JPH08265777A - 階層的動き推定を採用した動きベクトル決定方法 - Google Patents
階層的動き推定を採用した動きベクトル決定方法Info
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- JPH08265777A JPH08265777A JP7087338A JP8733895A JPH08265777A JP H08265777 A JPH08265777 A JP H08265777A JP 7087338 A JP7087338 A JP 7087338A JP 8733895 A JP8733895 A JP 8733895A JP H08265777 A JPH08265777 A JP H08265777A
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- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 階層的動き推定技法を用いて動きベクトル
をより正確に決定すること。 【構成】 本発明による動きベクトル推定方法は、プ
ロセッシングブロックに対する階層的探索ブロックの各
々の動き推定を、対応する階層的探索領域に関して行っ
て最小エラー関数と動きベクトルとを提供する過程と、
前記最小エラー関数を所定の閾値と比較する過程と、前
記階層的探索ブロックのうち最も小さい最小エラー関数
を有する探索ブロックを決定する過程と、最小エラー関
数が前記所定の閾値より小さくなる探索ブロックが一つ
以上ある場合、これらの探索ブロックのうち最も高い階
層の探索ブロックに対応する動きベクトルをプロセッシ
ングブロックの動きベクトルとし、所定の閾値より小さ
い最小エラー関数が一つもない場合は最も小さいエラー
関数に対応する探索ブロックの動きベクトルをプロセッ
シングブロックの動きベクトルとする過程とを含む。
をより正確に決定すること。 【構成】 本発明による動きベクトル推定方法は、プ
ロセッシングブロックに対する階層的探索ブロックの各
々の動き推定を、対応する階層的探索領域に関して行っ
て最小エラー関数と動きベクトルとを提供する過程と、
前記最小エラー関数を所定の閾値と比較する過程と、前
記階層的探索ブロックのうち最も小さい最小エラー関数
を有する探索ブロックを決定する過程と、最小エラー関
数が前記所定の閾値より小さくなる探索ブロックが一つ
以上ある場合、これらの探索ブロックのうち最も高い階
層の探索ブロックに対応する動きベクトルをプロセッシ
ングブロックの動きベクトルとし、所定の閾値より小さ
い最小エラー関数が一つもない場合は最も小さいエラー
関数に対応する探索ブロックの動きベクトルをプロセッ
シングブロックの動きベクトルとする過程とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動きベクトルを決定する
ための方法に関し、特に、階層的動き推定技法を用い
て、２つの連続ビデオフレームから動きベクトルを決定
するための改善された方法に関する。
ための方法に関し、特に、階層的動き推定技法を用い
て、２つの連続ビデオフレームから動きベクトルを決定
するための改善された方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の高精細度テレビジョン及
びビデオ電話システムのような多様な電子／電気的応用
分野に於いて、映像信号はディジタル信号として伝送さ
れる必要がある。映像信号がディジタル信号として表現
される場合、相当量のディジタルデータが発生する。し
かし、通常の伝送チャネルの利用可能な周波数帯域幅は
限られているため、映像信号を通常の伝送チャネルを通
じて伝送するためには、伝送データ量を圧縮するか減ら
さなければならない。様々な圧縮技法のうち、動き補償
インタフレーム符号化技法が効果的な圧縮技法の一つと
して知られているが、これは信号の圧縮のために２つの
隣接ビデオフレームの間のビデオ信号の時間的冗長性を
用いている。
びビデオ電話システムのような多様な電子／電気的応用
分野に於いて、映像信号はディジタル信号として伝送さ
れる必要がある。映像信号がディジタル信号として表現
される場合、相当量のディジタルデータが発生する。し
かし、通常の伝送チャネルの利用可能な周波数帯域幅は
限られているため、映像信号を通常の伝送チャネルを通
じて伝送するためには、伝送データ量を圧縮するか減ら
さなければならない。様々な圧縮技法のうち、動き補償
インタフレーム符号化技法が効果的な圧縮技法の一つと
して知られているが、これは信号の圧縮のために２つの
隣接ビデオフレームの間のビデオ信号の時間的冗長性を
用いている。
【０００３】動き補償インタフレーム符号化技法に於い
て、現フレームデータは現フレームと前フレームとの間
の動き推定に基づいて、前フレームから予測される。こ
のような推定された動きは、前フレームと現フレームと
の間の画素の変位を表す２次元動きベクトルとして表す
ことができる。本技術分野に於いて提案されている動き
ベクトル推定技法のうちの一つは、ブロックマッチング
アルゴリズムである(例えば、J.R.Jain et al.,“Displ
acement Measurement and Its Application in Interfr
ame Image Coding”, IEEE Transactions on Communica
tions COM-29,No.12(December 1981)参照方)。
て、現フレームデータは現フレームと前フレームとの間
の動き推定に基づいて、前フレームから予測される。こ
のような推定された動きは、前フレームと現フレームと
の間の画素の変位を表す２次元動きベクトルとして表す
ことができる。本技術分野に於いて提案されている動き
ベクトル推定技法のうちの一つは、ブロックマッチング
アルゴリズムである(例えば、J.R.Jain et al.,“Displ
acement Measurement and Its Application in Interfr
