JPH0923434A - 動き補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の動き補償回路はサーチ範囲を広げた場
合、ハードウェアの規模がサーチ範囲の縦横の積で増加
する。 【解決手段】 間引き回路１は入力映像データを水平方
向と垂直方向のそれぞれについて所定の割合で間引く。
第１の動き検出回路２に間引かれていない映像データが
入力され、第２の動き検出回路３は、間引き回路１によ
り間引かれた映像データが入力され、それぞれ差分デー
タの最小値と、それに対応するベクトルを出力する。す
なわち、第２の動き検出回路３は、第１の動き検出回路
２のサーチ範囲よりも広いサーチ範囲における動きベク
トルを、第１の動き検出回路２よりも粗いサーチ精度で
検出する。比較器４は第１及び第２の動き検出回路２及
び３より出力された最小差分値とそれに対応するベクト
ルの対が入力され、最小差分値が小さい方のベクトルを
出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動き補償回路に係
り、特に映像データの圧縮や伸長の際に用いられる動き
補償回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の映像圧縮における動き補償回路
は、図３に示すように、映像データを入力信号として受
け、この映像データをサーチ範囲の中心位置の１フレー
ム（又は１フィールド）前の参照データとの差分をと
り、得られた差分データとベクトルデータを出力する動
き検出回路１１と、この動き検出回路１１からの差分値
のうち最小の差分値を検出し、この差分値に対応するベ
クトルを出力するパワー比較器１２とから構成されてい
る。

【０００３】この動き検出回路１１は図４に示すよう
に、横方向１６画素、縦方向８画素（１６×８）あるい
は横方向１６画素、縦方向１６画素（１６×１６）の参
照ウィンドウ１５の参照データに対し、横方向Ｎ画素、
縦方向Ｍ画素のサーチ範囲１６で、かつ、参照データと
同じサイズで１フレーム（又は１フィールド）前又は後
の入力映像データとの差分値と、差分値に対応するベク
トルを検出して出力する。

【０００４】このようにして、動き検出回路１１から取
り出された差分値とベクトルは、パワー比較器１２でフ
ルサーチ（全差分）方法により最も小さい（最もパワー
の少ない）差分値が検出され、その検出差分値に対応す
るベクトルを出力する。このベクトルは最小差分値と１
フレーム（又は１フィールド）前後の参照データ位置と
の位置関係（移動量及び移動方向）を示す動きベクトル
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の動き補償
回路はＮ×Ｍのサーチ範囲１６でフルサーチを行い、動
きベクトルを求めるため、サーチ範囲１６が狭いと動き
の速い画像の場合、サーチ範囲１６を越えて動く場合が
あり、サーチできない場合がある。従って、動きの速い
画像にも対応してより正確で高精度なベクトル検出を行
うためには、サーチ範囲１６を広げる必要がある。

【０００６】しかるに、上記の従来回路では、サーチ範
囲１６を広げると、動き検出のためのゲートアレイとそ
の周辺回路からなるハードウェアの規模がサーチ範囲１
６の縦横の積で増加する（例えば、サーチ範囲を縦横そ
れぞれ２倍とすると、サーチ範囲は４倍に拡大し、ハー
ドウェア規模は同じく４倍に増加する）という問題があ
る。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
サーチ範囲を広げた場合にもハードウェアの規模を従来
よりも低減し得る動き補償回路を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、入力映像データを第１のサーチ範囲内での
参照データとの差分データの最小値とそのベクトルを検
出する第１の動き検出回路と、入力映像データを入力信
号として受け、水平方向及び垂直方向の少なくとも一方
の画素を間引く一又は二以上の間引き回路と、間引き回
路の出力映像データを入力信号として受け、第１のサー
チ範囲よりも広いサーチ範囲で、かつ、第１の動き検出
回路よりもサーチ精度が粗くされて参照データとの差分
データの最小値とそのベクトルを検出する一又は二以上
の互いにサーチ範囲及びサーチ精度の異なる第２の動き
検出回路と、第１の動き検出回路及び第２の動き検出回
路のそれぞれより取り出された差分データ及びベクトル
が供給され、そのうちの最小差分データと対で入力され
るベクトルを動きベクトルとして出力する比較回路とを
有する構成としたものである。

