JPH1075453A

JPH1075453A - 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法

Info

Publication number: JPH1075453A
Application number: JP24877696A
Authority: JP
Inventors: Shigeto Funato; 成人舩戸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1996-08-30
Publication date: 1998-03-17
Anticipated expiration: 2016-08-30
Also published as: JP3786300B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、同様の画像パターンが連続する画像
及び輝度が一定の画像において動きベクトルの検出ミス
を低減させる。【解決手段】本発明は、現フレームの所定位置に所定の
大きさで固定された基準ブロツクと、基準ブロツクと同
じ大きさでなる前フレームの評価ブロツクを所定範囲の
サーチエリア内で移動させてブロツクマツチングするこ
とにより動きベクトルを検出する場合、基準ブロツクの
画像データと評価ブロツクの画像データとの画素値の差
分の総和を算出し、基準ブロツクの前にすでに画像デー
タが処理された周囲ブロツクの動きベクトル値と、基準
ブロツクとサーチエリア内で移動する各位置における評
価ブロツクとの動きベクトル値との差分による重み付け
量をそれぞれ算出し、当該重み付け量を画素値の差分の
総和に加算してブロツク差分値を算出し、当該ブロツク
差分値が最小となる位置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。発明の属する技術分野従来の技術発明が解決しようとする課題（図６及び図７）課題を解決するための手段発明の実施の形態（図１〜図５）発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は、動きベクトル検出
装置及び動きベクトル検出方法に関し、例えばデイジタ
ルのＨＤＴＶ（High Definition Television）用のＶＴ
Ｒにおいて動画像を高能率符号化する際の動きベクトル
を検出する場合に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、動画像を高能率符号化する場合に
動きベクトルすなわち時間的に異なる画像中の物体の動
き方向と大きさを用いるものがあり、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に用いられ
ている。このように画像の動きベクトルを求める方法と
しては、ブロツクマツチング法がある（特公昭54-12492
7 号公報）。

【０００４】このブロツクマツチング法では、現在のフ
レームの画像（基本画像）と１フレーム分過去のフレー
ムである前フレームの画像（参照画像）からそれぞれ適
当な数画素（Ｍ×Ｎ画素）からなるブロツクを形成す
る。そして、基本画像のブロツクを固定し（以下、この
ように固定する側のブロツクを基準ブロツクと呼ぶ）、
参照画像のブロツクを所定のサーチエリア内で移動させ
たとき（以下、このように移動させる側のブロツクを評
価ブロツクと呼ぶ）、基準ブロツクの画素値と評価ブロ
ツクの画素値との差分の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）が最小にな
る参照画像側の評価ブロツクの位置を求めることにより
動きベクトルを検出するようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のブロツ
クマツチング法においては、本来ベクトルによる重み付
けを行わないことが一般的であるが、画像中で静止して
いる部分の０ベクトル位置に重み付けを行つた場合、０
ベクトル位置が屋根の瓦、及びブロツク塀のような連続
するパターンのブロツクや、青空、芝生のような濃淡の
差の少ない輝度が一定の画像パターンが続くブロツク内
にあつて画面全体が移動する（パンニング）場合に、動
きベクトルの検出ミスが発生することがある。ところ
が、重み付けを行つた０ベクトル位置が画像中の静止画
エリアにあるときには動きベクトルは当然０であり検出
ミスはほとんど発生しない。

【０００６】すなわち、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すよ
うに、ブロツク塀のような連続する画像パターンのブロ
ツクに注目してブロツクマツチングを行うときに画面全
体が右から左へ移動する（パンニング）場合（ｘ方向へ
の移動だけでｙ方向へは移動しない）、基準ブロツクの
画像パターンに似通つているブロツクが存在することに
より、サーチエリア内の本来の動きベクトル位置とは異
なる位置で基準ブロツクの画素値と評価ブロツクの画素
値との差分の総和が最小になることがある。実際上、図
７に示すように、基準ブロツクの画素値と評価ブロツク
の画素値との差分の総和Ｓ_um（ｘ、０）が最小になる評
価ブロツクが、サーチエリア内のいくつかの位置におい
て複数（４箇所）存在することにより、どの位置におけ
る評価ブロツクが本物なのか見分けがつきにくく、この
ため動きベクトルの検出ミスが発生するという問題があ
つた。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、同様の画像パターンが連続する画像及び輝度が一定
の画像において動きベクトルの検出ミスを低減させ得る
動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を提案
しようとするものである。

