(57)【要約】【課題】動きベクトルを検出する際、現フレームの画素データと参照フレームの画素データとの差分絶対値和を用いた場合よりも差分自乗和を用いた場合の方が高精度に検出を行えるが、差分自乗和を用いると演算量が増大し、回路規模が増大する。【解決手段】評価集合と参照集合との誤差を検出する際に、ビットプレーンに分解し評価集合と参照集合の参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットプレーンの値に任意実数値である重み係数で重み付けすることにより、評価値と参照値との誤差検出において、回路規模の増大を抑えて高精度に誤差を検出する誤差検出方法及び装置を提供する。【選択図】  図１
2004328641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、
前記評価集合の評価値と前記参照集合の参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、
前記差分絶対値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成部と、
前記算出された擬似誤差値を加算し部分集合単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和部とを備えた誤差検出装置。
【請求項２】
前記擬似誤差値生成部での重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項１記載の誤差検出装置。
【請求項３】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、
前記差分絶対値をビットフィールドに分割し、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分自乗値と差分絶対値の夫々が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成部と、
前記算出された擬似誤差値を加算し各ブロック単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和部と、
前記擬似誤差値総和部により算出された各ブロック単位での擬似誤差値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を備えた動きベクトル検出装置。
【請求項４】
前記擬似誤差値生成部での重み付けは、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項３記載の動きベクトル検出装置。
【請求項５】
前記擬似誤差値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項１または２記載の誤差検出装置。
【請求項６】
前記擬似誤差値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項３または４記載の動きベクトル検出装置。
【請求項７】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、
前記評価集合の評価値と前記参照集合の参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、
部分集合単位で前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出部と、
各部分集合毎に前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記評価集合の画素値と前記参照集合の画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成部とを備えた誤差検出装置。
【請求項８】
前記擬似誤差和生成部での重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項６記載の誤差検出装置。
【請求項９】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
前記現ブロックの画素値と参照ブロックの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、
各ブロック毎に前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出部と、
前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成部と、
前記擬似誤差和生成部により算出された各ブロック毎の擬似誤差和の中で最小値を検出し、当該最小値を用いて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部とを備えたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項１０】
前記擬似誤差和生成部での重み付けは、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項９記載の動きベクトル検出装置。
【請求項１１】
前記擬似誤差和生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項７または８記載の誤差検出装置。
【請求項１２】
前記擬似誤差和生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項９または１０記載の動きベクトル検出装置。
【請求項１３】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、
前記評価集合の評価値及び前記参照集合の参照値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値との差分自乗値と差分絶対値とが近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価値と擬似参照値を算出する擬似値生成部と、
擬似値生成部で算出された擬似評価値と擬似参照値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出部と、
前記擬似差分絶対値算出部より算出された差分絶対値を加算し、部分集合単位で前記差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出部とを備えた誤差検出装置。
【請求項１４】
前記擬似値生成部での重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項１３記載の誤差検出装置。
【請求項１５】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
評価画素値および参照画素値をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価画素値と擬似参照画素値を算出する擬似値生成部と、
擬似値生成部で算出された擬似評価画素値と擬似参照画素値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出部と、
前記擬似差分絶対値算出部により算出された差分絶対値を加算し、ブロック単位で擬似差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出部と、
前記擬似差分絶対値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を備えた動きベクトル検出装置。
【請求項１６】
前記擬似値生成部での重み付けは、前記画素値と前記画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項１５記載の動きベクトル検出装置。
【請求項１７】
前記擬似値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項１３または１４記載の誤差検出装置。
【請求項１８】
前記擬似値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項１５または１６記載の誤差検出装置。
【請求項１９】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、
前記評価値と前記参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、
前記差分絶対値をビットフィールドに分解し、前期評価値と前記参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成ステップと、
前記算出された擬似誤差値を加算し部分集合単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和ステップとを有する誤差検出方法。
【請求項２０】
