JPH06178284A - 動きベクトル検出回路 - Google Patents
動きベクトル検出回路Info
- Publication number
- JPH06178284A JPH06178284A JP35253692A JP35253692A JPH06178284A JP H06178284 A JPH06178284 A JP H06178284A JP 35253692 A JP35253692 A JP 35253692A JP 35253692 A JP35253692 A JP 35253692A JP H06178284 A JPH06178284 A JP H06178284A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motion vector
- image
- image signal
- detection circuit
- circuit
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- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像圧縮等に利用する動きベクトル検出回路
で、画像に直流成分の変動があった場合でも正確な動き
ベクトルを検出すること。 【構成】 画像信号の直流レベルを除去するハイパスフ
ィルタ１１を設ける。そしてその出力をＵ′ブロック抽
出回路１２とフレームメモリ２に与え、フレームメモリ
２で保持されるフレームの画素を移動する。そしてＵブ
ロック及びこれに対し移動したＵｓ′ブロックを抽出す
る。そしてその移動量を順次変化させて差分の絶対値を
検出し、動きベクトルを検出している。こうすれば直流
成分が変動しても正確に動きベクトルが検出できること
となる。
で、画像に直流成分の変動があった場合でも正確な動き
ベクトルを検出すること。 【構成】 画像信号の直流レベルを除去するハイパスフ
ィルタ１１を設ける。そしてその出力をＵ′ブロック抽
出回路１２とフレームメモリ２に与え、フレームメモリ
２で保持されるフレームの画素を移動する。そしてＵブ
ロック及びこれに対し移動したＵｓ′ブロックを抽出す
る。そしてその移動量を順次変化させて差分の絶対値を
検出し、動きベクトルを検出している。こうすれば直流
成分が変動しても正確に動きベクトルが検出できること
となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号の圧縮技術に
用いる動きベクトル検出回路に関する。
用いる動きベクトル検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、画像圧縮に用いる動きベクトル検
出回路は、例えば、Fourth International Workshop on
HDTV and beyond 4-6 September 1991 Turin,Italy Pr
oceedings Volume 1, Session 6B Motion Compensation
& Estimation2, Statisticalanalysis of the Motion
Compensated Hybrid Transform Encording of HDTV sig
nalsに示されているように、ブロックマッチング法によ
り、２枚のフレーム間の差分の絶対値の平均値が最小に
なるようにして、（Minimum mean Absolute Error 法
いわゆるＭＡＥ法）に動きベクトルを求めていた。
出回路は、例えば、Fourth International Workshop on
HDTV and beyond 4-6 September 1991 Turin,Italy Pr
oceedings Volume 1, Session 6B Motion Compensation
& Estimation2, Statisticalanalysis of the Motion
Compensated Hybrid Transform Encording of HDTV sig
nalsに示されているように、ブロックマッチング法によ
り、２枚のフレーム間の差分の絶対値の平均値が最小に
なるようにして、（Minimum mean Absolute Error 法
いわゆるＭＡＥ法）に動きベクトルを求めていた。
【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の動きベ
クトル検出回路の一例について説明する。図２は、フレ
ーム間の画像の動きベクトルを表す概念図である。フレ
ーム間差分を計算することにより画像の冗長成分を除去
する圧縮方式では、画像に動きがある場合、フレーム間
差分を計算しても冗長成分が除去出来ないために圧縮効
