JPH09163380A - 画像符号化装置及び動きベクトル検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動きベクトル検出の際に、検索データの転送
レートを増大させることなくサーチ範囲を拡大する。 【解決手段】 基準ブロックの画像データとサーチ範囲
内の検査ブロックの画像データとを演算することにより
基準ブロック単位で動きベクトルを検出する際に、連続
する複数個の基準ブロックにおいて検出した動きベクト
ルを基に前記サーチ範囲を可変設定する。複数個の基準
ブロックは、図の（ａ）又は（ｂ）に示すように、水平
方向又は垂直方向に連続したものとすることが好適であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＭＰＥＧ
（Ｍｏｖｉｍｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｄ
ｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）に準拠した画像
符号化装置、特に動きベクトルの検出技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ方式は、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅ
ｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と動き補償
予測と可変長符号化とを組み合わせて画像データの圧縮
を行う符号化方式である。

【０００３】図１３にＭＰＥＧ方式に準拠した画像符号
化装置の構成を示す。この図において、入力端子Ｔ１に
画像データが供給される。この画像データは動きベクト
ル検出回路２１と減算回路２２とに入力される。動きベ
クトル検出回路２１は、入力された画像データを用いて
現フレームと参照フレーム（例えば前フレーム）との動
きベクトルを求め、動き補償回路２３へ与える。

【０００４】参照フレームの画像データはフレームメモ
リ２４内にも格納されている。この画像データは動き補
償回路２３へ供給される。動き補償回路２３では、動き
ベクトル検出回路２１から送られてくる動きベクトルを
用いて、フレームメモリ２４から送られてくる画像デー
タの動き補償を行う。動き補償回路２３の出力は減算回
路２２と加算回路２５へ送られる。

【０００５】減算回路２２では、入力端子Ｔ１から供給
される現フレームの画像データと、動き補償回路２３か
ら供給される動き補償された参照フレームの画像データ
とを減算して予測誤差データを求め、ＤＣＴ回路２６へ
供給する。ＤＣＴ回路２６は、この予測誤差データをＤ
ＣＴ処理して量子化器２７へ送る。量子化器２７はＤＣ
Ｔ回路２６の出力を量子化し、可変長符号化回路２８へ
送る。可変長符号化回路２８は量子化器２７の出力を可
変長符号化し、出力端子Ｔ２から出力する。

【０００６】量子化器２７の出力は逆量子化器２９にも
供給される。そして、ここで逆量子化処理を受け、その
出力は逆ＤＣＴ回路３０において逆ＤＣＴ処理を受け
て、元の予測誤差データに戻され、加算回路２５へ与え
られる。

【０００７】加算回路２５では、この予測誤差データを
動き補償回路２３の出力データに加算して現フレームの
画像データを求める。求められた画像データは次の参照
フレームの画像データとしてフレームメモリ２４に格納
される。

【０００８】このような画像符号化装置における動きベ
クトル検出の方法としてはブロックマッチング法が知ら
れている。ブロックマッチング法は、画面を小さな矩形
領域（ブロック）に分割して、ブロック毎に動きを検出
する。ブロックのサイズとしては、横８画素×縦８画素
（以下８×８と略す）、１６×１６等がある。次に図１
４を参照しながらブロックマッチング法について説明す
る。

【０００９】図１４において、基準フレーム４１内にＭ
×Ｎの基準ブロックＲＢを設定する。また、検索フレー
ム４２内に基準ブロックＲＢと同じサイズの検査ブロッ
クＳＢを設定する。検査ブロックＳＢは、基準ブロック
ＲＢと同じ位置を中心に±ｍ×±ｎの所定のサーチ範囲
４３内を巡って移動される。そして、基準ブロックＲＢ
と検査ブロックＳＢとの一致度を計算し、最も一致度の
高い検査ブロックをマッチングブロックとし、このマッ
チングブロックから動きベクトルを求める。

【００１０】すなわち、基準ブロックＲＢと同じ位置に
ある検査ブロックＳＢ０から（ｕ，ｖ）シフトした位置
にある検査ブロックＳＢｋの一致度が最も高い場合に
は、その基準ブロックＲＢの動きベクトルを（ｕ，ｖ）
とする。このとき、基準ブロックＲＢと検査ブロックＳ
Ｂの同じ位置の画素毎の絶対値差分の総和や画素毎の差
分の２乗の総和等が最小になる検査ブロックを最も一致
度の高い検査ブロックとする。

