JPH11187424A - 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最適輝度ベクトルを求める回路と最適色差ベ
クトルを求める回路の構成が異なるため、開発コストが
高い、汎用性に欠けるなどの課題があった。 【解決手段】 色差信号の当初のブロックを構成する画
素の値を重複を許して配列し直すことによって、輝度信
号のブロックの画素数と同じ画素数の色差信号の新たな
ブロックを生成し、この色差信号の新たなブロック及び
前記輝度信号のブロックをそれぞれ参照画像信号のブロ
ックと比較してブロックマッチングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画像を複数の
ブロックに分割し、このブロック毎に動きベクトルを検
出して最適動きベクトルを求める動きベクトル検出装置
及び動きベクトル検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】符号化装置等で用いられる動画像の動き
ベクトル検出方法においては、現画像を複数のブロック
に分割し、このブロック毎に参照画像とのパターンマッ
チングを行うブロックマッチング法が一般的に用いられ
ている。

【０００３】図２１は、この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装置の一例の構成を示すブ
ロック図である。図において、２１は動きベクトルを検
出する動きベクトル検出回路、２２は動きベクトル検出
回路２１に入力されるブロック化された現画像の画像信
号である被予測画像信号、２３はこの動きベクトル検出
装置全体の動作を制御する制御回路、２４は制御回路２
３から出力されるアドレス信号、２５は画像信号を記憶
するフレームメモリ、２６は局部復号画像等の画像信
号、２７はフレームメモリ２５から読み出された参照画
像信号、２８は動きベクトル検出回路２１から出力され
る最適動きベクトル、及びその動きベクトルにおける被
予測画像及び参照画像の両画像間の画素の絶対差分値和
等の最適評価値等から成る出力信号である。

【０００４】次に動作について説明する。動きベクトル
検出回路２１は、入力された被予測画像信号２２をフレ
ームメモリ２５から読み出した参照画像信号２７と比較
し、最適動きベクトル及び最適評価値を求め、出力信号
２８として出力する。

【０００５】動きベクトル検出回路２１においてブロッ
クマッチングによって動きベクトルを求める方法は、輝
度信号及び色差信号に対して同一の処理を施す。従っ
て、図２２に示すように、ブロックマッチング処理を施
す画像の輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒのブロックの
大きさが同一（例えば、図示のように、水平方向及び垂
直方向がそれぞれ１６画素）であれば、輝度信号Ｙから
最適輝度ベクトルを求める回路をそのまま用いて色差信
号Ｃｂ，Ｃｒから最適色差ベクトルを求めることが可能
である。

【０００６】しかし、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃ
ｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）２等の画像符
号化方式では、一般に、図２３に示すように、色差信号
Ｃｂ，Ｃｒのブロックの大きさが輝度信号Ｙのブロック
に対して水平方向に１／２となるフォーマット（以下、
「４：２：２フォーマット」と称する）、または、図２
４に示すように、色差信号Ｃｂ，Ｃｒのブロックの大き
さが輝度信号Ｙのブロックに対して水平及び垂直方向に
１／２となるフォーマット（以下、「４：２：０フォー
マット」と称する）が用いられている。

【０００７】したがって、通常、輝度信号Ｙと色差信号
Ｃｂ，Ｃｒのブロックの大きさが異なる場合、最適色差
ベクトルを求めるには、構成が最適輝度ベクトルを求め
る回路と大幅に異なる別の回路を用いなければならな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の動きベクトル検
出装置及び動きベクトル検出方法は以上のように構成さ
れているので、動きベクトル検出回路内の最適輝度ベク
トルを求める回路と最適色差ベクトルを求める回路の構
成が異なるため、開発コストが高い、汎用性に欠けるな
どの課題があった。

【０００９】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、最適輝度ベクトルを求める回路と
ほぼ同一の回路を用いて最適色差ベクトルを求めること
ができ、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動き
ベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を得ること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る動きベク
トル検出装置は、色差信号の当初のブロックを構成する
画素の値を重複を許して配列し直すことによって、輝度
信号のブロックの画素数と同じ画素数の色差信号の新た
なブロックを生成する色差信号ブロック生成手段と、該
色差信号ブロック生成手段により生成された色差信号の
新たなブロック及び前記輝度信号のブロックをそれぞれ
参照画像信号のブロックと比較してブロックマッチング
を行い、動きベクトル及び評価値を検出する評価値算出
手段と、該評価値算出手段により算出された前記評価値
の中から最適評価値と該最適評価値に対応する最適動き
ベクトルとを選択する動きベクトル選択手段とを備えた
ものである。

【００１１】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向の画素数が輝度信
号のブロックの水平方向の画素数の半分である場合に、
色差信号ブロック生成手段が、該色差信号の同一の画素
の値を水平方向に２度繰り返して配列して前記輝度信号
のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の新たな
ブロックを生成するものである。

【００１２】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向及び垂直方向の画
素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水平方向及び垂直
方向の画素数の半分である場合に、色差信号ブロック生
成手段が、該色差信号の同一の画素の値を水平方向及び
垂直方向にそれぞれ２度繰り返して配列して前記輝度信
号のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の新た
なブロックを生成するものである。

【００１３】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向及び垂直方向の画
素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水平方向及び垂直
方向の画素数の半分である場合に、色差信号ブロック生
成手段が、該色差信号の同一の画素の値を水平方向に２
度繰り返して配列し、さらに２度繰り返して配列された
水平方向の画素の値を垂直方向に２画素分を一括して２
回繰り返して配列することにより前記輝度信号のブロッ
クの画素数と同一の画素数の色差信号の新たなブロック
を生成するものである。

