sum of squares of the difference from (f-1) (k + i, 1 + j) is used as the evaluation function D (i, j) and it is determined that the macroblock Mi having the smallest value is the macroblock after the movement.

【0014】[0014]

【数2】 [Equation 2]

【0015】しかし、差分の絶対値総和を評価関数D
(i,j)とする場合には絶対値総和を算出するために
加算回路が必要になり、また、差分の二乗和を評価関数
D(i,j)とする場合には積和回路が必要になるなど
回路規模が非常に大きくなるという問題があった。ま
た、前フレームと現フレームの各画素データを比較する
際に画素データをそのまま使用していたので、入力信号
にノイズが多い場合には動きベクトルvを誤検出してし
まうことがあった。
However, the sum of the absolute values of the differences is calculated by the evaluation function D.
When (i, j) is used, an adder circuit is required to calculate the sum of absolute values, and when the difference sum of squares is used as the evaluation function D (i, j), a product sum circuit is required. However, there is a problem that the circuit scale becomes very large. Further, since the pixel data is used as it is when comparing each pixel data of the previous frame and the current frame, the motion vector v may be erroneously detected when the input signal has a lot of noise.

【0016】そこでこの発明は、上述したような課題を
解決したものであって、回路規模を削減することが可能
で、しかもノイズが多い場合でも動きベクトルの誤検出
を防止することが可能な動き検出回路を提案するもので
ある。
Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and can reduce the circuit scale, and can prevent erroneous detection of a motion vector even when there is much noise. A detection circuit is proposed.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め第1発明においては、画像圧縮装置に用いられる動き
検出回路において、基準フレームの特定ブロックの画素
と、動き検出フレームに設定された複数のブロックの画
素とを比較する画素比較手段と、画素比較手段で一致す
ると判断された画素数をカウントする手段と、カウント
手段のカウント値が最大となる動き検出フレームのブロ
ックに基づいて特定ブロックの動きベクトルを算出する
動きベクトル算出手段を備えたことを特徴とするもので
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, according to a first aspect of the present invention, in a motion detection circuit used in an image compression apparatus, a pixel of a specific block of a reference frame and a plurality of pixels set in the motion detection frame are set. Pixel comparison means for comparing the pixels of the block of the specific block, means for counting the number of pixels determined to match by the pixel comparison means, and a block of the specific block based on the block of the motion detection frame for which the count value of the counting means is maximum. It is characterized in that a motion vector calculating means for calculating a motion vector is provided.

【0018】また第2発明においては、画像圧縮装置に
用いられる動き検出回路において、基準フレームの特定
ブロックの画素と、動き検出フレームに設定された複数
のブロックの画素とを比較する画素比較手段と、画素比
較手段で画素を比較するとき、比較するビット長を判定
する比較ビット長判定手段と、画素比較手段で一致する
と判断された画素数をカウントする手段と、カウント手
段のカウント値が最大となる動き検出フレームのブロッ
クに基づいて特定ブロックの動きベクトルを算出する動
きベクトル算出手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
According to the second aspect of the invention, in a motion detection circuit used in the image compression apparatus, a pixel comparison means for comparing pixels of a specific block of the reference frame with pixels of a plurality of blocks set in the motion detection frame. When comparing pixels by the pixel comparison means, comparison bit length determination means for determining the bit length to be compared, means for counting the number of pixels determined to match by the pixel comparison means, and the count value of the counting means are the maximum. And a motion vector calculating means for calculating a motion vector of a specific block based on the block of the motion detection frame.

【0019】[0019]

【作用】図1において、例えばフレーム間予測符号化回
路10(図6)のA/D変換及びラスタ/ブロック変換
回路12から現フレームの特定ブロックQ(図7)の画
素データa1〜akが出力され、これが動き検出回路2
6の画素一致検出器31A〜31Nに供給される。ま
た、各画素一致検出器31A〜31Nにはフレーム遅延
回路24から出力された前フレームの動き検出探索範囲
L内の各マクロブロックM1〜MNの画素データg1〜
gkも供給される。
In FIG. 1, for example, pixel data a1 to ak of a specific block Q (FIG. 7) of the current frame is output from the A / D conversion and raster / block conversion circuit 12 of the interframe predictive coding circuit 10 (FIG. 6). This is the motion detection circuit 2
6 pixel coincidence detectors 31A to 31N. The pixel coincidence detectors 31A to 31N output pixel data g1 to macroblocks M1 to MN in the motion detection search range L of the previous frame output from the frame delay circuit 24.
gk is also supplied.