前記擬似誤差値生成ステップでの重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項１９記載の誤差検出方法。
【請求項２１】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、
前記差分絶対値をビットフィールドに分割し、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分自乗値と差分絶対値の夫々が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成ステップと、
前記算出された擬似誤差値を加算し各ブロック単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和ステップと、
前記擬似誤差値総和ステップにより算出された各ブロック単位での擬似誤差値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有する動きベクトル検出方法。
【請求項２２】
前記擬似誤差値生成ステップでの重み付けは、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項２１記載の動きベクトル検出方法。
【請求項２３】
前記擬似誤差値生成ステップの重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項１９または２０記載の誤差検出方法。
【請求項２４】
前記擬似誤差値生成ステップの重み係数は２の乗数であることを特徴とする２１または２２記載の誤差検出方法。
【請求項２５】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、
前記評価集合の評価値と前記参照集合の参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、
部分集合単位で前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出ステップと、
各部分集合毎に前記差分絶対値和算出ステップによって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記評価集合の画素値と前記参照集合の画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成ステップとを有する誤差検出方法。
【請求項２６】
前記擬似誤差和生成ステップでの重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項２５記載の誤差検出方法。
【請求項２７】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
前記現ブロックの画素値と参照ブロックの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、
各ブロック毎に前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出ステップと、
前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成ステップと、
前記擬似誤差和生成ステップにより算出された各ブロック毎の擬似誤差和の中で最小値を検出し、当該最小値を用いて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有することを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項２８】
前記擬似誤差和生成ステップでの重み付けは、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項２７記載の動きベクトル検出方法。
【請求項２９】
前記擬似誤差和生成ステップの重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項２５または２６記載の誤差検出方法。
【請求項３０】
前記擬似誤差和生成ステップの重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項２７または２８記載の動きベクトル検出方法。
【請求項３１】
評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、
前記評価集合の評価値及び前記参照集合の参照値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値との差分自乗値と差分絶対値とが近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価値と擬似参照値を算出する擬似値生成ステップと、
擬似値生成部で算出された擬似評価値と擬似参照値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出ステップと、
前記擬似差分絶対値算出ステップより算出された差分絶対値を加算し、部分集合単位で前記差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出ステップとを有する誤差検出方法。
【請求項３２】
前記擬似値生成ステップでの重み付けは、前記評価値と前記参照値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項３１記載の誤差検出方法。
【請求項３３】
フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、
評価画素値および参照画素値をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価画素値と擬似参照画素値を算出する擬似値生成ステップと、
擬似値生成部で算出された擬似評価画素値と擬似参照画素値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出ステップと、
前記擬似差分絶対値算出ステップにより算出された差分絶対値を加算し、ブロック単位で擬似差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出ステップと、
前記擬似差分絶対値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有する動きベクトル検出方法。
【請求項３４】
前記擬似値生成部での重み付けは、前記画素値と前記画素値の差分絶対値と差分自乗値とが近似する評価値以上の範囲において重み付けすることを特徴とする請求項３３記載の動きベクトル検出方法。
【請求項３５】
前記擬似値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項３１または３２記載の誤差検出方法。
【請求項３６】
前記擬似値生成部の重み係数は２の乗数であることを特徴とする請求項３３または３４記載の動きベクトル検出方法。
【請求項３７】
前記誤差検出装置は、評価集合及び参照集合に応じて重み係数を設定する重み係数設定部を備えたことを特徴とする請求項１、７、１３記載の誤差検出装置。
【請求項３８】
前記動きベクトル検出装置は、現フレームと参照フレームに応じて重み係数を設定する重み係数設定部を備えたことを特徴とする請求項３、９、１５記載の動きベクトル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、或る評価値と参照値との誤差を検出する方法及び装置に関し、具体的には、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、或る評価値と参照値との誤差を検出する方法として或る評価値と参照値との差分絶対値を、或る評価値と参照値との誤差とする方法が知られている（例えば特許文献１参照）。しかし、前記差分絶対値を用いる方法では、ノイズ等による差分と輪郭部等の差分との差を十分に検出することができず、十分な誤差検出を行うことができないという課題がある。そこで、或る評価値と参照値との差分自乗値を、或る評価値と参照値との誤差とすることにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて、前記差分絶対値を或る評価値と参照値との誤差とする場合と比較して高精度に誤差の検出を行うものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−８３４３６号公報
【特許文献２】
特公平９−８４０１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記差分自乗値による方法では乗算手段を有するものであるため、前記差分絶対値をある評価値と参照値との誤差とする場合と比較して回路規模が増大するという課題がある。
【０００５】