【０００８】

【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、現フレームにおいて所定の大きさ
に形成されて所定位置に固定された基準ブロツクと、前
フレームにおいて基準ブロツクと同じ大きさでなる評価
ブロツクを所定範囲のサーチエリア内で移動させてブロ
ツクマツチングすることにより動きベクトルを検出する
場合、基準ブロツクの画像データと上記サーチエリア内
で移動する各位置における評価ブロツクの画像データと
の画素値の差分の総和を算出し、基準ブロツクの前にす
でに画像データの処理がなされた周囲ブロツクの動きベ
クトル値と、基準ブロツクとサーチエリア内で移動する
各位置における評価ブロツクとの動きベクトル値との差
分による重み付け量をそれぞれ算出し、当該重み付け量
を画素値の差分の総和に加算してブロツク差分値を算出
し、当該ブロツク差分値が最小となる位置の評価ブロツ
クから基準ブロツクまでの動きベクトルを検出するよう
にする。これにより、画素値の差分の総和が最小になる
評価ブロツクが複数存在するときでも、重み付け量が加
算されていることにより常に動きベクトルを正確に検出
することができる。

【０００９】基準ブロツクの画像データの分散値に比例
した係数を重み付け量に乗算することにより、画素値の
差分の総和に応じた重み付けすることができ、かくして
ブロツク差分値が最小となる位置の評価ブロツクから基
準ブロツクまでの動きベクトル検出を容易にして検出ミ
スを低減させることができる。

【００１０】周囲ブロツクは、基準ブロツクの上部に隣
接する上ブロツクと、基準ブロツクの左部に隣接する左
ブロツクとでなるようにすることにより、基準ブロツク
から最も近い隣接した位置のブロツクの動きベクトル値
に基づいて重み付け量を算出できるので、演算を容易に
すると共に演算時間を短縮させることができ、かくして
動きベクトルの検出をリアルタイムに処理することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００１２】図１（Ａ）に示すように、ブロツクマツチ
ングを行うためのブロツクは現在のフレーム（以下、こ
れを現フレームと呼ぶ）をＭ×Ｎ画素の大きさに分割し
て形成される。この現フレームの中で分割されたブロツ
クを左上から右下方向に向かつて順に（０、０）、
（０、１）……（０、ｎ₀）、（１、０）、（１、１）
……（２、０）、（２、１）……（ｍ、０）……（ｍ、
ｎ）と位置付けた場合に、動きベクトルを求めるために
固定する基準ブロツクを例えば（ｍ₀、ｎ₀）と位置付
けるようにする。

【００１３】ここで、通常の走査線方式（ノンインター
レース方式）の画像データは左上から右下に向かつて入
力されて来るので、動きベクトルを検出するための各ブ
ロツクにおいても（０、０）、（０、１）……（０、ｎ
₀）、（１、０）、（１、１）……（２、０）、（２、
１）……（ｍ₀、ｎ₀）……（ｍ、ｎ）の順に画像デー
タが処理されていく。本発明においては、基準ブロツク
（ｍ₀、ｎ₀）の周囲に位置する各周囲ブロツクのうち
当該基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の上部に隣接するブロ
ツクを上ブロツク（ｍ₀−１、ｎ₀）、左部に隣接する
ブロツクを左ブロツク（ｍ₀、ｎ₀−１）と位置付け
る。

【００１４】また、図１（Ｂ）に示すように、前フレー
ムのサーチエリアは基準ブロツクの約２倍程度の大きさ
の面積でなる範囲（±ｘ₀、±ｙ₀）に設けられ、この
サーチエリア内で評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）の位置を
前後左右に１画素づつ移動させていきながら基準ブロツ
ク（ｍ₀、ｎ₀）と評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）とをブ
ロツクマツチングさせるようになされている。

【００１５】次に、図２にはブロツクマツチングを行う
ための動きベクトル検出装置１の構成を示す。動きベク
トル検出装置１においては、符号化された画像データＤ
１をフレームごとに差分演算部１Ａの現フレーム用メモ
リ２及び前フレーム用メモリ３にそれぞれ順次格納す
る。つまり、現フレーム用メモリ２には現フレームＦ₀
が、前フレーム用メモリ３には前フレームＦ_-1がそれぞ
れ格納されることになる。

