JP2006031597A - Motion vector detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動きベクトル検出装置に関し、特に初期偏位ベクトルを用いた勾配法等による動きベクトルの検出に適用することができる。本発明は、初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換えることにより、回路規模を大幅に増大させることなく、種々の解像度及び動き量に対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができるようにする。 The present invention relates to a motion vector detection apparatus, and in particular, can be applied to detection of a motion vector by a gradient method using an initial deviation vector. According to the present invention, it is possible to detect a motion vector with high accuracy corresponding to various resolutions and motion amounts without significantly increasing the circuit scale by switching the selection position of the initial deviation candidate vector. To.
従来、ビデオ信号の高能率符号化処理においては、動きベクトルを用いてフレーム間符号化処理の効率を向上させるようになされており、またテレビジョン信号のフォーマット変換においては、動きベクトルを用いた動き補正により、フィールド数の変換によるギクシャクとした動きを滑らかな動きに補正するようになされている。 Conventionally, in high-efficiency encoding processing of video signals, motion vectors are used to improve the efficiency of inter-frame encoding processing. In television signal format conversion, motion using motion vectors is used. By the correction, the jerky movement due to the conversion of the number of fields is corrected to a smooth movement.
このような動きベクトルの検出は、ビデオ信号をm画素×nライン(m、nは整数)による動きベクトルの検出単位(すなわちマクロブロックである)にブロック化し、各ブロック毎に動きベクトルを検出するようになされており、例えば特開昭55−162683号公報、特開昭55−162684号公報に開示のパターンマッチング法、特開昭60−158786号公報に開示の勾配法、位相相関法等が用いられるようになされている。 In such motion vector detection, a video signal is blocked into motion vector detection units (that is, macro blocks) of m pixels × n lines (m and n are integers), and a motion vector is detected for each block. For example, there are a pattern matching method disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 55-162683 and 55-162684, a gradient method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-158786, a phase correlation method, and the like. It is made to be used.
このような動きベクトル検出手法のうち勾配法においては、例えば特開昭62−206980号公報に、初期偏位ベクトルを用いて動きベクトルを検出する方法が提案されるようになされている。ここでこの初期偏位ベクトルは、動きベクトルの予測値であり、複数の初期偏位候補ベクトルから選択される。また各初期偏位候補ベクトルにあっては、既検出の動きベクトルから、動きベクトルの検出に係るマクロブロック(以下、被検出ブロックと呼ぶ)の周囲、所定の選択位置に係るマクロブロック(以下、単に選択位置と呼ぶ)で既に検出された動きベクトルが適用される。この初期偏位ベクトルを用いた動きベクトル検出方法においては、特開平4−78286号公報に、この初期偏位ベクトルを基準にして偏位ベクトルを検出した後、この初期偏位ベクトルと偏位ベクトルとの加算により動きベクトルを検出することにより、簡易な構成で動きベクトルを検出する方法が開示されるようになされている。この検出方法によれば、動きベクトル=初期偏位ベクトル+偏位ベクトルにより動きベクトルを検出することができ、例えばカメラパンのような動きが一様な場合には、偏位ベクトルは「0」となり、初期偏位ベクトルのみが値を持つようになる。 Among such motion vector detection methods, for the gradient method, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-206980 proposes a method for detecting a motion vector using an initial deviation vector. Here, the initial deviation vector is a predicted value of the motion vector, and is selected from a plurality of initial deviation candidate vectors. In addition, in each initial deviation candidate vector, a macroblock (hereinafter, referred to as a macroblock) associated with a predetermined selection position around a macroblock (hereinafter referred to as a detected block) relating to the detection of a motion vector from the already detected motion vector. The motion vector already detected at the selected position) is applied. In this motion vector detection method using an initial displacement vector, Japanese Patent Laid-Open No. 4-78286 discloses a method of detecting a displacement vector with reference to the initial displacement vector, and then the initial displacement vector and the displacement vector. A method of detecting a motion vector with a simple configuration by detecting a motion vector by addition to the above is disclosed. According to this detection method, a motion vector can be detected by motion vector = initial displacement vector + deviation vector. For example, when the motion is uniform such as camera pan, the displacement vector is “0”. Thus, only the initial deviation vector has a value.
