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JPH08265778A - Moving amount detection method and moving amount detector - Google Patents

Moving amount detection method and moving amount detector

Info

Publication number
JPH08265778A
JPH08265778A JP8744995A JP8744995A JPH08265778A JP H08265778 A JPH08265778 A JP H08265778A JP 8744995 A JP8744995 A JP 8744995A JP 8744995 A JP8744995 A JP 8744995A JP H08265778 A JPH08265778 A JP H08265778A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motion amount
layer
image
motion
evaluation value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP8744995A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3724653B2 (en
Inventor
Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
Hideo Nakaya
秀雄 中屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP08744995A priority Critical patent/JP3724653B2/en
Publication of JPH08265778A publication Critical patent/JPH08265778A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3724653B2 publication Critical patent/JP3724653B2/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a moving amount detection method and a moving amount detector capable of improving the detection accuracy of a moving amount with simple constitution by applying a pitch method in the case of using hierarchized picture data and detecting the moving amount by a block matching method. CONSTITUTION: Basing on input picture signals, plural hierarchical pictures for indicating the normal components and transient components of the input picture signals are respectively formed, first and second evaluated values for indicating the movement of pictures are obtained by the block matching method for respective hierarchies by using the respective plural hierarchical pictures and then, third evaluated values are obtained for the respective hierarchies by weighting and averaging the first and second evaluated values. Thereafter, by detecting the most certain moving amount from plural moving amount candidates obtained on the basis of the minimum value of the third evaluated values by the pitch method, erroneous detection caused by block completion is prevented and the detection accuracy of the moving amount in the respective hierarchies is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図7) 発明が解決しようとする課題(図7及び図8) 課題を解決するための手段(図1〜図6) 作用(図1〜図6) 実施例(図1〜図6) 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Field of Industrial Application Conventional Technology (FIG. 7) Problem to be Solved by the Invention (FIGS. 7 and 8) Means for Solving the Problem (FIGS. 1 to 6) Action (FIGS. 1 to 6) Example (FIGS. 1 to 6) Effect of the invention

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は動き量検出方法及び動き
量検出装置に関し、特に画像の動きを検出する際に時間
的に異なる2つの画像データをそれぞれ階層化した後に
動き量を検出するものに適用し得る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion amount detecting method and a motion amount detecting device, and more particularly to detecting a motion amount after layering two temporally different image data when detecting a motion of an image. Can be applied to.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、画像の動きベクトルを検出する手
法として、ブロツクマツチング法がある。これは、図7
に示すように参照画像としての現在のフレーム(又はフ
イールド)F1をm画素×n画素の大きさのブロツクに
分割して得られる参照ブロツクB1と、基本画像として
の過去のフレーム(又はフイールド)F2のサーチエリ
ア(±s画素)SA内に存在する候補ブロツクB2との
画素毎の差分の絶対値和を評価値P(h、v)として演
算し、次式
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a block matching method as a method for detecting a motion vector of an image. This is shown in Figure 7.
As shown in FIG. 3, a reference block B1 obtained by dividing a current frame (or field) F1 as a reference image into blocks of a size of m pixels × n pixels, and a past frame (or field) F2 as a basic image. Of the absolute value of the difference for each pixel with the candidate block B2 existing in the search area (± s pixel) SA of the

【数1】 に示すように、サーチエリアSA内で候補ブロツクB2
を1画素毎にずらしてトータル(2s+1)2 点の評価
値P(h、v)を演算する。これらの評価値の最小値を
求めることによつて、その最小値が示す相対的座標値
(h、v)を当該参照ブロツクB1の動きベクトルとす
る手法である。トータルの演算数は、演算量=ブロツク
数×サーチポイント×評価式数で表される。この場合、
サーチポイント数は(2s+1)2 であり、評価式数は
減算(m×n)、絶対値演算(m×n)、加算(m×n
−1)の和となる。
[Equation 1] As shown in, the candidate block B2 in the search area SA
Is shifted for each pixel to calculate an evaluation value P (h, v) of total (2s + 1) 2 points. By obtaining the minimum value of these evaluation values, the relative coordinate value (h, v) indicated by the minimum value is used as the motion vector of the reference block B1. The total number of calculations is represented by the following formula: calculation amount = block number × search point × number of evaluation formulas. in this case,
The number of search points is (2s + 1) 2 , and the number of evaluation expressions is subtraction (m × n), absolute value calculation (m × n), and addition (m × n).
It is the sum of -1).

