(57)【要約】      （修正有）【課題】静止した領域について正しい動きベクトルが検出されやすい、精度の高い動きベクトル検出方法および回路を提供。【解決手段】動きベクトル検出回路10において、基準フィールド（前フィールド）信号16および被検出フィールド（現フィールド）信号20を受信する動き検出回路22は、これらフィールド間の動きベクトルを検出する前に、同一の位置にある被検出フィールド内の被検出ブロックと、基準フィールド内の基準ブロックとの間で、フィールド間差分の総和ΣFDを計算する。動き判定回路30は、フィールド間差分の総和ΣFDに基づいて被検出ブロックの動き／静止を判定する。判定結果32が「静止」となる場合、初期偏位ベクトル選択回路42は、複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を高めて、初期偏位ベクトルを選択する。後続の勾配法演算回路52、54は、選択された初期偏位ベクトルに基づいて、動きベクトルＶを検出する。【選択図】図１
2007097028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル化された映像信号をフィールド毎に所定の大きさのブロックに細分化し、被検出フィールド内の被検出ブロックについて、前記被検出フィールドから１フィールド以上離れた基準フィールドを基準とする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、該方法は、
前記被検出ブロックと、前記基準フィールド内において前記被検出ブロックと同一の位置にある基準ブロックとの間で、フィールド間差分の総和を計算する工程と、
該フィールド間差分の総和に基づいて前記被検出ブロックの動き／静止を判定する工程と、
該判定する工程において静止と判定した場合、前記動きベクトルを検出する初期値である初期偏位ベクトルの候補である複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を高めて前記初期偏位ベクトルを選択する工程と、
該工程で選択した初期偏位ベクトルに基づいて動きベクトルを検出する工程とを含み、
これによって、動きベクトル検出の精度を向上させることを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記被検出ブロックの動き／静止を判定する工程では、前記フィールド間差分の総和が所定の閾値より大きい場合に動きと判定し、所定の閾値より小さい場合に静止と判定することを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記判定する工程において静止と判定した場合、前記初期偏位ベクトルを選択する工程では、ゼロベクトルの優先順位を最上位にすることを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法において、該方法はさらに、前記判定する工程において動きと判定した場合、前記複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を低めて前記初期偏位ベクトルを選択する工程を含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法において、前記複数のベクトルは、前記被検出ブロックの近傍のブロックについて既に検出されている動きベクトルを含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記近傍のブロックは、前記被検出ブロックの８近傍に属するブロックを含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法において、前記複数のベクトルは、前記被検出フィールドから１フィールド以上離れたフィールドのブロックについて既に検出されている動きベクトルを含むことを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の方法において、前記複数のベクトルのうちゼロベクトルを除いたものの優先順位は、ベクトルの絶対値の降順とすることを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法において、前記初期偏位ベクトルを選択する工程では、前記複数のベクトルを優先順位の高いものから順番に候補ベクトルとし、前記被検出ブロックと、前記基準フィールド内にあって候補ベクトルによって前記被検出ブロックが偏位される前の位置にある対応ブロックとの間でフィールド間差分の総和を計算し、該総和を所定の閾値より小さくする候補ベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択し、あるいは、該総和を最小にする候補ベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択することを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の方法において、前記動きベクトルを検出する工程では、前記初期偏位ベクトルに反復勾配法を適用して動きベクトルを検出することを特徴とする動きベクトル検出方法。
