JP2591441B2 - 動画像信号の動ベクトル検出装置 - Google Patents
動画像信号の動ベクトル検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動き補償機能のついた
動画像信号のフレーム間符号化方式における動画像信号
の動ベクトル検出装置に関する。
動画像信号のフレーム間符号化方式における動画像信号
の動ベクトル検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、背景領域の画質を向上させる動画
像符号化方式としては、人物領域と背景領域を分離した
後、それぞれの領域に対する量子化特性を変える方法な
どが知られている。例えば、特願昭５９−２７２４３４
号「動画像信号のフレーム間予測符号化方式とその装
置」では、背景領域で粗い量子化を用いることで、ゼロ
に近い値を持つ背景領域のノイズが符号化されなくなり
背景部の画質が向上する。
像符号化方式としては、人物領域と背景領域を分離した
後、それぞれの領域に対する量子化特性を変える方法な
どが知られている。例えば、特願昭５９−２７２４３４
号「動画像信号のフレーム間予測符号化方式とその装
置」では、背景領域で粗い量子化を用いることで、ゼロ
に近い値を持つ背景領域のノイズが符号化されなくなり
背景部の画質が向上する。
【０００３】一方、動画像信号の符号化方式として、画
面をいくつかのブロックに分割し、ブロック毎に現フレ
ームと前フレームの差分の評価値が最小になる動ベクト
ルを検出し、検出された動ベクトルにより動きを補正し
て符号化する動き補償符号化方式も知られている。この
動き補償符号化方式における動ベクトル検出部を図２を
用いて説明する。単純差分算出器７は、現フレームのデ
ータ７０１と前フレームのデータ７０２からブロック単
位に差分の絶対値の合計値を算出し、その値を線７０９
を介して比較器９に送る。動きベクトル検出器８は現フ
レームのデータ８０１と前フレームのデータ８０２から
ブロック単位の差分の絶対値和が最小になるような動き
ベクトルを検出し、動き補償差分の絶対値和の最小値
を、線８０９を介して比較器９に、検出した動きベクト
ルを、線８１０を介して出力ベクトル切りかえ器１０に
送る。比較器９では線７０９を介して得られた単純差分
の値と線８０９を介して得られた動き補償差分の絶対値
和の最小値を比較し、その差が零ベクトル判定しきい値
よりも大きいときは動ベクトルを選択する切りかえ信号
を、零ベクトル判定しきい値よりも小さいときには零ベ
クトルを選択する切りかえ信号を、線９１０を介して出
力ベクトル切りかえ器１０に送る。出力ベクトル切りか
え器１０では、線９１０を介して得た出力ベクトル切り
かえ信号にそって、線８１０を介して得られた動ベクト
ルと線０１０を介して得られた零ベクトルのうちどちら
かを選択し、動ベクトルとして線１０１か出力する。
面をいくつかのブロックに分割し、ブロック毎に現フレ
ームと前フレームの差分の評価値が最小になる動ベクト
ルを検出し、検出された動ベクトルにより動きを補正し
て符号化する動き補償符号化方式も知られている。この
動き補償符号化方式における動ベクトル検出部を図２を
用いて説明する。単純差分算出器７は、現フレームのデ
ータ７０１と前フレームのデータ７０２からブロック単
位に差分の絶対値の合計値を算出し、その値を線７０９
を介して比較器９に送る。動きベクトル検出器８は現フ
レームのデータ８０１と前フレームのデータ８０２から
ブロック単位の差分の絶対値和が最小になるような動き
ベクトルを検出し、動き補償差分の絶対値和の最小値
を、線８０９を介して比較器９に、検出した動きベクト
ルを、線８１０を介して出力ベクトル切りかえ器１０に
送る。比較器９では線７０９を介して得られた単純差分
の値と線８０９を介して得られた動き補償差分の絶対値
和の最小値を比較し、その差が零ベクトル判定しきい値
よりも大きいときは動ベクトルを選択する切りかえ信号
を、零ベクトル判定しきい値よりも小さいときには零ベ
クトルを選択する切りかえ信号を、線９１０を介して出