本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、例えば前記ある評価値及び前記参照値を画素データとした場合に、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させることで高精度に誤差を検出するとともに、演算量を削減し回路規模を削減する誤差検出装置及び誤差検出方法、ならびに動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の誤差検出装置は、評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、前記評価値と前記参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、前記差分絶対値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成部と、前記算出された擬似誤差値を加算し部分集合単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明における動きベクトル検出装置は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、前記差分絶対値をビットフィールドに分割し、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分自乗値と差分絶対値の夫々が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成部と、前記算出された擬似誤差値を加算し各ブロック単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和部と、前記擬似誤差値総和部により算出された各ブロック単位での擬似誤差値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の誤差検出装置は、評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、前記評価集合の評価値と前記参照集合の参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、部分集合単位で前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出部と、各部分集合毎に前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記評価集合の画素値と前記参照集合の画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明における動きベクトル検出装置は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、前記現ブロックの画素値と参照ブロックの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出部と、各ブロック毎に前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出部と、前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成部と、前記擬似誤差和生成部により算出された各ブロック毎の擬似誤差和の中で最小値を検出し、当該最小値を用いて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明における誤差検出装置は、評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置において、前記評価集合の評価値及び前記参照集合の参照値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値との差分自乗値と差分絶対値とが近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価値と擬似参照値を算出する擬似値生成部と、擬似値生成部で算出された擬似評価値と擬似参照値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出部と、前記擬似差分絶対値算出部より算出された差分絶対値を加算し、部分集合単位で前記差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明における動きベクトル検出装置は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、評価画素値および参照画素値をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価画素値と擬似参照画素値を算出する擬似値生成部と、擬似値生成部で算出された擬似評価画素値と擬似参照画素値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出部と、前記擬似差分絶対値算出部により算出された差分絶対値を加算し、ブロック単位で擬似差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出部と、前記擬似差分絶対値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明における誤差検出方法は、評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、前記評価値と前記参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、前記差分絶対値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成ステップと、前記算出された擬似誤差値を加算し部分集合単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和ステップとを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明における動きベクトル検出方法は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、前記差分絶対値をビットフィールドに分割し、前記現フレームの画素値と前記参照フレームの画素値の差分自乗値と差分絶対値の夫々が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差値を算出する擬似誤差値生成ステップと、前記算出された擬似誤差値を加算し各ブロック単位で前記擬似誤差値の総和を算出する擬似誤差値総和ステップと、前記擬似誤差値総和ステップにより算出された各ブロック単位での擬似誤差値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明における誤差検出方法は、ある評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、前記評価集合の評価値と前記参照集合の参照値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、部分集合単位で前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出ステップと、各部分集合毎に前記差分絶対値和算出ステップによって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記評価集合の画素値と前記参照集合の画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成ステップとを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明における動きベクトル検出方法は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、前記現ブロックの画素値と参照ブロックの画素値との差分絶対値を順次算出する差分絶対値算出ステップと、各ブロック毎に前記差分絶対値を順次加算し前記差分絶対値の総和を算出する差分絶対値和算出ステップと、前記差分絶対値和算出部によって算出された差分絶対値の総和をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けし、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算した擬似誤差和を算出する擬似誤差和生成ステップと、前記擬似誤差和生成ステップにより算出された各ブロック毎の擬似誤差和の中で最小値を検出し、当該最小値を用いて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有することを特徴とする。
【００１６】