【００１４】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
動きベクトル選択手段が、ブロックマッチングを行う際
に水平ベクトルが奇数となるときの評価値を選択の対象
から排除して最適評価値と該最適評価値に対応する最適
動きベクトルとを選択するものである。

【００１５】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向の画素数が輝度信
号のブロックの水平方向の画素数の半分である場合に、
色差信号ブロック生成手段が、２種類の色差信号の対応
する画素の値を水平方向に交互に配列して前記輝度信号
のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の新たな
ブロックを生成するものである。

【００１６】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向及び垂直方向の画
素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水平方向及び垂直
方向の画素数の半分である場合に、色差信号ブロック生
成手段が、２種類の色差信号の対応する画素の値を水平
方向に交互に配列し、さらに、交互に配列された水平方
向の画素の値を垂直方向に２回繰り返して配列して前記
輝度信号のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号
の新たなブロックを生成するものである。

【００１７】この発明に係る動きベクトル検出装置は、
色差信号の当初のブロックの水平方向及び垂直方向の画
素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水平方向及び垂直
方向の画素数の半分である場合に、色差信号ブロック生
成手段が、２種類の色差信号の対応する画素の値を水平
方向に交互に配列し、さらに交互に配列された水平方向
の画素の値を垂直方向に２画素分を一括して２回繰り返
して配列することにより前記輝度信号のブロックの画素
数と同一の画素数の色差信号の新たなブロックを生成す
るものである。

【００１８】この発明に係る動きベクトル検出方法は、
色差信号の当初のブロックを構成する画素の値を重複を
許して配列し直すことによって、輝度信号のブロックの
画素数と同じ画素数の色差信号の新たなブロックを生成
する色差信号ブロック生成ステップと、該色差信号ブロ
ック生成ステップにより生成された色差信号の新たなブ
ロック及び前記輝度信号のブロックをそれぞれ参照画像
信号のブロックと比較して前記ブロックマッチングを行
い、動きベクトル及び評価値を検出する評価値算出ステ
ップと、該評価値算出ステップにより算出された前記評
価値の中から最適評価値と該最適評価値に対応する最適
動きベクトルとを選択する動きベクトル選択ステップと
を備えたものである。

【００１９】この発明に係る動きベクトル検出方法は、
動きベクトル選択ステップにおいて、ブロックマッチン
グを行う際に水平ベクトルが奇数となるときの評価値を
選択の対象から排除して最適評価値と該最適評価値に対
応する最適動きベクトルとを選択するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１の動き
ベクトル検出装置の構成を示すブロック図である。図に
おいて、１は動きベクトルを探索し、整数精度の最適動
きベクトル及び絶対差分値和等の評価値等を求める動き
ベクトル検出回路、２は動きベクトル検出回路１に入力
されるブロック化された現画像の画像信号である被予測
画像信号、３はこの動きベクトル検出装置全体の動作を
制御する制御回路、４は制御回路３から出力されるアド
レス信号、５は画像信号を記憶するフレームメモリ、６
は局部復号画像等の画像信号、７はフレームメモリ５か
ら読み出された参照画像信号、８は動きベクトル検出回
路１から出力される最適動きベクトル、最適評価値等の
出力信号である。

【００２１】図２は、図１の動きベクトル検出回路１の
内部の構成を示すブロック図である。図において、９は
各種モード選択信号等の制御信号、１１は被予測画像信
号２及び参照画像信号７に基づいて絶対差分値和等の評
価値を算出する評価値算出部（評価値算出手段）、１２
は評価値算出部１１から出力される被予測画像信号２の
動きベクトル及び評価値から成る出力信号、１３は入力
された動きベクトル及び評価値から最適動きベクトル及
び最適評価値を求めて出力する動きベクトル選択部（動
きベクトル選択手段）である。

【００２２】図３は、図２の動きベクトル選択部１３の
具体的構成とこの動きベクトル選択部１３に入力される
信号波形を示す図である。図において、１２ａは図２の
評価値算出部１１から出力される動きベクトル、１２ｂ
は評価値算出部１１から出力される評価値である。な
お、図３左側上段の動きベクトル１２ａ及び評価値１２
ｂの括弧内の数値は、最初の数値が垂直方向の大きさ、
次の数値が水平方向の大きさを表す。

【００２３】１３１は動きベクトル１２ａと評価値１２
ｂとを一時的に記憶するバッファ回路、ＷＥはバッファ
回路１３１のライトイネーブル端子、８ａはバッファ回
路１３１から読み出した最適動きベクトル、８ｂはバッ
ファ回路１３１から読み出した最適評価値、１３２はバ
ッファ回路１３１内に保持されている最適評価値８ｂを
入力する端子Ａとバッファ回路１３１に入力される評価
値１２ｂを入力する端子Ｂとを有し、入力端子Ａに入力
された値が入力端子Ｂに入力された値より大きいときに
出力端子の信号レベルをＨレベルとする比較器、１３３
は比較器１３２の出力と制御信号９とを入力し、出力端
子がバッファ回路１３１のライトイネーブル端子ＷＥに
接続された２入力ＡＮＤゲートである。