【０００９】本発明では、第１の動き検出回路は小さな
第１のサーチ範囲で差分データの最小値とベクトルを出
力するのに対し、第２の動き検出回路は広いサーチ範囲
で差分データの最小値とベクトルを出力する。ここで、
動画像の場合、現画像に対し数フィールド後の画像はサ
ーチ範囲の中心の参照ウィンドウから遠くに位置する画
像部分ほど現画像に対し相関は減っていくため、本発明
では、サーチ範囲の大きな第２の動き検出回路は、画像
の相関に応じてサーチ範囲の小さな第２の動き検出回路
に比べて粗いサーチ精度に設定される。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明になる動き補償回路の一実施
形態のブロック図を示す。同図に示すように、この実施
の形態は間引き回路１、第１の動き検出回路２、第２の
動き検出回路３、及び比較器４より構成されている。

【００１１】第１及び第２の動き検出回路２及び３はそ
れぞれサーチ範囲が異なるようにされており、第１の動
き検出回路２は図２の概略図に示すように、装置のサー
チ範囲６を横方向Ｎ画素、縦方向Ｍ画素（Ｎ×Ｍ）とす
ると、このサーチ範囲６よりも小さなサーチ範囲７にお
ける動きベクトルを、従来と同じ０．５ドット又は１ド
ットのサーチ精度で検出する。一方、第２の動き検出回
路３は、図２に示すようにサーチ範囲６のすべての動き
ベクトルを、サーチ精度２ドットサーチで検出するよう
に構成されている。

【００１２】ここで、０．５ドットサーチとは、例えば
動画像符号化標準のＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔ
ｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）での動き補償の
ように、予測画素位置が２画素の中間であれば２画素の
平均値を予測値とし、４画素の中心であれば４画素の各
値の平均値とする、半画素精度のサーチをいう。同様
に、２ドットサーチは、２画素単位で予測値を得るサー
チである。

【００１３】次に、本実施例の動作について説明する。
入力映像データは間引き回路１に供給される一方、第１
の動き検出回路２に供給される。 第１の動き検出回路
２は、図２に示したサーチ範囲６内での中心に位置する
横方向１６画素、縦方向８画素（１６×８）あるいは横
方向１６画素、縦方向１６画素（１６×１６）の参照ウ
ィンドウ８の参照データと、これよりも１フレーム（又
は１フィールド）後の従来のサーチ範囲６よりも小さな
サーチ範囲７のサーチデータ（映像データ）との差分を
サーチ精度０．５あるいは１ドットサーチで検出し、こ
れにより得られた差分データの最小値（最小差分値）
と、それに対応するベクトルをそれぞれ出力する。

【００１４】一方、間引き回路１は、入力映像データを
水平方向と垂直方向のそれぞれについて所定の割合で画
素を間引き、その間引き後の映像データを第２の動き検
出回路３へ供給する。この間引き回路１は、サーチ範囲
内の映像データのデータ量を減らすことで、サーチ範囲
は図２に６で示す大きいサーチ範囲のままでハードウェ
アの規模を減らすために設けられており、ここでは２分
の１の間引きを行っている。

【００１５】第２の動き検出回路３は、前記サーチ範囲
６内での中心の参照ウィンドウ８の参照データと、これ
よりも１フレーム（又は１フィールド）後のサーチ範囲
６内の各ブロックのサーチデータ（ここでは、間引き回
路１により間引かれた映像データ）との差分をとり、こ
れにより得られた差分データの最小値（最小差分値）
と、それに対応するベクトルをそれぞれ出力する。

