KR20010033415A - 이동 벡터 검출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

MPEG(Moving Picture Image Coding Experts Group)에 준거한 화상 부호화 처리를 행할 때에 이용되는 이동 벡터를 검출할 때, 필드 화상과 프레임 화상과의 상관, 각 화상의 화상간 거리의 상관, 화상 내의 화소 블록의 상관 등을 이용하여 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을 연산하고, 상기 탐색 영역 내에서 이동 벡터의 검출을 행함으로써 연산량의 삭감을 도모한다.

Description

이동 벡터 검출 방법 및 장치{MOTION VECTOR DETECTING METHOD AND DEVICE}
MPEG 방식은, 화면내에서의 DCT (Discrete Cosine Transform)와 화상간의 이동 보상 예측과 가변 길이 부호화를 조합하여 동화상 데이터의 압축을 행하는 부호화 방식이다.
일반적으로, 화상간의 이동 보상 예측에서 이루어지는 이동 벡터의 검출 처리는, 소위 블록 매칭에 의해 행해지고 있었다. 이 블록 매칭은, 처리의 대상이 되는 기준 화상에서 소정의 화소수로 분할된 기준 블록에 대해, 참조 화상 내에서의 동일 위치를 기점으로 하여 이동 벡터에 대응하는 참조 블록과 상기 소정의 화소수와 동일 화소수를 갖는 영역을 추출하고, 기준 블록과 참조 블록의 대응하는 화소의 차분의 절대치를 연산하고, 기준 블록 내의 모든 화소에 대해 차분의 절대치의 합을 연산하는 처리를 행한다. 그리고, 이동 벡터를 검출할 때에는, 참조 화상의 탐색 영역내에서 추출하는 영역을 1화소씩 이동시키면서 상술된 블록 매칭을 반복하여 행하고, 상기 차분의 절대치의 합이 가장 작은 값을 나타낸 점을 기점으로 하여 이동 벡터를 검출한다.
그러나, 상술된 블록 매칭을 행할 때는, 참조 화상에 관한 이동 벡터를 구했을 때의 탐색 영역과, 기준 화상에 관한 이동 벡터를 구했을 때의 탐색 영역과 동일 사이즈의 범위로 이루어져 행해지고 있다. 또한, 기준 화상의 이동 벡터를 구할 때에는, 기준 블록의 이동 벡터가 어느 정도 예측할 수 있는 경우라도, 참조 화상의 이동 벡터를 기준으로 하여, 어느 한 일정한 크기의 영역을 탐색 영역으로 하여 기준 화상의 이동 벡터를 검출하였다.
또한, 상술한 블록 매칭에 의해 이동 벡터를 검출하는 처리는, 블록 매칭을 행할 때 이루어지는 상기 차분의 절대치의 합을 구하는 처리에 관한 연산량이 매우 팽대해지고, MPEG 등의 화상 압축 처리의 대부분의 시간이 소비되고, 소프트웨어로 실현할 때의 장해가 되어, 연산량의 삭감이 요구되고 있다.
〈발명의 개시〉
본 발명의 제1 목적은, 상술된 바와 같은 실정에 감안하여 제안된 것으로, 인터레이스 방식의 필드 화상에 대해 이동 벡터를 검출할 때의 연산량을 삭감할 수 있는 이동 벡터 검출 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적은, 이동 벡터를 검출할 때의 검출 정밀도를 유지하면서 연산량을 삭감할 수 있는 이동 벡터 검출 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 제3 목적은, 이동 벡터의 검출을 행할 때의 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감하여 이동 벡터를 검출할 때의 연산량의 삭감 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있는 이동 벡터 검출 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는, 상술된 제1 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 인터레이스 방식에 있어서, 동화상을 구성하는 각 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출할 때, 톱 필드(top field) 화상과 하부 필드 화상과의 상관이 높다는 것을 이동 벡터의 예측에 이용하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.
본 발명의 제1 목적에 관한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 이러한 관점에 기초하여 완성된 것이고, 인터레이스 방식에 준거한 필드 화상에 관한 이동 벡터의 검출을 행하는 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 있어서, 제1 필드 화상을 이용하여, 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터를 소정의 탐색 영역에서 검출하고, 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을, 참조하는 필드 화상과 제3 필드 화상과의 필드간 거리와, 상기 제1 필드 화상과 제2 필드 화상과의 필드간 거리를 비교하여 연산하고, 상기 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터가 지시하는 점을 기점으로 하여 상기 연산하여 얻은 탐색 영역에서 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 필드 화상에 대해 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을, 다른 필드 화상에 관한 이동 벡터를 이용하여 변화시켜 설정하고, 상기 설정한 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 하여 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출한다.
또한, 상술된 제2 목적을 달성하는 본 발명에 따른 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 기준 프레임과 시간적 또는 공간적으로 근접하는 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정하고, 상기 참조 블록의 이동 벡터를 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 연장한 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역을 결정하고, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 포함하는 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 프레임에 포함되는 기준 블록의 화상 데이터와 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여, 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 기준 블록의 이동 벡터를 검출할 때에 참조 블록의 이동 벡터를 기점으로 하여 제1 탐색 영역을 결정함과 함께, 참조 블록의 이동 벡터를 연장한 점에 따라 제2 탐색 영역을 결정하는 처리를 행하여, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 범위를 포함하는 이동 벡터 탐색 영역에서 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다.
또한, 본 발명자는, 상술된 제3 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 이동 벡터를 검출할 때, 서로 인접하는 화소 블록의 이동 벡터에서의 상관이 높은 것이, 이동 벡터의 예측에 이용하는 것이 가능한 것을 발견하였다.
본 발명에의 제3 목적에 관한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 이러한 관점에 기초하여 완성된 것이고, 제1 탐색 영역에서 제1 블록에 관한 이동 벡터를 검출하고, 제2 블록에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 제2 탐색 영역을, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 이동 벡터에 기초하여 설정하고, 상기 제2 블록에 관한 이동 벡터를 상기 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 검출하는 것을 특징으로 한다.
이러한 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 상기 제1 블록에 대해서는 제1 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 이동 벡터의 검출을 행하고, 상기 제1 블록에 인접하는 제2 블록에 대해서는, 인접하는 제1 블록에 관한 이동 벡터를 이용하여 제2 탐색 영역을 설정하여 상기 소정의 탐색 영역과는 다른 사이즈의 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 제2 블록에 관한 이동 벡터의 검출을 행한다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에 설명되는 실시예의 설명으로부터 한층 분명해질 것이다.
본 발명은 MPEG(Moving Picture Image Coding Experts Group)에 준거한 화상 부호화 처리를 행할 때에 이용되는 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 적용한 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 인터레이스 방식의 필드 화상의 필드간 거리에 대해 설명하기 위한 도면.
도 3은 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에 구비되는 CPU가 이동 벡터 검출 프로그램에 따라 이동 벡터를 검출하는 처리 순서를 나타내는 흐름도.
도 4는 소정의 탐색 영역을 결정하여 이동 벡터 VTT를 탐색하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 5는 이동 벡터 VTT를 이용하여 이동 벡터 VBB를 탐색하는 기점 및 탐색 영역을 결정하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 6은 이동 벡터 VTT를 이용하여 이동 벡터 VTB를 탐색하는 기점 및 탐색 영역을 결정하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 7은 이동 벡터 VTT를 이용하여 이동 벡터 VBT를 탐색하는 기점 및 탐색 영역을 결정하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 8은 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치로 탐색 영역을 설정하고, 이동 벡터를 검출하는 처리를 설명하기 위한 흐름도.
도 9는 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에서 탐색 영역을 설정하고, 이동 벡터를 검출하는 처리를 설명하기 위한 흐름도.
도 10은 CPU에 의해 맵을 작성하는 처리를 설명하기 위한 도면.
도 11은 CPU의 메모리에 작성한 맵의 일례를 설명하기 위한 도면.
도 12는 CPU의 메모리에 작성한 맵의 다른 일례를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명을 적용한 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치의 구성을 나타내는 블록도.
도 14는 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에 구비되는 CPU에 의해 이동 벡터를 검출하는 처리가 될 때에, 프레임 화상이 매크로 블록 단위로 분할되는 것을 설명하기 위한 도면.
도 15는 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에 구비되는 CPU가 이동 벡터 검출 프로그램에 따라 이동 벡터를 검출하는 처리 순서를 나타내는 흐름도.
도 16은 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에 구비되는 CPU가 이동 벡터 검출 프로그램에 따라 이동 벡터를 검출하는 처리 순서를 나타내는 흐름도.
도 17은 수평 방향에서 인접하는 매크로 블록이 다른 방향을 지시할 때에, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 이용하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 18은 수평 방향에서 인접하는 매크로 블록이 대략 같은 방향을 지시할 때에, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 이용해 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 19는 수직 방향에서 인접하는 매크로 블록이 다른 방향을 지시할 때에, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 이용해 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면.
