JPH06203164A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

動きベクトル検出装置

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JPH06203164A
JPH06203164A JP36013392A JP36013392A JPH06203164A JP H06203164 A JPH06203164 A JP H06203164A JP 36013392 A JP36013392 A JP 36013392A JP 36013392 A JP36013392 A JP 36013392A JP H06203164 A JPH06203164 A JP H06203164A
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    • H04N23/683Vibration or motion blur correction performed by a processor, e.g. controlling the readout of an image memory
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    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/14Picture signal circuitry for video frequency region
    • H04N5/144Movement detection
    • H04N5/145Movement estimation

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の動きベクトルを精度良く検出すること
のできる動きベクトル検出装置を得る。 【構成】 相関演算手段4により現在と1フレーム前の
画像との相関値を求め、相関値から動きベクトル検出と
最小の相関値の検出とを行い、動きベクトル評価手段1
0により各動きベクトルの最小値より大きいもののみを
有効とし、動きベクトル決定手段7により、全体の動き
ベクトルを決定する。 【効果】 誤差の大きい動きベクトルを除外して全体の
動きベクトルが決定されるので、検出精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は画像信号から動きベクト
ルを検出するための動きベクトル検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、画像の符号化装置や画像振れ
補正装置に必要な動きベクトル検出法として相関演算に
基づく相関法やブロックマッチング法がある。
【0003】マッチング演算については、尾上守夫等に
より、情報処理Vol.1.17,.p.634 〜640 July 1976 で詳
しく論じられている。ブロックマッチング法は入力画像
信号を複数の適当な大きさのブロック(例えば8画素×
8ライン)に分割し、ブロック単位に前のフィールド
(またはフレーム)の一定範囲の画素との差を計算し、
この差の絶対値の和が最小となる前のフィールド(また
はフレーム)のブロックを探索する方法である。当該ブ
ロックの相対的なずれがそのブロックの動きベクトルを
示している。
【0004】次に、ブロックマッチング法を用いた従来
の動きベクトル検出法の一例を図面を用いて説明する。
図11は従来の動きベクトル検出法による振れ防止装置
のプロセス概略図である。
【0005】まず動きベクトルの検出対象となる画像信
号がフィールド(またはフレーム)メモリ1及び空間周
波数フィルタ2に加えられる。メモリ1は画像信号を一
時記憶する。フィルタ2は画像信号から動きベクトル検
出に有用な空間周波数成分を抽出する。即ち、画像信号
の低空間周波数成分及び高空間周波数成分を除去する。
【0006】フィルタ2を通過した画像信号は2値化手
段3に加えられる。2値化手段3は画像信号をゼロレベ
ルで2値化する。具体的には出力信号の符号ビットを出
力する。2値化された画像信号は相関演算手段4及び1
フィールド期間遅延手段としてのメモリ5に加えられ
る。相関演算手段4には更にメモリ5より前フィールド
の画像信号が加えられている。相関演算手段4はブロッ
クマッチング法に従い、ブロック単位に現フィールドと
