JPH0795590A - 映像信号処理装置、映像信号処理方法及び撮像装置 - Google Patents

映像信号処理装置、映像信号処理方法及び撮像装置

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JPH0795590A
JPH0795590A JP5255013A JP25501393A JPH0795590A JP H0795590 A JPH0795590 A JP H0795590A JP 5255013 A JP5255013 A JP 5255013A JP 25501393 A JP25501393 A JP 25501393A JP H0795590 A JPH0795590 A JP H0795590A
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JP
Japan
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video signal
signal
motion
motion vector
zoom magnification
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JP5255013A
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Hiroaki Seto
浩昭 瀬戸
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、映像信号処理装置、映像信号処理方
法及び撮像装置において、被写体がズームされても確実
に動きベクトルを検出する。 【構成】動きベクトル検出手段により映像信号、所定時
間前の映像信号及び映像信号と共に入力されるズーム倍
率信号に応じて、映像信号中の被検出対象について平行
移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図3〜図5) 発明が解決しようとする課題(図6) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例(図1及び図2) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号処理装置、映像
信号処理方法及び撮像装置に関し、例えばテレビジヨン
カメラのように撮像レンズを介して映像を伝送するもの
に適用し得る。
【0003】
【従来の技術】従来、例えばテレビ会議システム、テレ
ビ電話システムなどのように動画映像でなる映像信号を
遠隔地に伝送するいわゆる映像信号伝送システムにおい
ては、伝送路を効率よく利用するため、映像信号の相関
を利用して映像信号を符号化し、これにより有意情報の
伝送効率を高めるようになされている。
【0004】例えばフレーム内符号化処理は、図3に示
すように、時点t=t1、t2、t3……において動画
を構成する各画像PC1、PC2、PC3……を伝送し
ようとする場合、伝送処理すべき画像データを同一走査
線内で一次元符号化して伝送するものである。またフレ
ーム間符号化処理は、時間軸に対する映像信号の自己相
関を利用して順次隣会う画像PC1及びPC2、PC2
及びPC3……間の画素データの差分でなる画像データ
PC12、PC23……を求めることにより圧縮率を向
上させるものである。
【0005】さらに動き補償予測符号化は、順次隣会う
画像PC1及びPC2、PC2及びPC3……間の動き
ベクトルを検出し、この動きベクトルを補償してフレー
ム間の予測を行うものである。これにより映像信号伝送
システムは、画像PC1、PC2、PC3……をその全
ての画像データを伝送する場合と比較して格段的にデー
タ量が少ないデイジタルデータに高能率符号化して伝送
路に送出することができるようになされている。
【0006】このような映像信号伝送システムにおける
映像信号処理装置1は、図4に示すように構成されてお
り、撮像部(図示せず)から伝送される入力映像信号S
1が、遅延回路2及び動き検出回路3に供給される。す
なわち最初に伝送されるフレームの入力映像信号S1
は、遅延回路2及び減算器4を介して符号部5に供給さ
れる。
【0007】符号部5は入力された映像信号を例えばD
CT(Discrete Cosine Transform)変換回路等で直交
変換し、その後量子化回路にて量子化することにより符
号化する。符号部5より出力される符号化信号S2は、
記録メデイア又は伝送路に送出されると共に復号部6に
供給される。
【0008】復号部6は入力された符号化信号S2を例
えば逆量子化回路にて逆量子化し、その後逆DCT変換
回路で逆直交変換することにより復号する。復号部6に
て復号された復号信号S3は、加算器7を介してフレー
ムメモリ8に格納される。ここでフレームメモリ8は、
フレーム単位の遅延回路の役目をしている。
【0009】nフレーム(n>1)の入力映像信号S1
は、入力映像信号S1と動き補償信号S4とのタイミン
グを合わせるための遅延回路2及び動きベクトルを求め