【００１１】ＭＰＥＧ方式においては動画像の１シーケ
ンスを複数のフレーム（ピクチャー）からなるＧＯＰ
（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）に分割して符号
化を行う。ＧＯＰはフレーム内符号化画像（Ｉピクチャ
ー）と、既に符号化された時間的に前のフレームから予
測するフレーム間符号化画像（Ｐピクチャー）と、既に
符号化された時間的に前後の２フレームから予測するフ
レーム間符号化画像（Ｂピクチャー）とから構成され
る。

【００１２】例えば図１５においては、始めにＰピクチ
ャーであるＰ３を基準フレームとし、Ｉピクチャーであ
るＩ０を検索フレームとして動き検出を行う。次にＢピ
クチャーであるＢ１を基準フレームとし、Ｉ０とＰ３を
検索フレームとして両方向の動き検出を行う。次にＢピ
クチャーであるＢ２を基準フレームとし、Ｉ０とＰ３を
検索フレームとして両方向の動き検出を行う。

【００１３】図１６に示すように、一般に動き検出に必
要なサーチ範囲は基準フレームと検索フレームとのフレ
ーム間隔に比例して増大することが望ましい。ここで
は、ブロックサイズが１６×１６の場合について説明を
行なう。例えば１フレーム離れた場合にサーチ範囲が水
平方向、垂直方向共に±１６とすると、２フレーム離れ
た場合には±３２、３フレーム離れた場合には±４８の
サーチ範囲とすることが望ましい。

【００１４】しかしながら、このようにフレーム間隔に
比例してサーチ範囲を広げた場合には、動き検出に必要
ハード量もそれぞれ１フレーム離れた場合の４倍、９倍
と増加してしまう。つまり、Ｐ３を基準フレームとし、
Ｉ０を検索フレームとした動き検出のような３フレーム
間離れた動き検出を行なうためには非常に大きなハード
量が必要となる。

【００１５】そこで、ハード量を増加させずにサーチ範
囲を拡大する方法としてテレスコピックサーチが知られ
ている。これは、サーチする範囲は常に±１６としなが
らも、基準ブロック毎にサーチ範囲の中心にオフセット
を持たせることにより大きなサーチ範囲をカバーするも
のである。次に図１７を参照しながらテレスコピックサ
ーチについて説明する。

【００１６】図１７に示すように、例えば基準フレーム
に対して３フレーム離れた検索フレーム３においてサー
チを行なう場合には、始めに１フレーム離れた検索フレ
ーム１において±１６のサーチ範囲で、基準ブロックに
おける動きベクトルＭＶ１を求める。次に２フレーム離
れた検索フレーム２において、ＭＶ１をサーチ範囲の中
心として±１６のサーチ範囲でサーチを行ない動きベク
トルＭＶ２を求める。このとき、基準フレーム内の基準
ブロックから見たサーチ範囲は±３２となる。最後に３
フレーム離れた検索フレーム３において、ＭＶ２をサー
チ範囲の中心として±１６のサーチ範囲でサーチを行な
い動きベクトルＭＶ３を求める。このようにして最後に
３フレーム離れた動きベクトルがサーチ範囲±４８に対
して求まる。この場合に必要なハード量は±１６のサー
チ範囲をカバーするハード量のみでよい。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】図１８にサーチデータ
の転送量の比較をサーチ範囲が固定の場合とテレスコピ
ックサーチの場合について示す。

【００１８】サーチ範囲を固定した場合には、この図の
（ａ）に示すように、水平方向に隣接した基準ブロック
例えばＲＢ０とＲＢ１では３２×４８はサーチ範囲が重
なるため、サーチ範囲が重ならない１６×４８のデータ
のみを新たに転送すれば良い。

【００１９】これに対して、テレスコピックサーチの場
合には、検索フレーム２及び３においては、基準ブロッ
ク毎にサーチ範囲が異なる為に、各基準ブロック毎に±
１６のサーチ範囲分（４８×４８）を２５６（＝１６×
１６）クロックで転送する必要がある。

【００２０】つまり、±１６のサーチ範囲でテレスコピ
ックサーチを行なうためには、（４８×４８）／（１６
×４８）＝３倍のサーチデータの転送レートを必要とす
ることになる。この値はサーチ範囲が増大するとさらに
大きくなり、例えば±３２の場合にはテレスコピックサ
ーチで必要とする転送レートは、（８０×８０）／（８
０×１６）＝５倍となってしまい、データの転送が非常
に困難となる。画素データ８ビット、画素クロックを１
３．５ＭＨｚとすると、この場合には、（８０×８０／
２５６）×１３．５ＭＨｚ×１ｂｙｔｅ＝３３７．５Ｍ
バイト／ｓｅｃもの転送レートが必要となる。この大き
な転送レートはハードを実現する上で大きな障害とな
る。

