JPH0614316A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 性能劣化を起こさず探索対象を絞り込み、演
算量の増加を防止した動きベクトル検出装置を提供す
る。 【構成】 動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶
するフレームメモリ１、前フレームを記憶するフレーム
メモリ３、メモリ１から取り出してブロックに分割され
た現フレームとフレームメモリ３から取り出した前フレ
ームとを比較する比較器９、その比較結果を基にフレー
ムメモリ３から前フレームを取り出すためのアドレスを
生成するアドレスジェネレータ１３、メモリ１用のアド
レスジェネレータ１１からのデータとメモリ３用のアド
レスジェネレータ１３からのデータとの差分から現フレ
ーム中の各動きベクトルを検出する差分器１５とからな
る。アドレスジェネレータ１３は上記ブロック内の一部
分を代表とする前フレームをメモリ３から取り出せるア
ドレスを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画像を符号化する動
きベクトル検出装置に係り、特にテレビ電話、テレビ会
議等の動画像の伝送技術に利用でき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】この種の動きベクトル検出装置は、一枚
から数枚前のフレームと現フレームとに基づき、現フレ
ーム中に存在する各動きベクトルを検出する装置として
知られており、従来、例えば下記のようなものが提案さ
れている。まず、従来の第１の動きベクトル検出装置と
しては、例えばテレビジョン信号を多数の検出領域に分
割し、検出領域毎に代表点を定め、対応する２フィール
ドの代表点と検出領域内の各画素との差の絶対値を集計
し、その集計データの中から動きベクトルを求める際
に、垂直方向に隣接する２個の検出領域の一方の代表点
の位置と他方の代表点の位置とを所定量ずらすことによ
り、縦縞のような画像の動きベクトルの検出効果を増大
させるようにしたものがある（特開昭６２−２５５９０
号公報参照）。

【０００３】また、従来の第２の動きベクトル検出装置
としては、例えば動きベクトルを検出する際に動き量の
推定を行って、その大小により適応的に探査範囲（大
小）を切り替えるようにし、入力動画像の性質にマッチ
した動きベクトルの検出を行い、全探査につていは演算
量を減らし、探査点を段階的に選択してゆく処理の場合
には処理速度を高速化したものである（特開平２−８１
５８９号公報参照）。さらに、従来の第３の動きベクト
ル検出装置としては、例えば相関値を最小にする最適点
を求め、その最適点の回りの補正した位置に少数値で表
される動きベクトルを求めるようにしたものであり、精
度よく画像の動きベクトルを検出することができ、しか
も処理時間及び回路規模を大幅に削減できるようにした
ものである（特開平２−１１８８８８号公報参照）。

【０００４】また、従来の第４の動きベクトル検出装置
としては、画像の端、中央にベクトル検出ブロックを配
置し、それぞれの領域毎に動きベクトルを求め、各領域
で動きベクトルを求め、これらを互いに比較することに
より、動きベクトルを補正するのに有効な動きベクトル
を検出するものである（特開平２−２０６９８６号公報
参照）。加えて、従来の第５の動きベクトル検出装置と
しては、多数の試行ベクトルに対して評価関数値を比較
し、最小値を与えた試行ベクトルを動きベクトルとする
ようにしたものがある（小関敏夫、他３名著 「会議テ
レビ信号の動き補償フレーム間符号化」、信学技報、Ｉ
Ｅ−８１−５４）。上述した従来の各動きベクトル検出
装置によれば、動きベクトルを検出する際に発生する各
種の問題点をそれぞれ解消している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の各動きベクトル検出装置とも、動きベクトルを
検出する場合に、画像中の全ての領域を探索しているの
ではないため、動きベクトルの検出性能が劣化するとい
う欠点があった。また、上述した従来の各動きベクトル
検出装置の場合、検出性能を向上させるために、できる
だけ広い領域全てを探索させると、演算量の増加を招い
てしまうという欠点があった。そこで、本発明は、上述
した欠点を解消し、性能劣化を起こさず探索対象を絞り
込み、演算量の増加を防止した動きベクトル検出装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第１の動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶
する第１フレームメモリと、前フレームを記憶する第２
フレームメモリと、前記第１フレームメモリから取り出
したブロックに分割された現フレームと前記第２フレー
ムメモリから取り出した前フレームとを比較する比較器
と、前記比較器からの比較結果を基に、前記フレームメ
モリから各フレームを取り出すためのアドレスを生成す
るアドレスジェネレータと、第１フレームメモリ用のア
ドレスジェネレータ及び第２フレームメモリ用のアドレ
スジェネレータからのデータの差分をとり、その差分か
ら現フレーム中のそれぞれの動きベクトルを検出する差
分器とを備えてなる動きベクトル検出装置であって、前
記アドレスジェネレータを、前記ブロック内の一部分を
代表とするフレームを、前記フレームメモリから取り出
せるアドレスを出力できるように構成してなり、探索対
象となる前フレームの部分との評価関数を最小または最
大にするものを動きベクトルとして検出できるようした
ことを特徴とするものである。