도 20은 수평 방향에서 인접하는 매크로 블록이 대략 같은 방향을 지시할 때에, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 이용해 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 것을 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 제1, 제2 및 제3 목적에 관한 제1, 제2 및 제3 실시 형태에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
또한, 이하의 설명에서는, 톱 필드 화상과 하부 필드 화상과의 상관을 이용하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 장치를 제1 실시 형태로서 설명하고, 시간적으로 전후하는 프레임 또는 필드의 상관을 이용하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 장치를 제2 실시 형태로서 설명하고, 서로 인접하는 화소 블록의 이동 벡터에서의 상관이 높은 것을 이용하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 장치를 제3 실시 형태로서 설명한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치는, 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이 구성된다.
이 이동 벡터 검출 장치(1)는, 필드 화상에 대해 MPEG2 규격에 준거한 화상 부호화 처리에서의 이동 벡터의 검출하는 처리를 행하는 CPU(Central Processing Unit : 2)를 구비하고 있다. 이 CPU(2)는, 이동 벡터 검출 프로그램 기동함으로써, 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다. 이 CPU(2)는, 이동 벡터를 검출할 때에는, 메모리(3)에 저장된 화상 데이터 및 이동 벡터 검출 프로그램을 이용한다. 이 때, CPU(2)는, 제어 신호를 메모리(3) 및 HDD(Hard Disc Drive : 4)로 출력함으로써, HDD(4)에 저장된 화상 데이터 및 이동 벡터 검출 프로그램을 메모리(3)에 저장하도록 제어한다.
또한, 이 CPU(2)는, 화상 데이터에 대해 예를 들면 MPEG 방식에 준거한 화상 압축 처리를 행할 때에는, I(Intra) 픽쳐에 대해 DCT(Discrete Cosine Transform) 처리를 행함과 함께, B(Bidirectionally predictive), P(Predictive) 픽쳐를 이동 보상 예측을 함으로써 화상 압축 처리를 행한다. 이 때, CPU(2)는, 하나의 필드 화상에 대해 이동 벡터를 구할 때, 시간적으로 전후하는 필드 화상의 필드간 거리를 참조하여 이동 벡터를 탐색할 때의 탐색 영역을 결정한다. 그리고, CPU(2)는, 상기 탐색 영역에서 예를 들면 8×8 화소로 이루어지는 매크로 블록 단위로 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출한다.
이 CPU(2)는, 블록 매칭을 행할 때, 이동 벡터를 검출하는 처리의 대상이 되는 기준 필드 화상에 포함되는 소정의 화소수로 분할된 기준 블록과, 상기 기준 블록에 대응한 참조 필드 화상의 위치를 기점으로 하여 이동 벡터가 지시하는 하나의 참조 블록을 추출하고, 기준 블록과 참조 블록의 대응하는 화소의 차분의 절대치를 연산하고, 기준 블록 내의 모든 화소에 대해 차분의 절대치의 합을 연산하는 처리를 행한다.
그리고, CPU(2)는, 이동 벡터를 검출할 때, 참조 필드 화상의 탐색 영역 내에서 추출하는 영역을 1 화소씩 이동시키면서 상술된 블록 매칭을 반복하여 행하고, 상기 차분의 절대치의 합이 가장 작은 값을 나타낸 점을 기점으로 하여 이동 벡터를 검출한다. 또, 이 CPU(2)가 행하는 상기 탐색 영역을 연산하여 이동 벡터를 검출하는 처리의 순서의 상세한 내용에 대해서는 후술하겠다.
메모리(3)는, 상기 CPU(2)에 의해 제어되는 것으로, 저장하는 내용이 제어된다. 이 메모리(3)는, CPU(2)로부터의 제어 신호에 따라 HDD(4)로부터 이동 벡터 검출 프로그램 및 화상 데이터가 저장됨과 함께, 저장된 이동 벡터 검출 프로그램 및 화상 데이터가 판독된다.
HDD(4)는, 화상 데이터 및 이동 벡터 검출 프로그램을 저장한다. 그리고, 이 HDD(4)는, CPU(2)로부터의 제어 신호에 따라 지정된 화상 데이터를 메모리(3)로 출력한다.
이 HDD(4)에 저장되는 화상 데이터는, 도 2에 도시된 바와 같이, 인터레이스 방식에 준거한 톱 필드 화상(T)과 하부 필드 화상(B)이 교대로 배열된 시계열의 동화상 데이터이다. 그리고, CPU(2)는, 예를 들면 톱 필드 화상 T1과 다음의 톱 필드 화상 T2와의 필드간 거리를 「1.0」으로 했을 때, 톱 필드 화상 T1과 하부 필드 화상 T2의 필드간 거리를 「1.5」로 하고, 하부 필드 화상 B1과 톱 필드 화상 T2와의 필드간 거리를「0.5」로 하고, 하부 필드 화상 B1과 하부 필드 화상 B2와의 필드간 거리를 「1.0」으로 하여 상기 탐색 영역을 연산하는 처리를 행한다.
도 1에 도시된 I/F(인터페이스) 회로(5)는, 예를 들면 외부로부터 화상 데이터가 입력됨과 함께, CPU(2)로부터의 제어 신호에 따라 화상 데이터를 외부로 출력한다. 이 I/F 회로(5)는, 예를 들면 외부로부터 화상 데이터가 입력되었을 때에는, HDD(4)에 상기 화상 데이터를 출력한다.
이와 같이 구성된 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, CPU(2)에 의해 복수의 필드 화상으로 이루어지는 화상 데이터에 관한 이동 벡터를 검출할 때, HDD(4)에 저장된 이동 벡터 검출 프로그램을 실행함으로써 도 3의 흐름도에 나타낸 바와 같은 처리를 행한다.
우선 스텝 S1에서, CPU(2)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 탐색의 기점을 (0, 0)으로 설정하는 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 이동 벡터를 검출하기 위해 블록 매칭을 행할 때의 탐색 영역의 기점을 초기의 설정으로 하여 (0, 0)으로 하는 처리를 행한다.
다음 스텝 S2에서, CPU(2)는, 예를 들면 상술된 도 2에 도시된 바와 같이 톱 필드 화상 T1을 이용하여 톱 필드 화상 T2를 이동 보상할 때에 이용하는 이동 벡터 VTT를 탐색하는 탐색 영역 S0을, 예를 들면 상기 기점 (0, 0)을 중심으로 하여 점(-32, -32)과 점(+32, +32)을 대각점으로 하여 정의되는 구형 영역으로 한다. 또, 이 스텝 S2에서, CPU(2)는, 이동 벡터 VTT를 검출할 때의 탐색 영역을 정확하게 이동 벡터를 검출할 수 있을 정도의 임의의 사이즈로 해도 좋다.
다음의 스텝 S3에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S2에서 결정한 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 행함에 따라 이동 벡터 VTT를 검출하는 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 예를 들면 톱 필드 화상 T1을 상기 참조 필드 화상으로 함과 함께 톱 필드 화상 T2를 상기 기준 필드 화상으로 하고, 톱 필드 화상 T1에 포함되는 소정의 화소수로 이루어지는 기준 블록 A를 이용하여, 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 행한다. 이에 따라 CPU(2)는, 톱 필드 화상 T2에 포함되는 참조 블록 B를 탐색하고, 이동 벡터 VTT를 검출한다.
다음의 스텝 S4에서, CPU(2)는, 하부 필드 화상 B1을 참조 필드 화상으로 하여 하부 필드 화상 B2를 기준 필드 화상으로 하여 이동 벡터 VBB를 검출하는 처리로 이행한다. 이 때, CPU(2)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 이동 벡터 VBB를 탐색하는 기점을 상술된 스텝 S3에서 검출한 이동 벡터 VTT의 선단의 좌표 위치(hTT, vTT)로 설정하는 처리를 행한다. 여기서, CPU(2)는, 이동 벡터 VTT를 검출했을 때에 이용한 기준 필드 화상과 참조 필드 화상과의 필드간 거리와, 하부 필드 화상 B1과 하부 필드 화상 B2의 필드간 거리가 동일하기 때문에, 이동 벡터 VTT의 선단을 신축시키지 않고, 이동 벡터 VBB를 탐색하는 기점을 이동 벡터 VTT의 선단의 좌표 위치(hTT, VTT)로 한다.
다음의 스텝 S5에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S4에서 설정한 좌표 위치(hTT, vTT)를 중심으로 한 소정의 화소수로 이루어지는 도 5 내의 탐색 영역 SBB를 설정한다. 여기서, CPU(2)는, 예를 들면 점 (hTT, vTT)을 중심으로 하여 점 (hTT-4, VTT-4)와 점(hTT+4, VTT+4)를 대각점으로 하여 정의되는 구형 영역을 탐색 영역 SBB로 한다. 또, 이 스텝 S5에서, CPU(2)는, 이동 벡터 VBB를 검출할 때의 탐색 영역 SBB를 임의의 화소수로 해도 좋다.