【００２１】また、従来のテレスコピックサーチにおい
ては、図１９に示すように、斜め右上へ大きく動いたと
判断して±１６のサーチ範囲を設定した後、正しい動き
ベクトルが動きの小さいベクトルであった場合には、±
１６のサーチ範囲内で正しい動きベクトルは検出できな
い。この場合、画像の動きが小さいので視覚的に大きな
画質劣化となる。

【００２２】このように、従来のテレスコピックサーチ
では、検索データを転送するために非常に大きなデータ
転送レートが必要であるという欠点を持っていた。ま
た、大きく動いたと判断を行ない、正しい動きベクトル
が動きの小さいベクトルであった場合には、正しい動き
ベクトルは検出できず、しかも画像の動きが小さいの
で、視覚的に大きな画質劣化となる欠点を持っていた。

【００２３】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、検索データの転送レートを増大させる
ことなくサーチ範囲を拡大できる画像符号化装置及び動
きベクトル検出方法を提供するものである。

【００２４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明に係る画像符号化装置は、基準ブロックの画
像データとサーチ範囲内の検査ブロックの画像データと
を演算することにより基準ブロック単位で動きベクトル
を検出する動き検出手段と、前記サーチ範囲を設定する
設定手段とを備える画像符号化装置であって、前記設定
手段は連続する複数個の基準ブロック単位で前記サーチ
範囲を可変設定することを特徴とするものである。

【００２５】また、本発明に係る動きベクトル検出方法
は、基準ブロックの画像データとサーチ範囲内の検査ブ
ロックの画像データとを演算することにより基準ブロッ
ク単位で動きベクトルを検出する際に、連続する複数個
の基準ブロック単位で前記サーチ範囲を可変設定するこ
とを特徴とするものである。

【００２６】さらに、本発明に係る画像符号化装置は、
基準ブロックの画像データとサーチ範囲内の検査ブロッ
クの画像データとを演算することにより基準ブロック単
位で動きベクトルを検出する動き検出手段と、前記サー
チ範囲を設定する設定手段とを備える画像符号化装置で
あって、前記設定手段は、前記動き検出手段が連続する
複数個の基準ブロックにおいて検出した動きベクトルを
基に、前記サーチ範囲を可変設定することを特徴とする
ものである。

【００２７】また、本発明に係る動きベクトル検出方法
は、基準ブロックの画像データとサーチ範囲内の検査ブ
ロックの画像データとを演算することにより基準ブロッ
ク単位で動きベクトルを検出する際に、連続する複数個
の基準ブロックにおいて検出した動きベクトルを基に前
記サーチ範囲を可変設定することを特徴とするものであ
る。

【００２８】本発明において、複数個の基準ブロックは
水平方向又は垂直方向に連続したものとすることが好適
である。また、独立した動き検出手段を２個以上設け、
１つの動き検出手段のサーチ範囲を中心部に固定し、他
の動き検出手段のサーチ範囲を連続する複数ブロック単
位で可変設定することにより、サーチ範囲の可変設定範
囲を誤った場合にも、動きの小さい動きベクトルについ
ては検出できるようにすることが好適である。

【００２９】本発明においては、基準画像から所定の時
間離れた検索画像との間の動きベクトルを検出する際
に、まずそれよりも短い時間離れた検索画像との間の動
きベクトルを、動き検出手段により基準ブロック単位で
検出する。そして、その検出結果に基づいて、所定の時
間離れた検索画像との間の動きベクトルを検出する際の
サーチ範囲を、設定手段により可変設定する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
図面を参照しながら、 〔１〕動きベクトル検出回路の第１の実施の形態 〔２〕動きベクトル検出回路の第２の実施の形態 〔３〕動きベクトル検出回路の第３の実施の形態 〔４〕動きベクトル検出回路の第４の実施の形態 〔５〕本発明に係る動きベクトル検出回路を備えた撮像
記録装置 の順序で詳細に説明する。

【００３１】〔１〕動きベクトル検出回路の第１の実施
の形態 図１は本発明を適用した動きベクトル検出回路の第１の
実施の形態を示すブロック図である。この動きベクトル
検出回路は、基準フレームメモリー１と、検索フレーム
メモリー２と、動き検出回路３と、動きベクトル分布検
出回路４とから構成されている。

【００３２】基準フレームメモリー１は基準フレームの
画像を格納する。検索フレームメモリー２は、検索フレ
ームメモリーの画像を格納し、動きベクトル分布検出回
路４から送られる検索データ読み出し制御信号ｃにした
がって、検査ブロックのサーチ範囲を設定する。

