JPS62230179A

JPS62230179A - 動き補正方法

Info

Publication number: JPS62230179A
Application number: JP61071226A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Omura; 大村　俊郎; Yutaka Tanaka; 豊田中; Yasuichirou Kurita; 泰市郎栗田; Yuichi Ninomiya; 佑一二宮; Daiji Nishizawa; 台次西澤
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1987-10-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH0722394B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、動画像信号の動き補正方式に係り、特に高能
率帯域圧縮・方式変換などの画像処理時において用いら
れる動き補正方式に関するものである。。

（開示の概要〕帯域圧縮装置や方式変換装置などにおいて、動き補正を
行うに際し、画面を分割した各ブロックにおいて検出し
た動きベクトルの中から予め定められた規則に従って少
数の候補ベクトルを選択し、その候補ベクトルを最適動
きベクトル選択回路に加えることにより、ハードウェア
の規模を拡大することなく、良好な動き補正を可能とす
るものである。

（従来の技術）第８図に示すブロック図は、従来技術によ、る装置とし
て、動き補正型フレーム数変換を行う方式変換装置の一
例を示すものである。ここで、１は動きベクトル検出部
、６は線型内挿部、７は出力画像選択部、８〜１１は動
き補正型内挿部、１２は最適動きベクトル判定部、１３
および１４は切換スイッチを表す。

第９図は、従来技術による動き補正型方式変換装置にお
ける動きベクトル検出ブロックを示す図である。

次に、第９図を参照して第８図の概略動作を説明する。

線型内挿部６では、連続する２フレ一ム信号の加重平均
により、線型内挿出力１５を得る。また、動きベクトル
検出部１では、いわゆるパターンマツチング法によって
第９図に示すように画面を４分割し、各ブロックにおけ
る動きベクトルｖ、。

Ｖ、、Ｖ、、Ｖ４を検出する。動き補正型内挿部８〜１
１では、それぞれ動きベクトルＶｌ、Ｖ２．Ｖ３．Ｖ４
を用いて位置内挿を行い、動き補正型内挿出力１６〜１
９を得る。最適動きベクトル判定部１２では、いわゆる
フレーム差最小法により動き補正型内挿出力１６〜１９
の中から最も良好な動き補正結果を与えるものを判定し
、第１スイツチ１４を切り換えて動き補正出力２０を得
る。出力画像選択部７では同様に線型内挿出力１５と動
き補正出力２０のうち、適切な内挿結果を与えるものを
判定し、第２スイツチ１３を切り換えて変換出力２１を
得る。

このように、従来の技術としては、画面内で検出したす
べての動きベクトルを候補ベクトルとして用い、その中
から最適動きベクトルを選択する動き補正方式が使われ
ていた。

第８図に示した従来の方式変換装置において、同時に補
正の行える動きベクトルの種類は４種類である。従って
、１つの画面内１５種類以上の異なる動きベクトルを持
つ領域が混在していると、良好な変換出力が得られない
。

かかる問題を解決するため、更に多種類の動きベクトル
を用いて動き補正を行おうとすると、動き補正型内挿部
の増設を要するのみならず、最適動きベクトル判定部の
規模が増大するため、実現が困難であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第１Ｏ図は、従来技術による動き補正方式について示す
ブロック図、第１１図は一般的な動きベクトル検出ブロ
ックを示す図である。

第１θ図に示す動きベクトル検出部１では、パターンマ
ツチング法などの従来技術を用いて第１１図に示すよう
に画面をＮ＝ｉｘｊ個に分割し、これら各ブロックにお
いて動きベクトルを検出する。最適動きベクトル選択部
４は、第８図に示した動餘補正型内挿部８〜１１、並び
に最適動きベクトル判定部１２に相当するものであり、
検出されたＮ個の動きベクトル全てを候補ベクトルとし
て、最適な動き補正結果を与える動きベクトルを選択す
る。

このような従来の！ａき補正方式では、以下の理由によ
り、画面の分割数Ｎを大きくすることは困難である。

（１）最適動きベクトル選択部４のハードウェア規模が
増大する。すなわち、分割数Ｎの増大に伴ない、第８図
に示した動き補正型内挿部８〜１１の増加、並びに、最
適動きベクトル判定部１２の回路規模増大を招く。

（２）画像の輪郭成分が少ないなどの理由で動きベクト
ルの検出精度が低下している際にも、当該ブロックの動
きベクトル（無意ベクトル）を候補ベクトルとして取り
扱っているため、最適動きベクトルを誤選択する確率が
増大する。

一方、画面の分割数Ｎが小さいときには、以下の理由に
より、良好な動き補正が行えない。

（１）１つの画面にＭ種類の動きベクトルを持つ領域が
混在している場合、Ｍ＞Ｎであると、（Ｍ−Ｎ）種類の
動きについては動き補正が行えない。Ｎが小さいほどＶ
ＡＮとなる確率が高くなる。

（２）Ｎが小さく、従って各ブロックのサイズが大きい
と、１つのブロック内に複数の異なる動きを持つ領域が
混在する確率が高くなり、正確な動きベクトルが検出で
きなくなる。

