(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する複数の動きベクトル探索手段と、
上記複数の動きベクトル探索手段からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか１つを選択するベクトル選択手段と、
上記ベクトル選択手段により前フレームで選択した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
上記ベクトル記憶手段に記憶されている前フレームで選択された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段と
を備え、上記ベクトル選択部は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索手段の出力から最終的な動き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装置。
【請求項２】
画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより複数の入力信号のうちいずれか１つを選択する信号選択手段と、
上記信号選択手段によって選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、
上記動きベクトル探索部により前フレームで探索された動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
上記動きベクトル記憶手段により記憶されている前フレームで探索された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段と
を備え、上記信号選択手段は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて複数の入力信号から１つを選択することを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号を、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲとしたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
【請求項４】
画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
入力される輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲに対し所定の重み付け演算を行いＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を得るＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段と、
前フレームのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を記憶する動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段と、
輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号との各々に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、
輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
入力される輝度信号Ｙと、前記Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段からのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段に記憶されたＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の前記予測誤差演算手段から出力される現フレームでの予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて前記動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択手段と
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５】
画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、
入力される輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲに対し所定の重み付け演算を行いＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を得るＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段と、
前フレームのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を記憶する動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段と、
輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、
入力される輝度信号Ｙと、前記Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段からのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段に記憶されたＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、
前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段の出力する予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて輝度信号Ｙと、前記Ｙ／CB／ＣＲ重み付け演算手段の出力から１つを選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段の選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と
を備えたことを特徴とする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】
この発明は、動画像を所定の水平画素数と所定の垂直ライン数から成るブロックに分割し、ブロック毎に動画像の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像などを圧縮して伝送する技術として動き補償予測を用いたものがある。動き補償予測を行うためには動きベクトルの検出が必要であるが、この方法には輝度信号Ｙのみを用いて行う方法と、輝度信号Ｙの他に色差信号ＣＢ、ＣＲも用いて行うように拡張された方法とがある。後者のものとして、例えば特開平５−２１９５２９号公報に示すものがある。
【０００３】
図５は特開平５−２１９５２９号公報に示されたものと同様な動きベクトル検出器による動き補償予測を用いた画像圧縮装置を示す構成図である。
図５において、１は入力画像輝度信号Ｙ、２は入力画像色差信号ＣＢ、３は入力画像色差信号ＣＲ、４は輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲを入力し、これを例えば輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲの順の順次信号ａ（Ｙ／ＣＢ／ＣＲ）として出力するバッファ回路、１０は減算器、１１は直交変換部、１２は量子化部、１３は入力信号に符号を割り当てる可変長符号化部、１４は多重化部、１５はデータを一時蓄え出力するバッファ回路、１６は符号化データ、２０は逆量子化部、２１は直交変換されたデータに逆変換を施す逆直交変換部、２２は加算器、２３は画像メモリ、２４は動きベクトル検出器１００の検出した動きベクトルに従って動き補償予測を行う動き補償部、３０、３１、３２は表色の形態に基づく各入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する動きベクトル探索部、３３は各々の動きベクトル探索部の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択部、４０、４１、４２は平坦判定部、１００は動きベクトル検出器である。
【０００４】
次に上記構成に係る動き補償予測を用いた画像圧縮装置の動作の説明をする。入力画像輝度信号Ｙ１、入力画像色差信号ＣＢ２、入力画像色差信号ＣＲ３は、バッファ回路４に入力され、例えば輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲの順の順次信号に変換される。順次化された画像信号ａは、減算器１０で動き補償予測画像信号ｂとの差分がとられ、動き補償予測誤差信号ｃとして出力される。動き補償予測誤差信号ｃは、直交変換部１１で直交変換された後、量子化部１２で量子化され、可変長符号化部１３で符号が割り当てられた後、多重化部１４で動きベクトルデータと多重され、バッファ回路１５を介して符号化データ１６として出力される。