【0020】そして、図4に示すように各画素データa
1〜ak,g1〜gkの全ビットのうち、比較ビット長
判定部33(図1)で判定された上位hビットがビット
長制御部41で抽出され、各ビット別に排他的論理和回
路42a〜42hで比較される。ここでhビット全てが
一致するときNOR回路43の出力が「1」となりこれ
でカウンタ44がカウントアップされる。
Then, as shown in FIG. 4, each pixel data a
Of all the bits 1 to ak and g1 to gk, the high-order h bits determined by the comparison bit length determination unit 33 (FIG. 1) are extracted by the bit length control unit 41, and the exclusive OR circuit 42a to It is compared at 42h. Here, when all the h bits match, the output of the NOR circuit 43 becomes "1", and the counter 44 is counted up.

【0021】同様にして、現フレームの残りの画素デー
タa2〜aNと前フレームの残りの画素データg2〜g
Nとの上位hビットが比較され、これによって、カウン
タ44のカウント値が一致した画素数tを示すようにな
る。
Similarly, the remaining pixel data a2 to aN of the current frame and the remaining pixel data g2 to g of the previous frame.
The upper h bits of N are compared with each other, whereby the count value of the counter 44 indicates the number t of matched pixels.

【0022】各画素一致検出器31A〜31Nのカウン
タ44の出力信号S(t1)〜S(tN)は、図5に示
すように動きベクトル検出器26のN入力セレクタ56
に順次供給され、これがセレクトコントローラ57の制
御によって比較器及びセレクタ51に供給される。ここ
で、ラッチ回路52でラッチされていたそれまでの最大
信号S(ti)と比較され、大きい方の信号S(ti)
が選択されてラッチ回路52にラッチされる。このとき
の比較結果SHが、セレクタ53に供給される。
The output signals S (t1) to S (tN) of the counter 44 of each of the pixel coincidence detectors 31A to 31N are sent to the N input selector 56 of the motion vector detector 26 as shown in FIG.
Are sequentially supplied to the comparator and selector 51 under the control of the select controller 57. Here, the maximum signal S (ti) latched by the latch circuit 52 is compared, and the larger signal S (ti) is compared.
Is selected and latched by the latch circuit 52. The comparison result SH at this time is supplied to the selector 53.

【0023】セレクタ53には、セレクタコントローラ
56から入力信号S(t1)〜S(tN)に相当するマ
クロブロックM1〜MNの識別番号SBが順次供給され
ると共に、ラッチ回路54でラッチされていたそれまで
の識別番号SBが供給される。ここで、比較器及びセレ
クタ51から供給される比較結果SHに相当するマクロ
ブロックMiの識別番号SB(i)が選択される。
The selector 53 is sequentially supplied with the identification numbers SB of the macro blocks M1 to MN corresponding to the input signals S (t1) to S (tN) from the selector controller 56, and is latched by the latch circuit 54. The identification number SB up to that point is supplied. Here, the identification number SB (i) of the macro block Mi corresponding to the comparison result SH supplied from the comparator and selector 51 is selected.

【0024】このようにして、一致する画素数tiが最
大のマクロブロックMiの識別番号SB(i)が検出さ
れ、この識別番号SB(i)に相当するマクロブロック
Miに基づいて動きベクトル算出器55で動きベクトル
vが算出される。
In this way, the identification number SB (i) of the macro block Mi having the largest number of matching pixels ti is detected, and the motion vector calculator is based on the macro block Mi corresponding to this identification number SB (i). At 55, the motion vector v is calculated.

【0025】[0025]

【実施例】続いて、本発明に係わる動き検出回路の一実
施例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、
上述と同一の部分には同一の符号を付けて詳細な説明を
省略した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a motion detecting circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition,
The same parts as those described above are designated by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.