（３）動き領域が小面積である場合、各ブロックのサイ
ズが大きいと、ブロック内で動き領域が占める面積比率
が低下して、映像信号に含まれるノイズの影響を受は易
くなり、動きベクトルの誤検出を生じる確率が高くなる
。

〔発明の目的〕よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、ハードウェア
の規模を拡大することなく、良好な動き補正を可能とす
る動き補正方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、画面を複数のブロックに分割し、当該ブロッ
ク内で検出した複数の動きベクトルの中から最適ベクト
ルを選択する動き補正方式において、動画像信号に所定
の演算処理を施してフレーム差加算値データを得、該デ
ータに基づいて判別された有意ベクトルから候補ベクト
ルを選択し、該候補ベクトルの中から前記最適ベクトル
を特定するように構成するものである。

〔実施例〕

次に、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係る動き補正方式の基本的構成を示
すブロック図である。本図と第１０図（従来方式）との
差異は、動きベクトル検出部１と最適動ぎベクトル選択
部４との間に、有意ベクトル判定部２および優先順位判
定部３を新たに設けた点に吉する。

ここで、動きベクトル検出部１は、従来から知られてい
るパターンマツチング法などを用いて第１１図示の各ブ
ロックに対応したＮ個の動きベクトルを検出する。有意
ベクトル判定部２では、映像信号の輪郭成分が少ないな
どの理由により動きベクトルの検出精度が低下している
ブロックの動きベクトル（無意ベクトル）を除外し、Ｎ
′個（Ｎ”≦Ｎ）の動きベクトル（有意ベクトル）を得
る。

第２図は、上述した動きベクトル検出部ｌおよび有意ベ
クトル判定部２の詳細な構成例を示すブロック図である
。本図中、２２はフレー、ムメモリ、２３は代表点設定
部、２４は減算部、２５は絶対値検出部、２６はフレー
ム差加算部、２７は最小値検出部、２８は分散算出部、
２９は判定部、３０は平均値算出部を示す。

これら各構成要素の動作は次のとおりである。

代表点設定部２３では、前フレームの画像のうち、動き
ベクトル検出に用いる画素（代表点）を設定する。また
、見本ベクトルと呼ばれる、採り得る可能性のある有限
個のベクトルを設定する。

そして、減算部２４では各代表点につき、この代表点の
位置を見本ベクトルでオフセットした点の現フレームの
画素と代表点とのフレーム差を計算する。

次に、絶対値検出部２５を介して減算部２４の出力を絶
対値変換し、その後、各見本ベクトルにつき、各代表点
で計算されたフレーム差信号をフレーム差加算部２６に
おいて加算する。

最小値検出部２７では、フレーム差加算部２６から得ら
れたフレーム差加算値の最小値（ａ）を求める。ここで
、最小値を与える見本ベクトルが動きベクトルである。

平均値算出部３０では、上述したフレーム差加算値の見
本ベクトルに関する平均値（ｂ）を算出する。

分散算出部２８では、分散σをσ＝ｂ／（ｂ−ａ）とし
て算出する。

判定部２９では、この分散σの値がしきい値σ１を超え
ないとき、検出された動きベクトルを“有意”と判定す
る。

第３図は有意ベクトルの判定に用いるフレーム差加算値
の分布を示す線図であり、第２図に関して述べた最小値
ａ、平均値すとフレーム差加算値との関係を示している
。本図において、横軸は見本ベクトルの種類を示し、縦
軸はそれぞれの見本ベクトルに対するフレーム差加算値
を示す。そして、最小値ａを与える見本ベクトルｖＭが
、求めるべき動きベクトルである。

第４図（八）　、　（Ｂ）は第３図と同じく、有意ベク
トルの判定に用いるフレーム差加算値の分布を示す線図
である。ここで、有意と判定される場合のフレーム差加
算値の分布例を第４図（Ａ）に、また無意と判定される
場合の分布例を第４図（Ｂ）に示す。

ｌ本図から明らかなように、輪郭成分の少ない画像では
第４図（Ｂ）に示すような分布となり、ノイズによる擾
乱を受けて正しい動きベクトルの検出確率が低下する。

再び第１図に戻り、これを説明する。

優先順位判定部３は本発明を実施するための特有な回路
であり、第１１図に示した各ブロック毎に予め定められ
た優先順位表に従って、Ｎ′個の有意ベクトルの中から
上位の優先順位を持つＰ個（ＰＡＮ）の動きベクトル（
候補ベクトル）を選抜する機能を果たす。

優先順位を設定する手順の一例を以下に示す。

（１）着目するブロックの中心位置と、任意のブロック
の中心位置との空間圧１１１！（ｌが小さいブロックに
高い優先順位を与える。

（２）上述した空間圧１１ｆｔの値が同一であるブロッ
ク相互の優先順位は任意とする。

また、上記設定手順と異なる手順によって定めた優先順
位表を含む２種類以上の優先順位表を準備しておき、人
力画像の種類に応じてその内の１つを選択して使用する
ことも可能である。

