JPH0728408B2 - Image motion vector detection device - Google Patents

Image motion vector detection device

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JPH0728408B2
JPH0728408B2 JP15714688A JP15714688A JPH0728408B2 JP H0728408 B2 JPH0728408 B2 JP H0728408B2 JP 15714688 A JP15714688 A JP 15714688A JP 15714688 A JP15714688 A JP 15714688A JP H0728408 B2 JPH0728408 B2 JP H0728408B2
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JP
Japan
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motion vector
signal
image
pass filter
image signal
Prior art date
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Japanese (ja)
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JPH025689A (en
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浩史 石井
森村  淳
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、テレビジョン画像の動きベクトル検出装置
に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a motion vector detecting device for a television image.

従来の技術 従来の画像の動きベクトル検出装置としては、例えば特
開昭61−201581号公報に示されている。第8図は、この
従来の画像の動きベクトル検出装置のブロック図を示す
ものである。
2. Description of the Related Art A conventional image motion vector detecting device is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-201581. FIG. 8 is a block diagram of this conventional image motion vector detecting device.

図において、代表点メモリ2が、入力端子1から入力さ
れた1フレーム又は1フィールドの画像信号の内、幾つ
かの代表点の位置の画素の信号を記憶し、入力端子1か
らもう一方の1フレーム又は1フィールドの画像信号が
入力され相関器3に供給されるとき、記憶した代表点の
信号を、相関器3に供給する。相関器3は代表点の信号
と、画像信号の代表点の位置から水平方向と垂直方向に
(i,j)偏移した画素の信号との差の絶対値|ΔL|(i,
j)をとりこれを累積加算回路4に供給する。累積加算
回路4は、検出区域内の全ての代表点について、偏移量
(i,j)ごとにこの|ΔL|(i,j)を累積加算し、偏移量
(i,j)に体する相関値Σ|ΔL|(i,j)を求め、これを
動きベクトル発生回路5に供給する。動きベクトル発生
回路5では、この相関値Σ|ΔL|(i,j)を最小にする
ところの偏移量(i,j)を検出し、動きベクトルを発生
し、出力端子6に供給する。
In the figure, a representative point memory 2 stores the signals of pixels at some representative point positions among the image signals of one frame or one field input from the input terminal 1 and the other one from the input terminal 1 When a frame or one field image signal is input and supplied to the correlator 3, the stored signal of the representative point is supplied to the correlator 3. The correlator 3 uses the absolute value of the difference between the signal of the representative point and the signal of the pixel shifted (i, j) in the horizontal and vertical directions from the position of the representative point of the image signal | ΔL | (i, j
j) is taken and supplied to the cumulative addition circuit 4. The cumulative addition circuit 4 cumulatively adds this | ΔL | (i, j) for each shift amount (i, j) to all the representative points in the detection area, and calculates the shift amount (i, j) as Correlation value Σ | ΔL | (i, j) is obtained, and this is supplied to the motion vector generation circuit 5. The motion vector generation circuit 5 detects the shift amount (i, j) at which this correlation value Σ | ΔL | (i, j) is minimized, generates a motion vector, and supplies it to the output terminal 6.

しかしながら上記のような構成では、入力される画像信
号のS/N比が悪い場合、誤ベクトルを検出する確率が高
いものであった。
However, in the above configuration, when the S / N ratio of the input image signal is poor, the probability of detecting an erroneous vector is high.