前フィールドとの相関演算を行い、その結果の相関値を
動きベクトル検出手段6に加える。動きベクトル検出手
段6は相関値よりブロック単位の動きベクトルを検出す
る。具体的には相関値が最小となる前フィールドのブロ
ックを探索し、その相対的なずれを動きベクトルとして
いる。
【0007】このブロック単位の動きベクトルは動きベ
クトル決定手段7に加えられる。動きベクトル決定手段
7はブロック単位の動きベクトルより全体の動きベクト
ルを決定する。具体的には、ブロック単位の動きベクト
ルの中央値または平均値を全体の動きベクトルとしてい
る。動きベクトル決定手段7は全体の動きベクトルをメ
モリ読みだし制御手段8に加える。メモリ読みだし制御
手段8は動きベクトルに応じて画像の動きが相殺される
ようにメモリ1の読みだし位置を制御し、メモリ1から
振れが防止された画像信号が出力される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の動きベクトル検
出は、上記のように行われているが、動きベクトル検出
手段でブロック単位に動きベクトルを検出する際、検出
された動きベクトルは、当然対象となったブロックの映
像状態に大きく依存する。映像状況が良好な場合は相関
値のグラフは図12(a)で示される様になり、信頼性
の高い動きベクトルが検出される。しかし画像中に特徴
となる絵柄が少ない場合、逆に似た特徴が多数ある場
合、更に特定方向に強い相関がある場合等には、それぞ
れ相関値のグラフは図12(b)、(c)、(d)の様
になり、誤差の大きい動きベクトルが検出されることが
ある。そのような場合に、従来のように全てのブロック
で検出された動きベクトルを全体の動きベクトル決定の
対象にすると動きベクトルの精度が著しく劣化するとい
う問題が生じる。
【0009】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、検出精度の高い動きベクトル検出装
置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明においては、
相関演算手段によって得られた相関値の最小値を検出す
る相関値検出手段と、その相関値の最小値によって動き
ベクトルの信頼性を評価する動きベクトル評価手段とを
設けている。
【0011】第2の発明においては、相関演算手段によ
って得られた相関値の最大値を検出する相関値検出手段
と、その相関値の最大値によって動きベクトルの信頼性
を評価する動きベクトル評価手段とを設けている。
【0012】第3の発明においては、相関演算手段によ
って得られた相関値の最大値と最小値を検出する相関値
検出手段と、相関値の最大値と最小値との差によって動
きベクトルの信頼性を評価する動きベクトル評価手段と
を設けている。
【0013】第4の発明においては、相関演算手段によ
って得られた相関値の最大値と最小値と平均値を検出す
る相関値検出手段と、相関値の最大値と最小値の差と平
均値と最小値の差との比によって動きベクトルの信頼性
を評価する動きベクトル評価手段とを設けている。
【0014】
【作用】第1〜第4の発明によれば、誤差の大きな動き
ベクトルが全体の動きベクトルを決定する対象とならな
いので検出精度が向上する。
【0015】
【実施例】以下、本発明を前述した振れ防止装置に適用
した場合の第1〜4の発明を実施例1〜8について図面
と共に説明する。
【0016】尚、第1の発明は実施例1、2、第2の発
明は実施例3、4、第3の発明は実施例5、6、第4の
発明は実施例7、8である。また、図1は実施例1、
3、5、7に用いられ、図2は実施例2、4、6、8に
用いられる。図1、図2において、図11と同一符号部
分は同一機能部分を示しており、重複する説明は省略す
る。
【0017】実施例1.図1においては、相関値検出手
段9と動きベクトル評価手段10とを追加した点が図1
1と相異している。
【0018】次に動作について説明する。相関値演算手
段4は前述のようにブロックマッチング法に従い、ブロ
ック単位に現フィールドと前フィールドとの相関演算を
行い、その結果の相関値を動きベクトル検出手段6及び
相関値検出手段9に加える。動きベクトル検出手段6は
相関値よりブロック単位の動きベクトルを検出する。具
体的には相関値が最小となる前のフィールドのブロック
を探索し、その相対的なずれを動きベクトルとしてい
る。このブロック単位の動きベクトルは動きベクトル評