다음의 스텝 S6에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S5에 설정한 탐색 영역 SBB내에서 상술된 스텝 S3과 마찬가지로 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터 VBB를 검출하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S7에서, CPU(2)는, 톱 필드 화상 T1을 참조 필드 화상으로 하여 하부 필드 화상 B2를 기준 필드 화상으로 하여 이동 벡터 VTB를 검출하는 처리로 이행한다. 이 때, CPU(2)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 이동 벡터 VTT를 탐색하는 기점을, 상술된 스텝 S3에서 검출한 이동 벡터 VTT의 길이를 1.5배한 좌표 위치로 설정하는 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 톱 필드 화상 T1과 톱 필드 화상 T2의 필드간 거리와, 톱 필드 화상 T1과 하부 필드 화상 B2의 필드간 거리가, 1.5배이기 때문에, 이동 벡터 VTB를 탐색하는 기점을 좌표 위치(1.5hTT, 1.5vTT)에 설정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S8에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S7에서 설정한 좌표 위치(1.5hTT, 1.5vTT)를 중심으로 하고, 상술된 스텝 S5에 설정한 탐색 영역의 1.5배의 화소수로 이루어지는 탐색 영역 STB를 설정한다. 즉, CPU(2)는, 좌표 (1.5hTT, 1.5vTT)를 중심으로 하여 좌표(1.5hTT-6, 1.5vTT-6)와 좌표(hTT+6, vTT+6)를 대각점으로 하여 정의되는 구형 영역을 탐색 영역 STB로 한다.
다음의 스텝 S9에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S8에서 설정한 탐색 영역 STB내에서 상술된 스텝 S3과 마찬가지로 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터 VTB를 검출하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S10에서, CPU(2)는, 하부 필드 화상 B1를 참조 필드 화상으로 하여 톱 필드 화상 T2를 기준 필드 화상으로 하여 이동 벡터 VBT를 검출하는 처리로 이행한다. 이 때, CPU(2)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 벡터 VBT를 탐색하는 기점을, 상술된 스텝 S3에서 검출한 이동 벡터 VTT의 길이를 0.5배한 좌표 위치에 설정하는 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 톱 필드 화상 T1과 톱 필드 화상 T2의 필드간 거리와, 하부 필드 화상 B1과 톱 필드 화상 T2의 필드간 거리가, 0.5배이기 때문에, 이동 벡터 VBT를 탐색하는 기점을 좌표 위치 (0.5hTT, 0.5vTT)로 설정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S11에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S10에서 설정한 좌표 위치(0.5hTT, 0.5vTT)를 중심으로 하고, 상술된 스텝 S5에서 설정한 탐색 영역의 0.5배의 화소수로 이루어지는 탐색 영역 SBT를 설정한다. 즉, CPU(2)는, 좌표 (0.5hTT, 0.5vTT)를 중심으로 하여 좌표 (0.5hTT-2, 0.5vTT-2)와 좌표(hTT+2, vTT+2)를 대각점으로 하여 정의되는 구형 영역을 탐색 영역 SBT로 한다.
다음의 스텝 S12에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S11에서 설정한 탐색 영역 SBT내에서 상술된 스텝 S3과 마찬가지로 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터 VBT를 검출하는 처리를 행한다.
이러한 처리를 행한 결과, CPU(2)는, 톱 필드 화상 T2에 관한 이동 벡터를 톱 필드 화상 T1과 하부 필드 화상 B1과의 2개의 필드 화상의 관계로부터 예측한 2개의 이동 벡터를 얻는다. 그리고, CPU(2)는, 이들 2개의 이동 벡터로부터 최적의 이동 벡터를 선택하여, 톱 필드 화상 T2에 대한 이동 벡터로 한다. 또한, CPU(2)는, 하부 필드 화상 B2에 대한 이동 벡터에 대해서도, 톱 필드 화상 T1과 하부 필드 화상 B1의 2개의 필드 화상으로부터 예측한 이동 벡터 중 최적의 이동 벡터를 선택하게 된다.
이러한 처리를 행하는 CPU(2)를 구비한 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, 인터레이스 방식에 준거한 필드 화상에 대해 이동 벡터를 검출하는 처리를 행할 때, 상술된 스텝 S1∼스텝 S3에서 도시한 바와 같이, 우선 이동 벡터 VTT를 검출하여 다른 이동 벡터 VBB, VBT, VTB를 검출할 때, 상기 이동 벡터 VTT의 선단 위치를 탐색의 기점으로 함과 함께, 필드간 거리에 따라 블록 매칭을 행하여 다른 이동 벡터 VBB, VBT, VTB를 검출할 때의 탐색 영역을 변화시키므로, 톱 필드 화상과 하부 필드 화상과의 상관을 이용하여 탐색 영역의 화소 사이즈를 축소할 수 있다. 따라서, 이 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 탐색 영역의 화소 사이즈를 축소함으로써, 이동 벡터를 검출하는 연산량을 삭감할 수 있음과 함께, 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 상술된 CPU(2)의 처리의 설명에서는, 우선 이동 벡터 VTT를 검출하여 다른 이동 벡터 VBB, VBT, VTB를 검출할 때의 탐색 영역을 설정하는 것을 설명했지만, 이동 벡터 검출 장치(1)는, 우선 이동 벡터 VTT, VBB, VBT, VTB중 어느 한 이동 벡터를 검출하고, 필드간 거리에 비례하여 다른 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역의 화소 사이즈를 변화시켜도 좋다.
또한, 상술된 CPU(2)의 처리의 설명에서는, 각 필드 화상에 관한 이동 벡터를 구할 때, 시간적으로 앞에 배치된 어느 한 필드 화상을 이용하여 이동 벡터를 구하는 일례, 즉 예를 들면 톱 필드 화상 T2에 대한 이동 벡터를 구할 때에는 톱 필드 화상 T1및 하부 필드 화상 B1을 이용하여 이동 벡터 VTT및 이동 벡터 VTB를 구하는 것을 설명했지만, 이동 벡터 VTT와 이동 벡터 VTB중 어느 1개의 이동 벡터만을 구하여 각 필드 화상에 관한 이동 벡터로 해도 좋다.
이어서, 본 발명을 적용한 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치는, 상술된 제1 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)와 마찬가지로 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 갖는다.
CPU(2)는, 내부에 메모리를 구비하고, 이동 벡터 검출 프로그램에 따라 블록 매칭을 행하여 이동 벡터를 검출하는 탐색 영역을, 기준 프레임과 시간적으로 근접하는 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정하고, 기준 프레임과 참조 프레임과의 필드 또는 프레임간 거리에 따라 연장한 점을 중심으로 하여 제2 탐색 영역을 설정한다.
그리고, CPU(2)는, 기준 프레임을 구성하는 각 기준 블록마다, 블록 매칭을 행하는 탐색 영역인 것을 나타내는 플래그를 생성하여 상기 메모리에 저장하여 이동 벡터의 검출을 행한다. 이에 따라, CPU(2)는, 기준 프레임에 대응한 플래그가 존재하는지의 여부를 판단하기 위한 맵을 상기 메모리에 생성한다.
이 때, CPU(2)는, 예를 들면 「1」을 블록 매칭을 행하는 플래그로 하고, 「0」을 블록 매칭을 행하지 않은 플래그로 하여 맵을 작성한다. 그리고, CPU(2)는, 플래그로 이루어지는 맵을 참조하여, 설정한 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 행하여 이동 벡터의 검출을 행한다.
이 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 구비되는 CPU(2)의 처리에 대해 도 8 및 도 9의 흐름도를 이용하여 설명한다.
우선 스텝 S21에서, CPU(2)는, 매크로 블록 단위의 참조 블록에 이동 벡터가 존재하는지의 여부를 판정한다. 그리고, CPU(2)는, 참조 블록에 이동 벡터가 존재한다고 판정했을 때에는 스텝 S2로 진행하고, 참조 블록에 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판정했을 때에는 스텝 S23으로 진행한다.
다음의 스텝 S22에서, CPU(2)는, 상기 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 참조 블록의 이동 벡터의 선단 위치로 설정한다. 즉, CPU(2)는, 상기 중심 위치로부터 소정의 화소수의 구형 영역을 이동 벡터 탐색 영역으로 하여 설정하고, 블록 매칭을 행하는 것을 나타내는 플래그로 이루어지는 맵을 작성하는 영역으로 하여 설정한다.
다음의 스텝 S24에서, CPU(2)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상술된 스텝 S22로 설정한 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 상기 메모리에 저장하는 플래그로 이루어지는 맵의 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 맵의 베이스 영역으로 하여 설정한다. 즉, 이 CPU(2)는, 상기 베이스 영역 내에서 블록 매칭을 행하는 것을 나타내는 「1」의 플래그 또는 블록 매칭을 행하지 않은 것을 나타내는 「0」의 플래그로 이루어지는 맵을 내부의 메모리에 작성하게 된다.
다음의 스텝 S25에서, CPU(2)는, 참조 블록의 이동 벡터의 선단을 중심으로한 소정의 화소수를 차지하는 영역을 제1 탐색 영역으로 함과 함께, 참조 블록의 이동 벡터로부터 연장한 점을 중심 위치로 하여 제2 탐색 영역을 설정한다. 이 때, CPU(2)는, 이동 벡터를 검출하는 대상이 되는 기준 프레임과 상기 참조 블록이 존재하는 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라, 참조 블록의 이동 벡터로부터 연장한 점의 위치를 결정하고, 상기 결정한 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역의 크기를 결정한다. 즉, 이 CPU(2)는, 기준 프레임과 참조 프레임의 거리에 비례한 크기의 영역을 제2 탐색 영역의 크기로 하여 설정한다. 그리고, 이 CPU(2)는, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 설정한 것에 따라, 블록 매칭을 행하는 것을 나타내는 플래그를 생성한다. 또한, CPU(2)는, 설정한 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선을 설정하고, 상기 제1 탐색 영역, 제2 탐색 영역 및 접속선으로 둘러싼 영역을 이동 벡터 탐색 영역으로 하여, 플래그를 생성한다.
