JPH08223578A - 動きベクトル探索方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブロックマッチング型の動きベクトル検出に
おいて、動きベクトルの検出精度を落さずに探索時の演
算量を減少させる。 【構成】 小領域分割部９は現在フレームの画像６を読
み出し、複数のブロックに分割し、各ブロックの特徴量
を算出し、特徴量の差分がしきい値以内にあるブロック
を１つのブロックに統合し、小領域分割部１０は現在フ
レームの、統合されたブロックの形に合った参照フレー
ムの画像８を読み出す。間引き処理部２１，２２は現在
フレームブロック信号１４、参照フレームブロック信号
１７の画素の間引きを行なう。マッチング誤差計算部２
７はブロック信号２３，２４の差分値２８を演算する。
比較器２９は差分値２８がメモリ３０の値より小さけれ
ば、参照フレームブロック読み出し開始アドレス信号１
８から現在フレームブロック読み出し開始アドレス信号
１６を減じた値３１をベクトルメモリ３２に記憶する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像の符号化方式に
関し、特に画像のフレーム信号を複数のブロックに分割
し、これら複数のブロックの動きベクトルを求める動き
ベクトル探索方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像を矩形ブロックに分割し動きベクト
ルを探索するブロックマッチング型の動きベクトル探索
では、全探索法が最も高い精度を得られる手法として用
いられている。これは動きベクトルを求める対象となっ
ているブロックを中心とする探索範囲を参照される画像
内に設定し、探索範囲内で対象となるブロックと最も類
似するブロックを、絶対値差分や差分自乗和等を評価関
数として使用することで探し出し、相対位置を動きベク
トルとする手法である。従来は各ブロック独立に動きベ
クトルを求めていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】全探索法では探索範囲
内全体で評価関数の計算を行なうため演算量は膨大なも
のとなる。演算量を容易に削減する方法としては、絶対
値差分や差分自乗和の評価の際にブロック内の画素を間
引いて評価を行なう手法が考えられるが、マッチング時
のサンプル点数が減少するため誤検出の可能性が増加す
るという問題点があった。

【０００４】本発明の目的は上記問題点を解決し、動き
ベクトルの検出精度を落さずに探索時の演算量を減少さ
せる動きベクトル探索方法および装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の動きベク
トル探索方法は、画像のフレーム信号をｋ画素×ｊライ
ン（ｋ，ｊは１以上の整数）の複数のブロックに分割
し、各ブロックの特徴量を計算し、各ブロック間の特徴
量の差分が、予め定められたしきい値以内のブロックを
ひとつのブロックに統合し、統合されたブロックの大き
さに応じて結合されたブロック内の画素を間引き、画素
を間引きされた前記統合ブロックを用いてブロックマッ
チングを行い、結合されたブロックの動きベクトルを得
る。

【０００６】本発明の第２の動きベクトル探索方法は、
画像のフレーム信号をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊは１以
上の整数）の複数のブロックに分割し、各ブロックの特
徴量を計算し、各ブロック間の特徴量の差分が、予め定
められたしきい値以内のブロックをひとつのブロックに
統合し、統合されたブロックの大きさに応じて統合され
たブロック内の画素を間引き、画素を間引きされた前記
結合ブロックを用いてブロックマッチングを行い、統合
されたブロックの動きベクトルを求め、前記統合された
ブロックをｋ画素×ｊラインの複数のブロックにもど
し、先に求められた前記動きベクトルを初期変移とし、
該動きベクトル周辺の微小な領域でブロックマッチング
を行い、ｋ画素×ｊラインの複数のブロックに対応して
動きベクトルを得る。