ame Image Coding”, IEEE Transactions on Communica
tions COM-29,No.12(December 1981)参照方)。
【０００４】ブロックマッチングアルゴリズムによれ
ば、現フレームは複数の同一の大きさの探索ブロックに
分割される。探索ブロックの大きさは、典型的には、８
×８と３２×３２画素との間の範囲にある。現フレーム
内の探索ブロックに対する動きベクトルを決定するため
には、現フレームの探索ブロックと、探索ブロックと同
一の大きさを有する複数の各候補ブロックの間で類似計
算（similarity calculation）が行われる。前記候補ブ
ロックは前フレーム内の探索領域に含まれ、探索領域の
大きさは一般に、探索ブロックより大きい。絶対平均エ
ラーまたは二乗平均エラーのようなエラー関数が現フレ
ームの探索ブロックと探索領域内の各候補ブロックとの
間の類似性を測定するために用いられる。また、動きベ
クトルは定義により探索ブロックと最適マッチングブロ
ックする候補ブロック、即ち、最小「エラー」または差
を生む候補ブロックとの間の変位を表す。
ば、現フレームは複数の同一の大きさの探索ブロックに
分割される。探索ブロックの大きさは、典型的には、８
×８と３２×３２画素との間の範囲にある。現フレーム
内の探索ブロックに対する動きベクトルを決定するため
には、現フレームの探索ブロックと、探索ブロックと同
一の大きさを有する複数の各候補ブロックの間で類似計
算（similarity calculation）が行われる。前記候補ブ
ロックは前フレーム内の探索領域に含まれ、探索領域の
大きさは一般に、探索ブロックより大きい。絶対平均エ
ラーまたは二乗平均エラーのようなエラー関数が現フレ
ームの探索ブロックと探索領域内の各候補ブロックとの
間の類似性を測定するために用いられる。また、動きベ
クトルは定義により探索ブロックと最適マッチングブロ
ックする候補ブロック、即ち、最小「エラー」または差
を生む候補ブロックとの間の変位を表す。
【０００５】しかし、このような固定された大きさの探
索ブロックを採用したブロックマッチング動き推定に於
いては、探索ブロックが比較的大きい場合、同じように
は動かない画素も含めて、探索ブロック内の画素全てに
同じ動きベクトルが割り当てられるため、全体的な画質
が劣化する。
索ブロックを採用したブロックマッチング動き推定に於
いては、探索ブロックが比較的大きい場合、同じように
は動かない画素も含めて、探索ブロック内の画素全てに
同じ動きベクトルが割り当てられるため、全体的な画質
が劣化する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の主な
目的は、階層的動き推定技法を用いて、２つの連続ビデ
オフレームから動きベクトルを正確に決定しうる改善さ
れた方法を提供することである。
目的は、階層的動き推定技法を用いて、２つの連続ビデ
オフレームから動きベクトルを正確に決定しうる改善さ
れた方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によると、階層的動き推定を用いて現フレ
ーム及び前フレームから現フレームの各プロセッシング
ブロックに対する動きベクトルを決定するための方法で
あって、前記現フレームは同一の大きさを有する複数の
プロセッシングブロックに分割され、各々の前記プロセ
ッシングブロックは１より大きい定数であるＭ個の階層
的探索ブロックを有し、ある階層の探索ブロックの大き
さはより低い階層の探索ブロックより大きく、また前記
前フレームは前記階層的探索ブロックに対応する複数の
探索領域に分割され、各探索領域は複数の候補ブロック
を有し、各々の候補ブロックは対応する階層的探索ブロ
ックと同一の大きさを有する前記方法に於いて、（ａ）
前記プロセッシングブロックの各階層的探索ブロックの
動き推定を対応する前記階層的探索領域に対して行い、
各階層的探索ブロックに対する最小エラー関数と動きベ
クトルとを提供する過程であって、前記動きベクトルの
各々は前記階層的探索ブロックの各々と対応する階層の
最小エラー関数を生成する候補ブロックとの間の画素の
変位を表す該過程と、（ｂ）前記最小エラー関数を所定
の閾値と比較する過程と、（ｃ）前記階層的探索ブロッ
クのうち、最も小さい最小エラー関数を有する探索ブロ
ックを決定する過程と、（ｄ）前記最小エラー関数が前
記所定の閾値より小さくなる探索ブロックが一つ以上あ
る場合は、これらの一つ以上の探索ブロックのうち最も
高い階層の探索ブロックに対応する動きベクトルを前記
プロセッシングブロックの動きベクトルとし、もし前記
最小エラー関数の中に前記所定の閾値より小さいものが
一つもない場合は、前記過程（ｃ）で決定された探索ブ
ロックに対応する動きベクトルを前記プロセッシングブ
ロックの動きベクトルとする過程とを含むことを特徴と
する動きベクトル決定方法が提供される。
めに、本発明によると、階層的動き推定を用いて現フレ
ーム及び前フレームから現フレームの各プロセッシング
ブロックに対する動きベクトルを決定するための方法で
あって、前記現フレームは同一の大きさを有する複数の
プロセッシングブロックに分割され、各々の前記プロセ
ッシングブロックは１より大きい定数であるＭ個の階層
的探索ブロックを有し、ある階層の探索ブロックの大き
さはより低い階層の探索ブロックより大きく、また前記
前フレームは前記階層的探索ブロックに対応する複数の
探索領域に分割され、各探索領域は複数の候補ブロック
を有し、各々の候補ブロックは対応する階層的探索ブロ
ックと同一の大きさを有する前記方法に於いて、（ａ）
前記プロセッシングブロックの各階層的探索ブロックの
動き推定を対応する前記階層的探索領域に対して行い、
各階層的探索ブロックに対する最小エラー関数と動きベ
クトルとを提供する過程であって、前記動きベクトルの
各々は前記階層的探索ブロックの各々と対応する階層の
最小エラー関数を生成する候補ブロックとの間の画素の
変位を表す該過程と、（ｂ）前記最小エラー関数を所定
の閾値と比較する過程と、（ｃ）前記階層的探索ブロッ