【００１６】ここで、動き検出回路３の入力映像データ
は図２に模式的に示すように、水平及び垂直のそれぞれ
の方向で１画素おきに間引かれているため、動き検出回
路３はサーチ範囲６の映像データに対し実質的にはサー
チ精度２ドットサーチで差分値とベクトルを検出するこ
ととなる。

【００１７】動画像の場合、現画像に対し数フィールド
後の画像は参照ウィンドウ８から遠い位置にある画像ほ
ど現画像に対し相関が減っていく。従って、動き検出回
路３は、サーチ範囲６内の各ブロックのサーチデータ
（映像データ）との差分をサーチ精度２ドットサーチで
検出し、相関の減っている映像部分も含まれたＮ×Ｍの
サーチ範囲６全体に対してサーチ精度を粗くしている。

【００１８】比較器４は第１の動き検出回路２より出力
された第１の最小差分値とそれに対応する第１のベクト
ルと、第２の動き検出回路３より出力された第２の最小
差分値とそれに対応する第２のベクトルとが入力信号と
して供給され、最小差分値が小さい方のベクトルを出力
する。従って、例えば第１の最小差分値の方が第２の最
小差分値よりも小さいときには、第１のベクトルが比較
器４より動きベクトルとして出力される。

【００１９】このようにして、この実施形態によれば、
第１及び第２のサーチ範囲６及び７のうち、入力映像デ
ータを間引くことで広い方のサーチ範囲６のサーチ精度
を粗くしたため、動き検出のサーチ範囲を広げた場合に
も、データ量を削減することによりサーチ範囲は広くし
たままハードウェアの規模を大きくすることなく、動き
ベクトルを検出することができる。

【００２０】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えばサーチ範囲は３以上も可能で
ある。また、間引き回路１及び動き検出回路３は希望の
サーチ範囲数に応じて複数設けることもできる。また、
間引き回路１は、入力映像データの水平方向と垂直方向
の一方のみを間引くことも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
動き検出の精度を相関の増減により調整するようにした
ため、動き検出のサーチ範囲を広げた場合にも、入力映
像データを間引くことによりデータ量を減らすことで、
全体としてハードウェアの規模を大きくすることなく、
動きベクトルを検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】図１の動き検出回路のサーチ範囲の概略図であ
る。

【図３】従来の一例のブロック図である。

【図４】従来のサーチ範囲の概略図である。

【符号の説明】

１ 間引き回路 ２ 第１の動き検出回路 ３ 第２の動き検出回路 ４ 比較器 ６ 第１のサーチ範囲 ７ 第２のサーチ範囲 ８ 参照ウィンドウ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力映像データを第１のサーチ範囲内で
   の参照データとの差分データの最小値とそのベクトルを
   検出する第１の動き検出回路と、 前記入力映像データを入力信号として受け、水平方向及
   び垂直方向の少なくとも一方の画素を間引く一又は二以
   上の間引き回路と、 前記間引き回路の出力映像データを入力信号として受
   け、前記第１のサーチ範囲よりも広いサーチ範囲で、か
   つ、前記第１の動き検出回路よりもサーチ精度が粗くさ
   れて前記参照データとの差分データの最小値とそのベク
   トルを検出する一又は二以上の互いにサーチ範囲及びサ
   ーチ精度の異なる第２の動き検出回路と、 前記第１の動き検出回路及び第２の動き検出回路のそれ
   ぞれより取り出された前記差分データ及びベクトルが供
   給され、そのうちの最小差分データと対で入力されるベ
   クトルを動きベクトルとして出力する比較回路とを有す
   ることを特徴とする動き補償回路。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の動き検出回路は、サ
   ーチ範囲でフルサーチ方法により検出した差分データの
   うち差分値の最も小さいベクトルを差分データと共に出
   力することを特徴とする請求項１記載の動き補償回路。