【０００７】本発明の第１の動きベクトル探索装置は、
現在フレームの画像を蓄える第１のフレームメモリと、
参照フレームの画像を蓄える第２のフレームメモリと、
動きベクトルを記憶するベクトルメモリと、前記第１の
フレームメモリに蓄えられている現在フレームの画像を
読み出し、読み出した画像をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊ
は１以上の整数）の矩形のブロックに分割した後、各ブ
ロックの特徴量を算出し、各ブロック間の特徴量の差分
が、予め定められたしきい値以内のブロックを１つのブ
ロックに統合し、統合された現在フレームのブロック信
号と、該現在フレームブロック信号の読み出し開始アド
レスと、統合されたブロックを示す統合ブロック情報を
出力する第１の小領域分割部と、前記第２のフレームメ
モリに蓄えられている参照フレームの画像を読み出し、
前記統合ブロック情報によって、前記統合されたブロッ
クの形に合った画像信号を読み出し、読み出した画像信
号を参照フレームブロック信号として、またその読み出
し開始アドレスを出力する第２の小領域分割部と、前記
現在フレームブロック信号と前記統合ブロック情報を入
力し、前記統合ブロック情報からブロック内の画素数を
計数し、該画素数に応じて画素の間引きを行い、画素を
間引したブロック信号を出力する第１の間引き処理部
と、前記参照フレームブロック信号と前記統合ブロック
情報を入力し、前記統合ブロック情報からブロック内の
画素数を計算し、該画素数に応じて画素の間引きを行
い、画素を間引したブロック信号を出力する第２の間引
き処理部と、第１の間引き処理部から出力された各ブロ
ック信号に対して、第２の間引き処理部から出力され
た、探索範囲内の複数のブロック信号の間で画素値の差
分値を演算し、これらを加算して差分値として出力する
マッチング誤差計算部と、最小値メモリを有し、前記マ
ッチング誤差計算部から出力された前記差分値が前記最
小値メモリに蓄えられている値より小さければ前記差分
値で前記最小値メモリの値を更新し、前記参照フレーム
ブロックの読み出し開始アドレスと前記現在フレームブ
ロックの読み出し開始アドレスの差を求め、得られたア
ドレスを前記ベクトルメモリの前記統合ブロック情報が
示すブロックに応じたアドレスに書込む比較器を有す
る。

【０００８】本発明の第１の動きベクトル探索装置は、
現在フレームの画像を蓄える第１のフレームメモリと、
参照フレームの画像を蓄える第２のフレームメモリと、
動きベクトルを記憶するベクトルメモリと、１回目の動
きベクトル探索時に、前記第１のフレームメモリに蓄え
られている現在フレームの画像を読み出し、読み出した
画像をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊは１以上の整数）の矩
形のブロックに分割した後、各ブロックの特徴量を算出
し、各ブロック間の特徴量の差分が、予め定められたし
きい値以内のブロックを１つのブロックに統合し、統合
された現在フレームブロック信号と、該現在フレームの
ブロック信号の読み出し開始アドレスと、統合されたブ
ロックを示す統合ブロック情報を出力する第１の小領域
分割部と、２回目の動きベクトル探索時に、前記第１の
フレームメモリに蓄えられている現在フレームの画像を
読み出し、読み出した画像をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊ
は１以上の整数）の矩形のブロックに分割し、現在フレ
ームブロック信号と、該現在フレームブロック信号の読
み出し開始アドレスを出力する第２の小領域分割部と、
１回目の動きベクトル探索時、前記第２のフレームメモ
リに蓄えられている参照フレームの画像を読み出し、前
記統合ブロック情報によって、前記統合されたブロック
の形に合った画像信号を読み出し、読み出した画像信号
を参照フレームブロック信号として、またその読み出し
開始アドレスを出力し、２回目の動きベクトル探索時、
１回目の動きベクトル探索時と同様に前記第２のフレー
ムメモリに蓄えられている参照フレームの画像をその読
み出し開始アドレス信号に前記ベクトルメモリに記憶さ
れているアドレスを加算して読出し、読み出した画像信
号を参照フレームブロック信号として、またその読み出
し開始アドレスを出力する第３の小領域分割部と、１回
目の動きベクトル探索時に出力された前記現在フレーム
ブロック信号と前記統合ブロック情報を入力し、前記統
合ブロック情報からブロック内の画素数を計数し、該画
素数に応じて画素の間引きを行い、画素を間引きしたブ
ロック信号を出力する第１の間引き処理部と、１回目お
よび２回目の動きベクトル探索時に、前記参照フレーム
ブロック信号と前記統合ブロック情報を入力し、前記統
合ブロック情報からブロック内の画素数を計算し、該画
素数に応じて画素の間引きを行い、画素を間引きしたブ
ロック信号を出力する第２の間引き処理部と、１回目の
動きベクトル探索時に、第１の間引き処理部から出力さ
れた各ブロック信号に対して、第２の間引き処理部から
出力された、探索範囲内の複数のブロック信号の間で画
素値の差分値を演算し、これらを加算して第１の差分値
として出力し、また２回目の動きベクトル探索時、第２
の小領域分割部から出力された現在フレームブロック信
号に対して第３の間引き処理部から出力された、探索範
囲内の複数のブロック信号の間で、画素値の差分値を演
算し、これらを加算して第２の差分値として出力するマ
ッチング誤差計算部と、最小値メモリを有し、前記第１
の差分値が前記最小値メモリに蓄えられている値より小
さければ前記第１の差分値で前記最小値メモリの値を更
新し、前記参照フレームブロックの読み出しアドレス信
号と前記第１の小領域分割部から出力された前記現在フ
レームブロックの読み出し開始アドレス信号の差を求
め、得られたアドレスを前記ベクトルメモリの前記統合
ブロック情報が示すブロックに応じたアドレスに書き込
み、前記第２の差分値で前記最小値メモリの値を更新
し、前記参照フレームブロックの読み出しアドレス信号
と前記第２の小領域分割部から出力された前記現在フレ
ームブロックの読み出し開始アドレス信号の差を求め、
得られたアドレスを前記ベクトルメモリの前記統合ブロ
ック情報が示すブロックに応じたアドレスに書き込む比
較器を有する。