率が低下してしまう。そこで、画像を圧縮する際に画像
の動きベクトルを検出して画像の動きを補正した後に、
フレーム間の差分を計算することによりフレーム間の冗
長成分を効率よく除去する手法がよく使われる。図２
は、動きベクトルを表す概念図であるが、図２の場合は
画像が横方向にｍ、縦方向にｎ移動しているので、動き
ベクトルは（ｍ，ｎ）となる。この動きベクトルを検出
するのに従来は次式（１）に基づいて検出していた。
クトル検出回路の一例について説明する。図２は、フレ
ーム間の画像の動きベクトルを表す概念図である。フレ
ーム間差分を計算することにより画像の冗長成分を除去
する圧縮方式では、画像に動きがある場合、フレーム間
差分を計算しても冗長成分が除去出来ないために圧縮効
率が低下してしまう。そこで、画像を圧縮する際に画像
の動きベクトルを検出して画像の動きを補正した後に、
フレーム間の差分を計算することによりフレーム間の冗
長成分を効率よく除去する手法がよく使われる。図２
は、動きベクトルを表す概念図であるが、図２の場合は
画像が横方向にｍ、縦方向にｎ移動しているので、動き
ベクトルは（ｍ，ｎ）となる。この動きベクトルを検出
するのに従来は次式（１）に基づいて検出していた。
【数１】
【０００４】即ち式（１）は、画像サイズが横方向にＭ
画素、縦方向にＮ画素のブロックで、動きベクトルの検
索範囲を横方向が−ｐからｐ、縦方向が−ｑからｑとし
たとき、片方のフレームの画像ブロックを動きベクトル
検索範囲内でずらして２つのブロックの画素間の差分の
絶対値の総和（もしくは平均値）をすべてのずらし量に
おいて計算し、その値が最小になるずらし量を求めてそ
の値を動きベクトルとしている。
画素、縦方向にＮ画素のブロックで、動きベクトルの検
索範囲を横方向が−ｐからｐ、縦方向が−ｑからｑとし
たとき、片方のフレームの画像ブロックを動きベクトル
検索範囲内でずらして２つのブロックの画素間の差分の
絶対値の総和（もしくは平均値）をすべてのずらし量に
おいて計算し、その値が最小になるずらし量を求めてそ
の値を動きベクトルとしている。
【０００５】図４は従来の動きベクトル検出回路の一例
を示すブロック図である。本図において入力端子１は画
像信号が入力される端子であって、画像信号はフレーム
メモリ２及びＵブロック抽出回路３に与えられる。Ｕブ
ロック抽出回路３は式（１）に示されているＭ×ＮのＵ
ブロックを抽出するものである。又フレームメモリ２は
１フレーム分の画像データを保持し、順次読出す１フレ
ームの遅延を行うメモリである。この遅延は１フレーム
離れた画像の動きベクトルを検出する場合を例にとって
説明しているので１フレームのメモリとなっているが、
何フレーム（又はフィールド）離れた画像間の動きベク
トルを検出するかで異なり、数フレーム分の画像を保持
するメモリ又はフィールドメモリとしてもよい。Ｎフレ
ーム離れた画像間で動きベクトルを検出するためはＮフ
レームの遅延が必要である。フレームメモリ２から読出
された画像信号は画素移動回路４に与えられる。画素移
動回路４は（ｍ，ｎ）だけ画像を移動する回路であっ
て、Ｕｓブロック抽出回路５に与えられる。Ｕｓブロッ
ク抽出回路５はＵブロックと同一の大きさの（ｍ，ｎ）
離れたＵｓブロックを抽出する回路である。Ｕブロック
抽出回路３及びＵｓブロック抽出回路５の出力は、差分
絶対値和計算回路６に与えられる。差分絶対値和計算回
路６は２つのブロック間の差分の絶対値の総和を式
（１）に基づいて計算するものであり、その出力は最小
値判別回路７に入力され、最小値が判別される。そして
この最小値に基づいて動きベクトル発生回路８により画
素移動量が動きベクトルとして出力端子９より出力され
る。
を示すブロック図である。本図において入力端子１は画
像信号が入力される端子であって、画像信号はフレーム
メモリ２及びＵブロック抽出回路３に与えられる。Ｕブ
ロック抽出回路３は式（１）に示されているＭ×ＮのＵ
ブロックを抽出するものである。又フレームメモリ２は
１フレーム分の画像データを保持し、順次読出す１フレ
ームの遅延を行うメモリである。この遅延は１フレーム
離れた画像の動きベクトルを検出する場合を例にとって
説明しているので１フレームのメモリとなっているが、
何フレーム（又はフィールド）離れた画像間の動きベク
トルを検出するかで異なり、数フレーム分の画像を保持
するメモリ又はフィールドメモリとしてもよい。Ｎフレ
ーム離れた画像間で動きベクトルを検出するためはＮフ
レームの遅延が必要である。フレームメモリ２から読出
された画像信号は画素移動回路４に与えられる。画素移
動回路４は（ｍ，ｎ）だけ画像を移動する回路であっ
て、Ｕｓブロック抽出回路５に与えられる。Ｕｓブロッ
ク抽出回路５はＵブロックと同一の大きさの（ｍ，ｎ）
離れたＵｓブロックを抽出する回路である。Ｕブロック
抽出回路３及びＵｓブロック抽出回路５の出力は、差分