【0004】ところがブロツクマツチング法は、参照ブ
ロツクB1と候補ブロツクB2のマツチング演算をサー
チエリアSA内で1画素ずつずらしながら行う方法であ
るため、動きベクトルを検出する演算量が膨大となり、
この結果LSI化したときに装置全体として大型化した
り演算時間が長くなる問題があつた。
However, since the block matching method is a method of performing the matching calculation of the reference block B1 and the candidate block B2 while shifting the pixel in the search area SA pixel by pixel, the amount of calculation for detecting the motion vector becomes enormous.
As a result, there has been a problem that the size of the entire device becomes large and the calculation time becomes long when it is made into an LSI.

【0005】かかる問題を解決すべく動き検出のハード
ウエアを小さくするためには、上式の各項目を減らす必
要があるが、ブロツク数は変えることができないので、
サーチポイント数を減らす手法としては、3ステツプ方
式や正射影方式がある。またサーチポイント数と評価値
数を同時に減らす手法として階層化方式がある。
In order to reduce the hardware for motion detection in order to solve such a problem, it is necessary to reduce each item in the above equation, but the number of blocks cannot be changed.
Methods for reducing the number of search points include a 3-step method and an orthogonal projection method. Further, there is a hierarchical method as a method of simultaneously reducing the number of search points and the number of evaluation values.

【0006】ここで階層化方式による動き量検出方法と
は、オリジナル画像を複数の解像度で階層化し、この階
層画像を用いてブロツクマツチング法で動き量を検出す
る方法である。すなわちこの動き量検出方法では、まず
オリジナルの画像データ(以下、階層1と呼ぶ)を、平
均化やローパスフイルタ処理等で平均値階層化して、画
素数を低減した画像データ(以下、階層2と呼ぶ)を作
成する。次に作成した階層2の画像データで大まかな動
き量を検出し、その動き量に基づいて階層1の画像デー
タについて細かい動き量検出を行うことにより、少ない
計算量で動き量を検出し得るようになされている。なお
ここでの階層数は2階層に限らず、順次平均値階層化を
繰り返すことにより、さらにデータ量の少ない階層3、
階層4、……の画像データを作成することもできる。
Here, the motion amount detection method by the layering method is a method in which the original image is layered at a plurality of resolutions and the motion amount is detected by the block matching method using the layered images. That is, in this motion amount detection method, first, original image data (hereinafter referred to as layer 1) is hierarchically averaged by averaging or low-pass filter processing to reduce the number of pixels (hereinafter referred to as layer 2). Create). Next, a rough motion amount is detected from the created layer 2 image data, and fine motion amount detection is performed on the layer 1 image data based on the motion amount so that the motion amount can be detected with a small amount of calculation. Has been done. It should be noted that the number of layers here is not limited to two layers, and by repeating the average value layering sequentially, layers 3 having a smaller data amount,
It is also possible to create image data for layer 4, ...

