(57)【要約】【課題】  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、特に初期偏位ベクトルを用いた勾配法等による動きベクトルの検出に適用して、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて勾配法等により動きベクトル検出する場合に、従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減することができるようにする。【解決手段】  本発明は、所定の判定基準値α、β１、β２を基準にしたフィールド間差分、動きベクトルの判定により、動きが急変した場合であって、既検出による初期偏位ベクトルＩＮＴ  ＭＶＡではフィールド間差分値が大きな場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に設定する。【選択図】        図１
2005202921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の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、
ブロックマッチング法により前記ビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、
前記ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、
前記既検出の動きベクトルから前記初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、
前記初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、
前記初期偏位ベクトルの候補を前記初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、前記初期偏位ベクトルの候補に代えて前記ブロックマッチング法による動きベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、
前記所定の条件を満足する場合が、
前記既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつ前記ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が前記判定基準値以下の場合である
ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項２】
既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の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、
ブロックマッチング法により前記ビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、
前記既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから前記初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、
前記初期偏位ベクトルの候補を前記初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、前記初期偏位ベクトルの候補に代えて前記ブロックマッチング法による動きベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、
前記所定の条件を満足する場合が、
前記ブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ前記初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が前記第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合である
ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項３】
既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の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、
ブロックマッチング法により前記ビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、
前記ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、
前記既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから前記初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、
前記初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレー
ム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、
前記初期偏位ベクトルの候補を前記初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、前記初期偏位ベクトルの候補に代えて前記ブロックマッチング法による動きベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、
前記所定の条件を満足する場合が、
前記既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつ前記ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が前記判定基準値以下の場合であって、
かつ前記ブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ前記初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が前記第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合である
ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項４】
既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、前記初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して前記初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の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、
ブロックマッチング法により前記ビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、
前記既検出の動きベクトルから前記初期偏位ベクトルを検出して出力する選択出力手段と、
前記ビデオ信号より動きの急変したマクロブロックを検出する検出手段とを備え、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記動きの急変したマクロブロックで、前記選択出力手段における前記初期偏位ベクトルの選択対象に、前記ブロックマッチング法による動きベクトルを加える
ことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項５】
前記検出手段は、
前記初期偏位ベクトルの選択に係る前記既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前マクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定する
ことを特徴とする請求項４に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項６】
前記検出手段は、