이 결과, CPU(2)는, 상술된 바와 같이 설정한 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 예로 들면 원형으로 하고, 제2 탐색 영역의 크기를 프레임간 거리에 따라 반경을 커지도록 설정하고, 접속선으로 하여 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접선으로 둘러싸여 이루어지는 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 플래그를 메모리의 베이스 영역 내에서 맵핑함으로써, 도 11에 도시된 바와 같은 제1 탐색 영역 A, 제2 탐색 영역 B 및 접속선 C로 둘러싸인 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 맵을 메모리내에 작성한다. 또, 이 도 11에서, 음영 부분은 플래그가 「1」의 이동 벡터 탐색 영역을 나타내고, 외곽 부분은 플래그가 「0」의 영역을 나타내고 있다.
한편, 상술된 스텝 S21에서 참조 블록에 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판된 스텝 S23에서, CPU(2)는, 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 기준 블록 내의 좌표 (0, 0)으로 설정한다.
다음의 스텝 S26에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S23에서 설정한 이동 벡터 탐색 영역의 중심을 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 맵의 베이스 영역으로서 설정하여 스텝 S27로 진행한다. 즉, CPU(2)는, 스텝 S21에서 참조 블록에 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판정되었기 때문에, 이동 벡터 탐색 영역의 중심을 상기 구형 영역의 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 이동 벡터 탐색 영역으로 하여 메모리에 맵을 작성한다.
스텝 S27에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S25 또는 스텝 S26에서 작성된 맵에서의 상기 베이스 영역의 좌측 상의 좌표 위치를 초기 위치로 하여 지정한다. 즉, 이 CPU(2)는, 이동 벡터를 검출할 때에 행하는 블록 매칭의 탐색 위치를 상기 베이스 영역의 좌측 상의 좌표(H, V)로부터 개시한다. 여기서, H 및 V는, 상기 맵에서의 좌표 위치를 나타내는 변수이다.
다음의 스텝 S28에서, CPU(2)는, 이동 벡터를 검출하는 기준 프레임으로부터 매크로 블록 단위의 기준 블록의 화상 데이터를 메모리(3)로부터 판독한다.
다음의 스텝 S29에서, CPU(2)는, 메모리에 저장되어 있는 맵으로부터 좌표(H, V)에서의 플래그를 판독한다.
다음의 스텝 S30에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S29에서 판독한 플래그가 「1」 또는 「0」을 판정한다. 즉, 이 CPU(2)는, 메모리에 저장된 맵의 좌표 위치에 대응한 기준 블록의 화소와 참조 블록의 화소를 이용하여 블록 매칭을 행하는지의 여부를 판정한다. 그리고, CPU(2)는, 플래그가 「1」인 경우, 즉 블록 매칭을 행할 때에는 도 9에 도시된 스텝 S31로 진행하고, 플래그가 「0」인 경우, 즉 블록 매칭을 행하지 않을 때에는 도 9에 도시된 스텝 S35로 진행한다.
스텝 S31에서, CPU(2)는, 참조 프레임으로부터 좌표(H, V)에 상당하는 참조 블록의 화상 데이터를 메모리(3)로부터 판독한다.
다음의 스텝 S32에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S28에서 판독한 상기 좌표(H, V)에 대응하는 기준 블록의 화상 데이터와, 상술된 스텝 S31에서 입력된 좌표(H, V)에 상당하는 참조 블록의 화상 데이터를 비교함으로써 기준 블록을 구성하는 각 화소와 참조 블록을 구성하는 각 화소와의 차분을 연산하고, 차분의 절대치합을 연산한다.
다음의 스텝 S33에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S32에서 구한 차분의 절대치합이 최소인지의 여부를 판정한다. 그리고, CPU(2)는, 차분의 절대치합이 최소라고 판정했을 때에는 스텝 S34로 진행하여 차분의 절대치합을 최소치로 하여 좌표(H, V)를 기억하고, 최소가 아니라고 판정했을 때에는 스텝 S35로 진행한다. 이에 따라, CPU(2)는, 이동 벡터를 검출한다.
그리고, 스텝 S35에서, CPU(2)는, 맵의 좌표(H, V)를 인크리먼트함으로써 다음의 화소를 지정하고, 스텝 S36에서 맵의 좌표가 우측하, 즉 좌표가 (Right, Bottom)인지를 판정한다. 그리고, CPU(2)는, 맵의 좌표가 우측하가 아니라고 판정했을 때에는 스텝 S35에서 지정한 화소에 대해 스텝 S29 이후의 처리를 행하고, 맵의 좌표가 우측하라고 판정했을 때에는, 기준 블록에 대해 이동 벡터를 검출하는 처리를 종료한다.
이러한 처리를 행하는 CPU(2)를 구비한 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, 어떤 기준 블록에 대해 이동 벡터를 검출할 때, 스텝 S25에서 참조 블록의 이동 벡터를 이용하여 블록 매칭을 행하는 영역을 결정하고, 스텝 S29로부터 스텝 S36까지의 처리를 반복함으로써 플래그가 생성된 좌표에 대해서만 블록 매칭을 행하고, 스텝 S32에서 연산한 차분의 절대치합이 최소일 때의 참조 블록의 좌표를 이용하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출한다.
따라서, 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, 상술된 스텝 S25에서 설명한 바와 같이, 참조 블록의 이동 벡터를 이용하여, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 설정하고, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 포함하는 탐색 영역만으로 블록 매칭을 행하므로, 참조 블록을 이용하지 않고 탐색 영역을 설정한 경우와 비교하여 탐색 범위를 축소할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감할 수 있어, 이동 벡터를 검출하기 위한 연산량을 대폭 삭감할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 이동 벡터의 검출 처리의 정밀도를 유지하면서 연산량을 삭감할 수 있어, 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, CPU(2)는, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이 하부 필드 화상과 톱 필드 화상과의 상관을 이용한 탐색 영역을 설정하는 처리를 행하는 이 벡터 검출 프로그램과 병용함으로써, 더욱 탐색 영역을 축소하여, 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감시킬 수 있다.
또, 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)의 처리의 설명에서는, 도 11에 도시된 바와 같이, 스텝 S25에서 제1 탐색 영역 A 및 제2 탐색 영역 B를 원형 영역으로 한 일례에 대해 설명했지만, 이동 벡터 검출 장치(1)는, 도 12에 도시된 바와 같이 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 구형 영역으로 하고, 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 직선과 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 상기 이동 탐색 영역 내에서 이동 벡터를 검출하는 처리를 행해도 좋다. 이와 같이, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 구형 영역으로 함으로써, 이동 벡터 검출 장치(1)는, 원형 영역의 탐색 영역을 설정하는 경우와 비교하여, 탐색 영역을 설정하기 위한 처리량을 삭감할 수 있어, 더욱 처리 시간을 단축할 수 있다.
상술된 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)를 기능적인 블록으로 하여, 도 13에 도시된 이동 벡터 검출 장치(100)에 대해 설명한다.
이 이동 벡터 검출 장치(100)는, 이동 벡터를 구하는 대상이 되는 기준 프레임의 화상 데이터를 저장하는 기준 프레임 메모리(101)를 구비하고 있다. 이 기준프레임 메모리(101)는, 이동 검출부(102)에 의해 저장하는 기준 프레임의 화상 데이터가 예를 들면 매크로 블록 단위의 기준 블록으로 하여 판독된다.
또한, 이 이동 벡터 검출 장치(100)는, 기준 프레임에 관한 이동 벡터를 검출할 때에 이용하는 참조 프레임의 화상 데이터를 저장하는 참조 프레임 메모리(103)를 구비하고 있다. 이 참조 프레임 메모리(103)는, 탐색 영역 결정부(104)로부터의 참조 블록 판독 제어 신호에 따라, 참조 프레임의 화상 데이터를 예를 들면 매크로 블록 단위의 참조 블록으로 하여 이동 검출부(102)로 출력한다.
상기 이동 검출부(102)는, 상기 기준 프레임 메모리(101)로부터의 기준 블록 및 상기 참조 프레임 메모리(103)로부터의 참조 블록을 이용하여, 블록 매칭을 행함으로써, 기준 블록에 관한 이동 벡터를 검출한다. 여기서, 블록 매칭은, 기준 프레임 및 참조 프레임을 소정의 화소수의 구형의 소영역(기준 블록, 참조 블록)으로 분할하고, 블록마다 이동 벡터를 검출하는 처리이다. 기준 블록 및 참조 블록의 사이즈로서는, 예를 들면 가로 8화소×세로 8화소, 가로 16화소×세로 16화소 등이 있다. 그리고, 이 이동 검출부(102)는, 기준 블록에 대해 검출한 이동 벡터를 외부로 출력함과 함께, 탐색 영역 결정부(104)로 출력한다.
