(57)【要約】【課題】  本発明は、動きベクトル検出回路に関し、特に初期偏位ベクトルを用いた動きベクトルの検出に適用して、煩雑な構成を有効に回避して動きベクトル検出の精度を向上する。【解決手段】  本発明は、処理対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向の検出済の動きベクトルＡ１〜Ｈ３から、最大値及び最小値の動きベクトルＶ１〜Ｖ１６を選択して初期偏位ベクトルＶ１の候補を絞り込む。【選択図】        図１
2005080068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを基準にしてビデオ信号を処理して動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路において、
検出した前記動きベクトルをメモリに順次記録し、
前記メモリに記録した前記動きベクトルから、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックの周囲の動きベクトル検出ブロックに係る動きベクトルを選択して前記初期偏位ベクトルの候補に設定し、
前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした、前記初期偏位ベクトルの候補による動き補正結果の比較により、前記初期偏位ベクトルを検出し、
前記メモリからの前記動きベクトルの選択による前記初期偏位ベクトルの候補の設定において、
前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから前記周囲の動きベクトル検出ブロックへの少なくとも１つの方向については、少なくとも３つ以上の動きベクトル検出ブロックから動きベクトルを選択し、該選択した動きベクトルから、前記方向に、最大値及び最小値の動きベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルの候補に設定する
ことを特徴とする動きベクトル検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きベクトル検出回路に関し、特に初期偏位ベクトルを用いた動きベクトルの検出に適用することができる。本発明は、処理対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした１つの方向の検出済の動きベクトルから、最大値及び最小値の動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルの候補を絞り込むことにより、煩雑な構成を有効に回避して動きベクトル検出の精度を向上することができるようにする。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオ信号の高能率符号化処理においては、動きベクトルを用いてフレーム間符号化処理の効率を向上するようになされており、またテレビジョン信号のフォーマット変換においては、動きベクトルを用いた動き補正により、フィールド数の変換によるギクシャクとした動きを滑らかな動きに補正するようになされている。
【０００３】
このような動きベクトルの検出は、ビデオ信号をｍ画素×ｎライン（ｍ、ｎは整数）による動きベクトルの検出単位（すなわち動きベクトル検出ブロックである）にブロック化し、各ブロック毎に動きベクトルを検出するようになされており、例えば特開昭５５−１６２６８３号公報、特開昭５５−１６２６８４号公報に開示のパターンマッチング法、特開昭６０−１５８７８６号公報に開示の勾配法、位相相関法等が用いられるようになされている。
【０００４】
このような動きベクトル検出手法のうち勾配法においては、画素値の勾配を基準にして動きベクトルを検出する方法であり、動き量が大きい場合には、動きベクトルの検出精度が劣化する。このためこの種の動きベクトル検出方法においては、勾配法を反復適用する反復勾配法により動きベクトルを検出するようになされている。
【０００５】
このような勾配法による動きベクトルの検出においては、例えば特開昭６２−２０６９８０号公報に、初期偏位ベクトルを用いて動きベクトルを検出する方法が提案されるようになされている。ここでこの初期偏位ベクトルは、動きベクトルの予測値であり、この方法の場合、初期偏位ベクトルと偏位ベクトルとの加算により動きベクトルが検出される。特開平４−７８２８６号公報には、この初期偏位ベクトルの設定方法が提案されるようになされており、この方法においては、隣接する動きベクトル検出ブロックで既に検出されている複数の動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に設定し、これら候補の中から最適な動きベクトル選択してこの初期偏位ベクトルに設定するようになされている。
【０００６】
しかしながら勾配法による動きベクトルの検出精度にあっては、せいぜい±３画素程度であることにより、初期偏位ベクトルと偏位ベクトルとの加算により動きベクトルを検出する場合でも、動きが急変した領域にあっては、この動きに追従して精度良く動きベクトルを検出できない問題がある。
【０００７】
この問題を解決する１つの方法として、特開平４−７８２８６号公報に開示の手法を適用して、初期偏位ベクトルの候補を多数設けることが考えられるが、このようにすると初期偏位ベクトルの選択に係る構成が煩雑になる問題がある。
【特許文献１】特開昭５５−１６２６３号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６２６８４号公報
【特許文献３】特開昭６０−１５８７８６号公報
【特許文献４】特開昭６２−２０６９８０号公報
【特許文献５】特開平４−７８２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、煩雑な構成を有効に回避して動きベクトル検出の精度を向上することができる動きベクトル検出回路を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