本発明における誤差検出方法は、評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出方法において、前記評価集合の評価値及び前記参照集合の参照値をビットフィールドに分解し、前記評価値と前記参照値との差分自乗値と差分絶対値とが近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価値と擬似参照値を算出する擬似値生成ステップと、擬似値生成部で算出された擬似評価値と擬似参照値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出ステップと、前記擬似差分絶対値算出ステップより算出された差分絶対値を加算し、部分集合単位で前記差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出ステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明における動きベクトル検出方法は、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって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、評価画素値および参照画素値をビットフィールドに分解し、前記現フレームの画素値と参照フレームの画素値との差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けした擬似評価画素値と擬似参照画素値を算出する擬似値生成ステップと、擬似値生成部で算出された擬似評価画素値と擬似参照画素値の差分絶対値を算出する擬似差分絶対値算出ステップと、前記擬似差分絶対値算出ステップにより算出された差分絶対値を加算し、ブロック単位で擬似差分絶対値の総和を算出する擬似差分絶対値和算出ステップと、前記擬似差分絶対値の総和の中で最小値を検出し、当該最小値に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップとを有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の誤差検出装置及び誤差検出方法は、ある評価集合と参照集合との誤差を検出する誤差検出装置及び誤差検出方法であって、ビットフィールドに分解し、ある評価集合の評価値と参照集合の参照値の差分自乗値と差分絶対値が近似するように各ビットフィールドの値に任意実数値である重み係数で重み付けすることにより、差分自乗値に近似した擬似的な差分絶対値を算出し差分自乗値を用いて誤差検出するのと同様の効果を得ることを実現したものである。
【００１９】
つまり、差分自乗値に近似した差分絶対値を用いて誤差を検出することにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて差分絶対値を誤差とする場合と比較して高精度に誤差を検出することが可能となる。また、擬似的な差分絶対値を用いることで、差分自乗値を用いた場合の乗算手段を多数有することとなり回路規模が増大することを抑えることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法は、前記本発明の誤差検出装置及び誤差検出方法を、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置及び方法の夫々に応用したものである。
【００２１】
前記本発明の誤差検出装置及び誤差検出方法における評価集合及び参照集合が夫々、現フレーム及び参照フレームに対応し、また、評価集合及び参照集合の部分集合がブロックに対応する。
【００２２】
つまり、フレームをいくつかのブロックに分割して、現フレーム中の現ブロックと最も相関の高いブロックを参照フレーム中から検出することによって動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法において、前記本発明の誤差検出装置及び誤差検出方法で求められる誤差を夫々相関性を求めるにあたり応用したものである。
【００２３】
また、本発明においては、前記重み付けは誤差の差分絶対値と差分自乗値誤差とが近似する値以上の範囲について重み付けすることが好ましい。これにより、誤差検出において擬似差分絶対値において差分自乗値を用いた場合と同様のノイズ等による小さな差分を低減して輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させることにより誤差を高精度に検出することが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明においては、重み係数は２の乗数であることが好ましい。これにより、重み係数が２の乗数である場合、乗算回路を要せず加算回路及びシフタ回路により実現できることにより回路規模の増大を抑えることが可能となる。
【００２５】
なお、本発明における前記重み係数はあらかじめ与えられているものとする。
【００２６】
また、本発明は、或る評価値ｘｉと参照値ｙｉとの誤差及び複数の前記或る評価値ｘｉの集合である或る評価集合Ｘと複数の前記参照値ｙｉの集合である参照集合Ｙとの誤差を検出するものであるが、前記或る評価値ｘｉと前記参照値ｙｉとは画素データ及び音声データ及び音響データ及び通信データ等値として表現される全てのデータが対象であるとする。ここで、例として前記或る評価値ｘｉと前記参照値ｙｉとを画素データとした場合について以下に説明する。
【００２７】
本発明の第１は、或る評価集合Ｘを構成する  ｉ番目の要素である或る評価画素値ｘｉの夫々を記憶し、参照集合Ｙを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの夫々を記憶し、前記或る評価画素値ｘｉと前記参照画素値ｙｉとの差分絶対値を算出し、
【００２８】
【数１】
2004328641.tif 000003
【００２９】
に示される前記差分絶対値の下位ｓ番目のビットフィールドの値ｄｉ，ｓの夫々に対して任意実数値である重み係数ａｓの夫々を付加して、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる
【００３０】
【数２】
2004328641.tif 000004
【００３１】
に示される擬似誤差値ＡＤ’Ｉを生成し、
【００３２】
【数３】
2004328641.tif 000005
【００３３】
に示される前記擬似誤差値の総和である擬似誤差値総和ＳＡＤ１を算出することを備えたものであり、前記重み係数ａｓの夫々が
【００３４】
【数４】
2004328641.tif 000006
【００３５】
に示される関係を満たす場合、前記差分絶対値の低いビットフィールドの値の影響を低減して前記差分絶対値の高いビットフィールドの値の影響を増大する、つまり、ノイズ等により生じる小さな差分を低減して輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させることにより、前記或る評価画素値ｘｉと前記参照画素値ｙｉとの誤差及び前記或る評価集合Ｘと前記参照集合Ｙとの誤差が高精度に検出されるという効果と、前記重み係数ａｓの夫々が２の乗数である場合、乗算回路を要せず加算回路及びシフタ回路等により実現できることにより回路規模の増大を抑えるという効果とをもたらすものである。
【００３６】
本発明の第２は、或る評価集合Ｘを構成する  ｉ番目の要素である或る評価画素値ｘｉの夫々を記憶し、参照集合Ｙを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの夫々を記憶し、前記或る評価画素値ｘｉと前記参照画素値ｙｉとの差分絶対値を算出し、
【００３７】
【数５】
2004328641.tif 000007
【００３８】
で示される前記差分絶対値の総和である差分絶対値和ＳＡＤを算出し、前記差分絶対値和ＳＡＤの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｅｉ，ｓの夫々に対して任意実数値である重み係数ｂｓの夫々を付加して、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる
【００３９】
【数６】
2004328641.tif 000008
【００４０】
に示される擬似誤差和ＳＡＤ２を生成することを備えたものであり、前記重み係数ｂｓの夫々が
【００４１】
【数７】
2004328641.tif 000009
【００４２】
に示される関係を満たす場合、前記差分絶対値和の低いビットフィールドの値の影響を低減して前記差分絶対値和の高いビットフィールドの値の影響を増大する、つまり、ノイズ等により生じる小さな差分を低減して輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させることにより、前記或る評価集合Ｘと前記参照集合Ｙとの誤差が高精度に検出されるという効果と、前記重み係数ｂｓの夫々が２の乗数である場合、乗算回路を要せず加算回路及びシフタ回路等により実現できることにより回路規模の増大を抑えるという効果とをもたらすものである。
【００４３】