【００２４】次に動作について説明する。まず、この動
きベクトル検出装置で輝度ベクトルの検出を行う場合の
動作を説明する。動きベクトル検出装置は、まず、動き
ベクトル検出回路１の評価値算出部１１において、入力
された被予測画像信号２及び参照画像信号７に基づい
て、被予測画像信号のブロックと参照画像信号のブロッ
クとを相対的に１画素ずつずらせてブロックマッチング
を行って動きベクトルを探索し、かつ絶対差分値和等の
評価値を求め、動きベクトル１２ａと評価値１２ｂとを
出力信号１２として動きベクトル選択部１３に出力す
る。

【００２５】この動きベクトル検出装置に入力される被
予測画像信号２は、例えば図４に示すように、水平方向
１６画素、垂直方向１６画素のブロック（以後このよう
なブロックを「１６×１６画素のブロック」と表示す
る）単位で入力される。これに対する参照画像信号７は
探索範囲に応じて図５のようにＮ×Ｍ（ＮとＭは探索範
囲の画素数を示す正の整数）画素のブロック単位で入力
される。被予測画像信号２及び参照画像信号３のそれぞ
れのビット幅及び動きベクトル検出回路１への入力順序
は任意に設定できる。

【００２６】評価値算出部１１で行う動きベクトルの探
索は周知の方法に従って行われる。すなわち、この実施
の形態１による動きベクトル検出装置を用いた符号化装
置により伝送する画像信号の動きベクトルが１６×１６
画素のブロック単位のままであれば１６×１６画素のブ
ロック単位のまま探索し、または図６に示すように被予
測画像（図６（１））、参照画像（図６（２））共に垂
直方向に１画素おきに２ブロックに分割してこの分割画
像に対応する動きベクトルを伝送するのであれば、分割
した各ブロックについてそれぞれ別個に動きベクトルを
探索し（図６（３））、さらに図７に示すように被予測
画像のブロックを上下に分割してこの分割画像に対応す
る動きベクトルを伝送するのであれば、分割した１６×
８画素の各ブロックについてそれぞれ別個に動きベクト
ルを探索する。なお、これらの方法を複数組み合わせて
動きベクトルの探索を行うようにしてもよい。

【００２７】次に、動きベクトル選択部１３において
は、比較器１３２が、バッファ回路１３１内に保持され
ている最適評価値８ｂと評価値算出部１１から入力され
た評価値１２ｂとを比較し、バッファ回路１３１内に保
持されている最適評価値８ｂの方が大きいときに、Ｈレ
ベルの出力信号をＡＮＤゲート１３３に出力する。一
方、ＡＮＤゲート１３３の他方の入力端子には、制御信
号９が入力されるが、この制御信号９は輝度ベクトルの
探索時には常時Ｈレベルを取っている。したがって、Ａ
ＮＤゲート１３３の出力信号は、バッファ回路１３１内
に保持されている最適評価値８ｂの方が新たに入力され
た評価値１２ｂよりも大きいときにＨレベルの信号を出
力する。バッファ回路１３１のライトイネーブル端子Ｗ
Ｅは正論理で動作し、ＡＮＤゲート１３３の出力信号が
Ｈレベルのときに、バッファ回路１３１内に保持されて
いる最適動きベクトル８ａと最適評価値８ｂとを更新す
る。かくして、動きベクトル選択部１３は、更新された
最適動きベクトル８ａと最適評価値８ｂを出力信号８と
して出力する。

【００２８】次に上記動きベクトル検出装置に４：２：
２フォーマットの色差信号を入力し、色差ベクトルを求
める場合の動作について説明する。２種類の色差信号を
Ｃｂ，Ｃｒとし、画像ブロック内での垂直方向の画素の
アドレスをＩ、水平方向の画素のアドレスをｊとし、
（Ｉ、ｊ）番地の色差信号ＣｂをＣｂｉ−ｊと表記す
る。同様に（Ｉ、ｊ）番地の色差信号ＣｒをＣｒｉ−ｊ
と表記する。この実施の形態１による動きベクトル検出
装置は、被予測画像，参照画像を共に、それぞれ図８及
び図９に示すように、対応するアドレスの色差信号Ｃ
ｂ，Ｃｒを対にして、水平方向に交互に配置し、輝度信
号の被予測画像信号のブロック及び参照画像信号のブロ
ックと同じ大きさのブロックとして、輝度信号と同じ順
序で動きベクトル検出回路１に入力する。

【００２９】図１０は、このように、対応するアドレス
の色差信号Ｃｂ，Ｃｒを対にして、水平方向に交互に配
置し、輝度信号と同じ順序で動きベクトル検出回路１に
入力する動作を説明するための図である。図１０（１）
は、この動きベクトル検出装置に入力される色差信号Ｃ
ｂ，Ｃｒのメモリ（被予測画像信号用のメモリは図示し
ておらず、参照画像信号用にはフレームメモリ５を用い
る）への書き込み順序を示し、図１０（２）は、色差信
号Ｃｂ，Ｃｒの前記メモリからの読み出し順序を示す。

【００３０】メモリへ色差信号を書き込む際には、図１
０（１）に示すように、まず色差信号Ｃｂをアドレス順
にメモリの上段の記憶領域に書き込んだ後、色差信号Ｃ
ｒをアドレス順にメモリの下段の記憶領域に書き込む。
メモリから色差信号を読み出す際には、図１０（２）に
示すように、まず色差信号Ｃｂの先頭アドレスの色差信
号Ｃｂ０−０を読み出し、次に色差信号Ｃｒの先頭アド
レスの色差信号Ｃｒ０−０を読み出すというように、対
応するアドレスの色差信号ＣｂとＣｒとを交互にアドレ
ス順に読み出す。このようにして、図８及び図９に示す
ような被予測画像信号のブロック及び参照画像信号のブ
ロックが得られ、これらのブロックに対応する被予測画
像信号２及び参照画像信号７が動きベクトル検出回路１
の評価値算出部１１に入力される。