【0007】具体的に図8において、階層化された画像
データを生成する例を示す。図8(A)はオリジナル画
像について3階層に階層化された画像データを生成する
場合で、最下位階層でなる階層1はオリジナル画像であ
る。オリジナル画像上のブロツク(例えば16×16)より
上位階層のデータ、階層nにおける画像データをM
n(x、y)とすると、次式
Specifically, FIG. 8 shows an example of generating hierarchical image data. FIG. 8A shows a case where image data in which the original image is hierarchized into three layers is generated, and the lowest layer, layer 1, is the original image. The data of the upper layer than the block (eg 16 × 16) on the original image, the image data of the layer n is M
If n (x, y), then

【数2】 のように平均値化によつて求めることができ、ブロツク
サイズは水平及び垂直方向にそれぞれ1/2になる。ま
たこのように平均値階層化された階層1の画像データか
ら階層2の画像データを生成するときも、(2)式によ
り同様に求めることができる。
[Equation 2] Thus, the block size is halved in the horizontal and vertical directions, respectively. Further, when the image data of the layer 2 is generated from the image data of the layer 1 in which the average value is layered as described above, the image data of the layer 2 can be similarly obtained by the equation (2).

【0008】このような動き量検出方法を用いれば、階
層数が多くなる程少ない計算量で動き量を求めることが
できる。すなわちより上位階層の画像データ程ブロツク
のサイズとサーチエリアが小さくなるため、評価関数に
よる演算量は必然的に小さくなる。最終的に動き量を求
める最下位階層での評価は、ブロツクサイズ自体通常の
ブロツクマツチング法と同じになるが、上位階層の画像
データで求めた動き量に応じて動き補償して、サーチエ
リアを小さくすることができるため、演算量を削減する
ことができる。
By using such a motion amount detecting method, the motion amount can be calculated with a smaller calculation amount as the number of layers increases. That is, since the block size and the search area become smaller as the image data in the higher hierarchy increases, the calculation amount by the evaluation function inevitably becomes small. The block size itself is the same as the normal block matching method for finally obtaining the motion amount, but motion compensation is performed according to the motion amount obtained from the image data of the upper layer, and the search area is calculated. Can be reduced, so that the amount of calculation can be reduced.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところがこの動き量検
出方法においては、階層数が多くなる程動き量の検出精
度が劣化する問題があつた。実際上この動き量検出方法
では、まず画像の粗い上位階層においてブロツク毎の動
き量を検出し、この検出結果に基づいて下位階層におい
て動き量を検出するため、上位階層での検出結果が下位
階層での動き量検出に大きな影響を与える。すなわち上
位階層の画像データは、平均値階層化の処理でブロツク
サイズを小さくするため、画像の特徴量が最下位階層の
オリジナル画像と異なつてくる。特にエツジ成分は平均
値階層化により失われることになるため、平均値階層化
された画像データにおける動き量とオリジナル画像によ
る動き量の対応関係がずれる場合が生じる。
However, in this motion amount detecting method, there is a problem that the motion amount detecting accuracy deteriorates as the number of layers increases. In practice, in this motion amount detection method, the motion amount for each block is first detected in the upper layer where the image is coarse, and the motion amount is detected in the lower layer based on this detection result. It has a great influence on the motion amount detection in. That is, since the block size of the image data in the upper layer is reduced by the average value layering process, the feature amount of the image differs from that of the original image in the lower layer. In particular, since the edge component is lost due to the average value layering, the correspondence between the motion amount in the average value layered image data and the motion amount due to the original image may shift.

【0010】実際上現在の階層より下位の階層で動き量
を求める場合、上位階層での動き量の結果を反映させる
ため、もし対応関係のずれ量が大きくサーチエリア以内
でカバーできなかつたときには誤動作となる。従つて平
均値階層化された画像データによる動き量検出方法で
は、平均値階層化による情報量の欠落により、誤動作が
起きる可能性が大きくなる問題がある。また階層が上位
になる程ブロツクサイズが小さくなることから、平均値
階層化された画像データ上での動き量検出は、オリジナ
ル画像に対する動き量検出の分解能が低下して誤動作が
発生する問題もある。
When the motion amount is actually obtained in a layer lower than the current layer, the result of the motion amount in the upper layer is reflected. Therefore, if the shift amount of the correspondence is large and it cannot be covered within the search area, a malfunction occurs. Becomes Therefore, the motion amount detection method based on the average-value-layered image data has a problem that a malfunction may increase due to the lack of the information amount due to the average-value layering. In addition, since the block size becomes smaller as the hierarchy becomes higher, the motion amount detection on the average value hierarchical image data has a problem that the resolution of the motion amount detection with respect to the original image is lowered and malfunction occurs. .