前記初期偏位ベクトルの選択に係る前記既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前フィールドの対応するマクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定する
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項７】
前記動きの急変したマクロブロックで、前記選択出力手段における前記初期偏位ベクトルの選択対象に、前記ブロックマッチング法による動きベクトルと共に、前記ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルを加える
ことを特徴とする請求項４、請求項５又は請求項６に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項８】
前記ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、前記ブロックマッチング法による動きベクトルを２次元のローパスフィルタにより平滑化した動きベクトルである
ことを特徴とする請求項７に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項９】
前記ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、前記ブロックマッチング法による動きベクトルをローパスフィルタにより時間軸方向に平滑化した動きベクトルである
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の動きベクトル検出装置。
【請求項１０】
前記ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、直前フィールドで多くを占める動きベクトルである
ことを特徴とする請求項７、請求項８又は請求項９に記載の動きベクトル検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動きベクトル検出装置に関し、特に初期偏位ベクトルを用いた勾配法等による動きベクトルの検出に適用することができる。本発明は、所定の判定基準値を基準にしたフィールド間差分、動きベクトルの判定により、動きが急変した場合であって、既検出による初期偏位ベクトルではフィールド間差分値が大きな場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定することにより、ブロックマッチング法により検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて勾配法により動きベクトルを検出する場合に、従来に比して一段と動きベクトルの誤検出を低減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させ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（すなわちマクロブロックである）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、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、例えば周囲の動きベクトル検出ブロックで既に検出された動きベクトル等より検出される。この初期偏位ベクトルを用いた動きベクトル検出方法においては、特開平４−７８２８６号公報に、この初期偏位ベクトルを基準にして偏位ベクトルを検出した後、この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ことにより、簡易な構成で動きベクトルを検出する方法が開示されるようになされている。この検出方法によれば、動きベクトル＝初期偏位ベクトル＋偏位ベクトルにより動きベクトルを検出することができ、例えばカメラパンのような動きが一様な場合には、偏位ベクトルは「０」となり、初期偏位ベクトルのみが値を持つようになる。
【０００５】
しかしながら、勾配法により動きベクトルを検出する方法は、画像勾配とフレーム間差分値とを用いた演算式で動きベクトルを検出する方法であり、検出精度が高い一方、数画素分の検出精度しかなく、動き量が急変した場合においては検出精度が劣化し、真の動き量に追従するまで数フィールドの時間が必要となる問題があった。
【０００６】
この問題を解決する１つの方法として、特開平７−１３５６６３号公報に、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの選択対象に加えて処理する方法が開示されるようになされている。すなわちブロックマッチング法による動きベクトルの検出においては、単に動きベクトル検出範囲で検出されるフィールド間差分値、フレーム間差分値の大小判定により動きベクトル検出していることにより、時間軸方向に相関の無い動きについても検出することができ、これにより動きが急変した場合についても動きベクトルを検出することができる。これによりブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位候補ベクトルに加えて勾配法により動きベクトル検出すれば、動きの急変にも対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができると考えられる。
【０００７】
しかしながらこのように単にブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位候補ベクトルに加えて勾配法により動きベクトル検出する場合にあっては、動きベクトルを誤検出する場合もある。すなわちブロックマッチング法による動きベクトルの検出においては、単に、各マクロブロックで、動きベクトル検出範囲で検出されるフィールド間差分値、フレーム間差分値の大小判定により動きベクトル検出していることにより、動きベクトルが誤って検出され、隣接するマクロブロックでランダムに動きベクトルが検出されるためである。
【０００８】
このような動きベクトルの誤検出にあっては、動き量が小さいときに顕著となる傾向がある。しかしながらブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位候補ベクトルに加えて勾配法により動きベクトル検出する場合、動き量が大きいときには、動きの急激な変化に対しても良好に動きベクトルを検出することができる。
【特許文献１】特開昭５５−１６２６８３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】特開平４−７８２８６号公報
【特許文献５】特開平７−１３５６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトル検出する場合に、従来に比して動きベクトルの誤検出を低減することができる動きベクトル検出装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
係る課題を解決するため請求項１の発明においては、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、所定の条件を満足する場合が、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が判定基準値以下の場合であるようにする。
【００１１】
また請求項２の発明においては、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、所定の条件を満足する場合が、ブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合であるようにする。
【００１２】
また請求項３の発明においては、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備え、所定の条件を満足する場合が、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が判定基準値以下の場合であって、かつブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合であるようにする。
【００１３】
