JPH05176314A - 画像の動き検出装置 - Google Patents
画像の動き検出装置Info
- Publication number
- JPH05176314A JPH05176314A JP34094491A JP34094491A JPH05176314A JP H05176314 A JPH05176314 A JP H05176314A JP 34094491 A JP34094491 A JP 34094491A JP 34094491 A JP34094491 A JP 34094491A JP H05176314 A JPH05176314 A JP H05176314A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 画像の動きベクトルの計算を高速で行うこと
ができる画像の動き検出装置を提供する。 【構成】 動き検出をするときに用いる動きベクトルを
計算するために、現フレームの画素ブロックＸと前フレ
ームの画素ブロックＹを格納するバッファ・メモリ11
と、その累積誤差１を演算して格納するプロセサ・エレ
メント12と、プロセサ・エレメント12に格納されている
累積誤差１を昇順にＫ個選ぶ比較回路13と、比較回路13
で得たＫ個の累積誤差１の値と空間位置を格納するＲＡ
Ｍ14と、その後再びプロセサ・エレメント12に戻ってＲ
ＡＭ14に保存されているＫ個の空間位置に対応する現フ
レームの画素Ｘと前フレームの画素Ｙについて累積誤差
２を演算し記憶した後に、プロセサ・エレメント12に保
存されている累積誤差１とＲＡＭ14に保存されている累
積誤差２との和をそれぞれについて演算して格納する加
算回路15と、加算回路14に格納されているＫ個の総累積
誤差の最小値を求めてそのときの空間位置を動きベクト
ルとする比較回路16とを備えている。
ができる画像の動き検出装置を提供する。 【構成】 動き検出をするときに用いる動きベクトルを
計算するために、現フレームの画素ブロックＸと前フレ
ームの画素ブロックＹを格納するバッファ・メモリ11
と、その累積誤差１を演算して格納するプロセサ・エレ
メント12と、プロセサ・エレメント12に格納されている
累積誤差１を昇順にＫ個選ぶ比較回路13と、比較回路13
で得たＫ個の累積誤差１の値と空間位置を格納するＲＡ
Ｍ14と、その後再びプロセサ・エレメント12に戻ってＲ
ＡＭ14に保存されているＫ個の空間位置に対応する現フ
レームの画素Ｘと前フレームの画素Ｙについて累積誤差
２を演算し記憶した後に、プロセサ・エレメント12に保
存されている累積誤差１とＲＡＭ14に保存されている累
積誤差２との和をそれぞれについて演算して格納する加
算回路15と、加算回路14に格納されているＫ個の総累積
誤差の最小値を求めてそのときの空間位置を動きベクト
ルとする比較回路16とを備えている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、動画像圧縮技術に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、動きベクトルの探索には、ブロ
ック単位のパターン・マッチング法が広く実用的に検討
されている。
ック単位のパターン・マッチング法が広く実用的に検討
されている。
【０００３】パターン・マッチング法は、２次元画像の
２フレーム間のＭ×Ｎ画素に対して、２つの画素の信号
強度Ｘm,n ，Ｙm,n の間で、探索範囲の各座標（ｉ，
ｊ）に対して式（１）により累積誤差Ｄi,j を求める。
２フレーム間のＭ×Ｎ画素に対して、２つの画素の信号
強度Ｘm,n ，Ｙm,n の間で、探索範囲の各座標（ｉ，
ｊ）に対して式（１）により累積誤差Ｄi,j を求める。
【０００４】
【数１】
【０００５】そして、図５に示すように累積誤差Ｄi,j
の最小値を選び、動きベクトル（空間的位置と値）とし
て出力する。
の最小値を選び、動きベクトル（空間的位置と値）とし
て出力する。
【０００６】ここで、図６に示すように検索対象のブロ
ックをＭ×Ｎ、探索範囲をＬとして、（Ｍ，Ｎ）画素に
ついて被探索ブロックとの絶対値差分の算出を｛（Ｍ×
Ｎ）×Ｌ｝回行なっていた。
ックをＭ×Ｎ、探索範囲をＬとして、（Ｍ，Ｎ）画素に
ついて被探索ブロックとの絶対値差分の算出を｛（Ｍ×
Ｎ）×Ｌ｝回行なっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、動きベクト
ルを求める際に上記式（１）の絶対値差の総和の回数を
減少する方法を提供する。
ルを求める際に上記式（１）の絶対値差の総和の回数を
減少する方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、演算高速化係
数を用いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ
×Ｎ）／Ａにする手段と、特定数の候補座標に関して
｛１−（１／Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部