価手段10に加えられる。相関値検出手段9は相関値よ
り最小値を検出し、動きベクトル評価手段10に加え
る。
【0019】動きベクトル評価手段10はブロック単位
の動きベクトルを相関値より検出された最小値に従って
評価する。評価方法の詳細は後述する。評価された動き
ベクトルは動きベクトル決定手段7に加えられる。動き
ベクトル決定手段7はブロック単位の動きベクトルより
全体の動きベクトルを決定する。具体的には、ブロック
単位の動きベクトルの中央値または平均値を全体の動き
ベクトルとしている。動きベクトル決定手段7は全体の
動きベクトルをメモリ読みだし制御手段8に加える。メ
モリ読みだし制御手段8は動きベクトルに応じて画像の
動きが相殺されるようにメモリ1の読みだし位置を制御
し、メモリ1から振れが防止された画像信号が出力され
る。
【0020】次に動きベクトルの評価方法について図3
を用いて説明する。図3は動きベクトル評価手段10の
処理を示すフローチャートである。まずステップS31
でブロック単位の動きベクトルを取得する。次にステッ
プS32でブロック単位の相関値の最小値を取得する。
ステップS33及びステップS36はそれぞれ繰り返し
の開始及び終了であり、全てのブロックに対してステッ
プS34とステップS35を繰り返す。ステップS34
は分岐であり、該当ブロックの相関値の最小値を定数A
と比較し、条件式
【0021】最小値>A
【0022】が真の場合はステップS35によって該当
ブロックの動きベクトルを無効とする。全てのブロック
における処理が終了すると、ステップS37によって有
効な動きベクトルを動きベクトル決定手段7に送出す
る。
【0023】次に実施例1による発明の根拠を図12を
用いて説明する。(a)は、画像中の特徴がはっきりし
ており、動きベクトルを検出するのに理想的な相関値を
示すグラフである。(b)は画像中に特徴となる絵柄が
少ない場合の相関値を示すグラフ、(c)は画像中に似
た特徴が複数有る場合の相関値を示すグラフ、(d)は
特定方向に強い相関が有る場合の相関値を示すグラフで
ある。最小値に注目して各グラフを比較すると、最小値
は(b)では(a)に比べて大きくなる傾向がある。よ
って最小値を定数と比較することによって、(b)のよ
うな相関を持つブロックを判別することが可能である。
【0024】実施例2.図2において、動きベクトル評
価手段11及び動きベクトル決定手段12はそれぞれ実
施例1の動きベクトル評価手段10及び動きベクトル決
定手段7とは異なる。動きベクトル検出手段6によって
検出されたブロック単位の動きベクトルは動きベクトル
決定手段12に加えられる。また動きベクトル評価手段
11は相関値検出手段9で検出された相関値の最小値に
従って評価を行い、ブロック単位の評価情報(例えばフ
ラグ)を動きベクトル決定手段12に加える。動きベク
トル決定手段12はブロック単位の評価情報に基づき、
入力された動きベクトル中の有効なものについてのみを
対象として動きベクトルを決定する。
【0025】図4は動きベクトル評価手段11の処理を
表すフローチャートである。まずステップS41で評価
情報としてのフラグをクリアする。次にステップS42
でブロック単位の相関値の最小値を取得する。ステップ
S43及びステップS46はそれぞれ繰り返しの開始及
び終了であり、全てのブロックに対してステップS44
とステップS45を繰り返す。ステップS44は分岐で
あり、該当ブロックの相関値の最小値を定数Aと比較
し、条件式
【0026】最小値>A
【0027】が真の場合はフラグを操作せず、そうでな
い場合はステップS45によって該当ブロックのフラグ
をセットする。
【0028】実施例3.図1において、動きベクトル検
出手段6で検出されたブロック単位の動きベクトルは動
きベクトル評価手段10に加えられる。相関値検出手段
9は相関値より最大値を検出し動きベクトル評価手段1
0に加える。
【0029】動きベクトル評価手段10はブロック単位
の動きベクトルを相関値より検出された最大値に従って
評価する。評価された動きベクトルは動きベクトル決定
手段7に加えられる。動きベクトル決定手段7はブロッ
ク単位の動きベクトルより全体の動きベクトルを決定す
る。その後の動作は前述と同様に行われる。
【0030】次に上記評価方法について図5を用いて説
明する。図5は動きベクトル評価手段10の処理を表す
フローチャートである。まずステップS51でブロック