また請求項４の発明においては、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出して出力する選択出力手段と、ビデオ信号より動きの急変したマクロブロックを検出する検出手段とを備え、検出手段による検出結果に基づいて、動きの急変したマクロブロックで、選択出力手段における初期偏位ベクトルの選択対象に、ブロックマッチング法による動きベクトルを加える。
【００１４】
また請求項５の発明においては、請求項４の構成において、検出手段は、初期偏位ベクトルの選択に係る既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前マクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定する。
【００１５】
また請求項６の発明においては、請求項４又は請求項５の構成において、検出手段は、初期偏位ベクトルの選択に係る既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前フィールドの対応するマクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定する。
【００１６】
また請求項７の発明においては、請求項４、請求項５又は請求項６の構成において、動きの急変したマクロブロックで、選択出力手段における初期偏位ベクトルの選択対象に、ブロックマッチング法による動きベクトルと共に、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルを加える。
【００１７】
また請求項８の発明においては、請求項７の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、ブロックマッチング法による動きベクトルを２次元のローパスフィルタにより平滑化した動きベクトルであるようにする。
【００１８】
また請求項９の発明においては、請求項７又は請求項８の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、ブロックマッチング法による動きベクトルをローパスフィルタにより時間軸方向に平滑化した動きベクトルであるようにする。
【００１９】
また請求項１０の発明においては、請求項７、請求項８又は請求項９の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、直前フィールドで多くを占める動きベクトルであるようにする。
【００２０】
請求項１の構成により、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備えるようにすれば、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出することができる。またこの所定の条件を満足する場合が、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が判定基準値以下の場合であるようにすれば、ブロックマッチング法に係る動きベクトルの信頼性が高いと判断される場合に、ブロックマッチング法に係る動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用し得、これによりブロックマッチング法により検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出する場合に、動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２１】
また請求項２の構成により、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備えるようにすれば、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出することができる。またこの所定の条件を満足する場合が、ブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合であることにより、動きの急激な変化が発生した場合に、ブロックマッチング法に係る動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用し得、これによりブロックマッチング法により検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出する場合に、動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２２】
また請求項３の構成により、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、ブロックマッチング法による動きベクトルにより動き補正して、ブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出するブロックマッチング法に係る差分値演算手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位候補ベクトルを選択し、該選択した初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルの候補を検出する演算手段と、初期偏位ベクトルの候補により動き補正して、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値を検出する既検出の動きベクトルに係る差分値演算手段と、初期偏位ベクトルの候補を初期偏位ベクトルとして出力し、所定の条件を満足する場合に、初期偏位ベクトルの候補に代えてブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択して出力する選択手段とを備えるようにすれば、ブロックマッチング法で検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出することができる。またこの所定の条件を満足する場合が、既検出の動きベクトルに係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が所定の判定基準値より大きく、かつブロックマッチング法に係るフレーム間差分値又はフィールド間差分値が判定基準値以下の場合であって、かつブロックマッチング法による動きベクトルの大きさが第１の判定基準値以上であり、かつ初期偏位候補ベクトルの大きさの最大値が第１の判定基準値より値の小さな第２の判定基準値以下の場合であるようにすれば、ブロックマッチング法に係る動きベクトルの信頼性が高いと判断される場合であって、かつ動きの急激な変化が発生した場合に、ブロックマッチング法に係る動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用し得、これによりブロックマッチング法により検出した動きベクトルを初期偏位ベクトルの候補に加えて例えば勾配法により動きベクトルを検出する場合に、動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２３】
また請求項４の構成により、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、ブロックマッチング法によりビデオ信号の動きベクトルを検出して、ブロックマッチング法による動きベクトルを出力する動きベクトル検出手段と、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルを検出して出力する選択出力手段と、ビデオ信号より動きの急変したマクロブロックを検出する検出手段とを備え、検出手段による検出結果に基づいて、動きの急変したマクロブロックで、選択出力手段における初期偏位ベクトルの選択対象に、ブロックマッチング法による動きベクトルを加えるようにすれば、動きが急変して勾配法による既検出の動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用したのでは、動きの急変に追従できない場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定して動きベクトルを検出することができ、これにより従来に比して動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２４】