【0011】この問題を解決するための1つの方法とし
て、オリジナル画像について平均値階層化の手法によつ
てオリジナル画像の定常成分を表す複数階層の画像デー
タを形成すると共に、各階層の高周波成分(以下、アク
テイビテイと呼ぶ)を表すデータについても階層化(以
下、これをアクテイビテイ階層化と呼ぶ)してオリジナ
ル画像の過渡成分を表す複数階層のアクテイビテイデー
タを形成し、階層毎にこれらを用いて動き量を検出する
方法が考えられている。
As one method for solving this problem, a plurality of layers of image data representing stationary components of the original image are formed by an average value layering method for the original image, and high frequency components of each layer ( Data representing "activity" will also be layered (hereinafter referred to as "activity layering") to form multiple layers of activity data representing the transient components of the original image, and these layers will be used for movement. Methods to detect quantity have been considered.

【0012】例えば上位階層の画像データの平均値と下
位階層の画像データの平均値との差分の絶対値の平均値
を小ブロツク毎にアクテイビテイとして、当該アクテイ
ビテイで構成される第2の階層画像を用いて第2の評価
値を算出して、平均値階層化された第1の評価値とその
まま足し合わせて評価することにより、誤動作を減少さ
せる方法が考えられている。因に、アクテイビテイとし
ては、上述した平均値からの差分の絶対値和のみなら
ず、標準偏差、分散、ラプラシアン、ダイナミツクレン
ジなどを用いる方法も考えられている。
For example, the average value of the absolute values of the differences between the average value of the image data of the upper layer and the average value of the image data of the lower layer is set as the activity for each small block, and the second layer image composed of the activity is set. A method of reducing malfunctions by calculating a second evaluation value using the first evaluation value and adding the second evaluation value to the first evaluation value hierarchically averaged to evaluate the second evaluation value is considered. Incidentally, as the activity, not only the sum of absolute values of the differences from the above-mentioned average value but also a method using standard deviation, variance, Laplacian, dynamic range, etc. are considered.

【0013】従来の画像を階層化してなる階層画像を用
いた動き量検出方法では、図8(A)の平均値階層化し
か行わないが、この方法では(2)式により平均値階層
化された画像データを生成すると同時に、図8(B)に
示すように、平均値階層化された画像データについてア
クテイビテイ階層化してアクテイビテイデータを生成す
る。階層2のアクテイビテイデータをΔ2 (x、y)と
すると、このアクテイビテイデータΔ2 (x、y)は、
平均値階層化された画像データからオリジナル画像の対
応する画像の差分の絶対値和によつて、次式
In the conventional motion amount detecting method using a hierarchical image formed by hierarchically dividing images, only the average value layering shown in FIG. 8A is performed. In this method, however, the average value layering is performed by the equation (2). At the same time as generating the image data, the average value hierarchical image data is activity-hierarchized to generate activity data, as shown in FIG. 8B. If the activity data of layer 2 is Δ 2 (x, y), this activity data Δ 2 (x, y) is
From the sum of absolute values of the differences of the corresponding images of the original image from the averaged hierarchical image data,

【数3】 で求め、同様に階層3のアクテイビテイデータΔ
3 (x、y)は、次式
(Equation 3) Similarly, the activity data Δ of layer 3 is obtained.
3 (x, y) is the following formula

【数4】 で求める。アクテイビテイデータとして、全てオリジナ
ル画像を基底にして求めるようにしたことにより、オリ
ジナル画像に忠実な高周波成分を抽出し得るようになさ
れている。
[Equation 4] Ask in. By obtaining all the activity data based on the original image, high frequency components faithful to the original image can be extracted.