クのうち、最も小さい最小エラー関数を有する探索ブロ
ックを決定する過程と、（ｄ）前記最小エラー関数が前
記所定の閾値より小さくなる探索ブロックが一つ以上あ
る場合は、これらの一つ以上の探索ブロックのうち最も
高い階層の探索ブロックに対応する動きベクトルを前記
プロセッシングブロックの動きベクトルとし、もし前記
最小エラー関数の中に前記所定の閾値より小さいものが
一つもない場合は、前記過程（ｃ）で決定された探索ブ
ロックに対応する動きベクトルを前記プロセッシングブ
ロックの動きベクトルとする過程とを含むことを特徴と
する動きベクトル決定方法が提供される。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながらより詳しく説明する。
ながらより詳しく説明する。
【０００９】図１には、階層的動き推定技法を採用する
ことによって、現フレームの複数のプロセッシングブロ
ックの各々に対する動きベクトルを決定するための、本
発明による方法を用いた装置のブロック図が示されてい
る。各プロセッシングブロックはＰ×Ｑ画素（例えば、
２×２画素）の大きさであり、現フレーム内の階層的探
索ブロックを有する。
ことによって、現フレームの複数のプロセッシングブロ
ックの各々に対する動きベクトルを決定するための、本
発明による方法を用いた装置のブロック図が示されてい
る。各プロセッシングブロックはＰ×Ｑ画素（例えば、
２×２画素）の大きさであり、現フレーム内の階層的探
索ブロックを有する。
【００１０】現フレームデータは、入力ディジタルビデ
オ信号として、フレームメモリ５０と階層的探索ブロッ
クを発生させるブロック形成部１００とに印加される。
ブロック形成部１００は、各プロセッシングブロックに
対する階層的探索ブロックを発生させる働きをし、各プ
ロセッシングブロックは発生される探索ブロックの中心
に位置する。任意の階層の探索ブロックは、より低い階
層の探索ブロックより水平及び垂直方向に２Ｎ画素だけ
大きい。ここでＮは０より大きい整数（例えば１）であ
る。また、最も低い階層の探索ブロックは、プロセッシ
ングブロックより大きいかあるいは同じ大きさである。
オ信号として、フレームメモリ５０と階層的探索ブロッ
クを発生させるブロック形成部１００とに印加される。
ブロック形成部１００は、各プロセッシングブロックに
対する階層的探索ブロックを発生させる働きをし、各プ
ロセッシングブロックは発生される探索ブロックの中心
に位置する。任意の階層の探索ブロックは、より低い階
層の探索ブロックより水平及び垂直方向に２Ｎ画素だけ
大きい。ここでＮは０より大きい整数（例えば１）であ
る。また、最も低い階層の探索ブロックは、プロセッシ
ングブロックより大きいかあるいは同じ大きさである。
【００１１】図１に示されているように、ブロック形成
部１００はＭ個、例えば、４つのブロック形成器１１０
〜１７０を含む。ブロック形成器１１０、１３０、１５
０、及び１７０では、プロセッシングブロックに対する
階層的探索ブロックが発生される。探索ブロックの大き
さは水平及び垂直方向に２Ｎから２Ｎ（Ｍ−１）の間で
２Ｎ画素ステップで変わる。ここでＭは１より大きい整
数である。詳述すると、第１ブロック形成器１１０はＨ
×Ｖ画素の大きさを有する最も高い階層の探索ブロック
を発生させ、第２ブロック形成器１３０は（Ｈ−２Ｎ）
×（Ｖ−２Ｎ）（例えば、（Ｈ−２）×（Ｖ−２））画
素の大きさを有するより低い階層の探索ブロックを発生
させ、第３ブロック形成器１５０は（Ｈー４Ｎ）×（Ｖ
ー４Ｎ）（例えば、（Ｈ−４）×（Ｖ−４））画素の大
きさを有するより低い階層の探索ブロックを発生させ、
最後のブロック形成器１７０は（Ｈ−２Ｎ（Ｍ−１））
×（Ｖ−２Ｎ（Ｍ−１））（例えば（Ｈ−２（Ｍ−
１））×（Ｖ−２（Ｍ−１）））画素の大きさを有する
最も低い階層の探索ブロックを発生させる。
部１００はＭ個、例えば、４つのブロック形成器１１０
〜１７０を含む。ブロック形成器１１０、１３０、１５
０、及び１７０では、プロセッシングブロックに対する
階層的探索ブロックが発生される。探索ブロックの大き
さは水平及び垂直方向に２Ｎから２Ｎ（Ｍ−１）の間で
２Ｎ画素ステップで変わる。ここでＭは１より大きい整
数である。詳述すると、第１ブロック形成器１１０はＨ
×Ｖ画素の大きさを有する最も高い階層の探索ブロック
を発生させ、第２ブロック形成器１３０は（Ｈ−２Ｎ）
×（Ｖ−２Ｎ）（例えば、（Ｈ−２）×（Ｖ−２））画
素の大きさを有するより低い階層の探索ブロックを発生
させ、第３ブロック形成器１５０は（Ｈー４Ｎ）×（Ｖ
ー４Ｎ）（例えば、（Ｈ−４）×（Ｖ−４））画素の大
きさを有するより低い階層の探索ブロックを発生させ、
最後のブロック形成器１７０は（Ｈ−２Ｎ（Ｍ−１））
×（Ｖ−２Ｎ（Ｍ−１））（例えば（Ｈ−２（Ｍ−
１））×（Ｖ−２（Ｍ−１）））画素の大きさを有する
最も低い階層の探索ブロックを発生させる。
【００１２】図３には、本発明の好適実施例で用いられ
ている、ブロック形成器１１０〜１７０から発生された
階層的探索ブロックが例示的に示されている。例示のた
め、Ｈ及びＶは現フレーム内の各探索ブロックに対して
同一数１６とする。
ている、ブロック形成器１１０〜１７０から発生された
階層的探索ブロックが例示的に示されている。例示のた
め、Ｈ及びＶは現フレーム内の各探索ブロックに対して
同一数１６とする。
【００１３】図３に示されているように、ブロック形成
器１１０はＨ×Ｖ、即ち、１６×１６画素の大きさを有
する探索ブロック１０を形成する。前記探索ブロック１
０はプロセッシングブロック５を基準として形成され、
プロセッシングブロック５は探索ブロック１０の中心に
位置する。同じように、プロセッシングブロック５を基
準として用いて、ブロック形成器１３０は（Ｈ−２）×
（Ｖ−２）、即ち、１４×１４画素の大きさを有する探
索ブロック１２を形成し、ブロック形成器１５０は（Ｈ
−４）×（Ｖ−４）、即ち、１２×１２画素の大きさを
有する探索ブロック１４を形成し、最後のブロック形成
器１７０は（Ｈ−８）×（Ｖ−８）、即ち、８×８画素
の大きさを有する最も低い階層の探索ブロック（即ち、