力ベクトル切りかえ器１０に送る。出力ベクトル切りか
え器１０では、線９１０を介して得た出力ベクトル切り
かえ信号にそって、線８１０を介して得られた動ベクト
ルと線０１０を介して得られた零ベクトルのうちどちら
かを選択し、動ベクトルとして線１０１か出力する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の動画像信号の符
号化方式では、線１０１を介して得られた動ベクトルに
基づいて動き補償を行ない符号化を行なう。この動き補
償符号化方式では比較器９で用いる零ベクトル判定しき
い値の値によっては、ノイズの影響で背景領域において
も非零ベクトルを選択することが起こりうる。本来零ベ
クトルが選択されるべき背景領域で非零ベクトルが選択
されると、量子化器を粗くしても、係数は零で動ベクト
ルのみのブロックとして符号化されてしまうため、符号
量が増加したり、静止領域の中の孤立したブロックで絵
が微小に動くなどして主観的画質が劣化する。
号化方式では、線１０１を介して得られた動ベクトルに
基づいて動き補償を行ない符号化を行なう。この動き補
償符号化方式では比較器９で用いる零ベクトル判定しき
い値の値によっては、ノイズの影響で背景領域において
も非零ベクトルを選択することが起こりうる。本来零ベ
クトルが選択されるべき背景領域で非零ベクトルが選択
されると、量子化器を粗くしても、係数は零で動ベクト
ルのみのブロックとして符号化されてしまうため、符号
量が増加したり、静止領域の中の孤立したブロックで絵
が微小に動くなどして主観的画質が劣化する。
【０００５】これらの誤った選択を防ぐため非零ベクト
ル判定しきい値をあげると、背景領域だけでなく人物領
域でも非零ベクトルを選択し難くなり、動き補償による
符号量低減の効果が薄れるといった問題がある。
ル判定しきい値をあげると、背景領域だけでなく人物領
域でも非零ベクトルを選択し難くなり、動き補償による
符号量低減の効果が薄れるといった問題がある。
【０００６】本発明は、上述の問題点を解消し、背景領
域での動ベクトルの誤検出を防ぎ、背景領域の無駄な情
報発生を抑え、画質を向上させるための動画像信号の動
ベクトル検出装置を提出することを目的とする。
域での動ベクトルの誤検出を防ぎ、背景領域の無駄な情
報発生を抑え、画質を向上させるための動画像信号の動
ベクトル検出装置を提出することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ブロッ
ク単位に現フレームと、前フレームの差分の絶対値和を
求める単純差分算出手段と、ブロック単位の現フレーム
と前フレームの差分の絶対値和が最小となる動ベクトル
を検出する動ベクトル検出手段と、前記単純差分算出手
段で算出された差分の絶対値和と、前記動ベクトル検出
手段で算出された差分の絶対値和の最小値の差を求め、
その差が予め定めた閾値以上のときには動ベクトルを選
択する第１の出力ベクトル切り替え信号を送り、その差
が予め定めた閾値未満のときは零ベクトルを選択する第
２の出力ベクトル切り替え信号を送る比較手段と、前記
比較手段から送られてきた前記第１又は第２の出力ベク
トル切り替え信号に応じて、前記動ベクトル検出手段に
おいて差分の絶対値和が最小となったときの動ベクトル
と、零ベクトルのどちらを出力するかを切り替える出力
ベクトル切り替え手段を持ち、前記ベクトル切り替え手
段において出力された動ベクトルを供給する動画像信号
の動ベクトル検出装置において、領域抽出を行い背景領
域を判定する領域判定手段と、前記領域抽出手段におい
て背景領域と判定されたブロックでは前記比較手段で用
いる閾値が大きくなるように補正する閾値補正手段を持
つことを特徴とする動画像信号の動ベクトル検出装置が
得られる。
ク単位に現フレームと、前フレームの差分の絶対値和を
求める単純差分算出手段と、ブロック単位の現フレーム
と前フレームの差分の絶対値和が最小となる動ベクトル
を検出する動ベクトル検出手段と、前記単純差分算出手
段で算出された差分の絶対値和と、前記動ベクトル検出
手段で算出された差分の絶対値和の最小値の差を求め、
