JPH0746457A - 動き量検出装置及び動き量検出方法 - Google Patents
動き量検出装置及び動き量検出方法Info
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- JPH0746457A JPH0746457A JP5208473A JP20847393A JPH0746457A JP H0746457 A JPH0746457 A JP H0746457A JP 5208473 A JP5208473 A JP 5208473A JP 20847393 A JP20847393 A JP 20847393A JP H0746457 A JPH0746457 A JP H0746457A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ３ステップ探索法における現在の探索ステッ
プが入力端子１１からブロックサイズ切換部１０に入力
され、ブロックサイズ切換部１０からのブロックサイズ
により、ブロック化部２では画像データがブロック化さ
れ、サーチデータ切り出し部７ではフィールドメモリ４
もしくはフィールドメモリ５内の画像データがブロック
化され切り出される。上記ブロック化部２でブロック化
された画像データはマッチング評価部６に送られる。上
記サーチデータ切り出し部７ではブロック化されたブロ
ック領域を含むサーチ領域が切り出されてマッチング評
価部６に送られる。このマッチング評価部６では、１階
層分のマッチングによる評価が行われる。ブロック領域
のブロックサイズを小さくしながら３階層分のマッチン
グによる評価を行い、動き量を検出して、動きベクトル
を出力する。 【効果】 誤検出の可能性を小さくすることができる。
プが入力端子１１からブロックサイズ切換部１０に入力
され、ブロックサイズ切換部１０からのブロックサイズ
により、ブロック化部２では画像データがブロック化さ
れ、サーチデータ切り出し部７ではフィールドメモリ４
もしくはフィールドメモリ５内の画像データがブロック
化され切り出される。上記ブロック化部２でブロック化
された画像データはマッチング評価部６に送られる。上
記サーチデータ切り出し部７ではブロック化されたブロ
ック領域を含むサーチ領域が切り出されてマッチング評
価部６に送られる。このマッチング評価部６では、１階
層分のマッチングによる評価が行われる。ブロック領域
のブロックサイズを小さくしながら３階層分のマッチン
グによる評価を行い、動き量を検出して、動きベクトル
を出力する。 【効果】 誤検出の可能性を小さくすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブロック化された時間
的に異なる２つのディジタル画像データから動き量を検
出する動き量検出装置及び動き量検出方法に関する。
的に異なる２つのディジタル画像データから動き量を検
出する動き量検出装置及び動き量検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、画像の３次元信号処理が進む
につれて、動きベクトル、即ち画像中の物体の動きの方
向と大きさ（速さ）を用いて各種画像処理が行われるよ
うになり、例えば、画像の高能率符号化における動き補
償フレーム間符号化、フレーム間時間領域フィルタによ
るＴＶ雑音軽減装置における動きによるパラメータ制
御、気象衛星から連続画像による雲の速度の計測、道路
監視における速度測定などが動きベクトルを用いて行わ
れている。
につれて、動きベクトル、即ち画像中の物体の動きの方
向と大きさ（速さ）を用いて各種画像処理が行われるよ
うになり、例えば、画像の高能率符号化における動き補
償フレーム間符号化、フレーム間時間領域フィルタによ
るＴＶ雑音軽減装置における動きによるパラメータ制
御、気象衛星から連続画像による雲の速度の計測、道路
監視における速度測定などが動きベクトルを用いて行わ
れている。
【０００３】この動画像の動きベクトルを求める動き量
検出方法には、一般的にブロックマッチング方法が用い
られる。このブロックマッチング方法では、１つの画面
を適当な数画素から成るブロックに分割し、ブロック化
した画像データと、この画像データが動いた領域を検索
するための前フレームのブロック化されたサーチ領域と
の間で、所定の評価関数を用いてマッチングして評価す
ることにより、２つのブロック化された画像データ間の
動き量を検出することができる。
検出方法には、一般的にブロックマッチング方法が用い
られる。このブロックマッチング方法では、１つの画面
を適当な数画素から成るブロックに分割し、ブロック化
した画像データと、この画像データが動いた領域を検索
するための前フレームのブロック化されたサーチ領域と
の間で、所定の評価関数を用いてマッチングして評価す
ることにより、２つのブロック化された画像データ間の
動き量を検出することができる。
【０００４】通常、この動き量を検出するときには、サ
ーチ領域内の全ての検出点を探索し、全ての評価値を比
較する全探索法を行う。しかし、この全探索法には、評
価の精度は最も良いが、処理時間がかかるという短所が
ある。
ーチ領域内の全ての検出点を探索し、全ての評価値を比
較する全探索法を行う。しかし、この全探索法には、評
価の精度は最も良いが、処理時間がかかるという短所が
ある。
【０００５】よって、ブロックマッチング法を用いて検
出点の評価を効率良く行い、処理時間を短縮するいくつ