又前記誤ベクトルを検出する確率を下げるために、検出
区域内の代表点の数および累積加算の回数を一定以上に
しなければならない。さらに画像信号のS/N比が良い場
合でも第9図に示す画面(a),その1ライン上のレベ
ル波(b)に示すように、画像信号の波形が、ステップ
状に変化する場合、代表点7,7′上で、画像信号の変化
成分が存在する可能性が少ないため、第9図に示すよう
に相関値(c)に示すように代表点7と7′の間隔8と
ほぼ等しい範囲9で、相関値Σ|ΔL|(j)が一定の最
小値をとるため、ベクトル検出の精度が悪くなり、さら
には、動きベクトル検出が不可能となる。これを防ぐた
めには代表点の間隔を一定以下にしなければならず、し
たがって検出区域内の代表点の数および累積加算の回数
を一定以上にしなければならない。したがって従来のも
のでは、検出区域内の代表点の数および累積加算の回数
一定以上にしなければならないので、ハードウェアの簡
略化・処理時間の短縮化に、一定の限界があった。さら
に動きベクトルの検出範囲を一定値以上に定め、各代表
点からの一定値以内で偏移した範囲の画素領域をその代
表点に対応する探索領域としたとき、第10図に示すよう
に各探索領域10,10′が画面内でたがいに重なりを持た
ず、各探索領域内の画素と代表点が1対1対応となって
いれば、第8図の装置に、2つのフレーム又はフィール
ドの内時間的に後から入力されるフレーム又はフィール
ドの1つの画素信号が入力されるとき、代表点メモリ2
はそれに対応する1つの代表点の信号を出力すればよ
く、相関器3および、累積加算器4は、それぞれ1つの
演算だけをすればよいので、ハードウェアが非常に簡略
化できる。又この各探索領域10,10′の重なる回数が多
くなるほどハードウェアが複雑になる。しかし各探索領
域が重ならないためには、第10図に示すようにその大き
さ11,11′を、各代表点の間隔8,8′以上にとれないの
で、検出できる動きベクトルの範囲がそれにより限定さ
れてしまう。
Further, in order to reduce the probability of detecting the erroneous vector, the number of representative points in the detection area and the number of cumulative additions must be set to a certain value or more. Further, even when the S / N ratio of the image signal is good, when the waveform of the image signal changes stepwise as shown in the screen (a) shown in FIG. 9 and the level wave (b) on one line thereof, Since it is unlikely that a change component of the image signal exists on the representative points 7 and 7 ', as shown in the correlation value (c) as shown in FIG. In the equal range 9, since the correlation value Σ | ΔL | (j) takes a constant minimum value, the accuracy of vector detection becomes poor, and furthermore, the motion vector cannot be detected. In order to prevent this, the interval between the representative points must be below a certain value, and therefore the number of representative points in the detection area and the number of cumulative additions must be above a certain value. Therefore, in the conventional device, the number of representative points in the detection area and the number of cumulative additions must be set to a certain value or more, and thus there is a certain limit to the simplification of hardware and the reduction of processing time. Further, when the detection range of the motion vector is set to a certain value or more, and the pixel area in the range deviated within a certain value from each representative point is set as the search area corresponding to the representative point, If the search areas 10 and 10 'do not overlap each other on the screen, and the pixels in each search area and the representative points have a one-to-one correspondence, the apparatus of FIG. When one pixel signal of a frame or field that is input later in time is input, the representative point memory 2
Needs to output a signal of one corresponding representative point, and the correlator 3 and the cumulative adder 4 need to perform only one calculation, respectively, so that the hardware can be greatly simplified. The hardware becomes more complicated as the number of times the search areas 10 and 10 'are overlapped increases. However, in order that the search areas do not overlap, the size 11, 11 ′ cannot be set to more than the interval 8, 8 ′ between the representative points as shown in FIG. Will be limited by.

そして従来のものでは、前述したように各代表点の間隔
8,8′を一定以下にしなければならないので、ハードウ
ェアの簡略化しようとすれば、検出できる動きベクトル
の範囲が狭くなり、又この範囲を広くとろうとすると、
ハードウェアが複雑になるという課題を有していた。第
3に、画像信号にフリッカーや撮影時の自動露光調切の
作動等の理由で、信号波形のレベルが第11図(a)に示
すように変動した場合、各代表点からの信号の差の絶対
値|ΔL|(i)は同図(b)の12,12′に示すようにな
り、それを累積加算したところの相関値Σ|ΔL|(i)
は同図(c)に示すようになり、その最小点13は、画像
の移動量とは異なる点となる。よって誤ベクトルが検出
される。ただし、従来の例でも、前記の第8図の相関器
3で、2つの信号の差の絶対値ではなく、2つの信号を
乗算したものを求め、動きベクトル発生回路5では、そ
れを累積加算したものの最大値を与える偏移量(i,j)
を動きベクトルとするものに変更すると解決できる。
And in the conventional one, as described above, the interval between each representative point
Since 8,8 'must be kept below a certain level, if we try to simplify the hardware, the range of motion vectors that can be detected will become narrow, and if we try to widen this range,
There was a problem that the hardware became complicated. Third, when the signal waveform level fluctuates as shown in FIG. 11 (a) due to flicker in the image signal or the operation of automatic exposure adjustment during shooting, the difference in the signal from each representative point The absolute value | ΔL | (i) of the above becomes as shown by 12,12 ′ in FIG. 7B, and the correlation value Σ | ΔL | (i) obtained by cumulatively adding it
Is as shown in FIG. 7C, and the minimum point 13 is different from the moving amount of the image. Therefore, an erroneous vector is detected. However, in the conventional example as well, the correlator 3 shown in FIG. 8 does not obtain the absolute value of the difference between the two signals, but the one obtained by multiplying the two signals, and the motion vector generation circuit 5 cumulatively adds them. Deviation (i, j) that gives the maximum value of
The problem can be solved by changing to a motion vector.