また請求項５の構成により、請求項４の構成において、検出手段は、初期偏位ベクトルの選択に係る既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前マクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定すれば、ブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定して動きベクトルを検出して好適な場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定することができ、これにより従来に比して動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２５】
また請求項６の構成により、請求項４又は請求項５の構成において、検出手段は、初期偏位ベクトルの選択に係る既検出の動きベクトルにより直前フィールドを動き補正して得られるフィールド間差分値と、直前フィールドの対応するマクロブロックで既検出の動きベクトルで検出されるフィールド間差分値との差分値が所定の判定基準値より大きい場合、動きが急変した場合と判定すれば、具体的に、動きの急変を検出して、動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００２６】
また請求項７の構成により、請求項４、請求項５又は請求項６の構成において、動きの急変したマクロブロックで、選択出力手段における初期偏位ベクトルの選択対象に、ブロックマッチング法による動きベクトルと共に、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルを加えるようにすれば、一段と初期偏位ベクトルに適した動きベクトルを選択対象に設定して初期偏位ベクトルを検出することができる。
【００２７】
また請求項８の構成により、請求項７の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、ブロックマッチング法による動きベクトルを２次元のローパスフィルタにより平滑化した動きベクトルであるようにすれば、具体的に、初期偏位ベクトルに適した動きベクトルを選択対象に設定して初期偏位ベクトルを検出することができる。
【００２８】
また請求項９の構成により、請求項７又は請求項８の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、ブロックマッチング法による動きベクトルをローパスフィルタにより時間軸方向に平滑化した動きベクトルであるようにしても、具体的に、初期偏位ベクトルに適した動きベクトルを選択対象に設定して初期偏位ベクトルを検出することができる。
【００２９】
また請求項１０の構成により、請求項７、請求項８又は請求項９の構成において、ブロックマッチング法による動きベクトルより生成される動きベクトルが、直前フィールドで多くを占める動きベクトルであるようにしても、具体的に、初期偏位ベクトルに適した動きベクトルを選択対象に設定して初期偏位ベクトルを検出することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、従来に比して動きベクトルの誤検出を低減することができるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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】
【００３２】
（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例１に係る動きベクトル検出装置を示すブロック図である。この動きベクトル検出装置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。
【００３３】
この動きベクトル検出装置１は、初期偏位ベクトルＶ１によっておおよその動きベクトルを検出し、この検出された動きベクトルを用いて勾配法により偏位ベクトルΔＶを検出して初期偏位ベクトルＶ１を補正することにより、動きベクトルＶを検出する。
【００３４】
すなわち動きベクトル検出装置１において、前置フィルタ２は、二次元のローパスフィルタであり、輝度信号Ｙを入力して高域成分を抑圧し、これによりノイズによる動きベクトルの誤検出を防止する。また前置フィルタ２は、輝度信号Ｙがインターレース方式によるビデオ信号によるものの場合、いわゆる重心補正の処理を実行し、これにより連続するフィールド間で動きベクトルを検出する際に、フィールド間でラインが異なることによる動きベクトルの検出精度の劣化を防止するようになされている。なおこの前置フィルタ２はローパスフィルタに限らず、帯域通過フィルタを適用することもできる。
【００３５】
１フィールド遅延回路３は、この前置フィルタ２から輝度信号Ｙを入力し、１フィールドの期間だけ遅延させて出力する。
【００３６】
動きベクトル検出回路４は、ブロックマッチング法により、１フィールド遅延回路３から出力される輝度信号Ｙ１を基準にして前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙの動きベクトルＭＶＢを順次検出して出力する。なおこの実施例では、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙに順次マクロブロックを設定して、マクロブロック単位で動きベクトルＭＶＢを検出するようになされ、このマクロブロックが８画素×８ラインの大きさに設定されるようになされている。
【００３７】
初期偏位ベクトル選択回路５は、メモリ回路８に保持されている既に検出された動きベクトルから初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８を入力すると共に、動きベクトル検出回路４から動きベクトルＭＶＢを入力し、これらの動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８、ＭＶＢより初期偏位ベクトルＶ１を選択して出力する。
【００３８】
勾配法演算回路６は、初期偏位ベクトル選択回路５から出力される初期偏位ベクトルＶ１を基準にして、勾配法により偏位ベクトルΔＶを検出する。すなわち勾配法演算回路６は、１フィールド遅延回路３から出力される輝度信号Ｙ１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と前置フィルタ２から出力される輝度信号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。
【００３９】
加算回路７は、この偏位ベクトルΔＶを初期偏位ベクトルＶ１に加算することにより初期偏位ベクトルＶ１を補正し、その結果を動きベクトルＶとして出力する。
【００４０】
メモリ回路８は、加算回路７から出力される動きベクトルＶを記録して保持する。またこの保持した動きベクトルＶより、勾配法演算回路６で偏位ベクトルΔＶの計算に供する動きベクトル検出対象のマクロブロックに対応して、この保持した動きベクトルＶを初期偏位候補ベクトルの一部として出力する。なおこの実施例では、前フィールド及び現フィールドの既検出の動きベクトルから、８種類の動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８を初期偏位候補ベクトルの一部として出力するようになされている。
【００４１】
図１は、初期偏位ベクトル選択回路５をその周辺の回路と共に示すブロック図である。初期偏位ベクトル選択回路５は、既検出の動きベクトルＶから初期偏位ベクトルの候補を検出し、この候補のベクトルとブロックマッチングによる動きベクトルとから動きベクトルの検出に適した動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルに設定する。すなわち初期偏位ベクトル選択回路５において、メモリ回路１１は、１フィールド遅延回路３から出力される輝度信号Ｙ１を記録して保持し、この保持した輝度信号Ｙ１をマクロブロックに対応する大きさの領域単位で出力する。この処理おいて、メモリ回路１１は、輝度信号Ｙ１の書き込みに供した書き込みアドレスに対して、動きベクトル検出回路４で検出した動きベクトルＭＶＢの分、読み出しアドレスを偏位させたアドレス制御により保持した輝度信号Ｙ１を出力し、これにより保持した輝度信号Ｙ１を動きベクトルＭＶＢで動き補正して出力する。