【０００５】
ここで、動き補償予測画像信号ｂの生成については以下のように行う。
量子化部１２の出力は、逆量子化部２０において逆量子化され、続いて、逆直交変換部２１において逆直交変換された後、さらに、加算器２２において動き補償予測画像信号ｂと加算されて画像メモリ２３に蓄積される。
【０００６】
画像メモリ２３より出力される参照フレームの画像信号と現フレームの画像信号を用いて動きベクトル検出器１００が動きベクトルの検出を行う。動きベクトル検出器１００による動きベクトル検出については後述する。この動きベクトルデータを受けて動き補償部２４では動き補償予測画像信号ｂが生成され、出力される。また、動き補償部２４では動き補償予測画像信号ｂの生成に用いた動きベクトルデータの符号化も行い、多重化部１４に出力する。
【０００７】
次に動きベクトル検出器１００における動きベクトルの検出について説明する。前述のように、特開平５−２１９５２９号公報に示される動きベクトル検出器では輝度信号Ｙの他に色差信号ＣＢ、ＣＲも用いて動きベクトルの検出を行う。まず、３つの動きベクトル探索部３０、３１、３２がそれぞれ輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々についての動きベクトルを例えばブロックマッチング法を用いて求める。ブロックマッチング法とは周知のように例えば現フレームをブロック（例えば輝度で１６画素×１６ライン、色差は全画面とブロックの割合が輝度と等しくなる大きさとする）に分割し、差分絶対値総和などの誤差評価基準を用いて当該ブロックに対して最も近いブロックを参照フレームから求め、当該ブロックの動きベクトルとする方法である。
【０００８】
このようして求まった輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々についての動きベクトルから動きベクトル選択部３３が以下のようにして１つを選択する。
まず、現フレームの輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々のブロックについて平坦判定部４０、４１、４２が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。
輝度ブロックが平坦でなければ輝度の動きベクトルが選択される。輝度ブロックが平坦であった場合、色差ＣＢブロックが平坦か否かで処理が分かれる。色差ＣＢブロックが平坦でなければ色差ＣＢの動きベクトルが選択される。色差ＣＢブロックが平坦であった場合、色差ＣＲブロックが平坦か否かで処理が分かれる。色差ＣＲブロックが平坦でなければ色差ＣＲの動きベクトルが選択される。色差ＣＲブロックが平坦であった場合、すなわち輝度ブロック、色差ＣＢブロック、色差ＣＲブロックの全てが平坦であった場合は輝度の動きベクトルが選択される。このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。
【０００９】
次に、図６を用いて画像からベクトルを検出する動作を説明する。
図６は輝度は等しいが色の違う縞が右から左に向かって移動している例である。図６において、模様のついてある部分は白い部分と大きく値が異なるものとする。輝度信号Ｙは全画面にわたって平坦であるが、色差信号ＣＢ、ＣＲは縞の境にエッジが存在する。図示したブロック位置では、輝度ブロックは平坦であるため色差ＣＢブロックを用いて動きベクトル検出が行われ、動きベクトルが検出できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の動きベクトル検出方法では、例えば図７に示すような場合、動きベクトルの検出誤りが発生する可能性がある。
すなわち、図７の場合、色差は図６と同じである。ただし、輝度にも縞があるのが異なっている。色差の縞の１周期の中に輝度の縞が２周期含まれている。
従来の動きベクトル検出方法では、図７に示したブロック位置では輝度ブロックは平坦ではないので輝度の動きベクトルが選択されてしまい、参照フレーム（時刻ｔ−１）のブロック１、ブロック２のどちらが正しい動きベクトルか判定できないため、動きベクトルの検出誤りが発生するという問題があった。
【００１１】
この発明は上記のような従来例に係る問題点を解消するためになされたもので、色情報を考慮して動きベクトルの検出を行う際、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる動きベクトル検出装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルをそれぞれ探索する複数の動きベクトル探索手段と、上記複数の動きベクトル探索手段からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか１つを選択するベクトル選択手段と、上記ベクトル選択手段により前フレームで選択した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、上記ベクトル記憶手段に記憶されている前フレームで選択された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段とを備え、上記ベクトル選択部は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択することを特徴とするものである。
【００１３】
また、他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号に対して現フレームと参照フレームより複数の入力信号のうちいずれか１つを選択する信号選択手段と、上記信号選択手段によって選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、上記動きベクトル探索部により前フレームで探索された動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、上記動きベクトル記憶手段により記憶されている前フレームで探索された動きベクトルを用いた場合の現フレームでの各々の入力信号についての予測誤差をそれぞれ算出する複数の予測誤差演算手段とを備え、上記信号選択手段は、上記複数の予測誤差演算手段から出力される予測誤差演算値に基づいて複数の入力信号から１つを選択することを特徴とするものである。
【００１４】
また、上記動きベクトル検出装置において、表色の形態に基づく複数の入力信号を、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲとしたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、入力される輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲに対し所定の重み付け演算を行いＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を得るＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段と、前フレームのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を記憶する動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段と、輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号との各々に対して現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段と、輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、入力される輝度信号Ｙと、前記Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段からのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段に記憶されたＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の前記予測誤差演算手段から出力される現フレームでの予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて前記動きベクトル探索手段の出力から最終的な動きベクトルを選択する動きベクトル選択手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
