JPH01177785A - 画像信号の動ベクトル検出方法 - Google Patents

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） 本発明は画像信号の動ベクトル検出技術に関するもので
ある。

（従来の技術） まず、動ベクトルについて第６図を用いて説明する。同
図は、画像上を三角形が動いている場合を示している。

入力された画像信号の時間方向に異なるフレーム間、例
えば、現フレームと前フレームにおいて、その画像上の
動物体の移動方向および移動量が動ベクトルである。

従来においては、供給された画像を定められた大きさの
ブロックに分割し、各ブロックについて、定められた探
査範囲の各ベクトルについて定められた方法で評価値、
例えばブロック内でのフレーム間差分値の絶対値和や２
乗和などを求め、その評価結果の最も良かったものを動
ベクトルとする方法が普通に用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、入力画像の動ベクトルを検出する際に、
探索対象とする各ベクトルについて定められた方法で評
価値を求め、その評価結果の最も良かったものを動ベク
トルとする従来の方法では、例えば比較的平坦な画像の
部分においては、画像信号に含まれる雑音の影響によっ
て、必ずしも画像上の被写体の動きを正しく示すベクト
ルが検出されないという欠点があった。本発明の目的は
、雑音の影響や、画像の性質などによって正確な動ベク
トルが検出されにくい場合にも、信頼性の高い動ベクト
ルを検出することにある。

（問題を解決するための手段）　。

本発明によれば、供給される画像信号から動ベクトルを
検出する際に、検出された動ベクトルの信頼性を判定す
るステップを持ち、画像を定められた大きさのブロック
に分割し、各ブロックについて動ベクトル検出を行い、
検出されたベクトルが前記信頼性判定ステップにより信
頼性が高いと判定されなかったブロックに関しては、定
められた方法にしたがってブロックサイズを拡大し、拡
大されたブロックに対してあらためて動ベクトル検出と
検出されたベクトルの信頼性判定を行い、信頼性の高い
ベクトルが検出された場合はそのベクトルを初期に設定
された大きさのブロックにおける検出動ベクトルとして
出力し、信頼性の高いベクトルが検出されなかった場合
は、さらにブロックサイズの拡大、動ベクトル検出、お
よび検出されたベクトルの信頼性判定の一連の操作を繰
り返し行うことを特徴とする動ベクトル検出方法が得ら
れる。

（作用） 供給される画像信号を定められた大きさのブロックに分
割して、各ブロックについて動ベクトルを検出する際に
、信頼性の高い動ベクトルが見つからなかったブロック
に関しては、そのブロックの大きさを大きくすることに
よって、信頼性の高い動ベクトルを得ることが可能とな
る。

以下、本発明の原理を第１図を用いて説明する。

画像入力部１においては、供給された画像信号から、定
められた間隔をおいた２フレームを記憶する。

ブロックサイズ初期設定部２においては、ベクトルの評
価値を計算する際のブロックサイズをあらかじめ定めら
れた大きさに設定する。

評価値計算部３においては、設定されたブロックサイズ
において、あらかじめ定められた範囲の複数の探索ベク
トルそれぞれに対して評価値を計算する。

動ベクトル検出部４においては、評価値計算部３におい
て計算された評価値の最も良かったベクトルを動ベクト
ルとして検出する。必要に応じては、評価値のもっとも
良かったベクトルから順にいくつかのベクトルを取り出
す方式としてもよい。

信頼性判定部５においては、検出された動ベクトルの信
頼性を判定し、信頼性が高いと判定された場合には、検
出動ベクトル出力部８に分岐し、信頼性が低いと判定さ
れた場合には、ベクトル検出段数判定部６に進む。

ベクトル検出段数判定部６においては、あらかじめ設定
されたベクトル検出段数に達している場合には、検出動
ベクトル出力部８に分岐し、そうでない場合は、ブロッ
クサイズ拡大部７に進む。

検出動ベクトル出力部８においては、検出された動ベク
トルを初期設定されたブロックに対する動ベクトルとし
て出力する。ベクトル検出段数判定部６から分岐してき
た場合については、信頼性が高いベクトルが検出されな
かったという情報を出力するか、あるいはゼロベクトル
を出力する方法などを用いてもよい。

