JPH0888855A - 動きベクトル検出方法及び装置 - Google Patents

動きベクトル検出方法及び装置

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JPH0888855A
JPH0888855A JP9140095A JP9140095A JPH0888855A JP H0888855 A JPH0888855 A JP H0888855A JP 9140095 A JP9140095 A JP 9140095A JP 9140095 A JP9140095 A JP 9140095A JP H0888855 A JPH0888855 A JP H0888855A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、動きベクトル検出方法及び装置にお
いて、簡易な回路構成で階層的にレベル方向で分解能を
上げて精度良く動きベクトルを検出する。 【構成】参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値及び最
小値に応じてそれぞれの画素値を所定のコード値に符号
化し、そのコード値にてマツチング演算を行つて動きベ
クトルを求め、その動きベクトルで動き補償した後、サ
ーチエリアをより小さくして、さらにブロツクを小さく
して繰り返して動きベクトルを求め、最終的には繰り返
し求めた動きベクトルに応じて動き補償した後、参照ブ
ロツク及び候補ブロツクそれぞれの画素値を用いて、サ
ーチエリアの±1画素の範囲でマツチング演算を行つて
動きベクトルを求め、全ての動きベクトルの和を出力す
べき動きベクトルとして求めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 (1)動きベクトル検出の原理(図1) (2)第1実施例の動きベクトル検出方法及び装置(図
2〜図4) (3)第2実施例の動きベクトル検出方法及び装置(図
2、図5及び図6) (4)第3実施例の動きベクトル検出方法及び装置(図
7〜図11) (5)他の実施例 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は動きベクトル検出方法及
び装置に関し、特に時間的に異なる2つの画像データを
用いて画像の動きベクトルを検出するものに適用し得
る。
【0003】
【従来の技術】従来、動画像の処理として、動きベクト
ルすなわち時間的に異なる画像中の物体の動き方向と大
きさや速さを用いるものがある。例えば画像の高能率符
号化における動き補償フレーム間符号化や、フレーム間
時間領域フイルタによるテレビジヨン雑音低減装置にお
ける動きによるパラメータ制御等に、動きベクトルが用
いられる。この画像の動きベクトルを求める動きベクト
ル検出方法として、ブロツクマツチング法がある(特公
昭54-124927 号公報)。
【0004】このブロツクマツチング法では、まず1つ
の画面を適当な数画素からなるブロツクに分割する。続
いてこのようにブロツク化された画像データを参照ブロ
ツクとし、当該参照ブロツクが動いた領域を検索するた
めに、時間的に異なる画面の対応する領域を含むように
ブロツク化した画像データを候補ブロツクとする。この
参照ブロツクと候補ブロツクとのマツチング演算を、サ
ーチ領域内で1画素ずつずらしながら行い、評価値が最
小となる最適値を求めることにより、参照ブロツクの動
きベクトルを検出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところがブロツクマツ
チング法で動きベクトルを検出する際には、検出対象の
ブロツクの全ての画素に対して、検出範囲となる全ての
サーチ領域をくまなくサーチし、その差分を求める必要
がある。このため動きベクトルを検出する計算量が大き
くなり、装置自体が大型化したり演算時間が長くなる問
題があつた。
【0006】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易な回路構成で階層的にレベル方向で分解能を上
げて精度良く動きベクトルを検出し得る動きベクトル検
出方法及び装置を提案しようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、動きベクトルを検出するブロツク
マツチングの対象となる参照ブロツクと候補ブロツクと
の最大値及び最小値を検出する最大最小値検出ステツプ
と、最大値及び最小値の和の1/2の値とそれぞれ参照
ブロツク及び候補ブロツクの画素値とを比較演算して、
参照ブロツク及び候補ブロツクを値「1」又は値「0」
のコード値に符号化する符号化ステツプと、コード値を
用いてサーチエリア内で候補ブロツクの位置をずらし
て、参照ブロツク及び候補ブロツク毎のマツチング演算
を行い、その演算値が最小の位置を第1の動きベクトル
とする動きベクトル検出ステツプと、第1の動きベクト
ルで動き補償を行つた後、サーチエリアをより小さくし
て、最大最小値検出ステツプ、符号化ステツプ及び動き
ベクトル検出ステツプを実行して、第2の動きベクトル
を算出する第2の動きベクトル検出ステツプと、第1〜
第(n−2)の動きベクトルに応じて動き補償を行つた
後、サーチエリアをより小さくして、最大最小値検出ス
テツプ、符号化ステツプ及び動きベクトル検出ステツプ
を実行して、第(n−1)の動きベクトルを算出する第
(n−1)の動きベクトル検出ステツプと、第1〜第
(n−1)の動きベクトルに応じて動き補償を行つた
後、参照ブロツク及び候補ブロツクそれぞれの画素値を
用いて、サーチエリアの±1画素の範囲についてマツチ
ング演算を行い、その演算値が最小の位置を第nの動き
ベクトルとする第nの動きベクトル検出ステツプと、第
1〜第nの動きベクトルの和を求め、動きベクトルとし
て送出する動きベクトル出力ステツプとを設けるように
した。
【0008】また本発明においては、動きベクトルを検
出するブロツクマツチングの対象となる参照ブロツクと
候補ブロツクとの最大値及び最小値を検出する最大最小
値検出ステツプと、最大値及び最小値の差よりダイナミ
ツクレンジを求め、参照ブロツク及び候補ブロツクの画
素値と最大値又は最小値の差分をnビツトのコード値に
符号化する符号化ステツプと、その符号化されたコード
値の最上位桁ビツトを用いてサーチエリア内で候補ブロ
ツクの位置をずらして、参照ブロツク及び候補ブロツク
毎のマツチング演算を行い、その演算値が最小の位置を
第1の動きベクトルとする動きベクトル検出ステツプ
と、第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、サーチ
エリアをより小さくして、コード値の最上位桁より2番
目のビツトを用いて、参照ブロツク及び候補ブロツク毎
のマツチング演算を行い、その演算値が最小の位置を第
2の動きベクトルとする第2の動きベクトル検出ステツ
プと、第1〜第(n−1)の動きベクトルに応じて動き
補償を行つた後、サーチエリアをより小さくして、コー
ド値の順次下位桁ビツトを用いて、参照ブロツク及び候
補ブロツク毎のマツチング演算を行い、その演算値が最
小の位置を第nの動きベクトルとする第nの動きベクト
ル検出ステツプと、第1〜第nの動きベクトルに応じて
動き補償を行つた後、参照ブロツク及び候補ブロツクそ
れぞれの画素値を用いて、サーチエリアの±1画素の範
囲についてマツチング演算を行い、その演算値が最小の
位置を第(n+1)の動きベクトルとする第(n+1)
の動きベクトル検出ステツプと、第1〜第(n+1)の
動きベクトルの和を求め、動きベクトルとして送出する
動きベクトル出力ステツプとを設けるようにした。
【0009】さらに本発明においては、入力画像データ
に対してラプラシアンフイルタ処理を施すラプラシアン
フイルタ処理ステツプと、ラプラシアンフイルタ処理が
施された画像から、動きベクトルを検出するブロツクマ
ツチングの対象となる参照ブロツク及び候補ブロツクの
絶対値の最大値を検出する最大値検出ステツプと、最大
値をブロツクのダイナミツクレンジとして、各ブロツク
の画素値を、極性を表わす符号を含む(符号+n)ビツ
トのコード値に符号化する符号化ステツプと、コード値