かの方法が提案されており、その内の一つに３ステップ
探索法が存在する。この３ステップ探索法では評価値を
３段階で求め、階層的に検出点を追い込む。よって、処
理時間は短くなるが、誤検出を行う可能性が大きくな
る。
出点の評価を効率良く行い、処理時間を短縮するいくつ
かの方法が提案されており、その内の一つに３ステップ
探索法が存在する。この３ステップ探索法では評価値を
３段階で求め、階層的に検出点を追い込む。よって、処
理時間は短くなるが、誤検出を行う可能性が大きくな
る。
【０００６】また、ブロックマッチング法のようにブロ
ック単位で画像の相関を評価する場合には、ブロック化
された画像データのブロックサイズが評価の精度に対し
て大きく影響する。即ち、一般的には、画像データのブ
ロックサイズが大きいほどノイズ等の外乱に対して強く
なる。これに対して、画像データのブロックサイズが小
さいほど外乱の影響を受けやすくなるが、局所的には画
像のマッチングが取りやすくなる。
ック単位で画像の相関を評価する場合には、ブロック化
された画像データのブロックサイズが評価の精度に対し
て大きく影響する。即ち、一般的には、画像データのブ
ロックサイズが大きいほどノイズ等の外乱に対して強く
なる。これに対して、画像データのブロックサイズが小
さいほど外乱の影響を受けやすくなるが、局所的には画
像のマッチングが取りやすくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の３ス
テップ探索法においては、評価の精度を良くするため
に、ブロック化される画像データのブロックサイズをあ
る程度の大きさにしなければならない。しかし、このブ
ロックサイズが大きくなると、ブロック領域内に異なる
動きを持つ複数の物体を含む可能性が生じる。これによ
り、評価後に誤検出が生じる可能性が大きい。
テップ探索法においては、評価の精度を良くするため
に、ブロック化される画像データのブロックサイズをあ
る程度の大きさにしなければならない。しかし、このブ
ロックサイズが大きくなると、ブロック領域内に異なる
動きを持つ複数の物体を含む可能性が生じる。これによ
り、評価後に誤検出が生じる可能性が大きい。
【０００８】そこで、本発明は上述の実情に鑑み、処理
時間の短い３ステップ探索法により階層的に画像データ
の評価値を求める場合に、画像データのブロックサイズ
が大きい場合と小さい場合とにおける利害得失を考慮し
た上で、最適なマッチングの評価を行う動き量検出装置
及び動き量検出方法を提供するものである。
時間の短い３ステップ探索法により階層的に画像データ
の評価値を求める場合に、画像データのブロックサイズ
が大きい場合と小さい場合とにおける利害得失を考慮し
た上で、最適なマッチングの評価を行う動き量検出装置
及び動き量検出方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る動き量検出
装置は、ブロックマッチング法に用いる画像データのブ
ロック化を行うブロック化手段と、上記ブロック化手段
によりブロック化された画像データのブロックの移動量
を段階的に小さくしてサーチを行うサーチ手段と、上記
ブロック化手段及び上記サーチ手段における各段階毎の
ブロックサイズを小さくするブロックサイズ切換手段と
により、２つのブロック化された画像データを用いてブ
ロック間の動き量を検出することにより上述した課題を
解決する。
装置は、ブロックマッチング法に用いる画像データのブ
ロック化を行うブロック化手段と、上記ブロック化手段
によりブロック化された画像データのブロックの移動量
を段階的に小さくしてサーチを行うサーチ手段と、上記
ブロック化手段及び上記サーチ手段における各段階毎の
ブロックサイズを小さくするブロックサイズ切換手段と
により、２つのブロック化された画像データを用いてブ
ロック間の動き量を検出することにより上述した課題を
解決する。
【００１０】また、上記サーチ手段は、上記ブロックサ
イズ切換手段からのブロックサイズに基づいて前フレー
ム内の画像データからサーチデータを切り出すサーチデ
ータ切り出し手段と、上記ブロック化手段からのブロッ
ク化された画像データと上記サーチデータ切り出し手段
からのサーチデータとをマッチングして評価するマッチ
ング評価手段とから成ることを特徴とする。
イズ切換手段からのブロックサイズに基づいて前フレー
ム内の画像データからサーチデータを切り出すサーチデ
ータ切り出し手段と、上記ブロック化手段からのブロッ
ク化された画像データと上記サーチデータ切り出し手段
からのサーチデータとをマッチングして評価するマッチ
ング評価手段とから成ることを特徴とする。
【００１１】さらに、偶数フィールド又は奇数フィール
ドの画像データをフレーム間で比較することを特徴とす
る。
ドの画像データをフレーム間で比較することを特徴とす
る。
【００１２】本発明に係る動き量検出方法は、ブロック
マッチング法に用いる画像データのブロック化を行うブ
ロック化工程と、上記ブロック化工程によりブロック化
された画像データのブロックの移動量を段階的に小さく
してサーチを行うサーチ工程と、上記ブロック化工程及
び上記サーチ工程における各段階毎のブロックサイズを
小さくするブロックサイズ切換工程とにより、２つのブ
ロック化された画像データを用いてブロック間の動き量
を検出することにより上述した課題を解決する。
マッチング法に用いる画像データのブロック化を行うブ
ロック化工程と、上記ブロック化工程によりブロック化
された画像データのブロックの移動量を段階的に小さく
