(57)【要約】【課題】メモリ使用量を大幅に低減することが出来る動き検出回路を提供する。【解決手段】重み付け式演算回路２と現フレームの特徴量を検出するエッジ検出回路１の出力を乗算し累積加算した値を、重み付け式の検出したい範囲分平行移動したものと現フレームのエッジ検出回路の乗算結果に対する累積加算値と減算することで最小差分信号を比較回路４から出力し、最小差分値と移動量を対応付ける移動量算出回路５からの出力により移動量を算出する。【選択図】図１
2009169636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号のエッジを検出し、エッジ検出信号として出力する特徴量検出手段と、
複数の重み付け式を記憶し、
前記エッジ検出信号と前記複数の重み付け式とをそれぞれ累積加算し、重み付け式に対応した累積加算値をそれぞれ出力する重み付け式乗算手段と、
前記重み付け式乗算手段の出力の累積加算値をのうちの一つを記憶し、１フレーム期間遅延させて出力する遅延手段と、
前記遅延手段から出力される累積加算値と前記重み付け式乗算手段から出力される累積加算値の差分をそれぞれ算出し、差分値が最小となる重み付け式を示す信号を最小差分信号として出力する比較手段と、
前記差分信号に基づき、移動量を算出する移動量検出手段と、を備えた動き検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像のフレーム間の動き量を検出する動き検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動画検出を行う場合、従来では映像信号の映像信号の１フレーム間の動きを検出する回路によって、現在のフレームの映像信号から１フレーム遅延された映像信号を減算、あるいは動き検出精度向上の為にさらに１フレーム遅延された映像信号を減算し、フレーム間差信号を出力するといった形式を概ね取っている。そのため、演算に必要な映像信号の保管場所としてフレームメモリを使用しなくてはならず、メモリの使用量が大幅に増加する。
【特許文献１】特開平０８−１１１８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のように、動きを検出する為にフレームメモリを使用していては、メモリの使用量増大を招き、結果的にコストアップに繋がってしまうという課題があった。
【０００４】
本発明の目的は、回路構成を簡略化すると同時にメモリを限られた範囲でしか使用せず、大幅なメモリの使用量削減を実現することが出来る動き検出回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
動き検出回路は、入力映像信号の特徴量を出力する特徴量検出手段と、傾きが等しく切片がそれぞれ異なる複数の重み付け式を記憶し、入力された特徴量信号と複数の重み付け式とをそれぞれ累積加算し、各々の重み付け式に対応した累積加算値を出力する重み付け式乗算手段と、重み付け式乗算手段の出力のうちの一つの累積加算値を１フレーム期間遅延する遅延手段と、遅延手段から出力される累積加算値と重み付け式乗算手段から出力される複数の累積加算値の差分をそれぞれ計算し、最も差分の小さい重み付け式を示す最小差分信号を出力する比較手段と、最小差分信号に基づき、移動量を算出する移動量検出手段とを備えたものである。
【０００６】
本発明に係る動き検出回路においては、重み付け式と特徴量結果の乗算結果を累積加算した値のみをメモリに保存しその値を利用して動き検出を行う為、フレームメモリを使用せず、累積加算値を保存するためのメモリ量のみしか用いないため、従来方法に比べ大幅なメモリ使用量の低減を可能とする動き検出回路を実現することが出来る。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、重み付け式と特徴量出力結果の乗算結果を累積加算した値のみをメモリに保存しその値を利用して動き検出を行う為、フレームメモリを使用せず、累積加算値を保存するためのメモリ量のみしか用いないため、従来方法に比べ大幅なメモリ使用量の低減を可能とする動き検出回路を実現することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態による動き検出回路の構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示す動き検出回路は、エッジ検出回路１、重み付け式演算回路２、メモリ３、比較回路４、移動量算出回路５を備える。