の符号ビツトを用いてサーチエリア内で候補ブロツクの
位置をずらして、参照ブロツク及び候補ブロツク毎のマ
ツチング演算を行い、その演算値が最小の位置を第1の
動きベクトルとする第1の動きベクトル検出ステツプ
と、第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、サーチ
エリアをより小さくして、コード値の最上位桁ビツトを
用いて、参照ブロツク及び候補ブロツク毎のマツチング
演算を行い、その演算量が最小の位置を第2の動きベク
トルとする第2の動きベクトル検出ステツプと、第1〜
第nの動きベクトルに応じて動き補償を行つた後、サー
チエリアをより小さくして、コード値の順次下位桁ビツ
トを用いて、参照ブロツク及び候補ブロツク毎のマツチ
ング演算を行い、その演算量の最小の位置を第(n+
1)の動きベクトルとする第(n+1)の動きベクトル
検出ステツプと、第1〜第(n+1)の動きベクトルに
応じて動き補償を行つた後、参照ブロツク及び候補ブロ
ツクそれぞれの画素値を用いて、サーチエリアの±1画
素の範囲についてマツチング演算を行い、その演算量が
最小の位置を第(n+2)の動きベクトルとする第(n
+2)の動きベクトル検出ステツプと、第1〜第(n+
2)の動きベクトルの和を求め、動きベクトルとして出
力する動きベクトル出力ステツプとを設けるようにす
る。
【0010】
【作用】動きベクトルを検出するブロツクマツチングの
対象となる参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値及び
最小値を検出し、その最大値及び最小値に応じてそれぞ
れ参照ブロツク及び候補ブロツクの画素値を所定のコー
ド値に符号化し、そのコード値を用いてマツチング演算
を行つて動きベクトルを求め、その動きベクトルで動き
補償した後、サーチエリアをより小さくして、さらにブ
ロツクを小さくして繰り返して動きベクトルを求め、最
終的には繰り返し求めた動きベクトルに応じて動き補償
した後、参照ブロツク及び候補ブロツクそれぞれの画素
値を用いて、サーチエリアの±1画素の範囲でマツチン
グ演算を行つて動きベクトルを求め、全ての動きベクト
ルの和を出力すべき動きベクトルとして求めるようにし
たことにより、簡易な構成でかつ十分に高い精度で動き
ベクトルを算出し得る。
【0011】またラプラシアンフイルタ処理を施した入
力画像データについて、順次分解能を上げるようにして
動きベクトルを求めるようにしたことにより、画像の特
徴を考慮した一段と高精度の動きベクトルを得ることが
できる。
【0012】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0013】(1)動きベクトル検出の原理 一般的に動きベクトルを検出する方法として、ブロツク
マツチングが行われる。これは、図1に示すように、現
在のフレーム(又はフイールド)F1をm画素×n画素
の大きさのブロツクに分割して得られる参照ブロツクB
1と、過去のフレーム(又はフイールド)F2のサーチ
エリア内(±s画素)に存在する候補ブロツクB2との
画素毎の差分の絶対値和を評価値P(h、v)として演
算し、次式
【数1】 に示すように、サーチエリア内で候補ブロツクを1画素
毎にずらしてトータル(2s+1)2 点の評価値P
(h、v)を演算する。これらの評価値の最小値を求め
ることによつて、その最小値が示す相対的座標値(h、
v)を該参照ブロツクの動きベクトルとする手法であ
る。トータルの演算数は、演算量=ブロツク数×サーチ
ポイント数×評価式数で表される。この場合、サーチポ
イント数は(2s+1)2 であり、評価式数は減算(m
×n)、絶対値演算(m×n)、加算(m×n−1)の
和となる。
【0014】ここで動き検出のハードウエアを小さくす
るためには、上式の各項目を減らす必要があるが、ブロ
ツク数は変えることができないので、サーチポイント数
又は評価式数を減らすしかない。サーチポイント数を減
らす手法としては、3ステツプ方式や正射影方式があ
る。またサーチポイント数と評価式数を同時に減らす手
法として階層化方式がある。しかしながらマツチング演
算自体は画素のレベル(8ビツト)そのもので行われて
いるため、さらにハードウエアを小さくするためこの実
施例ではマツチング演算の対象となる画素の語長を減ら
すようになされている。
【0015】(2)第1実施例の動きベクトル検出方法
及び装置 この第1実施例の動きベクトル検出方法では、時間的に
連続する2枚のフレーム(又はフイールド)F1、F2
の画像から、現在のフレームF1についてはm画素×n
画素の大きさのブロツクに分割し、その中のある参照ブ
ロツクB1に関して過去のフレーム(又はフイールド)
F2からの動きベクトルを算出することを前提とする。
現在のフレーム(又はフイールド)F1の参照ブロツク
B1のデータは、上述の分割したブロツクからあるブロ
ツクを順次選択して供給し、過去のフレーム(又はフイ
ールド)F2での候補ブロツクB2のデータは参照ブロ
ツクB1の空間的位置と同じ位置を中心としてサーチエ
リア(±s画素)SAの中を順次動かして供給する。
【0016】この第1実施例の動きベクトル検出方法で
は、次のような処理を行つて動きベクトルを算出する。
まず参照ブロツクB1とサーチエリアSA内の全候補ブ
ロツクB2のデータから最大値及び最小値を検出し、そ
の最大値及び最小値の和の1/2と、各ブロツクの画素
値を比較演算することによつて、1ビツトADRC(ad
aptive dynamic range coding )処理を行うことによ
り、参照ブロツクB1及び候補ブロツクB2のデータ
を、値「1」又は値「0」のコード値に符号化する。
【0017】次に各ブロツクのコード値を用いて参照ブ
ロツクB1と候補ブロツクB2の画素位置毎のマツチン
グ演算として差分の絶対値和を求め、評価値P(h、
v)を算出する。なお評価値の計算は、コード値の排他
的論理和(EXOR)をとつて求めても良い。この操作
をサーチエリアSA内で候補ブロツクB2の位置をずら
しながら、順次評価値を算出し、トータルで(2s+
1)2 点の評価値P(h、v)を演算する。次に求めら
れた評価値に基づいて最小値の位置を検出し、その相対
的な座標値(h、v)を第1の動きベクトルとする。
【0018】続いてこのようにして求められた第1の動
きベクトルで動き補償を行つた後、決定された第1の候
補ブロツクB2を中心として、改めてサーチエリアSA
をより小さく設定する。そして上述の操作を再度行うこ
とによつて第2の動きベクトルを算出する。以下、適当
な回数だけ、求めた動きベクトルで動き補償すると共に
サーチエリアSAをより小さくして上述の操作を繰り返
すことによつて、第(n−1)の動きベクトルを算出す
る。次に第(n−1)の動きベクトルを使用して、さら
に動き補償を行つた後、最終段では、画素値そのものを
用いてサーチエリアSAの±1画素の範囲で従来のブロ
ツクマツチングを行い第nの動きベクトルを算出する。
最終的な動きベクトルは、上述で求めた第1〜第nのベ
クトルの和を計算することで求められる。
【0019】ここで、図2にこの実施例の動きベクトル
検出装置1の概略構成を示す。この動きベクトル検出装
置1では、動きベクトル検出の前提として、入力される
画像データについて走査変換回路2及びフレームメモリ
3で、現在のフレーム(又はフイールド)F1と過去の
フレーム(又はフイールド)F2のブロツクのデータを
生成し、これを動きベクトル検出回路4に供給する。こ
の動きベクトル検出回路4は、図3に示すように、大き
く分けて3つの部分からなり、第1の動きベクトルmv
1 を求める動きベクトル算出回路5、第2の動きベクト
ルmv2 を求める動きベクトル算出回路6、そして第3
の動きベクトルmv3 を算出する残りの回路から構成さ
れている。
【0020】このうち動きベクトル算出回路5及び6に
ついては同様で、図4に示すように構成されている。こ
の動きベクトル算出回路5及び6は、入力された現在及
び過去ブロツクデータから最大最小値回路7で最大値及
び最小値を検出し、それぞれレジスタ8、9に保持す
る。これによりレジスタ8、9に保持された最大値及び
最小値は、加算器10で加算された後ビツトシフトされ