탐색 영역 결정부(104)는, 이동 검출부(102)로부터의 이동 벡터를 참조 블록의 이동 벡터로서 이용하고, 이동 검출부(102)에서 상기 블록 매칭을 행하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출할 때의 이동 벡터 탐색 영역을 결정하는 처리를 행한다. 구체적으로는, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 참조 블록의 이동 벡터를 이용하여 연산함으로써 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정함과 함께, 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 연산함으로써 참조 블록의 이동 벡터로부터 연장한 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역을 결정한다. 그리고, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 포함하는 이동 벡터 탐색 영역으로 하여 참조 블록 판독 제어 신호를 생성하고, 참조 프레임 메모리(103)로부터 이동 검출부(102)에 이동 벡터 탐색 영역에 포함되는 참조 블록을 출력시킨다.
여기서, 탐색 영역 결정부(104)는, 내부에 메모리를 구비하고, 상기 각 탐색 영역을 결정함과 함께, 기준 프레임을 구성하는 각 기준 블록마다, 블록 매칭을 행하는 영역인 것을 나타내는 플래그를 생성하여 상기 메모리에 저장한다. 이에 따라, 탐색 영역 결정부(104)는, 기준 프레임에 대응한 플래그가 존재하는지의 여부를 판단하기 위한 맵을 상기 메모리에 생성한다. 탐색 영역 결정부(104)는, 예를 들면「1」을 블록 매칭을 행하는 플래그로 하고, 「0」을 블록 매칭을 행하지 않은 플래그로 하여 맵을 작성한다. 그리고, 탐색 영역 결정부(104)는, 이동 검출부(102)에서 블록 매칭을 행할 때, 플래그로 이루어지는 맵을 참조하여, 참조 블록 판독 제어 신호를 생성하여 참조 프레임 메모리(103)로 출력한다.
이어서, 이와 같이 구성된 이동 벡터 검출 장치(100)에서 상기 플래그를 생성하여, 1개의 기준 블록에 대해 이동 벡터를 검출하는 처리에 대해서는 상술된 도 8 및 도 9의 흐름도에서의 처리와 대략 동일하지만, 도 8 및 도 9를 재차 참조하여 도 13에 도시된 이동 벡터 검출 장치(100)의 처리를 설명한다.
이 이동 벡터를 검출하는 처리는, 우선 스텝 S21에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 참조 프레임 메모리(103)로부터의 매크로 블록 단위의 참조 블록에 대해 이동 벡터가 존재하는지의 여부를 판정하고, 이동 벡터가 존재한다고 판정했을 때에는 스텝 S22로 진행하고, 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판정했을 때에는 스텝 S23으로 진행한다.
다음의 스텝 S22에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 상기 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 참조 블록의 이동 벡터의 선단 위치로 설정한다.
다음의 스텝 S24에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 상술된 스텝 S22에서 설정한 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 상기 메모리에 저장하는 플래그로 이루어지는 맵의 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 맵의 베이스 영역으로 하여 설정한다. 즉, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 상기 베이스 영역 내에서 블록 매칭을 행하는 것을 나타내는 「1」의 플래그 또는 블록 매칭을 행하지 않은 것을 나타내는 「0」의 플래그로 이루어지는 맵을 내부의 메모리에 작성하게 된다.
다음의 스텝 S25에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 참조 블록의 이동 벡터의 선단을 중심으로 한 소정의 화소수를 차지하는 영역을 제1 탐색 영역으로 함과 함께, 프레임간 거리에 따라, 참조 블록의 이동 벡터로부터 연장한 점을 중심 위치로 하여 제2 탐색 영역을 설정한다. 그리고, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 설정함에 따라, 블록 매칭을 행하는 것을 나타내는 플래그를 생성한다. 또한, 탐색 영역 결정부(104)는, 설정한 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선을 설정하고, 상기 제1 탐색 영역, 제2 탐색 영역 및 접속선으로 둘러싼 영역을 이동 벡터 탐색 영역으로 하고, 플래그를 생성한다.
이 결과, 탐색 영역 결정부(104)는, 상술된 바와 같이 설정한 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 예를 들면 원형으로 하고, 제2 탐색 영역의 크기를 프레임간 거리에 따라 반경을 커지도록 설정하고, 접속선으로 하여 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접선으로 둘러싸여 이루어지는 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 플래그를 메모리의 베이스 영역 내에서 맵핑함으로써, 도 11에 도시된 바와 같은 제1 탐색 영역 A, 제2 탐색 영역 B 및 접속선 C로 둘러싸인 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 맵을 메모리 내에 작성한다. 또, 이 도 11에서, 음영 부분은 플래그가 「1」의 이동 벡터 탐색 영역을 나타내고, 외곽 부분은 플래그가 「0」의 영역을 나타내고 있다.
한편, 상술된 스텝 S21에서 참조 블록에 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판정된 스텝 S23에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 이동 벡터 탐색 영역의 중심 위치를 기준 블록 내의 좌표 (0, 0)으로 설정한다.
다음의 스텝 S26에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 상술된 스텝 S23에서 설정한 이동 벡터 탐색 영역의 중심을 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 맵의 베이스 영역으로서 설정하여 스텝 S27로 진행한다. 스텝 S26에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 스텝 S21에서 참조 블록에 이동 벡터가 존재하지 않는다고 판정되었기 때문에, 이동 벡터 탐색 영역의 중심을 상기 구형 영역의 중심 위치로 하고, (-Sh, -Sv)와 (+Sh, +Sv)를 대각점으로 한 구형 영역을 이동 벡터 탐색 영역으로 하여 메모리에 맵을 작성한다.
스텝 S27에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 상술된 스텝 S25 또는 스텝 S26에서 작성된 맵에서의 상기 베이스 영역의 좌측상의 좌표 위치를 초기 위치로 하여 지정한다. 즉, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 이동 검출부(102)에서 이동 벡터를 검출할 때에 행하는 블록 매칭의 탐색 위치를 상기 베이스 영역의 좌측상의 좌표 (H, V)로부터 개시한다. 여기서, H 및 V는, 상기 맵에서의 좌표 위치를 나타내는 변수이다.
다음의 스텝 S28에서, 이동 검출부(102)는, 기준 프레임 메모리(101)로부터 이동 벡터를 검출하는 기준 프레임으로부터 매크로 블록 단위의 기준 블록의 화상 데이터를 판독한다.
다음의 스텝 S29에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 메모리에 저장되어 있는 맵으로부터 좌표(H, V)에 있어서의 플래그를 판독한다.
다음의 스텝 S30에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 상술된 스텝 S29에서 판독한 플래그가 「1」 또는 「0」을 판정한다. 즉, 이 탐색 영역 결정부(104)는, 메모리에 저장된 맵의 좌표 위치에 대응한 기준 블록의 화소와 참조 블록의 화소를 이용하여 블록 매칭을 행하는지의 여부를 판정한다. 그리고, 탐색 영역 결정부(104)는, 플래그가 「1」인 경우, 즉 블록 매칭을 행할 때에는 도 9에 도시된 스텝 S31로 진행하고, 플래그가 「0」인 경우, 즉 블록 매칭을 행하지 않을 때에는 도 9에 도시된 스텝 S35로 진행한다.
그리고, 스텝 S35에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 맵의 좌표(H, V)를 인크리먼트함으로써 다음의 화소를 지정하고, 스텝 S36에서 맵의 좌표가 우측하, 즉 좌표가 (Right, Bottom)인지를 판정한다. 그리고, 탐색 영역 결정부(104)는, 맵의 좌표가 우측하가 아니라고 판정했을 때에는 스텝 S35에서 지정한 화소에 대해 스텝 S29 이후의 처리를 행하고, 맵의 좌표가 우측하에 있다고 판정했을 때에는, 기준 블록에 대해 이동 벡터를 검출하는 처리를 종료한다.
스텝 S31에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 참조 프레임 메모리(103)에 참조 블록 판독 제어 신호를 출력함으로써, 참조 프레임으로부터 좌표 (H, V)에 상당하는 참조 블록의 화상 데이터를 참조 프레임 메모리(103)로부터 이동 검출부(102)로 출력하도록 제어한다.
다음의 스텝 S32에서, 이동 검출부(102)는, 상술된 스텝 S28에서 판독한 상기 좌표(H, V)에 대응하는 기준 블록의 화상 데이터와, 상술된 스텝 S31에서 입력된 좌표(H, V)에 상당하는 참조 블록의 화상 데이터를 비교함으로써 기준 블록을 구성하는 각 화소와 참조 블록을 구성하는 각 화소와의 차분을 연산하고, 차분의 절대치합을 연산한다.
다음의 스텝 S33에서, 이동 검출부(102)는, 상술된 스텝 S32에서 구한 차분의 절대치합이 최소인지의 여부를 판정하고, 차분의 절대치합이 최소라고 판정했을 때에는 스텝 S34로 진행하여 차분의 절대치합을 최소치로 하고, 좌표 (H, V)를 기억한다. 이에 따라, 이동 검출부(102)는, 이동 벡터를 검출한다.
다음의 스텝 S35에서, 탐색 영역 결정부(104)는, 상술된 바와 같이 베이스 영역내에서의 다음의 참조 블록을 지정하고, 스텝 S36에서 지정한 참조 블록의 좌표가 스텝 S36에서 맵의 좌표가 우측하, 즉 (Right, Bottom)인지를 판정한다.