さらに、さらに他の発明に係る動きベクトル検出装置は、画像を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、入力される輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、色差信号ＣＲに対し所定の重み付け演算を行いＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を得るＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段と、前フレームのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を記憶する動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段と、輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に対し前記ブロック毎に平坦か否かを判定する平坦判定手段と、前フレームで検出した動きベクトルを記憶する動きベクトル記憶手段と、入力される輝度信号Ｙと、前記Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算手段からのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号と、前記動きベクトル記憶手段に記憶された前フレームで検出した動きベクトル、及び前記動き検出用Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号記憶手段に記憶されたＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号に基づいて現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段と、前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差を算出する予測誤差演算手段の出力する予測誤差演算値及び前記平坦判定手段の出力に基づいて輝度信号Ｙと、前記Ｙ／CB／ＣＲ重み付け演算手段の出力から１つを選択する信号選択手段と、前記信号選択手段の選択した入力信号に基づき現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図１において、基本的な構成は図５に示す従来例と同様であり、動きベクトル検出器１００の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器１００のみを説明し、図４と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、５０は前フレームで検出した動きベクトル、つまりベクトル選択部３３により選択された動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリ、５１、５２、５３は前フレームで検出した動きベクトルを用いた場合の現フレームでの予測誤差をそれぞれ算出する予測誤差演算部であり、動きベクトル選択部３３は、動きベクトル探索部３０、３１、３２からそれぞれ出力される動きベクトルのうちいずれか１つを選択する際、上記予測誤差演算部５１、５２、５３から出力される予測誤差演算値に基づいて各々の動きベクトル探索部３０、３１、３２から出力される最終的な動きベクトルを選択する。
【００１８】
次に動作について説明する。
まず、３つの動きベクトル探索部３０、３１、３２がそれぞれ輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々についての動きベクトルを求める。
動きベクトル探索部３０、３１、３２で求まった輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々についての動きベクトルから動きベクトル選択部３３が以下のようにして１つを選択する。
始めに、現フレームの輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの各々のブロックについて予測誤差演算部５１、５２、５３により前フレームで検出された動きベクトルを当てはめた場合の動き補償予測誤差（以下、前フレーム動き補償予測誤差と呼ぶ）を算出する。前フレームの動きベクトルは動きベクトルメモリ５０が記憶している。
【００１９】
動きベクトル選択部３３の選択は、前フレームの選択モードが輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの何れであったかにより処理が異なる。
例えば前フレームの選択モードが輝度信号Ｙであった場合、すなわち前フレームで輝度信号Ｙの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５３による色差信号ＣＲの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３２による色差信号ＣＲの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部５２による色差信号ＣＢの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３１による色差信号ＣＢの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
【００２０】
また、前フレームの選択モードが色差信号ＣＲであった場合、すなわち前フレームで色差信号ＣＲの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部５２による色差信号ＣＢの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３１による色差信号ＣＢの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は、動きベクトル探索部３２による色差信号ＣＲの動きベクトルが選択される。
【００２１】
さらに、前フレームの選択モードが色差信号ＣＢであった場合、すなわち前フレームで色差信号ＣＢの動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は、動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、予測誤差演算部５３による色差信号ＣＲの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３２による色差信号ＣＲの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は、動きベクトル探索部３１による色差信号ＣＢの動きベクトルが選択される。
【００２２】
このようして、動きベクトル選択部３３により選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ５０は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【００２３】
以上のように、この実施の形態１によれば、前フレーム動き補償予測誤差演算結果に基づいて、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲのベクトルを選択して用いるため、例えば図６に示すように輝度ブロックが平坦ではなくとも、色差信号の動きベクトルを選択した方が好適な場合には色差信号の動きベクトルが選択される。
【００２４】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置を示す構成図であり、基本的な構成は図１と同様であるが、動きベクトル検出器１００の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器１００のみを説明し、図１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、６０は表色の形態に基づく各入力信号に対して現フレームと参照フレームより輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲのいずれか１つを選択する信号選択部であり、この信号選択部６０は、予測誤差演算部５１、５２、５３から出力される予測誤差演算値に基づいて信号選択を行う。３４は信号選択部６０により選択した入力信号に基づいて現フレームと参照フレームより動きベクトルを探索する動きベクトル探索部である。
【００２５】
次に動作について、実施の形態１と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部３４、予測誤差演算部５１、５２、５３及び動きベクトルメモリ５０については図１と同じものであるので説明を省略する。既述した実施の形態１では、３つの動きベクトル探索部の出力結果から１つを選択したが、この実施の形態２では、動きベクトル探索部は１つしか持たず、動きベクトル探索部３４への入力を信号選択部６０が以下のように選択する。
【００２６】
信号選択部６０の選択は、前フレームの選択モードが輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの何れであったかにより処理が異なる。