【００１６】ブロツクポジシヨンカウント回路４は動き
ベクトルの検出を行うために現フレーム用メモリ２に格
納されている現フレームＦ₀内で固定された基準ブロツ
ク（ｍ₀、ｎ₀）の位置を指定する指定信号Ｓ１を基準
ブロツクアドレスコントロール回路５に送出する。ここ
で、画像データは左上から右下に向かつて入力されて来
るので、基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の周囲において当
該基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の上部に隣接する上ブロ
ツク（ｍ₀−１、ｎ₀）や、左部に隣接する左ブロツク
（ｍ₀、ｎ₀−１）は、すでに画像データの処理がなさ
れた後であつて、それぞれのブロツクにおいて動きベク
トル値の検出が終了している。

【００１７】従つて、ブロツクポジシヨンカウント回路
４は、指定信号Ｓ１を基準ブロツクアドレスコントロー
ル回路５に送出すると同時に、基準ブロツク（ｍ₀、ｎ
₀）の周囲ブロツクですでに画像データの処理が終了し
ている上ブロツク（ｍ₀−１、ｎ₀）の動きベクトル値
（ｘｍ−１、ｙｎ）（以下、これを上ブロツク動き
ベクトル値と呼ぶ）及び左ブロツク（ｍ₀、ｎ₀−１）
の動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）（以下、こ
れを左ブロツク動きベクトル値と呼ぶ）を上ブロツクベ
クトル値メモリ６及び左ブロツクベクトル値メモリ７に
それぞれ送出して格納しておく。

【００１８】ここで、図３（Ａ）に示すように上ブロツ
ク動きベクトル値（ｘｍ−１、ｙｎ）は、前フレーム
Ｆ_-1の上ブロツクから現フレームＦ₀の上ブロツクまで
のベクトル値であり、既に算出された固定値である。ま
た、左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−
１）も、前フレームＦ_-1の左ブロツクから現フレームＦ
₀の左ブロツクまでのベクトル値であり、既に算出され
た固定値である。

【００１９】基準ブロツクアドレスコントロール回路５
は、指定信号Ｓ１に基づいて現フレーム用メモリ２から
基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の画像データＤ２を読み出
すためのアドレス信号Ｓ２を生成して現フレーム用メモ
リ２に送出する。現フレーム用メモリ２は、アドレス信
号Ｓ２に基づいて基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の画像デ
ータＤ２を読み出して差分演算回路８に送出する。

【００２０】続いて、図３（Ｂ）に示すように、ベクト
ルコントロール回路９はブロツクマツチングを行うため
に、前フレームＦ_-1のサーチエリア内における全ての評
価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）から現フレームＦ₀の基準ブ
ロツク（ｍ₀、ｎ₀）までの動きベクトル値（ｘ、ｙ）
（以下、これを基準ブロツク動きベクトル値と呼ぶ）を
順次発生し、動きベクトル値信号Ｓ３として評価ブロツ
クアドレスコントロール回路１０、及びベクトル差分重
み演算回路１１、１２にそれぞれ送出する。

【００２１】評価ブロツクアドレスコントロール回路１
０は、入力された動きベクトル値信号Ｓ３に基づいて評
価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）の画像データＤ３を読み出す
ためのアドレス信号Ｓ４を生成して前フレーム用メモリ
３に送出する。前フレーム用メモリ３は、アドレス信号
Ｓ４に基づいて評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）の画像デー
タＤ３を読み出して差分演算回路８に送出する。

【００２２】差分演算回路８は、入力された基準ブロツ
ク（ｍ₀、ｎ₀）の画像データＤ２と評価ブロツク（ｍ
_-1、ｎ_-1）の画像データＤ３との画素値の差分の絶対値
の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）を演算するようになされている。
これにより、画素値差分演算部１Ａは基準ブロツク（ｍ
₀、ｎ₀）と評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）との画素値の
差分を算出することができる。ここで、基準ブロツク
（ｍ₀、ｎ₀）内における全画素のアドレス値を（ｈ、
ｖ）とした場合、当該基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の各
画素値をＹ（ｈ、ｖ）と表し、対応する評価ブロツク
（ｍ_-1、ｎ_-1）の各画素値をＹｘｙ（ｈ、ｖ）と表す
と、各画素値の差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）は、
次式