【0014】このようにしてアクテイビテイデータを求
めると、その階層構造は図8(B)に示すようになり、
最下位階層以外での階層プレーンを持つことになる。こ
のアクテイビテイデータは、平均値階層化したときに画
像データ中で欠落する特徴量を反映していることにな
る。
When the activity data is obtained in this way, its hierarchical structure is as shown in FIG.
It will have a layer plane other than the lowest layer. This activity data reflects the feature amount that is missing in the image data when the average value is hierarchized.

【0015】ここで、平均値階層化した画像データとア
クテイビテイ階層化したアクテイビテイデータを用い
て、各階層でブロツクマツチング法による動き量検出を
行う。すなわちブロツクマツチングの評価関数は、現フ
イールドをtで表すと、次式
Here, using the average value hierarchical image data and the activity hierarchical activity data, the amount of motion is detected by the block matching method in each hierarchical layer. That is, the evaluation function of the block matching is expressed by the following equation, where t is the current field.

【数5】 で表される。ただし、(un 、vn )は、階層nでの動
き量を示す。この評価関数E(Y)n の最小を与える
V′n =(un 、vn )を求める動き量とする。現在の
階層における動き量Vn は、次式
(Equation 5) It is represented by. However, (u n , v n ) indicates the amount of motion in the layer n. Let V ′ n = (u n , v n ) which gives the minimum of this evaluation function E (Y) n be the motion amount to be obtained. The motion amount V n in the current layer is calculated by the following equation.

【数6】 という関係から、順次階層毎に求めていくことで、最終
的な動き量を求めることができる。
(Equation 6) Therefore, the final motion amount can be obtained by sequentially obtaining each layer.

【0016】この場合の評価関数とは、図8(B)に示
すアクテイビテイデータについても(5)式と同様に、
次式
The evaluation function in this case is the same as the equation (5) for the activity data shown in FIG.
The following formula

【数7】 となる評価を行い、新たな評価関数E(G)n を、次式(Equation 7) Then, the new evaluation function E (G) n is

【数8】 とする。ただしw1 、w2 は重み係数である。そして評
価関数E(G)n の最小を与える動き量を求める。なお
最下位階層ではアクテイビテイデータが存在しないた
め、(5)式の評価関数E(Y)n のみによる評価を行
う。
(Equation 8) And However, w 1 and w 2 are weighting factors. Then, the amount of motion that gives the smallest evaluation function E (G) n is obtained. Since there is no activity data in the lowest layer, the evaluation is performed using only the evaluation function E (Y) n of the expression (5).

【0017】このように平均値階層化された画像データ
の第1の評価値とアクテイビテイ階層化されたアクテイ
ビテイデータの第2の評価値とを加重平均して第3の評
価値を作成して動き量検出をすることにより、一方の階
層の最適評価値が誤検出であつても、もう一方の評価値
で正しい検出ができるようになり、各階層における動き
量検出の精度が向上する。このように各階層における動
き量検出精度が向上すると、(6)式で求める最終的な
動き量も検出精度を向上することができ、この結果誤動
作を減少させることができる。
As described above, the first evaluation value of the image data in which the average value is hierarchized and the second evaluation value of the activity data in which the activity is hierarchized are weighted averaged to create a third evaluation value, and the movement is performed. By detecting the amount, even if the optimum evaluation value of one layer is erroneous detection, correct detection can be performed with the other evaluation value, and the accuracy of motion amount detection in each layer is improved. When the motion amount detection accuracy in each layer is improved as described above, the detection accuracy of the final motion amount obtained by the equation (6) can also be improved, and as a result, malfunctions can be reduced.

【0018】ところが、このような階層化の操作(平均
化、アクテイビテイ検出)はブロツク完結で行なわれる
ために、上位階層において情報が縮退されることで細部
の成分がなくなるおそれがあり、この場合動き量検出ミ
スが生じるという問題があた。
However, since such a layering operation (averaging, activity detection) is performed by block completion, there is a possibility that information components will be degenerated in the upper layer and a fine component will be lost. There was a problem that a quantity detection error occurred.