最も小さい探索ブロック）１６を発生させ、プロセッシ
ングブロック５は各探索ブロック１２、１４、及び１６
の中心に位置する。
器１１０はＨ×Ｖ、即ち、１６×１６画素の大きさを有
する探索ブロック１０を形成する。前記探索ブロック１
０はプロセッシングブロック５を基準として形成され、
プロセッシングブロック５は探索ブロック１０の中心に
位置する。同じように、プロセッシングブロック５を基
準として用いて、ブロック形成器１３０は（Ｈ−２）×
（Ｖ−２）、即ち、１４×１４画素の大きさを有する探
索ブロック１２を形成し、ブロック形成器１５０は（Ｈ
−４）×（Ｖ−４）、即ち、１２×１２画素の大きさを
有する探索ブロック１４を形成し、最後のブロック形成
器１７０は（Ｈ−８）×（Ｖ−８）、即ち、８×８画素
の大きさを有する最も低い階層の探索ブロック（即ち、
最も小さい探索ブロック）１６を発生させ、プロセッシ
ングブロック５は各探索ブロック１２、１４、及び１６
の中心に位置する。
【００１４】図１を更に参照すれば、ブロック形成器１
１０〜１７０から発生された階層的探索ブロックは、複
数のエラー関数発生器２１０〜２７０を含む動き推定ユ
ニット２００に入力される。フレームメモリ５０からの
前フレームデータもまた動き推定ユニット２００に印加
される。動き推定ユニット２００内に含まれるエラー関
数発生器２１０〜２７０の各々では、フレームメモリ５
０からの前フレームデータと現フレームデータとを処理
して、現フレームの探索ブロックと最小エラー関数を生
成する候補ブロックとの間の変位を表す動きベクトルを
推定する。
１０〜１７０から発生された階層的探索ブロックは、複
数のエラー関数発生器２１０〜２７０を含む動き推定ユ
ニット２００に入力される。フレームメモリ５０からの
前フレームデータもまた動き推定ユニット２００に印加
される。動き推定ユニット２００内に含まれるエラー関
数発生器２１０〜２７０の各々では、フレームメモリ５
０からの前フレームデータと現フレームデータとを処理
して、現フレームの探索ブロックと最小エラー関数を生
成する候補ブロックとの間の変位を表す動きベクトルを
推定する。
【００１５】エラー関数発生器２１０、２３０、２５
０、及び２７０は、同様に動作する実質的に同一の要素
から構成される。従って、各エラー関数発生器２１０、
２３０、２５０、及び２７０の動作は実質的に同一であ
る。従って、エラー関数発生器２１０の動作だけを図２
を参照して詳細に説明すれば十分であろう。図２には、
エラー関数発生器２１０のブロック図が詳細に示されて
いる。
０、及び２７０は、同様に動作する実質的に同一の要素
から構成される。従って、各エラー関数発生器２１０、
２３０、２５０、及び２７０の動作は実質的に同一であ
る。従って、エラー関数発生器２１０の動作だけを図２
を参照して詳細に説明すれば十分であろう。図２には、
エラー関数発生器２１０のブロック図が詳細に示されて
いる。
【００１６】図２に示されているように、図１に示され
たフレームメモリ５０から提供された前フレームデータ
は、探索領域形成部２１１へ提供される。探索領域形成
部２１１は、同一の大きさの探索領域を前フレーム内に
規定する。探索領域の大きさは、一般に探索ブロックよ
り大きい。
たフレームメモリ５０から提供された前フレームデータ
は、探索領域形成部２１１へ提供される。探索領域形成
部２１１は、同一の大きさの探索領域を前フレーム内に
規定する。探索領域の大きさは、一般に探索ブロックよ
り大きい。
【００１７】探索領域形成部２１１で探索領域が決定さ
れたのち、探索領域のデータは複数のブロック形成部、
例えば、２１２〜２１４へ提供される。各ブロック形成
部では、Ｈ×Ｖ、即ち、１６×１６画素の候補ブロック
が探索領域から発生される。各候補ブロックと現フレー
ムの探索ブロックとの間の相対的な変位が、各候補ブロ
ックの変位ベクトル、例えば、６１２〜６１４として出
力される。Ｈ×Ｖ画素の大きさを有する全ての可能な候
補ブロックが決定された探索領域内で形成され、各々の
候補ブロックに対応する変位ベクトルが得られる。
れたのち、探索領域のデータは複数のブロック形成部、
例えば、２１２〜２１４へ提供される。各ブロック形成
部では、Ｈ×Ｖ、即ち、１６×１６画素の候補ブロック
が探索領域から発生される。各候補ブロックと現フレー
ムの探索ブロックとの間の相対的な変位が、各候補ブロ
ックの変位ベクトル、例えば、６１２〜６１４として出
力される。Ｈ×Ｖ画素の大きさを有する全ての可能な候
補ブロックが決定された探索領域内で形成され、各々の
候補ブロックに対応する変位ベクトルが得られる。
【００１８】また、各々の候補ブロックの画素データ
は、各々のブロック形成部２１２〜２１４から各々のブ
ロック整合部２１５〜２１７へ出力される。Ｈ×Ｖ画素
の大きさを有する探索ブロックデータも、図１に示され
たブロック形成器１１０から各々のブロック整合部２１
５〜２１７へ提供される。各々のブロック整合部ではブ
ロック形成器１１０からの探索ブロックと各々のブロッ
ク形成部２１２〜２１４からの候補ブロックとの間のエ
ラー関数が計算される。エラー関数は、例えば、絶対平
均エラーであり、これは、探索ブロックと候補ブロック
との間の画素値の差の絶対値の平均に対応する。探索ブ
ロックと各候補ブロックの対応する画素の輝度を比較す
ることにより、各候補ブロックに対するエラー関数を求
める。エラー関数は探索ブロックと各候補ブロックとの
間の類似度を表す。
は、各々のブロック形成部２１２〜２１４から各々のブ
ロック整合部２１５〜２１７へ出力される。Ｈ×Ｖ画素
の大きさを有する探索ブロックデータも、図１に示され
たブロック形成器１１０から各々のブロック整合部２１
５〜２１７へ提供される。各々のブロック整合部ではブ
ロック形成器１１０からの探索ブロックと各々のブロッ
ク形成部２１２〜２１４からの候補ブロックとの間のエ
ラー関数が計算される。エラー関数は、例えば、絶対平
均エラーであり、これは、探索ブロックと候補ブロック
との間の画素値の差の絶対値の平均に対応する。探索ブ
ロックと各候補ブロックの対応する画素の輝度を比較す