【請求項１１】
デジタル化された映像信号をフィールド毎に所定の大きさのブロックに細分化し、被検出フィールド内の被検出ブロックについて、前記被検出フィールドから１フィールド以上離れた基準フィールドを基準とする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、該回路は、
前記被検出ブロックと、前記基準フィールド内において前記被検出ブロックと同一の位置にある基準ブロックとの間で、フィールド間差分の総和を計算する手段と、
該フィールド間差分の総和に基づいて前記被検出ブロックの動き／静止を判定する手段と、
前記動きベクトルを検出する初期値である初期偏位ベクトルの候補である複数のベクトルを記憶する記憶手段と、
前記判定する手段が静止と判定した場合、前記複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を高めて前記初期偏位ベクトルを選択する手段と、
該手段で選択した初期偏位ベクトルに基づいて動きベクトルを検出する手段とを含み、
これによって、動きベクトル検出の精度を向上させることを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１２】
請求項11に記載の回路において、前記被検出ブロックの動き／静止を判定する手段は、前記フィールド間差分の総和が所定の閾値より大きい場合に動きと判定し、所定の閾値より小さい場合に静止と判定することを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１３】
請求項11または12に記載の回路において、前記判定する手段が静止と判定した場合、前記初期偏位ベクトルを選択する手段は、ゼロベクトルの優先順位を最上位にすることを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１４】
請求項11ないし13のいずれかに記載の回路において、前記初期偏位ベクトルを選択する手段は、前記判定する手段が動きと判定した場合、前記複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を低めて前記初期偏位ベクトルを選択することを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１５】
請求項11ないし14のいずれかに記載の回路において、前記複数のベクトルは、前記動きベクトルを検出する手段が前記被検出ブロックの近傍のブロックについて既に検出した動きベクトルを含むことを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１６】
請求項15に記載の回路において、前記初期偏位ベクトルを選択する手段は、前記近傍のブロックに、前記被検出ブロックの８近傍に属するブロックを含めることを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１７】
請求項11ないし16のいずれかに記載の回路において、前記複数のベクトルは、前記動きベクトルを検出する手段が、前記被検出フィールドから１フィールド以上離れたフィールドのブロックについて既に検出した動きベクトルを含むことを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１８】
請求項11ないし17のいずれかに記載の回路において、前記初期偏位ベクトルを選択する手段は、前記複数のベクトルのうちゼロベクトルを除いたものの優先順位を、ベクトルの絶対値の降順とすることを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項１９】
請求項11ないし18のいずれかに記載の回路において、前記初期偏位ベクトルを選択する手段は、前記複数のベクトルを優先順位の高いものから順番に候補ベクトルとし、前記被検出ブロックと、前記基準フィールド内にあって候補ベクトルによって前記被検出ブロックが偏位される前の位置にある対応ブロックとの間でフィールド間差分の総和を計算し、該総和を所定の閾値より小さくする候補ベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択し、あるいは、該総和を最小にする候補ベクトルを前記初期偏位ベクトルとして選択することを特徴とする動きベクトル検出回路。