だが、この場合はハードウェアで構成するとき、相関器
3で、乗算回路が必要となる。又相関器3のディジタル
信号のビット数が大きくなるので、相関器3以降の累積
加算4、動きベクトル発生回路5での演算量が大きくな
り、その回路規模も大きくなる。よって動きベクトル検
出装置全体の回路規模が大きく、又複雑になり処理時間
も長くなるという欠点がある。
However, in this case, when the hardware is used, the correlator 3 requires a multiplication circuit. Further, since the number of bits of the digital signal of the correlator 3 becomes large, the amount of calculation in the cumulative addition 4 and the motion vector generation circuit 5 after the correlator 3 becomes large, and the circuit scale also becomes large. Therefore, there are disadvantages that the circuit scale of the entire motion vector detection device is large, and the motion vector detection device becomes complicated and the processing time becomes long.

また、画像信号にシェーディングが多く含まれる場合も
正確な動きベクトル検出は困難である。
Also, accurate motion vector detection is difficult when the image signal contains a lot of shading.

発明が解決しようとする課題 したがって従来のものでは、まずS/N比の悪い場合は誤
りベクトル検出の確立が高く、またこの確率を下げるた
め、さらにステップ状の信号が入力された場合でもベク
トル検出を可能にするため、代表点および累積加算の数
を非常に多くとり、よってハードの規模や、処理時間が
大きなものになるといった課題を有していた。また撮影
時のフリッカーや、自動露光調節装置の作動により、信
号波形のレベルが変動するような場合は、誤ベクトル検
出が不可能となり、またシェーディングが多く含まれる
場合も正確な動きベクトル検出が困難であるといった課
題を有していた。
Therefore, in the conventional method, the probability of error vector detection is high when the S / N ratio is poor, and in order to reduce this probability, vector detection is performed even when a step signal is input. Therefore, the number of representative points and the number of cumulative additions are set to be very large, which causes a problem that the scale of hardware and the processing time become large. In addition, if the signal waveform level fluctuates due to flicker during shooting or the operation of the automatic exposure adjustment device, false vector detection becomes impossible, and accurate motion vector detection is difficult even when a large amount of shading is included. There was a problem that was.

本発明はかかる点に鑑み、第1に、S/N比の悪い画像信
号からでも、正確に動きベクトル検出が可能である動き
ベクトル検出装置を提供すること、第2に、S/N比の悪
い画像信号、又は信号波形がステップ状に変化するよう
な画像信号からでも、代表点の間隔が広くても、又代表
点および累積加算の数が少なくても、正確に動きベクト
ルの検出ができ、よって従来より、ハードウェアを複雑
にせずに検出できる動きベクトルの範囲を広くとること
が可能で、かつさらにハードウェアの簡略化・処理時間
の短縮化が可能な動きベクトル検出装置を提供するこ
と、第3に、フリッカー等によって信号波形のレベルに
変動がある場合、シェーディングが多く含まれるような
場合にでも、正確に動きベクトルを検出できる動きベク
トル検出装置を、装置の回路規模をほとんど変えずに提
供することを目的とする。
In view of such a point, the present invention firstly provides a motion vector detection device capable of accurately detecting a motion vector even from an image signal having a poor S / N ratio, and secondly, Motion vectors can be accurately detected even from a bad image signal or an image signal in which the signal waveform changes stepwise, even if the distance between representative points is wide, or the number of representative points and cumulative addition is small. Therefore, it is possible to provide a motion vector detection device capable of widening the range of motion vectors that can be detected without complicating the hardware, and further simplifying the hardware and shortening the processing time. Thirdly, when the level of the signal waveform fluctuates due to flicker or the like, even if a lot of shading is included, a motion vector detecting device capable of accurately detecting the motion vector is provided. An object of the present invention is to provide a road-scale without changing most.

