JPH06209466A - 動ベクトル検出装置 - Google Patents

動ベクトル検出装置

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JPH06209466A
JPH06209466A JP26870992A JP26870992A JPH06209466A JP H06209466 A JPH06209466 A JP H06209466A JP 26870992 A JP26870992 A JP 26870992A JP 26870992 A JP26870992 A JP 26870992A JP H06209466 A JPH06209466 A JP H06209466A
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JP
Japan
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vector
block
motion
motion vector
circuit
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JP26870992A
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Koji Hirabayashi
康二 平林
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Canon Inc
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/503Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性のある予測ベクトルを与えることで信
頼性のある動きベクトルを検出できる動ベクトル検出装
置を提供する。 【構成】 近接するフレーム間で被写体の動き量を検出
するブロック単位の動ベクトル検出装置において、動き
補償によって得られたベクトルを更新回路26により、
有効、無効を判定し、最も新しい、有効と判定されたベ
クトルを動体に対する予測ベクトルとしてベクトル保持
メモリ21の保持し、新たなブロックの動き量を検出す
る際に、現ブロックを中心としたブロックマッチング、
及び、ベクトル保持メモリ21に保持された予測ベクト
ルを中心としたブロックマッチングの両方を行って動き
ベクトルを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願発明は動ベクトル検出装置に
かかり、更に詳しくはブロックマッチング型の動ベクト
ル検出方式に関する。
【0002】
【従来の技術】動ベクトル検出方式としてブロックマッ
チング型と呼ばれるものがある。
【0003】ブロックマッチング型の動ベクトル検出方
式とは、前フレームと現フレームとの間で、ブロック毎
にマッチングを取り、現フレームの各ブロックに対し、
動ベクトルを与えるものである。
【0004】次に、この動ベクトルの検出方式の基本的
な考え方について説明する。
【0005】現フレーム上の、左上隅の画素位置が
(i,j)である、横m画素、縦n画素のブロックをB
ij(m,n)と表し、前フレーム上の同位置のブロック
をPij(m,n)と表す。この時、BとPの誤差の評価
関数を
【0006】
【外1】 の様に定義し、x,yを各々±0〜s(sは検索範囲の
パラメータ)まで変化させた時に、最も小さいfの値を
得るような、i,jからの変移x,yをもって動ベクト
ルとする。
【0007】一般にカラーの動画像は一枚のフレームが
輝度データ(Y)、色差データ(Cr,Cb等)の分割
された形で構成されており、動ベクトルの検索には、構
造情報を多く含む輝度データ(Y)が用いられている。
また、直前のブロックや、周囲ブロックにおいて求めら
れたベクトルを中心として、新たなベクトルを探査する
方法や、個々のブロックから発生するベクトルと、ブロ
ック位置との相関を求めて、画面全体の動きを推定する
方法などが知られている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】例えばTV会議・TV
電話等で用いられる動画像では、画面の中に背景と人物
があり、背景においてはフレーム間の動ベクトルはほと
んどなく、人物ではその動きに従った動きベクトルを発
生する。従来これらの動画像を処理する際に、直前、も
しくは周囲のブロックに於て発生したベクトルを用い
て、次の動ベクトルを予測しようとする試みが行われて
いる。この方法によれば、静領域中に於ては次に静ブロ
ックを予測し、動領域中に於ては次に動ブロックを予測
するため、効率の良い予測が可能に見える。