係る課題を解決するため請求項１の発明においては、初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを基準にしてビデオ信号を処理して動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路に適用して、検出した前記動きベクトルをメモリに順次記録し、前記メモリに記録した前記動きベクトルから、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックの周囲の動きベクトル検出ブロックに係る動きベクトルを選択して前記初期偏位ベクトルの候補に設定し、前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした、前記初期偏位ベクトルの候補による動き補正結果の比較により、前記初期偏位ベクトルを検出し、前記メモリからの前記動きベクトルの選択による前記初期偏位ベクトルの候補の設定において、前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから前記周囲の動きベクトル検出ブロックへの少なくとも１つの方向については、少なくとも３つ以上の動きベクトル検出ブロックの動きベクトルを選択し、該選択した動きベクトルから、前記方向に、最大値及び最小値の動きベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルの候補に設定する。
【００１０】
請求項１の構成に係る初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを基準にしてビデオ信号を処理して動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路においては、初期偏位ベクトルの候補を多数設定することにより、検出精度を向上し得る。これにより請求項１の構成により、検出した前記動きベクトルをメモリに順次記録し、前記メモリに記録した前記動きベクトルから、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックの周辺の動きベクトル検出ブロックに係る動きベクトルを選択して前記初期偏位ベクトルの候補に設定し、前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした、前記初期偏位ベクトルの候補による動き補正結果の比較により、前記初期偏位ベクトルを検出し、前記メモリからの前記動きベクトルの選択による前記初期偏位ベクトルの候補の設定において、前記動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから前記周辺の動きベクトル検出ブロックへの少なくとも１つの方向については、少なくとも３つ以上の動きベクトル検出ブロックの動きベクトルを選択し、該選択した動きベクトルから、前記方向に、最大値及び最小値の動きベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルの候補に設定すれば、該方向については、多数の検出済の動きベクトルから初期偏位ベクトルの候補を絞り込んで設定することができ、簡易な構成により多数の初期偏位ベクトルの候補から初期偏位ベクトルを検出して検出精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、煩雑な構成を有効に回避して動きベクトル検出の精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。
【実施例１】
【００１３】
（１）実施例の構成
図１は、本発明の実施例に係る動きベクトル検出回路を示すブロック図である。この動きベクトル検出回路１は、例えばフォーマット変換装置、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等による符号化装置、ノイズ軽減装置等に適用されて、ビデオ信号を構成する輝度信号Ｙから動きベクトルＶを検出して出力する。なお動きベクトルＶの検出においては、輝度信号Ｙを使用する場合に限らず、色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙを使用することも可能である。
【００１４】
この動きベクトル検出回路１において、前置フィルタ２は、２次元又は３次元のローパスフィルタであり、輝度信号Ｙを帯域制限して出力する。これにより動きベクトル検出回路１は、動きベクトルの検出エラーを軽減し、さらに勾配法により確実に動きベクトルを検出するようになされている。
【００１５】
初期偏位ベクトル選択回路３は、初期偏位候補ベクトル選別回路４から出力される複数の初期偏位ベクトルの候補から最も適切なものを選択して初期偏位ベクトルＶ１を出力する。この実施例では、この初期偏位ベクトルの候補として前フィールドで検出された１６個の動きベクトルＶ１〜Ｖ１６が初期偏位ベクトル選択回路３に入力されるように構成され、初期偏位ベクトル選択回路３は、これら候補の動きベクトルによる対応する輝度信号Ｙの動き補正結果を、動きベクトルを検出する動きベクトル検出ブロックを基準にして比較することにより、初期偏位ベクトルＶ１を検出する。
【００１６】
具体的に、初期偏位ベクトル選択回路３は、これら１６個の初期偏位ベクトルの候補によりそれぞれ前フィールドの輝度信号Ｙを動き補正し、その結果得られる各初期偏位ベクトルの候補による輝度信号Ｙと、現フィールドの輝度信号Ｙとの間で、それぞれ画素値の差分絶対値和を動きベクトル検出ブロック単位で検出する。さらに初期偏位ベクトル選択回路３は、このようにして得られる差分絶対値和を比較し、この差分絶対値和が最も小さな初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルＶ１として出力する。