本発明の第３は、或る評価集合Ｘを構成する  ｉ番目の要素である或る評価画素値ｘｉの夫々を記憶し、参照集合Ｙを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの夫々を記憶し、
【００４４】
【数８】
2004328641.tif 000010
【００４５】
に示される前記或る評価画素値ｘｉの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｘｉ，ｓ夫々に対して任意実数値である重み係数ｔｓの夫々を付加して重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる
【００４６】
【数９】
2004328641.tif 000011
【００４７】
に示される擬似評価画素値ｘ’Ｉを生成し、
【００４８】
【数１０】
2004328641.tif 000012
【００４９】
に示される前記参照画素値ｙｉの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｙｉ，ｓ夫々に対して任意実数値である重み係数ｕｓの夫々を付加して重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる
【００５０】
【数１１】
2004328641.tif 000013
【００５１】
に示される擬似参照画素値ｙ’Ｉを生成し、前記擬似評価画素値と前記擬似参照画素値との差分絶対値である
【００５２】
【数１２】
2004328641.tif 000014
【００５３】
に示される擬似差分絶対値ＡＤ３を算出し、前記擬似差分絶対値の総和である
【００５４】
【数１３】
2004328641.tif 000015
【００５５】
に示される擬似差分絶対値和ＳＡＤ３を算出することを備えたものであり、前記重み係数ｔｓの夫々が
【００５６】
【数１４】
2004328641.tif 000016
【００５７】
に示される関係を満たす場合、前記或る評価値の低いビットフィールドの値の影響を低減して前記前記或る評価値の高いビットフィールドの値の影響を増大し、前記重み係数ｕｓの夫々が
【００５８】
【数１５】
2004328641.tif 000017
【００５９】
に示される関係を満たす場合、前記参照値の低いビットフィールドの値の影響を低減して前記参照値の高いビットフィールドの値の影響を増大するため、前記擬似評価画素値と前記擬似参照画素値との差分絶対値はノイズ等により生じる小さな差分が低減され輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分が増大されることにより、前記或る評価画素値ｘｉと前記参照画素値ｙｉとの誤差及び前記或る評価集合Ｘと前記参照集合Ｙとの誤差が高精度に検出されるという効果と、前記重み係数ｔｓの夫々と前記重み係数ｕｓの夫々とが２の乗数である場合、乗算回路を要せず加算回路及びシフタ回路等により実現できることにより回路規模の増大を抑えるという効果とをもたらすものである。
【００６０】
本発明の第４は、前記本発明の第１〜第３の夫々は更に、前記重み係数の設定変更が可能であることを備えたものであり、前記重み係数の値を可変とすることにより、高精度に誤差を検出するという効果と回路規模の増大を抑えるという効果との比重を変更できるという効果をもたらすものである。
【００６１】
上記のように、本発明は、或る評価値ｘｉと参照値ｙｉとの誤差及び複数の前記或る評価値ｘｉの集合である或る評価集合Ｘと複数の前記参照値ｙｉの集合である参照集合Ｙとの誤差を検出するものであるが、本発明の実施の形態の例として、本発明の誤差検出をフレームをいくつかのブロックに分割して評価フレーム中の評価ブロックとの誤差が最小となる参照ブロックを参照フレーム中から検出することにより動きベクトルを決定する動きベクトル検出に適用した場合について説明する。ここで、評価フレームは（Ｍ×Ｎ）個の評価画素より構成されるものとし、評価ブロックは前記評価フレーム中のＭ個の画素より構成される或るブロックとし、参照フレームは（Ｍ×Ｎ）個の参照画素より構成されるものとし、参照ブロックは前記参照フレーム中のＭ個の画素より構成される或るブロックとし、Ｎ個の参照ブロックが存在するものとする。
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１６を用いて説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の構成図である。図１において、１１は評価フレーム記憶部、１２は参照フレーム記憶部、１３は差分絶対値算出部、１４は擬似誤差値生成部、１５は擬似誤差値総和部、１６は動きベクトル検出部である。評価フレーム記憶部１１は、評価フレームを構成する  ｉ番目の要素で評価画素値ｘｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。参照フレーム記憶部１２は、参照フレームを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。差分絶対値算出部１３は、評価画素値ｘｉと参照画素値ｙｉとの差分絶対値を算出する。擬似誤差値生成部１４は、（数１）に示される差分絶対値算出部１３で算出された差分絶対値の下位ｓ番目のビットフィールドの値ｄｉ，ｓの夫々に対して任意実数値である重み係数ａｓの夫々を付加して、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる（数２）に示される擬似誤差値ＡＤ’ｉを生成する。
【００６４】
擬似誤差値総和部１５は、擬似誤差値生成部１４で生成された擬似誤差値を用いて（数３）に示される或る参照ブロックにおけるＭ個の前記擬似誤差値の総和である擬似誤差値総和ＳＡＤ１を算出する。動きベクトル検出部１６は、擬似誤差値総和部１５で生成された夫々の参照ブロックにおけるＮ個の擬似誤差値総和のなかから最小であるものを検出して動きベクトルを決定する。
【００６５】
図２に実施の形態１の処理手順のフローチャートを示す。図２に示すように、Ｓ１０１において、評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始しＳ１０２へ移行する。Ｓ１０２において、差分絶対値を算出しＳ１０３へ移行する。Ｓ１０３において、擬似誤差値を生成しＳ１０４へ移行する。Ｓ１０４において、擬似誤差値を加算しＳ１０５へ移行する。Ｓ１０５において、参照ブロックにおける擬似誤差値総和を得たか、つまり、参照ブロックにおけるＭ個の擬似誤差値の総和を得たかを確認し、得た場合はＳ１０６へ移行し、得てない場合はＳ１０２へ移行する。Ｓ１０６において、擬似誤差値総和を記憶しＳ１０７へ移行する。Ｓ１０７において、全参照ブロックの擬似誤差値総和を得たか、つまり、全参照ブロックの夫々におけるＮ個の擬似誤差値総和を得たか確認し、得た場合はＳ１０８へ移行し、得てない場合はＳ１０２へ移行する。Ｓ１０８において、擬似誤差値総和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定し、Ｓ１０９へ移行する。Ｓ１０９において、処理を終了する。
【００６６】
次に、具体例を用いて実施の形態１について説明する。図３に示すように、評価フレームは１６個の評価画素より構成されるものとし、評価フレーム内の評価画素（１−１）と評価画素（１−２）と評価画素（１−３）と評価画素（１−４）とにより構成されるブロックを評価ブロックとする。図４に示すように、参照フレームは１６個の参照画素より構成されるものとし、参照フレーム内の参照画素（１−１）と参照画素（１−２）と参照画素（１−３）と参照画素（１−４）とにより構成されるブロックを参照ブロック１とし、前記参照フレーム内の参照画素（２−１）と参照画素（２−２）と参照画素（２−３）と参照画素（２−４）とにより構成されるブロックを参照ブロック２とし、前記参照フレーム内の参照画素（３−１）と参照画素（３−２）と参照画素（３−３）と参照画素（３−４）とにより構成されるブロックを参照ブロック３とし、前記参照フレーム内の参照画素（４−１）と参照画素（４−２）と参照画素（４−３）と参照画素（４−４）とにより構成されるブロックを参照ブロック４とする。夫々の評価画素の値と夫々の参照画素の値とは３ビットのバイナリデータとする。
【００６７】