【０００７】同様に上記目的を達成する本発明の第２の
動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶する第１フ
レームメモリと、前フレームを記憶する第２フレームメ
モリと、前記第１フレームメモリから取り出したブロッ
クに分割された現フレームと前記第２フレームメモリか
ら取り出した前フレームとを比較する比較器と、前記比
較器からの比較結果を基に、前記フレームメモリから各
フレームを取り出すためのアドレスを生成するアドレス
ジェネレータと、第１フレームメモリ用のアドレスジェ
ネレータ及び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレ
ータからのデータの差分をとり、その差分から現フレー
ム中のそれぞれの動きベクトルを検出する差分器とを備
えてなる動きベクトル検出装置であって、前記差分器か
ら出力された前の複数のフレーム内の対応するブロック
の動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリと、前記
動きベクトルメモリからの前の複数のフレーム内の対応
するブロックの動きベクトルから、現フレームの対象ブ
ロックの動きベクトルの予測値を求め、それを探索の初
期値として前記アドレスジェネレータに与える動きベク
トル予測器とを備えてなり、その初期値の近傍を探索す
るようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】同様に上記目的を達成する本発明の第３の
動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶する第１フ
レームメモリと、前フレームを記憶する第２フレームメ
モリと、前記第１フレームメモリから取り出したブロッ
クに分割された現フレームと前記第２フレームメモリか
ら取り出した前フレームとを比較する比較器と、前記比
較器からの比較結果を基に、前記フレームメモリから各
フレームを取り出すためのアドレスを生成するアドレス
ジェネレータと、第１フレームメモリ用のアドレスジェ
ネレータ及び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレ
ータからのデータの差分をとり、その差分から現フレー
ム中のそれぞれの動きベクトルを検出する差分器とを備
えてなる動きベクトル検出装置であって、前記差分器か
ら出力された前の複数のフレーム内の対応するブロック
の動きベクトルを記憶する動きベクトルメモリと、前記
動きベクトルメモリからの同一フレーム内の直前の数ブ
ロックの動きベクトルから、探査対象ブロックの動きベ
クトルの予測値を求め、この予測値を探索の初期値とし
て前記アドレスジェネレータに与える動きベクトル予測
器とを備えてなり、その初期値の近傍を探索するように
したことを特徴とするものである。

【０００９】第２及び第３の動きベクトル検出装置で使
用する動きベクトル予測器は、動きベクトルメモリから
の動きベクトルの平均を予測値として出力できるように
構成すればよい。

【００１０】同様に、上述した目的を達成する本発明の
第４の動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶する
第１フレームメモリと、前フレームを記憶する第２フレ
ームメモリと、前記第１フレームメモリから取り出した
ブロックに分割された現フレームと前記第２フレームメ
モリから取り出した前フレームとを比較する比較器と、
前記比較器からの比較結果を基に、前記フレームメモリ
から各フレームを取り出すためのアドレスを生成するア
ドレスジェネレータと、第１フレームメモリ用のアドレ
スジェネレータ及び第２フレームメモリ用のアドレスジ
ェネレータからのデータの差分をとり、その差分から現
フレーム中のそれぞれの動きベクトルを検出する差分器
とを備えてなる動きベクトル検出装置であって、前フレ
ームの周波数成分を格納する周波数成分メモリと、前フ
レームと現フレームのそれぞれ同一位置のプロックの周
波数成分の差分をとる第２の差分器と、前記第２の差分
器からの差分の最も大きい方向だけを探索させる信号を
アドレスジェネレータに与える探査方向決定器とを備え
てなり、前記探査方向決定器で決定した方向だけを探査
するようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】ここで、前記探査方向決定器は、各周波数
成分の比率によりブロック内の代表点の形を切り替える
切替え信号を出力できるように構成し、かつ前記アドレ
スジェネレータは、前記切替え信号に応じてブロック内
の代表点の形を変えたフレームのブロックをフレームメ
モリから出力させるアドレスを形成できるように構成す
ればよい。