이와 같이 이동 벡터 검출 장치(100)는, 어떤 기준 블록에 대해 이동 벡터를 검출할 때, 스텝 S25에서 참조 블록의 이동 벡터를 이용하여 블록 매칭을 행하는 영역을 결정하고, 스텝 S29로부터 스텝 S36까지의 처리를 반복함으로써 플래그가 생성된 좌표에 대해서만 블록 매칭을 행하고, 스텝 S32에서 연산한 차분의 절대치합이 최소일 때의 참조 블록의 좌표를 이용하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출한다.
따라서, 이러한 처리를 행하는 이동 벡터 검출 장치(100)는, 상술된 스텝 S25에서 설명한 바와 같이, 참조 블록의 이동 벡터를 이용하여, 제1 탐색 영역 A 및 제2 탐색 영역 B를 설정하고, 상기 제1 탐색 영역 A 및 제2 탐색 영역 B를 포함하는 이동 벡터 탐색 영역만으로 블록 매칭을 행하므로, 참조 블록을 이용하지 않고 탐색 영역을 설정한 경우와 비교하여 탐색 범위를 축소할 수 있다. 따라서, 이동 벡터 검출 장치(100)에 따르면, 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감할 수 있고, 이동 벡터를 검출하기 위한 연산량을 대폭 삭감할 수 있다. 또한, 상술된 처리를 행하는 이동 벡터 검출 장치(100)에 의하면, 이동 벡터의 검출 처리의 정밀도를 유지하면서 연산량을 삭감할 수 있고, 처리 시간을 단축할 수 있다.
또한, 상술된 제2 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1, 100)의 처리의 설명에서도, 도 11에 도시된 예 외에 도 12에 도시된 바와 같이 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 구형 영역으로 하고, 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 직선과 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싼 상기 이동 탐색 영역 내에서 이동 벡터를 검출하는 처리를 행해도 좋다.
이어서, 본 발명의 제3 목적을 실현하기 위한 제3 실시 형태를 설명한다. 또, 이하의 제3 실시 형태의 설명에서는, 제1 실시 형태에서 이용한 도 1에 도시된 구성의 이동 벡터 검출 장치(1)에 적용한 일례에 대해 설명한다.
이 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치는, 서로 인접하는 화소 블록의 이동 벡터에서의 상관이 높은 것을 이용하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출한다.
이 경우, CPU(2)는, 필드 화상 또는 프레임 화상에 대해 이동 벡터를 구할 때에는, 이동 벡터를 탐색할 때의 탐색 영역을 설정하고, 상기 탐색 영역에서 예를 들면 8×8 화소로 이루어지는 매크로 블록 단위로 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출한다. 구체적으로는, CPU(2)는, 이동 벡터 검출 프로그램에 따라, 매크로 블록마다 프레임 화상을 분할하고, 서로 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 이용하여 블록 매칭을 행할 때의 탐색 영역을 설정한다.
CPU(2)는, 이동 벡터를 검출할 때에는, 우선 도 14 내의 음영 부분으로 도시하는 1개마다 매크로 블록에 대해, 소정의 탐색 영역에서 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다. 계속해서, CPU(2)는, 상기 음영 부분에서의 매크로 블록에 관한 이동 벡터를 이용하여 탐색 영역을 연산하고, 상기 탐색 영역에서 블록 매칭을 행함으로써 도 14 내의 외곽 부분의 매크로 블록에 관한 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다.
이와 같이 구성된 이동 벡터 검출 장치(1)는, CPU(2)에 의해 프레임 화상의 화상 데이터에 대해 이동 벡터를 검출할 때, HDD(4)에 저장된 이동 벡터 검출 프로그램을 실행함으로써 도 15 및 도 16의 흐름도에 도시된 바와 같은 처리를 행한다.
우선 스텝 S41에서, CPU(2)는, 도 17에 도시된 바와 같은 복수의 매크로 블록이 수평 방향으로 배열되어 이루어지는 라인(Line)의 어드레스를 지정함으로써 라인의 번호(No.)를 지정하는 처리를 행한다. 여기서, CPU(2)는, 매크로 블록(MB)이 수평 방향으로 배열하는 복수의 라인 중, 가장 상부에 위치하는 라인 「0」의 번호를 지정한다. 여기서, 상기 라인의 번호는, 상부로부터 0, 1, 2, ···, 하부 (Bottm)로 이루어진다.
다음의 스텝 S42에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S41에서 지정한 라인 「0」 중, 이동 벡터를 검출하는 매크로 블록의 번호 「0」을 지정하는 처리를 행한다. 각 라인을 구성하는 복수의 매크로 블록의 번호는, 좌단으로부터 우단을 향해, 0, 1, 2, ···, 라이트(Right)로 이루어진다.
다음의 스텝 S43에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S42에서 지정된 번호의 매크로 블록에 대해 탐색 영역을 설정한다. 여기서, CPU(2)는, 탐색 영역을 소정의 화소수로 이루어지는 검색 범위 R로 설정한다. 이 때, CPU(2)는, 예를 들면 매크로 블록의 중심 위치를 나타내는 좌표로부터 (±R, ±R)의 대각점을 갖는 구형 영역을 탐색 영역으로 하여 설정한다. 또한, CPU(2)는, 예를 들면 검색 범위 R의 탐색 영역으로 하여, 32×32 화소로 이루어지는 구형 영역을 설정한다. 그리고, 이 CPU(2)는, 소정의 화소수로 이루어지는 탐색 영역에서 시간적으로 전후하는 프레임 화상의 대응하는 매크로 블록을 이용하여 상술된 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S44에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S43에서 이동 검출을 행한 매크로 블록과 수평 방향의 좌우에 2개의 번호만큼 어긋난 매크로 블록을 지정하는 처리를 행한다.
이어서, 스텝 S45에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S44에서 지정한 매크로 블록이, 프레임 화상의 우단에 위치하는지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 매크로 블록이 프레임 화상의 우단에 위치한다고 판단했을 때에는 스텝 S46으로 진행하고, 우단에 위치하지 않는다고 판단했을 때에는 스텝 S43으로 복귀된다. 즉, CPU(2)은, 상술된 스텝 S43∼스텝 S45에 나타내는 처리를 행함에 따라, 지정한 라인 중, 좌단에 위치하는 매크로 블록으로부터 우단을 향해 2개의 번호마다 상기 스텝 S43에서 설명한 소정의 탐색 영역에서 이동 벡터를 검출하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S46에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S42에서 지정한 번호 「0」의 매크로 블록에 우측에 인접하는 번호 「1」의 매크로 블록을 지정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S47에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S46 또는 후술된 스텝 S54에서 지정된 번호에서의 매크로 블록의 우측에 인접하는 매크로 블록이 존재하는지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 번호에서의 매크로 블록의 우측에 인접하는 매크로 블록이 존재하지 않는다고 판단했을 때에는 스텝 S48로 진행하고, 지정한 번호에서의 매크로 블록의 우측에 인접하는 매크로 블록이 존재한다고 판단했을 때에는 스텝 S49로 진행한다.
스텝 S48에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S47에서 우측에 인접하는 매크로 블록이 존재하지 않는다고 판단된 매크로 블록에 대해, 상술된 스텝 S43에서의 상기 소정의 탐색 영역을 설정하여, 상기 탐색 영역에서 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출하는 처리를 행하여 스텝 S54로 진행한다.
한편, 스텝 S49에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S46 또는 후술된 스텝 S54에서 지정한 매크로 블록의 양측에 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터의 차분을 연산하고, 상기 차분의 절대치 ΔV를 연산한다. 여기서, 상기 이동 벡터의 차분의 절대치ΔV는, 매크로 블록의 양측에 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터가 지시하는 방향이 대략 동일한 방향일 때에는 작은 값이 되고, 매크로 블록의 양측에 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터가 지시하는 방향이 다를수록 큰 값이 된다.
다음의 스텝 S50에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S49에서 연산하여 얻은 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 충분히 큰지의 여부를 판단한다. 여기서, 「r」은 임의의 값이고, 검색 범위 r은 점(-r, -r)과 점(+r, +r)을 대각점에 갖는 구형 영역이다. 또한, 이 검색 범위 r로 정의되는 구형 영역은, 상술된 스텝 S43에서의 검색 범위 R로 정의되는 구형 영역보다도 차지하는 영역이 작고, 예를 들면 6×6 화소로 이루어지는 구형 영역이다. 그리고, CPU(2)는, 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 충분히 크지 않을 때, 즉 인접하는 매크로 블록의 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 다른 경우에는 스텝 S51로 진행하고, 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 충분히 클 때, 즉 인접하는 매크로 블록의 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 대략 같은 방향인 경우에는 스텝 S52로 진행한다.
스텝 S51에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S46 또는 후술된 스텝 S54에서 지정된 매크로 블록의 수평 방향에서의 양측에 인접하는 매크로 블록에 관한 각 이동 벡터를 도 17에 도시된 바와 같이 지정된 매크로 블록의 좌측상의 좌표 위치로 하고, 지시하는 점을 중심으로 하여 검색 범위 r로 정의되는 탐색 영역 A, B를 각각 설정한다. 그리고, CPU(2)는, 각 탐색 영역 A, B에서 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출하여 스텝 S54로 진행한다.