【請求項２０】
請求項11ないし19のいずれかに記載の回路において、前記動きベクトルを検出する手段は、前記初期偏位ベクトルに反復勾配法を適用して動きベクトルを検出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、TV（Tele-Vision）信号において、動画像の大きさおよび方向、すなわち動きベクトルを検出する方法および回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動きベクトルは、TV信号の高能率符号化におけるフレーム間符号化効率を向上させる際や、TV方式変換におけるフィールド数の変換による動きの不連続性を軽減させる際に用いられている。
【０００３】
また、一般的な動きベクトル検出方式は、TV信号をｍ画素×ｎライン（ｍ、ｎは整数）のブロックに細分化した後、ブロック毎に動きベクトルを検出する方法であり、特許文献２、特許文献３のパターンマッチング法や、特許文献４の反復勾配法などがよく知られている。
【０００４】
さらに反復勾配法のなかには、動きベクトルの検出精度を向上させるために初期偏位ベクトル（特許文献５）を用いたものがある。この方法は、既に検出されている複数の動きベクトルのなかから動きベクトルを初期偏位ベクトルとして選択し、この初期偏位ベクトルを起点として、所定の偏位ベクトル検出を行い、真の動きベクトルを検出する方式である。
【０００５】
特許文献１も、初期偏位ベクトルを選択して反復勾配法を利用する技術である。特許文献１では、かかる反復勾配法にて動きベクトルを検出した後の処理に特徴がある。すなわち、動きベクトルが検出された動き領域にも拘らず、その領域中に、前フィールドから静止したままの静領域が検出された場合に、その周辺の動きベクトルをゼロベクトルに置換する技術である。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１２１５１９号公報
【特許文献２】特開昭５５−１６２６８３号公報
【特許文献３】特開昭５５−１６２６８４号公報
【特許文献４】特開昭６０−１５８７８６号公報
【特許文献５】特開昭６２−２０６９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば特許文献１の場合、初期偏位ベクトルの候補として用意するベクトルは、動きベクトルを検出すべき被検出ブロックの近傍について過去に検出された動きベクトルと、ゼロベクトルである。通常、初期偏位ベクトルの候補としての近傍の動きベクトルの優先順位は、被検出ブロックにて検出されるべき動きベクトルが近傍の動きに追従したものとなるよう、高くなっている。したがって、映像信号中に動いている部分と静止している部分とが混在している場合、本来、動きベクトルとしてゼロベクトルが検出されるべき静止部分が、その近傍の動いている部分に影響され、一定の量のある動きベクトルを誤って検出してしまうおそれがある。これにより、その静止部分の輪郭や形状を乱してしまうという欠点があった。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑み、静止した領域についても、動きベクトルとして正しいものが検出されやすい、精度の高い動きベクトル検出方法および回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の課題を解決するために、デジタル化された映像信号をフィールド毎に所定の大きさのブロックに細分化し、被検出フィールド内の被検出ブロックについて、被検出フィールドから１フィールド以上離れた基準フィールドを基準とする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、被検出ブロックと、基準フィールド内において被検出ブロックと同一の位置にある基準ブロックとの間で、フィールド間差分の総和を計算する工程と、フィールド間差分の総和に基づいて被検出ブロックの動き／静止を判定する工程と、この判定する工程において静止と判定した場合、動きベクトルを検出する初期値である初期偏位ベクトルの候補である複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を高めて初期偏位ベクトルを選択する工程と、この工程で選択した初期偏位ベクトルに基づいて動きベクトルを検出する工程とを含み、これによって、動きベクトル検出の精度を向上させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、映像中に動いている部分と静止している部分とが混在している場合に、静止部分がその周辺の動いている部分に影響されて動きベクトルを誤検出してしまい、その静止部分の輪郭や形状を乱してしまうという欠点を除去可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に添付図面を参照して本発明による動きベクトル検出方法および動きベクトル検出回路の実施例を詳細に説明する。