次に図１に基づき説明する。評価フレーム記憶部１１は、評価ブロック内の４個の評価画素値を記憶する。参照フレーム記憶部１２は、参照フレーム内の１６個の参照画素値を記憶する。差分絶対値算出部１３は、評価フレーム記憶部１１に記憶された或る評価画素値と参照フレーム記憶部１２に記憶された或る参照画素値との差分絶対値を算出する。ここで、擬似誤差値総和部１５が評価ブロックと参照ブロック１との擬似誤差値総和を算出する場合、差分絶対値算出部１３は評価画素（１−１）と参照画素（１−１）との差分絶対値と、評価画素（１−２）と参照画素（１−２）との差分絶対値と、評価画素（１−３）と参照画素（１−３）との差分絶対値と、評価画素（１−４）と参照画素（１−４）との差分絶対値とを算出し、擬似誤差値総和部１５が評価ブロックと参照ブロック２との擬似誤差値総和を算出する場合、差分絶対値算出部１３は評価画素（１−１）と参照画素（２−１）との差分絶対値と、評価画素（１−２）と参照画素（２−２）との差分絶対値と、評価画素（１−３）と参照画素（２−３）との差分絶対値と、評価画素（１−４）と参照画素（２−４）との差分絶対値とを算出し、擬似誤差値総和部１５が評価ブロックと参照ブロック３との擬似誤差値総和を算出する場合、差分絶対値算出部１３は評価画素（１−１）と参照画素（３−１）との差分絶対値と、評価画素（１−２）と参照画素（３−２）との差分絶対値と、評価画素（１−３）と参照画素（３−３）との差分絶対値と、評価画素（１−４）と参照画素（３−４）との差分絶対値とを算出し、擬似誤差値総和部１５が評価ブロックと参照ブロック４との擬似誤差値総和を算出する場合、差分絶対値算出部１３は評価画素（１−１）と参照画素（４−１）との差分絶対値と、評価画素（１−２）と参照画素（４−２）との差分絶対値と、評価画素（１−３）と参照画素（３−３）との差分絶対値と、評価画素（１−４）と参照画素（３−４）との差分絶対値とを算出する。擬似誤差値生成部１４は、差分絶対値算出部１３で算出された差分絶対値から擬似誤差値を生成する。（数１）に示されるように、或る評価値ｘｉと或る参照画素値ｙｉとの差分絶対値ＡＤｉの最上位ビットであるビットフィールド２の値はｄｉ，２と、最上から２ビット目のビットであるビットフィールド１の値はｄｉ，１と、最上位から３ビット目のビットであるビットフィールド０の値はｄｉ，０となる。（数２）に示されるように、ｄｉ，２に対してａ２を重み付けし、ｄｉ，１に対してａ１を重み付けし、ｄｉ，０に対してａ０を重み付けし、これらの総和を算出することにより擬似誤差値ＡＤ’ｉを生成する。ここで、ａ２とａ１とａ０とが（数４）の関係を満たす場合、例えば、（ａ２／２２）＝  ２２とし（ａ１  ／２１）＝  ２１とし（ａ０  ／２０）＝  ２０とした場合の擬似誤差値生成部１４の構成を図５に示す。
【００６８】
図５において、５１はｄｉ，２格納レジスタ、５２はｄｉ，１格納レジスタ、５３はｄｉ，０格納レジスタ、５４はｄｉ，２重み付けレジスタ、５５はｄｉ，１重み付けレジスタ、５６はｄｉ，０重み付けレジスタ、５７は加算器、５８は擬似誤差値レジスタである。ｄｉ，２格納レジスタ５１は、１ビット幅のレジスタであり、差分絶対値算出部１３で算出された差分絶対値のビットフィールド２の値を格納する。ｄｉ，１格納レジスタ５２は、１ビット幅のレジスタであり、差分絶対値算出部１３で算出された差分絶対値のビットフィールド１の値を格納する。ｄｉ，０格納レジスタ５３は、１ビット幅のレジスタであり、差分絶対値算出部１３で算出された差分絶対値のビットフィールド０の値を格納する。ｄｉ，２重み付けレジスタ５４は、５ビット幅のレジスタであり、ｄｉ，２格納レジスタ５１に格納された値ｄｉ，２に対してａ２を重み付けした値を格納する。ここで、ａ２＝  ２４であることより、図６に示すようにｄｉ，２重み付けレジスタ５４の最上位ビットであるビットフィールド４にｄｉ，２を格納し、ビットフィールド３とビットフィールド２とビットフィールド１とビットフィールド０とに０を格納する。ｄｉ，１重み付けレジスタ５５は、３ビット幅のレジスタであり、ｄｉ，１格納レジスタ５２に格納された値ｄｉ，１に対してａ１を重み付けした値を格納する。ここで、ａ１＝  ２２であることより、図７に示すようにｄｉ，１重み付けレジスタ５５の最上位ビットであるビットフィールド２にｄｉ，１を格納し、ビットフィールド１とビットフィールド０とに０を格納する。ｄｉ，０重み付けレジスタ５６は、１ビット幅のレジスタであり、ｄｉ，０格納レジスタ５３に格納された値ｄｉ，０に対してａ０を重み付けした値を格納する。ここで、ａ０＝  ２０であることより、図８に示すようにｄｉ，０重み付けレジスタ５６の最上位ビットであるビットフィールド０にｄｉ，０を格納する。加算器５７は、ｄｉ，２重み付けレジスタ５４に格納された値とｄｉ，１重み付けレジスタ５５に格納された値とｄｉ，０重み付けレジスタ５６に格納された値との加算を行う。擬似誤差値レジスタ５８は、５ビット幅のレジスタであり、加算器５７による加算結果を格納する。擬似誤差値総和部１５は、擬似誤差値生成部１４により生成された擬似誤差値を用いて評価ブロックと４個の参照ブロックの夫々との擬似誤差値総和を算出する。
【００６９】
擬似誤差値総和部１５は、評価ブロックと参照ブロック１との擬似誤差値総和を算出する場合、擬似誤差値生成部１４において評価画素（１−１）と参照画素（１−１）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−２）と参照画素（１−２）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−３）と参照画素（１−３）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−４）と参照画素（１−４）との差分絶対値から生成された擬似誤差値との総和を算出し、評価ブロックと参照ブロック２との擬似誤差値総和を算出する場合、擬似誤差値生成部１４において評価画素（１−１）と参照画素（２−１）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−２）と参照画素（２−２）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−３）と参照画素（２−３）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−４）と参照画素（２−４）との差分絶対値から生成された擬似誤差値との総和を算出し、評価ブロックと参照ブロック３との擬似誤差値総和を算出する場合、擬似誤差値生成部１４において評価画素（１−１）と参照画素（３−１）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−２）と参照画素（３−２）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−３）と参照画素（３−３）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−４）と参照画素（３−４）との差分絶対値から生成された擬似誤差値との総和を算出し、評価ブロックと参照ブロック４との擬似誤差値総和を算出する場合、擬似誤差値生成部１４において評価画素（１−１）と参照画素（４−１）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−２）と参照画素（４−２）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−３）と参照画素（４−３）との差分絶対値から生成された擬似誤差値と、評価画素（１−４）と参照画素（４−４）との差分絶対値から生成された擬似誤差値との総和を算出する。動きベクトル検出部１６は、擬似誤差値総和部１５により算出された評価ブロックと参照ブロック１との擬似誤差値総和と、評価ブロックと参照ブロック２との擬似誤差値総和と、評価ブロックと参照ブロック３との擬似誤差値総和と、評価ブロックと参照ブロック４との擬似誤差値総和とを記憶し、これら４個の擬似誤差値総和のなかから最小であるものを検出して評価ブロックの動きベクトルを決定する。
【００７０】
図９に本具体例の処理手順のフローチャートを示す。図９に示すように、Ｓ５０１において、評価ブロックの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始しＳ５０２へ移行する。Ｓ５０２において、差分絶対値を算出しＳ５０３へ移行する。Ｓ５０３において、擬似誤差値を生成しＳ５０４へ移行する。Ｓ５０４において、擬似誤差値を加算しＳ５０５へ移行する。Ｓ５０５において、参照ブロックにおける４個の擬似誤差値の総和である擬似誤差値総和を得たかを確認し、得た場合はＳ５０６へ移行し、得てない場合はＳ５０２へ移行する。Ｓ５０６において、擬似誤差値総和を記憶しＳ５０７へ移行する。Ｓ５０７において、４個の参照ブロックにおける夫々の擬似誤差値総和を得たかを確認し、得た場合はＳ５０８へ移行し、得てない場合はＳ５０２へ移行する。Ｓ５０８において、４個の擬似誤差値総和のなかから最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定し、Ｓ５０９へ移行する。Ｓ５０９において、処理を終了する。
【００７１】
図１０に本具体例における差分絶対値と擬似誤差値との関係を示す。ここで、Ｘ座標を差分絶対値としＹ座標を擬似誤差値としてプロットした。図１０により本具体例における擬似誤差値は差分自乗値に近似していることが分かる。また、擬似誤差値の生成は図５で示したように乗算器を用いずビットシフトのみで実現することが可能である。
【００７２】
このように、差分自乗値に近似した差分絶対値を用いて誤差を検出することにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて差分絶対値を誤差とする場合と比較して高精度に誤差を検出することが可能となる。また、擬似的な差分絶対値を用いることで、差分自乗値を用いた場合の乗算手段を多数有することとなり回路規模が増大することを抑えることが可能となる。