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するため、あるフレームの入力
信号の検出領域内の信号について、所定の水平方向間隔
LX、垂直方向間隔LYをあけて設定された複数の代表点
の信号を記憶する手段と、前記フレーム以降のフレーム
の入力信号について、前記複数の代表点の記憶信号と各
代表点を含む周りの入力信号との差分を求め、集計して
動きベクトル検出範囲内の偏移に対する相関値を求める
手段と、前記相関値の最小点を求めて動きベクトルとし
て出力する手段を有し、前記入力画像信号に対して、少
なくとも前記所定の水平方向間隔LX,垂直方向間隔LY
のトランジェントを持つIIRローパスフィルタまたはFIR
ローパスフィルタを設けた構成である。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of representative signals which are set with a predetermined horizontal interval LX and vertical interval LY with respect to a signal within a detection region of an input signal of a certain frame. A means for storing a signal of a point and a difference between a stored signal of the plurality of representative points and an input signal around each representative point of the input signals of the frames subsequent to the frame are calculated and totaled to calculate a motion vector detection range. Means for obtaining a correlation value with respect to a shift in the inside, and means for obtaining a minimum point of the correlation value and outputting as a motion vector, at least the predetermined horizontal interval LX, vertical direction with respect to the input image signal. Interval LY
IIR lowpass filter or FIR with transients of
This is a configuration provided with a low-pass filter.

また、少なくとも画像信号の垂直方向または水平方向の
直流成分および低域成分を抑圧するハイパスフィルター
を有する構成である。
Further, it is configured to have a high-pass filter that suppresses at least a vertical direction DC component or a horizontal direction DC component and a low frequency component of the image signal.

作用 画像情報の高域成分を抑制することにより、ノイズの影
響を押さえることができ、動きベクトルの検出がより正
確になる。また、画像の高域成分を抑制することによ
り、第9図(b)に占めるような、ステップ状に波形が
変化する信号が入力された場合でも、ローパスフィルタ
ーを通過した信号波形は、第4図(a)に示すように、
画像信号の変化成分が、間隔をもって配置された代表点
7,7′上に存在するように、広い範囲に引き延ばすこと
ができ、その結果、各代表点についての信号の差の絶対
値|ΔL|(i)が同図(b)、それを累積加算したとこ
ろの相関値Σ|ΔL|(i)が同図(c)に示すようにな
る。ここでは、相関値の最小点13が1点に求まり、代表
点の間隔が広い場合でも、正確に動きベクトルを検出す
ることが可能となる。さらに画像の直流成分および低域
成分を抑圧することにより、フリッカ等により信号波形
レベルに変動がある場合、例えば第10図に示すような場
合、これをハイパスフィルターに通すと、例えば水平方
向一定画素離れた信号間の差分をとると、第5図(a)
に示すような波形が得られ、これより相関値Σ|ΔL|
(i)を求めると、同図(c)に示すように相関値Σ|
ΔL|(i)が得られる。第9図(c)と比較すると、明
らかに従来のものより、正確な動きベクトルが検出でき
る。
By suppressing the high frequency component of the action image information, the influence of noise can be suppressed, and the motion vector can be detected more accurately. Further, by suppressing the high frequency component of the image, even when a signal whose waveform changes stepwise as shown in FIG. 9 (b) is input, the signal waveform passing through the low pass filter is As shown in Figure (a),
Representative points in which the change component of the image signal is arranged at intervals
It can be extended over a wide range so that it exists on 7, 7 ′, and as a result, the absolute value of the signal difference | ΔL | (i) for each representative point is shown in FIG. Then, the correlation value Σ | ΔL | (i) becomes as shown in FIG. Here, the minimum point 13 of the correlation value is obtained as one point, and the motion vector can be accurately detected even when the interval between the representative points is wide. Furthermore, if the signal waveform level fluctuates due to flicker or the like by suppressing the DC component and low-frequency component of the image, for example, as shown in FIG. The difference between the separated signals is shown in FIG. 5 (a).
The waveform shown in Fig. 3 is obtained, and from this, the correlation value Σ | ΔL |
When (i) is obtained, the correlation value Σ | as shown in FIG.
ΔL | (i) is obtained. Compared with FIG. 9 (c), the motion vector can be detected more accurately than the conventional one.

実 施 例 第1図は本発明の第1の実施例における画像の動きベク
トル検出装置のブロック図を示すものである。
Practical Example FIG. 1 is a block diagram of an image motion vector detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention.