単位の動きベクトルを取得する。次にステップS52で
ブロック単位の相関値の最大値を取得する。ステップS
53及びステップS56はそれぞれ繰り返しの開始及び
終了であり、全てのブロックに対してステップS54と
ステップS55を繰り返す。ステップS54は分岐であ
り、該当ブロックの相関値の最大値を定数A及び定数B
と比較し、条件式
【0031】最大値>A OR 最大値<B
【0032】が真の場合はステップS55によって該当
ブロックの動きベクトルを無効とする。全てのブロック
における処理が終了するとステップS57によって有効
な動きベクトルを動きベクトル決定手段7に送出する。
【0033】次に実施例3の発明の根拠を図12を用い
て説明する。図12の最大値に注目して各グラフを比較
すると、最大値は(b)では(a)に比べて小さくな
り、(c)、(d)では(a)に比べて大きくなる傾向
がある。よって最大値を定数と比較することによって
(b)、(c)、(d)のような相関を持つブロックを
判別することが可能である。
【0034】実施例4.図2において、動きベクトル検
出手段6によって検出されたブロック単位の動きベクト
ルは動きベクトル決定手段12に加えられる。動きベク
トル評価手段11は相関値より検出された最大値に従っ
て評価を行い、ブロック単位の評価情報(例えばフラ
グ)を動きベクトル決定手段12に加える。動きベクト
ル決定手段12はブロック単位の評価情報に基づき、入
力された動きベクトル中の有効なものについてのみを対
象として動きベクトルを決定する。
【0035】図6は動きベクトル評価手段11の処理を
表すフローチャートである。まずステップS61で評価
情報としてのフラグをクリアする。次にステップS62
でブロック単位の相関値の最大値を取得する。ステップ
S63及びステップS66はそれぞれ繰り返しの開始及
び終了であり、全てのブロックに対してステップS64
とステップS65を繰り返す。ステップS64は分岐で
あり、該当ブロックの相関値の最大値を定数A及び定数
Bと比較し、条件式
【0036】最大値>A OR 最大値<B
【0037】が真の場合はフラグを操作せず、そうでな
い場合はステップS65によって該当ブロックのフラグ
をセットする。
【0038】実施例5.図1において、動きベクトル検
出手段6で検出したブロック単位の動きベクトルは動き
ベクトル評価手段10に加えられる。相関値検出手段9
は相関値より最大値と最小値とを検出して、動きベクト
ル評価手段10に加える。動きベクトル評価手段10は
ブロック単位の動きベクトルを相関値より検出された最
大値と最小値との差に従って評価する。評価された動き
ベクトルは動きベクトル決定手段7に加えられる。動き
ベクトル決定手段7はブロック単位の動きベクトルより
全体の動きベクトルを決定する。
【0039】次に評価方法について図7を用いて説明す
る。図7は動きベクトル評価手段10の処理を示すフロ
ーチャートである。まずステップS71でブロック単位
の動きベクトルを取得する。次にステップS72でブロ
ック単位の相関値の最大値及び最小値を取得する。ステ
ップS73及びステップS77はそれぞれ繰り返しの開
始及び終了であり、全てのブロックに対してステップS
74、ステップS75、ステップS76を繰り返す。ス
テップS74は該当ブロックの判別値を次式
【0040】判別値=最大値−最小値
【0041】に基づき計算する。ステップS75は分岐
であり、判別値を定数Aと比較し、条件式
【0042】判別値<A
【0043】が真の場合はステップS76によって該当
ブロックの動きベクトルを無効とする。全てのブロック
における処理が終了するとステップS78によって有効
な動きベクトルを動きベクトル決定手段7に送出する。
【0044】次に実施例5の発明の根拠を図12を用い
て説明する。図12において、最大値と最小値との差に
注目して各グラフを比較すると、その差は(b)では
(a)に比べて小さくなる傾向がある。よって最大値と
最小値との差を定数と比較することによって(b)のよ
うな相関を持つブロックを判別することが可能である。
【0045】実施例6.図2において、動きベクトル検
出手段6によって検出されたブロック単位の動きベクト
ルは動きベクトル決定手段12に加えられる。動きベク
トル評価手段11は相関値より検出された最大値と最小
値との差に従って評価を行い、ブロック単位の評価情報
(例えばフラグ)を動きベクトル決定手段12に加え