【００１２】

【作用】本発明の第１の動きベクトル検出装置は、フレ
ームメモリから取り出すフレームのブロック内の一部分
を代表として比較器に与えられるように、アドレスジェ
ネレータからアドレスを形成している。これにより、第
１及び第２用のアドレスジェネレータからのデータの差
分を差分器でとるときに、探査対象となる前フレームの
部分との評価関数が最小または最大になるものを動きベ
クトルとして検出できることになる。

【００１３】また、本発明の第２の動きベクトル検出装
置は、差分器から取り出される動きベクトルを動きベク
トルメモリにそれぞれ記憶させておき、これら動きベク
トルを動きベクトル予測器に与え、動きベクトル予測器
において、前の複数のフレーム内の対応するブロックの
動きベクトルから、現フレームの対象ブロックの動きベ
クトルの予測値を求め、その予測値を探査の初期値とし
てフレームメモリに与えることにより、探査の範囲を狭
めている。

【００１４】さらに、本発明の第３の動きベクトル検出
装置は、差分器から取り出される動きベクトルを動きベ
クトルメモリにそれぞれ記憶させておき、これら動きベ
クトルを動きベクトル予測器に与え、動きベクトル予測
器において、同一フレーム内の直前の数ブロックの動き
ベクトルから、対象ブロックの動きベクトルの予測値を
求め、その予測値を探査の初期値としてフレームメモリ
に与えることにより、探査の範囲を狭めている。ここ
で、第２及び第３の動きベクトル検出装置で使用する動
きベクトル予測器では、動きベクトルの平均値を求め、
この平均値を予測値として出力する。

【００１５】加えて、本発明の第４の動きベクトル検出
装置は、前フレームの周波数成分と現フレームのそれぞ
れ同一位置のブロックの周波数成分の差分をとり、その
差分の最も大きい方向だけを探索させる信号を探査方向
決定器で得て、これをアドレスジェネレータに与えてい
る。これにより、前記探査方向決定器で決定した方向だ
けを探査することができる。このとき、前記探査方向決
定器は、各周波数成分の比率によりブロック内の代表点
の形を切り替える切替え信号を出力し、これを前記アド
レスジェネレータに与え、その切替え信号に応じたブロ
ック内の代表点の形を変えたフレームのブロックをフレ
ームメモリから出力させて、探査の範囲を狭めている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明について図示の実施例を基に説
明する。図１は動きベクトル検出装置の実施例を示すブ
ロック図であり、図２は本発明の実施例を説明するため
の説明図であって、請求項１記載の発明に該当する。図
１に示す動きベクトル検出装置は、現フレームを記憶さ
せるフレームメモリ１と、前フレームを記憶させるフレ
ームメモリ３と、上記フレームメモリ１からの画像デー
タを一時格納するバッファ５を備えている。また、動き
ベクトル検出装置は、上記フレームメモリ３からの画像
データを一時格納するバッファ７と、各バッファ５，７
からのデータを比較する比較器９と、上記フレームメモ
リ１用のアドレスを発生するアドレスジェネレータ１１
と、前記比較器９からの比較結果を基に、上記フレーム
メモリ３用のアドレスを発生するアドレスジェネレータ
１３と、各アドレスジェネレータ１１，１３からのアド
レスデータから動きベクトルを検出する差分器１５を備
えている。

【００１７】このような実施例の作用について図１を基
に図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例で
動きベクトルを求める際に使用する特定ブロックを示す
説明図であり、同図（ａ）に現フレーム中の特定ブロッ
クを、同図（ｂ）前フレーム中の特定ブロックを、それ
ぞれ示したものである。現フレームの画像データＤａ
は、図２（ａ）に示すように、フレームメモリ１に蓄積
されている。また前フレームの画像データＤｂは、図２
（ｂ）に示すように、フレームメモリ３に蓄積されてい
るものとする。そして、現フレームの動きベクトルを求
める対象ブロックはバッファ５に格納され、フレームの
探索領域中のブロックはバッファ７に格納される。この
格納の際に、バッファ５，７に全てのブロックを格納す
るのではなく、例えば図２に示すような十字形のブロッ
クデータＢａ，Ｂｂを矩形ブロック内の一部分とし、こ
れを代表として格納する。また、上記フレームメモリ１
のアドレスは、アドレスジェネレータ１１で生成されて
おり、上記フレームメモリ３のアドレスは、比較器９か
らの比較結果を取り込んだアドレスジェネレータ１３で
生成されている。