るための動き検出回路3に供給される。
【0010】この動き検出回路3には、nフレームの入
力映像信号S1とフレームメモリ8に格納されている
(n−1)フレームの前フレーム信号S5とが入力され
る。これにより動き検出回路3はブロツクマツチング等
の手法で、動きを検出し、この結果得られる動きベクト
ルが動き補償回路9に送出される。動き補償回路9は、
動き検出回路3から送出された動きベクトルと前フレー
ム信号S5とが入力されることにより動き補償し、この
結果得られる動き補償信号S4が減算器4及び遅延回路
10に入力される。
【0011】また遅延回路2に入力された入力映像信号
S1は、動き補償信号S4と共に減算器4に入力され、
この結果得られる差分信号S6が、符号部5に入力され
る。符号部5は入力される差分信号S6を符号化し、符
号化信号S2として復号部6及び記録メデイア又は伝送
路に送出する。
【0012】復号部6は、入力された符号化信号S2を
復号して加算器7に送出する。加算器7は、遅延回路1
0によつて遅延された動き補償信号S4と復号信号S3
を加算することにより、減算器4により減算される前
(すなわちnフレーム)の入力映像信号S1を復元し、
これがフレームメモリ8に送出されて格納される。
【0013】このようにして映像信号を高能率符号化処
理して伝送する場合、テレビジヨンカメラをパンニング
したときは、図5に示すように、動き検出回路3におい
て(n−1)フレーム(図5(A))とnフレーム(図
5(B))の変位(b−a)を動きベクトルとして検出
することにより、(n−1)フレームの画像全体を平行
移動するだけでnフレームの画像を再現し得る。従つて
動きベクトルの分だけ、前フレーム画像を移動させて、
現フレーム画像を再現し得ることから、テレビジヨンカ
メラの動きに追従して動き補償し得、その分1フレーム
分の画像データを直接伝送する場合に比して、伝送効率
を格段的に向上し得る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
な映像信号処理装置1においては、映像信号を符号化す
る際に被検出対象としての被写体の動きを剛体の平行移
動と仮定し、移動量を動きベクトルとして処理していた
が、被写体は単にパンニングする場合だけでなく、例え
ば回転、縮小及び拡大等の動きの組み合わせから形成さ
れている場合がある。
【0015】実際上被写体が、図6に示すように、ズー
ムを伴つてパンニングした場合、(n−1)フレーム
(図6(A))とnフレーム(図6(B))とでブロツ
クマツチングしても対応するブロツクを見つけることが
できなくなり、この結果現フレーム画像を直接伝送しな
ければならないといつた問題がある。このときブロツク
の差分値が0に近似しないため、全体として圧縮効率が
低下するという問題がある。
【0016】このような問題を解決するため、映像信号
に種々の演算を行う画像処理によつてズーム倍率を求め
ることが考えられるが、この方法によれば入力装置が取
りうる全ての倍率をかけた(n−1)フレームを用意し
nフレームとブロツクマツチングするため、演算量が膨
大になると共に大容量のメモリが必要になる問題があ
る。
【0017】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被写体がズームされても確実に動きベクトルを検出
して動き補償し得る映像信号処理装置、映像信号処理方
法及び撮像装置を提案しようとするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、映像信号S1と共にズーム倍率信
号S21が入力される映像信号処理装置20において、
映像信号S1と、所定時間前の映像信号S5と、ズーム
倍率信号S21とに応じて、映像信号S1中の被検出対
象について平行移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを
検出する動きベクトル検出手段22を設けるようにす
る。
【0019】また本発明においては、入力される映像信
号S1及びズーム倍率信号S21を処理する映像信号処
理方法において、動きベクトル検出手段22により映像
信号S1と、所定時間前の映像信号S5と、ズーム倍率
信号S21とに応じて、映像信号S1中の被検出対象に
ついて平行移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを検出
するようにする。
【0020】また本発明においては、被写体を縮小及び
拡大するズーム機能を有する撮像レンズ手段21と、撮
像レンズ手段21の撮像結果に応じた映像信号S1と、
所定時間前の映像信号S5及び撮像レンズ手段21より
得られるズーム倍率信号S21に応じて、映像信号S1
中の被検出対象について平行移動及び又は拡大縮小の動
きベクトルを検出する動きベクトル検出手段22とを設
けるようにする。
【0021】
【作用】動きベクトル検出手段22により映像信号S
1、所定時間前の映像信号S5及びズーム倍率信号S2
1に応じて、映像信号S1中の被検出対象について平行
移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを検出する。また