しかしながら、勾配法により動きベクトルを検出する方法は、画像勾配とフレーム間差分値とを用いた演算式で動きベクトルを検出する方法であり、検出精度が高い一方、数画素分の検出精度しかなく、動き量が急変した領域では検出精度が劣化し、真の動き量に追従するまで数フィールドの時間が必要となる問題があった。 However, the method of detecting a motion vector by the gradient method is a method of detecting a motion vector by an arithmetic expression using an image gradient and an inter-frame difference value, and has high detection accuracy but only detection accuracy for several pixels. In the region where the amount of motion changes suddenly, the detection accuracy deteriorates, and there is a problem that it takes several fields to follow the true amount of motion.
この問題を解決する1つの方法として、被検出ブロックに多くの選択位置を設定し、初期偏位候補ベクトルの数を多くすれば、動きに追従して初期偏位ベクトルを検出することができ、これにより動きの急変に追従して動きベクトルを検出できると考えられる。 As one method for solving this problem, if many selection positions are set in the detected block and the number of initial deviation candidate vectors is increased, the initial deviation vector can be detected following the movement, Thus, it is considered that a motion vector can be detected following a sudden change in motion.
しかしながら初期偏位候補ベクトルの数を多くすると、その分初期偏位ベクトルの選択に係る回路規模が増大する問題がある。特にリアルタイムで動きベクトルを検出する場合にあっては、初期偏位候補ベクトルを並列処理により選択する必要があり、回路規模が増大することを避け得ない問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、回路規模を大幅に増大させることなく、種々の解像度及び動き量に対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができる動きベクトル検出装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and motion vector detection capable of detecting a motion vector with high accuracy corresponding to various resolutions and motion amounts without significantly increasing the circuit scale. The device is to be proposed.
係る課題を解決するため請求項1の発明においては、複数の初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルを選択し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、被検出ブロック周辺の所定の選択位置の既検出の動きベクトルから複数の初期偏位候補ベクトルを選択する選択手段と、選択手段による初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換える選択位置切換手段とを備えるようにする。
In order to solve such a problem, the invention according to
また請求項2の発明においては、請求項1の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の解像度及び又は動き量に応じて選択位置を切り換えるようにする。 According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the selection position switching means switches the selection position in accordance with the resolution and / or motion amount of the video signal.
また請求項3の発明においては、請求項2の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の解像度が高くなるほど、選択位置を被検出ブロックから遠ざけるようにする。 According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the selected position switching means moves the selected position away from the detected block as the resolution of the video signal becomes higher.
また請求項4の発明においては、請求項2の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の動きが大きくなるほど、選択位置を被検出ブロックから遠ざけるようにする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect, the selected position switching means moves the selected position away from the detected block as the movement of the video signal increases.
請求項1の構成により、複数の初期偏位候補ベクトルから初期偏位ベクトルを選択し、初期偏位ベクトルを用いて偏位ベクトルを検出して初期偏位ベクトルを補正することにより、順次入力されるビデオ信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置に適用して、被検出ブロック周辺の所定の選択位置の既検出の動きベクトルから複数の初期偏位候補ベクトルを選択する選択手段と、選択手段による初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換える選択位置切換手段とを備えることにより、動き量が大きい場合には選択位置を切り換えて被検出ブロックから遠ざかった選択位置において動きを反映した初期偏位候補ベクトルを選択することができ、また動き量が同一である場合でも、解像度が高い場合には選択位置を切り換えて被検出ブロックから遠ざかった選択位置でこの動き量を反映した初期偏位候補ベクトルを選択することができる。これにより多くの初期偏位候補ベクトルを選択しなくても、選択位置の切り換えにより動きを反映した初期偏位候補ベクトルを選択することができ、これにより回路規模を大幅に増大させることなく、種々の解像度及び動き量に対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができる。
According to the configuration of
また請求項2の構成により、請求項1の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の解像度及び又は動き量に応じて選択位置を切り換えるようにすることにより、入力されたビデオ信号に応じて容易に高精度の動きベクトルを検出することができる。
According to the configuration of
また請求項3の構成により、請求項2の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の解像度が高くなるほど、選択位置を被検出ブロックから遠ざけることにより、解像度が変化した場合の初期偏位候補ベクトルの精度の劣化を回避することができる。
According to the configuration of
また請求項4の構成により、請求項2の構成において、選択位置切換手段は、ビデオ信号の動きが大きくなるほど、選択位置を被検出ブロックから遠ざけることにより、動き量に応じて適切な初期偏位候補ベクトルを検出することができる。
According to the configuration of claim 4, in the configuration of
本発明によれば、初期偏位ベクトルを用いた勾配法等による動きベクトルの検出において、回路規模を大幅に増大させることなく、種々の解像度及び動き量に対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができる。 According to the present invention, in motion vector detection by a gradient method or the like using an initial deviation vector, a motion vector can be obtained with high accuracy corresponding to various resolutions and motion amounts without significantly increasing the circuit scale. Can be detected.