第５図および第６図は、第１図に示した優先順位判定部
３のより詳細な構成ブロック図である。

第５図に示す構成では、３種類の優先順位表がリードオ
ンリーメモリ（ＲＯＭ）　３２〜３４に予め記憶されて
いる。そして、これらＲＯＭのアドレス選択バス３５に
対し有意ベクトルの種類並びに着目ブロックの位置を表
すデータを人力することにより、候補ベクトルの種類を
出力データ３６として取り出す。このとき、優先順位表
の種類の選択を行うため、スイッチ３７を切り換えてＲ
ＯＭ３２〜３４のいずれかを選択している。

第６図に示す構成では、有意ベクトル並びに着目ブロッ
クの位置を表すデータ３８と、使用する優先順位表の種
類を示すデータ３９とをインタフェース回路４Ｇを介し
てマイクロプロセッサ４１に入力している。このマイク
ロプロセッサ４１は、入力されたデータとメモリ４２内
に記憶されている優先順位表とを参照し、候補ベクトル
の種類を表す信号４４をインタフェース回路４３を介し
て出力する。

第１図に示す最適動きベクトル選択部４では、フレーム
差最小法など従来の技術を用いて、Ｐ個の候補ベクトル
の中から、最良の動き補正結果を与える動きベクトル（
最適動きベクトル）を選択する。

更に、動き補正部５では、上記最適動きベクトルを用い
て動き補正を行う。

第７図（＾）〜（Ｄ）は、本実施例の具体的な動作例を
示す図である。本図は、ｉ＝４．ｊ＝４．ＮｗｉＸｊ＝
１６．Ｐ＝５の場合を示す。

ここで、第７図（八）は各ブロックで検出した動きベク
トルを示す。

第７図（Ｂ）　は有意ベクトル判定の結果を示す。

同図において、判定結果“＋”は有意ベクトルを、また
、判定結果゛−”は無意ベクトルを示す。

第７図（Ｃ）は、第７図（Ａ）において斜線で示したブ
ロック（着目ブロック）の優先順位表を示す。

第７図（０）は、第７図（Ｃ）に示した優先順位表の内
、第７図（Ｂ）　において有意ベクトルであると判定さ
れた動きベクトルの欄のみを抜き出したものである。こ
のとき、着目ブロックの動籾補正に際し、最適動きベク
トル選択部４（第１図参照）に与えられる候補ベクトル
は、第７図（Ｄ）の中から優先順位の高い動きベクトル
をＰ個（５個）選択することにより、ｖ２２＋”２１．
ｖ３１＋ｖ１３＋ｖ４２となる。

〔発明の効果〕

本発明を実流量ることにより、以下の点について改善が
得られ、良好な画質の動き補正が可能となる。

（１）無意ベクトルが最適動きベクトル選択部に導入さ
れないため、誤選択の発生確率が低下する。

（２）着目ブロック近傍のブロックに有意ベクトルがな
い場合は、着目ブロックから一層隔たったブロックの有
意ベクトルを候補ベクトルとするので、ハードウェアの
規模を増大することなく、等測的に多数のブロックの動
きベクトルを候補ベクトルとすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動き補正方式の基本的構成を示す
ブロック図、第２図は動きベクトル検出部および有意ベクトル判定部
の詳細構成を示すブロック図、第３図および第４図（Ａ）　、　（Ｂ）　は有意ベクト
ルの判定に用いるフレーム差加算値の分布を示す線図、第５図および第６図は優先順位判定部の詳細構成を示す
ブロック図、第７図（Ａ）〜（Ｄ）は本実施例の具体的動作例を示す
図、第８図は従来技術を用いた動き補正型方式変換装置の構
成を示すブロック図、第９図は従来技術を用いた動き補正型方式変換装置にお
ける動ぎベクトル検出ブロックを示す図、第１０図は従来技術による動き補正方式を示すブロック
構成図、第１１図は動きベクトル検出ブロックを示す図である。１・・・動きベクトル検出部、２・・・有意ベクトル判定部、３・・・優先順位判定部、４・・・最適動きベクトル選択部、５・・・動き補正部、２２・・・フレームメモリ、２３・・・代表点設定部、２４・・・減算部、２５・・・絶対値検出部、２６・・・フレーム差加算部、２７・・・最小値検出部、２８・・・分散算出部、２９・・・判定部、３０・・・平均値算出部、３２〜３４・・・ｌｌ０Ｍ　。４０．４３・・・インタフェース回路、４１・・・マイ
クロプロセッサ、４２・・・メモリ。ＶＭ見訓（Ｘクトル第３図見本欠フト）し第４図第５図第６図１１へ第１θ図第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

１）画面を複数のブロックに分割し、当該ブロック内で
検出した複数の動きベクトルの中から最適ベクトルを選
択する動き補正方式において、動画像信号に所定の演算
処理を施してフレーム差加算値データを得、該データに
基づいて判別された有意ベクトルから候補ベクトルを選
択し、該候補ベクトルの中から前記最適ベクトルを特定
するようにしたことを特徴とする動き補正方式。