【００３３】動き検出回路３は、基準フレームメモリー
１から転送されてくる基準ブロックの画像データａと検
索フレームメモリー２から転送されてくる検査ブロック
の画像データｂとからその基準ブロックの動きベクトル
ｄを求める。この動きベクトルｄは、従来例と同じくブ
ロックマッチング法により求める。すなわち、基準ブロ
ックと検査ブロックの同じ位置の画素毎の絶対値差分の
総和や画素毎の差分の２乗の総和（以下残差という）が
最小になる検査ブロックの位置から動きベクトルｄを求
める。動き検出回路３は求めた動きベクトルｄをそのと
きの残差ｅと共に出力する。

【００３４】動きベクトル分布検出回路４は、動き検出
回路３から送られてくる動きベクトルｄと残差ｅとを基
に検索データ読み出し制御信号ｃを生成し、検索フレー
ムメモリー２へ供給する。

【００３５】図２は前述した動き検出回路３のサーチ範
囲を説明する図である。この図の（ａ）は、基準ブロッ
クを画像の横方向へ左端から右端へ移動させる操作を上
端から下端へと進める場合であり、（ｂ）は基準ブロッ
クを画像の縦方向へ上端から下端へ移動させる操作を左
端から右端へと進める場合である。以下の説明では、横
方向の連続した基準ブロックを水平スライス、縦方向の
連続した基準ブロックを垂直スライスという。

【００３６】本発明においては、基準フレームと参照フ
レームとの動きベクトルの分布を水平スライス又は垂直
スライス毎に求め、その分布状態に応じて離れたフレー
ムにおけるサーチ範囲を設定する。以下の説明では、図
２（ａ）に示した水平スライス毎に動きベクトルの分布
を求める場合について説明する。

【００３７】図２（ａ）において、画像のサイズを７２
０×５７６とし、基準ブロックのサイズを１６×１６と
すると、５７６／１６＝３６個の水平スライスが形成さ
れる。また、１水平スライス当り７２０／１６＝４５個
の基準ブロックとなる。ここでは、各水平スライス毎に
基準ブロックと１フレーム前の検査ブロックとの動きベ
クトルを検出し、その分布を求める。そして、その分布
状態に応じて２フレーム以上離れた参照フレームにおけ
るその水平スライスのサーチ範囲を設定する。

【００３８】例えば、ある水平スライスにおける４５個
の動きベクトルの内、上を向いている動きベクトルの数
が所定のしきい値を超えている場合には、上方向にサー
チ範囲を設定する。

【００３９】図１８を参照しながら説明したように、テ
レスコピックサーチでは、検索フレーム２及び３におい
ては、基準ブロック毎にサーチ範囲が異なる為に、各基
準ブロック毎に±１６のサーチ範囲分（４８×４８）を
２５６（＝１６×１６）クロックで転送する必要があ
る。これに対して、本実施の形態では、水平スライス毎
にサーチ範囲を設定しているため、水平スライス内では
水平方向に隣接した基準ブロック同士でサーチ範囲を共
有するので、図１８（ａ）に示した、通常のサーチ範囲
を固定した場合と検索画像データの読み出しレートは同
一である。

【００４０】〔２〕動きベクトル検出回路の第２の実施
の形態 図３は本発明を適用した動きベクトル検出回路の第２の
実施の形態を示すブロック図である。ここで、図１と対
応する部分には同一の番号が付してある。

【００４１】この動きベクトル検出回路は、第１の動き
検出回路３−Ａと第２の動き検出回路３−Ｂを備えてい
る。また、第１の動き検出回路３−Ａが出力する動きベ
クトルｄ１と残差ｅ１、又は第２の動き検出回路３−Ｂ
が出力する動きベクトルｄ２と残差ｅ２から、スライス
毎の動きベクトルの分布を検出し、検索データ読み出し
制御信号ｃを生成する動きベクトル分布検出回路４’を
備えている。さらに、第１の動き検出回路３−Ａが出力
する動きベクトルｄ１と残差ｅ１、及び第２の動き検出
回路３−Ｂが出力する動きベクトルｄ２と残差ｅ２か
ら、最終動きベクトルｆを求める比較回路５を備えてい
る。

【００４２】第１の動き検出回路３−Ａと第２の動き検
出回路３−Ｂとは互いに異なるサーチ範囲において動き
検出を行うことができる。それぞれの動き検出回路のサ
ーチ範囲は水平垂直方向共に±１６とする。