【数１】で表すことができる。

【００２３】一方、ブロツク差分値演算部１Ｂの上ブロ
ツクベクトル値メモリ６は、格納しておいた上ブロツク
動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）をベクトル
差分重み演算回路１１に送出する。同様に、左ブロツク
ベクトル値メモリ７は格納しておいた左ブロツク動きベ
クトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）をベクトル差分重
み演算回路１２に送出する。

【００２４】ベクトル差分重み演算回路１１は、入力さ
れた上ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙ
ｎ₀）と、ベクトルコントロール回路９から入力される
現在演算の行われている評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）か
ら基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）までの基準ブロツク動き
ベクトル値（ｘ、ｙ）との差分（距離）に比例した値
を、重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）として、次式

【数２】で算出するようになされている。

【００２５】同様に、ベクトル差分重み演算回路１２
は、入力された左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、
ｙｎ₀−１）と、ベクトルコントロール回路９から入
力された基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）との差
分（距離）に比例した値を、重み値Ｗ_left（ｘ、ｙ）と
して、次式

【数３】で算出するようになされている。

【００２６】ここで、（２）式及び（３）式において用
いられている係数ｋは、現フレーム用メモリ２から読み
出された画像データＤ２の分散値（ばらつき）に応じて
変化する値であり、係数演算回路１６によつて基準ブロ
ツクの位置が変わる度に新たに生成され、乗算器１７を
介して重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）及びＷ_left（ｘ、ｙ）に乗
算されるようになされている。

【００２７】つまり、係数演算回路１６は画像データＤ
２のばらつきが大きい場合、各評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ
_-1）との差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）も当然ばら
つきが大きくなるので、係数ｋを大きな値とすることに
より重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）及びＷ_left（ｘ、ｙ）を大き
くして大きく重み付けするようになされている。また、
係数演算回路１６は画像データＤ２のばらつきが小さい
場合、各評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）との差分の絶対値
の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）も当然ばらつきが小さくなるの
で、係数ｋを小さな値とすることにより重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）及びＷ_left（ｘ、ｙ）を小さくして小さく
重み付けするようになされている。

【００２８】このように、係数演算回路１６は画像デー
タＤ２のばらつきに応じて係数ｋの値を変動させること
により、評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）のそれぞれの位置
における総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）の値に重み付けしたときに
係数ｋによつて大きく変動させない（打ち消さない）よ
うにしている。従つて、重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）及びＷ
_left（ｘ、ｙ）は総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）の値と比べればご
く微小な値となる。この場合、重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）及
びＷ_left（ｘ、ｙ）は、基準ブロツク動きベクトル値
（ｘ、ｙ）が上ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀−
１、ｙｎ₀）及び左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ
₀、ｙｎ₀−１）に近ければ近いほど距離が短くなる
ので差分は小さくなり、当然重み値も小さくなる。

【００２９】このようにして、算出された重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）及びＷ_left（ｘ、ｙ）は加算器１３によつ
て加えられ、さらに差分演算回路８から出力される差分
の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）に加算器１４を介して加
えられてブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）として、次式

【数４】として表され、検出手段としてのベクトル値検出回路１
５に送出される。

【００３０】このようにして、サーチエリア内の全ての
評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）に対して算出したブロツク
差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）がベクトル値検出回路１５に入
力される。ベクトル値検出回路１５は、全てのブロツク
差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を比較し、当該ブロツク差分値
Ｄ_iff（ｘ、ｙ）が最も小さくなるときの基準ブロツク
動きベクトル値（ｘ、ｙ）を出力するようになされてい
る。また、ベクトル値検出回路１５は検出された基準ブ
ロツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）を上ブロツクベクトル
値メモリ６及び左ブロツクベクトル値メモリ７にも送出
し、右及び下ブロツクが次に基準ブロツク（ｍ₀、
ｎ₀）となつたときの動きベクトル値として用いること
ができるようにしている。

【００３１】以上の構成において、動きベクトル検出装
置１においては図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す基準ブロツ
ク（ｍ₀、ｎ₀）と評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）とに基
づいて画像が右側から左側に移動する場合について説明
する。動きベクトル検出装置１では、差分演算部１Ａに
よつて現フレームＦ₀の基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の
画像データＤ２と前フレームＦ_-1のサーチエリア内の評
価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）の画像データＤ３との各画素
値の差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）を（１）式によ
つて算出する。