て1/2倍され、その結果をレジスタ11に保持する。
レジスタ11の値は、1ビツトADRCを行うためのし
きい値となる。
【0021】このしきい値が算出されるまでの遅延分を
FIFO12、13で補償し、比較回路14、15によ
つて現在及び過去ブロツクデータとしきい値が比較さ
れ、しきい値より大きいときは値「1」、小さいときは
値「0」のコードデータが出力される。これにより1ビ
ツトADRCが実行される。比較回路14、15の出力
は、一旦メモリ回路16、17に記憶される。
【0022】メモリ回路16、17の読み出しは、現在
ブロツクのコードデータとサーチエリアの範囲内で切り
出した過去ブロツクのコードデータとが順次出力され、
評価値演算回路18で画素位置毎の演算値の積算が行わ
れる。評価値演算回路18ではイクスクルーシブオア
(EXOR)回路19で、排他的論理和によるマツチン
グの度合いが計られる。つまりコードデータが一致して
いると値「0」が出力され、一致していないと値「1」
が出力され積算される。この評価値演算回路18と同じ
動作をするものが評価値演算回路20(図3)で、ここ
では差分の絶対値を積算する。
【0023】1ブロツクのコードデータが走査された
後、レジスタ22にはあるサーチポイントでの評価値が
保持されていることになる。この評価値は評価値メモリ
23に記憶される。このような演算をサーチポイントを
ずらしながら行つていくと、評価値メモリ23には、全
部で(2s+1)2 点の評価値P(h、v)が記憶され
る。次に評価値メモリ23から評価値を読み出して、最
小値検出回路24で最小値の位置を検出する。このとき
の相対的な座標が求められ、ベクトル決定回路25で第
1又は第2の動きベクトルmvi が出力される。
【0024】一方動きベクトル算出回路5で第1の動き
ベクトルmv1 が算出されるまでの時間をFIFO26
及びメモリ回路27で補償すると共に、メモリ回路27
の読み出しは、第1の動きベクトルmv1 で動き補償し
てサーチエリアの中心を動かし、さらにサーチエリアの
範囲を縮小した形でアドレスコントロール28でアドレ
スを指定して、ブロツクのデータを順次動きベクトル算
出回路6に入力する。この結果動きベクトル算出回路6
では、上述の動きベクトル算出回路5と同様にして第2
の動きベクトルmv2 が算出される。
【0025】第2の動きベクトルmv2 が算出される
と、同様にFIFO29及びメモリ回路30で遅延を補
償すると共に、メモリ回路30の読み出しは、第2の動
きベクトルmv2 で動き補償してサーチエリアの中心を
動かし、さらにサーチエリアの範囲を例えば±1画素の
範囲に縮小した形でアドレスコントロール31でアドレ
スを指定してブロツクのデータを順次メモリ回路32及
び33に出力する。
【0026】この最終段の動きベクトル検出は、第1及
び第2の動きベクトル検出とは異なり、例えば8ビツト
でなる画素値そのもので行う。メモリ回路32及び33
に一旦記憶された現在ブロツクデータとサーチエリアの
範囲内で切り出した過去ブロツクデータは順次出力さ
れ、評価値演算回路20の減算回路34及び絶対値回路
35で画素位置毎の差分の絶対値の演算が行われ、その
結果が加算器36及びレジスタ37で、順次画素毎の積
算が行われる。
【0027】1ブロツクのコードデータが走査された
後、レジスタ37にはあるサーチポイントでの評価値が
保持されたことになる。この評価値は評価値メモリ38
に記憶される。このような演算をサーチポイントをずら
しながら行つていくと、評価値メモリ38には、例えば
9点の評価値が記憶される。そして評価値メモリ38か
ら評価値を読み出して、最小値検出回路39で評価値が
最小となる位置を検出する。このときの相対的な座標が
求められ、ベクトル決定回路40で第3の動きベクトル
mv3 が出力される。第1の動きベクトルmv1 、第2
の動きベクトルmv2 及び第3の動きベクトルmv3
加算器41、42で加算され、当該加算結果が入力画像
データの動きベクトルmvとして、レジスタ43に保持
され外部に出力される。
【0028】以上の構成によれば、動きベクトルを検出
するブロツクマツチングの対象となる参照ブロツクB1
と候補ブロツクB2を1ビツトADRCで符号化し、そ
のコード値によつてマツチング演算を行つて動きベクト
ルmv1 を算出し、その動きベクトルmv1 で動き補償
した後、サーチエリアをより小さくして、さらにブロツ
クを小さくして繰り返して動きベクトルmv2 を求め、
最終的には繰り返し求めた動きベクトルmv2 に応じて
動き補償した後、参照ブロツクB1及び候補ブロツクB
2それぞれの画素値を用いて、サーチエリアの±1画素
の範囲でマツチング演算を行つて動きベクトルmv3
求め、全ての動きベクトルmv1 、mv2 、mv3 の和
を出力すべき動きベクトルmvとして求めるようにした
ことにより、簡易な構成でかつ十分に高い精度で動きベ
クトルmvを算出し得る。
【0029】(3)第2実施例の動きベクトル検出方法
及び装置 この第2実施例の動きベクトル検出方法は、現在及び過
去ブロツクのデータについて第1実施例の1ビツトAD
RCによる符号化に代えて、nビツトADRCのコード
値に符号化するものである。実際上次のような操作を行
つて動きベクトルを算出する。まず参照ブロツクB1と
サーチエリア内の全候補ブロツクB2のデータから最大
値及び最小値を検出し、その最大値及び最小値の差から
ダイナミツクレンジを求める。このダイナミツクレンジ
を2n で割り算して量子化ステツプ幅を求め、各ブロツ
クの画素値と最小値又は最大値との差分データをその量
子化ステツプ幅で割り算し、nビツトのコードに符号化
してnビツトADRC符号化を行う。なおADRC符号
化はROMと簡単なロジツクで実現される。
【0030】このようにしてnビツトADRC符号化さ
れた参照ブロツクB1と候補ブロツクB2とのADRC
コード値のMSB(最上位桁ビツト)で、画素位置毎の
マツチング演算として排他論理和(EXOR)演算し、
その結果のブロツク内積算値として評価値P(h、v)
を算出する。この操作をサーチエリア内で候補ブロツク
B2の位置をずらしながら順次評価値を算出し、トータ
ルで(2s+1)2 点の評価値P(h、v)を演算す
る。次に求められた評価値から最小値の位置を検出し、
その相対的な座標値(h、v)を第1の動きベクトルと
する。
【0031】続いてこのようにして求められた第1の動
きベクトルで動き補償を行つた後、決定された第1の候
補ブロツクを中心として、改めてサーチエリアをより小
さく設定する。そしてADRCコード値の最上位桁より
2番目のビツトで同様にして、ブロツク毎のマツチング
演算を行い、順次サーチエリア内で評価値P(h、v)
を算出し、その評価値P(h、v)の最小点を検出する
ことで第2の動きベクトルを算出する。
【0032】以下、順次ADRCコード値の順次下位桁
のビツトについてのマツチング演算を、サーチエリアを
より小さくして繰り返すことによつて、第nの動きベク
トルまで算出する。この第nの動きベクトルを使用し
て、さらに動き補償を行つた後、最終段では、画素値そ
のものを用いてサーチエリアの±1画素の範囲で従来と
同様のブロツクマツチングを行い、第(n+1)の動き
ベクトルを算出する。最終的な動きベクトルは、第1〜
第(n+1)の動きベクトルの和を計算することで求め
るようになされている。
【0033】ここでこの実施例の動きベクトル検出装置
1は図2と同様の構成でなり、動きベクトル検出回路4
が、図5及び図6に示すように、大きく分けて4つの部
分からなり、ADRC符号化を行うADRC符号化回路
50、第1の動きベクトルを算出する第1の動きベクト
ル算出回路51及び第2の動きベクトルを算出する第2
の動きベクトル算出回路52、そして第3の動きベクト
ルを算出する残りの回路から構成されている。
【0034】まずADRC符号化回路50において、入
力された現在のブロツクデータ及びサーチエリア内で切
り出された過去ブロツクデータから、最大最小値検出回
路53で最大値及び最小値を検出し、それぞれレジスタ
54、55に保持する。保持された最大値から最小値を
減算器56で減算してダイナミツクレンジを求めた後、
そのダイナミツクレンジをレジスタ57に保持する。