【００４２】
差分演算回路１２は、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙのマクロブロック単位で、メモリ回路１１から出力される輝度信号Ｙ１と、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙとの間で、フィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂを計算して出力する。なおここでこの実施例において、このフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂには、対応する画素間で画素値の差分値を計算し、この差分値の絶対値をマクロブロック毎に加算した差分絶対値和が適用さてるようになされている。なおフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂには、このような差分値の２乗和を適用するようにしてもよい。
【００４３】
メモリ／差分演算回路１４は、メモリ回路８から出力される初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８より、最も初期偏位ベクトルに適した動きベクトルＩＮＴ  ＭＶＡを検出して出力する。すなわちメモリ／差分演算回路１４は、１フィールド遅延回路３から出力される輝度信号Ｙ１を記録して保持し、この保持した輝度信号Ｙ１をマクロブロックに対応する大きさの領域単位で読み出して前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙとの間で処理することにより、既検出の動きベクトルＶから初期偏位ベクトルの候補である動きベクトルＩＮＴ  ＭＶＡを検出して出力する。
【００４４】
具体的に、メモリ／差分演算回路１４は、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙのマクロブロック単位で、輝度信号Ｙ１の書き込みに供した書き込みアドレスに対して、それぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の分、読み出しアドレスを偏位させたアドレス制御により保持した輝度信号Ｙ１を読み出し、これにより保持した輝度信号Ｙ１をそれぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８で動き補正する。またこの読み出した輝度信号Ｙ１と、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙとの間で、それぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８毎にフィールド間差分値を計算し、このフィールド間差分値が最も小さな初期偏位候補ベクトルを選択して動きベクトルＩＮＴ  ＭＶＡにより出力する。またこの動きベクトルＩＮＴ  ＭＶＡに係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａを併せて出力する。なおこの初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８に係るフィールド間差分値にあっても、差分絶対値和が適用されるものの、動きベクトルＭＶＢに係るフィールド間差分値に対応して、各画素値の差分値の２乗和を適用するようにしてもよい。
【００４５】
差分比較回路１３は、動きベクトル検出回路４から出力されるブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢと、メモリ／差分演算回路１４から出力される既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）とを所定の判定基準により判定して初期偏位ベクトルＶ１を選択出力する。
【００４６】
すなわち差分比較回路１３は、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢの大きさが所定の判定基準値β１以上（ＭＶＢ≧β１）であり、また既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の大きさの最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）が所定の判定基準値β２以下（ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）≦β２）である場合であって、さらにブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂが所定の判定基準値αより小さく、既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａがこの判定基準値αより大きい場合（ＤＦＤ
Ａ＞α＞ＤＦＤ  Ｂ）、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に選択する。ここで判定基準値β１及びβ２は、β１＞β２である。またこの条件を満足しない場合には、既検出による動きベクトルＩＮＴ  ＭＶＡを初期偏位ベクトルＶ１に設定する。
【００４７】
なお判定基準値β１及びβ２は、それぞれＸ成分及びＹ成分について設けられるようになされ、動きベクトルＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）、ＭＶＢの判定基準値β１、β２による判定においては、それぞれＸ成分（ＶＸ）及びＹ成分（ＶＹ）について、それぞれ各成分による判定基準により実行され、何れかの方向の成分について上述の判定基準を満足する場合には、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に選択するようになされている。なお判定基準値β１及びβ２、判定基準値αは、オペレータの操作により設定された値が適用され、又は事前に設定された固定値が適用される。なお動きベクトルＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）、ＭＶＢの判定基準値β１、β２による判定においては、動きベクトルの水平方向成分ＶＸ及び垂直方向成分ＶＹをＭＶ＝（ＶＸ２ ＋ＶＹ２ ）１／２ の関係式により処理してそれぞれ動きベクトルＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）、ＭＶＢの大きさＭＶを検出し、この大きさＭＶを判定基準値β１、β２により判定するようにしてもよい。
【００４８】
しかしてこの動きベクトル検出装置１において、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢが所定の判定基準値β１以上（ＭＶＢ≧β１）であり、また既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）が所定の判定基準値β２以下（ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）≦β２）である場合、直前フィールドまでは動きが小さく、現フィールドにおける動きが大きい場合であり、動きが急変した場合であると判断することができる。
【００４９】
これに対してブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂが所定の判定基準値α以下であり、かつ既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａがこの判定基準値αより大きい場合、ブロックマッチング法に係る動きベクトルＭＶＢにより動き補正した方がフィールド間差分が小さくなると言え、ブロックマッチング法に係る動きベクトルＭＶＢによる動き補正の方が高い信頼性により動き補正できる。
【００５０】
これらにより差分比較回路１３は、動きが急変した場合であって、かつブロックマッチング法に係る動きベクトルＭＶＢによる動き補正の方が高い信頼性により動き補正できると判断できる場合に、ブロックマッチング法に係る動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルに設定し、これ以外の場合には、既検出の動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定するようになされている。