【００３２】ここで、サーチエリア内の全ての評価ブロ
ツク（ｍ_-1、ｎ_-1）についての総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）を算
出し、この算出結果が最小となる評価ブロツク（ｍ_-1、
ｎ_-1）の位置を求めただけでは、レンガの連続した同一
パターンのブロツク画像が複数存在しているために総和
Ｓ_um（ｘ、ｙ）が最小となる評価ブロツク（ｍ_-1、
ｎ_-1）の位置を複数検出（図７）してしまつて正確な動
きベクトルは検出できない。

【００３３】そこで、動きベクトル検出装置１はブロツ
ク差分値演算部１Ｂによつて予め記憶させておいた上ブ
ロツク動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）及び
左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）
と（図３（Ａ））、基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、
ｙ）と（図３（Ｂ））の差分の絶対値に係数ｋを乗算し
た重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を（２）式
及び（３）式によつて算出し、当該重み値Ｗ_up（ｘ、
ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を（４）式によつて各画素値の
差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）に加算してブロツク
差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を求める。

【００３４】実際上、動きベクトル検出装置１では上ブ
ロツク動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）、及
び左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−
１）が固定値であり、サーチエリア内の全ての基準ブロ
ツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）が評価ブロツク（ｍ_-1、
ｎ_-1）の位置によつて変動する変動値であるために、評
価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）がサーチエリア内の本来の動
きベクトルを表す位置にあつた場合にだけ重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）が最小になり、かくし
てブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）は最小になる。

【００３５】従つて、図４に示すように動きベクトル検
出装置１ではサーチエリア内の各評価ブロツク（ｍ_-1、
ｎ_-1）のそれぞれの位置におけるブロツク差分値Ｄ_iff
（ｘ、ｙ）は、重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、
ｙ）の大きさに応じた傾斜を持つグラフとして表示す
る。これにより、動きベクトル検出装置１はブロツク差
分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）が最小となる位置の基準ブロツク
動きベクトル値（ｘ、ｙ）をベクトル値検出回路１５に
よつて検出することができ、かくしてレンガのような連
続したパターンのブロツク画像であつても動きベクトル
を誤りなく検出することができる。

【００３６】また、動きベクトル検出装置１では重み値
Ｗ_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を算出する際に係数
ｋの値を基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の画素のばらつき
に応じて変動させることにより、総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）を
係数ｋによつて打ち消すことなく重み付けしてブロツク
差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を表すグラフの傾斜の角度を変
えることができ、かくしてブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、
ｙ）が最小となる基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、
ｙ）の検出を容易にして動きベクトルの検出ミスを低減
させることができる。

【００３７】このように、動きベクトル検出装置１は差
分演算部１Ａによつて基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）と評
価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）のそれぞれの位置における画
素値の差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）を算出し、ブ
ロツク差分値演算部１Ｂによつて重み値Ｗ_up（ｘ、
ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を算出し、当該重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を評価ブロツク
（ｍ_-1、ｎ_-1）のそれぞれの位置における総和Ｓ
_um（ｘ、ｙ）に加算してそれぞれのブロツク差分値Ｄ
_iff（ｘ、ｙ）を算出し、検出手段であるベクトル値検
出回路１５によつてブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）が
最小となる基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）を検
出することができる。

【００３８】以上の構成によれば、動きベクトル検出装
置１は、基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の画像データＤ２
と評価ブロツク（ｍ_-1、ｎ_-1）の画像データＤ３との各
画素値の差分の絶対値の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）に、上ブロ
ツク動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）及び左
ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）
と、基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）との差分の
絶対値に係数ｋをかけた重み値Ｗ_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left
（ｘ、ｙ）を加算してブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）
を算出するようにしたことにより、ブロツク差分値Ｄ
_iff（ｘ、ｙ）が最小となる基準ブロツク動きベクトル
値（ｘ、ｙ）の検出を容易にし、かくしてブロツクごと
の画像パターンが似通つている場合でも動きベクトルの
検出ミスを低減させて高品質な画像データを伝送するこ
とができる。

【００３９】また、動きベクトル検出装置１は基準ブロ
ツク（ｍ₀、ｎ₀）の画像データＤ２の分散値に比例し
た係数ｋを上ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀−１、
ｙｎ₀）及び左ブロツク動きベクトル値（ｘｍ₀、ｙ
ｎ₀−１）と、基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、
ｙ）との差分の絶対値に乗算することにより、画素値の
差分の総和Ｓ_um（ｘ、ｙ）に応じた重み値Ｗ_up（ｘ、
ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を算出することができ、かくし
てブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）が最小となる場合の
基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の動きベクトル検出を容易
にして検出ミスを低減させることができる。