【0009】しかしながら、実際の画像では、例えば動
かない背景と、画面の中心で動く人物があった場合に、
これを画面の左から右にかけて、ブロック単位で処理を
行ったとき、ブロック内に入る画像の部分は、背景−人
物−背景となる、このとき初めの静領域では良い予測が
得られるが、そこから動領域に入った直後は静領域と予
測するため大きな誤差を発生する。ベクトルの予測は動
領域中では徐々に良くなってくるが、再び静領域に入る
までに、十分最適な予測を得られるかどうかは疑わし
く、累積誤差も大きくなる。更に再び静領域に入ったと
きに今度は動領域であると予測してしまうため、大きな
誤差を招く。これも静領域中で徐々に良くなってくるが
大きな累積誤差を生むことになる。
【0010】TV会議・TV電話においては、比較的明
確に動領域と静領域があるのにもかかわらず、単一の動
ベクトルの予測をしようとするため、ブロックが動領域
と静領域を交互に通るにつれて、予測されるベクトルも
0ベクトルと0でない動きベクトルとの間を振動し、結
果として常に、最適からはずれた予測を与えることにな
るのである。
【0011】本願発明はかかる点に鑑み、信頼性のある
予測ベクトルを与えることで信頼性のある動きベクトル
を検出できる動ベクトル検出装置を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本願発明にかかる動ベク
トル検出装置は、被写体の動き量を検出するブロックマ
ッチング型の動ベクトル検出装置において、動き補償に
よって得られた第1のベクトルを評価する評価手段と、
前記評価手段の出力によって第1のベクトルを動体に対
する予測ベクトルとして登録する登録手段とを備え、現
ブロックを中心としたブロックマッチングと、動き補償
を行って得られたベクトルを中心としたブロックマッチ
ングとの2つのブロックマッチングの出力により、動き
ベクトルを検出することを特徴とするものである。
【0013】
【作用】上記発明によれば、現ブロックを中心としたブ
ロックマッチング及び動き補償を行って得られたベクト
ルを中心としたブロックマッチングとの両方を行い動き
ベクトルを検出しているので、入力されるブロックが人
物等の動領域、或は背景等の静領域のどちらであっても
相互に干渉することがなくなった。
【0014】
【実施例】以下、本願発明にかかる実施例を図1及び図
2を用いて詳細に説明する。
【0015】図1は本実施例であるベクトル検出回路を
用いた動画像圧縮符号化装置のブロック図、図2は前記
ベクトル検出回路の構成を示すブロック図である。
【0016】図1において、1は後述詳しく説明するベ
クトル検出回路、2は前フレームを記憶しておくフレー
ムメモリ、3は減算回路、4はバッファメモリ、5は量
子化回路、6は可逆符号化回路、7は前記量子化回路3
の全く逆の動作をする逆量子化回路、8は加算回路であ
る。
【0017】上述のように構成された動画像圧縮符号化
装置の圧縮動作を詳細に説明する。
【0018】信号線101及び102を介して、現フレ
ームの画像データがブロック単位で、ベクトル検出回路
1に入力される。
【0019】一方、信号線103を介してブロックアド
レス信号がフレームメモリ2に入力される。
【0020】前記ブロックアドレス信号に応じてフレー
ムメモリ2からブロック周囲のベクトル検索範囲の画像
データが読み出され信号線104を介してベクトル検出
回路1に入力される。
【0021】前記ベクトル検出回路1は、予め定められ
ている検索範囲の中から最適であると評価されたブロッ
クデータを信号線105及び106に出力する。
【0022】次に、バッファメモリ4により所定の時間
遅延された現画像ブロックが信号線107を介して減算
回路3に入力され、同時に信号線105を介して最適ブ
ロックの値が減算回路3に入力される。
【0023】前記減算回路3は入力された現画像ブロッ
クと最適ブロックの値が減算されて、その差分値データ
が量子化回路5に入力され量子化される。
【0024】量子化されたデータは可逆符号化回路6と
逆量子化回路7に入力される。
【0025】可逆符号化回路6は量子化データに可逆符
号を割り当てて、可逆符号化されたデータは信号線10
8を介して出力される。
【0026】逆量子化回路7は差分値を再生し、前記差
分値と信号線109を介して入力される最適ブロックデ
ータが加算回路8により加算される。その加算されたデ
ータはフレームメモリ2に記憶される。
【0027】次に図1中に示したベクトル検出回路1に
ついて図2を用いて詳細に説明する。
【0028】まず、フレームメモリ2(図1参照)より
信号線104を介して、固定検索領域の前フレーム画像
データがメモリ20に入力される。前記メモリ20はベ
クトルメモリ21に登録されたベクトルを読み出し、そ