る。動きベクトル決定手段12はブロック単位の評価情
報に基づき、入力された動きベクトルの中の有効なもの
についてのみを対象として動きベクトルを決定する。
【0046】図8は動きベクトル評価手段11の処理を
表すフローチャートである。まずステップS81で評価
情報としてのフラグをクリアする。次にステップS82
でブロック単位の相関値の最大値及び最小値を取得す
る。ステップS83及びステップS87はそれぞれ繰り
返しの開始及び終了であり、全てのブロックに対してス
テップS84、ステップS85、ステップS86を繰り
返す。ステップS84は該当ブロックの判別値を次式
【0047】判別値=最大値−最小値
【0048】に基づき計算する。ステップS85は分岐
であり、判別値を定数Aと比較し、条件式
【0049】判別値<A
【0050】が真の場合はフラグを操作せず、そうでな
い場合はステップ86によって該当ブロックのフラグを
セットする。
【0051】実施例7.図1において、相関値検出手段
9は相関値より最大値と最小値と平均値とを検出して動
きベクトル評価手段10に加える。動きベクトル評価手
段10はブロック単位の動きベクトルを相関値より検出
された最大値と最小値との差と、平均値と最小値との差
との比に従って評価する。評価された動きベクトルは動
きベクトル決定手段7に加えられる。
【0052】次に評価方法について図9を用いて説明す
る。図9は動きベクトル評価手段10の処理を示すフロ
ーチャートである。まずステップS91でブロック単位
の動きベクトルを取得する。次にステップS92でブロ
ック単位の相関値の最大値、最小値及び平均値を取得す
る。ステップS93及びステップS97はそれぞれ繰り
返しの開始及び終了であり、全てのブロックに対してス
テップS94、ステップS95、ステップS96を繰り
返す。ステップS94は該当ブロックの判別値を次式
【0053】 判別値=(平均値−最小値)/(最大値−最小値)
【0054】に基づき計算する。ステップS95は分岐
であり、判別値を定数Aと比較し、条件式
【0055】判別値<A
【0056】が真の場合はステップS96によって該当
ブロックの動きベクトルを無効とする。全てのブロック
における処理が終了するとステップS98によって有効
な動きベクトルを動きベクトル決定手段7に送出する。
【0057】次に実施例7の発明の根拠を図12を用い
て説明する。図12において、最大値と最小値の差に対
する平均値と最小値の差の割合に注目して各グラフを比
較すると、割合は(b)、(c)、(d)では(a)に
比べて小さくなる傾向がある。よって平均値と最小値と
の差を最大値と最小値との差で規格化し、その値を定数
と比較することによって(b)、(c)、(d)のよう
な相関を持つブロックを判別することが可能である。
【0058】実施例8.図2において、動きベクトル検
出手段6によって検出されたブロック単位の動きベクト
ルは動きベクトル決定手段12に加えられる。動きベク
トル評価手段11は相関値より検出された最大値と最小
値の差と平均値と最小値の差に従って評価を行い、ブロ
ック単位の評価情報(例えばフラグ)を動きベクトル決
定手段12に加える。動きベクトル決定手段12はブロ
ック単位の評価情報に基づき、入力された動きベクトル
中の有効なものについてのみを対象として動きベクトル
を決定する。
【0059】図10は動きベクトル評価手段11の処理
を表すフローチャートである。まずステップS101で
評価情報としてのフラグをクリアする。次にステップS
102でブロック単位の相関値の最大値、最小値及び平
均値を取得する。ステップS103及びステップS10
7はそれぞれ繰り返しの開始及び終了であり、全てのブ
ロックに対してステップS104、ステップS105、
ステップS106を繰り返す。ステップS104は該当
ブロックの判別値を次式
【0060】 判別値=(平均値−最小値)/(最大値−最小値)
【0061】に基づき計算する。ステップS105は分
岐であり、判別値を定数Aと比較し、条件式
【0062】判別値<A
【0063】が真の場合はフラグを操作せず、偽の場合
はステップS106によって該当ブロックのフラグをセ
ットする。
【0064】
【発明の効果】以上説明したように、第1〜4の発明に
よれば、相対値の大きさにより動きベクトルの信頼性を
評価し、誤差の大きい動きベクトルを無効として全体の
動きベクトルの対象としないようにしたことにより、動