한편, 스텝 S52에서, CPU(2)는, 스텝 S46 또는 스텝 S54에서 지정된 매크로 블록의 수평 방향에서의 양측에 인접하는 매크로 블록에 관한 각 이동 벡터를 이용하여, 도 18에 도시된 바와 같은 평균 이동 벡터 AveV(h, v)를 연산한다.
다음의 스텝 S53에서, CPU(2)는, 평균 이동 벡터 AveV(h, v)의 선단이 지시하는 좌표 위치(h, v)를 중심으로 하고, 점 (-r, -r)과 점(+r, +r)을 대각점으로 한 구형의 탐색 영역 C를 설정한다. 그리고, CPU(2)는, 설정한 탐색 영역 C에서 블록 매칭을 행함으로써 스텝 S46 또는 스텝 S54에서 지정한 매크로 블록에 관한 이동 벡터를 검출한다.
다음의 스텝 S54에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S53에서 이동 벡터를 검출한 매크로 블록으로부터 수평 방향에서의 우측을 향해 2번호만 진행시키는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S55에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S54에서 지정한 번호의 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치하는지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치한다고 판단했을 때에는 스텝 S56으로 진행하고, 지정한 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치하지 않는다고 판단했을 때에는 스텝 S47로 복귀한다. 즉, CPU(2)는, 상술된 스텝 S42∼스텝 S55까지의 처리를 반복함에 따라, 상술된 처리를 행하는 라인을 구성하는 모든 매크로 블록에 대해 이동 벡터를 검출한다.
스텝 S56에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S43으로부터 스텝 S55까지의 처리를 행한 라인으로부터 2개의 번호만 하부를 향해 진행시켜 새로운 라인을 지정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S57에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S56에서 지정한 라인의 번호가 하부인지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 라인이 하부라고 판단했을 때에는 도 16에 도시된 스텝 S58로 진행하고, 지정한 라인이 하부가 아니라고 판단했을 때에는 스텝 S42로 복귀하여 지정한 라인에 대해 상술된 스텝 S42∼스텝 S55에 나타낸 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 스텝 S41∼스텝 S57까지의 처리를 행함으로써, 프레임 화상의 번호 「0」의 라인으로부터 하부의 라인을 향해 2개의 번호마다 상술된 스텝 S42∼스텝 S55에 나타낸 처리를 행한다.
다음의 스텝 S58에서, CPU(2)는, 도 14에 도시된 바와 같은 복수의 매크로 블록이 수직 방향으로 배열되어 이루어지는 라인의 번호를 지정하는 처리를 행한다. 여기서, CPU(2)는, 매크로 블록이 수평 방향으로 배열하는 복수의 라인 중, 상단으로부터 1개의 번호만 하측에 인접하는 라인 「1」의 번호를 지정한다.
다음의 스텝 S59에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S58에서 지정한 라인 「1」 중, 이동 벡터를 검출하는 매크로 블록의 번호 「0」을 지정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S60에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S59에서 지정한 매크로 블록의 하측에 매크로 블록이 존재하는지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 매크로 블록의 하측에 매크로 블록이 존재하지 않는다고 판단했을 때에는 스텝 S61로 진행하고, 지정한 매크로 블록의 하측에 매크로 블록이 존재한다고 판단했을 때에는 스텝 S62로 진행한다.
스텝 S61에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S60에서 하측에 인접하는 매크로 블록이 존재하지 않는다고 판단된 매크로 블록에 대해, 상술된 스텝 S43에서의 검색 범위 R의 탐색 영역을 설정하여, 상기 탐색 영역에서 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출하는 처리를 행하여 스텝 S67로 진행한다.
한편, 스텝 S62에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S59 또는 후술된 스텝 S67에서 지정한 매크로 블록의 수직 방향에서 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터의 차분을 연산하고, 상기 차분의 절대치 ΔV를 연산한다.
다음의 스텝 S63에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S62에서 연산하여 얻은 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 큰지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 작을 때에는 스텝 S65로 진행하고, 차분의 절대치 ΔV가 검색 범위 r보다도 작지 않을 때에는 스텝 S64로 진행한다.
스텝 S64에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S59 또는 후술된 스텝 S67에서 지정된 매크로 블록의 수직 방향에서 인접하는 매크로 블록에 관한 각 이동 벡터를 도 19에 도시된 바와 같이 지정된 매크로 블록의 좌측상의 좌표 위치로 하고, 지시하는 점을 중심으로 하여 검색 범위 r로 정의되는 탐색 영역 D, E를 각각 설정한다. 그리고, CPU(2)는, 각 탐색 영역 D, E 내에서 블록 매칭을 행함으로써 이동 벡터를 검출한다.
한편, 스텝 S65에서, CPU(2)는, 스텝 S59 또는 스텝 S67에서 지정된 매크로 블록의 수직 방향에서 인접하는 매크로 블록에 관한 각 이동 벡터를 이용하여, 도 20에 도시된 바와 같은 평균 이동 벡터 AveV(h, v)를 연산한다.
다음의 스텝 S66에서, CPU(2)는, 평균 이동 벡터 AveV(h, v)의 선단이 지시하는 좌표 위치(h, v)를 중심으로 하고, 점(-r, -r)과 점(+r, +r)을 대각점으로 한 구형의 탐색 영역 F를 설정한다. 그리고, CPU(2)는, 설정한 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 행함으로써 스텝 S59 또는 스텝 S67에서 지정한 매크로 블록에 관한 이동 벡터를 검출한다.
다음의 스텝 S67에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S66에서 이동 벡터를 검출한 매크로 블록으로부터 수평 방향에서의 우측을 향해 1개의 번호만 진행시키는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S68에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S67에서 지정한 번호의 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치하는지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치한다고 판단했을 때에는 스텝 S69로 진행하고, 지정한 매크로 블록이 라인에서의 우단에 위치하지 않는다고 판단했을 때에는 스텝 S60으로 복귀된다. 즉, CPU(2)는, 상술된 스텝 S60∼스텝 S68까지의 처리를 반복함에 따라, 상술된 처리를 행하는 라인을 구성하는 모든 매크로 블록에 대해 이동 벡터를 검출한다.
스텝 S69에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S59로부터 스텝 S68까지의 처리를 행한 라인으로부터 2개의 번호만 하단을 향해 진행시켜 새로운 라인을 지정하는 처리를 행한다.
다음의 스텝 S70에서, CPU(2)는, 상술된 스텝 S69에서 지정한 라인의 번호가 하부인지의 여부를 판단한다. 그리고, CPU(2)는, 지정한 라인이 하부라고 판단했을 때에는 처리를 종료하고, 지정한 라인이 하부가 아니라고 판단했을 때에는 스텝 S59로 복귀하여 지정한 라인에 대해 상술된 스텝 S42∼스텝 S68에 도시된 처리를 행한다. 즉, CPU(2)는, 스텝 S58∼스텝 S70까지의 처리를 행함으로써, 프레임 화상의 수직 방향에서, 번호「0」의 라인으로부터 하부의 라인을 향해 2개의 번호마다 상술된 스텝 S59∼스텝 S68에 나타내는 처리를 행한다.
상술된 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, 스텝 S41∼스텝 S57에 나타내는 처리를 실행함으로써 지정한 라인 중 수평 방향으로 배열하는 모든 매크로 블록에 대해 이동 벡터를 검출하고, 스텝 S58∼스텝 S70에 나타내는 처리를 실행함으로써 상기 스텝 S41∼스텝 S57에서 처리의 대상이 되지 않은 라인을 지정하여 수직 방향으로 인접하는 매크로 블록을 이용하여 이동 벡터를 검출함으로써 프레임 화상을 구성하는 모든 매크로 블록에 대해 이동 벡터를 검출한다.
따라서, 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 스텝 S43에 나타내는 처리를 행함으로써, 프레임 화상을 구성하는 일부의 매크로 블록에 대해 소정의 화소 사이즈의 탐색 영역 내에서 블록 매칭을 행하여 이동 벡터를 검출하는 처리를 행하고, 다른 매크로 블록에 대해서는 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 참조함으로써 상기 소정의 화소 사이즈보다도 작은 화소 사이즈의 탐색 영역내에서 블록 매칭을 행하여 이동 벡터를 검출하므로, 프레임 화상을 구성하는 모든 매크로 블록에 대해 미리 설정된 소정의 화소 사이즈의 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 이동 벡터를 검출하는 경우와 비교하여 탐색 영역을 삭감할 수 있고, 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감할 수 있다. 따라서, 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 이동 벡터를 검출하는데 필요한 처리 시간을 대폭 단축할 수 있다. 구체적으로는, 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)는, 상술된 스텝 S43에서의 검색 범위 R을 32×32 화소로 하고, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터를 참조한 경우의 상기 검색 범위 r을 6×6 화소로 했을 때, 프레임 화상을 구성하는 모든 매크로 블록에 대해 이동 벡터를 검출하기 위한 처리 시간을 1/100 정도로 단축할 수 있다.
또한, 제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치(1)에 따르면, 스텝 S49 및 스텝 S50에서 나타내는 처리를 행함으로써 이동 벡터를 검출하는 매크로 블록에 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터가 지시하는 방향을 판단하고, 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 따라 설정하는 탐색 범위를 변화시키므로, 인접하는 매크로 블록의 이동 벡터가 다른 방향을 지시해도, 고정밀도의 이동 벡터의 검출을 행할 수 있다.
