JPH0281589A - 動きベクトル検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はテレビ会議、テレビ電話等における動画像の伝
送に用いられる動きベクトル検出方式に関する。

（従来の技術） 近年動画像符号化技術は標準化を目前にしてますます活
発に研究されてきている。標準化を検討されている方式
においても、予測方式の大部分は動き補償フレーム間予
測を含む予測方式であり、今や動き補償フレーム間予Ｍ
１は当然利用されるものとなっている。例えば３８４Ｋ
ｂｐｓ動画像符号化方式における標準化方式においては
、動き補償フレーム間予測を使うことは決まっている。

しかしながら、この方式に用いる動きベクトル検出は現
在検討段階である。動きベクトル検出としては予測面か
らの要求からはできるだけ広い領域をすと演算量の増加
を招き、あるいはそれを解決するための方策として並列
計算を行うことになりハード量の増大を招くこととなる
。また、動きベクトルのエントロピーの増大により符号
量が増大する可能性も生ずる。動きベクトルの符号量を
減らすために現在では探索領域として縦、横それぞれ±
７（画素）程度の範囲をとっている例が多い。しかしこ
れについてもブロックサイズを８×８とするとして、全
点を探索するとすればその計算量は（８Ｘ８Ｘ２２５）
回の差分と２乗または絶対値演算と加算及び２２４回の
比較演算という膨大な瓜となる。これを防ぐために粗い
探索点より徐々に細かい探索点を段階的に選択していく
方式（木探索方式：特公昭６３−２００７５号公報）が
提案されている。しかし、この方式においては、粗い探
索によるローカルミニマムの影響をなくすために探索領
域に重なりを設けることによって探索領域が狭くなる点
、段階的な方法であるため、並列計算による高速化が行
われにくい点などの欠点がある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したように、動きベクトル検出方法において、全探
索を行う場合演算量の増加あるいは探索範囲を狭めるこ
とによる性能劣化があるという問題点がある。またこれ
を解決するために提案された木探索方式においても、並
列化による高速化を実現しにくい等の問題点がある。

そこで本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、
その目的は全探索よりも演算量が低減でき、又同−の演
算量においては探索範囲が拡大する動きベクトル検出方
式を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、前フレームと現フレームとの間で画素ブロッ
クの動きベクトルを検出する動きベクトル検出方式にお
いて、大きさ、密度の異なる探索点パターンを予め複数
個設け、上記画素ブロック内のフレーム間差分の大小と
現フレームにおける画素値の変化の大小とにより動き量
の大小を推定し、前記探索点パターンより１つを選択し
て歪最小の探索点に対応する動きベク゛トルとすること
を特徴とする動きベクトル検出方式である。

（作　用） 本発明では、動きベクトル検出を行う際に動き量の推定
を行って、その大小により適応的に探索範囲（大小）を
切り替えることにより、入力動画像の性質にマツチした
動きベクトル検出を行うことができる。動き量の推定に
おいては、基本的にはフレーム間差分が大きいほど動き
量が大と考えられるが、精細なパターンを多くもつ画像
はど小さい動きによっても大きいフレーム間差分が生ず
ることを考慮して、フレーム間差分及びフレーム内の画
素値変化の大小の両方を加味して行うことにより、より
正確な動き量の大小の推定を行うことができる。すなわ
ち、人力画像の性質にマツチした動きベクトル検出が行
えるようになり、全探索より演算量低減あるいは同一演
算量のもとでは探索範囲の拡大を図ることができる。ま
た木探索に対しては、並列化演算により処理の高速化の
メリットを出すことができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明に係る動きベクトル検出回路を用いた動
画像符号化装置の一実施例を示すブロック図である。