分累積誤差との和である総累積誤差を格納する手段と、
格納された総累積誤差から最小の総累積誤差を求めて最
小総累積誤差及び最小総累積誤差に対応する位置座標を
出力する手段とを備えており、画像のフレーム間の複数
の画素の動きベクトルを求めるために探索範囲から被探
索ブロックに対応する画素値を逐次比較して最小累積誤
差を有する位置座標を動きベクトルとする画像の動き検
出装置によって達成される。
数を用いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ
×Ｎ）／Ａにする手段と、特定数の候補座標に関して
｛１−（１／Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部
分累積誤差との和である総累積誤差を格納する手段と、
格納された総累積誤差から最小の総累積誤差を求めて最
小総累積誤差及び最小総累積誤差に対応する位置座標を
出力する手段とを備えており、画像のフレーム間の複数
の画素の動きベクトルを求めるために探索範囲から被探
索ブロックに対応する画素値を逐次比較して最小累積誤
差を有する位置座標を動きベクトルとする画像の動き検
出装置によって達成される。
【０００９】
【作用】本発明の動き検出装置は、演算高速化係数を用
いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ×Ｎ）
／Ａにし、特定数の候補座標に関して｛１−（１／
Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部分累積誤差と
の和である総累積誤差を格納し、格納された総累積誤差
から最小の総累積誤差を求めて最小総累積誤差及び最小
総累積誤差に対応する位置座標を出力して、画像のフレ
ーム間の複数の画素の動きベクトルを求めるために探索
範囲から被探索ブロックに対応する画素値を逐次比較し
て最小累積誤差を有する位置座標を動きベクトルとす
る。
いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ×Ｎ）
／Ａにし、特定数の候補座標に関して｛１−（１／
Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部分累積誤差と
の和である総累積誤差を格納し、格納された総累積誤差
から最小の総累積誤差を求めて最小総累積誤差及び最小
総累積誤差に対応する位置座標を出力して、画像のフレ
ーム間の複数の画素の動きベクトルを求めるために探索
範囲から被探索ブロックに対応する画素値を逐次比較し
て最小累積誤差を有する位置座標を動きベクトルとす
る。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の画像の動き検
出装置の実施例を説明する。
出装置の実施例を説明する。
【００１１】図１は、本発明の画像の動き検出装置の一
実施例の構成を示す。
実施例の構成を示す。
【００１２】図１の画像の動き検出装置は、バッファ・
メモリ11、バッファ・メモリ11に接続されたプロセサ・
エレメント12、プロセサ・エレメント12に接続された比
較回路13、比較回路13及びプロセサ・エレメント12に接
続されたランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）14、プ
ロセサ・エレメント12及びＲＡＭ14に接続された加算回
路15、加算回路15に接続された比較回路16、比較回路16
に接続された出力回路17によって構成されている。
メモリ11、バッファ・メモリ11に接続されたプロセサ・
エレメント12、プロセサ・エレメント12に接続された比
較回路13、比較回路13及びプロセサ・エレメント12に接
続されたランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）14、プ
ロセサ・エレメント12及びＲＡＭ14に接続された加算回
路15、加算回路15に接続された比較回路16、比較回路16
に接続された出力回路17によって構成されている。
【００１３】次に、上記各構成部分の動作を説明する。
【００１４】バッファ・メモリ11は、現フレームの画素
ブロックＸと前フレームの画素ブロックＹを蓄える。
ブロックＸと前フレームの画素ブロックＹを蓄える。
【００１５】プロセサ・エレメント12は、図２に示すよ
うにバッファ・メモリ11に蓄えられた現フレームの画素
ブロックＸ及び前フレームの画素ブロックＹを入力し、
その累積誤差１を演算して記憶する。また、プロセサ・
エレメント12は、ＲＡＭ14に保存されているＫ個の空間
位置に対応する現フレームの画素Ｘと前フレームの画素
Ｙについて累積誤差２を演算し記憶する。
うにバッファ・メモリ11に蓄えられた現フレームの画素
ブロックＸ及び前フレームの画素ブロックＹを入力し、
その累積誤差１を演算して記憶する。また、プロセサ・
エレメント12は、ＲＡＭ14に保存されているＫ個の空間