【００３１】評価値算出部１１では、輝度信号に対する
のと同様にして、入力された被予測画像信号２及び参照
画像信号７に基づいて、周知の方法で絶対差分値和等の
評価値を算出し、動きベクトル１２ａ及び評価値１２ｂ
として動きベクトル選択部１３に出力する。

【００３２】動きベクトル選択部１３においては、比較
器１３２は、輝度ベクトルに対するのと同様に、バッフ
ァ回路１３１内に保持されている最適評価値８ｂと評価
値算出部１１から入力された評価値１２ｂとを比較し、
バッファ回路１３１内に保持されている最適評価値８ｂ
の方が大きいときに、Ｈレベルの出力信号をＡＮＤゲー
ト１３３に出力する。一方、色差ベクトル探索時の制御
信号９は、予測画像ブロックを水平方向に移動させた回
数が奇数回目となる位置(水平ベクトルが奇数となる位
置)での評価値１２ｂを比較器１３２における比較動作
の対象から外すように、奇数回目の移動時にＬレベルを
取る。これにより、ＡＮＤゲート１３３は予測画像ブロ
ックの水平方向の移動が偶数回目の移動時であって、バ
ッファ回路１３１内に保持されている最適評価値８ｂの
方が新たに入力された評価値１２ｂよりも大きいときの
みＨレベルの信号を出力する。バッファ回路１３１は、
ＡＮＤゲート１３３の出力信号がＨレベルのときに、バ
ッファ回路１３１内に保持されている最適動きベクトル
８ａと最適評価値８ｂとを更新する。かくして、動きベ
クトル選択部１３は、被予測画像信号のブロックの水平
方向の移動回数が奇数となる位置での評価値を選択しな
いようにして最適動きベクトル８ａ及び最適評価値８ｂ
を求めて出力する。これは、被予測画像信号のブロック
の水平方向の移動回数が奇数となる位置では、評価値算
出部１１で色差信号ＣｂとＣｒとの絶対差分値和を演算
することとなるので、このような演算に基づいて選られ
た評価値を最適評価値として選択してしまうことを排除
するために、奇数となる位置での評価値を選択しないよ
うにする。

【００３３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、同一の動きベクトル検出回路１を用いて、輝度ベク
トルと色差ベクトルの探索を行うことができ、開発コス
トが安く、大きな汎用性を有する動きベクトル検出装置
が得られる効果がある。

【００３４】実施の形態２．上記実施の形態１は４:２:
２フォーマットの色差信号の最適動きベクトルを求める
ものであるが、この実施の形態２は４：２：０フォーマ
ットの色差信号の最適動きベクトルを求めるものであ
る。

【００３５】動きベクトル検出装置の構成は実施の形態
１のものと同一であるが、２種類の色差信号Ｃｂ，Ｃｒ
は、図１１及び図１２にそれぞれ示すように、被予測画
像，参照画像を共に水平方向に交互に、更にこれを垂直
方向に２回繰り返して配列し、輝度信号ブロックと同一
の大きさにして、動きベクトル検出回路１に入力する。
動きベクトル検出回路１の動きベクトル選択部１３にお
いて、実施の形態１と同様に、水平ベクトルが奇数とな
る位置での評価値１２ｂを比較器１３２における比較動
作の対象から外すようにする事により、４：２：０フォ
ーマットの色差信号の最適動きベクトル８ａ及び最適評
価値８ｂが求まる。

【００３６】図１３は、このように、被予測画像，参照
画像を共に水平方向に交互に、更にこれを垂直方向に２
回繰り返して配列し、輝度信号ブロックと同一の大きさ
にして、動きベクトル検出回路１に入力する動作を説明
するための図である。図１３（１）は、この動きベクト
ル検出装置に入力される色差信号Ｃｂ，Ｃｒのメモリ
（実施の形態１と同様に参照画像信号用メモリとしてフ
レームメモリ５を用いる）への書き込み順序を示し、図
１３（２）は、色差信号Ｃｂ，Ｃｒの前記メモリからの
読み出し順序を示す。

【００３７】メモリへ色差信号Ｃｂ，Ｃｒを書き込む際
には、図１３（１）に示すように、まず色差信号Ｃｂを
アドレス順にメモリの上段の記憶領域に順次格納し、次
に色差信号Ｃｒをアドレス順にメモリの下段の記憶領域
に順次格納する。

【００３８】メモリから色差信号Ｃｂ，Ｃｒを読み出す
際には、図１３（２）に示すように、まず色差信号Ｃｂ
の先頭アドレスの色差信号Ｃｂ０−０を読み出し、次に
色差信号Ｃｒの先頭アドレスの色差信号Ｃｒ０−０を読
み出すというように、対応するアドレスの色差信号Ｃｂ
とＣｒとを交互にアドレス順に読み出す。このようにし
て、色差信号Ｃｂ及びＣｒの垂直方向で第１段の画素の
すべての色差信号を読み出した後、もう一度同一動作を
繰り返す。この後、色差信号Ｃｂ及びＣｒの垂直方向で
第２段の画素につき同様に２度繰り返して読み出し、こ
の動作を続けることにより、図１１及び図１２に示すよ
うな被予測画像信号及び参照画像信号のブロックが得ら
れる。この被予測画像信号のブロック及び参照画像信号
のブロックに対応する被予測画像信号２及び参照画像信
号７が動きベクトル検出回路１の評価値算出部１１に入
力される。