【００４３】サーチ範囲を固定とする場合には、一般に
水平方向に大きく動く画像が多いことから、水平方向の
サーチ範囲が垂直方向のサーチ範囲よりも大きくなるよ
うに図４（１）のように設定する。この図において、Ｙ
軸の左側に３−Ａと指示した範囲は第１の動き検出回路
３−Ａのサーチ範囲であり、Ｙ軸の右側に３−Ｂと指示
した範囲は第２の動き検出回路３−Ｂのサーチ範囲であ
る。この場合、第１の動き検出回路３−Ａと第２の動き
検出回路３−Ｂのトータルのサーチ範囲は、水平±３
２、垂直±１６となり、サーチ範囲の中心に対応する基
準ベクトルは、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）となる。

【００４４】一方、水平スライス単位でサーチ範囲を可
変にする場合には、第１の動き検出回路３−Ａのサーチ
範囲を固定し、第２の動き検出回路３−Ｂのサーチ範囲
を変化させる。これにより、図４（２）に示すように、
サーチ範囲を水平±４８、垂直±４８に拡大することが
可能となる（詳細は後述する）。

【００４５】以下図５を参照しながら図３に示した動き
ベクトル検出回路の動き検出動作を説明する。図５にお
いて、３フレーム離れたＰ３からＩ０への動き検出を行
なう前に、１フレーム離れたＢ１からＩ０への動き検出
を第１の動き検出回路３−Ａを用いて行ない、その残差
ｅ１及び動きベクトルｄ１の結果を動きベクトル分布検
出回路４’に保存する。また、２フレーム離れたＢ−２
からＩ０への動き検出を第２の動き検出回路３−Ｂを用
いて行なう。このときのサーチ範囲は、第１の動き検出
回路３−Ａ、第２の動き検出回路３−Ｂ共に水平±１
６、垂直±１６であり、サーチ範囲の中心に対応する基
準ベクトルは、（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）である。

【００４６】次に第１の動き検出回路３−Ａでは、２フ
レーム離れたＢ２からＩ０への動き検出を行ない、第２
の動き検出回路３−Ｂでは、１フレーム離れたＢ−１か
らＩ０への動き検出を行なう。

【００４７】そして、次に３フレーム離れたＰ３からＩ
０への動き検出を、先に求めて動きベクトル分布検出回
路４’に保存しておいたＢ１からＩ０への動き検出の結
果を用いて水平スライス毎にサーチ範囲を変えて行な
う。

【００４８】以上の説明では、１フレーム離れた画像の
動き検出の結果を用いて３フレーム離れた画像の動き検
出をスライス毎にサーチ範囲を変えて行っているが、一
般的には、Ｍフレーム又はフィールド離れた画像の動き
検出の結果を用いてＮフレーム又はフィールド（Ｎ、Ｍ
はＮ＞Ｍ≧１を満たす整数）離れた画像の動き検出をス
ライス毎にサーチ範囲を変えて行なう。

【００４９】図６〜図８は、図３に示した動きベクトル
検出回路のサーチ範囲のモードを示す図であり、図９は
その動きベクトル検出回路がＰ３からＩ０への動き検出
を行なう際の動作を示すフローチャートである。

【００５０】図９に示すように、始めにステップＳ１に
おいてフレーム間の動き検出を行なう。これは図５を参
照しながら既に説明した、Ｂ１からＩ０への１フレーム
間の動き検出を行なうことに相当する。

【００５１】次にステップＳ２において、１フレーム間
の動き検出に対する動きベクトル分布を１スライス分作
成する。具体的には、水平±１６、垂直±１６（３２×
３２）の動きベクトルのサーチ範囲を４×４の大きさの
小ブロックに分割し、その小ブロック毎に検出された動
きベクトルの数をカウントする。このとき、ある閾値よ
りも残差の大きい動きベクトルは、信頼性が低いのでカ
ウントしない。

【００５２】次にステップＳ３において、静止モード
（ノーマルモード）かどうかの判定を行なう。Ｃｏｕｎ
ｔ（エリア１）が閾値Ｔｈ１以上であればノーマルモー
ドと判定する。ここで、Ｃｏｕｎｔ（指定領域）という
関数は、指定領域に含まれる動きベクトル数の合計を返
す関数である。

【００５３】エリア１は、図６（２）の中心部に網掛け
を施した±４のエリアである。このエリアは動きの小さ
い領域に相当する。すなわち、ステップ１で作成した１
スライスの動きベクトルの大多数が動きの小さい動きベ
クトルである場合にはノーマルモードと判定する。

【００５４】ステップＳ３においてノーマルモードと判
定した場合には、次にステップＳ４においてノーマルモ
ードに設定し、ステップＳ１０においてノーマルモード
に応じたサーチ範囲を設定する。