位置に対応する現フレームの画素Ｘと前フレームの画素
Ｙについて累積誤差２を演算し記憶する。
【００１６】比較回路13は、プロセサ・エレメント12に
保存されている累積誤差１を昇順にＫ個選ぶ。
保存されている累積誤差１を昇順にＫ個選ぶ。
【００１７】ＲＡＭ14は、比較回路13で得たＫ個の累積
誤差１の値と空間位置を格納する。加算回路15は、プロ
セサ・エレメント12に保存されている累積誤差１とＲＡ
Ｍ14に保存されている累積誤差２との和をそれぞれにつ
いて演算して内蔵のＲＡＭ（図示省略）に格納する。
誤差１の値と空間位置を格納する。加算回路15は、プロ
セサ・エレメント12に保存されている累積誤差１とＲＡ
Ｍ14に保存されている累積誤差２との和をそれぞれにつ
いて演算して内蔵のＲＡＭ（図示省略）に格納する。
【００１８】比較回路16は、加算回路15に保存されてい
るＫ個の総累積誤差の最小値を求め、出力回路17は、そ
のときの空間位置を動きベクトルとして出力する。
るＫ個の総累積誤差の最小値を求め、出力回路17は、そ
のときの空間位置を動きベクトルとして出力する。
【００１９】次に、図１の画像の動き検出装置の動作を
図３のフローチャートを参照して説明する。
図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２０】動作の説明の一例として、検索対象画像を
図４に示すように２×２の４画素を１単位とする小ブロ
ックに分割し、この小ブロックに対して計算対象とする
画素を決めて、計算回数を低減する規則を考える。
図４に示すように２×２の４画素を１単位とする小ブロ
ックに分割し、この小ブロックに対して計算対象とする
画素を決めて、計算回数を低減する規則を考える。
【００２１】まず、高速演算化係数αをα＝２と設定す
る。高速演算化係数αは、距離計算をする対象を次のよ
うに決める。
る。高速演算化係数αは、距離計算をする対象を次のよ
うに決める。
【００２２】 １）α＝１ … 画素１ （Ａ＝４） ２）α＝２ … 画素１，２（Ａ＝２） ３）α＝３ … 画素１，３（Ａ＝２） ４）α＝４ … 画素１，４（Ａ＝２） ここで高速演算化係数αをα＝２としたので、高速演算
係数ＡはＡ＝２と設定される。
係数ＡはＡ＝２と設定される。
【００２３】入力画面（現フレーム）の画素ブロックＸ
m,n と探索範囲の参照画面（１つ前のフレーム）の画素
ブロックＹm,n を入力する（ステップＳ１）。
m,n と探索範囲の参照画面（１つ前のフレーム）の画素
ブロックＹm,n を入力する（ステップＳ１）。
【００２４】その累積誤差１Ｄ′i,j を、次式（２）
【００２５】
【数２】
【００２６】により演算する（ステップＳ２）。ここで
Ａ＝２を代入すると、ブロック内の偶数行に対して演算
することになる。
Ａ＝２を代入すると、ブロック内の偶数行に対して演算
することになる。
【００２７】プロセサ・エレメント12に内蔵のＲＡＭ18
に記憶されている上記ステップＳ２の累積誤差１を昇順
にＫ個選び、Ｋ個の動きベクトルの候補座標を求める
（ステップＳ３）。
に記憶されている上記ステップＳ２の累積誤差１を昇順
にＫ個選び、Ｋ個の動きベクトルの候補座標を求める
（ステップＳ３）。
【００２８】ＲＡＭ14に記憶されている上記ステップＳ
３の候補座標について、その累積誤差”Ｄ″i,j を、次
式（３）
３の候補座標について、その累積誤差”Ｄ″i,j を、次
式（３）
【００２９】
【数３】
【００３０】により演算する（ステップＳ４）。ここで
Ａ＝２を代入すると、上記ステップＳ２で演算しなかっ
た部分、即ち、ブロック内の奇数行に対して演算するこ
とになる。
Ａ＝２を代入すると、上記ステップＳ２で演算しなかっ
た部分、即ち、ブロック内の奇数行に対して演算するこ
とになる。
【００３１】ＲＡＭ14に記憶されている上記ステップＳ
３の累積誤差１と上記ステップＳ４でプロセサ・エレメ
ント12に内蔵のＲＡＭ18に記憶されている累積誤差２を
各座標について、次式（４）
３の累積誤差１と上記ステップＳ４でプロセサ・エレメ
ント12に内蔵のＲＡＭ18に記憶されている累積誤差２を
各座標について、次式（４）
【００３２】
【数４】
【００３３】により演算する（ステップＳ５）。
【００３４】加算回路15に内蔵のＲＡＭ（図示省略）に
記憶されている上記ステップＳ５のＫ個の候補座標に関
する総累積誤差の最小値とそのときの空間座標を求める
（ステップＳ６）。
記憶されている上記ステップＳ５のＫ個の候補座標に関
する総累積誤差の最小値とそのときの空間座標を求める
（ステップＳ６）。
【００３５】上記ステップＳ６で得た空間座標を動きベ
クトルとして出力する（ステップＳ７）。
クトルとして出力する（ステップＳ７）。
【００３６】従って、入力画素ブロックをＭ×Ｎ画素、
探索範囲をＬ、演算高速係数をＡ、１度目の累積誤差計
算による動きベクトルの候補座標数をＫ個としたとき、
その計算量は、 ｛Ｌ×（１／Ａ）×Ｍ×Ｎ｝＋［（Ａ−１）×Ｋ×｛１−（１／Ａ）｝×Ｍ× Ｎ］＝（Ｍ×Ｎ）／Ａ×｛Ｌ＋Ｋ×（Ａ−１）2 ｝ であり、従来の方法による計算量のＬ×Ｍ×Ｎに比べて