【００３９】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、色差信号が４：２：０フォーマットである場合に
も、同一の動きベクトル検出回路を用いて最適輝度ベク
トルと最適評価値を得ることができ、開発コストが安
く、大きな汎用性を有する動きベクトル検出装置が得ら
れる効果がある。

【００４０】実施の形態３．上記実施の形態２において
は、色差信号のブロックを同一の画素の色差信号の値を
垂直方向に連続して２個配列しているため、このように
配列した被予測画像信号のブロックを、図６に示したよ
うな、被予測画像信号のブロック及び参照画像信号のブ
ロックを垂直方向に１画素おきにそれぞれ２ブロックに
分割してこの分割した各ブロックについてそれぞれ別個
に動きベクトルを探索する方法に適用することはできな
い。

【００４１】この実施の形態３は、色差信号が４：２：
０のフォーマットである場合にも図６の動きベクトル探
索方法を適用できるように色差信号を配列して予測画像
信号のブロックを作成するものである。この実施の形態
３においては、色差信号Ｃｂ，Ｃｒの被予測画像信号の
ブロックを図１４に示すように水平方向に交互に、さら
にこれを垂直方向に２画素分を２回繰り返した配列の状
態で入力する。このように入力するための色差信号のメ
モリへの書き込み及びメモリからの読み出し方法は、メ
モリへの書き込み方法は図１３（１）に開示した実施の
形態２の書き込み方法と同一であり、メモリからの読み
出し方法は、色差信号Ｃｂの垂直方向の第１段の値を読
み出した後、色差信号Ｃｒの垂直方向の第１段の値を読
み出して、続いて色差信号ＣｂとＣｒの垂直方向の第２
段の値を読み出して、この動作を最初からもう１度繰り
返す。このようにして順次垂直方向に２段ずつ読み出す
動作を行って図１４に示すような色差信号のブロックを
得るものである。なお、実施の形態３の回路構成は、実
施の形態１の回路構成と同一である。

【００４２】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、色差信号が４：２：０フォーマットである場合に
も、図６に開示した動きベクトル探索方法においても同
一の動きベクトル検出回路を用いて最適輝度ベクトルと
最適評価値を得ることができ、開発コストが安く、大き
な汎用性を有する動きベクトル検出装置が得られる効果
がある。

【００４３】実施の形態４．以上に説明した実施の形態
１から実施の形態３においては、いずれも２種類の色差
信号に対する動きベクトルを求めたが、この実施の形態
４は１種類の色差信号単独の最適動きベクトル（整数精
度）を求めるものである。

【００４４】この実施の形態４による動きベクトル検出
装置の具体的構成は実施の形態１の構成と同一であり、
色差信号のブロックは４：２：２フォーマットであるも
のとする。色差信号は、被予測画像信号のブロック及び
参照画像信号のブロックを共に図１５に示すように同一
画素の値を水平方向に２回繰り返した配列の状態に構成
し、このブロックの画素順に被予測画像信号２及び参照
画像信号７が動きベクトル検出装置の動きベクトル検出
回路１に入力される。このように色差信号を入力するた
めには、色差信号をアドレス順にメモリに格納した後、
メモリの同一アドレスに格納されている色差信号を水平
方向に２度繰り返して読み出せば良い。

【００４５】このようにして動きベクトル検出回路１に
入力された被予測画像信号と参照画像信号とに基づい
て、実施の形態１と同様に、評価値算出部１１で動きベ
クトルと評価値とを求め、動きベクトル選択部１３で最
適動きベクトル８ａと最適評価値８ｂとを選択する。こ
のようにして、単一色差信号の最適動きベクトルを探索
することができる。

【００４６】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、４：２：２フォーマットの単一色差信号の動きベク
トルの探索に対しても、輝度ベクトルの探索に用いるの
と同一の動きベクトル検出回路を用いて探索することが
でき、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動きベ
クトル検出装置が得られる効果がある。

【００４７】実施の形態５．上記実施の形態４において
は、４：２：２フォーマットの色差信号の最適ベクトル
を求めるものであったが、この実施の形態５による動き
ベクトル検出装置は４：２：０フォーマットの色差信号
の最適ベクトルを求めるものである。色差信号は、被予
測画像信号のブロック及び参照画像信号のブロックを共
に図１６及び図１７に示すように水平方向及び垂直方向
にそれぞれ２回繰り返した配列の状態に構成し、このブ
ロックの画素順に被予測画像信号２及び参照画像信号７
が動きベクトル検出装置の動きベクトル検出回路１に入
力される。このように色差信号を入力するためには、色
差信号をアドレス順にメモリに格納した後、メモリの同
一アドレスに格納されている色差信号を水平方向及び垂
直方向に２度繰り返して読み出せば良い。

【００４８】このようにして動きベクトル検出回路１に
入力された被予測画像信号２と参照画像信号７とに基づ
いて、実施の形態１と同様に、評価値算出部１１で動き
ベクトルと評価値とを求め、動きベクトル選択部１３で
最適動きベクトル８ａと最適評価値８ｂとを選択する。
このようにして、単一色差信号の最適動きベクトルを探
索することができる。