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(1)実施例の構成
図1は、本発明の実施例に係る動きベクトル検出装置を示すブロック図である。この動きベクトル検出装置1は、例えばフォーマット変換装置、MPEG(Moving Picture Experts Group)等による符号化装置、ノイズ軽減装置等に適用されて、ビデオ信号を構成する輝度信号Yから動きベクトルVを検出して出力する。なお動きベクトルの検出においては、輝度信号Yを使用する場合に限らず、色差信号R−Y、B−Yを使用することも可能である。
(1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing a motion vector detection apparatus according to an embodiment of the present invention. This motion
この動きベクトル検出装置1は、初期偏位ベクトルV1によっておおよその動きベクトルを検出し、この検出された動きベクトルを用いた勾配法により偏位ベクトルΔVを検出して初期偏位ベクトルV1を補正することにより、動きベクトルVを検出する。
The motion
すなわち動きベクトル検出装置1において、前置フィルタ2は、二次元のローパスフィルタであり、輝度信号Yを入力して高域成分を抑圧し、これによりノイズによる動きベクトルの誤検出を防止する。また前置フィルタ2は、輝度信号Yがインターレース方式によるビデオ信号によるものの場合、いわゆる重心補正の処理を実行し、これにより連続するフィールド間で動きベクトルを検出する際に、フィールド間でラインが異なることによる動きベクトルの検出精度の劣化を防止するようになされている。なおこの前置フィルタ2はローパスフィルタに限らず、帯域通過フィルタを適用することもできる。
That is, in the motion
初期偏位ベクトル選択回路3は、メモリ回路6に保持されてなる既に検出された前フィールド及び現フィールドの動きベクトルVから初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を入力すると共に、これらの初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8より最も適切なものを選択して初期偏位ベクトルV1として出力する。
The initial deviation
勾配法演算回路4は、初期偏位ベクトル選択回路3から出力される初期偏位ベクトルV1を基準にして、勾配法により偏位ベクトルΔVを検出する。すなわち勾配法演算回路4は、前置フィルタ2から出力される輝度信号Yを1フィールドだけ遅延させて出力する1フィールド遅延回路を有し、この1フィールド遅延回路から出力される輝度信号を初期偏位ベクトルV1により動き補正し、この動き補正した輝度信号と前置フィルタ2から出力される輝度信号Yとの間の勾配法による演算により、偏位ベクトルΔVを検出する。
The gradient method computing circuit 4 detects the displacement vector ΔV by the gradient method with reference to the initial displacement vector V1 output from the initial displacement
加算回路5は、この偏位ベクトルΔVを初期偏位ベクトルV1に加算することにより初期偏位ベクトルV1を補正し、その結果を動きベクトルVとして出力する。メモリ回路6は、加算回路5から出力される動きベクトルVを記録して保持する。これらによりこの動きベクトル検出装置1においては、既検出の動きベクトルから複数の初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を選択すると共に、これら複数の初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8から動きベクトルVの検出に適した初期偏位候補ベクトルを選択して初期偏位ベクトルV1に設定し、この初期偏位ベクトルV1を基準にして動きベクトルVを検出するようになされている。
The
この一連の処理において、初期偏位ベクトル選択回路3は、被検出ブロック周辺に設定された所定の選択位置によりメモリ回路6に保持された既検出の動きベクトルを選択して初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を入力するようになされ、この選択位置をオペレータの操作により切り換える。
In this series of processing, the initial deviation
ここでこの実施例においては、被検出ブロックと、このような選択位置に係るマクロブロックとの関係が図2及び図3に示すような4種類のパターンより定義されるようになされている。 Here, in this embodiment, the relationship between the detected block and the macroblock related to such a selected position is defined by four types of patterns as shown in FIGS.