減少している。
探索範囲をＬ、演算高速係数をＡ、１度目の累積誤差計
算による動きベクトルの候補座標数をＫ個としたとき、
その計算量は、 ｛Ｌ×（１／Ａ）×Ｍ×Ｎ｝＋［（Ａ−１）×Ｋ×｛１−（１／Ａ）｝×Ｍ× Ｎ］＝（Ｍ×Ｎ）／Ａ×｛Ｌ＋Ｋ×（Ａ−１）2 ｝ であり、従来の方法による計算量のＬ×Ｍ×Ｎに比べて
減少している。
【００３７】例えば、Ｍ×Ｎを８×８、Ｌを16×16、Ａ
を２、Ｋを10とした場合、本発明の画像の動き検出装置
によれば８、５１２回、従来の方式によれば１６、３８
４回の計算量となり、約半分の計算量で画像の動き検出
が実現できる。
を２、Ｋを10とした場合、本発明の画像の動き検出装置
によれば８、５１２回、従来の方式によれば１６、３８
４回の計算量となり、約半分の計算量で画像の動き検出
が実現できる。
【００３８】
【発明の効果】本発明の動き検出装置は、演算高速化係
数を用いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ
×Ｎ）／Ａにし、特定数の候補座標に関して｛１−（１
／Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部分累積誤差
との和である総累積誤差を格納し、格納された総累積誤
差から最小の総累積誤差を求めて最小総累積誤差及び最
小総累積誤差に対応する位置座標を出力して、画像のフ
レーム間の複数の画素の動きベクトルを求めるために探
索範囲から被探索ブロックに対応する画素値を逐次比較
して最小累積誤差を有する位置座標を動きベクトルとす
るので、計算量を減少して、効率よく画像の動きベクト
ルを検出できる。
数を用いて１ブロックの部分累積誤差の計算回数を（Ｍ
×Ｎ）／Ａにし、特定数の候補座標に関して｛１−（１
／Ａ）｝×Ｍ×Ｎ回の累積誤差計算をして部分累積誤差
との和である総累積誤差を格納し、格納された総累積誤
差から最小の総累積誤差を求めて最小総累積誤差及び最
小総累積誤差に対応する位置座標を出力して、画像のフ
レーム間の複数の画素の動きベクトルを求めるために探
索範囲から被探索ブロックに対応する画素値を逐次比較
して最小累積誤差を有する位置座標を動きベクトルとす
るので、計算量を減少して、効率よく画像の動きベクト
ルを検出できる。
【図１】本発明の画像の動き検出装置の一実施例の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１のプロセサ・エレメントの一構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】図１の画像の動き検出装置の動作を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図４】高速演算仮係数により決まる４画素のブロック
図である。
図である。
【図５】従来の画像の動き検出方法による動き検出の処
理の説明図である。
理の説明図である。
【図６】従来の画像の動き検出方法による検索範囲の説
明図である。
明図である。
【符号の説明】 11 バッファ・メモリ 12 プロセサ・エレメント 13 比較回路 14 ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ） 15 加算回路 16 比較回路 17 出力回路
Claims (1)
- 【請求項１】 演算高速化係数を用いて１ブロックの部
分累積誤差の計算回数を（Ｍ×Ｎ）／Ａにする手段と、
特定数の候補座標に関して｛１−（１／Ａ）｝×Ｍ×Ｎ
回の累積誤差計算をして前記部分累積誤差との和である
総累積誤差を格納する手段と、前記格納された総累積誤
差から最小の総累積誤差を求めて当該最小総累積誤差及
び当該最小総累積誤差に対応する位置座標を出力する手
段とを備えており、画像のフレーム間の複数の画素の動
きベクトルを求めるために探索範囲から被探索ブロック
に対応する画素値を逐次比較して前記最小累積誤差を有
する位置座標を動きベクトルとすることを特徴とする画
像の動き検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34094491A JPH05176314A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 画像の動き検出装置 |
| US08/273,906 US5477278A (en) | 1991-12-24 | 1994-07-12 | Apparatus for detecting motion of moving picture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34094491A JPH05176314A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 画像の動き検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05176314A true JPH05176314A (ja) | 1993-07-13 |