【００５５】図６（１）は静止モードのサーチ範囲を示
す。このサーチ範囲は、図４（１）に示したサーチ範囲
固定の場合と同一である。そして、サーチ範囲の中心ベ
クトルは、それぞれＳＭＶ１＝（ｍｖｘ１，ｍｖｙ１）
＝（−１６，０）、ＳＭＶ２＝（ｍｖｘ２，ｍｖｙ２）
＝（１６，０）である。

【００５６】以上ステップＳ３で静止モードであると判
定した場合について説明した。ステップＳ３で静止モー
ドでないと判定した場合には、次にステップＳ５で水
平，垂直移動モードであるかどうかを判定する。この判
定は、図７（２）〜（５）に示すエリア２−１〜２−４
毎にそのエリアに含まれる動きベクトルの合計が所定の
閾値Ｔｈ２以上であるかどうかを調べることにより行
う。

【００５７】そして、エリア２−１に含まれる動きベク
トルの合計がＴｈ２以上であればモード２−１、エリア
２−２に含まれる動きベクトルの合計がＴｈ２以上であ
ればモード２−２、エリア２−３に含まれる動きベクト
ルの合計がＴｈ２以上であればモード２−３、エリア２
−４に含まれる動きベクトルの合計がＴｈ２以上であれ
ばモード２−４と判定する。

【００５８】ステップＳ５において水平，垂直移動モー
ド、すなわちモード２−１〜２−４のいずれかであると
判定した場合には、次にステップＳ６においてそのモー
ドに設定し、ステップＳ１０においてそのモードに応じ
たサーチ範囲を設定する。

【００５９】図７（１）にモード２−１〜２−４のサー
チ範囲を示す。この図において、中心部の±１６のサー
チ範囲は第１の動き検出回路３−Ａのサーチ範囲であ
り、それに隣接する２−１〜２−４はそれぞれモード２
−１〜２−４における第２の動き検出回路３−Ｂのサー
チ範囲である。それぞれのサーチ範囲の中心ベクトルは
以下のとおりである。

【００６０】 モード２−１・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（０，１６） モード２−２・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（１６，０） モード２−３・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（０，−１６） モード２−４・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（−１６，０）

【００６１】ステップＳ５で水平，垂直移動モードでな
いと判定した場合には、次にステップＳ７で斜め移動モ
ードであるかどうかの判定を行なう。この判定は、図８
（２）〜（５）に示すエリア３−１〜３−４毎にそのエ
リアに含まれる動きベクトルの合計が所定の閾値Ｔｈ３
以上であるかどうかを調べることにより行う。

【００６２】そして、エリア３−１に含まれる動きベク
トルの合計がＴｈ３以上であればモード３−１、エリア
３−２に含まれる動きベクトルの合計がＴｈ３以上であ
ればモード３−２、エリア３−３に含まれる動きベクト
ルの合計がＴｈ３以上であればモード３−３、エリア３
−４に含まれる動きベクトルの合計がＴｈ３以上であれ
ばモード３−４と判定する。

【００６３】ステップＳ７において斜め移動モード、す
なわちモード３−１〜３−４のいずれかであると判定し
た場合には、次にステップＳ８においてそのモードに設
定し、ステップＳ１０においてそのモードに応じたサー
チ範囲を設定する。

【００６４】図８（１）にモード３−１〜３−４のサー
チ範囲を示す。この図において、中心部の±１６のサー
チ範囲は第１の動き検出回路３−Ａのサーチ範囲であ
り、その外側の３−１〜３−４はそれぞれモード３−１
〜３−４における第２の動き検出回路３−Ｂのサーチ範
囲である。それぞれのサーチ範囲の中心ベクトルは以下
のとおりである。

【００６５】 モード３−１・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（１６，１６） モード３−２・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（１６，−１６） モード３−３・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（−１６，−１６） モード３−４・・・ＳＭＶ１＝（０，０）、ＳＭＶ２＝（−１６，１６）

【００６６】ステップＳ７で斜め移動モードでないと判
定した場合、つまり静止モード、水平、垂直モード、斜
め移動モードのいずれのモードにも判定されなかった場
合には、ステップＳ９でノーマルモードに設定する。そ
して、ステップＳ１０においてノーマルモードに応じた
サーチ範囲を設定する。

【００６７】ステップＳ１０においてサーチ範囲を設定
したら、次にステップＳ１１において、３フレーム離れ
たＰ３からＩ０への動き検出を対応する１水平スライス
分、行なう。第１の動き検出回路３−Ａと第２の動き検
出回路３−Ｂからの結果は、図３の比較回路５へ入力さ
れ、残差の小さい動きベクトルが最終的に動きベクトル
ｆとして出力される。