【０００９】

【作用】請求項１，３の発明では、探索の際に複数個の
ブロックを適応的に、つまり分散値や平均値が似通って
いるブロックを統合して統合ブロックを構成し、統合ブ
ロックのサイズに応じて画素の間引きを行なった後、ブ
ロックマッチングを行なうことを特徴とする。

【００１０】マッチングを行なう際に画素の間引きを行
なえば、演算量を減らすことができるが、サンプル点数
が減少するため検出精度の低下を招く場合がある。そこ
で、同じ動きを含むブロックであるならば一つのブロッ
クとしてまとめて動きベクトル検出を行なえば、トータ
ルのサンプル点数が多くなるため画素の間引きを行なっ
ても検出精度の低下は抑えられる。

【００１１】請求項１の動きベクトル探索方法を図１〜
図３により説明する。画素のフレーム信号が例えば図１
に示すようにブロックにＡ〜Ｐに分割されたものとす
る。まず、ブロックＡ〜Ｐそれぞれの特徴量を算出す
る。なお、この例ではＡ〜Ｐのブロックは正方領域内の
隣接するブロックとなっているが、任意に選ぶことも可
能である。特徴量としては輝度値の分散、平均など任意
の値を用いることができる。次に、閾値Ｔｈを設定し、
あるブロックの特徴量と、別のあるブロックの特徴量と
の差分がＴｈ以内であるブロックを同じ物体に属すると
判定し、一つのブロックとしてマッチングを行なう。ブ
ロックＡおよびＢの特徴量をそれぞれＦ_A ，Ｆ_B とする
と、式（１）を満たす時ブロックＡとＢを一つのブロッ
クとしてマッチングを行なう。

【００１２】 ｜Ｆ_A −Ｆ_B ｜＜Ｔｈ （１） 全てのブロックＡ〜Ｐの組み合わせに対してこの判定を
行ない、同じ物体に含まれると判定されたブロックは一
つのブロックとして統合しマッチングを行なう。これら
の統合処理により、例えば、図２のようにブロックＡ〜
Ｐが３つのブロックに統合された場合、ブロックＡ＋Ｅ
＋Ｆでマッチングを行ない、検出された動きベクトルを
それぞれブロックＡ，Ｅ，Ｆの動きベクトルに、ブロッ
クＢ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｏ＋Ｐで検出された動
きベクトルをブロックＢ，Ｃ，Ｄ，Ｇ，Ｈ，Ｋ，Ｌ，
Ｏ，Ｐの動きベクトルに、そしてブロックＩ＋Ｊ＋Ｍ＋
Ｎで検出された動きベクトルをブロックＩ，Ｊ，Ｍ，Ｎ
の動きベクトルとする。

【００１３】統合されたブロックのマッチングは、統合
ブロックの画素数に応じて画素を間引いた後に行なう。
間引く手法としては、図２の場合、Ａ＋Ｅ＋Ｆは３ブロ
ックの結合であるから、例えば３画素につき２画素の割
合で画素を間引けば、マッチング時のサンプル点数は１
ブロックの時と同じになる。同様にＢ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ
＋Ｋ＋Ｌ＋Ｏ＋Ｐでは９画素につき８画素、Ｉ＋Ｊ＋Ｍ
＋Ｎでは４画素につき３画素の割合で間引く手法等が考
えられる。図３に３ブロックを結合した場合の例を示
す。白丸が間引かれた画素である。

【００１４】しかし、請求項１の動きベクトル探索方法
は、物体がズームや回転のように２次元平面上で変形す
るような動きを含んでいる場合、同じ物体であっても位
置によって異なる動きを示すことがある。この場合、統
合ブロックでの動きベクトル検出は誤検出を起こす可能
性が高い。

【００１５】そこで、請求項２，４の発明では、ブロッ
クマッチング型動きベクトル探索において、ブロック内
画素を間引くことによる検出精度の低下を抑えるため
に、同じ動きを含むブロックを統合し、統合ブロックの
サイズに応じてブロック内画素の間引きを行い、統合ブ
ロックでマッチングを行なった後、統合ブロックを再び
各ブロックに分割して統合ブロックで求まった動きベク
トルを各ブロックの初期変移として再び微小な領域での
探索を行なう。この方法により少ない演算量で検出精度
を落さずに動きベクトルが検出される。