【0026】図1は本発明による動き検出回路26の系
統を示す。この動き検出回路26は上述のフレーム間予
測符号化回路10(図6)に適用可能であり、A/D変
換及びラスタ/ブロック変換回路12から出力された現
フレームのビデオ信号aは動き検出回路26の画素一致
検出器31A〜31Nに供給される。
FIG. 1 shows a system of the motion detection circuit 26 according to the present invention. This motion detection circuit 26 can be applied to the inter-frame predictive coding circuit 10 (FIG. 6) described above, and the video signal a of the current frame output from the A / D conversion and raster / block conversion circuit 12 is the motion detection circuit. It is supplied to 26 pixel coincidence detectors 31A to 31N.

【0027】この画素一致検出器31A〜31Nは、動
き検出フレーム本例では前フレームの動き検出探索範囲
L(図7)内に設定されるマクロブロックM1〜MNと
同数のN個設けられ、これが並列接続されている。そし
て、これらの画素一致検出器31A〜31Nには図2に
示すように基準フレーム、本例では現フレームのマクロ
ブロックQ内の画素データのうち、比較対象画素として
設定されたk個の画素データQ(a1〜ak)が供給さ
れる。ここで、比較対象画素はマクロブロックQ内の全
ての画素もしくは例えば1画素置きなど任意に設定する
ことが可能である。
The pixel coincidence detectors 31A to 31N are provided in the same number as the macro blocks M1 to MN set in the motion detection search range L (FIG. 7) of the previous frame in this example. It is connected in parallel. Then, as shown in FIG. 2, these pixel coincidence detectors 31A to 31N have k pixel data set as comparison target pixels among the pixel data in the macro block Q of the reference frame, in this example, the current frame. Q (a1 to ak) is supplied. Here, the comparison target pixels can be set to all the pixels in the macroblock Q or every other pixel, for example.

【0028】また、各画素一致検出器31A〜31Nに
は、アドレス制御部27の制御によってフレーム遅延回
路24(図1)から出力された動き検出フレーム、本例
では前フレームのビデオ信号gも供給される。ここで
は、例えば最初の画素一致検出器31Aには前フレーム
の動き検出探索範囲L内に設定されたマクロブロックM
1〜MNのうち、最初のマクロブロックM1内の画素デ
ータM1(g1〜gk)が供給される。そして、この画
素一致検出器31Aで現フレームのマクロブロックQ内
の画素データQ(a1〜ak)と、前フレームの最初の
マクロブロックM1内の画素データM1(g1〜gk)
がそれぞれ一致するか否かが判断される。
Further, the pixel coincidence detectors 31A to 31N are also supplied with the motion detection frame output from the frame delay circuit 24 (FIG. 1) under the control of the address control unit 27, in this example the video signal g of the previous frame. To be done. Here, for example, for the first pixel coincidence detector 31A, the macroblock M set within the motion detection search range L of the previous frame is used.
Among the 1 to MN, the pixel data M1 (g1 to gk) in the first macro block M1 is supplied. Then, the pixel coincidence detector 31A uses the pixel data Q (a1 to ak) in the macro block Q of the current frame and the pixel data M1 (g1 to gk) in the first macro block M1 of the previous frame.
Are determined to be identical to each other.

【0029】同様にして、他の画素一致検出器31B〜
31Nでも現フレームの各マクロブロックQ内の画素デ
ータQ(a1〜ak)と、前フレームのマクロブロック
M2〜MN内の画素データM2(g1〜gk)〜MN
(g1〜gk)とが比較され、それぞれ一致するか否か
が判断される。そして、画素一致検出器31A〜31N
から一致した画素数tを示す信号S(t1)〜S(t
N)が出力され、これが動きベクトル検出部32(図
1)に供給される。
Similarly, the other pixel coincidence detectors 31B to 31B.
Also in 31N, the pixel data Q (a1 to ak) in each macroblock Q of the current frame and the pixel data M2 (g1 to gk) to MN in the macroblocks M2 to MN of the previous frame.
(G1 to gk) are compared with each other to determine whether they match. Then, the pixel coincidence detectors 31A to 31N
From the signals S (t1) to S (t
N) is output, and this is supplied to the motion vector detection unit 32 (FIG. 1).