前フレームの選択モードが輝度信号Ｙであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５３による色差信号ＣＲの前フレームの動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＲが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部５２による色差信号ＣＢの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＢが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
【００２７】
前フレームの選択モードが色差信号ＣＲであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＲが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部５２による色差信号ＣＢの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＢが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＲが選択される。
【００２８】
前フレームの選択モードが色差信号ＣＢであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＢが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は予測誤差演算部５３による色差信号ＣＲの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＲが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合は動きベクトル探索部３４への入力として色差信号ＣＢが選択される。
【００２９】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ５０は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【００３０】
以上のようにして、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【００３１】
また、実施の形態１、２では、入力信号を輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの３信号を用いたが、３信号のうちの２信号のみを用いるようにして処理を簡略化してもよい。
【００３２】
実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図３において、基本的な構成は図１と同様であるが、動きベクトル検出器１００の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器１００のみを説明し、図２及び図７と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
新たな符号として、７０、７１は輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲに対して所定の演算を行うＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算部、７２は前フレームのＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算部７１からの信号（以下、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号）を記憶しておく動き補償用フレームメモリである。
【００３３】
次に動作について、実施の形態１と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部３０、３１、予測誤差演算部５１、５２及び動きベクトルメモリ５０については図２と同じものであるので説明を省略する
。まず、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算部７０、７１は、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲに対して例えば下式で表される演算を行い、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を生成する。
Ｉ＝αＹ＋βＣｂ＋γＣｒ
ただし、  Ｙ          ：輝度信号
Ｃｂ        ：色差（ＣＢ）信号
Ｃｒ        ：色差（ＣＲ）信号
α、β、γ  ：定数（ただし、α＋β＋γ ≦１.０）
【００３４】
実施の形態１では、最終的な動きベクトルをベクトル探索部３３が予測誤差演算部５１、５２、５３の出力に従って動きベクトル探索部３０、３１、３２の出力から選択したが、実施の形態３では、予測誤差演算部５１、５２及び平坦判定部４０、４１の出力に従って最終的な動きベクトルを動きベクトル選択部３３が輝度信号Ｙの動きベクトル、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の動きベクトルから以下のようにして選択する。
【００３５】
まず、現フレームの輝度信号Ｙ、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の各々のブロックについて、平坦判定部４０、４１が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。前フレームの選択モードが輝度信号Ｙ、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の何れであったかにより以下のように処理が異なる。
【００３６】
動きベクトル選択部３３は、前フレームの選択モードが輝度信号Ｙであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部への入力として輝度信号Ｙが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部５２によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３１によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部４０及び４１による輝度ブロック及びＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定により処理が分かれる。
輝度ブロックが平坦でＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦でなかった場合、動きベクトル探索部３１によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の動きベクトルが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
【００３７】
前フレームの選択モードがＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号であった場合、すなわち前フレームでＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の動きベクトルが選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部４１によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定により処理が分かれる。
Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦であった場合、動きベクトル探索部３０による輝度信号Ｙの動きベクトルが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部３１によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の動きベクトルが選択される。
【００３８】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ５０は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【００３９】
以上のようにして、この実施の形態によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【００４０】
また、実施の形態３では、輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の２信号からの選択としたが、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を演算内容の異なる複数通り用意して、Ｎ信号（Ｎ＞２）からの選択としてもよい。
【００４１】
実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係る動きベクトル検出装置を用いた画像圧縮装置の構成図である。
図４において、基本的な構成は図２及び図３と同様であるが、動きベクトル検出器１００の構成のみが異なる。以下、動きベクトル検出器１００のみを説明し、図２及び図３と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。