してサーチを行うサーチ工程と、上記ブロック化工程及
び上記サーチ工程における各段階毎のブロックサイズを
小さくするブロックサイズ切換工程とにより、２つのブ
ロック化された画像データを用いてブロック間の動き量
を検出することにより上述した課題を解決する。
【００１３】また、上記サーチ工程は、上記ブロックサ
イズ切換工程からのブロックサイズに基づいて前フレー
ム内の画像データからサーチデータを切り出すサーチデ
ータ切り出し工程と、上記ブロック化工程からのブロッ
ク化された画像データと上記サーチデータ切り出し工程
からのサーチデータとをマッチングして評価するマッチ
ング評価工程とから成ることを特徴とする。
イズ切換工程からのブロックサイズに基づいて前フレー
ム内の画像データからサーチデータを切り出すサーチデ
ータ切り出し工程と、上記ブロック化工程からのブロッ
ク化された画像データと上記サーチデータ切り出し工程
からのサーチデータとをマッチングして評価するマッチ
ング評価工程とから成ることを特徴とする。
【００１４】さらに、偶数フィールド又は奇数フィール
ドの画像データをフレーム間で比較することを特徴とす
る。
ドの画像データをフレーム間で比較することを特徴とす
る。
【００１５】
【作用】本発明においては、３ステップ探索法において
階層的に画像データのブロックサイズを小さくして評価
値の最適値を求めることにより、誤検出の可能性の少な
い動き量の検出を行う。
階層的に画像データのブロックサイズを小さくして評価
値の最適値を求めることにより、誤検出の可能性の少な
い動き量の検出を行う。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
面を参照しながら説明する。図１には、本発明に係る動
き量検出装置の概略的な構成を示す。
面を参照しながら説明する。図１には、本発明に係る動
き量検出装置の概略的な構成を示す。
【００１７】図１の入力端子１からはコンポーネント信
号の輝度信号が画像データとして入力され、ブロック化
部２に供給される。
号の輝度信号が画像データとして入力され、ブロック化
部２に供給される。
【００１８】また、入力端子１１からは、３ステップ探
索法によりブロック化された画像データを階層的に評価
する際の階層数である探索ステップ数が入力され、ブロ
ックサイズ切換部１０に送られている。このブロックサ
イズ切換部１０では、送られた探索ステップ数に基づい
たブロックサイズを上記ブロック化部２に供給する。上
記ブロック化部２では、供給されたブロックサイズを用
いて画像のブロック化を行う。
索法によりブロック化された画像データを階層的に評価
する際の階層数である探索ステップ数が入力され、ブロ
ックサイズ切換部１０に送られている。このブロックサ
イズ切換部１０では、送られた探索ステップ数に基づい
たブロックサイズを上記ブロック化部２に供給する。上
記ブロック化部２では、供給されたブロックサイズを用
いて画像のブロック化を行う。
【００１９】上記ブロック化部２からのブロック化され
た画像データは探索すべき前フレームの画像データとし
て、信号切換スイッチ３を介してフィールドメモリ４又
はフィールドメモリ５に記憶される。この信号切換スイ
ッチ３はフィールド単位毎のバンク切り換えにより切り
換えられる。例えば、始めに信号切換スイッチ３が端子
ａに切り換えられ、上記ブロック化部２からの偶数フィ
ールドの１フィールド分のブロック化された画像データ
が上記フィールドメモリ４に記憶される。次に、奇数フ
ィールドの１フィールド分のブロック化された画像デー
タが上記ブロック化部２から送られたときには、上記信
号切換スイッチ３は端子ｂに切り換えられ、上記ブロッ
ク化された画像データは上記フィールドメモリ５に記憶
される。
た画像データは探索すべき前フレームの画像データとし
て、信号切換スイッチ３を介してフィールドメモリ４又
はフィールドメモリ５に記憶される。この信号切換スイ
ッチ３はフィールド単位毎のバンク切り換えにより切り
換えられる。例えば、始めに信号切換スイッチ３が端子
ａに切り換えられ、上記ブロック化部２からの偶数フィ
ールドの１フィールド分のブロック化された画像データ
が上記フィールドメモリ４に記憶される。次に、奇数フ
ィールドの１フィールド分のブロック化された画像デー
タが上記ブロック化部２から送られたときには、上記信
号切換スイッチ３は端子ｂに切り換えられ、上記ブロッ
ク化された画像データは上記フィールドメモリ５に記憶
される。
【００２０】上記フィールドメモリ４及び上記フィール
ドメモリ５に前フレームである偶数フィールド及び奇数
フィールドの画像データが記憶された後には、上記ブロ
ック化部２より、上記ブロックサイズ切換部１０からの
ブロックサイズに基づいた次のフレームのブロック化さ
れた画像データがマッチング評価部６に供給される。
ドメモリ５に前フレームである偶数フィールド及び奇数
フィールドの画像データが記憶された後には、上記ブロ
ック化部２より、上記ブロックサイズ切換部１０からの
ブロックサイズに基づいた次のフレームのブロック化さ
れた画像データがマッチング評価部６に供給される。
【００２１】上記ブロックサイズ切換部１０からのブロ
ックサイズは、上記サーチデータ切り出し部７にも供給
されている。上記サーチデータ切り出し部７では、この
ブロックサイズに基づいてブロック化された画像データ
のブロック領域を含むサーチ領域を、上記ブロック化部
２からのブロック化された画像データに対応する、上記