本文において、本発明に直接関係のない要素については、図示および説明を省略する。また、信号はそれが現れる信号線の符号を用いて指示するものとする。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による動きベクトル検出回路の実施例を示すブロック図である。動きベクトル検出回路10は、デジタル化された映像信号を入力として受信し、動きベクトルを検出する回路である。動きベクトルの検出は、映像信号を構成する連続したフィールドのうち、先行する基準フィールド（前フィールド）を基準とし、これから１フィールド以上離れた後続の被検出フィールド（現フィールド）までの動きに対して行なう。より詳細に言えば、動きベクトルの検出は、被検出ブロックを所定の大きさのブロックに細分化してブロック毎に行なう。
【００１３】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10はフィールドディレー回路12を含み、この回路12は、動きベクトル検出回路10の入力端子14に接続されている。フィールドディレー回路12は、これに入力される映像信号14を１フィールド分遅延させ、必要に応じて増幅等の処理を行なった基準フィールド信号16を出力する回路である。動きベクトル検出回路10の入力端子14には、増幅器18も接続されている。このように映像信号14は、増幅器18により、時間的には遅延されない単に増幅処理のみを受けた被検出フィールド信号20としても出力される。基準フィールド信号16は先行するフィールドとして動きベクトル検出の基準となる。一方、被検出フィールド信号20は、動きベクトルの検出の対象となる。
【００１４】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10は動き検出回路22を含み、これは、基準フィールド信号16と被検出フィールド信号20とを入力信号として受信する。動き検出回路22は、基準フィールドおよび被検出フィールドを所定の大きさのブロックに細分化する回路である。ブロックのサイズは例えば８画素×８ラインの大きさとしてよく、他のいかなる大きさのブロックにしてもよい。動き検出回路22はまた、被検出フィールド内の被検出ブロックと、基準フィールド内において被検出ブロックと同一の位置にある基準ブロックとの間で、フィールド間差分FD（Field Difference）の総和ΣFDを計算し、出力する回路である。
【００１５】
ここでフィールド間差分について説明する。図２は、図１において動き検出回路22に入力される基準フィールドと被検出フィールドとのブロックの対応を示す図である。図２に示すように、被検出フィールド20には、基準フィールド16を基準として動きベクトルを検出すべき被検出ブロック26が存在する。そして、基準フィールド16には、被検出ブロック26と同一の位置にある基準ブロック28が存在する。フィールド間差分FDは、図２に示す通り、被検出ブロック26と基準ブロック28との間で、対応する位置にある画素毎に信号の差分である。動き検出回路22は、フィールド間差分FDをブロック全体にわたって加算し、フィールド間差分の総和ΣFDを計算する。
【００１６】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10は動き判定回路30を含み、これは、動き検出回路22の出力ΣFDに接続され、フィールド間差分の総和ΣFDを入力信号として受信する。動き判定回路30は、フィールド間差分の総和ΣFDに基づいて被検出ブロックの動き／静止を判定し、その判定結果を信号32として出力する回路である。
【００１７】
動き判定回路30は、フィールド間差分の総和ΣFDが所定の閾値より大きい場合に動きと判定する。すなわち、同位置にある基準ブロック28と被検出ブロック26とは異なる画像であり、したがって、被検出ブロック26は、基準ブロック28とは異なる、基準フィールド16における別のブロックから動いたものであると判定する。一方、動き判定回路30は、フィールド間差分の総和ΣFDが所定の閾値より小さい場合、言いかえれば、ゼロまたは一定の誤差を持ってゼロに近似である場合、静止と判定する。すなわち、同位置にある基準ブロック28と被検出ブロック26とは同じ画像である可能性が高く、したがって、被検出ブロック26は、基準ブロック28がそのまま静止し続けたものであると判定する。