【0019】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、階層化された画像データを用いてブロツクマツチン
グ法で動き量を検出する際に、勾配法を適用することに
より、簡易な構成で動き量の検出精度を向上させ得る動
き量検出方法及び動き量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. When the motion amount is detected by the block matching method using hierarchical image data, the gradient method is applied to simplify the operation. An object of the present invention is to propose a motion amount detection method and a motion amount detection device that can improve the motion amount detection accuracy with a configuration.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、解像度の低い上位階層で求めた動
き量に基づいて解像度の高い下位階層で動き補償をしな
がら上位階層から順にブロツクマツチング法により画像
の動き量を検出する動き量検出方法及び動き量検出装置
において、入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号
の定常成分を表す複数の階層画像を形成し、当該階層画
像を用いて各階層毎にブロツクマツチング法により画像
の動きを表す第1の評価値を求めると共に、入力画像信
号に基づいて、入力画像信号の過渡成分を表す複数の階
層画像を形成し、当該階層画像を用いて各階層毎にブロ
ツクマツチング法により画像の動きを表す第2の評価値
を求めた後、当該第1及び第2の評価値を加重平均する
ことにより各階層毎に第3の評価値を求める。続いて第
3の評価値の極小値に基づいて複数の動き量候補を求
め、当該動き量候補の中から勾配法により最も確からし
い動き量を検出するようにする。
In order to solve such a problem, in the present invention, block compensation is performed in order from the upper layer while performing motion compensation in the lower layer having the higher resolution based on the motion amount obtained in the upper layer having the lower resolution. In a motion amount detecting method and a motion amount detecting device for detecting a motion amount of an image by a ching method, a plurality of hierarchical images representing stationary components of the input image signal are formed based on the input image signal, and the hierarchical image is used. Then, a first evaluation value representing the movement of the image is obtained for each layer by the block matching method, and a plurality of layer images representing the transient component of the input image signal are formed based on the input image signal. After obtaining the second evaluation value representing the movement of the image by the block matching method for each layer using, the weighted average of the first and second evaluation values is applied to each layer. Obtaining a third evaluation value. Then, a plurality of motion amount candidates are obtained based on the minimum value of the third evaluation value, and the most probable motion amount is detected from the motion amount candidates by the gradient method.

【0021】[0021]

【作用】入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号の
定常成分を表す複数の階層画像を形成し、当該階層画像
を用いて各階層毎にブロツクマツチング法により画像の
動きを表す第1の評価値を求めると共に、入力画像信号
に基づいて、入力画像信号の過渡成分を表す複数の階層
画像を形成し、当該階層画像を用いて各階層毎にブロツ
クマツチング法により画像の動きを表す第2の評価値を
求めた後、当該第1及び第2の評価値を加重平均するこ
とにより各階層毎に第3の評価値を求める。この後、第
3の評価値の極小値に基づいて求めた複数の動き量候補
の中から勾配法により最も確からしい動き量を検出する
ことにより、ブロツク完結によつて生じる誤検出を未然
に防止して、各階層における動き量の検出精度を向上さ
せることができる。
A plurality of hierarchical images representing stationary components of the input image signal are formed based on the input image signal, and the first hierarchical image is used to represent the motion of the image by the block matching method for each hierarchical layer. Along with obtaining the evaluation value, a plurality of hierarchical images representing the transient component of the input image signal are formed based on the input image signal, and the hierarchical image is used to represent the movement of the image by the block matching method for each hierarchical layer. After obtaining the evaluation value of 2, the weighted average of the first and second evaluation values is obtained to obtain the third evaluation value for each layer. After that, the most probable motion amount is detected by the gradient method from the plurality of motion amount candidates obtained based on the local minimum value of the third evaluation value, thereby preventing erroneous detection due to block completion. As a result, it is possible to improve the accuracy of detecting the motion amount in each layer.