その差が予め定めた閾値以上のときには動ベクトルを選
択する第１の出力ベクトル切り替え信号を送り、その差
が予め定めた閾値未満のときは零ベクトルを選択する第
２の出力ベクトル切り替え信号を送る比較手段と、前記
比較手段から送られてきた前記第１又は第２の出力ベク
トル切り替え信号に応じて、前記動ベクトル検出手段に
おいて差分の絶対値和が最小となったときの動ベクトル
と、零ベクトルのどちらを出力するかを切り替える出力
ベクトル切り替え手段を持ち、前記ベクトル切り替え手
段において出力された動ベクトルを供給する動画像信号
の動ベクトル検出装置において、領域抽出を行い背景領
域を判定する領域判定手段と、前記領域抽出手段におい
て背景領域と判定されたブロックでは前記比較手段で用
いる閾値が大きくなるように補正する閾値補正手段を持
つことを特徴とする動画像信号の動ベクトル検出装置が
得られる。
【０００８】
【作用】図３を用いて本発明の作用を説明する。図３
（ａ）は、図２に示す従来の動ベクトル検出方法で動ベ
クトル検出を行った結果である。このとき背景部分の誤
った動ベクトルを防ぐために零ベクトル判定しきい値を
上げると、図３（ｂ）に示すような結果となり、背景に
現れている誤った動ベクトルは防ぐことがでるが、人物
領域でも動ベクトルの発生を抑制してしめうため動き補
償の効果がうすれることになる。また、動き補償の効果
を上げるために、零ベクトル判定しきい値を下げると、
図３（ｃ）に示すような結果となり、人物領域での動き
補償の効果は上がるが、背景領域の誤った動ベクトルの
検出が増加するため画質劣化につながる。これは従来法
では背景、人物領域などの領域判定には関係なく、フレ
ーム単位に零ベクトル判定しきい値が決められているこ
とが原因である。
（ａ）は、図２に示す従来の動ベクトル検出方法で動ベ
クトル検出を行った結果である。このとき背景部分の誤
った動ベクトルを防ぐために零ベクトル判定しきい値を
上げると、図３（ｂ）に示すような結果となり、背景に
現れている誤った動ベクトルは防ぐことがでるが、人物
領域でも動ベクトルの発生を抑制してしめうため動き補
償の効果がうすれることになる。また、動き補償の効果
を上げるために、零ベクトル判定しきい値を下げると、
図３（ｃ）に示すような結果となり、人物領域での動き
補償の効果は上がるが、背景領域の誤った動ベクトルの
検出が増加するため画質劣化につながる。これは従来法
では背景、人物領域などの領域判定には関係なく、フレ
ーム単位に零ベクトル判定しきい値が決められているこ
とが原因である。
【０００９】本発明では、領域判定の結果に応じてブロ
ック毎に零ベクトル判定のしきい値をブロック毎に変化
させるとができるため、図３（ｄ）に示すような領域判
定結果を用いて、人物領域と背景領域で異なる零ベクト
ル判定しきい値を設定し、背景領域では人物領域よりも
零ベクトルを選択し易くする。その結果図３（ｅ）に示
すように、人物領域では効果的な動き補償を行ない、背
景領域では誤った動ベクトルを防ぐことができるため、
無駄な情報の発生を抑え、画質を向上させることができ
る。
ック毎に零ベクトル判定のしきい値をブロック毎に変化
させるとができるため、図３（ｄ）に示すような領域判
定結果を用いて、人物領域と背景領域で異なる零ベクト
ル判定しきい値を設定し、背景領域では人物領域よりも
零ベクトルを選択し易くする。その結果図３（ｅ）に示
すように、人物領域では効果的な動き補償を行ない、背
景領域では誤った動ベクトルを防ぐことができるため、
無駄な情報の発生を抑え、画質を向上させることができ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１、図４を用いて
詳しく説明する。単純差分算出器２は、現フレームのデ
ータ２０１と前フレームのデータ２０２からブロック単
位に差分の絶対値の合計値を算出し、その値を線２０５
を介して比較器５に送る。動きベクトル検出器３は、現
フレームのデータ３０１と前フレームのデータ３０２か
らブロック単位の酸分の絶対値和が最小になるような動