以下その動作を説明する。まず入力端子1には、少なく
とも2フィールド以上の画像信号が入力される。入力さ
れた画像信号は、ローパスフィルター14に供給され、水
平方向および垂直方向のいづれか一方又は両方の高域成
分を抑圧され、代表点メモリ2と相関器3へ供給され
る。代表点メモリ2では、この信号の内、幾つかの代表
点の位置の画素の信号を記憶する。別のフィールド又は
フレームの画像信号がローパスフィルター14を通って相
関器3に供給されるとき、代表点メモリ2から、少なく
とも、1フィールド又は1フレーム前の代表点の信号が
相関器3に供給される。相関器3は、代表点の信号と、
別の画像信号の代表点の位置から(i,j)偏移した画素
の信号との差の絶対値|ΔL|をとり、これを累積加算回
路4に供給する。累積加算回路4は、検出区域内の全て
の代表点について、偏移量(i,j)ごとに、この絶対値
|ΔL|を累積加算しΣ|ΔL|(i,j)とする。このΣ|
ΔL|(i,j)を、偏移量(i,j)に対する相関値とし、動
きベクトル発生回路5へ供給する。動きベクトル発生回
路5は、相関値Σ|ΔL|(i,j)を最小とする偏移(i,
j)を検出し、これを、検出区域の画像の動きベクトル
として、出力端子6に供給する。
The operation will be described below. First, an image signal of at least two fields is input to the input terminal 1. The input image signal is supplied to the low-pass filter 14, the high-frequency component of either or both of the horizontal direction and the vertical direction is suppressed, and the image signal is supplied to the representative point memory 2 and the correlator 3. The representative point memory 2 stores the signals of the pixels at the positions of some representative points among these signals. When the image signal of another field or frame is supplied to the correlator 3 through the low-pass filter 14, at least one field or one frame of the representative point signal from the representative point memory 2 is supplied to the correlator 3. It The correlator 3 receives the signal of the representative point,
The absolute value | ΔL | of the difference from the signal of the pixel shifted by (i, j) from the position of the representative point of another image signal is taken, and this is supplied to the cumulative addition circuit 4. The cumulative addition circuit 4 cumulatively adds the absolute values | ΔL | for all the representative points in the detection area for each shift amount (i, j) to obtain Σ | ΔL | (i, j). This Σ |
ΔL | (i, j) is used as a correlation value for the shift amount (i, j) and is supplied to the motion vector generation circuit 5. The motion vector generation circuit 5 uses the deviation (i, i, j) that minimizes the correlation value Σ | ΔL | (i, j).
j) is detected, and this is supplied to the output terminal 6 as a motion vector of the image of the detection area.

この効果は、画像情報の高域成分を抑制することによ
り、ノイズの影響を押さえることができ、動きベクトル
の検出がより正確になる。画像の高域成分を抑制するこ
とにより、第9図(b)に示すような、ステップ状に波
形が変化する信号が入力された場合でも、ローパスフィ
ルターを通過した信号波形は、第4図(a)に示すよう
に、代表点7,7′の間隔に比べステップ応答の影響が長
いローパスフィルタ処理のためになめらかになり、各代
表点についての信号の差の絶対値|ΔL|(i)が同図
(b)、それを累積加算したところの相関値Σ|ΔL|
(i)が同図(c)に示すようになる。ここでは、相関
値の最小点13が1点に求まり、代表点の間隔が広い場合
でも、正確に動きベクトルを検出することが可能とな
る。
This effect can suppress the influence of noise by suppressing the high frequency components of the image information, and the motion vector can be detected more accurately. Even if a signal whose waveform changes stepwise as shown in FIG. 9 (b) by suppressing the high frequency component of the image, the signal waveform passed through the low pass filter is shown in FIG. As shown in a), the effect of the step response is longer than the interval between the representative points 7 and 7'because of the low-pass filtering process, the absolute value of the signal difference at each representative point | ΔL | (i) Is the correlation value Σ | ΔL |
(I) becomes as shown in FIG. Here, the minimum point 13 of the correlation value is found to be 1, and even if the interval between the representative points is wide, it is possible to accurately detect the motion vector.

第6図は、本発明の第1の実施例における第1の効果を
示すものである。同図はローパスフィルターの有無と、
画像のS/N比と、検出されるベクトルの誤差の大きさの
平均値の関係を表した、グラフである。ここでは上記ロ
ーパスフィルターとして、次式で示されるようなIIR型
ローパスフィルターを用いた。式中z,ωは、それぞれ水
平方向1画素、垂直方向の1ラインの遅延を示す。
FIG. 6 shows the first effect of the first embodiment of the present invention. The figure shows the presence or absence of a low-pass filter,
6 is a graph showing the relationship between the S / N ratio of an image and the average value of the detected vector error magnitudes. Here, as the above-mentioned low-pass filter, an IIR type low-pass filter represented by the following equation was used. In the formula, z and ω represent delays of one pixel in the horizontal direction and one line in the vertical direction, respectively.