【００１１】
エッジ検出回路１は、映像信号を入力してエッジを検出し、エッジ検出信号を出力する。図２にエッジ検出信号を示す。まず入力映像信号の輝度を逐次検出し、輝度の大きさに応じて任意の段階に多値化変換をする。本実施形態では閾値を４段階とし、入力映像信号を閾値に応じて４値化する。エッジ検出回路１は、４段階の閾値をそれぞれ第一の閾値〜第四の閾値とすると、入力映像信号が第一の閾値未満であるか、第一の閾値以上第二の閾値未満であるか、第二の閾値以上第三の閾値未満であるか、第三の閾値以上第四の閾値未満であるか、もしくは第四の閾値以上であるかを判定する。そして、例えば、第二の閾値以上第三の閾値未満、第三の閾値以上第四の閾値未満もしくは第四の閾値以上の場合はエッジと判定する。一方、第一の閾値未満もしくは第一の閾値以上第二の閾値未満である場合は、非エッジであると判断する。これらは言い換えるとエッジの感度ということになる。そして、エッジ部を示すエッジ検出信号を出力する。
【００１２】
重み付け式演算回路２は、エッジ検出回路１より出力されたエッジ検出信号を入力として、図２に示す重み付け式とエッジ検出信号を乗算する。例えば、エッジ検出部分は１とし、非エッジ部分を０とする。エッジ検出箇所の位置をｘとし、重み付け式ｙ＝ｘで、ｘ＝５００の時点でエッジがあったとすると、乗算結果は１［エッジ検出結果］×５００［重み付け式に対するエッジ検出箇所の位置］＝５００［乗算結果］となる。その後、算出した乗算結果を１水平ラインにわたり加算した値である累積加算値を出力する。ここで、エッジが無い場合、エッジ検出結果は０とする。詳細は別途後述する。
【００１３】
メモリ３は、重み付け式演算回路２によって出力された累積加算値を入力とし、累積加算値を１フレーム分の時間を遅延させて遅延累積加算値出力する。
【００１４】
比較回路４は、図４に示すように、メモリ３から出力された１フレーム遅延した遅延累積加算値と、重み付け式演算回路２から出力された累積加算値との比較を行う。図３に示す重み付け式演算回路３０２〜３０ｎは重み付け式２〜ｎを記憶している。重み付け式２〜ｎは重み付け式演算回路３０１が記憶している重み付け式１を平行移動したものであり、詳しくは後述する。この重み付け式２〜ｎに対応する累積加算値と重み付け式１に対応する１フレーム遅延させた遅延累積加算値との差分値が最小である場合は、図２に示す移動物Ｘが差分値が最小となった重み付け式２〜ｎに対応する距離を移動したことを示す。重み付け式１〜ｎのうち、差分値が最小となる重み付け式を示す信号を最小差分信号として、比較手段４から出力する。最小差分信号は差分値の最小値そのものは含まず、移動量算出回路５に対する制御信号として入力される。
【００１５】
移動量算出回路５は、比較回路４にて出力された最小差分信号に応じて、移動量を対応付け、移動量及び移動方向を外部に出力する。まず現在のフレームと１フレーム遅延信号それぞれに対し、重み付け式演算回路３０１が記憶している重み付け式１で乗算した結果に対して累積加算値および遅延累積加算値を比較回路４０１にて比較する。累積加算値が一致した場合、静止画として判別し移動量は０とする。この場合、静止画・動画判定のフラグとして外部出力しても良い。次に現在のフレームと１フレーム遅延信号それぞれに対し、重み付け式を乗算した結果に対して、重み付け式演算回路３０１が記憶している重み付け式１で累積加算値が一致しなかった場合、動画として判別する。そして、重み付け式１を平行移動した重み付け式２〜ｎを記憶する重み付け式演算回路３０２〜３０ｎで演算された累積加算値と、メモリ３から出力される１フレーム遅延させた遅延累積加算値とを比較する。重み付け式演算回路３０１〜３０ｎのうち、累積加算値の差分が最も小さい重み付け式演算回路に対応する移動量を出力する。