【0035】現在ブロツクデータに関しては遅延メモリ
58によつて適当な遅延の後、減算器60において最小
値を減算されレジスタ62に保持する。同様に過去ブロ
ツクデータに関しても遅延メモリ59によつて遅延され
た後、減算器61において最小値を減算されレジスタ6
3に保持する。各々のデータは、それぞれダイナミツク
レンジデータと共にADRC変換用ROM64及び65
に入力されて2ビツトADRC符号化され、それぞれレ
ジスタ66及び67にコード値が保持される。
【0036】保持されたコード値は、そのMSB(最上
位桁ビツト)が第1の動きベクトル算出回路51に、そ
して最上位桁より2ビツト目(2ndMSB、この場合
はLSBとなる)が遅延メモリ68、69を経て第2の
動きベクトル算出回路52に供給される。第1及び第2
の動きベクトル算出回路51及び52は、同様の回路で
構成されている。例えば第1の動きベクトル算出回路5
1において、入力された現在のADRCコード値のMS
Bと過去のADRCコード値のMSBがEXORゲート
70で比較され、一致した場合は値「0」の出力、異な
る場合は値「1」の出力が次段の加算器71及びレジス
タ72でブロツク内のデータ数の回数だけ積算される。
なお、加算器71及びレジスタ72に代えてカウンタを
用いても良い。
【0037】1ブロツクのコードデータが走査された
後、レジスタ72にはあるサーチポイントでの評価値が
保持されていることになる。レジスタ72の出力は一旦
評価値テーブルメモリ73に記憶される。以上の演算を
サーチポイントをずらしながら行つていくと、評価値テ
ーブルメモリ73には、全部で(2s+1)2 点の評価
値P(h、v)が記憶されていることになる。次に評価
値メモリ回路73から評価値P(h、v)を読み出し
て、ベクトル決定回路74で評価値が最小となる位置を
検出する。これにより最小値の位置の相対的な座標が求
められ、第1の動きベクトルmv1 が出力される。
【0038】一方、第1の動きベクトルmv1 が算出さ
れるまでの時間を遅延メモリ68、69で補償すると共
に、遅延メモリ69の読み出しは、第1の動きベクトル
mv1 を考慮してサーチエリアの中心を動かし、さらに
サーチ範囲を縮小した形でアドレスコントロール75で
アドレスを指定してデータを出力する。これにより第2
の動きベクトル検出回路52にデータが入力され、動き
ベクトル検出回路51と同様にして第2の動きベクトル
mv2 が算出される。
【0039】第2の動きベクトルmv2 が算出される
と、遅延メモリ76及び77からの画素データは同様に
遅延が補償されると共に、遅延メモリ77の読み出し
は、加算器78及びレジスタ79を通じて得られる第1
及び第2の動きベクトルmv1 及びmv2 の和を考慮し
てサーチエリアの中心を動かし、さらにサーチエリアの
範囲を例えば±1画素の範囲に縮小した形でアドレスコ
ントロール80でアドレスを指定して行われる。
【0040】最終段の動きベクトル検出は、第1及び第
2の動きベクトルmv1 及びmv2の検出とは異なり、
例えば8ビツトでなる画素値そのもので行われる。すな
わち遅延メモリ76、77に一旦記憶された現在ブロツ
クデータとサーチエリアの範囲内で切り出した過去ブロ
ツクデータは順次出力され、減算器81で画素位置毎の
差分が計算され、絶対値化回路82で絶対値が演算され
る。その結果が加算器83を通してレジスタ84に保持
されて、順次画素毎の積算が行われる。1ブロツクのコ
ードのコードデータが走査された後、レジスタ84には
あるサーチポイントでの評価値が保持されていることに
なる。
【0041】この評価値は評価値テーブルメモリ85に
記憶される。このような演算をサーチポイントをずらし
ながら行つていくと、評価値メモリ85には例えば9点
の評価値が記憶される。次に評価値テーブルメモリ85
から評価値を読み出して、ベクトル決定回路86で最小
値の位置を検出し、このときの相対的な座標が求められ
第3の動きベクトルmv3 が出力される。第1の動きベ
クトルmv1 、第2の動きベクトルmv2 及び第3の動
きベクトルmv3 は加算器87で加算され、当該加算結
果が入力画像データの動きベクトルmvとしてレジスタ
88に保持され、外部に出力される。
【0042】以上の構成によれば、動きベクトルを検出
するブロツクマツチングの対象となる参照ブロツクB1
と候補ブロツクB2をnビツトADRCで符号化し、そ
のコード値のMSBによつてマツチング演算を行つて動
きベクトルmv1 を算出し、その動きベクトルmv1
動き補償した後、サーチエリアをより小さくして、さら
にブロツクを小さくして繰り返して最上位桁より2ビツ
ト目のビツトを用いてマツチング演算して動きベクトル
mv2 を求め、最終的には繰り返し求めた動きベクトル
に応じて動き補償した後、参照ブロツクB1及び候補ブ
ロツクB2それぞれの画素値を用いて、サーチエリアの
±1画素の範囲でマツチング演算を行つて動きベクトル
mv3 を求め、全ての動きベクトルmv1 、mv2 、m
3 の和を出力すべき動きベクトルmvとして求めるよ
うにしたことにより、簡易な構成でかつ十分に高い精度
で動きベクトルmvを算出し得る。
【0043】(4)第3実施例の動きベクトル検出方法
及び装置 この第3実施例の動きベクトル検出方法においては、入
力画像に対してラプラシアンフイルタ処理を施した後、
動きベクトルを検出する。実際上ラプラシアンフイルタ
処理の後、参照ブロツクとサーチエリア内の全候補ブロ
ツクのデータは、0レベルを中心として+の値と−の値
に変化しており、特に画像のエツジ付近での変化が大き
い。そこで、この実施例では、ADRCによる符号化を
する際に、極性を考慮した符号化を行う。
【0044】先ず、参照ブロツクとサーチエリア内の全
候補ブロツクのデータの絶対値の最大値を検出し、当該
最大値をダイナミツクレンジとする。このダイナミツク
レンジを2n で割り算して量子化ステツプ幅を求め、各
ブロツク内の画素値を当該量子化ステツプ幅で割り算す
ることにより(符号+n)ビツトのコードに符号化す
る。すなわち(符号+n)ビツトのADRC符号化処理
を行う。この場合、符号ビツトは、正のときに「0」と
し、負のときに「1」とする。なお、この(符号+n)
ビツトのADRC符号化はROMと簡単なロジツクで実
現できる。
【0045】このように(符号+n)ビツトADRC符
号化された参照ブロツクと候補ブロツクのADRCコー
ド値のうち符号ビツトを用いて、画素位置毎のマツチン
グ演算として排他的論理和(EXOR)演算を行い、そ
の結果のブロツク内積算値として評価値P(h、v)を
算出する。この処理をサーチエリア内で候補ブロツクの
位置をずらしながら行うことにより順次評価値を算出
し、トータルで(2s+1)2 点の評価値P(h、v)
を算出する。次に、求められた評価値が最小となる位置
を検出し、その相対的な座標値(h、v)を第1の動き
ベクトルとする。
【0046】続いてこのようにして求められた第1の動
きベクトルで動き補償を行つた後、サーチエリアをより
小さく設定する。そしてADRCコード値のMSB(最
上位桁ビツト)で同様にして画素位置毎のマツチング演
算(排他的論理和演算)を行い、順次サーチエリア内で
評価値を算出し、当該評価値の最小点を検出することで
第2の動きベクトルを算出する。
【0047】以下、順次ADRCコード値の下位桁につ
いてのマツチング演算を、サーチエリアをより小さくし
て繰り返すことによつて、第(n+1)の動きベクトル
まで算出する。次にこの第(n+1)の動きベクトルを
使用して、さらに動き補償を行つた後、最終段では、画
素値そのものを用いてサーチエリアの±1画素の範囲で
従来と同様のブロツクマツチングを行い、第(n+1)
の動きベクトルを算出する。そして最終的な動きベクト
ルは、第1〜第(n+1)の動きベクトルの和を計算す
ることで求めるようになされている。
【0048】ここでこの実施例の動きベクトル検出装置
100は、図7に示すように構成されており、入力画像
データをラプラシアンフイルタ101に入力し、入力画
像データに対してラプラシアンフイルタ101によつて
ラプラシアンフイルタ処理を施してから動きベクトルを
検出する。動きベクトル検出装置100はラプラシアン