【００４２】
次に動作について、実施の形態２と異なる部分に絞って説明を行う。
動きベクトル探索部３４、予測誤差演算部５１、５２及び動きベクトルメモリ５０については図２と同じものであるので説明を省略する。
まず、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算部７０、７１は、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲに対して例えば実施の形態３で示された式で表される演算を行い、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を生成する。
【００４３】
実施の形態２では、動きベクトル探索部３４への入力を信号選択部６０が予測誤差演算部５１、５２、５３の出力に従って輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲから選択したが、この実施の形態３では、予測誤差演算部５１、５２及び平坦判定部４０、４１の出力に従って動きベクトル探索部３４への入力を信号選択部６０が輝度信号Ｙ、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の何れかを以下のようにして選択する。
【００４４】
まず、現フレームの輝度信号Ｙ、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の各々のブロックについて平坦判定部４０、４１が標準偏差や分散などの評価基準と予め設定された閾値との比較を行い平坦か否かを判定する。前フレームの選択モードが輝度信号Ｙ、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の何れであったかにより以下のように処理が異なる。
【００４５】
信号選択部６０は、前フレームの選択モードが輝度信号Ｙであった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択されていた場合、まず、予測誤差演算部５２によるＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力としてＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号が選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、平坦判定部４０及び４１による輝度ブロック及びＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦か否かの判定で処理が分かれる。輝度ブロックが平坦でＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦でなかった場合、動きベクトル探索部３４への入力としてＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号が選択される。
それ以外は動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
【００４６】
前フレームの選択モードがＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号であった場合、すなわち前フレームで動きベクトル探索部への入力としてＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号が選択されていた場合は、まず、予測誤差演算部５１による輝度信号Ｙの前フレーム動き補償予測誤差演算結果と予め設定された閾値との比較を行い、その結果により処理が分かれる。
演算結果が予め設定された閾値より大きかった場合は動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
演算結果が予め設定された閾値以下であった場合、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦か否かで処理が分かれる。
Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号ブロックが平坦であった場合、動きベクトル探索部３４への入力として輝度信号Ｙが選択される。
それ以外は動きベクトル探索部３４への入力としてＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号が選択される。
【００４７】
このようして選択された動きベクトルは、輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用される。また、動きベクトルメモリ５０は選択された動きベクトル及び選択モードを記憶する。
【００４８】
以上のようにしてこの実施の形態によれば、実施の形態２と同様の効果を得ることができ、さらにより簡単な装置とすることができる。
【００４９】
また、実施の形態４では輝度信号ＹとＹ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の２信号からの選択としたが、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号を演算内容の異なる複数通り用意して、Ｎ信号（Ｎ＞２）からの選択としてもよい。
【００５０】
また、上述した全ての実施の形態では輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの３信号を用いたが、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号や、Ｙ、Ｉ、Ｑ信号等の他の表色系の信号を用いてもよい。
【００５１】
また、上述した全ての実施の形態ではフレームを基準とした動きベクトル検出を示したが、これをフィールドを基準としても実施できることは明らかであろう。
【００５２】
尚、上述した全ての実施の形態で、動きベクトル探索部３０、３１、３２の行う処理は、矩形ブロック毎に動きベクトルを求めるためのどんな処理でもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、前フレームの動き補償予測誤差演算結果に基づいて、輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲのベクトルを選択して用いるため、輝度ブロックが平坦ではなくとも、色差信号のベクトルを選択した方が好適な場合には色差信号のベクトルが選択されることになり、色情報を考慮して動きベクトルの検出を行う際、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる。また、動きベクトル検出手段そのものは、従来のものをそのまま用いることができるため、装置規模及び構成の変更は比較的小規模である。
【００５４】
また、動きベクトル探索部の数を１つとし、予測誤差演算部の出力と前フレームで選択された動きベクトルが輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの内のどの信号により探索されたものかという情報に基づき、動きベクトル探索部の入力を輝度信号Ｙ、色差信号ＣＢ、ＣＲの内から選択するようにしたので、装置規模及び構成の変更を比較的小規模なものとして小型化できる。
【００５５】
さらに、輝度信号と、Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け信号の各々のブロックについて平坦か否かの判定に基づいて動きベクトルを選択するようにしたので、選択された動きベクトルは輝度、色差の画面サイズに合わせて拡大、縮小して使用されるのに好適なものとなり、動きベクトルの検出誤りを防ぎ、正しい動きベクトルを精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４における動きベクトル検出装置の構成図である。
【図５】  従来の動きベクトル検出装置を示す構成図である。
【図６】  従来の動きベクトル検出装置の動きベクトル決定の説明図である。
【図７】  この発明の動きベクトル検出装置の動きベクトル決定の説明図である。
【符号の説明】
１  入力画像輝度信号Ｙ、２  入力画像色差信号ＣＢ、３  入力画像色差信号ＣＲ、４  バッファ回路、１０  減算器、３０、３１、３２、３４  動きベクトル探索部、３３  動きベクトル選択部、４０、４１  平坦判定部、５０  動きベクトルメモリ、５１、５２、５３  予測誤差演算部、６０  信号選択部、
７０、７１  Ｙ／ＣＢ／ＣＲ重み付け演算部、７２  動き検出用画像メモリ、
１００  動きベクトル検出器。
【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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【図７】
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