きベクトルを検出し、動き補償差分の最小値を、線３０
５を介して比較器５に、検出した動きベクトルを、線３
０６を介して出力ベクトル切り替え器６に送る。
詳しく説明する。単純差分算出器２は、現フレームのデ
ータ２０１と前フレームのデータ２０２からブロック単
位に差分の絶対値の合計値を算出し、その値を線２０５
を介して比較器５に送る。動きベクトル検出器３は、現
フレームのデータ３０１と前フレームのデータ３０２か
らブロック単位の酸分の絶対値和が最小になるような動
きベクトルを検出し、動き補償差分の最小値を、線３０
５を介して比較器５に、検出した動きベクトルを、線３
０６を介して出力ベクトル切り替え器６に送る。
【００１１】いま、ブロックの大きさをｎ* ｍとし、ｔ
番目のフレーム（ｘ，ｙ）の位置にある画素の値をｆt
（ｘ，ｙ）とすると、単純差分算出器で算出されるブロ
ック（ｂX ，ｂy ）の差分の絶対値和Ｂ（ｂx ，ｂy ）
は、
番目のフレーム（ｘ，ｙ）の位置にある画素の値をｆt
（ｘ，ｙ）とすると、単純差分算出器で算出されるブロ
ック（ｂX ，ｂy ）の差分の絶対値和Ｂ（ｂx ，ｂy ）
は、
【００１２】
【数１】
【００１３】と表される。また、動ベクトル（ｖx ，ｖ
y ）のときの差分の絶対値和Ｖ（ｖx，ｖy ）は、
y ）のときの差分の絶対値和Ｖ（ｖx，ｖy ）は、
【００１４】
【数２】
【００１５】と表される。
【００１６】動ベクトル検出器３ではベクトル（ｖx ，
ｖy ）を変化させてＶ（ｖx ，ｖy）を求め、その値の
最小値を線３０４を介して比較器５に送り、最小値を与
えるベクトル（ｖx ，ｖy ）を線３０６を介して出力ベ
クトル切り替え器６に送る。領域判定器１では現フレー
ムのデータと前フレームのデータとから人物領域、背景
領域の判定を行なう。しきい値補正器４では線１０４を
介して得られる領域判定の結果を参照して、零ベクトル
判定しきい値を補正し、線４０５を介して補正された零
ベクトル判定しきい値を比較器５に伝える。例えば、従
来法によて決定された非零判定しきい値がＴｈであった
ならば領域判定器１の結果により人物領域と判定したブ
ロックに対してはＴｈ−Ｔｈs 、背景領域と判定された
領域に対してはＴｈ＋Ｔｈs というしきい値の補正を行
ない、背景領域では人物領域よりも動ベクトルを選択し
にくくする。
ｖy ）を変化させてＶ（ｖx ，ｖy）を求め、その値の
最小値を線３０４を介して比較器５に送り、最小値を与
えるベクトル（ｖx ，ｖy ）を線３０６を介して出力ベ
クトル切り替え器６に送る。領域判定器１では現フレー
ムのデータと前フレームのデータとから人物領域、背景
領域の判定を行なう。しきい値補正器４では線１０４を
介して得られる領域判定の結果を参照して、零ベクトル
判定しきい値を補正し、線４０５を介して補正された零
ベクトル判定しきい値を比較器５に伝える。例えば、従
来法によて決定された非零判定しきい値がＴｈであった
ならば領域判定器１の結果により人物領域と判定したブ
ロックに対してはＴｈ−Ｔｈs 、背景領域と判定された
領域に対してはＴｈ＋Ｔｈs というしきい値の補正を行
ない、背景領域では人物領域よりも動ベクトルを選択し
にくくする。
【００１７】比較器５では線２０５を介して送られた単
純差分の絶対値和と線３０５を介して送られた動き補償
差分の絶対値和の最小値を比較し、その差が零ベクトル
判定しきい値よりも大きいときは動ベクトルを選択する
出力切りかえ信号を、零ベクトル判定しきい値よりも小
さいときは零ベクトルを選択する出力ベクトル切りかえ
信号を、線５０６を介して出力ベクトル切り替え器６に
伝える。出力ベクトル切り替え器６では、線５０６を介
して得た出力ベクトル切りかえ信号にそって、線３０６
を介して得られた動ベクトル線０６を介して得られた零
ベクトルのどちらかを選択し、選択されたベクトル線６
０１を介して動ベクトルとして出力する。領域判定器１
としては特願平２−２５２９０５に記載の領域判定手段
が利用できる。 以下、上記領域判定手段について図４
を用いて説明する。入力された動画像信号は有効／無効