【００１８】各バッファ５，７からのブロックの値は、
比較器９において比較される。この比較器９において実
行される比較処理方法は、一般に差分や相関を取ること
が多いが、ここでは差分を取ることにする。そして、上
記比較器９は差分の最小値を求めるようになっており、
その比較結果を前ブロックのアドレスジェネレータ１３
に与えて、アドレスの更新を繰り返す。上記比較器９に
おいて最小値が求められた時点で、前フレーム用のアド
レスジェネレータ１３から前フレームのアドレスを取り
出すとともに、現フレーム用のアドレスジェネレータ１
１から現フレームのアドレスを取り出し、これらを差分
器１５に与える。差分器１５では、前フレームのアドレ
スと現フレームのアドレスとの差分を求め、その差分結
果を動きベクトルＶｍとする。このように本実施例で
は、例えば図２に示すように、矩形ブロック内の一部分
を代表とし、探索対象となる前フレームの部分との評価
関数を最小、または最大にするものを動きベクトルとし
ている。

【００１９】本実施例では、動画像が時間的、空間的に
連続性が高いこと、前フレームと現フレーム、前ブロッ
クと現ブロックとでは、同じような動きベクトルをとる
ことが多い点に着目し、上述したように処理することに
より、性能の劣化を生じることなしに探索範囲を狭める
ことができ、かつ探索による演算量の増加を防ぐことが
可能となる。図３は、動きベクトル検出装置の他の実施
例を示すブロック図であり、請求項２及び３記載の発明
に相当する。図３に示す動きベクトル検出装置は、フレ
ームメモリ１、フレームメモリ３、バッファ５、バッフ
ァ７、比較器９、アドレスジェネレータ１１、アドレス
ジェネレータ１３、差分器１５からなる図１の動きベク
トル検出装置に対して、差分器１５からの動きベクトル
Ｖｍを取込み、直前フレームまでのそれぞれのフレーム
内のブロックの動きベクトルを保持する動きベクトルメ
モリ１７と、この動きベクトルメモリ１７からの現フレ
ームの対象ブロックの動きベクトルの予測値を計算して
アドレスジェネレータ１３に与える動きベクトル予測器
１９とを付加したものである。

【００２０】このような実施例の作用について図３を参
照して説明するが、この作用の説明部分が請求項２記載
の発明に相当する。現フレームの画像データＤａは、上
記第１の実施例と同様に、フレームメモリ１に蓄積され
る。また前フレームの画像データＤｂは、上記第１の実
施例と同様に、フレームメモリ３に蓄積される。そし
て、現フレームの動きベクトルを求める対象ブロック
は、アドレスジェネレータ１１で生成されたアドレスを
基にバッファ５に格納される。同様に、フレームメモリ
３内のフレームの探索領域中のブロックは、アドレスジ
ェネレータ１３で生成されたアドレスを基にバッファ７
に格納される。

【００２１】各バッファ５，７からのブロックの値は、
比較器９において、差分の最小値を求められる。この比
較結果は、前ブロックのアドレスジェネレータ１３に与
えられる。アドレスジェネレータ１３では、比較器９で
の比較結果を基にアドレスの更新を繰り返す。上記比較
器９において最小値が求められた時点で、前フレーム用
のアドレスジェネレータ１３から前フレームのアドレス
と、現フレーム用のアドレスジェネレータ１１から現フ
レームのアドレスとは、差分器１５において、差分がと
られ、その結果が動きベクトルＶｍとなる。

【００２２】上述したように求められた各動きベクトル
Ｖｍは、動きベクトルメモリ１７に格納される。動きベ
クトルメモリ１７は、直前のフレームまでのそれぞれの
フレーム内のブロックの動きベクトルＶｍのみを保持し
ているので、メモリ量の増加はそれほど多くはならな
い。この動きベクトルメモリ１７に格納されている動き
ベクトルＶｍは、動きベクトル予測器１９に入力され
る。動きベクトル予測器１９では、その取り込んだ各動
きベクトルＶｍの内の前のフレーム内の対応するブロッ
クの動きベクトルＶｍから、現フレームの対象ブロック
の動きベクトルＶｍの予測値を求め、それを探査の初期
値としてアドレスジェネレータ１３に与える。アドレス
ジェネレータ１３は、その探査の初期値を基に前フレー
ムのアドレスを決定し、そのアドレスをフレームメモリ
３に与える。これにより、その探査初期値から動きベク
トルの探索が開始されることになる。

【００２３】この場合、この予測値は、上記動きベクト
ル予測器１９において次のようにして求めてもよい。す
なわち、動きベクトル予測器１９では、上記予測値を、
動きベクトルメモリ１７からの各動きベクトルＶｍの平
均値から求めるようにしている。また、上記動きベクト
ル予測器１９は、前記動きベクトルメモリ１７からの各
動きベクトルＶｍを取込み、これら動きベクトルＶｍを
比較し、その大きさ、その方向の各々の差分が、所定の
しきい値以下である場合は、上述の如く求めた平均値を
予測値とし、それ以外の場合は、直前のフレームの動き
ベクトルを予測値とするようにしてもよい。これによ
り、正確な予測値が得られる。したがって、動画像が時
間的空間的に連続性が高いので、前フレームと現フレー
ム、前ブロックと現ブロックでは、同じような動きベク
トルをとることに着目し、本実施例は、上述のように処
理できるようにし、性能の劣化を防止して探索範囲を狭
め、かつ探索による演算量の増加を防止している。