ここで第1のパターンは、標準画質・低速移動に対応したパターンであり、図2(A)に示すように、動きベクトルVを検出する被検出ブロックMB0に隣接する周囲8個のマクロブロックMB1〜MB8を選択位置とするようになされている。これにより初期偏位ベクトル選択回路3は、オペレータの操作により第1のパターンが選択されると、これらのマクロブロックMB1〜MB8で既に検出された動きベクトルをメモリ回路6から読み出して初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に設定するようになされている。
Here, the first pattern is a pattern corresponding to standard image quality and low-speed movement, and as shown in FIG. 2A, the surrounding eight macroblocks MB1 adjacent to the detected block MB0 for detecting the motion vector V are used. ... MB8 is selected as the selected position. As a result, when the first pattern is selected by the operator's operation, the initial deviation
これにより標準画質であって動きが遅い画像に対しては、被検出ブロックMB0に近い位置で既に検出された動きベクトルを初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8として選択することができるようになされている。 As a result, for an image with standard image quality and slow motion, a motion vector already detected at a position close to the detected block MB0 can be selected as the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8. .
これに対して第2のパターンは、標準画質・高速移動に対応したパターンであり、図2(B)に示すように、被検出ブロックMB0に対して上下方向に隣接する2つのマクロブロックMB3、MB5と、これらマクロブロックMB3、MB5の左右のマクロブロックMB2、MB7及びMB4、MB8と、被検出ブロックMB0の左右に隣々接するマクロブロックMB1、MB6とを選択位置とするようになされている。これにより初期偏位ベクトル選択回路3は、オペレータの操作により第2のパターンが選択されると、これらのマクロブロックMB1〜MB8で既に検出された動きベクトルをメモリ回路6から読み出して初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に設定するようになされている。
On the other hand, the second pattern is a pattern corresponding to standard image quality and high-speed movement, and as shown in FIG. 2B, two macroblocks MB3 adjacent in the vertical direction to the detected block MB0, MB5, macroblocks MB2, MB7 and MB4, MB8 on the left and right of these macroblocks MB3 and MB5, and macroblocks MB1 and MB6 adjacent to the left and right of detected block MB0 are selected positions. As a result, when the second pattern is selected by the operator's operation, the initial deviation
これにより標準画質であって動きが速い画像に対しては、標準画質・低速移動の場合に比して被検出ブロックMB0の左右では一段と遠ざかった位置で既に検出された動きベクトルを初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8として選択することができるようになされている。 As a result, for an image with standard image quality and fast motion, the motion vector already detected at a position farther to the left and right of the detected block MB0 than the standard image quality / low-speed movement is used as an initial deviation candidate. The vectors VK1 to VK8 can be selected.
また第3のパターンは、高精細画質・低速移動に対応したパターンであり、図3(A)に示すように、被検出ブロックMB0に対して上下方向に隣々接する2つのマクロブロックMB3、MB5と、被検出ブロックMB0に対して左右方向に隣々接する2つのマクロブロックMB1、MB6と、被検出ブロックMB0に対して斜め方向に隣接する4つのマクロブロックMB2、MB4、MB7、MB8とを選択位置とするようになされている。これにより初期偏位ベクトル選択回路3は、オペレータの操作により第3のパターンが選択されると、これらのマクロブロックMB1〜MB8で既に検出された動きベクトルをメモリ回路6から読み出して初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に設定するようになされている。
The third pattern is a pattern corresponding to high-definition image quality and low-speed movement. As shown in FIG. 3A, two macroblocks MB3 and MB5 that are adjacent to the detected block MB0 in the vertical direction are adjacent to each other. And two macroblocks MB1 and MB6 that are adjacent to the detected block MB0 in the left-right direction and four macroblocks MB2, MB4, MB7, and MB8 that are adjacent to the detected block MB0 in an oblique direction are selected. It is made to be a position. As a result, when the third pattern is selected by the operator's operation, the initial deviation
これにより高精細画質であって動きが遅い画像に対しては、標準画質・低速移動の場合に比して、被検出ブロックMB0から画素数を基準にして全体的に遠ざかった位置で既に検出された動きベクトルを初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8として選択することができるようになされている。 As a result, an image with high definition image quality and slow motion has already been detected at a position far from the detected block MB0 on the basis of the number of pixels as compared with the case of standard image quality / low-speed movement. The selected motion vectors can be selected as initial deviation candidate vectors VK1 to VK8.