ることにより、各候補ブロックに対するエラー関数を求
める。エラー関数は探索ブロックと各候補ブロックとの
間の類似度を表す。
【００１９】ブロック整合部２１５〜２１７からの全て
のエラー関数は、最小値検出器２１８へ供給される。最
小値検出器２１８は、エラー関数を比較して、最も小さ
いエラー関数を選択する。
のエラー関数は、最小値検出器２１８へ供給される。最
小値検出器２１８は、エラー関数を比較して、最も小さ
いエラー関数を選択する。
【００２０】最小値検出器２１８は最小エラー関数に対
応する候補ブロックを表す信号を選択器２１９へ出力す
る。ブロック形成部２１２〜２１４から得られた変位ベ
クトル（動きベクトル）６１２〜６１４も選択器２１９
へ提供される。選択器２１９は最小エラー関数に対応す
る候補ブロックの変位ベクトルをＨ×Ｖ画素の大きさを
有する前記探索ブロックに対する動きベクトルとして選
択する。決定された動きベクトルは、第１階層動きベク
トルＭＶ１として、図１に示された動きベクトル選択器
４００及び選択器３３２へ出力される。最小値検出器２
１８により選択された最小エラー関数は、第１階層エラ
ー関数Ｅ１として図１に示された小さい値選択器３１２
及び比較器３２２へ出力される。
応する候補ブロックを表す信号を選択器２１９へ出力す
る。ブロック形成部２１２〜２１４から得られた変位ベ
クトル（動きベクトル）６１２〜６１４も選択器２１９
へ提供される。選択器２１９は最小エラー関数に対応す
る候補ブロックの変位ベクトルをＨ×Ｖ画素の大きさを
有する前記探索ブロックに対する動きベクトルとして選
択する。決定された動きベクトルは、第１階層動きベク
トルＭＶ１として、図１に示された動きベクトル選択器
４００及び選択器３３２へ出力される。最小値検出器２
１８により選択された最小エラー関数は、第１階層エラ
ー関数Ｅ１として図１に示された小さい値選択器３１２
及び比較器３２２へ出力される。
【００２１】同じように、図１に示された各エラー関数
発生器２３０〜２７０では、絶対平均エラーのようなエ
ラー関数を用いて、対応する各階層レベルの探索ブロッ
クが前フレームの対応する探索領域に含まれる各候補ブ
ロックと比較されエラー関数が発生される。この各階層
レベルのエラー関数は処理されて、各階層の各探索ブロ
ックに対する最小エラー関数が生成される。この最小エ
ラー関数に対応する変位ベクトルは、前記探索ブロック
の動きベクトルとして選択される。各々のエラー関数発
生器２３０〜２７０から出力される最小エラー関数は、
第２階層、第３階層、及び最後の階層のエラー関数Ｅ２
〜Ｅ４として小さい値選択器３１２〜３１６へ各々提供
され、それと同時に、対応する各階層レベルの探索ブロ
ックの動きベクトルは、第２階層、第３階層、及び最後
の階層動きベクトルＭＶ２〜ＭＶ４として選択器３３２
〜３３６へ各々提供される。
発生器２３０〜２７０では、絶対平均エラーのようなエ
ラー関数を用いて、対応する各階層レベルの探索ブロッ
クが前フレームの対応する探索領域に含まれる各候補ブ
ロックと比較されエラー関数が発生される。この各階層
レベルのエラー関数は処理されて、各階層の各探索ブロ
ックに対する最小エラー関数が生成される。この最小エ
ラー関数に対応する変位ベクトルは、前記探索ブロック
の動きベクトルとして選択される。各々のエラー関数発
生器２３０〜２７０から出力される最小エラー関数は、
第２階層、第３階層、及び最後の階層のエラー関数Ｅ２
〜Ｅ４として小さい値選択器３１２〜３１６へ各々提供
され、それと同時に、対応する各階層レベルの探索ブロ
ックの動きベクトルは、第２階層、第３階層、及び最後
の階層動きベクトルＭＶ２〜ＭＶ４として選択器３３２
〜３３６へ各々提供される。
【００２２】小さい値選択器３１２は、その２つの入
力、即ち、第１及び第２階層エラー関数Ｅ１、Ｅ２のう
ち小さいエラー関数を比較器３２４及び次の段の小さい
値選択器３１４へ出力し、それと共に、前記小さいエラ
ー関数に対応する階層動きベクトルを表す制御信号を選
択器３３２へ発生させる。次の段の小さい値選択器３１
４は、その２つの入力、即ち、小さい値選択器３１２の
出力と第３階層エラー関数Ｅ３のうち小さいエラー関数
を比較器３２６及び次の段の小さい値選択器へ出力し、
前記小さいエラー関数に対応する階層動きベクトルを表
す制御信号を選択器３３４へ発生させる。また、最後の
小さい値選択器３１６は、その２つの入力、即ち、すぐ
前の段の小さい値選択器の出力及び最後の階層エラー関
数Ｅ４のうち小さいエラー関数を比較器３２８へ出力
し、前記小さいエラー関数に対応する階層動きベクトル
を表す制御信号を選択器３３６へ発生させる。
力、即ち、第１及び第２階層エラー関数Ｅ１、Ｅ２のう
ち小さいエラー関数を比較器３２４及び次の段の小さい
値選択器３１４へ出力し、それと共に、前記小さいエラ
ー関数に対応する階層動きベクトルを表す制御信号を選
択器３３２へ発生させる。次の段の小さい値選択器３１
４は、その２つの入力、即ち、小さい値選択器３１２の
出力と第３階層エラー関数Ｅ３のうち小さいエラー関数
を比較器３２６及び次の段の小さい値選択器へ出力し、
前記小さいエラー関数に対応する階層動きベクトルを表
す制御信号を選択器３３４へ発生させる。また、最後の
小さい値選択器３１６は、その２つの入力、即ち、すぐ
前の段の小さい値選択器の出力及び最後の階層エラー関
数Ｅ４のうち小さいエラー関数を比較器３２８へ出力
し、前記小さいエラー関数に対応する階層動きベクトル
を表す制御信号を選択器３３６へ発生させる。
【００２３】各々の比較器３２２〜３２８は、その２つ
の入力、即ち、所定の閾値及び印加される階層エラー関
数を比較して、論理「ハイ」または論理「ロー」の選択
信号Ｓ１〜Ｓ４を動きベクトル選択器４００へ発生させ
る。即ち、各比較器は所定の閾値が各々の階層エラー関
数より大きければ論理「ハイ」選択信号を、そうでなけ
れば、論理「ロー」選択信号を動きベクトル選択器４０
０へ発生させる。
の入力、即ち、所定の閾値及び印加される階層エラー関
数を比較して、論理「ハイ」または論理「ロー」の選択
信号Ｓ１〜Ｓ４を動きベクトル選択器４００へ発生させ