【００７３】
（実施の形態２）
図１１は実施の形態２の構成図である。図１１において、２１は評価フレーム記憶部、２２は参照フレーム記憶部、２３は差分絶対値算出部、２４は差分絶対値和算出部、２５は擬似誤差和生成部、２６は動きベクトル検出部である。評価フレーム記憶部２１は、評価フレームを構成する  ｉ番目の要素で評価画素値ｘｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。参照フレーム記憶部２２は、参照フレームを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。差分絶対値算出部２３は、評価画素値ｘｉと参照画素値ｙｉとの差分絶対値を算出する。差分絶対値和算出部２４は、差分絶対値算出部２３で生成された差分絶対値を用いて（数５）で示される或る参照ブロックにおけるＭ個の差分絶対値の総和である差分絶対値和ＳＡＤを算出する。擬似誤差和生成部２５は、差分絶対値和算出部２４で生成された差分絶対値和ＳＡＤの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｅｉ，ｓの夫々に対して任意実数値である重み係数ｂｓの夫々を付加して、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる（数６）に示される擬似誤差和ＳＡＤ２を生成する。動きベクトル検出部２６は、擬似誤差和生成部２５で生成された夫々の参照ブロックにおけるＮ個の擬似誤差和のなかから最小であるものを検出して動きベクトルを決定する。
【００７４】
図１２に実施の形態２の処理手順のフローチャートを示す。図１２に示すように、Ｓ２０１において、評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始しＳ２０２へ移行する。Ｓ２０２において、差分絶対値を算出しＳ２０３へ移行する。Ｓ２０３において、差分絶対値を加算しＳ２０４へ移行する。Ｓ２０４において、参照ブロックにおける差分絶対値和を得たか、つまり、参照ブロックにおけるＭ個の差分絶対値の和を得たかを確認し、得た場合はＳ２０５へ移行し、得てない場合はＳ２０２へ移行する。Ｓ２０５において、擬似誤差和を生成しＳ２０６へ移行する。Ｓ２０６において、擬似誤差和を記憶しＳ２０７へ移行する。Ｓ２０７において、全参照ブロックの擬似誤差和を得たか、つまり、全参照ブロックの夫々におけるＮ個の擬似誤差和を得たかを確認し、得た場合はＳ２０８へ移行し、得てない場合はＳ２０２へ移行する。Ｓ２０８において、擬似誤差和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定し、Ｓ２０９へ移行する。Ｓ２０９において、処理を終了する。なお、具体例については、実施の形態１と同様に考えれば類推可能である。
【００７５】
このように、差分自乗値に近似した差分絶対値を用いて誤差を検出することにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて差分絶対値を誤差とする場合と比較して高精度に誤差を検出することが可能となる。また、擬似的な差分絶対値を用いることで、差分自乗値を用いた場合の乗算手段を多数有することとなり回路規模が増大することを抑えることが可能となる。
【００７６】
（実施の形態３）
図１３は実施の形態３の構成図である。図１３において、３１は評価フレーム記憶部、３２は参照フレーム記憶部、３３は擬似評価画素値生成部、３４は擬似参照画素値生成部、３５は擬似差分絶対値算出部、３６は擬似差分絶対値和算出部、３７は動きベクトル検出部である。評価フレーム記憶部３１は、評価フレームを構成する  ｉ番目の要素で評価画素値ｘｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。参照フレーム記憶部３２は、参照フレームを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。擬似評価画素値生成部３３は、（数８）に示される評価画素値ｘｉの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｘｉ，ｓ夫々に対して任意実数値である重み係数ｔｓの夫々を付加して重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる（数９）に示される擬似評価画素値ｘ’Ｉを生成する。擬似参照画素値生成部３４は、（数１０）に示される参照画素値ｙｉの下位ｓ番目のビットフィールドの値ｙｉ，ｓ夫々に対して任意実数値である重み係数ｕｓの夫々を付加して重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる（数１１）に示される擬似参照画素値ｙ’Ｉを生成する。擬似差分絶対値算出部３５は、擬似評価画素値生成部３３で生成された擬似評価画素値と擬似参照画素値生成部３４で生成された擬似参照画素値との差分絶対値ＡＤ３を算出する。擬似差分絶対値和算出部３６は、擬似差分絶対値算出部３５で算出された擬似画素差分絶対値を用いて或る参照ブロックにおけるＭ個の前記擬似画素差分絶対値の総和である擬似差分絶対値和ＳＡＤ３を算出する。動きベクトル検出部３７は、擬似差分絶対値和算出部３６で算出された夫々の参照ブロックにおけるＮ個の擬似誤差値総和のなかから最小であるものを検出して動きベクトルを決定する。
【００７７】
図１４に実施の形態３の処理手順のフローチャートを示す。図１４に示すように、Ｓ３０１において、評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始しＳ３０２へ移行する。Ｓ３０２において、擬似評価画素値と擬似参照画素値とを生成してＳ３０３へ移行する。Ｓ３０３において、擬似差分絶対値を算出しＳ３０４へ移行する。Ｓ３０４において、擬似差分絶対値を加算しＳ３０５へ移行する。Ｓ３０５において、参照ブロックにおける擬似差分絶対値和を得たか、つまり、参照ブロックにおけるＭ個の擬似差分絶対値和を得たかを確認し、得た場合はＳ３０６へ移行し、得てない場合はＳ３０２へ移行する。Ｓ３０６において、擬似差分絶対値和を記憶しＳ３０７へ移行する。Ｓ３０７において、全参照ブロックの擬似差分絶対値和を得たか、つまり、全参照ブロックの夫々におけるＮ個の擬似差分絶対値和を得たかを確認し、得た場合はＳ３０８へ移行し、得てない場合はＳ３０２へ移行する。Ｓ３０８において、擬似差分絶対値和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定し、Ｓ３０９へ移行する。Ｓ３０９において、処理を終了する。なお具体例については実施の形態１と同様に考えれば類推可能である。
【００７８】
このように、差分自乗値に近似した差分絶対値を用いて誤差を検出することにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて差分絶対値を誤差とする場合と比較して高精度に誤差を検出することが可能となる。また、擬似的な差分絶対値を用いることで、差分自乗値を用いた場合の乗算手段を多数有することとなり回路規模が増大することを抑えることが可能となる。
【００７９】
（実施の形態４）
図１５は実施の形態４の構成図である。図１５において、４１は参照フレーム記憶部、４２は参照フレーム記憶部、４３は重み係数設定部、４４は差分絶対値算出部、４５は擬似誤差値生成部、４６は擬似誤差値総和部、４７は動きベクトル検出部である。評価フレーム記憶部４１は、評価フレームを構成する  ｉ番目の要素で評価画素値ｘｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。参照フレーム記憶部４２は、参照フレームを構成する  ｉ番目の要素である参照画素値ｙｉの（Ｍ×Ｎ）個の夫々を記憶する。重み係数設定部４３は、擬似誤差値生成部４５に重み係数ａｓを設定する。差分絶対値算出部４４は、評価画素値ｘｉと参照画素値ｙｉとの差分絶対値を算出する。擬似誤差値生成部４５は、（数１）に示される差分絶対値算出部４４で算出された差分絶対値の下位ｓ番目のビットフィールドの値ｄｉ，ｓの夫々に対して重み係数設定部４３により設定された重み係数ａｓの夫々を付加して、重み付けされた夫々のビットフィールドの値を加算することにより得られる（数２）に示される擬似誤差値ＡＤ’Ｉを生成する。擬似誤差値総和部４６は、擬似誤差値生成部４５で生成された擬似誤差値を用いて（数３）に示される或る参照ブロックにおけるＭ個の前記擬似誤差値の総和である擬似誤差値総和ＳＡＤ１を算出する。動きベクトル検出部４７は、擬似誤差値総和部４６で生成された夫々の参照ブロックにおけるＮ個の擬似誤差値総和のなかから最小であるものを検出して動きベクトルを決定する。
【００８０】