【００１７】
偏位ベクトル検出回路５は、勾配法により偏位ベクトルΔＶを検出して出力する。ここで偏位ベクトルΔＶは、動きベクトルＶと初期偏位ベクトルＶ１との差分によるベクトルである。偏位ベクトル検出回路５は、前フィールドの輝度信号Ｙを初期偏位ベクトルＶ１により動き補正し、この動き補正した輝度信号Ｙと現フィールドの輝度信号Ｙとの間の勾配法による演算により、偏位ベクトルΔＶを検出する。
【００１８】
加算回路６は、この偏位ベクトルΔＶを初期偏位ベクトルＶ１に加算し、その加算結果を動きベクトルＶとして出力する。
【００１９】
動きベクトルメモリ７は、メモリ制御回路８の制御により加算回路６から出力される動きベクトルＶを順次循環的に記録して保持する。また同様のメモリ制御回路８の制御により記録して保持した動きベクトルを初期偏位候補ベクトル選別回路４に出力する。
【００２０】
ここで図２に示すように、この動きベクトル検出回路１においては、動きベクトルを検出する現フィールドに対して、前フィールドで検出された動きベクトルであって、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックＸの周囲の動きベクトル検出ブロックに係る動きベクトルが動きベクトルメモリ７から初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。
【００２１】
ここでこの周囲の動きベクトル検出ブロックにあっては、検出対象の動きベクトル検出ブロックＸの周囲、８方向に位置することにより、この実施例においては、これら８方向の動きベクトル検出ブロックで既に検出されて動きベクトルメモリ７に記録されている動きベクトルが初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。また各方向において、３つ以上の動きベクトル検出ブロックに係る動きベクトルが初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。
【００２２】
すなわち水平方向の走査開始側にあっては、１つの動きベクトル検出ブロックを間に挟んで、その直前３つの動きベクトル検出ブロックから検出される動きベクトルＤ１、Ｄ２、Ｄ３が動きベクトルメモリ７から初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。また水平方向の走査終了側にあっては、隣接する３つの動きベクトル検出ブロックから検出される動きベクトルＥ１、Ｅ２、Ｅ３が動きベクトルメモリ７から初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。また上下方向にあっては、それぞれ隣接する３つの動きベクトル検出ブロックから検出される動きベクトルＢ１、Ｂ２、Ｂ３及びＧ１、Ｇ２、Ｇ３が動きベクトルメモリ７から初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。また上方側の斜め方向にあっては、隣接する３つの動きベクトル検出ブロックから検出される動きベクトルＡ１、Ａ２、Ａ３及びＣ１、Ｃ２、Ｃ３が、下方側の斜め方向にあっては、隣接する３つの動きベクトル検出ブロックから検出される動きベクトルＦ１、Ｆ２、Ｆ３及びＨ１、Ｈ２、Ｈ３が動きベクトルメモリ７から初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給される。これによりこの動きベクトル検出回路１では、既検出の動きベクトルより各方向に多数の動きベクトルを初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給するようになされている。
【００２３】
初期偏位候補ベクトル選別回路４は、これら８方向、計２４個の動きベクトルより、初期偏位ベクトルの候補に適した動きベクトルを選別し、初期偏位ベクトルの候補として出力する。具体的に、初期偏位候補ベクトル選別回路４は、動きベクトルメモリ７から供給される各動きベクトルをそれぞれ絶対値化して各方向毎に大小判定し、各方向毎に、最大値及び最小値の動きベクトルを選択する。これにより初期偏位候補ベクトル選別回路４は、８方向、計２４個の動きベクトルを、８方向、計１６個の動きベクトルに絞り込み、これら１６個の動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補として初期偏位ベクトル選択回路３に出力する。
【００２４】
これにより初期偏位候補ベクトル選別回路４は、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから周囲の動きベクトル検出ブロックへの各方向について、少なくとも３つ以上の動きベクトルを選択し、該選択した動きベクトルから、各方向に、最大値及び最小値の動きベクトルを検出して初期偏位ベクトルの候補に設定するようになされている。
【００２５】
（２）実施例の動作
以上の構成において、順次入力される輝度信号Ｙは（図１）、前置フィルタ２で高域成分が抑圧され、初期偏位ベクトル選択回路３において、初期偏位候補ベクトル選別回路４から出力される１６個の初期偏位ベクトルの候補により前フィールドの輝度信号がそれぞれ動き補正され、この動き補正された輝度信号との間で差分絶対値和が検出される。これにより輝度信号Ｙは、動きベクトルを検出する動きベクトル検出ブロックを基準にした、初期偏位ベクトル選別回路４から出力される複数の動きベクトルによる動き補正結果の比較により初期偏位ベクトルＶ１が検出される。
【００２６】
輝度信号Ｙは、続く偏位ベクトル検出回路５でこの初期偏位ベクトルＶ１を基準にして偏位ベクトルΔＶが検出され、加算回路６において初期偏位ベクトルＶ１に偏位ベクトルΔＶが加算されて動きベクトルＶが検出される。
【００２７】