【００５１】
（２）実施例の動作
以上の構成において、この動きベクトル検出装置１において、処理対象であるビデオ信号の輝度信号Ｙは（図２）、前置フィルタ２により周波数特性が補正された後、初期偏位ベクトル選択回路５で初期偏位ベクトルＶ１が検出され、この初期偏位ベクトルＶ１を用いた勾配法演算回路６における勾配法の処理により偏位ベクトルΔＶが検出される。輝度信号Ｙは、この偏位ベクトルΔＶが初期偏位ベクトルＶ１に加算されて動きベクトルＶが検出され、この動きベクトルＶがメモリ回路８に記録されると共に、例えばフィールド内挿等に適用される。
【００５２】
またメモリ回路８に記録された動きベクトルは、続く動きベクトル検出対象のマクロブロックに応じて、メモリ回路８から複数の動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８が初期偏位ベクトルＶ１の候補として初期偏位ベクトル選択回路５に供給され、この初期偏位ベクトル選択回路５におけるメモリ／差分演算回路１４（図１）において、それぞれ各動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８毎にフィールド間差分値が検出され、このフィールド間差分値が最も小さな動きベクトルが初期偏位ベクトルＶ１として選択される。
【００５３】
これによりこの動きベクトル検出装置１では、連続するフィールド間の相関を有効に利用して、動きが小さい場合に、高い検出精度により動きベクトルＶを検出することができる。しかしながらこのままでは、動きが急変した場合に、この動きに追従するように動きベクトルＶを検出できなくなり、動きベクトルＶを誤検出することになる。
【００５４】
すなわち例えばそれまで物体が左から右に１０画素／１フィールドの大きさで動いている状態から、急に動きを変化させ、右から左に５画素／１フィールドの大きさで動くようになった場合、初期偏位ベクトルに適用される既検出の動きベクトルＶＸにあっては、ＶＸ＝１０になる。この場合、このＶＸ＝１０による動きベクトルを初期偏位ベクトルに適用した勾配法による動きベクトルの検出においては、偏位ベクトルとして１５画素／１フィールドの動きを検出しなければならない。しかしながら勾配法においては、検出可能な動きベクトルの範囲が狭いことにより（実際上、０〜３画素の範囲である）、結局、このような物体については、動きベクトルを誤検出することになり、最終的に動きに追従できるまでに数フィールド時間が必要となる。
【００５５】
これに対してブロックマッチング法は、連続するフィールド間の相関に無関係に動きベクトルを検出することにより、動きベクトルの探索範囲内であれば、動きが急激に変化した場合でも、１フィールド以内に動きを検出することができる。これにより上述したように動きが急激に変化した場合でも、それまでの動きベクトルＶＸ＝１０から、続くフィールドでは動きベクトルＶＸ＝−５を検出することができる。
【００５６】
しかしながらブロックマッチング法は、連続するフィールド間はもとより、周辺のマクロブロックとの間でも相関性が小さいことにより、結局、検出された動きベクトルを隣接するマクロブロックとの間で平滑化しない限り、フォーマット変換装置の内挿処理に適用できない。しかしながらこのような平滑化処理にあっては、小物体の動きも周囲のマクロブロックの動きに平滑化されることになり、結局、このような小物体の動きについては検出できなくなる。
【００５７】
このためこの動きベクトル検出装置１においては、既検出の動きベクトルＶによる初期偏位ベクトルＶ１の候補ＩＮＴ  ＭＶＡと、ブロックマッチングによる動きベクトルＭＶＢとから動きベクトルの検出に適した動きベクトルが選択されて初期偏位ベクトルＶ１に設定され、これにより動きベクトルの誤検出が有効に回避される。
【００５８】
すなわり動きベクトル検出装置１においては、勾配法による動きベクトルＶを初期偏位ベクトルＶ１に設定して動きベクトルＶを検出するようにして、動きが急変した場合であって、かつ既検出に係る初期偏位ベクトルＶ１によるフィールド間差分値がブロックマッチング法によるフィールド間差分値より大きくなる場合に、既検出に係る動きベクトルに代えて、ブロックマッチング法により検出した動きベクトルが初期偏位ベクトルに設定され、これにより動きベクトルＶの誤検出が有効に回避される。
【００５９】
すなわち動きベクトル検出装置１では、動きベクトル検出回路４において、ブロックマッチング法により動きベクトルＭＶＢが検出され、この動きベクトルＭＶＢによるフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂが差分演算回路１２により検出される。またメモリ／差分演算回路１４で初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８より検出される初期偏位ベクトルの候補について、フィールド間差分値ＤＦＤ  Ａが検出される。
【００６０】
動きベクトル検出装置１では、このようにして検出したブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂと、既検出に係る動きベクトルによるフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａとが差分比較回路１３に入力され、ここで所定の判定基準値αを用いて比較され、これにより既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａがブロックマッチング法によるフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂより大きくなる場合が検出される。この差分比較回路１３において、既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢがそれぞれ判定基準値β１、β２により判定され、これによりそれまで動きが小さく、急に動きが大きくなった場合が、動きが急変した場合として検出される。
【００６１】
これらにより動きベクトル検出装置１では、このような差分比較回路１３における判定基準値α、β１、β２による判定結果に基づいて、動きが急変した場合であって、既検出による初期偏位ベクトルＶ１ではフィールド間差分値が大きな場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢが初期偏位ベクトルに設定される。
【００６２】
（３）実施例の効果
以上の構成によれば、既検出の動きベクトルから得られる初期偏位ベクトルの候補とブロックマッチング法による動きベクトルとから動きベクトルの検出に適した動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルに設定することにより、従来に比して動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【００６３】
より具体的に、所定の判定基準値を基準にしたフィールド間差分、動きベクトルの判定により、動きが急変した場合であって、既検出による初期偏位ベクトルではフィールド間差分値が大きな場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルを初期偏位ベクトルに設定することにより、動きベクトルの誤検出を低減することができる。
【実施例２】
【００６４】
この実施例に係る動きベクトル検出装置では、図１について上述した差分比較回路１３において、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢの大きさが所定の判定基準値β１以上であるか否か、及び既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の大きさの最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）が所定の判定基準値β２以下であるか否かを判断し、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢの大きさが所定の判定基準値β１以上であり、かつ既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の大きさの最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）が所定の判定基準値β２以下である場合にブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に選択する。なおこの実施例に係る動きベクトル検出装置では、この差分比較回路に係る構成が異なる点を除いて、図１及び図２について上述した動きベクトル検出装置１と同様の構成を有する。