【００１６】
図２は、本発明の概略を表した図である。入力映像信号の移動物Ｘに対するエッジを検出し、図２に示すエッジ検出信号を作成する。エッジ検出信号の値は、例としてエッジ検出された部分を１、エッジ検出されなかった値を０とする。図２では重み付け式を例としてｙ＝ｘという線形式とする。この場合、ｘには水平ドット数値がそのまま入るものとする。ここで、水平ドット数値とは、映像信号の水平のドット数のことを表す。
【００１７】
図２においては、映像信号のエッジとなる水平ドット数値はＡとＢである。
【００１８】
エッジ検出信号と重み付け式とを乗算し、乗算した値の加算値である累積加算値Ａ＋Ｂを累積加算値とし、メモリ３に記憶する。また、１フレーム後の映像信号についても同様に累積加算値の算出をし、累積加算値Ａ’＋Ｂ’を算出する。もし物体が移動していない場合、比較回路４０１において、Ａ＋Ｂ＝Ａ’＋Ｂ’となり、移動算出回路５は物体が移動していないことを示すフラグを出力する。
【００１９】
また、Ａ＋Ｂ≠Ａ’＋Ｂ’となった場合は物体が移動した事を示す。その場合、Ａ＋ＢとＡ’＋Ｂ’との差分の絶対値を算出することで、移動量が分かる。また、差分値の正負により移動方向が分かる。例えば、Ａ＝１０、Ｂ＝２０、Ａ’＝２０、Ｂ’＝３０とすると、累積加算値はそれぞれ、Ａ＋Ｂ＝３０、Ａ’＋Ｂ’＝５０となる。Ａ＋ＢとＡ’＋Ｂ’の差分をとると、２０となる。移動量（移動ドット数）は、Ａ及びＢの双方に加算されることになるので、累積加算値の１／２がそのまま移動量となり、この場合の移動量は１０ドットということになる。これらの対応付けを行っているのが、図３に示す重み付け式演算回路及び図４の比較回路である。Ａ、Ｂそれぞれの値をメモリに保存せず、累積加算値Ａ＋Ｂのみをメモリに保存するのでメモリ量削減を図ることが出来る。
【００２０】
次に、図１示す重み付け式演算回路２に関して詳細に説明する。図３は、図１に示す重み付け式演算回路２の構成を示すブロック図である。
【００２１】
図３に示す重み付け式演算回路は、重み付け式演算回路３０１、重み付け式演算回路３０２、重み付け式演算回路３０３、…、重み付け式演算回路３０ｎと重み付け式演算回路をｎ個含む。
【００２２】
重み付け式演算回路３０１は、現フレームのエッジ検出信号と重み付け式１を乗算し、乗算結果に対する累積加算値を出力する。ここでの重み付け式１は前述した通り、入力映像信号の水平ドット数をｘ軸としたｙ＝ｘという線形式である。このとき、重み付け式演算回路３０１における重み付け式１は重み付け式２〜ｎまでの基本となる式である。具体的には、重み付け式２〜ｎは移動量を算出する為の式であり、ｙ＝ｘ−１，  ｙ＝ｘ−２，  ｙ＝ｘ−３，．．．，ｙ＝ｘ−ｋ，  ｙ＝ｘ＋１，  ｙ＝ｘ＋２，  ｙ＝ｘ＋３，．．．，  ｙ＝ｘ＋ｋ（ｋは整数，  ｎ＝２ｋ＋１）とする。例としてｙ＝ｘ−１，  ｙ＝ｘ＋１だけをみると、左右１ドットずつの移動量を算出する為に必要な重み付け式となる。
【００２３】
重み付け式演算回路３０２〜３０ｎは、現フレームのエッジ検出信号と重み付け式２〜ｎをそれぞれ乗算し、乗算結果に対しての累積加算値を出力する。このとき、重み付け式２〜重み付け式ｎは、前述した通り重み付け式１を左右に任意数分、例えば左に１〜５，右に１〜５ずつ平行移動したものとする。その際、重み付け式を左右に１〜５ドットずつ平行移動させた重み付け式２〜ｎ（この例の場合、ｎ＝１１）それぞれに対して重み付け式２〜ｎにそれぞれ対応した重み付け式演算回路２〜ｎにより並列に演算結果が出力される。これにより、重み付け式を順次移動し計算する必要がなくなるため、全体の移動量算出までの処理時間短縮にも繋がる。
【００２４】
図４に示す比較回路は、メモリ３から出力された遅延累積加算値と累積加算値１〜ｎとの比較を行い、どの重み付け式に対応しているかを判別する回路である。１フレーム前の遅延累積加算値と現フレームに対して重み付け式を平行移動させて算出した累積加算値１〜ｎを比較する。この場合、平行移動した重み付け式が重み付け式２〜ｎとなる。平行移動するため、１フレーム前の遅延累積加算値との差分が最小になれば、その最小になった平行移動後の重み付け式がどの重み付け式であるかを示すフラグを出力する。