絶対値和計算回路６に与えられる。差分絶対値和計算回
路６は２つのブロック間の差分の絶対値の総和を式
（１）に基づいて計算するものであり、その出力は最小
値判別回路７に入力され、最小値が判別される。そして
この最小値に基づいて動きベクトル発生回路８により画
素移動量が動きベクトルとして出力端子９より出力され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の動きベクトル検出回路では、画像信号の直流
成分が大きく変化した時、画像のフレーム間の差分の絶
対値の総和が、画像のどのような動きに対しても、常に
一定値となり、動きベクトルが検出不可能な場合が生じ
るという問題点を有していた。例えば、図３（ａ）で示
されるように、信号Ｕｓが、次のフレームであるレベル
変動を伴いながら横方向に移動した場合、従来の動きベ
クトル検出回路では、図３（ｂ）に示されるように、信
号差分の絶対値｜Ｕ−Ｕｓ｜が直流成分を持つために、
絶対値の総和＝変動量ｘ画素数＝Ａ（一定値）となって
しまうことがある。
うな従来の動きベクトル検出回路では、画像信号の直流
成分が大きく変化した時、画像のフレーム間の差分の絶
対値の総和が、画像のどのような動きに対しても、常に
一定値となり、動きベクトルが検出不可能な場合が生じ
るという問題点を有していた。例えば、図３（ａ）で示
されるように、信号Ｕｓが、次のフレームであるレベル
変動を伴いながら横方向に移動した場合、従来の動きベ
クトル検出回路では、図３（ｂ）に示されるように、信
号差分の絶対値｜Ｕ−Ｕｓ｜が直流成分を持つために、
絶対値の総和＝変動量ｘ画素数＝Ａ（一定値）となって
しまうことがある。
【０００７】本発明は、上記問題を解決するもので、画
像の移動と共に信号の直流成分が変化しても、正確な動
きベクトルの検出が可能な、動きベクトル検出回路を提
供することを目的としている。
像の移動と共に信号の直流成分が変化しても、正確な動
きベクトルの検出が可能な、動きベクトル検出回路を提
供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入力された画像信号の第１の画像及び第２の画像の
間で画像の動き量の大きさ及び方向を検出する動きベク
トル検出回路であって、画像信号の直流成分を除去する
フィルタ手段を有し、フィルタ手段を通過した画像信号
のうち第２の画像信号の画素を移動した後に第１，第２
の画像間の差分を演算し、差分の絶対値の総和が最小に
なる移動量を求めることにより動きベクトルを検出する
ことを特徴とするものである。
は、入力された画像信号の第１の画像及び第２の画像の
間で画像の動き量の大きさ及び方向を検出する動きベク
トル検出回路であって、画像信号の直流成分を除去する
フィルタ手段を有し、フィルタ手段を通過した画像信号
のうち第２の画像信号の画素を移動した後に第１，第２
の画像間の差分を演算し、差分の絶対値の総和が最小に
なる移動量を求めることにより動きベクトルを検出する
ことを特徴とするものである。
【０００９】本願の請求項２の発明は、入力された画像
信号の第１の画像及び第２の画像の間で画像の動き量の
大きさ及び方向を検出する動きベクトル検出回路であっ
て、画像信号の直流成分を除去するフィルタ手段を有
し、フィルタ手段を通過した画像信号のうち第２の画像
信号の画素を移動した後に第１，第２の画像間の差分を
演算し、差分の二乗の総和が最小になる移動量を求める
ことにより動きベクトルを検出することを特徴とするも
のである。
信号の第１の画像及び第２の画像の間で画像の動き量の
大きさ及び方向を検出する動きベクトル検出回路であっ
て、画像信号の直流成分を除去するフィルタ手段を有
し、フィルタ手段を通過した画像信号のうち第２の画像
信号の画素を移動した後に第１，第２の画像間の差分を
演算し、差分の二乗の総和が最小になる移動量を求める
ことにより動きベクトルを検出することを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、入力
画像信号の低域成分もしくは直流成分を除去してからフ
レーム又はフィールド間で片方のフレーム（フィール
ド）画像をある単位で移動させた後に、フレーム（フィ
ールド）間差分の絶対値の総和又は差分の絶対値の総和
を計算し、その値が最小になる移動量と向きを求めるよ
うにしている。このように画像の直流成分を除去してか
ら動きベクトルを検出しているので、画像の直流成分が
変化しながら画面内で移動した場合にも、正確に動きベ
クトルが検出できることになる。
画像信号の低域成分もしくは直流成分を除去してからフ
レーム又はフィールド間で片方のフレーム（フィール
ド）画像をある単位で移動させた後に、フレーム（フィ
ールド）間差分の絶対値の総和又は差分の絶対値の総和
を計算し、その値が最小になる移動量と向きを求めるよ
うにしている。このように画像の直流成分を除去してか