フイルタ処理後の画像データに対して走査変換回路10
2及びフレームメモリ103で、現在のフレーム(又は
フイールド)F1と過去のフレーム(又はフイールド)
F2のブロツクのデータを形成し、これらを動き検出回
路104に送出する。
【0049】ここでラプラシアンフイルタ101は、例
えば図8に示すような2次元のフイルタ係数とされてい
る。実際上図8(A)の2次元フイルタ係数を実現する
ためには、ラプラシアンフイルタ101を、図9に示す
ように構成すれば良い。すなわちラプラシアンフイルタ
101は、入力画像データをそれぞれ1画素分の遅延時
間を有する遅延素子(D)105〜107を介して1ラ
イン分の遅延時間を有するラインデイレイ(Line)
112に送出する。そして各遅延素子105〜107の
出力をそれぞれ乗算係数が−1に選定された乗算回路1
08〜110を介して積算回路111に送出する。
【0050】ラインデイレイ112の出力は、それぞれ
1画素分の遅延時間を有する遅延素子113〜115を
介して1ライン分の遅延時間を有するラインデイレイ1
19に送出される。そして各遅延素子113〜115の
出力が、それぞれ乗算係数が−1、8、1に選定された
乗算回路116、117、118を介して積算回路11
1に送出される。さらにラインデイレイ119の出力
は、それぞれ1画素分の遅延時間を有する遅延素子12
0〜122に順次送出される。そして各遅延素子120
〜122の出力が、それぞれ乗算係数が−1に選定され
た乗算回路123〜125を介して積算回路111に送
出される。この結果積算回路111において積算された
各乗算回路108〜110、116〜118及び123
〜125の出力がラプラシアンフイルタ101の出力と
して遅延素子126を介して出力される。
【0051】またこの実施例の動きベクトル検出回路1
04は、図10及び図11に示すように、大きく分けて
4つの部分からなり、(符号+n)ビツトのADRC符
号化処理を行うADRC符号化回路130、第1の動き
ベクトルmv1 を求める第1の動きベクトル算出回路1
31、第2の動きベクトルを求める第2の動きベクトル
算出回路132、第3の動きベクトルmv3 を求める第
3の動きベクトル算出回路133、そして第4の動きベ
クトルmv4 を求める残りの回路から構成されている。
【0052】まずADRC符号化回路130について説
明する。ADRC符号化回路130は入力された現在の
ブロツク化された画素データ及びサーチエリア内で切り
出された過去のブロツク化された画素データを絶対値化
回路134でそれぞれ絶対値化した後、続く最大値検出
回路135で最大値を検出し、これをダイナミツクレン
ジとしてレジスタ136に保持する。また現在ブロツク
データに関しては遅延回路137によつて適当に遅延し
た後順次レジスタ138に保持する。同様に過去のブロ
ツクデータに関しても遅延回路139によつて遅延した
後レジスタ140に保持する。このレジスタ138及び
140に保持された各々のデータはそれぞれダイナミツ
クレンジデータと共にADRC変換用ROM141及び
ADRC変換用ROM142に入力され、(符号+2)
ビツトADRC符号化され、それぞれレジスタ143及
び144にコード値が保持される。
【0053】保持されたコード値は、その符号ビツトが
そのまま第1の動きベクトル算出回路131に、MSB
が遅延メモリ145及び146を介して第2の動きベク
トル算出回路132に、そして2ndMSB(この場合
はLSBとなる)が遅延メモリ147及び148を介し
て第3の動きベクトル算出回路133に供給される。こ
こで第1、第2及び第3の動きベクトル算出回路13
1、132及び133は、第2実施例において上述した
第1及び第2の動きベクトル算出回路51及び52(図
6)と同様の構成でなり、入力されたADRCコード値
に対して排他的論理和(EXOR)演算を行い、その結
果のブロツク内積算値として評価値P(h、v)を算出
し、この評価値が最小となる位置を検出し、その相対的
な座標値(h、v)をそれぞれの動きベクトルとする。
【0054】動きベクトル検出回路104においては、
第1の動きベクトルmv1 、第2の動きベクトルm
2 、第3の動きベクトルmv3 、第4の動きベクトル
mv4 の順に順次動き補償をしながらサーチエリアを小
さくして動きベクトルを求めることにより最終的な動き
ベクトルmvを求めるのに要する演算量を低減するよう
になされている。すなわち動きベクトル検出回路104
は、第1の動きベクトル算出回路131によつて第1の
動きベクトルmv1 が求められると、これを加算器14
9及びアドレスコントロール150に送出する。そして
アドレスコントロール150は第1の動きベクトルmv
1 を考慮して、遅延メモリ146にサーチエリアの中心
を動かすと共にサーチエリアを縮小した形のアドレスを
指定して遅延メモリ146からデータを出力させる。
【0055】また第2の動きベクトルmv2 が算出され
ると、これが加算器149に送出され、ここで第1及び
第2の動きベクトルmv1 及びmv2 の和が算出され、
これがレジスタ151を介して加算器152及びアドレ
スコントロール153に送出される。アドレスコントロ
ール153は第1及び第2の動きベクトルmv1 及びm
2 の和を考慮して、遅延メモリ148にサーチエリア
の中心を動かすと共にサーチエリアを縮小した形のアド
レスを指定して遅延メモリ148からデータを出力させ
る。
【0056】さらに第3の動きベクトルmv3 が算出さ
れると、これが加算器152に送出され、ここで第1、
第2及び第3の動きベクトルmv1 、mv2 及びmv3
の和が算出され、これがレジスタ154を介して加算器
155及びアドレスコントロール156に送出される。
ここで遅延回路137及び139からの画素データは遅
延メモリ157及び158によつて上述の第1、第2及
び第3の動きベクトルmv1 、mv2 及びmv3 を算出
する時間分の遅延が補償されて格納されている。そして
アドレスコントロール156が、第1、第2及び第3の
動きベクトルmv1 、mv2 及びmv3 の和を考慮し
て、遅延メモリ158にサーチエリアの中心を動かすと
共にサーチエリアを縮小した形のアドレスを指定して遅
延メモリ156からデータを出力させる。
【0057】最終段での動きベクトル検出(すなわち第
4の動きベクトルmv4 の検出)は、第1、第2及び第
3の動きベクトルの検出とは異なり、(符号+8)ビツ
トの画素値そのもので行う。すなわち遅延メモリ157
及び158に一旦格納された現在ブロツクデータとサー
チエリア内で切り出された過去のブロツクデータが順次
出力され、減算器159で画素位置毎の差分が計算さ
れ、絶対値化回路160で絶対値が演算される。その結
果が加算器161を通してレジスタ162に保持され
て、順次画素毎の積算が行われる。1ブロツクのコード
データが走査された後、レジスタ162にはあるサーチ
ポイントでの評価値が保持されていることになる。この
評価値は評価値テーブルメモリ163に記憶される。こ
のような演算をサーチポイントをずらしながら行つてい
くと、評価値テーブルメモリ163には例えば9点の評
価値が記憶される。
【0058】次に評価値テーブルメモリ163から評価
値を読み出し、ベクトル決定回路164によつて評価値
が最小となる位置を検出し、このときの相対的な座標が
求められ、第4の動きベクトルmv4 が出力される。最
終的に、第1、第2、第3及び第4の動きベクトルmv
1 、mv2 、mv3 及びmv4 は加算器155で加算さ
れ、この加算結果が入力画像データの動きベクトルmv
としてレジスタ165に保持され、外部に出力される。
【0059】以上の構成において、この実施例の動きベ
クトル検出装置100は、入力画像データに対してラプ
ラシアンフイルタ処理を施してエツジ等の画像の特徴成
分を強調したうえで、動きベクトルを検出するブロツク
マツチングの対象となる参照ブロツクB1と候補ブロツ
クB2を(符号+n)ビツトADRCで符号化する。
【0060】次に、そのADRCコード値のうち符号ビ
ツト(極性を表すビツト)を用いて第1の動きベクトル
mv1 を算出し、その動きベクトルmv1 で動き補償し
た後サーチエリアを小さくしてADRCコード値のうち