【００１６】請求項２の動きベクトル探索方法を図１〜
図３により説明する。ブロックＡ〜Ｐのそれぞれの特徴
量を算出し、ブロックの統合を行ない、統合されたブロ
ックＡ＋Ｅ＋Ｆ，Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｏ＋
Ｐ，Ｉ＋Ｊ＋Ｍ＋Ｎ内の画素を間引き、マッチングを行
ない、統合されたブロックの動きベクトルを求めるまで
は、請求項１の動きベクトル探索方法と同じである。請
求項２の動きベクトル探索方法では、この後、検出され
た動きベクトルをブロックＡ，Ｅ，Ｆそれぞれの初期変
移とする。同様に、Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｋ＋Ｌ＋Ｏ＋
Ｐで検出された動きベクトルをブロックＢ，Ｃ，Ｄ，
Ｇ，Ｈ，Ｋ，Ｌ，Ｏ，Ｐの初期変移に、Ｉ＋Ｊ＋Ｍ＋Ｎ
で検出された動きベクトルをブロックＩ，Ｊ，Ｍ，Ｎの
初期変移とする。最後に、各ブロックＡ〜Ｐで初期変移
を中心とする微小な領域（例えば±１の画素範囲）での
探索を行なうことで最終的な動きベクトルを求める。

【００１７】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図４は本発明の第１の実施例の動きベクト
ル探索装置のブロック図、図５は図３における小分割器
部９のブロック図、図６は図３における小分割器部１０
のブロック図である。

【００１９】本実施例の動きベクトルは探索装置はフレ
ームメモリ３，４と小領域分割部９，１０と間引き処理
部２１，２２とマッチング誤差計算部２７と比較器２９
とベクトルメモリ３２で構成されている。

【００２０】初めに、動きベクトルの探索範囲４１が小
領域分割部１０に入力される。なお、探索範囲４１は任
意の値を用いることができる。

【００２１】現在フレームの画像１はフレームメモリ２
に蓄えられる。フレームメモリ２に蓄えられた現在フレ
ームの画像６が（ｘ，ｙ）の２座標からなるアドレス信
号５の値をアドレス値として読み出され、小領域分割部
９に入力される。小領域分割部９は現在フレームの画像
６から、（ｋ×ｍ）×（ｊ×ｎ）（ｊ，ｋ，ｍ，ｎは１
以上の整数）のブロックデータを読み出し（図２の例で
はｍ＝ｎ＝４）、読み出したデータをさらにｋ画素×ｊ
ラインからなる矩形の複数のブロックに分解したあと、
各ブロックの特徴量を算出し、式（１）に示した比較を
行なうことでブロックの統合を行ない、統合された現在
フレームのブロック信号１４、出力したブロック信号１
４の読み出し開始アドレス（ブロックの最も左上の画素
に対応するアドレス）１６および統合ブロックを示す統
合ブロック情報１５を出力する。小領域分割部９は、図
５に示すように、ブロックメモリ３３と特徴量計算部３
６とブロック統合判定部４０で構成される。まず、読み
出そうとするブロック信号の左上に相当する位置の画像
信号を、記憶されている読み出し開始アドレスをアドレ
ス信号５としてフレームメモリ３に与えることにより読
み出す。以下、読み出そうとするブロック内全ての座標
を走査するようにアドレス信号５の値を変化させなが
ら、（ｋ×ｍ）×（ｊ×ｎ）回の読み出しを行ない、ブ
ロックメモリ３３に蓄積する。次に、特徴量計算部３６
がブロックメモリ３３からの読み出しと同様の操作によ
り、ブロックメモリ３３に蓄えられている（ｋ×ｍ）×
（ｊ×ｎ）のブロック信号を（ｘ，ｙ）の２座標からな
るアドレス信号３４の値によりｋ×ｊのブロックに分割
して読み出した後、読み出されたブロックそれぞれで特
徴量を計算し、メモリ３７に蓄える。ブロック統合判定
部４０では、アドレス信号３９により特徴量３８を読み
出し、式（１）によりどのブロックを統合するか決定
し、統合ブロックを示す統合ブロック情報１５を出力す
る。ブロックメモリ３３はフラグ１５により、統合され
たブロック信号１４および出力したブロック信号１４の
読み出し開始アドレス１６を出力する。