【００６８】次にステップＳ１２において、１フレーム
分の処理を終えているかをどうかを判定し、終えていな
ければ、ステップＳ２へ戻り処理を繰り返す。１フレー
ム分の処理を終えていれば処理を終える。

【００６９】このように、本実施の形態によれば常に
（０，０）の周辺（ここでは、水平、垂直共に±１６）
をカバーしながらサーチ範囲を可変にする。したがっ
て、動きのモードの判定に誤りがあった場合や、スライ
スの一部の基準ブロックの動きが他の基準ブロックと動
く方向が異なる場合についても、画質劣化の目につきや
すい、動きの小さなものに対しては対処が可能となる。

【００７０】この実施の形態では、３種類の動きのモー
ド（静止、水平，垂直移動、斜め移動）を持っている
が、より多くの細かいモードを持つように構成してもよ
い。また、この実施の形態では、１フレーム間のベクト
ル分布により３フレーム間の動きベクトルを求める実施
例を示したが、実際には、Ｍフレーム又はフィールド間
の動きベクトルよりＮフレーム又はフィールド間（Ｎ、
ＭはＮ＞Ｍ≧１を満たす整数）の動きベクトルを求める
ことが可能である。

【００７１】〔３〕動きベクトル検出回路の第３の実施
の形態 図１０に本発明を適用した動きベクトル検出回路の第３
の実施の形態におけるサーチ範囲を示す。装置の構成は
ほぼ図３と同じである。ただし、本実施の形態では第１
の動き検出回路３−Ａは水平、垂直共±１６のサーチ範
囲で従来のテレスコピックサーチを行い、第２の動き検
出回路３−Ｂは常に（０，０）を中心として水平、垂直
共±１６のサーチ範囲でサーチ範囲固定のサーチを行う
ので、図３の動きベクトル分布検出回路４’の代わり
に、従来のテレスコピックサーチとサーチ範囲固定のサ
ーチに必要な検索データ読み出し制御信号の作成を行う
回路を設ける。

【００７２】このように構成すれば、大きく動いたと判
断を行ない、正しい動きベクトルが動きの小さいベクト
ルであった場合にも、第２の動き検出回路３−Ｂにより
正しい動きベクトルの検出が可能となる。

【００７３】〔４〕動きベクトル検出回路の第４の実施
の形態 図１１は本発明を適用した動きベクトル検出回路の第４
の実施の形態を示すブロック図である。ここで、図１と
対応する部分には同一の番号が付してある。この画像符
号化装置の構成は基本的には図１に示した動きベクトル
検出回路と同じである。ただし、この装置では、動きベ
クトル分布検出回路４”は動き検出回路３が出力する動
きベクトルｄと残差ｅとを用いるのではなく、外部から
動き信号ｇを受け取る。この動き信号ｇは、例えばビデ
オカメラの手ブレ補正に用いる動きベクトル検出回路や
角速度センサーから受け取る。この場合、動き検出回路
３におけるサーチ範囲はスライス毎に可変ではなく、全
スライスについて同じになる。

【００７４】〔５〕本発明に係る動きベクトル検出回路
を備えた撮像記録装置 図１２に本発明に係る動きベクトル検出回路を備えた撮
像記録装置を示す。この図において、符号化回路１２は
基本的に図１３のように構成されているが、その内部の
動きベクトル検出回路はこれまで説明した図１、図３、
又は図１１のように構成されている。この符号化回路１
２には、カメラ部１１からビデオ信号と動き信号ｇとが
供給される。動き信号ｇは、図１１において説明したも
のである。そして、符号化回路１２における動きベクト
ル検出回路を図１又は図３のように構成した場合には、
動きベクトル分布検出回路は、動き検出回路から送られ
てくる動きベクトルと残差、及びカメラ部１１から送ら
れてくる動き信号ｇの双方を用いて、検索フレームメモ
リーの検索データ読み出し制御信号を生成する。

【００７５】符号化回路１２により符号化されたビデオ
信号は変調回路１３において所定の記録変調処理を受
け、記録デバイス１４に記録される。記録デバイスとし
ては、ハードディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉ
ｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｋ）−ＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を使用する。