【0030】動きベクトル検出部32では、入力された
信号S(t1)〜S(tN)のうちで一致数tが最大数
tiの信号S(ti)が検出される。これによって、現
フレームのマクロブロックQと一致した画素数tが最大
の前フレームのマクロブロックMiが検出され、このマ
クロブロックMiに基づいて現フレームのマクロブロッ
クQの動きベクトルvが算出される。
The motion vector detecting section 32 detects the signal S (ti) having the maximum number ti of the matching numbers t among the input signals S (t1) to S (tN). As a result, the macroblock Mi of the previous frame having the maximum number of pixels t that matches the macroblock Q of the current frame is detected, and the motion vector v of the macroblock Q of the current frame is calculated based on this macroblock Mi.

【0031】さて、図1においてこの動き検出回路26
には比較ビット長判定部33が設けられ、ここに伝送レ
ートp、画素データa1〜ak,g1〜gkを量子化す
るときの平均ステップサイズs、信号入力部に雑音があ
るかないかを示す雑音情報rが入力される。そして、図
3に示すようにこれらの入力データp,s,rをパラメ
ータとして、画素一致検出器31A〜31Nで前フレー
ムの画素データg1〜gkと現フレームの画素データa
1〜akを比較する際のビット長hが判定される。
Now, referring to FIG. 1, this motion detection circuit 26
Is provided with a comparison bit length determination unit 33, which includes a transmission rate p, an average step size s when quantizing pixel data a1 to ak, g1 to gk, and noise indicating whether or not there is noise in the signal input unit. The information r is input. Then, as shown in FIG. 3, with the input data p, s, and r as parameters, the pixel coincidence detectors 31A to 31N use the pixel data g1 to gk of the previous frame and the pixel data a of the current frame.
The bit length h when comparing 1 to ak is determined.

【0032】例えば、伝送レートp=3(1p=64K
bps)、雑音情報r=0(雑音なし)、量子化の平均
ステップサイズs=32ならば、比較ビット長h=5ビ
ットとなる。この比較ビット長hを示す信号S(h)が
画素一致検出器31A〜31Nに供給される。
For example, the transmission rate p = 3 (1p = 64K
bps), noise information r = 0 (no noise), and an average quantization step size s = 32, the comparison bit length h = 5 bits. The signal S (h) indicating the comparison bit length h is supplied to the pixel coincidence detectors 31A to 31N.

【0033】そして、画素一致検出器31A〜31Nで
は入力される画素データa1〜ak又は画素データg1
〜gkのビット幅が例えば8ビットのときでも、そのう
ち上位5ビットだけを比較してこれが一致するか否かを
判断することになる。また、ここでは伝送レートp=6
以下で雑音情報r=1(雑音あり)ならば、雑音情報r
=0(雑音なし)の場合より1ビット少ないビット長で
比較するように設定されており、これで雑音の影響を防
止することが可能になる。
Then, the pixel coincidence detectors 31A to 31N input pixel data a1 to ak or pixel data g1.
Even if the bit width of ~ gk is 8 bits, for example, only the upper 5 bits of them are compared and it is determined whether or not they match. Further, here, the transmission rate p = 6
In the following, if the noise information r = 1 (with noise), the noise information r
The bit length is set to be smaller by 1 bit than that in the case of = 0 (no noise), and the influence of noise can be prevented.

【0034】さて、この動き検出回路26の画素一致検
出器31A〜31Nは図4に示すように、比較ビット長
判定部33からの信号S(h)に基づいて画素データa
1〜ak,g1〜gkの上位hビットを抽出するビット
長制御部41と、このビット長制御部41で抽出された
上位hビットの各ビットを比較するための排他的論理和
回路42a〜42hと、これらの排他的論理和回路42
a〜42hの出力「0」もしくは「1」を入力信号とす
るNOR回路43と、カウンタ44で構成されている。
Now, as shown in FIG. 4, the pixel coincidence detectors 31A to 31N of the motion detecting circuit 26 generate the pixel data a based on the signal S (h) from the comparison bit length judging section 33.
1 to ak, g1 to gk, the exclusive-OR circuits 42a to 42h for comparing each bit of the upper h bits extracted by the bit length control unit 41, which extracts the upper h bits. And these exclusive OR circuits 42
It is composed of a NOR circuit 43 which receives the output "0" or "1" of a to 42h as an input signal, and a counter 44.