第１図において入力された画像はブロック化回路１０１
において符号化ブロックに分割され、この信号と動き補
償回路１００により得られる動き補償フレーム間予測信
号との差分が差分回路１０６によりとられ、符号化回路
１０７により符号化されて送出される。動き補償回路１
００は変化座標算出回路１０２．可変遅延回路１ｏ３．
最小歪選択回路１０４．フレームメモリ１０５よりなる
。符号化された信号は局部複合回路１０８により複合さ
れてフレームメモリ１０５に蓄えられる。動き補償回路
の変位座標算出回路１０２は入力ブロックとフレームメ
モリ１０５よりの同一位置のブロックより、フレーム内
の画素変化の大小とフレーム間差分の大小とを評価し、
複数Ｑ探索パターンのうちどれを選択するかを決定し、
そのパターンに相当する探索点座標（ずれ）を順次出力
する回路である。出力された探索点座標は可変遅延回路
１０３に送られここでこの探索点座標に相当するずれ分
だけ移動させた前フレームの画素データをフレームメモ
リ１０５より選び、このデータを最小歪選択回路１０４
に入力する。最小歪選択回路１０４は入力された前フレ
ーム画素値と現フレームよりの入力ブロックの画素値と
の歪をブロックごとに評価して、最小歪を得るような変
位座標を選択する。ここでいう歪としては、例えば などがある。ここでｆ　　（ｉ、ｊ）は現フレームのブ
ロック内の（１，ｊ）位置の画素値、ｆ　　　（ｉ、ｊ
）は前フレームのブロック内の（１，ｊ）位置の画素値
を示す。またＭ、Ｎはブロックの縦、横の大きさを示す
。最小歪を得る変位座標が得られると、それは再び可変
遅延回路１０３に送られ、それに相当する位置の前フレ
ームの画素値が動き補償フレーム間予測値としてフレー
ムメモリー０５より選んで差分回路１０６に送られる。

次に第２図に第１図の変位座標算出回路１０２の構成例
を示すブロック図を示す。

フレーム内画素変化算出回路２０１は入力ブロックの画
素変化を算出する。画素変化を示す指標としては、例え
ばブロック内の分散値や、アダマール変換を施した時の
高域成分の値などブロック内のパターンの細かさを表わ
す値を使うことができる。フレーム間差分算出回路２０
２は入力ブロックとフレームメモリの同一位置のブロッ
クよりフレーム間差分を算出しその歪を出力する回路で
ある。歪としては前述した２乗歪、絶対値歪等が用いら
れる。この２つの回路２０１，２０２の出力は探索パタ
ーン選択回路２０４に入力される。

探索パターン選択回路２０４はこの２つの値を演算し、
その結果をある閾値と比較してこのブロックに対してど
の探索パターンを用いるかを決定し、探索点に相′当す
る座標を記憶したパターンＲＯＭ■２０５．パターンＲ
ＯＭ■２０６よりの座標のうち選択された方の座標を変
位座標として出力する。第３図には探索パターンの例を
示す図である。

（ａ）は動き小のときの探索パターン２（ｂ）は動き大
のときの探索パターンを示している。カウンタ２０３は
探索点の数をカウントアツプするカウンタである。（第
３図の例ではＯ〜４２）探索パターン選択回路２０４で
行われる演算としては例えば除算が考えられる。考え方
としては、ブロック内の輝度変化が大きい場合には小さ
い動きによっても大きいフレーム間差分が生じることを
考慮して、フレーム間差分をブロック内の輝度変化によ
り正規化することに相当する。

以上をさらに具体的に示すと、探索パターン選択回路の
判定規範の一例として とおくと ｆ　ｄ　／　ｖ　ａ　ｒ≧ｔｈ のときに第３図のパターン■を選択し ｆ　ｄ　／　ｖ　ａ　ｒ　＜　ｔ　ｈ （ｔｈ：判定規範と用意された探索パターンによって定
められる閾値） のときに第３図のパターン■を選択するとなる。

なお、以上の例は探索パターンが２つの場合であったが
、探索パターンが３つ以上の場合も同様の考え方により
容易に実現できる。

［発明の効果］ この発明によれば、人力動画像の性質にマツチした動き
ベクトル検出を行えると共に、現在行われている全探索
に対しては演ｇ＝を減らすことができ、木探索に対して
は並列化により高速化を図ることができるというメリッ
トを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた動画像符号化装置の−構成例を
示すブロック図、第２図は第１図における変位座標算出
回路の一構成例を示すブロック図、第３図は複数の探索
パターンの一例を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前フレームと現フレームとの間で画素ブロックの動きベ
   クトルを検出する動きベクトル検出方式において、大き
   さ、密度の異なる探索点パターンを予め複数個設け、上
   記画素ブロック内のフレーム間差分の大小と現フレーム
   における画素値の変化の大小とにより動き量の大小を推
   定し、前記探索点パターンより１つを選択して歪最小の
   探索点に対応する動きベクトルとすることを特徴とする
   動きベクトル検出方式。