【００２４】なお、図３の動きベクトル検出装置におい
て、上記動きベクトル予測器１９は、同一フレーム内の
直前の数ブロックの動きベクトルＶｍから、対象ブロッ
クの動きベクトルの予測値を求めるようにしてもよい。
この説明が請求項３記載の発明に相当している。このよ
うにして求められた予測値は、アドレスジェネレータ１
３に与えられる。アドレスジェネレータ１３では、それ
を探索の初期値として、その近傍を探索するアドレスを
形成してフレームメモリ３に与える。この場合には、動
きベクトルＶｍの探査は、予測値の近傍を探査すること
になる。この場合、この予測値は、上記動きベクトル予
測器１９において次のようにして求めてもよい。すなわ
ち、動きベクトル予測器１９は、動きベクトルメモリ１
７からの各動きベクトルＶｍを取込み、各動きベクトル
Ｖｍの平均値を予測値として得るようにしてもよい（請
求項４記載部分に相当する。）

【００２５】また、動きベクトル予測器１９は、前記動
きベクトルメモリ１７からの各動きベクトルＶｍを取込
み、これら動きベクトルＶｍを比較し、その大きさ、そ
の方向の各々の差分が、所定のしきい値以下である場合
は、上述の如く求めた平均値を予測値とし、それ以外の
場合は、直前のフレームの動きベクトルを予測値とする
ようにしてもよい。本実施例によれば、上述のように処
理できるようにしたことにより、性能の劣化を防止して
探索範囲を狭め、かつ探索による演算量の増加を防止し
ている。

【００２６】図４は、本発明の動きベクトル検出装置の
さらに他の実施例を示すブロック図であり、請求項５及
び６記載の発明に対応している。この実施例は、次の点
に着目して構成されてものである。すなわち、同じ画像
が静止しているのに対し、動画像部分は高周波成分が低
くなる傾向がある。このようなことにより、動画の動き
ベクトルＶｍは、高周波成分が減少してる方向に動いて
いるという予測が成立するので、これを利用して以下の
如く構成した。図４に示す動きベクトル検出装置は、図
１の構成に、前フレームの周波数成分を記憶するメモリ
２３と、前フレームのブロック探査用のブロックの周波
数成分を格納するバッファ２５と、現フレームのブロッ
ク探査用のブロックの周波数成分を格納するバッファ２
７と、、バッファ２５，２７からの周波数成分の差分を
とる差分器２９と、差分器２９からの差分に基づいて切
替え信号Ｓを出力する探査方向決定器３１とを付加した
ものである。

【００２７】このように構成された実施例の動作につい
て説明するが、この作用の説明部分が請求項５記載の発
明に相当する。まず、前記メモリ２３は、画像データＤ
ａの周波数成分Ｆの内、前フレームの各ブロックの周波
数成分Ｆ’を格納する。また、前記バッファ２５には、
メモリ２３から、現フレームの動きベクトルＶｍを求め
るための対象ブロックの周波数成分を格納する。上記バ
ッファ２７には、現フレームの画像データＤａのブロッ
クの周波数成分Ｆが格納される。この周波数成分として
は、この実施例では、離散型コサイン変換（以下、「Ｄ
ＣＴ（Discrete Cosine Transform ）という）係数を使
用するものとする。

【００２８】前記バッファ２５，２７に格納されたそれ
ぞれの周波数成分は、差分器２９に入力される。差分器
２９では、それら周波数成分の差分が求められ、この差
分が探査方向決定器３１に入力される。探査方向決定器
３１は、その差分成分の最も大きい方向を探査方向とし
て決定し、これをアドレスジェネレータ１３に渡す。ア
ドレスジェネレータ１３は、その渡された探査方向によ
り探査領域を制限したアドレスをフレームメモリ３に与
える。これにより、フレームメモリ３からは、探査範囲
を狭めることができるアドレスＡが出力されることにな
り、比較器９や差分器１５における探査による演算の増
加を防止している。