【００４９】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、４：２：０フォーマットの単一色差信号の動きベク
トルの探索に対しても、輝度ベクトルの探索に用いるの
と同一の動きベクトル検出回路を用いて探索することが
でき、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動きベ
クトル検出装置が得られる効果がある。

【００５０】実施の形態６．上記実施の形態５において
は、実施の形態２と同様に、色差信号のブロックを同一
の画素の色差信号を垂直方向に連続して２個配列してい
るため、図６に示したような動きベクトルの探索方法に
適用することはできない。この実施の形態６は、色差信
号が４：２：０のフォーマットである場合にも図６の動
きベクトル探索方法を適用できるように色差信号を配列
して予測画像信号のブロックを作成するものである。

【００５１】この実施の形態６においては、色差信号に
関する被予測画像信号のブロックを、図１８に示すよう
に、同一の画素の色差信号を水平方向に２回繰り返し、
更にこれを垂直方向に２画素分を２回繰り返した配列の
状態で構成し、このブロックの画素順に被予測画像信号
２を動きベクトル検出回路１に入力する。このように入
力するための色差信号のメモリからの読み出し方法は、
同一の画素の値を水平方向に２度ずつ読み出して、この
読み出しを垂直方向に２画素分行った後に、もう一度同
様にして垂直方向に２画素分読み出す。この後、垂直方
向の次の２画素に対して同一の走査を繰り返すようにし
て読み出して、動きベクトル検出回路１に入力する。

【００５２】動きベクトル検出回路１に入力された被予
測画像信号２と参照画像信号７とに基づいて、最適動き
ベクトル８ａと最適評価値８ｂとを選択する動作は実施
の形態５と同様である。このようにして、単一色差信号
の最適動きベクトルを探索することができる。

【００５３】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、色差信号が４：２：０フォーマットである場合に
も、図６に開示した動きベクトル探索方法においても同
一の動きベクトル検出回路を用いて最適輝度ベクトルと
最適評価値を得ることができ、開発コストが安く、大き
な汎用性を有する動きベクトル検出装置が得られる効果
がある。

【００５４】なお、上述したすべての実施の形態におい
て、被予測画像信号２は、図１９及び図２０に示したよ
うな、１６×１６画素のブロックから一部の画像のみを
取り出すサブサンプリングしたブロックを用いてもよ
い。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、色差
信号の当初のブロックを構成する画素の値を重複を許し
て配列し直すことによって、輝度信号のブロックの画素
数と同じ画素数の色差信号の新たなブロックを生成する
ように構成したので、最適輝度ベクトルを求める回路と
ほぼ同一の回路を用いて最適色差ベクトルを求めること
ができ、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動き
ベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を得ること
ができる効果がある。

【００５６】また、この発明によれば、色差信号ブロッ
ク生成手段が、色差信号の同一の画素の値を水平方向に
２度繰り返して配列して輝度信号のブロックの画素数と
同一の画素数の色差信号の新たなブロックを生成するよ
うに構成したので、４：２：２フォーマットの単一色差
信号の動きベクトルの探索に対しても、輝度ベクトルの
探索に用いるのと同一の動きベクトル検出回路を用いて
探索することができ、開発コストが安く、大きな汎用性
を有する動きベクトル検出装置が得られる効果がある。

【００５７】さらに、この発明によれば、色差信号ブロ
ック生成手段が、色差信号の同一の画素の値を水平方向
及び垂直方向にそれぞれ２度繰り返して配列して輝度信
号のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の新た
なブロックを生成するように構成したので、４：２：０
フォーマットの単一色差信号の動きベクトルの探索に対
しても、輝度ベクトルの探索に用いるのと同一の動きベ
クトル検出回路を用いて探索することができ、開発コス
トが安く、大きな汎用性を有する動きベクトル検出装置
が得られる効果がある。

【００５８】さらに、この発明によれば、色差信号ブロ
ック生成手段が、色差信号の同一の画素の値を水平方向
に２度繰り返して配列し、さらに２度繰り返して配列さ
れた水平方向の画素の値を垂直方向に２画素分を一括し
て２回繰り返して配列することにより輝度信号のブロッ
クの画素数と同一の画素数の色差信号の新たなブロック
を生成するように構成したので、色差信号が４：２：０
フォーマットの単一色差信号の動きベクトルの探索に対
して、垂直方向に１画素おきに２ブロックに分割してこ
の分割画像に対応する動きベクトルを探索する動きベク
トル探索方法においても、同一の動きベクトル検出回路
を用いて最適輝度ベクトルと最適評価値を得ることがで
き、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動きベク
トル検出装置が得られる効果がある。

【００５９】さらに、この発明によれば、動きベクトル
選択手段が、ブロックマッチングを行う際に水平ベクト
ルが奇数となるときの評価値を選択の対象から排除して
最適評価値と該最適評価値に対応する最適動きベクトル
とを選択するように構成したので、２種類の色差信号の
動きベクトルの探索に対しても、輝度ベクトルの探索に
用いるのと同一の動きベクトル検出回路を用いて探索す
ることができ、開発コストが安く、大きな汎用性を有す
る動きベクトル検出装置が得られる効果がある。

【００６０】さらに、この発明によれば、色差信号ブロ
ック生成手段が、２種類の色差信号の対応する画素の値
を水平方向に交互に配列して前記輝度信号のブロックの
画素数と同一の画素数の色差信号の新たなブロックを生
成するように構成したので、４：２：２フォーマットの
２種類の色差信号の動きベクトルの探索に対しても、同
一の動きベクトル検出回路を用いて、輝度ベクトルと色
差ベクトルの探索を行うことができ、開発コストが安
く、大きな汎用性を有する動きベクトル検出装置が得ら
れる効果がある。