;α=3/4,β=1/2 ;α=15/16,β=7/8 又このときの検出区域内の代表点数および累積加算回数
はそれぞれ16である。従来は約200回以上必要である
が、本実施例では非常に少なくなった。第6図より、ロ
ーパスフィルターを用いない従来例のものに比べ、本実
施例は明らかに検出ベクトルの誤差が小さく、より正確
に動きベクトルの検出が可能となり、その効果は大き
い。またここではIIR型ローパスフィルターを用いた
が、それ以外のローパスフィルターでも良い。
Α = 3/4, β = 1/2; α = 15/16, β = 7/8 Further, the number of representative points and the cumulative number of additions in the detection area at this time are 16 respectively. Conventionally, about 200 times or more is required, but in this embodiment, it is extremely small. As shown in FIG. 6, in comparison with the conventional example which does not use the low-pass filter, the present embodiment has a clearly smaller error in the detection vector, enables the motion vector to be detected more accurately, and has a large effect. Although the IIR type low-pass filter is used here, other low-pass filters may be used.

第2図は、本発明の第2の実施例における画像の動きベ
クトル検出装置のブロック図をしめすものである。第2
図において、1は画像信号入力端子、15はハイパスフィ
ルター、他は第1図と同様である。
FIG. 2 is a block diagram of an image motion vector detecting device according to the second embodiment of the present invention. Second
In the figure, 1 is an image signal input terminal, 15 is a high-pass filter, and others are the same as in FIG.

以上のようにさらに構成された本実施例の画像の動きベ
クトル検出装置について、以下その動作を説明する。ま
ず入力端子から入力された画像信号は、ハイパスフィル
ター15に供給される。ハイパスフィルター15は画像信号
の直流成分及び低域成分を抑圧し、その出力を代表点メ
モリ2と相関器3に供給する。以下の動作は第1の実施
例と同じである。この結果は後述とする。
The operation of the image motion vector detection apparatus of this embodiment further configured as described above will be described below. First, the image signal input from the input terminal is supplied to the high pass filter 15. The high-pass filter 15 suppresses the DC component and low frequency component of the image signal and supplies the output to the representative point memory 2 and the correlator 3. The following operation is the same as that of the first embodiment. The result will be described later.

第3図は、本発明の第1の実施例と第2の実施例を組み
合わせたところの、第3の実施例における画像の動きベ
クトル検出装置のブロック図を示すものである。第3図
において、16はバンドパスフィルタで、このバンドパス
フィルター16は、画像の水平方向および垂直方向のいづ
れか一方又は両方の高域成分を抑圧すると同時に、直流
成分と低域成分を抑圧する。
FIG. 3 is a block diagram of an image motion vector detecting device according to a third embodiment, which is a combination of the first and second embodiments of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 16 denotes a bandpass filter. The bandpass filter 16 suppresses high-frequency components of either or both of the horizontal direction and the vertical direction of the image, and at the same time suppresses DC components and low-frequency components.

動作は、第1,第2の実施例と同様である。The operation is the same as in the first and second embodiments.

この第2,第3の実施例の効果は、画像の直流成分および
低域成分を抑圧することにより、フリッカ等により信号
波形レベルに変動がある場合、例えば第4図(a)に示
すような場合、これをハイパスフィルターに通すと、例
えば水平方向一定画素離れた信号間の差分をとると、第
5図(a)に示すような波形が得られ、これより同図
(b)に示すように各代表点についての絶対値|ΔL|
(i)を求めると、同図(c)に示すように累積加算し
たところの相関値Σ|ΔL|(i)が得られる。第9図
(c)と比較すると、明らかに従来のものより正確な動
きベクトルが検出できる。
The effects of the second and third embodiments are that when the DC component and the low frequency component of the image are suppressed and the signal waveform level changes due to flicker, for example, as shown in FIG. In this case, when this is passed through a high-pass filter, for example, when the difference between the signals separated by a fixed pixel in the horizontal direction is taken, a waveform as shown in FIG. 5 (a) is obtained. Absolute value for each representative point | ΔL |
When (i) is obtained, the correlation value Σ | ΔL | (i) obtained by cumulative addition is obtained as shown in FIG. Compared with FIG. 9 (c), a motion vector that is clearly more accurate than the conventional one can be detected.