る。即ち、各比較器は所定の閾値が各々の階層エラー関
数より大きければ論理「ハイ」選択信号を、そうでなけ
れば、論理「ロー」選択信号を動きベクトル選択器４０
０へ発生させる。
【００２４】比較器３２２は所定の閾値を第１階層エラ
ー関数Ｅ１と比較して、所定の閾値がＥ１より大きけれ
ば論理「ハイ」選択信号を、そうでなければ、論理「ロ
ー」選択信号を動きベクトル選択器４００へ発生させ
る。同じように、各々の比較器３２４〜３２８は、所定
の閾値を対応する各小さい値選択器３１２〜３１６の出
力と比較して、所定の閾値が前記対応する各々の小さい
値選択器の出力より大きければ論理「ハイ」選択信号
を、そうでなければ、論理「ロー」選択信号を動きベク
トル選択器４００へ各々発生させる。
ー関数Ｅ１と比較して、所定の閾値がＥ１より大きけれ
ば論理「ハイ」選択信号を、そうでなければ、論理「ロ
ー」選択信号を動きベクトル選択器４００へ発生させ
る。同じように、各々の比較器３２４〜３２８は、所定
の閾値を対応する各小さい値選択器３１２〜３１６の出
力と比較して、所定の閾値が前記対応する各々の小さい
値選択器の出力より大きければ論理「ハイ」選択信号
を、そうでなければ、論理「ロー」選択信号を動きベク
トル選択器４００へ各々発生させる。
【００２５】本発明によれば、もしＳ１が論理「ハイ」
であれば、選択信号Ｓ２〜Ｓ４も論理「ハイ」になる。
もしＳ１が論理「ロー」であり、Ｓ２が論理「ハイ」で
あれば、Ｓ３〜Ｓ４も論理「ハイ」になる。即ち、もし
ある階層に対応する選択信号が論理「ハイ」であればよ
り低い階層に対応する選択信号も論理「ハイ」となる。
であれば、選択信号Ｓ２〜Ｓ４も論理「ハイ」になる。
もしＳ１が論理「ロー」であり、Ｓ２が論理「ハイ」で
あれば、Ｓ３〜Ｓ４も論理「ハイ」になる。即ち、もし
ある階層に対応する選択信号が論理「ハイ」であればよ
り低い階層に対応する選択信号も論理「ハイ」となる。
【００２６】各々の選択器３３２〜３３６は、各々の小
さい値選択器３１２〜３１６から出力された制御信号に
応答して、入力される２つの階層動きベクトルのうち一
つを選択する。即ち、選択器３３２は、小さい値選択器
３１２から提供された制御信号に応答して、その２つの
入力、即ち、第１及び第２階層動きベクトルＭＶ１、Ｍ
Ｖ２のうち一つを選択して、選択器３３４及び動きベク
トル選択器４００へ提供する。選択器３３４は小さい値
選択器３１４から提供された制御信号に応答して、その
２つの入力、即ち、選択器３３２からの出力及び第３階
層動きベクトルＭＶ３のうち一つを選択して、動きベク
トル選択器４００及び次の段の選択器へ提供する。ま
た、最後の選択器３３６は、小さい値選択器３１６から
提供された制御信号に応答して、その２つの入力、即
ち、すぐ前の段の選択器からの出力及び最後の階層動き
ベクトルＭＶ４のうち一つを選択して、動きベクトル選
択器４００へ提供する。
さい値選択器３１２〜３１６から出力された制御信号に
応答して、入力される２つの階層動きベクトルのうち一
つを選択する。即ち、選択器３３２は、小さい値選択器
３１２から提供された制御信号に応答して、その２つの
入力、即ち、第１及び第２階層動きベクトルＭＶ１、Ｍ
Ｖ２のうち一つを選択して、選択器３３４及び動きベク
トル選択器４００へ提供する。選択器３３４は小さい値
選択器３１４から提供された制御信号に応答して、その
２つの入力、即ち、選択器３３２からの出力及び第３階
層動きベクトルＭＶ３のうち一つを選択して、動きベク
トル選択器４００及び次の段の選択器へ提供する。ま
た、最後の選択器３３６は、小さい値選択器３１６から
提供された制御信号に応答して、その２つの入力、即
ち、すぐ前の段の選択器からの出力及び最後の階層動き
ベクトルＭＶ４のうち一つを選択して、動きベクトル選
択器４００へ提供する。
【００２７】動きベクトル選択器４００は、選択信号Ｓ
１〜Ｓ４を受けて、入力される動きベクトルのうちの一
つを前記プロセッシングブロックに対する動きベクトル
として選択する。
１〜Ｓ４を受けて、入力される動きベクトルのうちの一
つを前記プロセッシングブロックに対する動きベクトル
として選択する。
【００２８】もしＳ１が論理「ハイ」であれば、動きベ
クトル選択器４００は他の選択信号に関係なくＭＶ１を
前記プロセッシングブロックに対する動きベクトルとし
て選択する。もしＳ１が論理「ロー」であり、Ｓ２が論
理「ハイ」であれば、動きベクトル選択器４００は、選
択器３３２から印加された動きベクトルを前記プロセッ
シングブロックに対する動きベクトルとして選択する。
このような方式により、動きベクトル選択器４００は、
印加される論理「ハイ」選択信号のうち一番高い階層の
選択信号に対応する動きベクトルをプロセッシングブロ
ックの動きベクトルとして選択する。もし全ての選択信
号Ｓ１〜Ｓ４が論理「ロー」であれば、動きベクトル選
択器４００は、最後の選択器３３６から提供された動き
ベクトルを前記プロセッシングブロックに対する動きベ
クトルとして選択し、最後の選択器３３６により選択さ
れた動きベクトルは最も小さい値を有する階層エラー関
数に対応する。
クトル選択器４００は他の選択信号に関係なくＭＶ１を
前記プロセッシングブロックに対する動きベクトルとし
て選択する。もしＳ１が論理「ロー」であり、Ｓ２が論
理「ハイ」であれば、動きベクトル選択器４００は、選
択器３３２から印加された動きベクトルを前記プロセッ
シングブロックに対する動きベクトルとして選択する。
このような方式により、動きベクトル選択器４００は、
印加される論理「ハイ」選択信号のうち一番高い階層の
選択信号に対応する動きベクトルをプロセッシングブロ
ックの動きベクトルとして選択する。もし全ての選択信
号Ｓ１〜Ｓ４が論理「ロー」であれば、動きベクトル選
択器４００は、最後の選択器３３６から提供された動き
ベクトルを前記プロセッシングブロックに対する動きベ
クトルとして選択し、最後の選択器３３６により選択さ
れた動きベクトルは最も小さい値を有する階層エラー関
数に対応する。
【００２９】
【発明の効果】従って、本発明によれば、ビデオ信号の
現フレームと前フレームとの間の変位を表す動きベクト