【００２２】次に、フレームメモリ４に蓄えられた参照
フレームの画像２が（ｘ，ｙ）の２成分からなるアドレ
ス信号７の値をアドレス値として読み出され、小領域分
割部１０に入力される。小領域分割部１０は、図６に示
すように、ブロック信号読み出し制御部４２とカウンタ
４５から構成される。ブロック信号読み出し制御部４２
は読み出そうとするブロック信号の左上に相当する位置
のアドレス信号７をフレームメモリ４に与えることでそ
の位置を画像信号８を読み出すと同時に、カウントアッ
プ信号４３によりカウンタ４４の値をインクリメントす
る。また、同時に、左上に相当する位置のアドレス信号
１８は比較器２９に出力される。以下、カウンタ４５の
値４４がｋ×ｊになるまで、読み出そうとするブロック
内全ての座標を走査するようアドレス信号７の値を変化
させながら、読み出しを行なうと同時に読み出したブロ
ック信号１７を間引き処理部２２へ出力する。

【００２３】小領域分割部１０は統合ブロック情報１５
によって、統合されたブロックの形にあった画像信号を
読み出し、読み出した信号を参照フレームブロック信号
１７として、同時に、その時の読み出し開始アドレス
（ｘ，ｙ）を参照フレームブロック読み出し開始アドレ
ス信号１８として出力する。

【００２４】現在フレームブロック信号１４および参照
フレームブロック信号１７はそれぞれ間引き処理部２
１，２２に入力される。間引き処理部２１，２２ではそ
れぞれ、統合ブロック情報１５からブロック内の画素数
を計算し、その画素数に応じて画素の間引きを行ない、
画素数を削減したブロック信号２３，２４をマッチング
誤差計算部２７に出力する。

【００２５】マッチング誤差計算部２７は演算器から構
成され、２つの間引き処理部２１，２２から出力された
ブロック信号２３，２４の画素値の差分自乗値を計算
し、それらを加算したものを差分値２８として比較器２
９へ出力する。また、マッチング誤差計算部２７では、
１つの現在フレームブロック信号２３に対応して、探索
範囲内の複数の参照フレームブロック信号２４と前記計
算を行なう。なお、差分値演算は差分自乗に限定される
ことはなく、差分絶対値等を用いることも可能である。

【００２６】比較器２９は、最小値メモリ３０を擁して
おり、入力された差分値２８が最小値メモリ３０に蓄え
られている値より小さければ最小値メモリ２３の値を更
新し、それぞれ２成分（ｘ，ｙ）からなる参照フレーム
ブロック読み出し開始アドレス信号１８から現在フレー
ムブロック読み出し開始アドレス信号１６を減じた値ま
たは現在フレームブロック読み出し開始アドレス信号１
６から参照フレームブロック読み出し開始アドレス信号
１８を減じた値であるアドレス３１をベクトルメモリ３
２に記憶する。

【００２７】ベクトルメモリ３２は比較器２９の出力で
あるアドレス（動きベクトル）３１を統合ブロック情報
１５に応じてメモリ内の適当なアドレスへ書込む。例え
ば図２に示すような統合状態だった場合、Ａ＋Ｅ＋Ｆの
ブロックで算出された動きベクトルは、各ブロックＡ，
Ｅ，Ｆに対応する３つのアドレスに書込まれる。

【００２８】上記操作は、参照ブロックが初めに小領域
分割部１０に入力された探索範囲全て（例えば探索範囲
が水平垂直共に±２であれば、５×５＝２５画素の矩形
領域）を走査し終えるまで繰り返される。１回目の操作
時には、ブロックの左上のアドレスに相当するアドレス
信号１８の値は探索範囲の最も左上の座標値が用いられ
る。以下、各操作時にアドレス信号１８の値を水平、垂
直方向に変化させながら、探索範囲全てに対して上記操
作を繰り返す。

【００２９】探索範囲に対する上記操作を終了した時、
ベクトルメモリ３２には検出された動きベクトルが蓄え
られている。

【００３０】図７は本発明の第２の実施例の動きベクト
ル検索装置のブロック図である。図１中と同じ機能のも
のには同じ参照番号が付されている。

【００３１】本実施例の動きベクトル検索装置は、図１
の構成に、小領域分割部１３と切換スイッチ２５，２６
を追加し、ベクトルメモリ３２を２つのベクトルメモリ
３２ａと３２ｂで構成したものである。

【００３２】初めに、１回目の探索時および２回目の探
索時における動きベクトルの探索範囲４１が小領域分割
部１０に入力される。なお、探索範囲４１は任意の値を
用いることができる。