のベクトルを中心とした検索範囲の画像データを信号線
203よりロードする。
【0029】現画像データは信号線102を介して演算
回路22に入力される。前記演算回路22はマッチング
を行うべき対象ブロックへのベクトルを信号線201を
介してMPX(Multiplexor)23に入力す
る。
【0030】前記MPX23は入力されたベクトルに応
じてアドレス信号を発生し、前記アドレス信号は信号線
202を介してメモリ20に入力し、信号線203を介
して前記アドレス信号によって前記メモリ20から読み
出されたブロックデータを受け取り、前記ブロックデー
タを204を介して演算回路22に入力する。
【0031】2つのブロックデータを受け取った演算回
路22は所定の評価関数式によりブロック間誤差を計算
し、前記誤差値はブロック位置のベクトルと共に信号線
205を介して比較回路24に入力する。
【0032】比較回路24では、1つの現ブロックに対
して計算される、多数のブロックマッチングの誤差のデ
ータの中から、最も小さいもの及びその時のベクトルを
選ぶ。
【0033】静領域での検索が終了したら動領域内の検
索を同様に行う。
【0034】1つの現ブロックに対して静領域と動領域
の両方のブロックマッチングが終了した時点で、演算回
路22はベクトル出力回路25に信号線205を介して
ブロックマッチングが終了したことを伝える信号を入力
する。これを受けてベクトル出力回路25は比較回路2
4に記憶されているベクトルデータを読み出し、信号線
207を介してMPX23にブロックデータを読み出す
信号を送る。
【0035】MPX23はこの信号に応じてメモリ20
よりベストマッチングのブロックデータを読み出し、信
号線208を介して外部に出力する。また、ベクトル出
力回路25は信号線209を介して外部にベクトルデー
タを出力すると共に、信号線210を介して更新回路2
6にもベクトルデータを送る。
【0036】更新回路26では受け取ったベクトルが動
領域のものであるか、静領域のものであるかを判定し、
動領域のものであると判定した場合にその新しいベクト
ルをベクトル保持メモリ21に更新登録する。
【0037】前記更新回路26の受け取ったベクトルが
動領域のものであるか、静領域のものであるかの判定方
法について説明する(図3参照)。
【0038】マッチングを行う現ブロックをB、前フレ
ーム上での静領域の検索範囲を±s、動領域の検索範囲
を±mとし、発生するベクトルを(vx,vy)とした
ときに、(|vx|≦s/2)かつ(|vy|≦s/
2)が成り立っている場合はこのベクトルを無効とし、
それ以外の場合は有効とする。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本願発明によれば動
ベクトル検出装置は、現ブロックを中心としたブロック
マッチング及び動き補償を行って得られたベクトルを中
心としたブロックマッチングとの両方を行い動きベクト
ルを検出しているので、入力されるブロックが人物等の
動領域、背景等の静領域のどちらのものであっても、従
来のように動領域、静領域とで相互に干渉することな
く、精度の良い動ベクトルの検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例にかかる動ベクトル検出装置のブロッ
ク図である。
【図2】図1中で用いられているベクトル検出回路のブ
ロック図である。
【図3】図2中の更新回路の動作を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1 ベクトル検出回路 2 フレームメモリ 3 量子化回路 4 逆量子化回路 5 可逆符号化回路 21 ベクトル保持メモリ 22 演算回路 24 比較回路 25 ベクトル出力回路 26 更新回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 近接するフレーム間で被写体の動き量を
    検出するブロック単位の動ベクトル検出装置において、 動き補償によって得られた第1のベクトルを評価する評
    価手段と、 前記評価手段の出力によって第1のベクトルを動体に対
    する予測ベクトルとして登録する登録手段とを備え、 現ブロックを中心として動きベクトルを検出すると共に
    予測ベクトルを中心として動きベクトルを検出するとし
    たブロックマッチングとの2つのブロックマッチングの
    出力により、動きベクトルを検出することを特徴とする
    動ベクトル検出装置。
JP26870992A 1992-10-07 1992-10-07 動ベクトル検出装置 Pending JPH06209466A (ja)

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