動き補償手段24により所定時間前の映像信号S5、動
きベクトル及びズーム倍率信号S21に応じて動き補償
する。これにより前フレーム画像を用いて現フレーム画
像を再現することができ高精度な動き補償ができる。
【0022】またズーム機能を有する撮像レンズ手段2
1と、撮像レンズ手段21の撮像結果に応じた映像信号
S1と、所定時間前の映像信号S5及び撮像レンズ手段
21より得られるズーム倍率信号S21に応じて、映像
信号S1中の被検出対象について平行移動及び又は拡大
縮小の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段2
2とを備えることにより、装置の小型化、省電力化及び
高精度な動き補償ができる。
【0023】
【実施例】以下図面について、本発明の実施例を詳述す
る。
【0024】図4との対応部分に同一符号を付して示す
図1において、20は全体として映像信号処理装置を示
し、図4の映像信号処理装置1に加えて、入力映像信号
S1の入力手段として撮像部21を有している。
【0025】撮像部21は、ズーム機能を有する撮像レ
ンズで撮像した被写体の画像を、入力映像信号S1とし
て遅延回路2及び動き検出回路22に送出する。またこ
の撮像部21では、撮像レンズで被写体をズームした場
合、撮像レンズのレンズ駆動信号S20がズーム倍率検
出器23に入力されてズーム倍率が検出され、この結果
得られるズーム倍率信号S21が、動き検出回路22及
び動き補償回路24に入力される。
【0026】この動き検出回路22は、入力されるズー
ム倍率信号S21と入力映像信号S1と前フレーム信号
S5とに応じて、動きベクトルを求めるようになされて
いる。また動き補償回路24は、動きベクトルとズーム
倍率信号S21と前フレーム信号S5とが入力されるこ
とにより、動き補償するようになされている。
【0027】以上の構成において、撮像レンズをズーム
して被写体を拡大した場合、レンズ駆動信号S20がズ
ーム倍率検出器23に入力され倍率が検出される。この
結果得られるズーム倍率信号S21が、動き検出回路2
2及び動き補償回路24に送出される。また撮像部21
から送出される入力映像信号S1は、入力映像信号S1
と動き補償信号S4とのタイミングを合わせるための遅
延回路2及び動きベクトルを求めるための動き検出回路
22に供給される。
【0028】動き検出回路22には、フレームメモリ8
から送出される前フレーム信号S5とズーム倍率信号S
21と入力映像信号S1とが入力される。ここで動き検
出回路22は、入力された前フレーム信号S5を補間演
算にてズーム倍率信号S21の倍率だけ拡大し、入力映
像信号S1とのブロツクマツチングにより動きを検出
し、動きベクトルを求める。
【0029】例えば図2に示すように、ズーム倍率をm
倍とすると(n−1)フレーム(図2(A))を補間演
算にてm倍に拡大したもの(図2(C))とnフレーム
(図2(B))により動きを検出し動きベクトルを求め
る。この動きベクトルは動き補償回路24に送出され
る。
【0030】また動き補償回路24は、入力された前フ
レーム信号S5をズーム倍率信号S21の倍率で拡大す
る。その後、動き検出回路22から動きベクトルが入力
されることで動き補償し、この結果得られる動き補償信
号S4は、減算器4及び遅延回路10に送出される。
【0031】また遅延回路2に入力された入力映像信号
S1は、動き補償信号S4と共に減算器4に入力され、
この結果得られる差分信号S6が、符号部5に入力され
る。符号部5は入力される差分信号S6を符号化し、符
号化信号S2として記録メデイア又は伝送路に送出する
と共に復号部6に供給する。
【0032】復号部6は入力された符号化信号S2を復
号して加算器7に送出する。加算器7は、遅延回路10
によつて遅延された動き補償信号S4と復号信号S3を
加算することにより、減算器4で減算される前の入力映
像信号S1を復元し、これがフレームメモリ8に送出さ
れて格納される。
【0033】以上の構成によれば、動き検出及び動き補
償する際に、撮像部21より送出されるレンズ駆動信号
S20に応じて得られるズーム倍率信号S21を加味す
るようにしたことにより、被写体の平行移動に加えて拡
大及び縮小についても高精度な動き補償ができ、かくし
て映像信号の画質を損なうことなく圧縮率を向上し得
る。
【0034】また上述の構成によれば、撮像部21のレ
ンズ駆動信号S20に応じてズーム倍率を求めるように
したことにより、映像信号に種々の演算を行う画像処理
によつてズーム倍率を求める必要がないため、装置全体
を小型化及び省電力化し得る。
【0035】なお上述の実施例において、テレビジヨン
カメラの撮像レンズにより被写体を拡大した場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、被写体を縮小した
場合でも同様の効果を得ることができる。この場合、動
き検出回路は、入力された前フレーム信号を間引くこと
でズーム倍率信号の倍率に縮小し、入力映像信号とのブ
ロツクマツチングにより動きベクトルを求める。