【００１８】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10はブロックディレー回路34、36を含み、回路34は基準フィールド信号16を入力信号として受信し、回路36は、被検出フィールド信号20を入力信号として受信する。ブロックディレー回路34、36は、それぞれ、入力されたフィールド信号16、20を所定の大きさのブロックに細分化し、遅延させ、ブロック信号38、40として出力する回路である。ブロックのサイズは、動き検出回路22がフィールド信号をブロックに分割したのと同一である。
【００１９】
ブロックディレー34、36から被検出ブロック信号38・基準ブロック信号40が回路42へ入力されるタイミングは、それら被検出ブロック・基準ブロックについて動き判定回路30から回路42へ動き／静止の判定結果32が入力されるタイミングと同期させてよい。いずれにせよ、基準フィールド・被検出フィールド全体にわたって動き／静止の判定結果32が回路42に入力された時点で、各フィールド全体のブロック信号38・40が回路42に入力されていればよい。
【００２０】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10はベクトルメモリ44を含み、ベクトルメモリ44は、複数のベクトルを記憶する記憶装置である。ベクトルメモリ44に記憶された複数のベクトルは、後述の初期偏位ベクトルＶ０の候補である。図３は図１のベクトルメモリ44に記憶される、初期偏位ベクトルの候補の例を示す図である。符号Ａ〜Ｃ、Ｆ〜Ｎ、Ｐ〜Ｘは、すべて、後述する勾配法演算回路52、54によって過去に既に検出された、連続するフィールド48、16、20におけるそれぞれのブロックにおける動きベクトルを示す。
【００２１】
図３に示すように、ベクトルメモリ44には、初期偏位ベクトルの候補として、斜線領域で示す被検出ブロック26すなわちこれから動きベクトルを検出すべきブロックの近傍のブロックについて既に検出した動きベクトルＡ〜Ｃを含めてよい。これら候補のうち、動きベクトルＡ、Ｂは、被検出ブロック26の８近傍に属するブロックにおいて検出された動きベクトルである。また、動きベクトルＣのように、被検出ブロック26の８近傍に属さないブロックにおいて過去に検出された動きベクトルであっても、予め定めた範囲の近傍のブロックにおいて検出された動きベクトルであれば、初期偏位ベクトルの候補としてベクトルメモリに含めてよい。
【００２２】
また、図３には、被検出フィールド20から１フィールド先行する基準フィールド16と、さらに１フィールド先行する前々フィールド48を示す。図３に示すフィールド以前にも、先行するフィールドが存在することは言うまでもない。こうした、被検出フィールド20から１フィールド以上離れたフィールドにおいて既に検出した動きベクトルＦ〜Ｎ、Ｐ〜Ｘも、初期偏位ベクトルの候補として、ベクトルメモリ44に含めてよい。
【００２３】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10は初期偏位ベクトル選択回路42を含み、回路42は動き判定回路30の出力である動き／静止信号32を入力信号として受信する。また、初期偏位ベクトル選択回路42は、ベクトルメモリ44の出力端子46にも接続されている。初期偏位ベクトル選択回路42は、ベクトルメモリ44から受信した複数のベクトルに優先順位を付け、さらに、動き／静止信号32に応じて上記の優先順位を変更し、上位のものから順番に初期偏位ベクトルＶ０にふさわしいものか否かを検討し、ふさわしいものが見付かった場合に、それを初期偏位ベクトルＶ０として選択する回路である。ここで「初期偏位ベクトル」とは、最終的に検出すべき動きベクトルＶを検出するための初期値である。
【００２４】
初期偏位ベクトル選択回路42がベクトルメモリ44から読み出す初期偏位ベクトルＶ０の候補は、図３に示す動きベクトルＡ〜Ｃのように、被検出ブロック26の８近傍やそれ以外の近傍に属するブロックにおいて過去に検出された動きベクトルにすればよい。それでも候補の数が不足する場合は、順番に、基準フィールド16にて過去に検出された動きベクトルＦ〜Ｎを追加し、さらに不足であれば前々フィールド48にて過去に検出された動きベクトルＰ〜Ｘを追加すればよい。基準フィールド16や前々フィールド48など、被検出フィールド20から１フィールド以上離れた先行するフィールドから初期偏位ベクトルＶ０の候補を選択するときは、まず、基準フィールド16の基準ブロック28のように、被検出ブロック26と同一の位置にあるブロックにおいて過去の検出された動きベクトル、すなわちベクトルＪを優先的に候補に加え、その後、その近傍の動きベクトルを候補に加えるとよい。なお、図３に示すベクトル過去に既に検出された動きベクトルを自由に加算平均して、初期偏位ベクトルＶ０の候補としてもよい。