【００４０】さらに、動きベクトル検出装置１は基準ブ
ロツク（ｍ₀、ｎ₀）の周囲に位置する周囲ブロツクの
うち、基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の上部に隣接する上
ブロツク（ｍ₀−１、ｎ₀）と、左部に隣接する左ブロ
ツク（ｍ₀、ｎ₀−１）とに基づいて重み値Ｗ_up（ｘ、
ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を算出するようにしたことによ
り、演算を容易にして演算時間を短縮させることがで
き、かくしてリアルタイムに動きベクトルを検出するこ
とができる。

【００４１】なお上述の実施例においては、動きベクト
ル検出装置１において、現フレームＦ₀の基準ブロツク
（ｍ₀、ｎ₀）に対して上部及び左部に隣接する上ブロ
ツク（ｍ₀−１、ｎ₀）及び左ブロツク（ｍ₀、ｎ₀−
１）の各動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）及び
（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）と、基準ブロツク動きベク
トル値（ｘ、ｙ）との差分の絶対値に基づいて重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）を算出するようにした
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５に
示す動きベクトル検出装置３０のように前フレームの動
きベクトル値を格納しておく前フレームベクトル値メモ
リ３１、及びベクトル差分重み演算回路３２を動きベク
トル検出装置１に対して付け加えて、前フレームの動き
ベクトル値と、基準ブロツク動きベクトル値（ｘ、ｙ）
との差分の絶対値に基づいて重み値Ｗ_for（ｘ、ｙ）を
算出して当該重み値Ｗ_for（ｘ、ｙ）を、重み値Ｗ
_up（ｘ、ｙ）、Ｗ_left（ｘ、ｙ）に加えてブロツク差分
値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を求めるようにしても良い。この場
合にも上述の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００４２】また上述の実施例においては、サーチエリ
アの面積範囲を基準ブロツク（ｍ₀、ｎ₀）の面積の約
４倍程度にするようにした場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、画像のパターンや処理時間に応じて
サーチエリアの面積範囲を自由に設定するようにしても
良い。

【００４３】さらに上述の実施例においては、ブロツク
差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を求めるために基準ブロツク
（ｍ₀、ｎ₀）の周囲の上部及び左部に隣接する上ブロ
ツク（ｍ₀−１、ｎ₀）及び左ブロツク（ｍ₀、ｎ₀−
１）の各動きベクトル値（ｘｍ₀−１、ｙｎ₀）及び
（ｘｍ₀、ｙｎ₀−１）を用いるようにした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、要は基準ブロ
ツク（ｍ₀、ｎ₀）に対して既に画像データの処理がな
されて動きベクトル値の算出されたブロツクであれば上
ブロツクあるいは左ブロツクのどちらか一方の動きベク
トル値だけでブロツク差分値Ｄ_iff（ｘ、ｙ）を求めた
り、また左斜め上のブロツクや右斜め上のブロツクの動
きベクトル値を用いるようにしても良い。

【００４４】さらに上述の実施例においては、本発明を
ＨＤＴＶ用のＶＴＲに適用するようにした場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、デイジタル画像通信
の分野において動画像を高能率符号化して伝送する種々
の装置に適用するようにしても良い。

【００４５】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、現フレー
ムにおいて所定の大きさに形成されて所定位置に固定さ
れた基準ブロツクと、前フレームにおいて基準ブロツク
と同じ大きさでなる評価ブロツクを所定範囲のサーチエ
リア内で移動させてブロツクマツチングすることにより
動きベクトルを検出する場合、基準ブロツクの画像デー
タとサーチエリア内で移動する各位置における評価ブロ
ツクの画像データとの画素値の差分の総和を算出し、基
準ブロツクの前にすでに画像データの処理がなされた周
囲ブロツクの動きベクトル値と、基準ブロツクとサーチ
エリア内で移動する各位置における評価ブロツクとの動
きベクトル値との差分による重み付け量を算出し、当該
重み付け量を画素値の差分の総和に加算してブロツク差
分値を算出し、当該ブロツク差分値が最小となる位置の
評価ブロツクから基準ブロツクまでの動きベクトルを検
出するようにする。これにより、画素値の差分の総和が
最小になる評価ブロツクが複数存在するときにでも、重
み付け量が加算されていることにより常に動きベクトル
を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるブロツクマツチングを行
う場合の説明に供する略線図である。