最上位桁ビツトを用いて第2の動きベクトルmv2 を算
出する。
【0061】次に、第1及び第2の動きベクトルmv1
及びmv2 の和に応じて動き補償した後サーチエリアを
小さくしてADRCコード値のうち2ビツト目のビツト
を用いて第3の動きベクトルmv3 を算出する。次に第
1、第2及び第3の動きベクトルmv1 、mv2 及びm
3 の和に応じて動き補償した後、参照ブロツクB1及
び候補ブロツクB2それぞれの画素値を用いて、サーチ
エリアの±1画素の範囲でマツチング演算を行つて第4
の動きベクトルmv4 を算出する。そして最後に、全て
の動きベクトルmv1 、mv2 、mv3 、mv4 の和を
出力すべき動きベクトルmvとする。
【0062】以上の構成によれば、ラプラシアンフイル
タ処理を施した入力画像データについて、順次分解能を
上げるようにして動きベクトルmvを求めるようにした
ことにより、画像の特徴を考慮した一段と高精度の動き
ベクトルmvを得ることができる。
【0063】(5)他の実施例 なお上述の第1及び第2の実施例においては、第1及び
第2の動きベクトルを1ビツトADRC又はnビツトA
DRCで符号化したコードデータでそれぞれ求め、第3
の動きベクトルについて画素値そのものを用いて求めた
場合について述べたが、さらに複数階層の動きベクトル
について1ビツトADRC又はnビツトADRCで符号
化したコードデータでそれぞれ求め、最終的な動きベク
トルのみを画素値そのものを用いて求めるようにしても
良い。
【0064】同様に、上述の第3実施例においては、
(符号+2)ビツトのコード値にADRC符号化された
データを用いため、第3の動きベクトルまでをコード値
を用いて求め、第4の動きベクトルを画素値そのものを
用いて求めたが、さらに一般化して(符号+n)ビツト
のコード値にADRC符号化されたデータを用いた場合
には、第1の動きベクトルを符号ビツトにより求め、第
2〜第(n+1)番目の動きベクトルを符号ビツト以外
のコード値を用いて求め、最終的な動きベクトルのみを
画素値そのものを用いて求めるようにすれば良い。
【0065】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、動きベク
トルを検出するブロツクマツチングの対象となる参照ブ
ロツクと候補ブロツクとの最大値及び最小値に応じて、
それぞれの画素値を所定のコード値に符号化し、そのコ
ード値にてマツチング演算を行つて動きベクトルを算出
し、その動きベクトルで動き補償した後、サーチエリア
をより小さくして、さらにブロツクを小さくして繰り返
して動きベクトルを求め、最終的には繰り返し求めた動
きベクトルに応じて動き補償した後、参照ブロツク及び
候補ブロツクそれぞれの画素値を用いて、サーチエリア
の±1画素の範囲でマツチング演算を行つて動きベクト
ルを求め、全ての動きベクトルの和を出力すべき動きベ
クトルとして求めるようにしたことにより、簡易な構成
でかつ十分に高い精度で動きベクトルを算出し得る動き
ベクトル検出方法及び装置を実現できる。
【0066】また本発明によれば、ラプラシアンフイル
タ処理を施した入力画像データについて、順次分解能を
上げるようにして動きベクトルを求めるようにしたこと
により、画像の特徴を考慮した一段と高精度の動きベク
トルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ブロツクマツチングによる動きベクトル検出の
原理の説明に供する略線図である。
【図2】本発明による動きベクトル検出装置の概略構成
を示すブロツク図である。
【図3】第1実施例による動きベクトル検出回路を示す
ブロツク図である。
【図4】第1実施例による動きベクトル検出回路を示す
ブロツク図である。
【図5】第2実施例による動きベクトル検出回路を示す
ブロツク図である。
【図6】第2実施例による動きベクトル検出回路を示す
ブロツク図である。
【図7】第3実施例による動きベクトル検出装置の概略
構成を示すブロツク図てある。
【図8】第3実施例で用いるラプラシアンフイルタのフ
イルタ係数の例を示す略線図である。
【図9】ラプラシアンフイルタの構成例を示すブロツク
図である。
【図10】第3実施例による動きベクトル検出回路を示
すブロツク図である。
【図11】第3実施例による動きベクトル検出回路を示
すブロツク図である。
【符号の説明】
1、100……動きベクトル検出装置、2、102……
走査変換回路、3、103……フレームメモリ、4、1
04……動きベクトル検出回路、5、6、51、52、
131、132、133……動きベクトル算出回路、
7、53……最大最小値検出回路、8、9、11、2
2、37、43、54、55、62、63、66、6
7、72、72′、79、84、88、136、13
8、140、143、144、151、154、16
2、165……レジスタ、10、21、41、36、4
2、71、71′、78、83、87、149、15
2、155、161……加算器、12、13、26……
FIFO、14、15……比較回路、16、17、2
7、30、32、33……メモリ、18、20……評価
値演算回路、19、70、70′……EXORゲート、
23、38……評価値メモリ、24、39……最小値検
出回路、25、40、74、74′、86、164……
ベクトル決定回路、28、31、75、80、150、
153、156……アドレスコントロール、34、5
6、60、61、81、159……減算器、35、8
2、134……絶対値化回路、50、130……ADR
C符号化回路、58、59、68、69、76、77、
137、139、145、146、147、148、1
57、158…………遅延メモリ、64、65、14
1、142……ADRCコード変換ROM、73、7
3′、85、163……評価値テーブルメモリ、101
……ラプラシアンフイルタ、105〜107、113〜
115、120〜122、126……デイレイ、108
〜110、116〜118、123〜125……乗算回
路、111……積算回路、112、119……ラインデ
イレイ、135……最大値検出回路、mv1 ……第1の
動きベクトル、mv2 ……第2の動きベクトル、mv3
……第3の動きベクトル、mv4 ……第4の動きベクト
ル、mv……動きベクトル。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動きベクトルを検出するブロツクマツチン
    グの対象となる参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値
    及び最小値を検出する最大最小値検出ステツプと、 上記最大値及び上記最小値の和の1/2の値とそれぞれ
    上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクの画素値とを比
    較演算して、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクを
    値「1」又は値「0」のコード値に符号化する符号化ス
    テツプと、 上記コード値を用いてサーチエリア内で上記候補ブロツ
    クの位置をずらして、上記参照ブロツク及び上記候補ブ
    ロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算値が最小の
    位置を第1の動きベクトルとする動きベクトル検出ステ
    ツプと、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記最大最小値検出ステ
    ツプ、上記符号化ステツプ及び上記動きベクトル検出ス
    テツプを実行して、第2の動きベクトルを算出する第2
    の動きベクトル検出ステツプと、 上記第1〜第(n−2)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記サーチエリアをより小さくして、上
    記最大最小値検出ステツプ、上記符号化ステツプ及び上
    記動きベクトル検出ステツプを実行して、第(n−1)
    の動きベクトルを算出する第(n−1)の動きベクトル