判定部１１に供給される。有効無効判定部１１は前画面
の動画像信号蓄えておき、この前画面における動画像信
号と新たに入力された動画像信号とのフレーム差分を求
め、ブロック毎にフレーム差分の絶対値和をもとめ、そ
れが予め定められたしきい値以上であればそのブロック
を有効ブロックとし、しきい値未満であれば無効ブロッ
クとして第１の有効ブロックマップを得る。有効／無効
判定部１１で得られた第１の有効ブロックマップは重み
付け部１２に与えられる。重み付け部１２では第１の有
効ブロックマップに対して予め定められた第１の重み付
けを行なう。加算器１３では重み付け部１２から与えら
れた第１の有効ブロックマップと重み付け部１４から与
えられた前フレームの有効ブロックマップを加算し第２
の有効ブロックマップを得る。セグメンテーション部１
５では第２の有効ブロックマップにおける対象ブロック
とその近傍の値を加算し、それをしきい値処理すること
によって第３の有効ブロックマップを得る。孤立無効ブ
ロック除去部１６では第３の有効ブロックマップにおけ
る無効ブロックに対してセグメンテーション部と同様
に、対象ブロックとその近傍のブロックの値を加算し、
しきい値処理することによって孤立無効ブロックの連結
をはかる。これによって得られた第４の有効ブロックマ
ップは重み付け部１４及び抽出結果出力部に与えられ
る。
純差分の絶対値和と線３０５を介して送られた動き補償
差分の絶対値和の最小値を比較し、その差が零ベクトル
判定しきい値よりも大きいときは動ベクトルを選択する
出力切りかえ信号を、零ベクトル判定しきい値よりも小
さいときは零ベクトルを選択する出力ベクトル切りかえ
信号を、線５０６を介して出力ベクトル切り替え器６に
伝える。出力ベクトル切り替え器６では、線５０６を介
して得た出力ベクトル切りかえ信号にそって、線３０６
を介して得られた動ベクトル線０６を介して得られた零
ベクトルのどちらかを選択し、選択されたベクトル線６
０１を介して動ベクトルとして出力する。領域判定器１
としては特願平２−２５２９０５に記載の領域判定手段
が利用できる。 以下、上記領域判定手段について図４
を用いて説明する。入力された動画像信号は有効／無効
判定部１１に供給される。有効無効判定部１１は前画面
の動画像信号蓄えておき、この前画面における動画像信
号と新たに入力された動画像信号とのフレーム差分を求
め、ブロック毎にフレーム差分の絶対値和をもとめ、そ
れが予め定められたしきい値以上であればそのブロック
を有効ブロックとし、しきい値未満であれば無効ブロッ
クとして第１の有効ブロックマップを得る。有効／無効
判定部１１で得られた第１の有効ブロックマップは重み
付け部１２に与えられる。重み付け部１２では第１の有
効ブロックマップに対して予め定められた第１の重み付
けを行なう。加算器１３では重み付け部１２から与えら
れた第１の有効ブロックマップと重み付け部１４から与
えられた前フレームの有効ブロックマップを加算し第２
の有効ブロックマップを得る。セグメンテーション部１
５では第２の有効ブロックマップにおける対象ブロック
とその近傍の値を加算し、それをしきい値処理すること
によって第３の有効ブロックマップを得る。孤立無効ブ
ロック除去部１６では第３の有効ブロックマップにおけ
る無効ブロックに対してセグメンテーション部と同様
に、対象ブロックとその近傍のブロックの値を加算し、
しきい値処理することによって孤立無効ブロックの連結
をはかる。これによって得られた第４の有効ブロックマ
ップは重み付け部１４及び抽出結果出力部に与えられ
る。
【００１８】本発明の動ベクトル検出装置では、この領
域抽出結果が図１の線１０４を介して動ベクトル検出装
置に供給される。領域判定の手段としてはブロック毎に
人物領域、背景領域の判定を行える方法ならば他の方法
を用いてもよい。
域抽出結果が図１の線１０４を介して動ベクトル検出装
置に供給される。領域判定の手段としてはブロック毎に
人物領域、背景領域の判定を行える方法ならば他の方法
を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