【００２５】
初期偏位ベクトル選択回路42がベクトルメモリ44から読み出す、初期偏位ベクトルＶ０の候補の数は、例えば８としてよいが、これ以上または以下のいかなる数にしてもよい。ただし、候補のなかには、必ずゼロベクトルを含めることとする。したがって、候補の数が８の場合、初期偏位ベクトル選択回路42は、ベクトルメモリ44から７個の候補ベクトルを読み出し、残りの１個の候補はゼロベクトルとする。
【００２６】
初期偏位ベクトル選択回路42は、初期偏位ベクトルＶ０の候補である複数のベクトルのうち、ゼロベクトルを除いたものの優先順位を、ベクトルの絶対値の降順としてよい。近傍で検出されたなるべく大きな動きベクトルに追従した動きベクトルを検出しやすくするためである。
【００２７】
初期偏位ベクトル選択回路42は、動き／静止信号32が「静止」である場合、初期偏位ベクトルＶ０の候補である複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を高めて、初期偏位ベクトルＶ０を選択する。ゼロベクトルの優先順位は、従前のものより上位にすれば何位にしてもよく、最上位にしてもよい。
【００２８】
一方、初期偏位ベクトル選択回路42は、動き／静止信号32が「動き」である場合、初期偏位ベクトルＶ０の候補である複数のベクトルのうち、ゼロベクトルの優先順位を低めて、初期偏位ベクトルＶ０を選択する。ゼロベクトルの優先順位は、従前のものより下位にすれば何位にしてもよく、最下位にしてもよい。ゼロベクトルの優先順位が当初から最下位の場合は、そのまま維持すればよい。
【００２９】
本実施例では、動き／静止信号32が「静止」または「動き」の二者択一としているが、既に説明した動き判定回路30は、これら２つ以外の信号を判定結果として出力してよい。例えばフィールド間差分の総和ΣFDの大きさに応じて、３つ以上の種類の信号を判定結果として出力してよい。その場合、初期偏位ベクトル選択回路42は、判定結果に応じて、ゼロベクトルの優先順位を３つ以上のいずれかの順位としてよい。
【００３０】
初期偏位ベクトル選択回路42は、初期偏位ベクトルＶ０の候補である複数のベクトルを優先順位の高いものから順番に候補ベクトルとし、初期偏位ベクトルＶ０たりうるものか否かを検討する。この検討は以下のように行なえばよい。すなわち、まず候補ベクトルを初期偏位ベクトルＶ０と仮定する。そして、図２に示す被検出ブロック26と、基準フィールド16内にあって、初期偏位ベクトルＶ０によって被検出ブロックが偏位される前の位置にある対応ブロック50との間でフィールド間差分DFD（Displaced Field Difference）の総和ΣDFDを計算する。
【００３１】
図４は、図１に示す動き検出回路22が計算するフィールド間差分FDの総和ΣFDと、初期偏位ベクトル選択回路42が計算するフィールド間差分DFDの総和ΣDFDとの相違を示す図である。フィールド間差分FDの総和ΣFDは、図４に示すように、被検出ブロック26と、基準フィールド16にあって同一の位置にある基準ブロック28との間で計算されるものである。一方、フィールド間差分DFDの総和ΣDFDは、図４に示すように、被検出ブロック26と、基準フィールド16にあって仮定された初期偏位ベクトルＶ０によって被検出ブロック26が偏位される前の位置にある対応ブロック50との間で計算されるものである。対応ブロック50と被検出ブロック26との関係は図２にも示す。対応ブロック50の座標は（ｍ１，ｎ１）であり、初期偏位ベクトルＶ０＝（α０，β０）であり、対応ブロック50が初期偏位ベクトルによって偏位された座標（ｍ１＋α０，ｎ１＋β０）に位置するのが、被検出ブロック26である。
【００３２】
そして、フィールド間差分DFDの総和ΣDFDが所定の閾値より小さければ、言いかえればゼロまたは一定の誤差を持ってゼロに近似であれば、候補ベクトルを正式に初期偏位ベクトルＶ０として選択する。あるいは、総和ΣDFDを最小にする候補ベクトルを正式に初期偏位ベクトルＶ０として選択する。複数の候補によって、フィールド間差分の総和ΣDFDを同じ最小値となる場合は、あらかじめ定めておいた優先順位の高い候補を初期偏位ベクトルとして選択する。対応ブロック50の映像信号と被検出ブロック26の映像信号との差が小さく、両者は類似していて、被検出ブロック26は、基準フィールド16においては、対応ブロック50の位置にあったものと推測できるからである。
【００３３】
図１に示すように、動きベクトル検出回路10は勾配法演算回路52、54を含み、これら回路52、54は、初期偏位ベクトルＶ０に対して、反復勾配法を適用する回路である。回路52、54の構成および処理は共通しているため、以下、回路52を代表として説明する。勾配法演算回路52は、初期偏位ベクトル選択回路42の出力である初期偏位ベクトルＶ０に勾配法を適用する。１回目勾配法演算回路52は、被検出ブロック26が偏位される前の位置にあるブロック、すなわち対応ブロック50と、被検出ブロック26とで次式(1)〜(4)に示す演算を行ない、１回目偏位ベクトルＶ１を求める演算回路である。