フィールドメモリ４もしくは上記フィールドメモリ５に
記憶された前フレームの画像データから切り出し、上記
マッチング評価部６に供給する。このマッチング評価部
６では、上記ブロック化部２からのブロック化された画
像データのブロック領域と上記サーチデータ切り出し部
７からのサーチ領域内のブロック領域とを、３ステップ
探索法を用いたブロックマッチング法によりマッチング
させて評価を行う。
ックサイズは、上記サーチデータ切り出し部７にも供給
されている。上記サーチデータ切り出し部７では、この
ブロックサイズに基づいてブロック化された画像データ
のブロック領域を含むサーチ領域を、上記ブロック化部
２からのブロック化された画像データに対応する、上記
フィールドメモリ４もしくは上記フィールドメモリ５に
記憶された前フレームの画像データから切り出し、上記
マッチング評価部６に供給する。このマッチング評価部
６では、上記ブロック化部２からのブロック化された画
像データのブロック領域と上記サーチデータ切り出し部
７からのサーチ領域内のブロック領域とを、３ステップ
探索法を用いたブロックマッチング法によりマッチング
させて評価を行う。
【００２２】ここで、偶数フィールド間又は奇数フィー
ルド間の画像を用いてブロックマッチング法を具体的に
説明する。例えば、図２に示す偶数フィールド又は奇数
フィールドであるｋフィールド上のブロック化されたブ
ロック領域ＢＬ1 と、このｋフィールドの前フレームで
ある偶数フィールド又は奇数フィールドの（ｋ−２）フ
ィールド上のブロック領域ＢＬ2 との間の動き量を検出
するときには、上記（ｋ−２）フィールド上にブロック
領域ＢＬ2 を含むサーチ領域ＳＨを設ける。所定の評価
関数を用いて、上記サーチ領域ＳＨ内のブロック領域Ｂ
Ｌ2 内に存在するブロック領域ＢＬ2 の位置を示す代表
点、即ち検出点の内で最もマッチングした位置を検出す
ることによって、動き量を算出する。
ルド間の画像を用いてブロックマッチング法を具体的に
説明する。例えば、図２に示す偶数フィールド又は奇数
フィールドであるｋフィールド上のブロック化されたブ
ロック領域ＢＬ1 と、このｋフィールドの前フレームで
ある偶数フィールド又は奇数フィールドの（ｋ−２）フ
ィールド上のブロック領域ＢＬ2 との間の動き量を検出
するときには、上記（ｋ−２）フィールド上にブロック
領域ＢＬ2 を含むサーチ領域ＳＨを設ける。所定の評価
関数を用いて、上記サーチ領域ＳＨ内のブロック領域Ｂ
Ｌ2 内に存在するブロック領域ＢＬ2 の位置を示す代表
点、即ち検出点の内で最もマッチングした位置を検出す
ることによって、動き量を算出する。
【００２３】上記評価関数としては、ブロック領域ＢＬ
1 のブロックサイズをＮ行Ｍ列（Ｎ×Ｍ）、このブロッ
ク領域ＢＬ1 内の検出点の座標位置を（ｍ，ｎ）、上記
サーチ領域ＳＨを±ｄｍ、このサーチ領域ＳＨ内の検出
点の座標位置を（ｉ，ｊ）、画像データをｓとしたとき
に、以下の（１）、（２）、（３）式を用いることがで
きる。
1 のブロックサイズをＮ行Ｍ列（Ｎ×Ｍ）、このブロッ
ク領域ＢＬ1 内の検出点の座標位置を（ｍ，ｎ）、上記
サーチ領域ＳＨを±ｄｍ、このサーチ領域ＳＨ内の検出
点の座標位置を（ｉ，ｊ）、画像データをｓとしたとき
に、以下の（１）、（２）、（３）式を用いることがで
きる。
【００２４】
【数１】
【００２５】相関を用いる場合には（１）式が用いら
れ、相関が最も大きくなった位置を検出する。この
（１）式の評価関数は、（２）、（３）式より計算量が
多くなる。また、差分の２乗和で評価を行う場合には
（２）式が用いられ、差分の絶対値和で評価を行う場合
には（３）式が用いられる。（２）式及び（３）式は、
評価値が最小となった場合を最適値とするものである。
通常は、（３）式を用いてブロックマッチング法を行
う。
れ、相関が最も大きくなった位置を検出する。この
（１）式の評価関数は、（２）、（３）式より計算量が
多くなる。また、差分の２乗和で評価を行う場合には
（２）式が用いられ、差分の絶対値和で評価を行う場合
には（３）式が用いられる。（２）式及び（３）式は、
評価値が最小となった場合を最適値とするものである。
通常は、（３）式を用いてブロックマッチング法を行
う。
【００２６】ここで、上記ブロック領域ＢＬ2 内に存在
するブロック領域ＢＬ2 の位置を示す代表点、即ち検出
点を効率的に削減し、検出点の評価を行う方法として、
３ステップ探索法を用いる。図３は、３ステップ探索法
により評価される検出点を示す図である。この３ステッ
プ探索法における探索ステップ１では、隣接する検出点
と検出点との隣接距離、例えば検出点Ｐ1 と検出点Ｐ4
との隣接距離は３画素分となる。
するブロック領域ＢＬ2 の位置を示す代表点、即ち検出
点を効率的に削減し、検出点の評価を行う方法として、
３ステップ探索法を用いる。図３は、３ステップ探索法
により評価される検出点を示す図である。この３ステッ
プ探索法における探索ステップ１では、隣接する検出点
と検出点との隣接距離、例えば検出点Ｐ1 と検出点Ｐ4
との隣接距離は３画素分となる。
【００２７】図３では各探索ステップにおける検出点を
９個に限定している。先ず、探索ステップ１において、
ブロック領域ＢＬ2 内の検出点Ｐ1 を含む小さいドット
で示される９個の検出点を、９個のブロック領域にそれ
ぞれ対応するブロック領域の移動位置を示す基準点と
し、ｋフィールド内のブロック領域ＢＬ1 の画像データ
と、上記９個の検出点を基準点とする上記ブロック領域