ら動きベクトルを検出しているので、画像の直流成分が
変化しながら画面内で移動した場合にも、正確に動きベ
クトルが検出できることになる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例による動きベクトル
検出回路の構成を示すブロック図であり、前述した従来
例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。本実施例において入力端子１には画像信号が入力さ
れ、ハイパスフィルタ１１に入力される。ハイパスフィ
ルタ１１は直流成分を除去するためのフィルタであっ
て、その出力はフレームメモリ２及びＵ′ブロック抽出
回路１２に与えられる。Ｕ′ブロック抽出回路１２は、
画像の１フレーム又は１フィールドの全ての領域又はそ
の一部の領域の画像（第１の画像）を抽出する回路であ
る。フレームメモリ２，画素移動回路４は前述した従来
例と同様であり、その出力はＵｓ′ブロック抽出回路１
３に与えられる。Ｕ′ブロック抽出回路１２，Ｕｓ′ブ
ロック抽出回路１３は夫々従来例のＵブロック抽出回路
３及びＵｓ′ブロック抽出回路５と実質的に同一のもの
である。Ｕｓ′ブロックはＵブロックと同一の大きさを
有する第２の画像である。これらの出力は差分絶対値和
計算回路６に与えられ、最小値が判別される。その他は
構成は従来例と同様である。
検出回路の構成を示すブロック図であり、前述した従来
例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。本実施例において入力端子１には画像信号が入力さ
れ、ハイパスフィルタ１１に入力される。ハイパスフィ
ルタ１１は直流成分を除去するためのフィルタであっ
て、その出力はフレームメモリ２及びＵ′ブロック抽出
回路１２に与えられる。Ｕ′ブロック抽出回路１２は、
画像の１フレーム又は１フィールドの全ての領域又はそ
の一部の領域の画像（第１の画像）を抽出する回路であ
る。フレームメモリ２，画素移動回路４は前述した従来
例と同様であり、その出力はＵｓ′ブロック抽出回路１
３に与えられる。Ｕ′ブロック抽出回路１２，Ｕｓ′ブ
ロック抽出回路１３は夫々従来例のＵブロック抽出回路
３及びＵｓ′ブロック抽出回路５と実質的に同一のもの
である。Ｕｓ′ブロックはＵブロックと同一の大きさを
有する第２の画像である。これらの出力は差分絶対値和
計算回路６に与えられ、最小値が判別される。その他は
構成は従来例と同様である。
【００１２】次に本実施例の動作について説明する。本
実施例では入力端子１に入力された画像信号はまずハイ
パスフィルタ１１で直流成分が除去される。こうして
Ｕ′ブロック抽出回路１２とフレームメモリ２，画素移
動回路４及びＵｓ′ブロック抽出回路１３によって、
Ｕ′ブロック及びＵｓ′ブロックを抽出する。これは次
式（２），（３）を満たすＵブロック及びＵｓ′ブロッ
クを求めることに相当する。
実施例では入力端子１に入力された画像信号はまずハイ
パスフィルタ１１で直流成分が除去される。こうして
Ｕ′ブロック抽出回路１２とフレームメモリ２，画素移
動回路４及びＵｓ′ブロック抽出回路１３によって、
Ｕ′ブロック及びＵｓ′ブロックを抽出する。これは次
式（２），（３）を満たすＵブロック及びＵｓ′ブロッ
クを求めることに相当する。
【数２】 次いで従来例と同様に横方向の検索範囲が−ｐ〜ｐ，縦
方向の検索範囲が−ｑ〜ｑであるとき、一方のＵｓ′ブ
ロックをＵ′ブロックからずらせて、２つのブロックの
画素間の差分の絶対値の総和を次式（４）に基づいて算
出する。
方向の検索範囲が−ｑ〜ｑであるとき、一方のＵｓ′ブ
ロックをＵ′ブロックからずらせて、２つのブロックの
画素間の差分の絶対値の総和を次式（４）に基づいて算
出する。
【数３】
【００１３】そして得られた値ＭＡＥ（ｍ，ｎ）を最小
にする（ｍ，ｎ）を動きベクトルとしている。こうすれ
ば図３（ｃ）に示すようにフレーム間差分値のレベル変
動成分を除去した場合には、直流成分の影響がないので
動きが補正された位置で０となる。こうして直流成分が
変化しても動きベクトルが完全に求められる。
にする（ｍ，ｎ）を動きベクトルとしている。こうすれ
ば図３（ｃ）に示すようにフレーム間差分値のレベル変
動成分を除去した場合には、直流成分の影響がないので
動きが補正された位置で０となる。こうして直流成分が
変化しても動きベクトルが完全に求められる。
【００１４】又差分絶対値和計算回路６では式（４）に
基づいて動きベクトルを検出しているが、差分の二乗の
総和が最小になる移動量を次式（５）によりＭＡＥ
（ｍ，ｎ）を算出してもよい。
基づいて動きベクトルを検出しているが、差分の二乗の
総和が最小になる移動量を次式（５）によりＭＡＥ
（ｍ，ｎ）を算出してもよい。
【数４】 この場合も同様にして動きベクトルを算出することがで
きる。