【００６１】さらに、この発明によれば、色差信号ブロ
ック生成手段が、２種類の色差信号の対応する画素の値
を水平方向に交互に配列し、さらに、交互に配列された
水平方向の画素の値を垂直方向に２回繰り返して配列し
て前記輝度信号のブロックの画素数と同一の画素数の色
差信号の新たなブロックを生成するように構成したの
で、４：２：０フォーマットの２種類の色差信号の動き
ベクトルの探索に対しても、輝度ベクトルの探索に用い
るのと同一の動きベクトル検出回路を用いて探索するこ
とができ、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動
きベクトル検出装置が得られる効果がある。

【００６２】さらに、この発明によれば、色差信号ブロ
ック生成手段が、２種類の色差信号の対応する画素の値
を水平方向に交互に配列し、さらに交互に配列された水
平方向の画素の値を垂直方向に２画素分を一括して２回
繰り返して配列することにより輝度信号のブロックの画
素数と同一の画素数の色差信号の新たなブロックを生成
するように構成したので、色差信号が４：２：０フォー
マットの２種類の色差信号の動きベクトルの探索に対し
て、垂直方向に１画素おきに２ブロックに分割してこの
分割画像に対応する動きベクトルを探索する動きベクト
ル探索方法においても、同一の動きベクトル検出回路を
用いて最適輝度ベクトルと最適評価値を得ることがで
き、開発コストが安く、大きな汎用性を有する動きベク
トル検出装置が得られる効果がある。

【００６３】さらに、この発明によれば、動きベクトル
選択ステップにおいて、ブロックマッチングを行う際に
水平ベクトルが奇数となるときの評価値を選択の対象か
ら排除して最適評価値と該最適評価値に対応する最適動
きベクトルとを選択するように構成したので、２種類の
色差信号の動きベクトルの探索に対しても、輝度ベクト
ルの探索に用いるのと同一の動きベクトル検出回路を用
いて探索することができ、開発コストが安く、大きな汎
用性を有する動きベクトル検出方法が得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による動きベクトル
検出装置の構成を示すブロック図である。

【図２】 図１の動きベクトル検出回路の内部の構成を
示すブロック図である。

【図３】 図２の動きベクトル選択部の具体的構成とこ
の動きベクトル選択部に入力される信号波形を示す図で
ある。

【図４】 図１の動きベクトル検出装置で探索を行う被
予測画像信号のブロックの例を示す図である。

【図５】 図４の被予測画像信号に対応する参照画像信
号のブロックの例を示す図である。

【図６】 図１の動きベクトル検出装置で探索を行う被
予測画像信号及び参照画像信号の他の例と、探索方法を
示す図である。

【図７】 図１の動きベクトル検出装置で探索を行う被
予測画像信号の他の例を示す図である。

【図８】 図１の動きベクトル検出装置で探索を行う被
予測画像信号のブロックを示す図である。

【図９】 図１の動きベクトル検出装置で探索を行う参
照画像信号のブロックを示す図である。

【図１０】 図１の動きベクトル検出回路に色差信号を
入力させる方法を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態２による動きベクト
ル検出装置で探索を行う被予測画像信号のブロックを示
す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態２による動きベクト
ル検出装置で探索を行う参照画像信号のブロックを示す
図である。

【図１３】 この発明の実施の形態２の動きベクトル検
出回路に色差信号を入力させる方法を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態３による動きベクト
ル検出装置で探索を行う被予測画像信号のブロックを示
す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態４による動きベクト
ル検出装置で探索を行う被予測画像信号と参照画像信号
のブロックを示す図である。