ＢＬ2 及び上記ブロック領域ＢＬ2 と同等な大きさの８
個のブロック領域とをマッチングさせて評価を行う。こ
れにより、例えば検出点Ｐ2 が探索ステップ１における
マッチング評価の最適値として得られる。
９個に限定している。先ず、探索ステップ１において、
ブロック領域ＢＬ2 内の検出点Ｐ1 を含む小さいドット
で示される９個の検出点を、９個のブロック領域にそれ
ぞれ対応するブロック領域の移動位置を示す基準点と
し、ｋフィールド内のブロック領域ＢＬ1 の画像データ
と、上記９個の検出点を基準点とする上記ブロック領域
ＢＬ2 及び上記ブロック領域ＢＬ2 と同等な大きさの８
個のブロック領域とをマッチングさせて評価を行う。こ
れにより、例えば検出点Ｐ2 が探索ステップ１における
マッチング評価の最適値として得られる。
【００２８】次の探索ステップ２では、上記ブロックサ
イズ切換部１０からのブロックサイズに基づき、上記ブ
ロック化部２において変更されたｋフィールド内のブロ
ック領域ＢＬ1 の画像データが上記マッチング評価部６
に送られる。また、上記ブロックサイズ切換部１０から
のブロックサイズに基づき、上記サーチデータ切り出し
部７では（ｋ−２）フィールド（１フレーム前）のブロ
ック領域ＢＬ2 のブロックサイズが変更されて、このブ
ロック領域ＢＬ2 を含むサーチ領域ＳＨの画像データが
切り出され、上記マッチング評価部６に送られる。次
に、探索ステップ１で得られた最適値である検出点Ｐ2
及び大きいドットで示される８個の検出点を基準点とす
る９個のブロック領域をマッチングさせて評価を行う。
これにより、例えば検出点Ｐ3 が探索ステップ２におけ
るマッチング評価の最適値として得られる。
イズ切換部１０からのブロックサイズに基づき、上記ブ
ロック化部２において変更されたｋフィールド内のブロ
ック領域ＢＬ1 の画像データが上記マッチング評価部６
に送られる。また、上記ブロックサイズ切換部１０から
のブロックサイズに基づき、上記サーチデータ切り出し
部７では（ｋ−２）フィールド（１フレーム前）のブロ
ック領域ＢＬ2 のブロックサイズが変更されて、このブ
ロック領域ＢＬ2 を含むサーチ領域ＳＨの画像データが
切り出され、上記マッチング評価部６に送られる。次
に、探索ステップ１で得られた最適値である検出点Ｐ2
及び大きいドットで示される８個の検出点を基準点とす
る９個のブロック領域をマッチングさせて評価を行う。
これにより、例えば検出点Ｐ3 が探索ステップ２におけ
るマッチング評価の最適値として得られる。
【００２９】さらに、探索ステップ３では、上記ブロッ
クサイズ切換部１０からのブロックサイズに基づき、上
記ブロック化部２において変更されたｋフィールド内の
ブロック領域ＢＬ1 の画像データが上記マッチング評価
部６に送られる。また、上記ブロックサイズ切換部１０
からのブロックサイズに基づき、上記サーチデータ切り
出し部７では（ｋ−２）フィールドのブロック領域ＢＬ
2 のサイズが変更されて、このブロック領域ＢＬ2 を含
むサーチ領域ＳＨの画像データが切り出され、上記マッ
チング評価部６に送られる。次に、上記探索ステップ２
で得られた最適値である検出点Ｐ3 及び斜線で示される
８個の検出点を基準点とする９個のブロック領域をマッ
チングさせて評価を行う。これにより、例えば検出点Ｐ
5 が探索ステップ３におけるマッチング評価の最適値と
して得られる。
クサイズ切換部１０からのブロックサイズに基づき、上
記ブロック化部２において変更されたｋフィールド内の
ブロック領域ＢＬ1 の画像データが上記マッチング評価
部６に送られる。また、上記ブロックサイズ切換部１０
からのブロックサイズに基づき、上記サーチデータ切り
出し部７では（ｋ−２）フィールドのブロック領域ＢＬ
2 のサイズが変更されて、このブロック領域ＢＬ2 を含
むサーチ領域ＳＨの画像データが切り出され、上記マッ
チング評価部６に送られる。次に、上記探索ステップ２
で得られた最適値である検出点Ｐ3 及び斜線で示される
８個の検出点を基準点とする９個のブロック領域をマッ
チングさせて評価を行う。これにより、例えば検出点Ｐ
5 が探索ステップ３におけるマッチング評価の最適値と
して得られる。
【００３０】このように、階層的にブロックマッチング
法による評価を完了し、検出点Ｐ5が最終の最適値とし
て求められることにより、検出点Ｐ1 から検出点Ｐ5 へ
の動き量を動きベクトルとして得ることができる。
法による評価を完了し、検出点Ｐ5が最終の最適値とし
て求められることにより、検出点Ｐ1 から検出点Ｐ5 へ
の動き量を動きベクトルとして得ることができる。
【００３１】上記サーチ領域ＳＨ内でブロック単位の評
価を行うときに、その評価を行うための全検出点はｄｍ
＋１だけ存在する。例えば、図３のブロック領域ＢＬ2
において全探索法を用いた場合の上記ブロック領域ＢＬ
2 上の基準点となる検出点数は１６９（＝１３×１３）
になる。これに対して、上述した３ステップ探索法を用
いた場合の上記ブロック領域ＢＬ1 上の基準点となる検
出点数は２７（＝９×３）に削減することができる。よ
って、処理時間の高速化を図ることができる。
価を行うときに、その評価を行うための全検出点はｄｍ
＋１だけ存在する。例えば、図３のブロック領域ＢＬ2
において全探索法を用いた場合の上記ブロック領域ＢＬ
2 上の基準点となる検出点数は１６９（＝１３×１３）
になる。これに対して、上述した３ステップ探索法を用
いた場合の上記ブロック領域ＢＬ1 上の基準点となる検
出点数は２７（＝９×３）に削減することができる。よ