ＶＸ＝Σ｛（SGNΔＸ）・DFD｝／Σ|ΔＸ|・・・・(1) 
ＶＹ＝Σ｛（SGNΔＹ）・DFD｝／Σ|ΔＹ|・・・・(2) 
ΔＸ＝(Ａｎ＋１，ｍ−Ａｎ−１，ｍ)／２・・・・・・・・(3) 
ΔＹ＝(Ａｎ，ｍ＋１−Ａｎ，ｍ−１)／２・・・・・・・・(4) 
ただし、値ＶＸは１回目偏位ベクトルＶ１のＸ方向成分、値ＶＹは１回目偏位ベクトルＶ１のＹ方向成分、値Ａｎ，ｍはｎ画素、ｍラインの座標の信号、値ΔＸは画像のＸ方向の勾配、値ΔＹは画像のＹ方向の勾配、値DFD はフィールド間差分値を示す。また、SGNは、「０」を含むΔＸ、ΔＹの符号を示す。
【００３４】
１回目偏位ベクトルＶ１は、加算器56にて初期偏位ベクトルＶ０と加算されてベクトルＶ０＋Ｖ１となり、次の２回目勾配法演算回路54に入力される。回路54は、１回目勾配法演算回路52と同様に、ベクトルＶ０＋Ｖ１に対して、２回目の勾配法演算を行ない、２回目偏位ベクトルＶ２を出力する。出力された２回目偏位ベクトルＶ２は、加算器58にてベクトルＶ０＋Ｖ１と加算されて、最終的に検出すべき動きベクトルＶ＝Ｖ０＋Ｖ１＋Ｖ２が検出される。図５はこれらの動きベクトルの関係を説明する図である。検出された動きベクトルＶは、過去に既に検出された動きベクトルとして、ベクトルメモリ44に入力され、他のブロックについて動きベクトルを検出する際の、初期偏位ベクトルＶ０の候補として使用される。
【００３５】
ここで本発明の利点について述べる。本発明の最終的な目的は、被検出ブロック26について、動きベクトルＶを検出することである。しかし、被検出ブロック26が、もともと、基準フィールド16から被検出フィールド20までの間に動いていない領域であれば、最終的に検出すべき動きベクトルはゼロベクトルである。そこで、上述の初期偏位ベクトル選択回路42にて選択した初期偏位ベクトルＶ０を用いて後述の反復勾配法にて動きベクトルを検出する前に、図１に示す動き検出回路22・動き判定回路30を設け、これらによって、被検出ブロック26がもともと静止しているものであるか否かを判定する。そして判定結果が「静止」であれば、初期偏位ベクトルＶ０の候補中、ゼロベクトルの優先順位を高め、これが初期偏位ベクトルたりうるか否かの検討を、優先的に行なう。
【００３６】
このようにすれば、被検出ブロックはもとより静止しているものと判定されているのであるから、ゼロベクトルが初期偏位ベクトルＶ０として選択される可能性が高くなる。そして、反復勾配法により最終的に検出される動きベクトルも、ゼロベクトルまたはそれに近いベクトルが検出される可能性が高くなり、動きベクトルの検出の精度が高まるのが本願発明の利点である。
【００３７】
図６は従来の初期偏位ベクトルを用いた動きベクトル検出回路の例を示すブロック図である。図１に示す本発明の実施例の構成の特徴は、図６の従来の動きベクトル検出回路100に、動き検出回路22および動き判定回路30を加えた点である。これらの構成上の特徴があるため、図６の回路100に比較すると、本発明の実施例を用いた方が、初期偏位ベクトルＶ０として適切なものが選択される可能性が高い。
【００３８】
以下、これまで説明してきた構成を有する本発明による動きベクトル検出回路の実施例の動作を説明する。図１に示す動きベクトル検出回路10の入力端子14からフィールドディレー回路12に映像信号14が入力されると、回路12は映像信号14を１フィールド分遅延させ、必要に応じて増幅等の処理を行なった基準フィールド信号16とし、動き検出回路22およびブロックディレー回路34に入力する。一方、映像信号14は、増幅器18により、時間的には遅延されない単に増幅処理のみを受けた被検出フィールド信号20とされ、同様に動き検出回路22およびブロックディレー回路34に入力される。このように、基準フィールド信号16は、被検出フィールド信号20より１フィールド分過去の信号である。
【００３９】
動き検出回路22は、受信した信号16、20を用いて、基準フィールドおよび被検出フィールドを所定の大きさのブロックに細分化する。動き検出回路22はまた、被検出フィールド内被検出ブロックと、基準フィールド内において被検出ブロックと同一の位置にあるすべての基準ブロックとの間で、フィールド間差分FD（Field Difference）の総和ΣFDを計算する。この総和ΣFDの計算は、基準フィールドおよび被検出フィールドのすべてのブロックにわたって、ブロック毎に行ない、動き判定回路へ入力する。
【００４０】