또, 상술된 제1∼제3 실시 형태에 따른 이동 벡터 검출 장치는, 상술한 제1∼제3 실시 형태에서 설명한 처리만을 행해도 되고, 또한 조합한 처리를 행하여 탐색 영역을 설정하여 이동 벡터를 검출해도 좋다. 이에 따라, 이동 벡터 검출 장치는, 더욱 연산량을 삭감한 이동 벡터의 검출을 행할 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 목적에 관한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을, 참조하는 필드 화상과 제3 필드 화상과의 필드간 거리와, 상기 제1 필드 화상과 제2 필드 화상과의 필드간 거리를 비교하여 연산하므로, 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 구할 때의 탐색 영역의 사이즈를 변화시킬 수 있다. 따라서, 이 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 이동 벡터에서 톱 필드 화상과 하부 필드 화상과의 상관이 높은 것을 이용하여, 사이즈가 작은 탐색 영역을 설정할 수 있다. 따라서, 이 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 이동 벡터의 검출을 행할 때의 블록 매칭을 행하는 탐색 영역을 축소시킴으로써 블록 매칭의 행하는 횟수를 삭감시킬 수 있고, 처리 시간을 삭감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적에 관한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 기준 프레임과 시간적 또는 공간적으로 근접하는 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정하고, 상기 참조 블록의 이동 벡터를 프레임간 거리에 따라 연장한 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역을 결정하고, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 포함하는 이동 벡터 탐색 영역 내에서 기준 블록의 이동 벡터를 검출하므로, 참조 블록의 이동 벡터에 따라 이동 벡터 탐색 영역을 변형시켜 이동 벡터를 검출할 수 있다. 따라서, 이 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 이동 벡터를 탐색하는 영역을 고정으로 한 경우와 비교했을 때, 이동 벡터 탐색 영역을 축소할 수 있고, 이동 벡터를 검출하기 위해 행하는 블록 매칭의 횟수를 삭감하고, 연산량을 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 목적에 관한 이동 벡터 검출 방법 및 장치는, 제2 블록의 이동 벡터를 검출할 때의 제2 탐색 영역을, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에서의 양측에 인접하는 제1 블록에 관한 이동 벡터에 기초하여 설정하고, 제2 블록에 관한 이동 벡터를 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 검출하므로, 제1 블록에 관한 이동 벡터를 검출했을 때의 탐색 영역은 화소 사이즈가 다른 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 제2 블록에 관한 이동 벡터의 검출을 행할 수 있다. 따라서, 이 이동 벡터 검출 방법 및 장치에 따르면, 제2 블록에 인접하는 제1 블록에 관한 이동 벡터에 따라 제2 탐색 영역을 제1 탐색 영역과 비교하여 작은 화소 사이즈로 할 수 있고, 이동 벡터의 검출을 행할 때의 블록 매칭을 행하는 횟수를 삭감하여 이동 벡터를 검출할 때의 연산량의 삭감 및 처리 시간의 단축을 도모할 수 있다.

Claims (22)

  1. 인터레이스 방식에 준거한 필드 화상에 관한 이동 벡터의 검출을 행하는 이동 벡터 검출 방법에 있어서,
    제1 필드 화상을 이용하여, 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터를 소정의 탐색 영역에서 검출하고,
    제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을, 참조하는 필드 화상과 제3 필드 화상과의 필드간 거리와, 상기 제1 필드 화상과 제2 필드 화상과의 필드간 거리를 비교하여 연산하고,
    상기 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터가 지시하는 점을 기점으로 하여 상기 연산하여 얻은 탐색 영역에서 제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출하는 것
    을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  2. 인터레이스 방식에 준거한 필드 화상에 관한 이동 벡터의 검출을 행하는 이동 벡터 검출 장치에 있어서,
    제1 필드 화상을 이용하여, 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터를 소정의 탐색 영역에서 검출하는 제1 이동 검출 수단과,
    제3 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 탐색 영역을, 참조하는 필드 화상과 제3 필드와의 필드간 거리와, 상기 제1 필드 화상과 제2 필드 화상과의 필드간 거리를 비교하여 연산하는 탐색 영역 연산 수단과,
    상기 제2 필드 화상에 관한 이동 벡터가 지시하는 점을 기점으로 하여 상기 탐색 영역 결정 수단으로 연산하여 얻은 탐색 영역에서 필드 화상에 관한 이동 벡터를 검출하는 제2 이동 검출 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  3. 기준 프레임과 시간적 또는 공간적으로 근접하는 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정하고,
    상기 참조 블록의 이동 벡터를 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 연장한 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역을 결정하고,
    상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 포함하는 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 프레임에 포함되는 기준 블록의 화상 데이터와 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여, 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  4. 제3항에 있어서, 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 상기 제1 탐색 영역에 대한 상기 제2 탐색 영역의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선과, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 이동 탐색 영역을 결정하고,
    상기 제3 탐색 영역 내에서 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 원형 영역으로 하고,
    상기 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접선과, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 상기 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  7. 제5항에 있어서, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 구형 영역으로 하고,
    상기 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선과, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 상기 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 비교하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 영역에 대해 플래그를 생성하고,
    상기 플래그에 따라 이동 벡터의 검출을 행하는지의 여부의 판단을 하고, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록에서의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  9. 기준 프레임과 시간적 또는 공간적으로 근접하는 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 이동 벡터를 나타내는 점을 중심으로 한 제1 탐색 영역을 결정하는 제1 영역 결정 수단과,
    상기 참조 블록의 이동 벡터를 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 연장시킨 점을 중심으로 한 제2 탐색 영역을 결정하는 제2 영역 결정 수단과,
    상기 제1 영역 결정 수단으로부터의 제1 탐색 영역 및 제2 영역 결정 수단으로부터의 제2 탐색 영역을 포함하는 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 프레임에 포함되는 기준 블록의 화상 데이터와 참조 프레임에 포함되는 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여, 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제2 영역 결정 수단은, 기준 프레임과 참조 프레임과의 프레임간 거리에 따라 제1 탐색 영역에 대한 제2 탐색 영역의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  11. 제9항에 있어서, 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선과,
    제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 이동 벡터 탐색 영역을 결정하는 이동 벡터 영역 결정 수단을 구비하고,
    상기 이동 벡터 검출 수단은, 상기 이동 벡터 영역 결정 수단으로부터의 이동 벡터 탐색 영역 내에서 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 영역 결정 수단 및 제2 영역 결정 수단은, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 원형 영역으로 하고,
    상기 이동 벡터 검출 수단은, 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접선과, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 상기 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1 영역 결정 수단 및 제2 영역 결정 수단은, 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역을 구형 영역으로 하고,
    상기 이동 벡터 검출 수단은, 상기 제1 탐색 영역과 제2 탐색 영역을 접속하는 접속선과, 상기 제1 탐색 영역 및 제2 탐색 영역으로 둘러싸인 상기 이동 벡터 탐색 영역 내에서, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 이동 벡터 탐색 영역을 나타내는 영역에 대해 플래그를 생성하는 플래그 생성 수단을 구비하고,
    상기 이동 벡터 검출 수단은, 상기 플래그 생성 수단으로 생성된 플래그에 따라 이동 벡터의 검출을 행할지의 여부의 판단을 하고, 기준 블록의 화상 데이터와 참조 블록의 화상 데이터를 연산하여 기준 블록의 이동 벡터를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  15. 복수의 블록으로 이루어지는 화상에 관한 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 방법에 있어서,
    제1 탐색 영역에서 제1 블록에 관한 이동 벡터를 검출하고,
    제2 블록에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 제2 탐색 영역을, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 이동 벡터에 기초하여 설정하고,
    상기 제2 블록에 관한 이동 벡터를 상기 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 판정하고,
    상기 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 따라 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 대략 같은 방향일 때에는, 각 이동 벡터의 평균을 연산하여 상기 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 다른 방향일 때에는, 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 따라 상기 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 방법.
  19. 복수의 블록으로 이루어지는 화상에 관한 이동 벡터를 검출하는 이동 벡터 검출 장치에 있어서,
    제1 탐색 영역에서 제1 블록에 관한 이동 벡터를 검출하는 제1 이동 벡터 검출 수단과,
    제2 블록에 관한 이동 벡터를 검출할 때의 제2 탐색 영역을, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 이동 벡터 검출 수단으로 검출한 제1 블록에 관한 이동 벡터에 기초하여 설정하는 탐색 영역 설정 수단과,
    상기 제2 블록에 대해 이동 벡터를 상기 제2 탐색 영역에서 블록 매칭을 행하여 검출하는 제2 이동 벡터 검출 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 탐색 영역 설정 수단은, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 판정하고, 상기 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 따라 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 탐색 영역 설정 수단은, 상기 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 대략 같은 방향일 때에는, 각 이동 벡터의 평균을 연산하여 상기 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
  22. 제20항에 있어서, 상기 탐색 영역 설정 수단은, 제2 블록과 수평 방향 또는 수직 방향에 있어서의 양측에 인접하는 상기 제1 블록에 관한 각 이동 벡터가 지시하는 방향이 다른 방향일 때에는, 각 이동 벡터가 지시하는 방향을 따라 상기 제2 탐색 영역을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 벡터 검출 장치.
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