【0035】最初の排他的論理和回路42aでは、まず
供給された現フレームのマクロブロックQ内における最
初の画素データa1の第1ビットa1(1)と、前フレ
ームのマクロブロックM1〜MN内における最初の画素
データg1の第1ビットg1(1)とが比較され、これ
が一致するときは「0」が送出され、不一致のときは
「1」が送出される。
In the first exclusive OR circuit 42a, first, the first bit a1 (1) of the first pixel data a1 in the supplied macroblock Q of the current frame and the supplied macroblocks M1 to MN of the previous frame. The first bit g1 (1) of the first pixel data g1 is compared. If they match, "0" is sent out, and if they do not match, "1" is sent out.

【0036】同様に排他的論理和回路42b〜42hで
は、現フレームの画素データa1の第2ビットa1
(2)〜第hビットa1(h)と、前フレームの画素デ
ータg1の第2ビットg1(2)〜第hビットg1
(h)とが比較され、これによって「0」または「1」
が送出される。
Similarly, in the exclusive OR circuits 42b to 42h, the second bit a1 of the pixel data a1 of the current frame is used.
(2) to h-th bit a1 (h) and the second bit g1 (2) to h-th bit g1 of the pixel data g1 of the previous frame
Is compared with (h), which results in "0" or "1"
Is sent.

【0037】これらの排他的論理和回路42a〜42h
の出力はNOR回路43に入力される。そして、排他的
論理和回路42a〜42hの出力が全て「0」のとき、
すなわち、画素データa1の上位hビットと画素データ
g1の上位hビットが全て一致したときだけNOR回路
43から「1」が送出され、これによってカウンタ44
が「1」だけカウントアップされる。
These exclusive OR circuits 42a to 42h
Is output to the NOR circuit 43. When the outputs of the exclusive OR circuits 42a to 42h are all "0",
That is, the NOR circuit 43 outputs "1" only when the upper h bits of the pixel data a1 and the upper h bits of the pixel data g1 all match, thereby causing the counter 44 to operate.
Is incremented by "1".

【0038】同様にして、ビット長制御部41で現フレ
ームの次の画素データa2と前フレームの次の画素デー
タg2から上位hビットが抽出され、各ビットa2
(1)〜a2(h),g2(1)〜g2(h)がそれぞ
れ排他的論理和回路42a〜42hで比較され、これが
全て一致するときNOR回路43から「1」が送出され
てカウンタ44がカウントアップされる。したがって、
カウンタ44のカウント値は、現フレームの画素データ
a1〜akの上位hビットと、前フレームの画素データ
g1〜gkの上位hビットが一致する画素数tを示すこ
とになる。
Similarly, the bit length control unit 41 extracts upper h bits from the next pixel data a2 of the current frame and the next pixel data g2 of the previous frame, and each bit a2
(1) to a2 (h) and g2 (1) to g2 (h) are respectively compared by the exclusive OR circuits 42a to 42h, and when they are all the same, "1" is sent from the NOR circuit 43 and the counter 44 Is counted up. Therefore,
The count value of the counter 44 indicates the number of pixels t at which the upper h bits of the pixel data a1 to ak of the current frame and the upper h bits of the pixel data g1 to gk of the previous frame match.

【0039】各画素一致検出器31A〜31Nにおける
カウンタ44の出力信号S(t1)〜S(tN)は、図
5に示すように動きベクトル検出部32のN入力セレク
タ56に順次供給され、これがセレクトコントローラ5
7から供給される識別番号SBによって順次比較器及び
セレクタ51に供給される。ここで、ラッチ回路52で
ラッチされていたそれまでの最大信号S(ti)と比較
される。そして、大きい方の信号S(ti)が選択さ
れ、これがラッチ回路52にラッチされる。このときの
比較結果SHがセレクタ53に供給される。
The output signals S (t1) to S (tN) of the counter 44 in the pixel coincidence detectors 31A to 31N are sequentially supplied to the N input selector 56 of the motion vector detecting section 32 as shown in FIG. Select controller 5
It is sequentially supplied to the comparator and selector 51 by the identification number SB supplied from 7. Here, it is compared with the maximum signal S (ti) that has been latched by the latch circuit 52. Then, the larger signal S (ti) is selected and latched in the latch circuit 52. The comparison result SH at this time is supplied to the selector 53.