またこれに対して第4のパターンは、高精細画質・高速移動に対応したパターンであり、図3(B)に示すように、被検出ブロックMB0に対して上下方向に隣々接する2つのマクロブロックMB3、MB5と、被検出ブロックMB0に対して左右方向にそれぞれ2つのマクロブロックを挟んで隣接するマクロブロックMB1、MB6と、被検出ブロックMB0に対して横方向に隣接するマクロブロックに対してさらに斜め方向に隣接する4つのマクロブロックMB2、MB4、MB7、MB8とを選択位置とするようになされている。これにより初期偏位ベクトル選択回路3は、オペレータの操作により第4のパターンが選択されると、これらのマクロブロックMB1〜MB8で既に検出された動きベクトルをメモリ回路6から読み出して初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に設定するようになされている。
On the other hand, the fourth pattern is a pattern corresponding to high-definition image quality and high-speed movement. As shown in FIG. 3B, two macros that are adjacent to the detected block MB0 in the vertical direction are adjacent to each other. Blocks MB3 and MB5, and macroblocks MB1 and MB6 that are adjacent to each other with respect to the detected block MB0 in the left-right direction, and macroblocks that are adjacent to the detected block MB0 in the horizontal direction Further, four macroblocks MB2, MB4, MB7, and MB8 adjacent in the oblique direction are selected positions. As a result, when the fourth pattern is selected by the operator's operation, the initial deviation
これにより高精細画質であって動きが速い画像に対しては、高精細画質・低速移動の場合に比して、被検出ブロックMB0の左右では一段と遠ざかった位置で既に検出された動きベクトルを初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8として選択することができるようになされている。因みにこのような選択位置は、標準画質・高速移動の場合に比して、被検出ブロックMB0から遠ざかった位置に設定されるようになされている。 As a result, for high-definition image quality and fast motion, the motion vectors already detected at positions farther to the left and right of the detected block MB0 than the case of high-definition image quality / low-speed movement are initialized. The deviation candidate vectors VK1 to VK8 can be selected. Incidentally, such a selection position is set at a position away from the detected block MB0 as compared with the case of standard image quality and high-speed movement.
このように初期偏位ベクトル選択回路3においては、入力されるビデオ信号の解像度及び動きに応じて初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を選択するためのマクロブロックMB1〜MB8に係る4つのパターンを用意し、これらのパターンを操作部から出力される切り換え制御信号S1により選択するようになされている。
As described above, the initial displacement
なおこの実施例の場合、マクロブロックMB1〜MB8のうち、マクロブロックMB1〜MB3について現フィールドにおいて既に検出された動きベクトルが適用され、またマクロブロックMB4〜MB8について現フィールド又は前フィールドにおいて既に検出された動きベクトルが適用されるようになされているが、本発明はこれに限らず、例えば全てのマクロブロックMB1〜MB8について前フィールドで検出された動きベクトルを適用するようにしてもよく、マクロブロックMB1〜MB8について、現フィールド又は前フィールドで検出された動きベクトルのいずれを用いるかは種々のパターンを適用することができる。 In this embodiment, among the macroblocks MB1 to MB8, the motion vectors already detected in the current field are applied to the macroblocks MB1 to MB3, and the macroblocks MB4 to MB8 are already detected in the current field or the previous field. However, the present invention is not limited to this. For example, the motion vectors detected in the previous field may be applied to all macroblocks MB1 to MB8. Various patterns can be applied to which of the motion vectors detected in the current field or the previous field for MB1 to MB8.
初期偏位ベクトル選択回路3は、このようにして選択されたパターンによるマクロブロックMB1〜MB8で既に検出された動きベクトルをメモリ回路6から読み出して、初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に設定し、これらの中から最適な初期偏位ベクトルV1を検出するようになされている。
The initial deviation
すなわち初期偏位ベクトル選択回路3は、前置フィルタ2から出力される現フィールドに係る輝度信号Yを内部の1フィールド遅延回路(図示せず)に記録して保持し、1フィールドの期間だけ遅延させて前フィールドに係る輝度信号Y1として出力するようになされている。初期偏位ベクトル選択回路3は、前置フィルタ2から出力される現フィールドに係る輝度信号Yのマクロブロック単位で、前フィールドに係る輝度信号Y1の書き込みに供した書き込みアドレスに対して、それぞれ初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の分、読み出しアドレスを偏位させたアドレス制御により保持した輝度信号Y1を読み出し、これにより保持した輝度信号Y1をそれぞれ初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8で動き補正する。またこの読み出した輝度信号Y1と、前置フィルタ2から出力される輝度信号Yとの間で、それぞれ初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8毎にフィールド間差分値を計算し、このフィールド間差分値が小さな初期偏位候補ベクトルを選択し、初期偏位ベクトルV1として出力する。なおこの初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に係るフィールド間差分値にあっては、差分絶対値和が適用されるものの、各画素値の二乗和を適用するようにしてもよい。