【００２９】次に、上述した構成の実施例における、探
査による演算量を増加を防止する他の処理動作について
以下に説明する。なお、この実施例の説明が、請求項６
記載のものに対応する。探査方向決定器３１は、差分器
２９から、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すような差分成
分が入力されると次のように動作する。すなわち、探査
方向決定器３１は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すよう
に、差分器２９から入力された現フレームの動きベクト
ルＶｍを求めるための対象ブロック１００内に周波数成
分２００が分布すると、その分布状況に応じて切替え信
号をアドレスジェネレータ１３に出力する。すると、ア
ドレスジェネレータ１３は、その切替え信号Ｓに基づい
てアドレスＡを形成し、このアドレスＡをフレームメモ
リ３に与える。これにより、フレームメモリ３からは、
図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すような代表点のパターン
３００を有する入力ブロック４００が、バッファ７に格
納される。

【００３０】このような、切替え信号Ｓを得て探査範囲
を狭めるようにする動作に関し、図５を参照しながらさ
らに具体的に説明する。まず、差分器２９から探査方向
決定器３１に与えられた対象ブロック１００ａが、例え
ば図５（ａ）に示すように、対象ブロック１００ａの図
示左上部分の隅部に四角状に周波数の低い部分２５０ａ
が分布したとする。このとき、探査方向決定器３１は、
切替え信号Ｓａをアドレスジェネレータ１３に与える。
これにより、アドレスジェネレータ１３は、その切替え
信号Ｓａに応じたアドレスＡａをフレームメモリ３に与
える。これにより、フレームメモリ３からバッファ７に
対し、入力ブロック４００ａの真ん中が四角に空いて周
囲が代表点となるパターン３００ａが出力される。

【００３１】また、差分器２９から探査方向決定器３１
に与えられた対象ブロック１００ｂが、例えば図５
（ｂ）に示すように、対象ブロック１００ｂの図示左上
部分から図示右下部分にかけて斜めに周波数の低い部分
２５０ｂが分布したとする。このとき、探査方向決定器
３１は、切替え信号Ｓｂをアドレスジェネレータ１３に
与える。これにより、アドレスジェネレータ１３は、そ
の切替え信号Ｓｂに応じたアドレスＡｂをフレームメモ
リ３に与える。これにより、フレームメモリ３からバッ
ファ７に対し、入力ブロック４００ｂの四隅から対角線
状の一定幅部分が代表点となるパターン３００ｂが出力
される。

【００３２】加えて、差分器２９から探査方向決定器３
１に与えられた対象ブロック１００ｃが、例えば図５
（ｃ）に示すように、対象ブロック１００ｃの図示上部
分一帯に一定幅で周波数の低い部分２５０ｃが分布した
とする。このとき、探査方向決定器３１は、切替え信号
Ｓｂをアドレスジェネレータ１３に与える。これによ
り、アドレスジェネレータ１３は、その切替え信号Ｓｃ
に応じたアドレスＡｃをフレームメモリ３に与える。こ
れにより、フレームメモリ３からバッファ７に対し、入
力ブロック４００ｃ内に十字状の一定幅部分が代表点と
なるパターン３００ｃが出力される。

【００３３】かつ、差分器２９から探査方向決定器３１
に与えられた対象ブロック１００ｄが、例えば図５
（ｄ）に示すように、対象ブロック１００ｄの図示左端
部分一帯に一定幅で周波数の低い部分２５０ｄが分布し
たとする。このとき、探査方向決定器３１は、切替え信
号Ｓｄをアドレスジェネレータ１３に与える。これによ
り、アドレスジェネレータ１３は、その切替え信号Ｓｄ
に応じたアドレスＡｄをフレームメモリ３に与える。こ
れにより、フレームメモリ３からバッファ７に対し、入
力ブロック４００ｄ内に十字状の一定幅部分が代表点と
なるパターン３００ｄが出力される。このように探査方
向決定器３１は、図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すよう
に、差分器２９から入力された現フレームの動きベクト
ルＶｍを求めるための対象ブロック１００内に周波数成
分２００が分布すると、バッファ７に図５（ａ）〜図５
（ｄ）に示すような代表点のパターン３００を有する入
力ブロック４００が格納されるように切替え信号Ｓを出
力している。したがって、探査する範囲が各パターン３
００部分でよくなるので、探査範囲が狭くなる。

【００３４】なお、探査による演算量を増加を防止する
さらに他の処理動作について下記に説明する。これは、
前フレームの周波数成分を記憶するメモリ２３内の高周
波成分が所定のしきい値以上であると、差分器２９から
の差分成分により探査方向決定器３１において判定され
ると、探査方向決定器３１からは探査方向切替え信号Ｓ
が生成される。この探査方向切替え信号Ｓがアドレスジ
ェネレータ１３に与えられると、アドレスジェネレータ
１３からは探査方向が切替わるアドレスＡが出力され
る。これにより、バッファ７を通して比較器９に探査方
向切替え用のデータが入力されることになり、探査方向
が切り替わる。これにより、探査による演算量を増加を
防止できる。