【0040】セレクタ53には、セレクタコントローラ
56から入力信号S(t1)〜S(tN)に相当するマ
クロブロックM1〜MNの識別番号SBが順次供給され
ると共に、ラッチ回路54でラッチされていたそれまで
の識別番号SBが供給される。そして、比較器及びセレ
クタ51から供給される比較結果SHに相当するマクロ
ブロックMiの識別番号SB(i)が選択され、これが
ラッチ回路54にラッチされる。
The selector 53 is sequentially supplied with the identification numbers SB of the macro blocks M1 to MN corresponding to the input signals S (t1) to S (tN) from the selector controller 56, and is latched by the latch circuit 54. The identification number SB up to that point is supplied. Then, the identification number SB (i) of the macro block Mi corresponding to the comparison result SH supplied from the comparator / selector 51 is selected and latched by the latch circuit 54.

【0041】このような処理が繰り返し行なわれて、最
終的に一致する画素数tiが最大のマクロブロックMi
の識別番号SB(i)が検出され、これが動きベクトル
算出器55に供給される。動きベクトル算出器55では
識別番号SB(i)からこれに相当するマクロブロック
Miの位置が判断され、これによって現フレームのマク
ロブロックQの動きベクトルvが算出される。
By repeating the above-mentioned processing, the macroblock Mi having the maximum number of matching pixels ti is finally obtained.
Identification number SB (i) is detected and is supplied to the motion vector calculator 55. The motion vector calculator 55 determines the position of the macro block Mi corresponding to the identification number SB (i), and thereby calculates the motion vector v of the macro block Q of the current frame.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように第1発明は、基準フ
レームのマクロブロック内の画素と動き検出フレームの
複数のマクロブロック内の画素とを比較し、一致する画
素数が最大となる動き検出フレームのマクロブロックを
動いた後の画像として動きベクトルを算出するようにし
たものである。
As described above, according to the first aspect of the invention, the pixels in the macroblock of the reference frame are compared with the pixels in the plurality of macroblocks of the motion detection frame, and the motion detection in which the number of matching pixels is the maximum is compared. The motion vector is calculated as an image after moving the macro block of the frame.

【0043】したがって第1発明によれば、従来のよう
な画素データの差分の絶対値総和もしくは差分の二乗和
を評価関数とする動き検出回路で必要となる加算回路や
積和回路などを使用することなく構成することが可能で
あるから、回路規模を大幅に削減すると共に、処理速度
を上げることが可能になるなどの効果がある。
Therefore, according to the first aspect of the invention, an adder circuit, a sum-of-products circuit or the like which is required in a conventional motion detection circuit using an absolute value sum of differences of pixel data or a square sum of differences as an evaluation function is used. Since it can be configured without any, there is an effect that the circuit scale can be significantly reduced and the processing speed can be increased.

【0044】また、第2発明は画素データを比較する
際、雑音の有無などによって比較するビット長を制御す
るようにしたものである。したがって第2発明によれ
ば、雑音が多い場合は比較するビット長を短くすること
によって雑音の影響を防止し、動きベクトルを正確に検
出することが可能になるなどの効果がある。
In the second invention, when comparing pixel data, the bit length to be compared is controlled depending on the presence or absence of noise. Therefore, according to the second aspect of the invention, when there is a lot of noise, the effect of noise can be prevented by shortening the bit length to be compared, and the motion vector can be accurately detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係わる動き検出回路の系統図である。FIG. 1 is a system diagram of a motion detection circuit according to the present invention.

【図2】比較対象画素を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a comparison target pixel.

【図3】比較ビット長の判定方法を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method of determining a comparison bit length.

【図4】画素一致検出器31A〜31Nの系統図であ
る。
FIG. 4 is a system diagram of pixel coincidence detectors 31A to 31N.