That is, the initial deviation
これらによりこの実施例において、初期偏位ベクトル選択回路3は、被検出ブロック周辺の所定の選択位置の既検出の動きベクトルから複数の初期偏位候補ベクトルを選択する選択手段と、選択手段による初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換える選択位置切換手段とを構成するようになされている。
Accordingly, in this embodiment, the initial deviation
(2)実施例の動作
以上の構成において、この動きベクトル検出装置1において、処理対象であるビデオ信号の輝度信号Yは、前置フィルタ2により周波数特性が補正された後、初期偏位ベクトル選択回路3で初期偏位ベクトルV1が検出され、この初期偏位ベクトルV1を用いた勾配法演算回路4における勾配法の処理により偏位ベクトルΔVが検出される。輝度信号Yは、この偏位ベクトルΔVが初期偏位ベクトルV1に加算されて動きベクトルVが検出され、この動きベクトルVがメモリ回路6に記録されると共に、例えばフィールド内挿等に適用される。
(2) Operation of Embodiment In the above configuration, in the motion
またメモリ回路6に記録された動きベクトルVは、続く動きベクトル検出対象のマクロブロックに応じて、メモリ回路6から複数の動きベクトルが初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8として初期偏位ベクトル選択回路3に供給され、この初期偏位ベクトル選択回路3において、それぞれ各初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8毎にフィールド間差分値が検出され、このフィールド間差分値が最も小さな動きベクトルが初期偏位ベクトルV1として選択される。
In addition, the motion vector V recorded in the memory circuit 6 corresponds to the subsequent motion vector detection target macroblock, and a plurality of motion vectors from the memory circuit 6 are used as the initial displacement candidate vectors VK1 to VK8. The initial deviation
これによりこの動きベクトル検出装置1では、連続するフィールド間の相関を有効に利用して、高い検出精度により動きベクトルVを検出することができる。すなわち例えばカメラパンのような動きが一定の場合、概ね全てのマクロブロックでこの動きを反映した同一の値により初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8が検出され、これにより動きを反映した初期偏位ベクトルV1により値「0」の偏位ベクトルが検出されて精度良く動きベクトルが検出される。また例えば画面中を移動する動きのある物体に係るマクロブロックにおいては、初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の何れかにおいて、この物体の動きベクトルVが既に検出されている場合、この物体の動きベクトルVが検出されてなるマクロブロックによる初期偏位候補ベクトルが選択されて初期偏位ベクトルV1に設定され、これによりこの場合も、高い精度により動きベクトルVが検出される。
As a result, the motion
しかしながらこれら初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に、この画面中を移動する物体に係る動きベクトルが含まれていない場合、初期偏位ベクトルV1の検出においては、値の大きく異なる初期偏位ベクトルV1を基準にして実行することにより、初期偏位ベクトルV1を誤って検出することになり、これによりこの場合は、この物体の動きベクトルVを正しく検出できなくなる。これによりこの場合、このような物体に係る動きの急変した領域においては、追従性良く動きベクトルVを検出できなくなる。 However, when these initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 do not include a motion vector relating to an object moving in the screen, the initial deviation vector V1 having a greatly different value is used in the detection of the initial deviation vector V1. By executing with reference, the initial displacement vector V1 is erroneously detected, and in this case, the motion vector V of this object cannot be detected correctly. As a result, in this case, the motion vector V cannot be detected with good follow-up in a region where the motion related to the object changes suddenly.
このような場合にあっても、初期偏位候補ベクトルの数を多くすれば、何れかの初期偏位候補ベクトルでこのような動きのある物体の動きベクトルが検出されている可能性が高くなることにより、このような物体に係る動きの急変については、追従性良く動きベクトルVを検出することができる。しかしながらこの場合には、初期偏位候補ベクトルの数が多くなった分、動きベクトル検出装置の回路規模が大幅に増大する。 Even in such a case, if the number of initial deviation candidate vectors is increased, there is a high possibility that a motion vector of such a motion object is detected in any of the initial deviation candidate vectors. As a result, the motion vector V can be detected with good followability with respect to such a sudden change in motion related to the object. However, in this case, the circuit scale of the motion vector detection device greatly increases as the number of initial deviation candidate vectors increases.