【００３５】また、信学技報、ＩＥ−８１−５４に記載
の従来の動きベクトル検出装置は、差分データとの距離
の関係が下に凸であるような場合には有効であるが、高
周波成分が多くなってくると、下に凸という形状が崩れ
てきて、この装置による探査方法が有効ではなくなる。
しかしながら、本実施例（図４及び図５参照）によれ
ば、周波数成分の分布により、二つの探査方法を切替え
て最適な探査を行うことができることになる。なお、上
記実施例では、比較器９の比較結果をアドレスジェネレ
ータ１３に入力しているが、現フレームのフレームメモ
リ１への格納方法やアドレス発生の方法を工夫すれば比
較器９の出力をアドレスジェネレータ１１に入力するこ
ともできる。また、上記実施例では、フレームから矩形
ブロックで取り出したが、他の形状のブロックであって
もよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果がある。請求項１記載の動きベクトル検出
装置によれば、フレームメモリから取り出すフレームの
ブロック内の一部分を代表とし、探査対象となる前フレ
ームの部分との評価関数が最小または最大になるものを
動きベクトルとして検出できるようにしたので、性能劣
化がなく探査範囲が狭まり、探査による演算量が減少す
る。請求項２記載の動きベクトル検出装置は、動きベク
トルをそれぞれ記憶させておき、前の複数のフレーム内
の対応するブロックの動きベクトルから、現フレームの
対象ブロックの動きベクトルの予測値を求め、その予測
値を探査の初期値として探査できるようにしたので、性
能劣化がなく探査範囲が狭まり、探査による演算量が減
少する。

【００３７】請求項３記載の動きベクトル検出装置は、
動きベクトルを記憶させておき、同一フレーム内の直前
の数ブロックの動きベクトルから、対象ブロックの動き
ベクトルの予測値を求め、その予測値を探査の初期値と
して探査するようにしたので、性能劣化がなく探査範囲
が狭まり、探査による演算量が減少する。請求項４記載
の動きベクトル予測器では、動きベクトルの平均値を求
め、この平均値を予測値として出力できるようにしたの
で、予測値を簡単に求めることができる。

【００３８】請求項５記載の動きベクトル検出装置は、
前フレームの周波数成分と現フレームのそれぞれ同一位
置のブロックの周波数成分の差分をとり、その差分の最
も大きい方向だけを探索させる信号を得て、その方向だ
けを探査することができるので、性能劣化がなく探査範
囲が狭まり、探査による演算量が減少する。また、同動
きベクトル検出装置は、周波数成分が多くなっても有効
に探査ができることになる。請求項６記載の探査方向決
定器は、各周波数成分の比率によりブロック内の代表点
の形を切り替える切替え信号を出力し、その切替え信号
に応じたブロック内の代表点の形を変えたフレームのブ
ロックで探査できるようにしたので、探査範囲が狭まる
ことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動きベクトル検出装置における実施例
を示すブロック図である。