【００６５】
このようにすれば、動きが急変した場合にブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１として選択することにより、動き量が大きな場合に良好な動きベクトルを検出し得るブロックマッチング法により初期偏位ベクトルを設定することができる。これによりこの実施例に係る動きベクトル検出装置によれば、ブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂ及び既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ
Ａを判定基準値αと比較するための処理に係る構成を省略し得る分、動きベクトル検出装置の構成を簡易化することができる。
【実施例３】
【００６６】
この実施例に係る動きベクトル検出装置では、図１について上述した差分比較回路１３において、ブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂが所定の判定基準値αより小さいか否か、及び既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａがこの判定基準値αより大きいか否かを判断し、ブロックマッチング法に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ｂが所定の判定基準値αより小さく、かつ既検出に係るフィールド間差分値ＤＦＤ  Ａがこの判定基準値αより大きい場合（ＤＦＤ  Ａ＞α＞ＤＦＤ  Ｂ）に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に選択する。なおこの実施例に係る動きベクトル検出装置では、この差分比較回路に係る構成が異なる点を除いて、図１及び図２について上述した動きベクトル検出装置１と同様の構成を有する。
【００６７】
このようにすれば、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢの信頼性が高いと判断される場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１として設定することができる。これによりこの実施例に係る動きベクトル検出装置によれば、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢの大きさが所定の判定基準値β１以上（ＭＶＢ≧β１）であり、また既検出による動きベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の大きさの最大値ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）が所定の判定基準値β２以下（ＭＡＸ  ＶＫ（ＶＫ１〜ＶＫ８）≦β２）である場合を判定する処理に係る構成を省略し得る分、動きベクトル検出装置の構成を簡易化することができる。
【実施例４】
【００６８】
（１）実施例の構成
図３は、本発明の実施例４に係る動きベクトル検出装置に適用される初期偏位ベクトル選択回路を示すブロック図である。この実施例に係る動きベクトル検出装置では、図１について上述した初期偏位ベクトル選択回路５に代えて、この初期偏位ベクトル選択回路２５が適用される点を除いて、実施例１について上述した動きベクトル検出装置１と同一に構成される。
【００６９】
ここでこの実施例４に係る動きベクトル検出装置の初期偏位ベクトル選択回路２５において、初期偏位ベクトル選択回路２６は、メモリ回路８から初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８を入力し、これら初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８から初期偏位ベクトルＶ１の候補ＭＶ０（実施例１のＩＮＴ  ＭＶＡに対応する）を選択して出力する。すなわち初期偏位ベクトル選択回路２６は、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙのマクロブロック単位で、輝度信号Ｙ１の書き込みに供した書き込みアドレスに対して、それぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８の分、読み出しアドレスを偏位させたアドレス制御により保持した輝度信号Ｙ１を読み出し、これにより保持した輝度信号Ｙ１をそれぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８で動き補正する。またこの読み出した輝度信号Ｙ１と、前置フィルタ２から出力される輝度信号Ｙとの間で、それぞれ初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８毎にフィールド間差分値を計算し、このフィールド間差分値が最も小さな初期偏位候補ベクトルを選択して初期偏位ベクトルＶ１の候補ＭＶ０を出力する。またこの動きベクトルＭＶ０に係るフィールド間差分値ＤＦＤ０を併せて出力する。なおこの初期偏位候補ベクトルＶＫ１〜ＶＫ８に係るフィールド間差分値は、差分絶対値和が適用されるものの、動きベクトルＭＶＢに係るフィールド間差分値に対応して、各画素値の差分値の２乗和を適用するようにしてもよく、さらには単に差分値を加算するようにしてもよい。
【００７０】
動き量偏移検出回路２７は、この初期偏位ベクトルＶ１の候補ＭＶ０について、直前マクロブロック、直前フィールドの対応するマクロブロックで検出されている動きベクトルＶとの比較により、動きの急変を検出する。具体的に、動き量偏移検出回路２７は、直前マクロブロックで検出されら動きベクトルＭＶ１を用いて、直前マクロブロックについて、輝度信号Ｙ１を動き補正して輝度信号Ｙとの間でフィールド間差分値ＤＦＤ１を計算する。また直前フィールドの対応するマクロブロックで検出されている動きベクトルＭＶ２を用いて、この直前フィールドのマクロブロックについて、輝度信号Ｙ１を動き補正して輝度信号Ｙとの間でフィールド間差分値ＤＦＤ２を計算する。
【００７１】
またこれらのフィールド間差分値ＤＦＤ０〜ＤＦＤ２の間で、ＤＦＤ１−ＤＦＤ０＞α１、ＤＦＤ２−ＤＦＤ０＞α２の関係式が共に成立する場合、動きが急変した場合と判定する。
【００７２】
すなわちこの初期偏位ベクトルＶ１の候補ＭＶ０にあっては、勾配法に係る初期偏位ベクトルＶ１であることにより、直前マクロブロックで検出された動きベクトル、直前フィールドの対応するマクロブロックで検出された動きベクトルと動き補正して得られるフィールド間差分値ＤＦＤ０〜ＤＦＤ２を比較した場合、動きが急変していない場合には、フィールド間差分値ＤＦＤ０は、直前マクロブロック、直前フィールドの対応するマクロブロックで検出されるフィールド間差分値ＤＦＤ１、ＤＦＤ２に比して減少することになる。従ってこれらフィールド間差分値ＤＦＤ０〜ＤＦＤ２でこのような関係を検出できない場合、動きが急変した場合と判断することができ、既検出の動きベクトルを初期偏位ベクトルＶ１に適用したのでは、動きの急変に追従できないことになる。従って、この場合は、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを初期偏位ベクトルＶ１に設定した方が、動きの急変に追従して精度良く動きベクトルを検出できることになる。
【００７３】
これによりこの実施例において、動き量偏移検出回路２７は、上述した関係式の双方が成立した場合、動きが急変したマクロブロックと判断して、制御信号Ｓ１を出力する。ここで制御信号Ｓ１は、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢと、この動きベクトルＭＶＢを処理して発生した動きベクトルを、初期偏位ベクトルの選択対象に加わえる制御信号である。なおここでこの実施例では、上述の２つの関係式の双方を満足する場合に、動きが急変した場合としたが、必要に応じて上述の２つの関係式の何れか一方を満足する場合に、動きが急変した場合としてもよい。なおここで判定基準値α１、α２は、α１≒α２とし、８×８画素のマクロブロックでα１＝１２８とした。