動き判定回路30は、フィールド間差分の総和ΣFDに基づいて被検出フィールド全体にわたり、被検出ブロックの動き／静止を判定し、その判定結果を信号32として初期偏位ベクトル選択回路42へ入力する。
【００４１】
ブロックディレー回路34、36は、それぞれ受信する基準フィールド信号16および被検出フィールド信号20を用いて、それらフィールドを所定の大きさのブロックに細分化し、遅延させて、１ブロックずつのブロック信号38、40として初期偏位ベクトル選択回路42に入力する。これにより、基準フィールド・被検出フィールド全体にわたって動き／静止の判定結果32が回路42に入力された時点で、各フィールド全体のブロック信号38・40の回路42への入力は完了する。
【００４２】
初期偏位ベクトル選択回路42は、ある被検出ブロックの動きベクトルを検出する初期値となる初期偏位ベクトルを選択するにあたり、ベクトルメモリ44から所定の複数、例えば７個のベクトルを読み出し、これらにゼロベクトルを加えて計８個の候補ベクトルをそろえる。そしてそれらの候補ベクトルに優先順位を付ける。優先順位は、例えば、ベクトルの絶対値の降順にすればよい。そしてさらに、上記の被検出ブロックの動き／静止信号32の判定結果が「静止」であれば、初期偏位ベクトルの候補中、ゼロベクトルの優先順位を高める。このときゼロベクトルは最上位にしてもよい。一方、判定結果が「動き」であれば、ゼロベクトルの優先順位を低める。
【００４３】
初期偏位ベクトル選択回路42は、以上のようにして決定した優先順位に従って、それぞれの候補ベクトルを初期偏位ベクトルＶ０と仮定する。そして、図２に示す被検出ブロック26と対応ブロック50との間でフィールド間差分DFD（Displaced Field Difference）の総和ΣDFDを計算する。そして、フィールド間差分DFDの総和ΣDFDが所定の閾値より小さければ、言いかえればゼロまたは一定の誤差を持ってゼロに近似であれば、候補ベクトルを正式に初期偏位ベクトルＶ０として選択する。あるいは、総和ΣDFDを最小にする候補ベクトルを正式に初期偏位ベクトルＶ０として選択する。正式に選択した初期偏位ベクトルＶ０は勾配法演算回路52に入力される。
【００４４】
勾配法演算回路52、54は、初期偏位ベクトルＶ０に対して、反復勾配法を適用し、回路52が１回目偏位ベクトルＶ１を算出し、回路54が２回目偏位ベクトルＶ２を算出する。これらの偏位ベクトルを加算し、最終的に、動きベクトルＶ＝Ｖ０＋Ｖ１＋Ｖ２が検出される。なお、このようにして検出された動きベクトルＶは、過去に既に検出された動きベクトルとして、ベクトルメモリ44に入力され、他のブロックについて動きベクトルを検出する際の、初期偏位ベクトルＶ０の候補として使用される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による動きベクトル検出回路は、入力された映像信号から、動きベクトルを検出するものである。したがって、TV方式変換装置に組み込み可能である。たとえば、TV方式変換装置によって、TV信号をPAL方式からNTSC方式に方式変換する場合、50フィールドから60フィールドのフィールド数変換が必要となる。したがって、５フィールド毎に１つの内挿フィールドを形成してフィールド数の変換を行なう。このような場合、本発明による動きベクトル検出回路によれば、動きベクトルの検出により、内挿フィールドの形成が可能である。本発明はまた、動きベクトル検出する必要のある他の装置、例えばTV信号圧縮・伸張装置（MPEG2-CODEC）等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による動きベクトル検出回路の実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す動き検出回路に入力される基準フィールドと被検出フィールドとのブロックの対応を示す図である。
【図３】図１に示すベクトルメモリに記憶される、初期偏位ベクトルの候補の例を示す図である。
【図４】図１に示す動き検出回路が計算するフィールド間差分の総和と、初期偏位ベクトル選択回路が計算するフィールド間差分の総和との相違を示す図である。
【図５】最終的に検出すべき動きベクトルと、１回目および２回目の偏位ベクトルとの関係を示す図である。
【図６】従来の初期偏位ベクトルを用いた動きベクトル検出回路の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４７】
10  動きベクトル検出回路
22  動き検出回路
30  動き判定回路
42  初期偏位ベクトル選択回路
44  ベクトルメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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