このためこの実施例においては、初期偏位ベクトル選択回路3における初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択において、この初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択位置を切り換えることができるようになされ、これにより追従性が劣化した場合には、追従性が向上するように選択位置を切り換えて、動きベクトルの検出精度が向上される。
For this reason, in this embodiment, in the selection of the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 in the initial deviation
すなわち動きの変化する領域において、動きベクトルVの検出精度が劣る場合、この動きベクトルVの検出に係る初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8においては、この領域に係る動きを反映していないと言え、この場合、初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択位置を切り換えることにより、この領域に係る既検出の動きベクトルVを初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8に含ませることができ、これにより動きベクトルの検出精度を向上して追従性を向上できると考えられる。 That is, in the region where the motion changes, if the detection accuracy of the motion vector V is inferior, it can be said that the initial displacement candidate vectors VK1 to VK8 related to the detection of the motion vector V do not reflect the motion related to this region. In this case, by switching the selection positions of the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8, the already detected motion vector V related to this region can be included in the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8. It is thought that the followability can be improved by improving the detection accuracy.
具体的に、動きが小さい場合、被検出ブロックMB0の近傍の選択位置において、この動きに係る物体の動きベクトルが検出されている可能性が高くなる。これに対して動きが大きい場合、このような被検出ブロックMB0の近傍の選択位置においては、この動きに係る物体の動きベクトルが検出されている可能性が低くなり、被検出ブロックMB0の周囲、被検出ブロックMB0より遠ざかった選択位置において、この動きに係る物体の動きベクトルが検出されている可能性が高くなる。 Specifically, when the motion is small, there is a high possibility that the motion vector of the object related to this motion is detected at the selected position near the detected block MB0. On the other hand, when the motion is large, it is less likely that the motion vector of the object related to the motion is detected at the selected position near the detected block MB0. There is a high possibility that the motion vector of the object related to this motion is detected at the selected position away from the detected block MB0.
これにより初期偏位ベクトル選択回路3により、動きが大きくなるほど被検出ブロックMB0から遠ざかるように選択位置が切り換えられる。これにより動きベクトルVの検出精度が向上する。
As a result, the initial displacement
また動き量が同一である場合でも、解像度が高くなると、その分被検出ブロックMB0から遠ざかった選択位置において、この動き量に係る物体の動きベクトルが検出されることにより、この場合も初期偏位ベクトル選択回路3により、解像度が高くなるほど被検出ブロックMB0から遠ざかるように選択位置が切り換えられる。これにより動きベクトルVの検出精度が向上する。
Even if the amount of motion is the same, if the resolution is increased, the motion vector of the object related to the amount of motion is detected at the selected position far from the detected block MB0, so that in this case as well, the initial deviation is detected. The selection position is switched by the
(3)実施例の効果
以上の構成によれば、初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換えることにより、初期偏位ベクトルを用いた勾配法等による動きベクトルの検出において、回路規模を大幅に増大させることなく、種々の解像度及び動き量に対応して、高い精度で動きベクトルを検出することができる。
(3) Advantages of the embodiment According to the above configuration, the circuit scale is greatly increased in detecting a motion vector by a gradient method using the initial deviation vector by switching the selection position of the initial deviation candidate vector. Therefore, it is possible to detect a motion vector with high accuracy corresponding to various resolutions and motion amounts.
またビデオ信号の解像度及び又は動き量に応じて初期偏位候補ベクトルの選択位置を切り換えることにより、入力されたビデオ信号に応じて容易に高精度で動きベクトルを検出することができる。 Further, by switching the selection position of the initial deviation candidate vector according to the resolution and / or motion amount of the video signal, it is possible to easily detect the motion vector with high accuracy according to the input video signal.
なお上述の実施例においては、被検出ブロックMB0の周辺から8種類の初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を選択する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の数は種々に設定することができる。 In the above-described embodiment, the case where eight types of initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 are selected from the periphery of the detected block MB0 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the initial deviation is selected as necessary. The number of candidate vectors VK1 to VK8 can be set variously.
また上述の実施例においては、標準画質・低速の画像又は高精細画質・低速の画像に対して標準画質・高速の画像又は高精細画質・高速の画像に係る初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択位置を左右に広げる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば全体に広げる等、広げる方向は種々の方向を適用することができる。 In the above-described embodiment, the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 relating to the standard image quality / high speed image or the high image quality / high speed image with respect to the standard image quality / low speed image or the high definition image quality / low speed image are stored. Although the case where the selected position is widened to the left and right has been described, the present invention is not limited to this.