【００７４】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３０は、２次元のローパスフィルタであり、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを平滑化して出力する。しかしてブロックマッチング法で検出される動きベクトルＭＶＢは、隣接するマクロブロック間で相関が小さい特徴があり、これによりこの実施例ではローパスフィルタ３０により平滑化して、動きベクトルＶの検出精度を向上する。なおここでこの実施例では、水平方向及び垂直方向にタップ係数が１：２：２：２：１に設定された５×５タップのフィルタが適用される。
【００７５】
ローパスフィルタ３１は、時間軸方向のローパスフィルタであり、現フィールド、現フィールドの前フィールド、この前フィールドのさらに前フィールドに係る対応する３つのマクロブロックによる動きベクトルＭＶＢを平滑化して出力する。
【００７６】
代表ベクトル発生回路３２は、処理対象の周辺マクロブロックで、最も多数を占めるブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを検出して代表ベクトルとして出力する。この実施例では、直前フィールドで検出された動きベクトルのうち、最も多くを占める動きベクトルをこの代表ベクトルに設定する。
【００７７】
切替回路３３は、動き量偏移検出回路２７から出力される制御信号により、上述した２つの関係式の双方が成立する場合に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢ、この動きベクトルＭＶＢより派生する動きベクトルであるローパスフィルタ３０、３１、代表ベクトル発生回路３２から出力される動きベクトルを初期偏位ベクトル選択回路３４に出力する。
【００７８】
初期偏位ベクトル選択回路３４は、切替回路３３から出力される動きベクトル、動き量偏移検出回路２７から出力される動きベクトルＭＶ０より、初期偏位ベクトルＶ１を選択して出力する。具体的に、初期偏位ベクトル選択回路３４は、実施例１について上述した差分比較回路１３と同様に、これら５つの動きベクトルについて、フィールド間差分値の比較により動きベクトルの検出に適した動きベクトルを選択して初期偏位ベクトルにより出力する。
【００７９】
以上の構成によれば、既検出の動きベクトルから初期偏位ベクトルの候補ＭＶ０を選択して、この候補により動きが急変したマクロブロックを検出し、この動き急変したマクロブロックでのみ、初期偏位ベクトルの選択対象にブロックマッチングによる動きベクトルを設定することにより、動きの急変に追従して高い精度により動きベクトルを検出することができる。
【００８０】
またこのような初期偏位ベクトルの候補ＭＶ０により動きが急変したマクロブロックを検出するようにして、具体的に、この候補により動き補正して得られるフィールド間差分値ＤＦＤ０と、直前マクロブロックにおける動き補正によるフィールド間差分値ＤＦＤ１との差分値を所定の判定基準値α１により判定して動きが急変したマクロブロックを検出することにより、水平方向に連続するマクロブロック間の相関を有効に利用して動きの急変を検出することができる。
【００８１】
またこのような初期偏位ベクトルの候補ＭＶ０により動きが急変したマクロブロックを検出するようにして、具体的に、この候補により動き補正して得られるフィールド間差分値ＤＦＤ０と、直前フィールドの対応するマクロブロックにおける動き補正によるフィールド間差分値ＤＦＤ２との差分値を所定の判定基準値α２により判定して動きが急変したマクロブロックを検出することにより、連続するフィールド間の相関を有効に利用して動きの急変を検出することができる。
【００８２】
またこのような初期偏位ベクトルＶ１の選択対象に、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢだけでなく、この動きベクトルＭＶＢより派生する動きベクトルを加えることにより、一段と動きベクトルの検出精度を向上することができる。
【００８３】
すなわち２次元のローパスフィルタによりブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを平滑化して選択対象に加えることにより、ブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢにあっては隣接するマクロブロック間で相関が小さいと言う欠点を補正して動きベクトルを検出することができる。
【００８４】
またこのような２次元のローパスフィルタによる処理結果に加えて、時間軸方向のローパスフィルタによりブロックマッチング法による動きベクトルＭＶＢを平滑化して選択対象に加えることにより、２次元のローパスフィルタ３０による平滑化によっては、動きが急激に変化したマクロブロックを検出できないような場合でも、動きの変化に追従して動きベクトルＶ１を検出することができる。具体的に、回転パターンなどのように、動きベクトルの方向が変化する場合では２次元ローパスフィルタによる処理結果に比して、時間軸方向に平滑化した動きベクトルの方が実際の動き量に近くなり、これによりこのような場合には、時間軸方向に平滑化した動きベクトルによる初期偏位ベクトルが選択されて高い精度により動きベクトルを検出することができる。
【００８５】
また既検出の動きベクトルで、多くを占める動きベクトルを代表ベクトルとして選択対象に加えることにより、例えば背景から新たに画像が出現するシーン等において、この代表ベクトルが実際の動き量に速く近づくことができ、これによりこのような場合には、この代表ベクトルが選択されて高い精度により動きベクトルを検出することができる。
【００８６】
これらによりこの実施例では、動きの急変に追従して高い精度により動きベクトルを検出することができる。
【実施例５】
【００８７】
なお上述の実施例においては、勾配法により偏位ベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば位相相関法等、他の方法により偏位ベクトルを検出するようにしてもよい。
【００８８】
また上述の実施例においては、８種類の候補により初期偏位候補ベクトルを選択する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、複数の候補より初期偏位候補ベクトルを選択する場合に広く適用することができる。
【００８９】
また上述の実施例においては、フィールド間で動きベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム間で動きベクトルを検出するようにしてもよい。この場合、１フィールド遅延回路３に代えて１フレーム遅延回路を適用し、輝度信号Ｙを１フレーム遅延させるようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
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、例えばフォーマット変換装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の実施例１に係る動きベクトル検出装置の初期偏位ベクトル選択回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る動きベクトル検出装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例４に係る動きベクトル検出装置の初期偏位ベクトル選択回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
１……動きベクトル検出装置、３……１フィールド遅延回路、４……動きベクトル検出回路、５……初期偏位ベクトル選択回路、６……勾配法演算回路、７……加算回路、８……メモリ回路、１２……差分演算回路、１３……差分比較回路、１４……メモリ／差分演算回路、２５……初期偏位ベクトル選択回路
【図１】
2005202921.tif 000003
【図２】
2005202921.tif 000004
【図３】
2005202921.tif 000005