きベクトルの検出精度を向上させることができる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1、3、5、7を示すブロック
図である。
【図2】本発明の実施例2、4、6、8を示すブロック
図である。
【図3】実施例1の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図4】実施例2の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図5】実施例3の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図6】実施例4の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図7】実施例5の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図8】実施例6の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図9】実施例7の動きベクトル評価手段の処理を示す
フローチャートである。
【図10】実施例8の動きベクトル評価手段の処理を示
すフローチャートである。
【図11】従来の動きベクトル検出法による振れ防止装
置のブロック図である。
【図12】画像状態による相関値の変化を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
4 相関演算手段 6 動きベクトル検出手段 7 動きベクトル決定手段 9 相関値検出手段 10 動きベクトル評価手段 11 動きベクトル評価手段 12 動きベクトル決定手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像信号間の相関演算を行う相関演算手
    段と、相関値より動きベクトルを検出する動きベクトル
    検出手段と、複数の動きベクトルより特定の動きベクト
    ルを決定する動きベクトル決定手段とを有する動きベク
    トル検出装置において、 上記相関演算手段によって得られた相関値の最小値を検
    出する相関値検出手段と、 上記相関値の最小値によって動きベクトルの信頼性を評
    価する動きベクトル評価手段とを備えたことを特徴とす
    る動きベクトル検出装置。
  2. 【請求項2】 画像信号間の相関演算を行う相関演算手
    段と、相関値より動きベクトルを検出する動きベクトル
    検出手段と、複数の動きベクトルより特定の動きベクト
    ルを決定する動きベクトル決定手段とを有する動きベク
    トル検出装置において、 上記相関演算手段によって得られた相関値の最大値を検
    出する相関値検出手段と、 上記相関値の最大値によって動きベクトルの信頼性を評
    価する動きベクトル評価手段とを備えたことを特徴とす
    る動きベクトル検出装置。
  3. 【請求項3】 画像信号間の相関演算を行う相関演算手
    段と、相関値より動きベクトルを検出する動きベクトル
    検出手段と、複数の動きベクトルより特定の動きベクト
    ルを決定する動きベクトル決定手段とを有する動きベク
    トル検出装置において、 上記相関演算手段によって得られた相関値の最大値と最
    小値とを検出する相関値検出手段と、 上記相関値の最大値と最小値との差によって動きベクト
    ルの信頼性を評価する動きベクトル評価手段とを備えた
    ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
  4. 【請求項4】 画像信号間の相関演算を行う相関演算手
    段と、相関値より動きベクトルを検出する動きベクトル
    検出手段と、複数の動きベクトルより特定の動きベクト
    ルを決定する動きベクトル決定手段とを有する動きベク
    トル検出装置において、 上記相関演算手段によって得られた相関値の最大値と最
    小値と平均値とを検出する相関値検出手段と、 上記相関値の最大値と最小値の差と平均値と最小値の差
    との比によって動きベクトルの信頼性を評価する動きベ
    クトル評価手段とを備えたことを特徴とする動きベクト
    ル検出装置。
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