【００２５】
例えば、１フレーム前より右側に１ドット物体が移動したとする。その場合、重み付け式１を前述同様ｙ＝ｘ，重み付け式２〜ｎをそれぞれｙ＝ｘ＋１，  ｙ＝ｘ−１，  ｙ＝ｘ＋２，  ｙ＝ｘ−２，．．．，ｙ＝ｘ＋ｎ，  ｙ＝ｘ−ｎとし、エッジの位置がｘ＝４００からｘ＝４０１に移動したとする。また、エッジ箇所を１箇所とし、その値を１としたとき、移動前の累積加算値は重み付け式１により４００×１＝４００となる。この場合、重み付け式２〜ｎに対する累積加算値も算出することが出来るが、物体移動前に対する重み付け式２〜ｎの累積加算値を算出しても意味が無いため無視する。移動後の累積加算値は重み付け式１は４０１×１＝４０１，  重み付け式２〜ｎの累積加算値はそれぞれ、４０２×１＝４０２，  ４００×１＝４００，  ４０３×１＝４０３，  ３９９×１＝３９９，．．．，となる。移動前の重み付け式１の累積加算値４００と最も差分が小さいのはｙ＝ｘ−１，つまり重み付け式３の累積加算値４００となる。そのため、移動前の重み付け式１であるｙ＝ｘと移動後で移動前の累積加算値と一致した時の重み付け式３であるｙ＝ｘ−１のｘ座標を比較すると、右側に１ドット平行移動したと考えても同意である。そのため、物体が右側に１ドット移動したと考えることが出来る。例では完全に値が一致しているが、ノイズやエッジの数の多少によりエッジが正確に検出されないなどの要因から完全に一致することは少ないと考える。本例の場合では、エッジが１つのみでかつ正確にエッジを検出できた場合に成り立つものであり、動作概念としての例を示したものである。そのフラグに応じて、平行移動した値を後段の移動量算出回路５によって対応付けることで移動量を算出することが出来る。
【００２６】
なお、動き検出回路で検出される移動量は、水平、垂直のどちらの方向に対しても実施することが出来る。また、動き検出精度が高く要求されない場合に対してライン間引きや画素間引きなどを行うことで、動き検出精度が低下するがメモリに保存される累積加算値が少なくても済むため、さらなるメモリ量削減を行うことが出来る。
【００２７】
本発明によれば、重み付け式と特徴量検出結果の乗算結果に対して累積加算した値で動き検出を行う為フレームメモリを使用せず、累積加算値を保存するためのメモリ量のみしか用いないため、従来方法に比べ大幅なメモリ使用量の低減を可能とする動き検出回路を実現することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかる動き検出回路は、重み付け式と特徴量検出結果の乗算結果を累積加算した値で動き検出を行う為フレームメモリを使用せず、累積加算値を保存するためのメモリ量のみしか用いないため、従来方法に比べ大幅なメモリ使用量の低減を可能とする動き検出回路を実現することが出来るものであり、映像信号の動き検出回路等において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態による動き検出回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の動作一例を示した概略図
【図３】図１に示す重み付け式回路の構成を示すブロック図
【図４】図１に示す比較手段の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３０】
１    エッジ検出回路
２    重み付け式演算回路
３０１、３０２、３０３、３０ｎ    重み付け式演算回路
４０１、４０２、４０３、４０ｎ    比較回路
３    メモリ
４    比較手段
５    移動量算出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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