この第2,第3の実施例の効果の例を第7図を用いて説明
する。第7図は、画像信号のフリッカーと、この信号よ
り動きベクトル検出した場合の、ベクトルの誤差の大き
さの平均値とのグラフである。比較的コントラストの強
い画像の場合も、コントラストの弱い画像の場合につい
てのそれぞれの結果を示す。図中HPFなしと示したもの
は、前記の実施例で示したところの、(α,β)=(15
/16,7/18)のローパスフィルターを備えた動きベクトル
検出装置のものである。又HPFありと示したものは、前
記ローパスフィルターと合わせて、下式に示すところの
ハイパスフィルター H′(z)=1−z-16 を備え、したがってバンドパスフィルターをローパスフ
ィルターとハイパスフィルターにより構成した第3の実
施例の動きベクトル検出装置のものである。
An example of the effects of the second and third embodiments will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph of the flicker of the image signal and the average value of the error magnitude of the vector when the motion vector is detected from this signal. The respective results are also shown for the case of an image having a relatively high contrast and the case of an image having a low contrast. In the figure, what is shown without HPF is (α, β) = (15
/ 16, 7/18) of a motion vector detection device equipped with a low-pass filter. Also, the one with HPF is provided with a high-pass filter H '(z) = 1-z- 16 as shown in the following formula in combination with the low-pass filter, and therefore the band-pass filter is composed of a low-pass filter and a high-pass filter. The motion vector detecting apparatus according to the third embodiment.

両者を比較すると、ハイパスフィルターを備えない動き
ベクトル検出装置が、1〜4%のフリッカーの画像信号
からでも動きベクトル検出が不正確となり、又不可能と
なるのに対し、ハイパスフィルターを備えた動きベクト
ル検出装置は、16〜50%のフリッカーの画像信号からで
も正確に動きベクトル検出することが可能となり、その
効果は非常に大きい。またここでは、ハイパスフィルタ
ーとして、前記式に示すような水平方向に16画素離れた
ところの信号の差分をとるものを用いたが、それ以外の
ハイパスフィルターでもよい。
Comparing the two, a motion vector detection device without a high-pass filter cannot accurately or even detect a motion vector even from an image signal with a flicker of 1 to 4%. The vector detection device can detect a motion vector accurately even from an image signal with a flicker of 16 to 50%, and its effect is very large. Further, here, as the high-pass filter, one that takes the difference between the signals at 16 pixels apart in the horizontal direction as shown in the above expression is used, but other high-pass filters may be used.

また、シェーディングについては、これに低周波の固定
パターンと考えられるのでハイパスフィルタによってそ
の影響を抑えることができる。
Further, regarding shading, since it is considered that this is a fixed pattern of low frequency, its influence can be suppressed by a high-pass filter.

ここでは、2つのフレーム又はフィールド間の相関値よ
り1つの動きベクトルを検出する例を示したが、画面を
幾つかの検出区域に分け、各検出区域について動きベク
トルを求め、それらを判定,平均することによって画面
全体の動きベクトルとするものや、さらに数フィールド
間について得られた複数の動きベクトルを、時間的に加
重平均してベクトル検出誤差を小さくするといった動き
ベクトル検出装置にも、本発明は適用でき、その効果は
大きい。
Here, an example in which one motion vector is detected from the correlation value between two frames or fields has been shown, but the screen is divided into several detection areas, the motion vector is calculated for each detection area, and these are judged and averaged. The present invention can also be applied to a motion vector detection device that sets a motion vector for the entire screen by a plurality of motion vectors and a motion vector detection device that reduces the vector detection error by weighted averaging a plurality of motion vectors obtained over several fields. Can be applied and its effect is great.

又、ここでいう2つのフレーム又はフィールドは、必ず
しも時間的に連続でなくてもよく、その間に、1又は数
フレームもしくは1又は数フィールドの間隔をあけたも
のでも良い。
Further, the two frames or fields mentioned here do not necessarily have to be temporally continuous, and one or several frames or one or several fields may be provided between them.