きる。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、動きベクトルの検出が不可能であった画像の直流成
分が変化する画像でも、動きベクトルを正確に検出でき
るという効果が得られる。
ば、動きベクトルの検出が不可能であった画像の直流成
分が変化する画像でも、動きベクトルを正確に検出でき
るという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による動きベクトル検出回路
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】動きベクトルの概念図である。
【図３】本発明の動きベクトル検出と従来例の相違を表
す概念図である。
す概念図である。
【図４】従来の動きベクトル検出回路を示すブロック図
である。
である。
１ 入力端子 ２ フレームメモリ ３ Ｕブロック抽出回路 ４ 画素移動回路 ５ Ｕｓブロック抽出回路 ６ 差分絶対値和計算回路 ７ 最小値判別回路 ８ 動きベクトル発生回路 １１ ハイパスフィルタ １２ Ｕ′ブロック抽出回路 １３ Ｕｓ′ブロック抽出回路
Claims (4)
- 【請求項１】 入力された画像信号の第１の画像及び第
２の画像の間で画像の動き量の大きさ及び方向を検出す
る動きベクトル検出回路であって、 前記画像信号の直流成分を除去するフィルタ手段を有
し、 前記フィルタ手段を通過した画像信号のうち第２の画像
信号の画素を移動した後に第１，第２の画像間の差分を
演算し、差分の絶対値の総和が最小になる移動量を求め
ることにより動きベクトルを検出することを特徴とする
動きベクトル検出回路。 - 【請求項２】 入力された画像信号の第１の画像及び第
２の画像の間で画像の動き量の大きさ及び方向を検出す
る動きベクトル検出回路であって、 前記画像信号の直流成分を除去するフィルタ手段を有
し、 前記フィルタ手段を通過した画像信号のうち第２の画像
信号の画素を移動した後に第１，第２の画像間の差分を
演算し、差分の二乗の総和が最小になる移動量を求める
ことにより動きベクトルを検出することを特徴とする動
きベクトル検出回路。 - 【請求項３】 前記第１，第２の画像は、隣接するフレ
ーム間又はフィールド間の画像であることを特徴とする
請求項１又は２記載の動きベクトル検出回路。 - 【請求項４】 前記フィルタ手段は、高域成分を分離す
るハイパスフィルタ手段であることを特徴とする請求項
１又は２記載の動きベクトル検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35253692A JPH06178284A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 動きベクトル検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35253692A JPH06178284A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 動きベクトル検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06178284A true JPH06178284A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=18424738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35253692A Pending JPH06178284A (ja) | 1992-12-09 | 1992-12-09 | 動きベクトル検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06178284A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320906B1 (en) | 1996-05-21 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motion vector detecting circuit |
-
1992
- 1992-12-09 JP JP35253692A patent/JPH06178284A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6320906B1 (en) | 1996-05-21 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motion vector detecting circuit |
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