【００７６】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が
可能である。例えば、サーチ範囲を可変とする単位を水
平スライスの右半分、左半分のようにしてもよい。この
場合には、水平スライスの中心のサーチ範囲の変化する
部分でわずかに検索データの読み出しレートの増加が起
こるが、水平ブランキング期間で時間的に吸収可能であ
る。このようにサーチ範囲を可変とする単位を小さくす
ることによりより、検索データの読み出しレートは増加
するものの細かい動きに対応可能となる。また、本発明
は、フィールド間の動きを検出する場合にも適用するこ
とができる。

【００７７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、検索データの転送レートを増加させることなく、
動きベクトルのサーチ範囲を拡大することができる。

【００７８】また、常に動きの小さい部分をカバーしな
がらサーチ範囲を可変にすることにより、サーチ範囲の
モードの判定に誤りがあった場合や、スライスの一部の
基準ブロックの動きが他の基準ブロックと動く方向が異
なる場合についても画質劣化の目につきやすい、動きの
小さなものに対しては対処が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した動きベクトル検出装置の第１
の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】図１における動き検出回路のサーチ範囲を説明
する図である。

【図３】本発明を適用した動きベクトル検出回路の第２
の実施の形態を示すブロック図である。

【図４】図３における動き検出回路のサーチ範囲を説明
する図である。

【図５】図３の動きベクトル検出回路の動き検出の例を
示す図である。

【図６】図３における動き検出回路の静止モードを示す
図である。

【図７】図３における動き検出回路の水平，垂直移動モ
ードを示す図である。

【図８】図３における動き検出回路の斜め移動モードを
示す図である。

【図９】図３の動きベクトル検出回路の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図１０】本発明を適用した動きベクトル検出装置の第
３の実施の形態におけるサーチ範囲を示す図である。

【図１１】本発明を適用した動きベクトル検出回路の第
４の実施の形態を示すブロック図である。

【図１２】本発明に係る動きベクトル検出回路を備えた
撮像記録装置の構成を示すブロック図である。

【図１３】ＭＰＥＧ方式に準拠した画像符号化装置の構
成を示すブロック図である。

【図１４】ブロックマッチング法について説明するため
の図である。

【図１５】ＭＰＥＧにおける動き検出の例を示す図であ
る。

【図１６】フレーム間隔と望ましいサーチ範囲との関係
を示す図である。

【図１７】従来のテレスコピックサーチを示す図であ
る。

【図１８】通常のサーチとテレスコピックサーチのデー
タ転送量を比較する図である。

【図１９】テレスコピックサーチにおいて正しい動きベ
クトルが検出できない様子を示す図である。

【符号の説明】

１…基準フレームメモリー、２…検索フレームメモリ
ー、３，３−Ａ，３−Ｂ…動き検出回路、４，４’，
４”…動きベクトル分布検出回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準ブロックの画像データとサーチ範囲
   内の検査ブロックの画像データとを演算することにより
   基準ブロック単位で動きベクトルを検出する動き検出手
   段と、前記サーチ範囲を設定する設定手段とを備える画
   像符号化装置であって、 前記設定手段は連続する複数個の基準ブロック単位で前
   記サーチ範囲を可変設定することを特徴とする画像符号
   化装置。
2. 【請求項２】 複数個の基準ブロックは水平方向又は垂
   直方向に連続したものである請求項１に記載の画像符号
   化装置。
3. 【請求項３】 ２個以上の独立した動き検出手段を具備
   し、１つの動き検出手段のサーチ範囲を中心部に固定
   し、他の動き検出手段のサーチ範囲を連続する複数ブロ
   ック単位で可変設定することを特徴とする請求項１に記
   載の画像符号化装置。
4. 【請求項４】 基準ブロックの画像データとサーチ範囲
   内の検査ブロックの画像データとを演算することにより
   基準ブロック単位で動きベクトルを検出する際に、連続
   する複数個の基準ブロック単位で前記サーチ範囲を可変
   設定することを特徴とする動きベクトル検出方法。
5. 【請求項５】 基準ブロックの画像データとサーチ範囲
   内の検査ブロックの画像データとを演算することにより
   基準ブロック単位で動きベクトルを検出する動き検出手
   段と、前記サーチ範囲を設定する設定手段とを備える画
   像符号化装置であって、 前記設定手段は、前記動き検出手段が連続する複数個の
   基準ブロックにおいて検出した動きベクトルを基に、前
   記サーチ範囲を可変設定することを特徴とする画像符号
   化装置。
6. 【請求項６】 基準ブロックの画像データとサーチ範囲
   内の検査ブロックの画像データとを演算することにより
   基準ブロック単位で動きベクトルを検出する際に、連続
   する複数個の基準ブロックにおいて検出した動きベクト
   ルを基に前記サーチ範囲を可変設定することを特徴とす
   る動きベクトル検出方法。