【００３３】初めに１回目の探索を行なう。１回目の探
索は第１の実施例の動きベクトル探索装置と同じ動作を
し（切替スイッチ２５，２６は図上側に倒れ、小領域分
割部１３は動作せず）、比較器２９の出力であるアドレ
ス（動きベクトル）３１が統合ブロック情報１５に応じ
てベクトルメモリ３２ａの適当なアドレスへ書きこまれ
る。例えば図２に示すような統合状態だった場合、Ａ＋
Ｅ＋Ｆのブロックで算出された動きベクトルは、Ａ，
Ｅ，Ｆに対応する３つのアドレスに書き込まれる。

【００３４】参照フレームにおける動きベクトルの探索
範囲で上記の操作を終了した後、ベクトルメモリ３２ａ
には統合されたブロックを用いた時の現在フレームから
参照フレームの動きベクトルが蓄えられている。この値
は２回目の探索における初期値として用いる。

【００３５】次に、２回目の探索を行なう。フレームメ
モリ３に蓄えられた参照フレームの画像１２が小領域分
割部１３に入力される。小領域分割部１３では、現在フ
レームの画像１２をｋ×ｊのブロックに分割し、参照フ
レームブロック信号１９およびブロック読み出し開始ア
ドレス信号２０を出力する。同様に、参照フレームの画
像８が再び小領域分割部１０に入力されるが、アドレス
信号７およびブロック読み出し開始アドレス信号１８は
ベクトルメモリ３２ａからの（ｘ，ｙ）出力値３３を加
えたものとなる。

【００３６】アドレス信号７に従って読み出された参照
フレームブロック信号８は小領域分割部１０に入力さ
れ、ｋ画素×ｊラインのブロックに分割し、参照フレー
ムブロック信号１７として出力される。また、同時にブ
ロック読み出し開始アドレス信号１８を出力する。そし
て統合ブロックにおける処理の時と同様に、マッチング
誤差計算部２７において差分値が計算され、比較器２９
において入力された差分値が最小値メモリ３０に蓄えら
れている値より小さければ最小値メモリ３０の値を更新
し、それぞれ２成分（ｘ，ｙ）からなる参照フレームブ
ロック読み出し開始アドレス信号１８から現在フレーム
ブロック読み出し開始アドレス信号２０を減じた値また
は現在フレームブロック読み出し開始アドレス信号２０
から参照フレームブロック読み出し開始アドレス信号１
８を減じた値であるアドレス（動きベクトル）３１をベ
クトルメモリ３２ｂに記憶する。なお、２回目の探索の
際にはマッチング誤差計算部２７および比較器２９の入
力部における切換スイッチ２５，２６は下側に倒れてい
る。

【００３７】探索範囲に対する上記操作が終了した時、
ベクトルメモリ３２ｂには検出された動きベクトルが蓄
えられている。なお、２回目の探索における探索範囲は
任意に設定できるが、同じ物体に含まれるブロックの動
きベクトルはほぼ等しい値になるため、微小な領域を探
索するだけで十分である。

【００３８】なお、ベクトルメモリ３２ａと３２ｂを１
つにして、２回目の探索で得られた動きベクトルを１回
目の探索で得られた動きベクトルに重ね書きしてもよ
い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は下記のよ
うな効果がある。 （１）請求項１，３の発明は、探索の際に複数個のブロ
ックを適応的に統合して統合ブロックを構成し、統合ブ
ロックのサイズに応じて画素の間引きを行なった後、ブ
ロックマッチングを行なうことにより、少ない演算量で
検出精度を落さずに動きベクトルが検出される。 （２）請求項２，４の発明は、同じ動きを含むブロック
を統合してサンプル点数を増やした統合ブロックでマッ
チングを行ない、その結果を各ブロックの初期変移とし
て再び微小な領域での探索を行なうことにより、少ない
演算量で検出精度を落さずに動きベクトルが検出され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像のフレーム信号を複数のブロックに分割し
た例を示す図である。

【図２】図１のブロックＡ〜Ｐを統合した例を示す図で
ある。

【図３】図２の統合されたブロックＡ，Ｅ，Ｆ内の画素
を間引いた例を示す図である。

【図４】本発明の第１の実施例の動きベクトル探索装置
のブロック図である。

【図５】図４中の小領域分割部９のブロック図である。

【図６】図４中の小領域分割部１０のブロック図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施例の動きベクトル探索装置
のブロック図である。