って、処理時間の高速化を図ることができる。
【００３２】また、上述の３ステップ探索法における探
索ステップ１では、離散的な検出点に対して評価を行
う。従って、探索ステップ１では最適値の収束方向を正
確に求める必要があるので、ブロックサイズは大きいほ
うが良い。しかし、大きいブロックサイズの領域内に、
対象となる動き物体が複数個入ってしまい、動き物体に
対して大き過ぎる場合には、物体の大きさに適応した小
さいブロックサイズを用いるほうが良い。そこで、探索
ステップを経る毎に順次ブロックサイズを小さくするこ
とにより、精度良く、最適な検出点を求めることができ
る。即ち、探索ステップ１のブロックサイズをｓｉｚ
１、探索ステップ２のブロックサイズをｓｉｚ２、探索
ステップ３のブロックサイズをｓｉｚ３としたときのブ
ロックサイズは、ｓｉｚ１＞ｓｉｚ２＞ｓｉｚ３とな
る。
索ステップ１では、離散的な検出点に対して評価を行
う。従って、探索ステップ１では最適値の収束方向を正
確に求める必要があるので、ブロックサイズは大きいほ
うが良い。しかし、大きいブロックサイズの領域内に、
対象となる動き物体が複数個入ってしまい、動き物体に
対して大き過ぎる場合には、物体の大きさに適応した小
さいブロックサイズを用いるほうが良い。そこで、探索
ステップを経る毎に順次ブロックサイズを小さくするこ
とにより、精度良く、最適な検出点を求めることができ
る。即ち、探索ステップ１のブロックサイズをｓｉｚ
１、探索ステップ２のブロックサイズをｓｉｚ２、探索
ステップ３のブロックサイズをｓｉｚ３としたときのブ
ロックサイズは、ｓｉｚ１＞ｓｉｚ２＞ｓｉｚ３とな
る。
【００３３】尚、一般に、探索ステップ数はｎステップ
（ｎは整数）に拡張することができる。また、ｎステッ
プ数を用いた探索法の探索ステップ１における検出点と
検出点との隣接距離はｎ画素分になる。
（ｎは整数）に拡張することができる。また、ｎステッ
プ数を用いた探索法の探索ステップ１における検出点と
検出点との隣接距離はｎ画素分になる。
【００３４】上述のようにして得られた評価値の最適値
は動き量検出部８に送られて、動き量が検出される。こ
の検出された動き量は、出力端子９より動きベクトルと
して出力される。
は動き量検出部８に送られて、動き量が検出される。こ
の検出された動き量は、出力端子９より動きベクトルと
して出力される。
【００３５】次に、上述した動き量検出装置をソフトウ
ェアにより実現するときのフローチャートを図４に示
す。
ェアにより実現するときのフローチャートを図４に示
す。
【００３６】先ず、ステップＳ１で、入力されたコンポ
ーネント信号の輝度信号を所定数に分割して画像のブロ
ック化を行う。ステップＳ２で、上記ブロック化された
画像の１フィールド分の画像に対応する全ブロックにお
いてそれぞれマッチングによる評価が行われ、各ブロッ
ク毎の動きベクトルが全て得られたか否かを判別する。
１フィールド分の全ブロックにおいて動きベクトルが得
られたならば操作を終了するが、１フィールド分の全ブ
ロックにおいて動きベクトルが得られていなければ、ス
テップＳ３に進んで、現在探索中のブロック領域に対し
て、３ステップ探索法の３階層分のマッチングによる評
価が行われたか否かを判別する。
ーネント信号の輝度信号を所定数に分割して画像のブロ
ック化を行う。ステップＳ２で、上記ブロック化された
画像の１フィールド分の画像に対応する全ブロックにお
いてそれぞれマッチングによる評価が行われ、各ブロッ
ク毎の動きベクトルが全て得られたか否かを判別する。
１フィールド分の全ブロックにおいて動きベクトルが得
られたならば操作を終了するが、１フィールド分の全ブ
ロックにおいて動きベクトルが得られていなければ、ス
テップＳ３に進んで、現在探索中のブロック領域に対し
て、３ステップ探索法の３階層分のマッチングによる評
価が行われたか否かを判別する。
【００３７】このステップＳ３において、現在探索中の
ブロック領域に対する３ステップ探索法の３階層分のマ
ッチングによる評価が全て行われたと判別されるなら
ば、ステップＳ８に進んで、その全ての評価により得ら
れた最適値に基づいて動き量を決定し、動きベクトルを
得る。さらに、ステップＳ９に進んで、次のブロック領
域のマッチングによる評価を行うように設定する。この
設定後はステップＳ２に戻り、１フィールド分の分割さ
れた画像の全ブロックについて動きベクトルが得られた
か否かを判別することになる。
ブロック領域に対する３ステップ探索法の３階層分のマ
ッチングによる評価が全て行われたと判別されるなら
ば、ステップＳ８に進んで、その全ての評価により得ら
れた最適値に基づいて動き量を決定し、動きベクトルを
得る。さらに、ステップＳ９に進んで、次のブロック領
域のマッチングによる評価を行うように設定する。この
設定後はステップＳ２に戻り、１フィールド分の分割さ
れた画像の全ブロックについて動きベクトルが得られた
か否かを判別することになる。
【００３８】ステップＳ３において、現在探索中のブロ
ック領域に対する３ステップ探索法の３階層分のマッチ
ングによる評価が全て行われていないと判別されたなら
ば、ステップＳ４に進んで、現在探索中の探索ステップ
における全探索対象ブロック（例えば９ブロック）に対
するマッチングの評価を行い、ステップＳ５で現在の探
索ステップにおける最適値を検出する。この後、ステッ
プＳ６で次の探索ステップに移行され、この探索ステッ
プにおける各探索対象ブロックの移動距離が前の探索ス