図１６に実施の形態４の処理手順のフローチャートを示す。図１６に示すように、Ｓ４０１において、評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始しＳ４０２へ移行する。Ｓ４０２において、重み係数を設定しＳ４０３へ移行する。Ｓ４０３において、差分絶対値を算出しＳ４０４へ移行する。Ｓ４０４において、擬似誤差値を生成しＳ４０５へ移行する。Ｓ４０５において、擬似誤差値を加算しＳ４０６へ移行する。Ｓ４０６において、参照ブロックにおける擬似誤差値総和を得たか、つまり、参照ブロックにおけるＭ個の擬似誤差値の総和を得たかを確認し、得た場合はＳ４０７へ移行し、得てない場合はＳ４０３へ移行する。Ｓ４０７において、擬似誤差値総和を記憶しＳ４０８へ移行する。Ｓ４０８において、全参照ブロックの擬似誤差値総和を得たか、つまり、全参照ブロックの夫々におけるＮ個の擬似誤差値総和を得たかを確認し、得た場合はＳ４０９へ移行し、得てない場合はＳ４０３へ移行する。Ｓ４０９において、擬似誤差値総和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定し、Ｓ４１０へ移行する。Ｓ４１０において、処理を終了する。なお具体例については実施の形態１と同様に考えれば類推可能である。
【００８１】
このように、差分自乗値に近似した差分絶対値を用いて誤差を検出することにより、ノイズ等により生じる小さな差分を低減し、輪郭部等の位相の差異により生じる大きな差分を増大させて差分絶対値を誤差とする場合と比較して高精度に誤差を検出することが可能となる。また、擬似的な差分絶対値を用いることで、差分自乗値を用いた場合の乗算手段を多数有することとなり回路規模が増大することを抑えることが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、回路規模の増大を抑えつつ高精度に或る評価値と参照値との誤差を検出することを実現できる。又、回路規模の増大を抑えつつ高精度に動きベクトルを決定することを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の構成図
【図２】実施の形態１の処理手順のフローチャート
【図３】実施の形態１における評価フレーム及び評価ブロックの図
【図４】実施の形態１における参照フレーム及び参照ブロックの図
【図５】実施の形態１における擬似誤差値生成部の構成図
【図６】実施の形態１におけるｄｉ，２重み付けレジスタを示す図
【図７】実施の形態１におけるｄｉ，１重み付けレジスタを示す図
【図８】実施の形態１におけるｄｉ，０重み付けレジスタを示す図
【図９】実施の形態１の処理手順のフローチャート
【図１０】実施の形態１における差分絶対値と擬似誤差値との関係図
【図１１】実施の形態２の構成図
【図１２】実施の形態２の処理手順のフローチャート
【図１３】実施の形態３の構成図
【図１４】実施の形態３の処理手順のフローチャート
【図１５】実施の形態４の構成図
【図１６】実施の形態４の処理手順のフローチャート
【符号の説明】
１１  評価フレーム記憶部
１２  参照フレーム記憶部
１３  差分絶対値算出部
１４  擬似誤差値生成部
１５  擬似誤差値総和部
１６  動きベクトル検出部
２１  評価フレーム記憶部
２２  参照フレーム記憶部
２３  差分絶対値算出部
２４  差分絶対値和算出部
２５  擬似誤差和生成部
２６  動きベクトル検出部
３１  評価フレーム記憶部
３２  参照フレーム記憶部
３３  擬似評価画素値生成部
３４  擬似参照画素値生成部
３５  擬似差分絶対値算出部
３６  擬似差分絶対値和算出部
３７  動きベクトル検出部
４１  評価フレーム記憶部
４２  参照フレーム記憶部
４３  重み係数設定部
４４  差分絶対値算出部
４５  擬似誤差値生成部
４６  擬似誤差値総和部
４７  動きベクトル検出部
５１  ｄｉ，２格納レジスタ
５２  ｄｉ，１格納レジスタ
５３  ｄｉ，０格納レジスタ
５４  ｄｉ，２重み付けレジスタ
５５  ｄｉ，１重み付けレジスタ
５６  ｄｉ，０重み付けレジスタ
５７  加算器
５８  擬似誤差値レジスタ
Ｓ１０１  評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始するステップ
Ｓ１０２  差分絶対値を算出するステップ
Ｓ１０３  擬似誤差値を生成するステップ
Ｓ１０４  擬似誤差値を加算するステップ
Ｓ１０５  参照ブロックにおける擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ１０６  擬似誤差値総和を記憶するステップ
Ｓ１０７  全参照ブロックの擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ１０８  擬似誤差値総和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定するステップ
Ｓ１０９  処理を終了するステップ
Ｓ２０１  評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始するステップ
Ｓ２０２  差分絶対値を算出するステップ
Ｓ２０３  差分絶対値を加算するステップ
Ｓ２０４  参照ブロックにおける差分絶対値和を得たかを確認するステップ
Ｓ２０５  擬似誤差和を生成するステップ
Ｓ２０６  擬似誤差和を記憶するステップ
Ｓ２０７  全参照ブロックの擬似誤差和を得たかを確認するステップ
Ｓ２０８  擬似誤差和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定するステップ
Ｓ２０９  処理を終了するステップ
Ｓ３０１  評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始するステップ
Ｓ３０２  擬似評価画素値と擬似参照画素値とを生成するステップ
Ｓ３０３  擬似差分絶対値を算出するステップ
Ｓ３０４  擬似差分絶対値を加算するステップ
Ｓ３０５  参照ブロックにおける擬似差分絶対値和を得たかを確認するステップ
Ｓ３０６  擬似差分絶対値和を記憶するステップ
Ｓ３０７  全参照ブロックの擬似差分絶対値和を得たかを確認するステップ
Ｓ３０８  擬似差分絶対値和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定するステップ
Ｓ３０９  処理を終了するステップ
Ｓ４０１  評価フレームの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始するステップ
Ｓ４０２  重み係数を設定するステップ
Ｓ４０３  差分絶対値を算出するステップ
Ｓ４０４  擬似誤差値を生成するステップ
Ｓ４０５  擬似誤差値を加算するステップ
Ｓ４０６  参照ブロックにおける擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ４０７  擬似誤差値総和を記憶するステップ
Ｓ４０８  全参照ブロックの擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ４０９  擬似誤差値総和の最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定するステップ
Ｓ４１０  処理を終了するステップ
Ｓ５０１  評価ブロックの評価画素値と参照フレームの参照画素値とが記憶されると処理を開始するステップ
Ｓ５０２  差分絶対値を算出するステップ
Ｓ５０３  擬似誤差値を生成するステップ
Ｓ５０４  擬似誤差値を加算するステップ
Ｓ５０５  参照ブロックにおける４個の擬似誤差値の総和である擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ５０６  擬似誤差値総和を記憶するステップ
Ｓ５０７  ４個の参照ブロックにおける夫々の擬似誤差値総和を得たかを確認するステップ
Ｓ５０８  ４個の擬似誤差値総和のなかから最小値を検出し、評価ブロックの動きベクトルを決定するステップ
Ｓ５０９  処理を終了するステップ
【図１】
2004328641.tif 000018
【図２】
2004328641.tif 000019
【図３】
2004328641.tif 000020
【図４】
2004328641.tif 000021
【図５】
2004328641.tif 000022
【図６】
2004328641.tif 000023
【図７】
2004328641.tif 000024
【図８】
2004328641.tif 000025
【図９】
2004328641.tif 000026
【図１０】
2004328641.tif 000027
【図１１】
2004328641.tif 000028
【図１２】
2004328641.tif 000029
【図１３】
2004328641.tif 000030
【図１４】
2004328641.tif 000031
【図１５】
2004328641.tif 000032
【図１６】
2004328641.tif 000033