【図２】本発明の実施例による動きベクトル検出装置の
構成を示すブロツク図である。

【図３】本発明の実施例による各動きベクトル値の説明
に供する略線図である。

【図４】本発明の実施例による重み値を加えたブロツク
差分値によるグラフを示す図表である。

【図５】他の実施例による動きベクトル検出装置の構成
を示すブロツク図である。

【図６】画像上におけるブロツクマツチングの説明に供
する略線図である。

【図７】連続パターンの画像においてブロツクマツチン
グを行つたときのＳ_umの最小値を表すグラフである。

【符号の説明】

１……動きベクトル検出装置、２……現フレーム用メモ
リ、３……前フレーム用メモリ、４……ブロツクポジシ
ヨンカウント回路、５……基準ブロツクアドレスコント
ロール回路、６……上ブロツクベクトル値メモリ、７…
…左ブロツクベクトル値メモリ、８……差分演算回路、
９……ベクトルコントロール回路、１０……評価ブロツ
クアドレスコントロール回路、１１、１２、３２……ベ
クトル差分重み演算回路、１３、１４……加算器、１５
……ベクトル値検出回路、１６……係数演算回路、１７
……乗算器、３１……前フレームベクトル値メモリ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】現フレームにおいて所定の大きさに形成さ
れて所定位置に固定された基準ブロツクと、前フレーム
において上記基準ブロツクと同じ大きさでなる評価ブロ
ツクを所定範囲のサーチエリア内で移動させてブロツク
マツチングすることにより動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出装置において、上記基準ブロツクの画像データと上記サーチエリア内で
移動する各位置における上記評価ブロツクの画像データ
との画素値の差分の総和をそれぞれ算出する差分演算手
段と、上記基準ブロツクの前にすでに画像データが処理された
周囲ブロツクの動きベクトル値と、上記基準ブロツクと
上記サーチエリア内で移動する各位置における上記評価
ブロツクとの動きベクトル値との差分による重み付け量
をそれぞれ算出する重み演算手段と、上記重み付け量を上記画素値の差分の総和に加算してブ
ロツク差分値を算出する加算手段と、上記ブロツク差分値が最小となる位置の上記評価ブロツ
クから上記基準ブロツクまでの動きベクトルを検出する
検出手段とを具えることを特徴とする動きベクトル検出
装置。
【請求項２】上記重み付け量に上記基準ブロツクの画像
データの分散値に比例した係数を乗算する係数演算回路
を設けることを特徴とする請求項１に記載の動きベクト
ル検出装置。
【請求項３】上記周囲ブロツクは、上記基準ブロツクの
上部に隣接する上ブロツクと、上記基準ブロツクの左部
に隣接する左ブロツクとでなることを特徴とする請求項
１に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項４】現フレームにおいて所定の大きさに形成さ
れて所定位置に固定された基準ブロツクと、前フレーム
において上記基準ブロツクと同じ大きさでなる評価ブロ
ツクを所定範囲のサーチエリア内で移動させてブロツク
マツチングすることにより動きベクトルを検出する動き
ベクトル検出方法において、上記基準ブロツクの画像データと上記サーチエリア内で
移動する各位置における上記評価ブロツクの画像データ
との画素値の差分の総和をそれぞれ算出する第１のステ
ツプと、上記基準ブロツクの前にすでに画像データの処理がなさ
れた周囲ブロツクの動きベクトル値と、上記基準ブロツ
クと上記サーチエリア内で移動する各位置における上記
評価ブロツクとの動きベクトル値との差分による重み付
け量をそれぞれ算出し、当該重み付け量を上記画素値の
差分の総和に加算してブロツク差分値をそれぞれ算出す
る第２のステツプと、上記ブロツク差分値が最小となる位置の上記評価ブロツ
クから上記基準ブロツクまでの動きベクトルを検出する
第３のステツプとを具えることを特徴とする動きベクト
ル検出方法。
【請求項５】上記第２のステツプは、上記基準ブロツク
の画像データの分散値に比例した係数を上記重み付け量
に乗算することを特徴とする請求項４に記載の動きベク
トル検出方法。
【請求項６】上記第２のステツプにおいて、上記周囲ブ
ロツクは上記基準ブロツクの上部に隣接する上ブロツク
と、上記基準ブロツクの左部に隣接する左ブロツクとで
なることを特徴とする請求項４に記載の動きベクトル検
出方法。