テップより短くされる。さらに、ステップＳ７におい
て、動きの生じた次のフレームの画像のブロック領域及
び上記ブロック領域に対応する、現在探索中の前フレー
ムの画像のブロック領域のブロックサイズを縮小する。
この後、ステップＳ３に戻り、現在探索中のブロック領
域に対する３ステップ探索法の３階層分のマッチングに
よる評価が全て行われたか否かを判別する。このように
して、１フィールド分の画像データに対してブロック単
位毎に処理を行い、動きベクトルを求める。
ック領域に対する３ステップ探索法の３階層分のマッチ
ングによる評価が全て行われていないと判別されたなら
ば、ステップＳ４に進んで、現在探索中の探索ステップ
における全探索対象ブロック（例えば９ブロック）に対
するマッチングの評価を行い、ステップＳ５で現在の探
索ステップにおける最適値を検出する。この後、ステッ
プＳ６で次の探索ステップに移行され、この探索ステッ
プにおける各探索対象ブロックの移動距離が前の探索ス
テップより短くされる。さらに、ステップＳ７におい
て、動きの生じた次のフレームの画像のブロック領域及
び上記ブロック領域に対応する、現在探索中の前フレー
ムの画像のブロック領域のブロックサイズを縮小する。
この後、ステップＳ３に戻り、現在探索中のブロック領
域に対する３ステップ探索法の３階層分のマッチングに
よる評価が全て行われたか否かを判別する。このように
して、１フィールド分の画像データに対してブロック単
位毎に処理を行い、動きベクトルを求める。
【００３９】尚、この実施例では、偶数フィールド間も
しくは奇数フィールド間の画像において評価を行ってい
るが、偶数フィールドの画像と奇数フィールドの画像と
の間で評価を行ったり、偶数フィールドと奇数フィール
ドの画像をフレームに直してフレーム間で評価を行って
もよい。
しくは奇数フィールド間の画像において評価を行ってい
るが、偶数フィールドの画像と奇数フィールドの画像と
の間で評価を行ったり、偶数フィールドと奇数フィール
ドの画像をフレームに直してフレーム間で評価を行って
もよい。
【００４０】また、ブロックマッチング法に限定される
ことなく、画面の動き量を検出する方法であるならば、
３ステップ探索法において階層的にブロックの移動量を
少なくして最適値を検出することができる。
ことなく、画面の動き量を検出する方法であるならば、
３ステップ探索法において階層的にブロックの移動量を
少なくして最適値を検出することができる。
【００４１】上述の実施例は本発明の一例であり、本発
明の要旨を逸脱しない範囲でその他の様々な構成が取り
得ることは勿論である。
明の要旨を逸脱しない範囲でその他の様々な構成が取り
得ることは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る動き量検出装置は、ブロックマッチング法に用
いる画像データのブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段によりブロック化された画像データ
のブロックの移動量を段階的に小さくしてサーチを行う
サーチ手段と、上記ブロック化手段及び上記サーチ手段
における各段階毎のブロックサイズを小さくするブロッ
クサイズ切換手段とにより、２つのブロック化された画
像データを用いてブロック間の動き量を検出し、このと
き、上記サーチ手段は、上記ブロックサイズ切換手段か
らのブロックサイズに基づいて前フレーム内の画像デー
タからサーチデータを切り出すサーチデータ切り出し手
段と、上記ブロック化手段からのブロック化された画像
データと上記サーチデータ切り出し手段からのサーチデ
ータとをマッチングして評価するマッチング評価手段と
から成ることにより、処理時間を短縮し、また、小さな
動き物体及び小さな動作に追従し易くなるので、誤検出
の可能性が小さい動き量の検出装置を提供することがで
きる。
明に係る動き量検出装置は、ブロックマッチング法に用
いる画像データのブロック化を行うブロック化手段と、
上記ブロック化手段によりブロック化された画像データ
のブロックの移動量を段階的に小さくしてサーチを行う
サーチ手段と、上記ブロック化手段及び上記サーチ手段
における各段階毎のブロックサイズを小さくするブロッ
クサイズ切換手段とにより、２つのブロック化された画
像データを用いてブロック間の動き量を検出し、このと
き、上記サーチ手段は、上記ブロックサイズ切換手段か
らのブロックサイズに基づいて前フレーム内の画像デー
タからサーチデータを切り出すサーチデータ切り出し手
段と、上記ブロック化手段からのブロック化された画像
データと上記サーチデータ切り出し手段からのサーチデ
ータとをマッチングして評価するマッチング評価手段と
から成ることにより、処理時間を短縮し、また、小さな
動き物体及び小さな動作に追従し易くなるので、誤検出
の可能性が小さい動き量の検出装置を提供することがで
きる。
【図１】本発明に係る動き量検出装置の概略的な構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】（ｋ−２）フィールド内のブロック領域ＢＬ1
及びｋフィールド内のブロック領域ＢＬ2 を示す図であ
る。
及びｋフィールド内のブロック領域ＢＬ2 を示す図であ
る。
【図３】３ステップ探索法による最適値の検出手順を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明に係る動き量検出方法の手順を示すフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