Family
ID=18341740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34094491A Pending JPH05176314A (ja) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | 画像の動き検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05176314A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5510856A (en) * | 1994-12-30 | 1996-04-23 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Apparatus for determining motion vectors |
| EP0720355A1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-03 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Apparatus for determining motion vectors through the use of an adaptive median filtering technique |
| CN1115865C (zh) * | 1995-01-16 | 2003-07-23 | 株式会社大宇电子 | 通过使用自适应中值滤波技术确定运动矢量的装置 |
| WO2016194828A1 (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | オリンパス株式会社 | 演算装置、演算方法、及びプログラム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04266292A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Fujitsu Ltd | 画像信号の動き補償予測方法 |
-
1991
- 1991-12-24 JP JP34094491A patent/JPH05176314A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04266292A (ja) * | 1991-02-20 | 1992-09-22 | Fujitsu Ltd | 画像信号の動き補償予測方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5510856A (en) * | 1994-12-30 | 1996-04-23 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Apparatus for determining motion vectors |
| EP0720355A1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-03 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Apparatus for determining motion vectors through the use of an adaptive median filtering technique |
| EP0720356A1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-03 | Daewoo Electronics Co., Ltd | Apparatus for determining motion vectors |
| US5539469A (en) * | 1994-12-30 | 1996-07-23 | Daewoo Electronics Co., Ltd. | Apparatus for determining motion vectors through the use of an adaptive median filtering technique |
| CN1115865C (zh) * | 1995-01-16 | 2003-07-23 | 株式会社大宇电子 | 通过使用自适应中值滤波技术确定运动矢量的装置 |
| WO2016194828A1 (ja) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | オリンパス株式会社 | 演算装置、演算方法、及びプログラム |
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