ルを決定する際に、階層的動きベクトル推定技法を用い
て２つの連続ビデオフレームから動きベクトルを推定す
ることにより、動きベクトルを正確に決定することがで
きる。
現フレームと前フレームとの間の変位を表す動きベクト
ルを決定する際に、階層的動きベクトル推定技法を用い
て２つの連続ビデオフレームから動きベクトルを推定す
ることにより、動きベクトルを正確に決定することがで
きる。
【図１】ビデオ信号の現フレームと前フレームとの間の
動きベクトルを決定するための本発明の方法を用いた装
置を示した図である。
動きベクトルを決定するための本発明の方法を用いた装
置を示した図である。
【図２】図１に示されたエラー発生器のうち一つを示し
た詳細ブロック図である。
た詳細ブロック図である。
【図３】階層的探索ブロックを例示的に示した図であ
る。
る。
５ プロセッシングブロック １０ 探索ブロック １２ 探索ブロック １４ 探索ブロック １６ 探索ブロック ５０ フレームメモリ １００ ブロック形成部 １１０ ブロック形成器 １３０ ブロック形成器 １５０ ブロック形成器 １７０ ブロック形成器 ２００ 動き推定ユニット ２１０ エラー関数発生器 ２１１ 探索領域形成部 ２１２ ブロック形成部 ２１３ ブロック形成部 ２１４ ブロック形成部 ２１５ ブロック整合部 ２１６ ブロック整合部 ２１７ ブロック整合部 ２１８ 最小値検出器 ２１９ 選択器 ２３０ エラー関数発生器 ２５０ エラー関数発生器 ２７０ エラー関数発生器 ３１２ 小さい値選択器 ３１４ 小さい値選択器 ３１６ 小さい値選択器 ３２２ 比較器 ３２４ 比較器 ３２６ 比較器 ３２８ 比較器 ３３２ 選択器 ３３４ 選択器 ３３６ 選択器 ４００ 動きベクトル選択器４００ ６１２ 候補ブロックの変位ベクトル ６１３ 候補ブロックの変位ベクトル ６１４ 候補ブロックの変位ベクトル Ｅ１ 第１階層エラー関数 Ｅ２ 第２階層エラー関数 Ｅ３ 第３階層エラー関数 Ｅ４ 最後の階層エラー関数 ＭＶ１ 第１階層動きベクトル ＭＶ２ 第２階層動きベクトル ＭＶ３ 第３階層動きベクトル ＭＶ４ 最後の階層動きベクトル Ｓ１ 選択信号 Ｓ２ 選択信号 Ｓ３ 選択信号 Ｓ４ 選択信号
Claims (1)
- 【請求項１】 階層的動き推定を用いて現フレーム及
び前フレームから現フレームの各プロセッシングブロッ
クに対する動きベクトルを決定するための方法であっ
て、前記現フレームは同一の大きさを有する複数のプロ
セッシングブロックに分割され、各々の前記プロセッシ
ングブロックは１より大きい定数であるＭ個の階層的探
索ブロックを有し、ある階層の探索ブロックの大きさは
より低い階層の探索ブロックより大きく、また前記前フ
レームは前記階層的探索ブロックに対応する複数の探索
領域に分割され、各探索領域は複数の候補ブロックを有
し、各々の候補ブロックは対応する階層的探索ブロック
と同一の大きさを有する前記方法に於いて、 （ａ）前記プロセッシングブロックの各階層的探索ブロ
ックの動き推定を対応する前記階層的探索領域に対して
行い、各階層的探索ブロックに対する最小エラー関数と
動きベクトルとを提供する過程であって、前記動きベク
トルの各々は前記階層的探索ブロックの各々と対応する
階層の最小エラー関数を生成する候補ブロックとの間の
画素の変位を表す該過程と、 （ｂ）前記最小エラー関数を所定の閾値と比較する過程
と、 （ｃ）前記階層的探索ブロックのうち、最も小さい最小
エラー関数を有する探索ブロックを決定する過程と、 （ｄ）前記最小エラー関数が前記所定の閾値より小さく
なる探索ブロックが一つ以上ある場合は、これらの一つ
以上の探索ブロックのうち最も高い階層の探索ブロック
に対応する動きベクトルを前記プロセッシングブロック
の動きベクトルとし、もし前記最小エラー関数の中に前
記所定の閾値より小さいものが一つもない場合は、前記
過程（ｃ）で決定された探索ブロックに対応する動きベ
クトルを前記プロセッシングブロックの動きベクトルと
する過程とを含むことを特徴とする動きベクトル決定方
法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP95104091A EP0734175B1 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Hierarchical motion vector estimation using multiple block sizes |
| JP08733895A JP3764505B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 階層的動き推定を採用した動きベクトル決定方法 |
| US08/407,090 US5754237A (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Method for determining motion vectors using a hierarchical motion estimation |
| CN95103503A CN1054017C (zh) | 1995-03-20 | 1995-03-22 | 利用分级的运动估算确定运动矢量的方法 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP95104091A EP0734175B1 (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Hierarchical motion vector estimation using multiple block sizes |
| JP08733895A JP3764505B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 階層的動き推定を採用した動きベクトル決定方法 |
| US08/407,090 US5754237A (en) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | Method for determining motion vectors using a hierarchical motion estimation |