ブロックサイズ拡大部７においては、ベクトルの評価値
を計算する際のブロックサイズを定められた方法で拡大
し再設定し、評価値計算部３に戻る。

以下、ベクトルの評価値を計算する際のブロックサイズ
を大きくした場合のベクトル検出に対する効果を第２図
および第３図を用いて説明する。

第２図および第３図は、ある大きさのブロックに画像を
分割し、その中のある１ブロツクについて求めた各探索
ベクトルの評価値を示している。また、第３図の方がブ
ロックサイズが大きい。２本の横軸は探索ベクトルの画
像における水平方向、および垂直方向を示し、また垂直
軸はそのベクトルを用いた場合の評価値、ここではフレ
ーム間予測誤差のブロック内の２乗和を示している。す
なわち従来の方法によれば、評価値が最も小さいベクト
ルが動ベクトルとして検出されることになる。

通常、動ベクトルを検出するために評価値を計算すると
、画像信号に含まれている雑音の影響などによって、第
２図のように大きく波打った状態となり、正しく動ベク
トルの他にも評価値の小さくなっているベクトルが多数
存在する。したがって評価値のもっとも小さいベクトル
が必ずしも画像上での被写体の動きを正しく示すベクト
ルとなるとは限らない。一方、このブロックの大きさを
大きくしてやると、雑音は隣あった画素間の相関がない
ために、そのエネルギーはブロックが大きくなった比率
には比例せず、相対的に雑音の影響は小さくなる。その
結果、探索ベクトルの評価値は第２図のような波打った
状態にはならずに、第３図に示すように平坦になるため
、画像上での被写体の動きを正しく示す正確な動ベクト
ルを検出することが可能となる。

以上のような原理から、信頼性の高いベクトルが検出さ
れるか、設定されたベクトル検出段数に達するまで、第
１図におけるベクトル評価値計算部３からブロックサイ
ズ拡大部７の操作をくりかえすことにより、供給された
画像における物体の動きを正しく示すベクトルを見つけ
ることが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第４図および第５図を参照して
詳細に説明する。本実施例においては、ブロックの拡大
を２段階としているが、３段以上の構成としてもよい。

供給された画像信号は線９０１を介して、フレームメモ
リ９に供給されるとともに、差分器１２にも供給される
。

フレームメモリ９においては、供給された画像信号が記
憶され、線９０２を介して可変遅延器１０に供給される
。

探索ベクトル発生回路１１においては、定められた探索
範囲にしたがって、ベクトルを発生し、線１１０１を介
して可変遅延器１０に供給する。

可変遅延器１０においては、フレームメモリ９より供給
される画像信号を探索ベクトル発生回路１工より供給さ
れるベクトルにしたがって遅延させ、線１００１を介し
て差分器１２に供給する。

差分器１２においては、供給される画像信号の差分値を
計算し、線１２０１を介して評価値計算回路１３に供給
する。

評価値計算回路１３においては、供給される予測誤差信
号から画像の各分割ブロックにおける各探索ベクトルに
対する評価値、例えば予測誤差の絶対値和や２乗和を計
算し、その結果を線１３ｏ１を介してメモリ１４に供給
する。

メモリ１４においては、供給される画像の各分割ブロッ
クにおける各探索ベクトルに対する評価値を記憶し、線
１４０１を介してベクトル検出回路１５に供給する。

ベクトル検出回路１５においては、メモリ１４より供給
される評価結果の最も良かったベクトルをひとつ、ある
いは必要に応じて評価結果の最も良かったベクトルとと
もに評価結果がそれに続くものを複数個検出して、線１
５０１を介して信頼性判定回路１６に供給する。

信頼性判定回路１６においては、供給されたベクトルの
信頼性を判定し、信頼性が高いと判定されればそのベク
トルを、信頼性が低いと判定された場合はその情報を線
１６０１を介して動ベクトル決定回路１７に供給する。

信頼性を判定する方法としては、例えば評価結果の良か
ったベクトルを上位幾つか取り出して、それらが互いに
近接していれば信頼性が高いとする方法などを用いれば
よい。また、その信頼性評価方法によっては、必要とす
る信号をメモリ１４、ベクトル検出回路１５などから得
る構成とすればよい。