【図5】動きベクトル検出部32の系統図である。5 is a system diagram of a motion vector detection unit 32. FIG.

【図6】一般的なフレーム間予測符号化回路10の系統
図である。
FIG. 6 is a system diagram of a general interframe predictive coding circuit 10.

【図7】動きベクトルvの検出要領を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a procedure for detecting a motion vector v.

【符号の説明】 12 A/D変換及びラスタ/ブロック変換回路 24 フレーム遅延回路 26 動き検出回路 27 アドレス制御部 31A〜31N 画素一致検出器 32 動き検出部 33 比較ビット長判定部 41 ビット長制御部 42a〜42h 排他的論理和回路 43 NOR回路 44 カウンタ 51 比較器 52,54 ラッチ回路 53 セレクタ 55 動きベクトル算出器 56 N入力セレクタ 57 セレクトコントローラ[Description of Codes] 12 A / D conversion and raster / block conversion circuit 24 Frame delay circuit 26 Motion detection circuit 27 Address control unit 31A to 31N Pixel coincidence detector 32 Motion detection unit 33 Comparison bit length determination unit 41 Bit length control unit 42a to 42h Exclusive OR circuit 43 NOR circuit 44 Counter 51 Comparator 52, 54 Latch circuit 53 Selector 55 Motion vector calculator 56 N input selector 57 Select controller

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年3月10日[Submission date] March 10, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0012[Correction target item name] 0012

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像圧縮装置に用いられる動き検出回路
において、 基準フレームの特定ブロックの画素と、動き検出フレー
ムに設定された複数のブロックの画素とを比較する画素
比較手段と、 上記画素比較手段で一致すると判断された画素数をカウ
ントする手段と、 上記カウント手段のカウント値が最大となる上記動き検
出フレームのブロックに基づいて上記特定ブロックの動
きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備えたこ
とを特徴とする動き検出回路。
1. In a motion detection circuit used in an image compression apparatus, pixel comparison means for comparing pixels of a specific block of a reference frame with pixels of a plurality of blocks set in the motion detection frame, and the pixel comparison means. And a motion vector calculation means for calculating the motion vector of the specific block based on the block of the motion detection frame in which the count value of the counting means is maximum. Motion detection circuit characterized by.
【請求項2】 画像圧縮装置に用いられる動き検出回路
において、 基準フレームの特定ブロックの画素と、動き検出フレー
ムに設定された複数のブロックの画素とを比較する画素
比較手段と、 上記画素比較手段で画素を比較するとき、比較するビッ
ト長を判定する比較ビット長判定手段と、 上記画素比較手段で一致すると判断された画素数をカウ
ントする手段と、 上記カウント手段のカウント値が最大となる上記動き検
出フレームのブロックに基づいて上記特定ブロックの動
きベクトルを算出する動きベクトル算出手段を備えたこ
とを特徴とする動き検出回路。
2. In a motion detection circuit used in an image compression apparatus, pixel comparison means for comparing pixels of a specific block of a reference frame with pixels of a plurality of blocks set in the motion detection frame, and the pixel comparison means. When comparing pixels with each other, a comparison bit length determining means for determining a bit length to be compared, a means for counting the number of pixels determined to match by the pixel comparing means, and a count value of the counting means being the maximum A motion detection circuit comprising motion vector calculation means for calculating a motion vector of the specific block based on a block of a motion detection frame.
【請求項3】 上記画素比較手段は、上記特定ブロック
の画素データと上記動き検出フレームのブロックの画素
データとを入力とする排他的論理和回路と、 上記排他的論理和回路の出力を入力とするNOR回路と
で構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の動き検出回路。
3. The exclusive-OR circuit, which receives the pixel data of the specific block and the pixel data of the block of the motion detection frame as inputs, and the output of the exclusive-OR circuit, as input. 3. A motion detection circuit according to claim 1, wherein the motion detection circuit is configured by a NOR circuit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100323660B1 (en) * 1994-07-26 2002-05-13 구자홍 Scene adaptive motion estimator of hdtv
JP2014075687A (en) * 2012-10-04 2014-04-24 Seiko Epson Corp Image data compression apparatus, image data decompression apparatus, display device, image processing system, image data compression method, and image data decompression method

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