| CN95103503A CN1054017C (zh) | 1995-03-20 | 1995-03-22 | 利用分级的运动估算确定运动矢量的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265777A true JPH08265777A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3764505B2 JP3764505B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=27429987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08733895A Expired - Lifetime JP3764505B2 (ja) | 1995-03-20 | 1995-03-20 | 階層的動き推定を採用した動きベクトル決定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5754237A (ja) |
| EP (1) | EP0734175B1 (ja) |
| JP (1) | JP3764505B2 (ja) |
| CN (1) | CN1054017C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011508517A (ja) * | 2007-12-20 | 2011-03-10 | インテグレーテッド・デバイス・テクノロジー・インコーポレーテッド | 適応探索範囲を用いた動き推定 |
| US8537283B2 (en) | 2010-04-15 | 2013-09-17 | Qualcomm Incorporated | High definition frame rate conversion |
| US8649437B2 (en) | 2007-12-20 | 2014-02-11 | Qualcomm Incorporated | Image interpolation with halo reduction |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3352931B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2002-12-03 | 沖電気工業株式会社 | 動きベクトル検出装置 |
| US7124129B2 (en) * | 1998-03-03 | 2006-10-17 | A9.Com, Inc. | Identifying the items most relevant to a current query based on items selected in connection with similar queries |
| DE69815898T2 (de) | 1998-03-03 | 2003-12-18 | Amazon Com Inc | Identifizierung der relevantesten antworten auf eine aktuelle suchanfrage basierend auf bereits bei ähnlichen anfragen ausgewählten antworten |
| TW376659B (en) * | 1998-05-21 | 1999-12-11 | Nat Science Council | Motion estimator using 3-step hierarchical search block-matching algorithm |
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| US6782052B2 (en) | 2001-03-16 | 2004-08-24 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Reference frame prediction and block mode prediction for fast motion searching in advanced video coding |
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| US7996396B2 (en) | 2006-03-28 | 2011-08-09 | A9.Com, Inc. | Identifying the items most relevant to a current query based on user activity with respect to the results of similar queries |
| TWI337059B (en) | 2007-06-22 | 2011-02-01 | Princo Corp | Multi-layer substrate and manufacture method thereof |
| JP4309453B2 (ja) | 2007-12-26 | 2009-08-05 | 株式会社東芝 | 補間フレーム生成装置、補間フレーム生成方法及び放送受信装置 |
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|---|---|
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| CN1054017C (zh) | 2000-06-28 |
| JP3764505B2 (ja) | 2006-04-12 |
| EP0734175A1 (en) | 1996-09-25 |
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