動ベクトル決定回路１７においては、供給された動ベク
トル検出結果を記録し、信頼性の低いベクトルしか見つ
からなかったブロックに関しては、そのブロックに対す
る動ベクトル再検出要求を線１７０２を介して評価値計
算回路１３および探索ベクトル発生回路１１に供給する
。

ブロックの大きさの拡大の方法としては、例えば上下左
右一定画素づつ拡大する方法や、水平垂直方向それぞれ
一定倍の大きさに拡大する方法などが考えられる。第４
図（ａ）において、斜線のかがっているブロックは１段
目の動ベクトル検出で信頼性の高いベクトルが見つかっ
たブロックを示している。また、同図（ｂ）は、１段目
の動ベクトル検出において信頼性の高いベクトルが見つ
からなかったブロックのブロックサイズが、大きくなっ
た様子を示している。２段目の動ベクトル検出はこの拡
大されたブロックに対して行われる。ただしこの際、検
出された動ベクトルの適用されるブロックは元の大きさ
のブロックとする。

探索ベクトル発生回路１１においては、動ベクトル決定
回路１７からのベクトル再検出要求によって探索ベクト
ルを発生し、以下、上記第１段目と同様に、フレームメ
モリ９、可変遅延器１０および差分器１２によって、フ
レーム間予測誤差信号を計算し、評価値計算回路１３に
供給する。

評価値計算回路１３においては、動ベクトル決定回路１
７から供給されるベクトル再検出要求にしたがって、指
定されたブロックの大きさを定められた方法で拡大し、
そのブロックに対して供給される予測誤差信号から画像
の各探索ベクトルに対する評価値を１段目の場合と同様
に計算し、その結果を線１３０１を介してメモリ１４に
供給する。

以下、メモリ１４、ベクトル検出回路１５、および信頼
性判定回路１６においては、１段目の場合と同様、拡大
されたブロックに対して動ベクトル検出が行われ、検出
された動ベクトル、あるいは必要に応じてその信頼性の
判定結果が線１６０１を介して動ベクトル決定回路１７
に供給される。

動ベクトル決定回路１７においては、最終検出段数、こ
の実施例においては２段目が完了したならば、以上の方
法で得られた動ベクトルを最終的な検出動ベクトルとし
て線１７０１を介して出力する。

２段目の動ベクトル検出によっても信頼性の高い動ベク
トルが検出されなかったブロックに関しては、たとえば
ゼロベクトルを出力するか、信頼性の高いベクトルが見
つからなかったという、情報を出力すればよい。

（発明の効果） 入力された画像信号の動ベクトルを検出する際に、信頼
性の高い動ベクトルを検出することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図、および第５図は本発明の詳細な説明す
るための図、第２図、第３図は本発明の詳細な説明する
ための図、第６図は動ベクトルを説明するための図であ
る。 図において、 １・・・画像入力部、２・・・ブロックサイズ初期設定
部、３・・・ベクトル評価値計算部、４・・・動ベクト
ル検出部、５・・・信頼性判定部、６・・・ベクトル検
出段数判定部、７・・・ブロックサイズ拡大設定部、８
・・・検出動ベクトル出力部、９・・・フレームメモリ
、１０・・・可変遅延器、１１・・・探索ベクトル発生
回路、１２・・・差分器、１３・・・評価値計算回路、
１４・・・メモリ、１５・・・ベクトル検出回路、１６
・・・信頼性判定回路、１７・・・動ベクトル決定回路
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 供給される画像信号から動ベクトルを検出する際に、検
   出された動ベクトルの信頼性を判定するステップを持ち
   、画像を定められた大きさのブロックに分割し、各ブロ
   ックについて動ベクトル検出を行い、検出されたベクト
   ルが前記信頼性判定ステップにより信頼性が高いと判定
   されなかったブロックに関しては、定められた方法にし
   たがってブロックサイズを拡大し、拡大されたブロック
   に対してあらためて動ベクトル検出と検出されたベクト
   ルの信頼性判定を行い、信頼性の高いベクトルが検出さ
   れた場合はそのベクトルを初期に設定された大きさのブ
   ロックにおける検出動ベクトルとして出力し、信頼性の
   高いベクトルが検出されなかった場合は、さらにブロッ
   クサイズの拡大、動ベクトル検出、および検出されたベ
   クトルの信頼性判定の一連の操作を繰り返し行うことを
   特徴とする動ベクトル検出方法。