２・・・・・・・ブロック化部 ３・・・・・・・信号切換スイッチ ４、５・・・・・フィールドメモリ ６・・・・・・・マッチング評価部 ７・・・・・・・サーチデータ切り出し部 ８・・・・・・・動き量検出部 １０・・・・・・ブロックサイズ切換部
Claims (6)
- 【請求項１】 ブロックマッチング法に用いる画像デー
タのブロック化を行うブロック化手段と、 上記ブロック化手段によりブロック化された画像データ
のブロックの移動量を段階的に小さくしてサーチを行う
サーチ手段と、 上記ブロック化手段及び上記サーチ手段における各段階
毎のブロックサイズを小さくするブロックサイズ切換手
段とにより、２つのブロック化された画像データを用い
てブロック間の動き量を検出することを特徴とする動き
量検出装置。 - 【請求項２】 上記サーチ手段は、上記ブロックサイズ
切換手段からのブロックサイズに基づいて前フレーム内
の画像データからサーチデータを切り出すサーチデータ
切り出し手段と、上記ブロック化手段からのブロック化
された画像データと上記サーチデータ切り出し手段から
のサーチデータとをマッチングして評価するマッチング
評価手段とから成ることを特徴とする請求項１記載の動
き量検出装置。 - 【請求項３】 偶数フィールド又は奇数フィールドの画
像データをフレーム間で比較することを特徴とする請求
項１記載の動き量検出装置。 - 【請求項４】 ブロックマッチング法に用いる画像デー
タのブロック化を行うブロック化工程と、 上記ブロック化工程によりブロック化された画像データ
のブロックの移動量を段階的に小さくしてサーチを行う
サーチ工程と、 上記ブロック化工程及び上記サーチ工程における各段階
毎のブロックサイズを小さくするブロックサイズ切換工
程とにより、２つのブロック化された画像データを用い
てブロック間の動き量を検出することを特徴とする動き
量検出方法。 - 【請求項５】 上記サーチ工程は、上記ブロックサイズ
切換工程からのブロックサイズに基づいて前フレーム内
の画像データからサーチデータを切り出すサーチデータ
切り出し工程と、上記ブロック化工程からのブロック化
された画像データと上記サーチデータ切り出し工程から
のサーチデータとをマッチングして評価するマッチング
評価工程とから成ることを特徴とする請求項４記載の動
き量検出方法。 - 【請求項６】偶数フィールド又は奇数フィールドの画像
データをフレーム間で比較することを特徴とする請求項
４記載の動き量検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208473A JPH0746457A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 動き量検出装置及び動き量検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5208473A JPH0746457A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 動き量検出装置及び動き量検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0746457A true JPH0746457A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=16556759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5208473A Pending JPH0746457A (ja) | 1993-07-31 | 1993-07-31 | 動き量検出装置及び動き量検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0746457A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100294999B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2001-11-14 | 포만 제프리 엘 | 디지탈비디오데이타스트림의시간적인압축방법및탐색프로세서 |
| WO2021171774A1 (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | シャッタスピード決定装置及び撮像装置 |
-
1993
- 1993-07-31 JP JP5208473A patent/JPH0746457A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100294999B1 (ko) * | 1996-11-07 | 2001-11-14 | 포만 제프리 엘 | 디지탈비디오데이타스트림의시간적인압축방법및탐색프로세서 |
| WO2021171774A1 (ja) * | 2020-02-25 | 2021-09-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | シャッタスピード決定装置及び撮像装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021008 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040329 |