背景領域での動ベクトルの誤検出を防ぐことができ、背
景領域の無駄な情報の発生を抑え、画質を向上させるこ
とができる。
背景領域での動ベクトルの誤検出を防ぐことができ、背
景領域の無駄な情報の発生を抑え、画質を向上させるこ
とができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図
【図２】従来法による動ベクトル検出装置を示すブロッ
ク図
ク図
【図３】本発明における作用を示す図
【図４】領域判定の説明をする図
１ 領域判定器 ２ 単純差分算出器 ３ 動きベクトル検出器 ４ しきい値補正器 ５ 比較器 ６ 出力ベクトル切りかえ器 ７ 単純差分算出器 ８ 動きベクトル検出器 ９ 比較器 １０ 出力ベクトル切りかえ器 １１ 有効／無効判定部器 １２ 重み付け部 １３ 加算部 １４ 重み付け部 １５ セグメンテーション部 １６ 孤立無効ブロック除去部
Claims (1)
- 【請求項１】 ブロック単位に現フレームと、前フレー
ムの差分の絶対値和を求める単純差分算出手段と、ブロ
ック単位の現フレームと前フレームの差分の絶対値和が
最小となる動ベクトルを検出する動ベクトル検出手段
と、前記単純差分算出手段で算出された差分の絶対値和
と、前記動ベクトル検出手段で算出された差分の絶対値
和の最小値の差を求め、その差が予め定めた閾値以上の
ときには動ベクトルを選択する第１の出力ベクトル切り
替え信号を送り、その差が予め定めた閾値未満のときは
零ベクトルを選択する第２の出力ベクトル切り替え信号
を送る比較手段と、前記比較手段から送られてきた前記
第１又は第２の出力ベクトル切り替え信号に応じて、前
記動ベクトル検出手段において差分の絶対値和が最小と
なったときの動ベクトルと、零ベクトルのどちらを出力
するかを切り替える出力ベクトル切り替え手段を持ち、
前記ベクトル切り替え手段において出力された動ベクト
ルを供給する動画像信号の動ベクトル検出装置におい
て、 領域抽出を行い背景領域を判定する領域判定手段と、前
記領域抽出手段において背景領域と判定されたブロック
では前記比較手段で用いる閾値が大きくなるように補正
する閾値補正手段を持つことを特徴とする動画像信号の
動ベクトル検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24097493A JP2591441B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 動画像信号の動ベクトル検出装置 |
| US08/314,407 US5515114A (en) | 1993-09-28 | 1994-09-27 | Motion-vector detection apparatus for a video signal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24097493A JP2591441B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 動画像信号の動ベクトル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799657A JPH0799657A (ja) | 1995-04-11 |
| JP2591441B2 true JP2591441B2 (ja) | 1997-03-19 |
Family
ID=17067433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24097493A Expired - Fee Related JP2591441B2 (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 動画像信号の動ベクトル検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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