この動きベクトル検出回路１では、このようにして検出される動きベクトルＶが動きベクトルメモリ７に順次記録され、メモリ制御回路８による制御により、動きベクトルを検出する動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向により複数の動きベクトルが選択的に初期偏位候補ベクトル選別回路４に供給され、ここで各方向毎に、最大値及び最小値の動きベクトルが検出されて初期偏位ベクトル選択回路３に初期偏位ベクトルの候補が出力される（図２）。
【００２８】
これによりこの動きベクトル検出回路１では、処理対象の動きベクトル検出ブロックを中心にした各方向について、多数の初期偏位ベクトルの候補から初期偏位ベクトルの候補を絞り込んで初期偏位ベクトルを検出するようになされ、その分、初期偏位ベクトルの検出に供する構成を何ら増大させることなく、多数の初期偏位ベクトルの候補から初期偏位ベクトルを検出して動きベクトルの検出精度を向上するようになされている。
【００２９】
しかしてこのように最大値及び最小値により初期偏位ベクトルを絞り込んで処理することにより、動きベクトル検出回路１では、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向のうちの少なくとも何れかの方向では３個以上の動きベクトルの候補を動きベクトルメモリ７から読み出すようにして、初期偏位ベクトルの候補を絞り込む処理の実効を図ることができる。
【００３０】
実際上、このように動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向より多くの動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルの候補を絞り込むようにすれば、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから遠く離れた動きベクトル検出ブロックによる動きベクトルが初期偏位ベクトルに選択されるようになり、またこれとは逆に、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックに近接した動きベクトル検出ブロックによる動きベクトルが初期偏位ベクトルに選択されるようになる。
【００３１】
これに対してこのような初期偏位ベクトルを用いた勾配方による動きベクトルの検出において、動き量が急変した場合、一般に、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックから遠く離れた動きベクトル検出ブロックで検出された動きベクトルを初期偏位ベクトルに使用して、動き量の変化に追従して精度良く動きベクトルを検出することができる。またこれとは逆に、動き量の変動が少ない場合、近接する動きベクトル検出ブロックで検出される動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用して、動きベクトルの検出精度が向上する。ここでこれらは、実験により確認されている事項である。
【００３２】
これによりこの動きベクトル検出回路１においては、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向の動きベクトル検出ブロックについて、それぞれ３個以上の初期偏位ベクトルの候補を設定して、単に初期偏位ベクトルの候補を増大させた以上に、動きベクトルの検出精度を効率良く向上するようになされている。
【００３３】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、処理対象の動きベクトル検出ブロックを基準にした各方向の検出済の動きベクトルから、最大値及び最小値の動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルの候補を絞り込むことにより、煩雑な構成を有効に回避して動きベクトル検出の精度を向上することができる。従ってテレビジョン信号のフォーマット変換等に適用して画像歪みを軽減することができる。
【実施例２】
【００３４】
なお上述の実施例においては、動きベクトル検出対象の動きベクトル検出ブロックを中心にした８方向、各３個の動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に設定して絞り込む場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これら方向の数、各方向に係る初期偏位ベクトルの候補数にあっては必要に応じて種々に設定することができる。またこの場合に、方向毎に、初期偏位ベクトルの候補数を異なるように設定してもよい。
【００３５】
また上述の実施例においては、前フィールドの動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に設定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、同一フィールドで既に検出されている動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に設定する場合にも広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、動きベクトル検出回路に関し、特に初期偏位ベクトルを用いた動きベクトルの検出に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１に係る動きベクトル検出回路を示すブロック図である。
【図２】図１の動きベクトル検出回路の動作の説明に供する図表である。
【符号の説明】
【００３８】
１……動きベクトル検出回路、３……初期偏位ベクトル選択回路、４……初期偏位ベクトル選別回路、５……偏位ベクトル検出回路、６……加算回路、７……動きベクトルメモリ
【図１】
2005080068.tif 000003
【図２】
2005080068.tif 000004