【図２】本発明の動きベクトル検出装置における実施例
の動作を説明するための説明図である。

【図３】本発明の動きベクトル検出装置における、他の
実施例を示すブロック図である。

【図４】本発明の動きベクトル検出装置における、さら
に他の実施例を示すブロック図である。

【図５】本発明の動きベクトル検出装置におけるさらに
他の実施例の動作を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１ フレームメモリ ３ フレームメモリ ５ バッファ ７ バッファ ９ 比較器 １１ アドレスジェネレータ １３ アドレスジェネレータ １５ 差分器 １７ 動きベクトルメモリ １９ 動きベクトル予測器 ２３ メモリ ２５ バッファ ２７ バッファ ２９ 差分器 ３１ 探査方向決定器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 現フレームを記憶する第１フレームメモ
   リと、前フレームを記憶する第２フレームメモリと、前
   記第１フレームメモリから取り出したブロックに分割さ
   れた現フレームと前記第２フレームメモリから取り出し
   た前フレームとを比較する比較器と、前記比較器からの
   比較結果を基に、前記フレームメモリから各フレームを
   取り出すためのアドレスを生成するアドレスジェネレー
   タと、第１フレームメモリ用のアドレスジェネレータ及
   び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレータからの
   データの差分をとり、その差分から現フレーム中のそれ
   ぞれの動きベクトルを検出する差分器とを備えてなる動
   きベクトル検出装置であって、 前記アドレスジェネレータは、前記ブロック内の一部分
   を代表とするフレームを、前記フレームメモリから取り
   出せるアドレスを出力できるように構成してなり、探索
   対象となる前フレームの部分との評価関数を最小または
   最大にするものを動きベクトルとして検出できるようし
   たことを特徴とする動きベクトル検出装置。
2. 【請求項２】 現フレームを記憶する第１フレームメモ
   リと、前フレームを記憶する第２フレームメモリと、前
   記第１フレームメモリから取り出したブロックに分割さ
   れた現フレームと前記第２フレームメモリから取り出し
   た前フレームとを比較する比較器と、前記比較器からの
   比較結果を基に、前記フレームメモリから各フレームを
   取り出すためのアドレスを生成するアドレスジェネレー
   タと、第１フレームメモリ用のアドレスジェネレータ及
   び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレータからの
   データの差分をとり、その差分から現フレーム中のそれ
   ぞれの動きベクトルを検出する差分器とを備えてなる動
   きベクトル検出装置であって、 前記差分器から出力された前の複数のフレーム内の対応
   するブロックの動きベクトルを記憶する動きベクトルメ
   モリと、 前記動きベクトルメモリからの前の複数のフレーム内の
   対応するブロックの動きベクトルから、現フレームの対
   象ブロックの動きベクトルの予測値を求め、それを探索
   の初期値として前記アドレスジェネレータに与える動き
   ベクトル予測器とを備えてなり、その初期値の近傍を探
   索するようにしたことを特徴とする動きベクトル検出装
   置。
3. 【請求項３】 現フレームを記憶する第１フレームメモ
   リと、前フレームを記憶する第２フレームメモリと、前
   記第１フレームメモリから取り出したブロックに分割さ
   れた現フレームと前記第２フレームメモリから取り出し
   た前フレームとを比較する比較器と、前記比較器からの
   比較結果を基に、前記フレームメモリから各フレームを
   取り出すためのアドレスを生成するアドレスジェネレー
   タと、第１フレームメモリ用のアドレスジェネレータ及
   び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレータからの
   データの差分をとり、その差分から現フレーム中のそれ
   ぞれの動きベクトルを検出する差分器とを備えてなる動
   きベクトル検出装置であって、 前記差分器から出力された前の複数のフレーム内の対応
   するブロックの動きベクトルを記憶する動きベクトルメ
   モリと、 前記動きベクトルメモリからの同一フレーム内の直前の
   数ブロックの動きベクトルから、探査対象ブロックの動
   きベクトルの予測値を求め、この予測値を探索の初期値
   として前記アドレスジェネレータに与える動きベクトル
   予測器とを備えてなり、その初期値の近傍を探索するよ
   うにしたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
4. 【請求項４】 前記動きベクトル予測器は、動きベクト
   ルメモリからの動きベクトルの平均を予測値として出力
   できるように構成したことを特徴とする請求項２または
   ３記載の動きベクトル検出装置。
5. 【請求項５】 現フレームを記憶する第１フレームメモ
   リと、前フレームを記憶する第２フレームメモリと、前
   記第１フレームメモリから取り出したブロックに分割さ
   れた現フレームと前記第２フレームメモリから取り出し
   た前フレームとを比較する比較器と、前記比較器からの
   比較結果を基に、前記フレームメモリから各フレームを
   取り出すためのアドレスを生成するアドレスジェネレー
   タと、第１フレームメモリ用のアドレスジェネレータ及
   び第２フレームメモリ用のアドレスジェネレータからの
   データの差分をとり、その差分から現フレーム中のそれ
   ぞれの動きベクトルを検出する第１の差分器とを備えて
   なる動きベクトル検出装置であって、 前フレームの周波数成分を格納する周波数成分メモリ
   と、 前フレームと現フレームのそれぞれ同一位置のプロック
   の周波数成分の差分をとる第２の差分器と、 前記第２の差分器からの差分の最も大きい方向だけを探
   索させる信号をアドレスジェネレータに与える探査方向
   決定器とを備えてなり、 前記探査方向決定器で決定した方向だけを探査するよう
   にしたことを特徴とする動きベクトル検出装置。
6. 【請求項６】 前記探査方向決定器は、各周波数成分の
   比率によりブロック内の代表点の形を切り替える切替え
   信号を出力できるように構成し、 前記アドレスジェネレータは、前記切替え信号に応じて
   ブロック内の代表点の形を変えたフレームのブロックを
   フレームメモリから出力させるアドレスを形成できるよ
   うに構成したことを特徴とする請求項５記載の動きベク
   トル検出装置。