【0036】また上述の実施例において、フレーム単位
の遅延回路の役目を果たしているフレームメモリ8を用
いているが、本発明はこれに限らず、フイールド単位の
遅延回路の役目を果たすメモリを用いても良い。このと
き動き検出回路及び動き補償回路にズーム倍率信号が入
力された場合、各回路に入力される前フイールド信号を
ズーム倍率信号の倍率に応じて拡大又は縮小することに
より(n−1)フイールドとnフイールド間についても
同様の動き補償をし得る。
【0037】さらに上述の実施例において、テレビジヨ
ンカメラの撮像レンズを介して撮像するものについて述
べたが、本発明はこれに限らず、入力映像情報と共にズ
ーム倍率が入力されるものであればテレビジヨンカメラ
以外のものでも良い。
【0038】さらにまた上述の実施例において、検出し
た動きベクトルを用いて動き補償する場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、動きベクトルのみを検出
して映像信号に所定の処理を施すような映像信号処理装
置にも適用できる。
【0039】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、動き検出
する際に、映像信号に応じて得られるズーム倍率を加味
するようにしたことにより、被写体の平行移動に加えて
拡大及び縮小についても動きベクトルを検出でき、かく
して映像信号の画質を損なうことなく圧縮率を向上し得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による映像信号処理装置を示すブロツク
図である。
【図2】ズーム時の動き検出の説明に供する略線図であ
る。
【図3】フレーム内/フレーム間符号化処理の説明に供
する略線図である。
【図4】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロツク
図である。
【図5】パンニングの説明に供する略線図である。
【図6】ズームを伴つたパンニングの説明に供する略線
図である。
【符号の説明】
1、20……映像信号処理装置、3、22……動き検出
回路、5……符号部、6……復号部、8……フレームメ
モリ、9、24……動き補償回路、21……撮像部、2
3……ズーム倍率検出器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号と共にズーム倍率信号が入力され
    る映像信号処理装置において、 上記映像信号と、所定時間前の上記映像信号と、上記ズ
    ーム倍率信号とに応じて、上記映像信号中の被検出対象
    について平行移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを検
    出する動きベクトル検出手段を具えることを特徴とする
    映像信号処理装置。
  2. 【請求項2】上記所定時間前の映像信号と、上記動きベ
    クトルと、上記ズーム倍率信号とに応じて動き補償する
    動き補償手段を具え、上記映像信号を上記動き補償結果
    を用いて上記映像信号を符号化するようにしたことを特
    徴とする請求項1に記載の映像信号処理装置。
  3. 【請求項3】入力される映像信号及びズーム倍率信号を
    処理する映像信号処理方法において、 動きベクトル検出手段により上記映像信号と、所定時間
    前の上記映像信号と、上記ズーム倍率信号とに応じて、
    上記映像信号中の被検出対象について平行移動及び又は
    拡大縮小の動きベクトルを検出するようにしたことを特
    徴とする映像信号処理方法。
  4. 【請求項4】動き補償手段により上記所定時間前の映像
    信号と、上記動きベクトルと、上記ズーム倍率信号とに
    応じて動き補償し、上記動き補償結果を用いて上記映像
    信号を符号化するようにしたことを特徴とする請求項3
    に記載の映像信号処理方法。
  5. 【請求項5】被写体を縮小及び拡大するズーム機能を有
    する撮像レンズ手段と、 当該撮像レンズ手段の撮像結果に応じた映像信号と、所
    定時間前の上記映像信号及び撮像レンズ手段より得られ
    るズーム倍率信号に応じて、上記映像信号中の被検出対
    象について平行移動及び又は拡大縮小の動きベクトルを
    検出する動きベクトル検出手段とを具えることを特徴と
    する撮像装置。
  6. 【請求項6】上記所定時間前の映像信号と、上記動きベ
    クトルと、上記ズーム倍率信号とに応じて動き補償する
    動き補償手段とを具え、上記映像信号を上記動き補償結
    果を用いて上記映像信号を符号化するようにしたことを
    特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
JP5255013A 1993-09-17 1993-09-17 映像信号処理装置、映像信号処理方法及び撮像装置 Pending JPH0795590A (ja)

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