【符号の説明】

１ 現在フレームの画像 ２ 参照フレームの画像 ３ フレームメモリ（現在フレーム） ４ フレームメモリ（参照フレーム） ５，１１ 現在フレームの画像信号の読み出しアドレ
ス信号 ６，１２ 現在フレームの画像 ７ 参照フレームの画像信号の読み出しアドレス信号 ８ 参照フレームの画像信号 ９，１３ 小領域分割部（現在フレーム） １０ 小領域分割部（参照フレーム） １４，１９ 現在フレームのブロック信号 １５ 統合ブロック情報 １６，２０ 現在フレームブロック読み出し開始アド
レス １７ 参照フレームのブロック信号 １８ 参照フレームブロック読み出し開始アドレス ２１ 間引き処理部（現在フレーム） ２２ 間引き処理部（参照フレーム） ２３ 現在フレームのブロック信号 ２４ 参照フレームのブロック信号 ２５，２６ 切換スイッチ ２７ マッチング誤差計算部 ２８ 差分値 ２９ 比較器 ３０ 最小値メモリ ３１ アドレスデータ（動きベクトル） ３２ ベクトルメモリ ３２ａ，３２ｂ ベクトルメモリ ３３ ベクトルメモリ３２ａの出力 ３４ ブロック読み出しのアドレス信号 ３５ ブロック信号 ３６ 特徴量計算部 ３７ メモリ ３８ ブロック特徴量 ３９ 特徴量読み出しのアドレス信号 ４０ ブロック統合判定部 ４１ 動きベクトルの探索範囲 ４２ ブロック読み出し信号制御部 ４３ カウントアップ信号 ４４ カウンタ４５の値 ４５ カウンタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像のフレーム信号をｋ画素×ｊライン
   （ｋ，ｊは１以上の整数）の複数の矩形のブロックに分
   割し、各ブロックの特徴量を計算し、各ブロック間の特
   徴量の差分が、予め定められたしきい値以内のブロック
   をひとつのブロックに統合し、統合されたブロックの大
   きさに応じて統合されたブロック内の画素を間引き、画
   素を間引きされた前記統合ブロックを用いてブロックマ
   ッチングを行い、統合されたブロックの動きベクトルを
   得る動きベクトル探索方法。
2. 【請求項２】 画像のフレーム信号をｋ画素×ｊライン
   （ｋ，ｊは１以上の整数）の複数の矩形のブロックに分
   割し、各ブロックの特徴量を計算し、各ブロック間の特
   徴量の差分が、予め定められたしきい値以内のブロック
   をひとつのブロックに統合し、統合されたブロックの大
   きさに応じて統合されたブロック内の画素を間引き、画
   素を間引きされた前記統合ブロックを用いてブロックマ
   ッチングを行い、統合されたブロックの動きベクトルを
   求め、前記統合されたブロックをｋ画素×ｊラインの複
   数のブロックにもどし、先に求められた前記動きベクト
   ルを初期変移とし、該動きベクトル周辺の微小な領域で
   ブロックマッチングを行い、ｋ画素×ｊラインの複数の
   ブロックに対応して動きベクトルを得る動きベクトル探
   索方法。
3. 【請求項３】 現在フレームの画像を蓄える第１のフレ
   ームメモリと、 参照フレームの画像を蓄える第２のフレームメモリと、 動きベクトルを記憶するベクトルメモリと、 前記第１のフレームメモリに蓄えられている現在フレー
   ムの画像を読み出し、読み出した画像をｋ画素×ｊライ
   ン（ｋ，ｊは１以上の整数）の矩形のブロックに分割し
   た後、各ブロックの特徴量を算出し、各ブロック間の特
   徴量の差分が、予め定められたしきい値以内のブロック
   を１つのブロックに統合し、統合された現在フレームの
   ブロック信号と、該現在フレームブロック信号の読み出
   し開始アドレスと、統合されたブロックを示す統合ブロ
   ック情報を出力する第１の小領域分割部と、 前記第２のフレームメモリに蓄えられている参照フレー
   ムの画像を読み出し、前記統合ブロック情報によって、
   前記統合されたブロックの形に合った画像信号を読み出
   し、読み出した画像信号を参照フレームブロック信号と
   して、またその読み出し開始アドレスを出力する第２の
   小領域分割部と、 前記現在フレームブロック信号と前記統合ブロック情報
   を入力し、前記統合ブロック情報からブロック内の画素
   数を計数し、該画素数に応じて画素の間引きを行い、画
   素を間引したブロック信号を出力する第１の間引き処理
   部と、 前記参照フレームブロック信号と前記統合ブロック情報
   を入力し、前記統合ブロック情報からブロック内の画素
   数を計算し、該画素数に応じて画素の間引きを行い、画
   素を間引したブロック信号を出力する第２の間引き処理
   部と、 第１の間引き処理部から出力された各ブロック信号に対
   して、第２の間引き処理部から出力された、探索範囲内
   の複数のブロック信号の間で画素値の差分値を演算し、