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、第1にノイズを
含んだ画像信号からでも正確に動きベクトル検出ができ
る。第2にノイズを含んだ画像信号や、ステップ上に波
形が変化するような画像信号からでも、非常に少数の代
表点及び累積加算でも正確に動きベクトル検出ができ
る。したがってたとえば従来256の代表点が必要だった
ものが本発明により16の代表点で動きベクトル検出で可
能となれば、代表点メモリの容量および演算回数が1/16
で済む。又代表点間隔を従来のものより大幅に広くとる
ことができるので、各探索領域を互に重ね合わせること
なく、又は重ね合う回数を少なくして、探索領域の大き
さを大きくとることが可能となり、したがって従来のも
のよりハードウェアを複雑化せずに、より広い範囲の動
きベクトルを検出することができる。第3にフリッカー
等により信号波形のレベルが変動するような場合でも、
またシェーディングが多く含まれる場合でも正確に動き
ベクトルの検出が可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, first, a motion vector can be accurately detected even from an image signal containing noise. Secondly, a motion vector can be accurately detected even from an image signal containing noise or an image signal whose waveform changes in steps, even with a very small number of representative points and cumulative addition. Therefore, for example, if the present invention enables 256 representative points to be used for motion vector detection with 16 representative points, the capacity of the representative point memory and the number of calculations can be reduced to 1/16.
It's done. Also, since the representative point interval can be made significantly wider than the conventional one, it is possible to make the size of the search area large without overlapping the search areas with each other or by reducing the number of times of overlapping. Therefore, a wider range of motion vectors can be detected without making the hardware more complicated than the conventional one. Third, even if the signal waveform level fluctuates due to flicker,
Further, even when a lot of shading is included, it is possible to accurately detect the motion vector.

したがって、画像の動きベクトル検出装置の能力を大幅
に向上させると同時に、そのコストを非常に低くするこ
とができ、本発明の実用的効果は大きい。
Therefore, the performance of the image motion vector detecting device can be greatly improved, and at the same time, the cost thereof can be made very low, and the practical effect of the present invention is great.

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

第1図,第2図および第3図はそれぞれ本発明の異なる
一実施例の画像の動きベクトル検出装置のブロック構成
図、第4図および第5図は同装置の動作波形図、第6図
および第7図は同実施例と従来例を比較する関係線図、
第8図は従来例の画像の動きベクトル検出装置のブロッ
ク図、第9図は同従来例の動作を説明するための略線図
および動作波形図、第10図は各探索領域と代表点の関係
を模式的に示す図、第11図は従来例の動作波形図であ
る。 2……代表点メモリ、3……相関器、4……累積加算
器、5……動きベクトル発生回路、14……ローパスフィ
ルター、15……ハイパスフィルター、16……ハンドパス
フィルター。
1, FIG. 2 and FIG. 3 are block diagrams of the motion vector detecting device for image according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are operation waveform diagrams of the device, and FIG. And FIG. 7 is a relational diagram comparing the same embodiment and the conventional example,
FIG. 8 is a block diagram of an image motion vector detecting device of a conventional example, FIG. 9 is a schematic diagram and an operation waveform diagram for explaining the operation of the conventional example, and FIG. 10 is a diagram showing each search area and representative points. FIG. 11 is a diagram schematically showing the relationship, and FIG. 11 is an operation waveform diagram of a conventional example. 2 ... Representative point memory, 3 ... Correlator, 4 ... Cumulative adder, 5 ... Motion vector generation circuit, 14 ... Low pass filter, 15 ... High pass filter, 16 ... Hand pass filter.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】あるフレームの入力信号の検出領域内の信
号について、所定の水平方向間隔LX、垂直方向間隔LY
をあけて設定された複数の代表点の信号を記憶する手段
と、前記フレーム以降のフレームの入力信号について、
前記複数の代表点の記憶信号と各代表点を含む周りの入
力信号との差分を求め、集計して動きベクトル検出範囲
内の偏移に対する相関値を求める手段と、前記相関値の
最小点を求めて動きベクトルとして出力する手段を有
し、前記入力画像信号に対して、少なくとも前記所定の
水平方向間隔LX,垂直方向間隔LY以上のトランジェン
トを持つIIRローパスフィルタまたはFIRローパスフィル
タを設けたことを特徴とした画像の動きベクトル検出装
置。
1. A predetermined horizontal interval LX and a vertical interval LY for signals in a detection area of an input signal of a frame.
Means for storing signals of a plurality of representative points set by opening the input signal of the frame after the frame,
A means for obtaining the difference between the stored signal of the plurality of representative points and the surrounding input signal including each representative point, calculating the correlation value for the deviation within the motion vector detection range, and the minimum point of the correlation value An IIR low-pass filter or a FIR low-pass filter having a transient that is at least the predetermined horizontal interval LX and vertical interval LY with respect to the input image signal is provided. Characterized image motion vector detection device.
【請求項2】少なくとも画像信号の垂直方向または水平
方向の直流成分および低域成分を抑圧するハイパスフィ
ルターを有することを特徴とする請求項1記載の画像の
動きベクトル検出装置。
2. A motion vector detecting apparatus for an image according to claim 1, further comprising a high-pass filter for suppressing a DC component and a low frequency component of at least a vertical direction or a horizontal direction of the image signal.
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