【図１６】 この発明の実施の形態５による動きベクト
ル検出装置で探索を行う被予測画像信号ブロックを示す
図である。

【図１７】 この発明の実施の形態５による動きベクト
ル検出装置で探索を行う参照画像信号のブロックを示す
図である。

【図１８】 この発明の実施の形態６による動きベクト
ル検出装置で探索を行う被予測画像信号のブロックを示
す図である。

【図１９】 サブサンプリングを行う場合の被予測画像
信号と参照画像信号のブロックの例を示す図である。

【図２０】 サブサンプリングを行う場合の被予測画像
信号と参照画像信号のブロックの例を示す図である。

【図２１】 従来の動きベクトル検出装置の一例の構成
を示すブロック図である。

【図２２】 輝度信号と色差信号のブロックの例を示す
図である。

【図２３】 輝度信号と色差信号のブロックの他の例を
示す図である。

【図２４】 輝度信号と色差信号のブロックの例を示す
図である。

【符号の説明】

７ 参照画像信号、８ａ 最適動きベクトル、８ｂ 最
適評価値、１１ 評価値算出部（評価値算出手段）、１
３ 動きベクトル選択部（動きベクトル選択手段）、１
２ａ 動きベクトル、１２ｂ 評価値、１３ 動きベク
トル選択部（動きベクトル選択手段）。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号の輝度信号及び色差信号を１画
   像の画素数より小さい画素数で構成されるブロックにそ
   れぞれ分割して、ブロックマッチングにより前記輝度信
   号及び前記色差信号それぞれの最適動きベクトルを求め
   る動きベクトル検出装置において、 前記色差信号の当初のブロックを構成する画素の値を重
   複を許して配列し直すことによって、前記輝度信号のブ
   ロックの画素数と同じ画素数の色差信号の新たなブロッ
   クを生成する色差信号ブロック生成手段と、 該色差信号ブロック生成手段により生成された色差信号
   の新たなブロック及び前記輝度信号のブロックをそれぞ
   れ参照画像信号のブロックと比較して前記ブロックマッ
   チングを行い、動きベクトル及び評価値を検出する評価
   値算出手段と、 該評価値算出手段により算出された前記評価値の中から
   最適評価値と該最適評価値に対応する最適動きベクトル
   とを選択する動きベクトル選択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】 色差信号の当初のブロックの水平方向の
   画素数が輝度信号のブロックの水平方向の画素数の半分
   である場合に、色差信号ブロック生成手段は、該色差信
   号の同一の画素の値を水平方向に２度繰り返して配列し
   て前記輝度信号のブロックの画素数と同一の画素数の色
   差信号の新たなブロックを生成することを特徴とする請
   求項１記載の動きベクトル検出装置。
3. 【請求項３】 色差信号の当初のブロックの水平方向及
   び垂直方向の画素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水
   平方向及び垂直方向の画素数の半分である場合に、色差
   信号ブロック生成手段は、該色差信号の同一の画素の値
   を水平方向及び垂直方向にそれぞれ２度繰り返して配列
   して前記輝度信号のブロックの画素数と同一の画素数の
   色差信号の新たなブロックを生成することを特徴とする
   請求項１記載の動きベクトル検出装置。
4. 【請求項４】 色差信号の当初のブロックの水平方向及
   び垂直方向の画素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水
   平方向及び垂直方向の画素数の半分である場合に、色差
   信号ブロック生成手段は、該色差信号の同一の画素の値
   を水平方向に２度繰り返して配列し、さらに２度繰り返
   して配列された水平方向の画素の値を垂直方向に２画素
   分を一括して２回繰り返して配列することにより前記輝
   度信号のブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の
   新たなブロックを生成することを特徴とする請求項１記
   載の動きベクトル検出装置。
5. 【請求項５】 動きベクトル選択手段は、ブロックマッ
   チングを行う際に水平ベクトルが奇数となるときの評価
   値を選択の対象から排除して最適評価値と該最適評価値
   に対応する最適動きベクトルとを選択することを特徴と
   する請求項１記載の動きベクトル検出装置。
6. 【請求項６】 色差信号の当初のブロックの水平方向の
   画素数が輝度信号のブロックの水平方向の画素数の半分
   である場合に、色差信号ブロック生成手段は、２種類の
   色差信号の対応する画素の値を水平方向に交互に配列し
   て前記輝度信号のブロックの画素数と同一の画素数の色
   差信号の新たなブロックを生成することを特徴とする請
   求項５記載の動きベクトル検出装置。
7. 【請求項７】 色差信号の当初のブロックの水平方向及
   び垂直方向の画素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水
   平方向及び垂直方向の画素数の半分である場合に、色差
   信号ブロック生成手段は、２種類の色差信号の対応する
   画素の値を水平方向に交互に配列し、さらに、交互に配
   列された水平方向の画素の値を垂直方向に２回繰り返し
   て配列して前記輝度信号のブロックの画素数と同一の画
   素数の色差信号の新たなブロックを生成することを特徴
   とする請求項５記載の動きベクトル検出装置。
8. 【請求項８】 色差信号の当初のブロックの水平方向及
   び垂直方向の画素数がそれぞれ輝度信号のブロックの水
   平方向及び垂直方向の画素数の半分である場合に、色差
   信号ブロック生成手段は、２種類の色差信号の対応する
   画素の値を水平方向に交互に配列し、さらに交互に配列
   された水平方向の画素の値を垂直方向に２画素分を一括
   して２回繰り返して配列することにより前記輝度信号の
   ブロックの画素数と同一の画素数の色差信号の新たなブ
   ロックを生成することを特徴とする請求項５記載の動き
   ベクトル検出装置。
9. 【請求項９】 画像信号の輝度信号及び色差信号を１画
   像の画素数より小さい画素数で構成されるブロックにそ
   れぞれ分割して、ブロックマッチングにより前記輝度信
   号及び前記色差信号それぞれの最適動きベクトルを求め
   る動きベクトル検出方法において、 前記色差信号の当初のブロックを構成する画素の値を重
   複を許して配列し直すことによって、前記輝度信号のブ
   ロックの画素数と同じ画素数の色差信号の新たなブロッ
   クを生成する色差信号ブロック生成ステップと、 該色差信号ブロック生成ステップにより生成された色差
   信号の新たなブロック及び前記輝度信号のブロックをそ
   れぞれ参照画像信号のブロックと比較して前記ブロック
   マッチングを行い、動きベクトル及び評価値を検出する
   評価値算出ステップと、 該評価値算出ステップにより算出された前記評価値の中
   から最適評価値と該最適評価値に対応する最適動きベク
   トルとを選択する動きベクトル選択ステップとを備えた
   ことを特徴とする動きベクトル検出方法。
10. 【請求項１０】 動きベクトル選択ステップにおいて、
    ブロックマッチングを行う際に水平ベクトルが奇数とな
    るときの評価値を選択の対象から排除して最適評価値と
    該最適評価値に対応する最適動きベクトルとを選択する
    ことを特徴とする請求項９記載の動きベクトル検出方
    法。