    検出ステツプと、 上記第1〜第(n−1)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツク
    それぞれの画素値を用いて、上記サーチエリアの±1画
    素の範囲についてマツチング演算を行い、当該演算値が
    最小の位置を第nの動きベクトルとする第nの動きベク
    トル検出ステツプと、 上記第1〜上記第nの動きベクトルの和を求め、動きベ
    クトルとして送出する動きベクトル出力ステツプとを具
    えることを特徴とする動きベクトル検出方法。
  2. 【請求項2】上記動きベクトル検出ステツプの上記マツ
    チング演算は、上記コード値に符号化された上記参照ブ
    ロツク及び上記候補ブロツク毎の画素の差分の絶対値和
    を算出するようにしたことを特徴とする請求項1に記載
    の動きベクトル検出方法。
  3. 【請求項3】上記動きベクトル検出ステツプの上記マツ
    チング演算は、上記コード値に符号化された上記参照ブ
    ロツク及び上記候補ブロツク毎の画素の排他的論理和の
    演算結果を積算して算出するようにしたことを特徴とす
    る請求項1に記載の動きベクトル検出方法。
  4. 【請求項4】動きベクトルを検出するブロツクマツチン
    グの対象となる参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値
    及び最小値を検出する最大最小値検出ステツプと、 上記最大値及び上記最小値の差よりダイナミツクレンジ
    を求め、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクの画素
    値と上記最大値又は上記最小値の差分をnビツトのコー
    ド値に符号化する符号化ステツプと、 当該符号化された上記コード値の最上位桁ビツトを用い
    てサーチエリア内で上記候補ブロツクの位置をずらし
    て、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツク毎のマツチ
    ング演算を行い、当該演算値が最小の位置を第1の動き
    ベクトルとする動きベクトル検出ステツプと、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記コード値の最上位桁
    より2番目のビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上
    記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算値
    が最小の位置を第2の動きベクトルとする第2の動きベ
    クトル検出ステツプと、 上記第1〜第(n−1)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記サーチエリアをより小さくして、上
    記コード値の順次下位桁ビツトを用いて、上記参照ブロ
    ツク及び上記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、
    当該演算値が最小の位置を第nの動きベクトルとする第
    nの動きベクトル検出ステツプと、 上記第1〜第nの動きベクトルに応じて動き補償を行つ
    た後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクそれぞれ
    の画素値を用いて、上記サーチエリアの±1画素の範囲
    についてマツチング演算を行い、当該演算値が最小の位
    置を第(n+1)の動きベクトルとする第(n+1)の
    動きベクトル検出ステツプと、 上記第1〜上記第(n+1)の動きベクトルの和を求
    め、動きベクトルとして送出する動きベクトル出力ステ
    ツプとを具えることを特徴とする動きベクトル検出方
    法。
  5. 【請求項5】入力画像データに対してラプラシアンフイ
    ルタ処理を施すラプラシアンフイルタ処理ステツプと、 上記ラプラシアンフイルタ処理が施された画像から、動
    きベクトルを検出するブロツクマツチングの対象となる
    参照ブロツク及び候補ブロツクの絶対値の最大値を検出
    する最大値検出ステツプと、 上記最大値をブロツクのダイナミツクレンジとして、各
    ブロツクの画素値を、極性を表わす符号を含む(符号+
    n)ビツトのコード値に符号化する符号化ステツプと、 上記コード値の符号ビツトを用いてサーチエリア内で上
    記候補ブロツクの位置をずらして、上記参照ブロツク及
    び上記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演
    算値が最小の位置を第1の動きベクトルとする第1の動
    きベクトル検出ステツプと、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記コード値の最上位桁
    ビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツ
    ク毎のマツチング演算を行い、当該演算量が最小の位置
    を第2の動きベクトルとする第2の動きベクトル検出ス
    テツプと、 上記第1〜第nの動きベクトルに応じて動き補償を行つ
    た後、サーチエリアをより小さくして、上記コード値の
    順次下位桁ビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上記
    候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算量の
    最小の位置を第(n+1)の動きベクトルとする第(n
    +1)の動きベクトル検出ステツプと、 上記第1〜上記第(n+1)の動きベクトルに応じて動
    き補償を行つた後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロ
    ツクそれぞれの画素値を用いて、上記サーチエリアの±
    1画素の範囲についてマツチング演算を行い、当該演算
    量が最小の位置を第(n+2)の動きベクトルとする第
    (n+2)の動きベクトル検出ステツプと、 上記第1〜第(n+2)の動きベクトルの和を求め、動
    きベクトルとして出力する動きベクトル出力ステツプと
    を具えることを特徴とする動きベクトル検出方法。
  6. 【請求項6】動きベクトルを検出するブロツクマツチン
    グの対象となる参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値
    及び最小値を検出する最大最小値検出手段と、 上記最大値及び上記最小値の和の1/2の値とそれぞれ
    上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクの画素値とを比
    較演算して、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクを
    値「1」又は値「0」のコード値に符号化する符号化手
    段と、 上記コード値を用いてサーチエリア内で上記候補ブロツ
    クの位置をずらして、上記参照ブロツク及び上記候補ブ
    ロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算値が最小の
    位置を第1の動きベクトルとする動きベクトル検出手段
    と、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記最大最小値検出手
    段、上記符号化手段及び上記動きベクトル検出手段を実
    行して、第2の動きベクトルを算出する第2の動きベク
    トル検出手段と、 上記第1〜第(n−2)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記サーチエリアをより小さくして、上
    記最大最小値検出手段、上記符号化手段及び上記動きベ