また上述の実施例においては、操作部の操作により解像度に応じて初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択位置を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力されるビデオ信号の解像度に応じて自動で切り換えるようにしてもよい。この場合、水平方向の画素数及び垂直方向のライン数を検出する検出手段を設け、初期偏位ベクトル選択回路3においてこの検出結果により画素数及びライン数が多くなるほど選択位置を被検出ブロックMB0から遠ざけるようにすれば、解像度が異なることによる初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の精度の劣化を回避することができる。
In the above-described embodiment, the case where the selection position of the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 is switched according to the resolution by operating the operation unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the input video signal You may make it switch automatically according to the resolution. In this case, detection means for detecting the number of pixels in the horizontal direction and the number of lines in the vertical direction is provided, and the initial displacement
また上述の実施例においては、操作部の操作により動き量に応じて初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8の選択位置を切り換える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力されるビデオ信号の動き量に応じて自動で切り換えるようにしてもよい。この場合、ビデオ信号のフィールド間差分値又はフレーム間差分値に基づいて動き量を検出する検出手段を設け、初期偏位ベクトル選択回路3において、これらの検出結果により動き量が大きくなるほど選択位置を被検出ブロックMB0から遠ざけるようにすれば、動き量に応じて適切な初期偏位候補ベクトルVK1〜VK8を検出することができる。
In the above-described embodiment, the case where the selection position of the initial deviation candidate vectors VK1 to VK8 is switched according to the amount of motion by operating the operation unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and the input video signal is not limited thereto. It may be switched automatically according to the amount of movement. In this case, a detecting means for detecting the motion amount based on the inter-field difference value or inter-frame difference value of the video signal is provided, and the initial displacement
また上述の実施例においては、フィールド間で動きベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム間で動きベクトルを検出するようにしてもよい。この場合、初期偏位ベクトル選択回路3において1フィールド遅延回路に代えて1フレーム遅延回路を適用し、輝度信号Yを1フレーム遅延させるようにすればよい。
In the above-described embodiment, the case where the motion vector is detected between the fields is described. However, the present invention is not limited to this, and the motion vector may be detected between the frames. In this case, in the initial deviation
また上述の実施例においては、勾配法により偏位ベクトルを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば位相相関法等、他の方法により偏位ベクトルを検出するようにしてもよい。 In the above-described embodiments, the case where the deviation vector is detected by the gradient method has been described. However, the present invention is not limited to this, and the deviation vector is detected by another method such as a phase correlation method. Also good.
本発明は、動きベクトル検出装置に関し、例えばフォーマット変換装置に適用することができる。 The present invention relates to a motion vector detection device, and can be applied to, for example, a format conversion device.
1……動きベクトル検出装置、2……前置フィルタ、3……初期偏位ベクトル選択回路、4……勾配法演算回路、5……加算回路、6……メモリ回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
被検出ブロック周辺の所定の選択位置の既検出の動きベクトルから前記複数の初期偏位候補ベクトルを選択する選択手段と、
前記選択手段による前記初期偏位候補ベクトルの前記選択位置を切り換える選択位置切換手段と
を備えることを特徴とする動きベクトル検出装置。 Motion of a video signal sequentially input by selecting an initial deviation vector from a plurality of initial deviation candidate vectors, detecting the deviation vector using the initial deviation vector, and correcting the initial deviation vector In a motion vector detection device for detecting a vector,
Selecting means for selecting the plurality of initial deviation candidate vectors from already detected motion vectors at a predetermined selection position around the detected block;
And a selection position switching means for switching the selection position of the initial deviation candidate vector by the selection means.
前記ビデオ信号の解像度及び又は動き量に応じて前記選択位置を切り換える
ことを特徴とする請求項1に記載の動きベクトル検出装置。 The selected position switching means is
The motion vector detection device according to claim 1, wherein the selection position is switched according to a resolution and / or a motion amount of the video signal.
前記ビデオ信号の解像度が高くなるほど、前記選択位置を前記被検出ブロックから遠ざける
ことを特徴とする請求項2に記載の動きベクトル検出装置。 The selected position switching means is
The motion vector detection device according to claim 2, wherein the selected position is further away from the detected block as the resolution of the video signal is higher.
前記ビデオ信号の動きが大きくなるほど、前記選択位置を前記被検出ブロックから遠ざける
ことを特徴とする請求項2に記載の動きベクトル検出装置。
The selected position switching means is
The motion vector detection device according to claim 2, wherein the selected position is moved away from the detected block as the motion of the video signal increases.
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- 2004-07-21 JP JP2004212811A patent/JP2006031597A/en active Pending
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