   これらを加算して差分値として出力するマッチング誤差
   計算部と、 最小値メモリを有し、前記マッチング誤差計算部から出
   力された前記差分値が前記最小値メモリに蓄えられてい
   る値より小さければ前記差分値で前記最小値メモリの値
   を更新し、前記参照フレームブロックの読み出し開始ア
   ドレスと前記現在フレームブロックの読み出し開始アド
   レスの差を求め、得られたアドレスを前記ベクトルメモ
   リの前記統合ブロック情報が示すブロックに応じたアド
   レスに書き込む比較器を有する動きベクトル探索装置。
4. 【請求項４】 現在フレームの画像を蓄える第１のフレ
   ームメモリと、 参照フレームの画像を蓄える第２のフレームメモリと、 動きベクトルを記憶するベクトルメモリと、 １回目の動きベクトル探索時に、前記第１のフレームメ
   モリに蓄えられている現在フレームの画像を読み出し、
   読み出した画像をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊは１以上の
   整数）の矩形のブロックに分割した後、各ブロックの特
   徴量を算出し、各ブロック間の特徴量の差分が、予め定
   められたしきい値以内のブロックを１つのブロックに統
   合し、統合された現在フレームのブロック信号と、該現
   在フレームブロック信号の読み出し開始アドレスと、統
   合されたブロックを示す統合ブロック情報を出力する第
   １の小領域分割部と、 ２回目の動きベクトル探索時に、前記第１のフレームメ
   モリに蓄えられている現在フレームの画像を読み出し、
   読み出した画像をｋ画素×ｊライン（ｋ，ｊは１以上の
   整数）の矩形のブロックに分割し、現在フレームブロッ
   ク信号と、該現在フレームブロック信号の読み出し開始
   アドレスを出力する第２の小領域分割部と、 １回目の動きベクトル探索時、前記第２のフレームメモ
   リに蓄えられている参照フレームの画像を読み出し、前
   記統合ブロック情報によって、前記統合されたブロック
   の形に合った画像信号を読み出し、読み出した画像信号
   を参照フレームブロック信号として、またその読み出し
   開始アドレスを出力し、２回目の動きベクトル探索時、
   １回目の動きベクトル探索時と同様に前記第２のフレー
   ムメモリに蓄えられている参照フレームの画像をその読
   み出し開始アドレス信号に前記ベクトルメモリに記憶さ
   れているアドレスを加算して読出し、読み出した画像信
   号を参照フレームブロック信号として、またその読み出
   し開始アドレスを出力する第３の小領域分割部と、 １回目の動きベクトル探索時に出力された前記現在フレ
   ームブロック信号と前記統合ブロック情報を入力し、前
   記統合ブロック情報からブロック内の画素数を計数し、
   該画素数に応じて画素の間引きを行い、画素を間引きし
   たブロック信号を出力する第１の間引き処理部と、 １回目および２回目の動きベクトル探索時に、前記参照
   フレームブロック信号と前記統合ブロック情報を入力
   し、前記統合ブロック情報からブロック内の画素数を計
   算し、該画素数に応じて画素の間引きを行い、画素を間
   引きしたブロック信号を出力する第２の間引き処理部
   と、 １回目の動きベクトル探索時に、第１の間引き処理部か
   ら出力された各ブロック信号に対して、第２の間引き処
   理部から出力された、探索範囲内の複数のブロック信号
   の間で画素値の差分値を演算し、これらを加算して第１
   の差分値として出力し、また２回目の動きベクトル探索
   時、第２の小領域分割部から出力された現在フレームブ
   ロック信号に対して第２の間引き処理部から出力され
   た、探索範囲内の複数のブロック信号の間で、画素値の
   差分値を演算し、これらを加算して第２の差分値として
   出力するマッチング誤差計算部と、 最小値メモリを有し、前記第１の差分値が前記最小値メ
   モリに蓄えられている値より小さければ前記第１の差分
   値で前記最小値メモリの値を更新し、前記参照フレーム
   ブロックの読み出し開始アドレス信号と前記第１の小領
   域分割部から出力された前記現在フレームブロックの読
   み出し開始アドレス信号の差を求め、得られたアドレス
   を前記ベクトルメモリに記憶し、前記第２の差分値で前
   記最小値メモリの値を更新し、前記参照フレームブロッ
   クの読み出し開始アドレス信号と前記第２の小領域分割
   部から出力された前記現在フレームブロックの読み出し
   開始アドレス信号の差を求め、得られたアドレスを前記
   ベクトルメモリに記憶する比較器を有する動きベクトル
   探索装置。