    クトル検出手段を実行して、第(n−1)の動きベクト
    ルを算出する第(n−1)の動きベクトル検出手段と、 上記第1〜第(n−1)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツク
    それぞれの画素値を用いて、上記サーチエリアの±1画
    素の範囲についてマツチング演算を行い、当該演算値が
    最小の位置を第nの動きベクトルとする第nの動きベク
    トル検出手段と、 上記第1〜上記第nの動きベクトルの和を求め、動きベ
    クトルとして送出する動きベクトル出力手段とを具える
    ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
  7. 【請求項7】上記動きベクトル検出手段の上記マツチン
    グ演算は、上記コード値に符号化された上記参照ブロツ
    ク及び上記候補ブロツク毎の画素の差分の絶対値和を算
    出するようにしたことを特徴とする請求項6に記載の動
    きベクトル検出装置。
  8. 【請求項8】上記動きベクトル検出手段の上記マツチン
    グ演算は、上記コード値に符号化された上記参照ブロツ
    ク及び上記候補ブロツク毎の画素の排他的論理和の演算
    結果を積算して算出するようにしたことを特徴とする請
    求項6に記載の動きベクトル検出装置。
  9. 【請求項9】動きベクトルを検出するブロツクマツチン
    グの対象となる参照ブロツクと候補ブロツクとの最大値
    及び最小値を検出する最大最小値検出手段と、 上記最大値及び上記最小値の差よりダイナミツクレンジ
    を求め、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクの画素
    値と上記最大値又は上記最小値の差分をnビツトのコー
    ド値に符号化する符号化手段と、 当該符号化された上記コード値の最上位桁ビツトを用い
    てサーチエリア内で上記候補ブロツクの位置をずらし
    て、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツク毎のマツチ
    ング演算を行い、当該演算値が最小の位置を第1の動き
    ベクトルとする動きベクトル検出手段と、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記コード値の最上位桁
    より2番目のビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上
    記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算値
    が最小の位置を第2の動きベクトルとする第2の動きベ
    クトル検出手段と、 上記第1〜第(n−1)の動きベクトルに応じて動き補
    償を行つた後、上記サーチエリアをより小さくして、上
    記コード値の順次下位桁ビツトを用いて、上記参照ブロ
    ツク及び上記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、
    当該演算値が最小の位置を第nの動きベクトルとする第
    nの動きベクトル検出手段と、 上記第1〜第nの動きベクトルに応じて動き補償を行つ
    た後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツクそれぞれ
    の画素値を用いて、上記サーチエリアの±1画素の範囲
    についてマツチング演算を行い、当該演算値が最小の位
    置を第(n+1)の動きベクトルとする第(n+1)の
    動きベクトル検出手段と、 上記第1〜上記第(n+1)の動きベクトルの和を求
    め、動きベクトルとして送出する動きベクトル出力手段
    とを具えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
  10. 【請求項10】入力画像データに対してラプラシアン処
    理を施すラプラシアンフイルタと、 上記ラプラシアンフイルタ処理が施された画像から、動
    きベクトルを検出するブロツクマツチングの対象となる
    参照ブロツク及び候補ブロツクの絶対値の最大値を検出
    する最大値検出手段と、 上記最大値をブロツクのダイナミツクレンジとして、各
    ブロツクの画素値を、極性を表わす符号を含む(符号+
    n)ビツトのコード値に符号化する符号化手段と、 上記コード値の符号ビツトを用いてサーチエリア内で上
    記候補ブロツクの位置をずらして、上記参照ブロツク及
    び上記候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演
    算値が最小の位置を第1の動きベクトルとする第1の動
    きベクトル検出手段と、 上記第1の動きベクトルで動き補償を行つた後、上記サ
    ーチエリアをより小さくして、上記コード値の最上位桁
    ビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上記候補ブロツ
    ク毎のマツチング演算を行い、当該演算量が最小の位置
    を第2の動きベクトルとする第2の動きベクトル検出手
    段と、 上記第1〜第nの動きベクトルに応じて動き補償を行つ
    た後、サーチエリアをより小さくして、上記コード値の
    順次下位桁ビツトを用いて、上記参照ブロツク及び上記
    候補ブロツク毎のマツチング演算を行い、当該演算量の
    最小の位置を第(n+1)の動きベクトルとする第(n
    +1)の動きベクトル検出手段と、 上記第1〜上記第(n+1)の動きベクトルに応じて動
    き補償を行つた後、上記参照ブロツク及び上記候補ブロ
    ツクそれぞれの画素値を用いて、上記サーチエリアの±
    1画素の範囲についてマツチング演算を行い、当該演算
    量が最小の位置を第(n+2)の動きベクトルとする第
    (n+2)の動きベクトル検出手段と、 上記第1〜第(n+2)の動きベクトルの和を求め、動
    きベクトルとして出力する動きベクトル出力手段とを具
    えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9883105B2 (en) 2015-08-06 2018-01-30 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and control method thereof
US10142545B2 (en) 2016-03-07 2018-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Image stabilizing apparatus, its control method, image pickup apparatus, and storage medium
US10447923B2 (en) 2016-12-21 2019-10-15 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, imaging apparatus, and method of controlling image processing apparatus
US10594938B2 (en) 2017-02-22 2020-03-17 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus, imaging apparatus, and method for controlling image processing apparatus
US11080863B2 (en) 2016-12-26 2021-08-03 Canon Kabushiki Kaisha Imaging apparatus, image processing device, and control method

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