【0022】[0022]

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】図1において、動き量検出装置1は、入力
されるオリジナル画像の画像データをブロツク回路2及
びフレームメモリ3に入力する。ブロツク回路2は、当
該オリジナル画像を所定サイズ(例えば16×16のブロツ
クサイズに対してサーチエリアを含むサイズでなる)で
順次ブロツク化して得られる画像データをそれぞれ階層
1の評価値算出回路4及び5、階層2の平均値階層化回
路6、アクテイビテイ階層化回路7(図2)、階層3の
アクテイビテイ階層化回路8(図3)に送出する。
In FIG. 1, the motion amount detecting device 1 inputs the image data of the input original image to the block circuit 2 and the frame memory 3. The block circuit 2 sequentially obtains image data obtained by sequentially blocking the original image with a predetermined size (for example, a size including a search area for a block size of 16 × 16), and outputs the evaluation value calculation circuit 4 and the evaluation value calculation circuit 4 of the layer 1. 5, to the average value hierarchy circuit 6 of hierarchy 2, the activity hierarchy circuit 7 (FIG. 2), and the activity hierarchy circuit 8 of hierarchy 3 (FIG. 3).

【0024】図2に示すように、階層2の平均値階層化
回路6では、入力されるオリジナル画像の画像データの
所定ブロツク分について、(2)式の演算による平均値
階層化処理を実行して階層2の画像データを求める。こ
の結果得られる階層2の画像データは、それぞれ階層2
のブロツク回路9、フレームメモリ10及びアクテイビ
テイ階層化回路7、階層3の平均値階層化回路11(図
3)に入力される。
As shown in FIG. 2, the average value layering circuit 6 of the layer 2 executes the average value layering process by the operation of the equation (2) for a predetermined block of the image data of the input original image. And obtain the image data of layer 2. The image data of layer 2 obtained as a result is layer 2 respectively.
Block circuit 9, frame memory 10, activity hierarchy circuit 7, and average value hierarchy circuit 11 of hierarchy 3 (FIG. 3).

【0025】階層2のアクテイビテイ階層化回路7で
は、入力されるオリジナル画像の画像データと階層2の
画像データを用いて、(3)式の演算によるアクテイビ
テイ階層化処理を実行して階層2のアクテイビテイデー
タを求める。この結果得られる階層2のアクテイビテイ
データは、それぞれ階層2のブロツク回路12、フレー
ムメモリ13に入力される。
The hierarchy 2 activity hierarchy circuit 7 executes the activity hierarchy processing by the operation of the equation (3) using the input image data of the original image and the hierarchy 2 image data to execute the hierarchy 2 activity. Ask for data. The resulting activity data of the layer 2 is input to the block circuit 12 and the frame memory 13 of the layer 2, respectively.

【0026】図3に示すように、階層3の平均値階層化
回路11では、入力される階層2の画像データを用い
て、(2)式の演算による平均値階層化処理を実行して
階層3の画像データを求める。この結果得られる階層3
の画像データは、それぞれ階層3のブロツク回路14、
フレームメモリ15及びアクテイビテイ階層化回路8に
入力される。
As shown in FIG. 3, the average value layering circuit 11 of the layer 3 executes the average value layering process by the operation of the equation (2) using the inputted image data of the layer 2 to form the layer. The image data of 3 is obtained. Layer 3 resulting from this
Image data of the block circuit 14 of the third layer,
It is input to the frame memory 15 and the activity hierarchy circuit 8.

【0027】階層3のアクテイビテイ階層化回路8で
は、入力されるオリジナル画像の画像データと階層3の
画像データを用いて、(4)式の演算によるアクテイビ
テイ階層化処理を実行して階層3のアクテイビテイデー
タを求める。この結果得られる階層3のアクテイビテイ
データは、それぞれ階層3のブロツク回路16及びフレ
ームメモリ17に入力される。
The hierarchy 3 activity hierarchy circuit 8 uses the image data of the input original image and the hierarchy 3 image data to execute the activity hierarchy process by the operation of equation (4) to carry out the hierarchy 3 activity. Ask for data. The resulting activity data of layer 3 is input to the block circuit 16 and frame memory 17 of layer 3, respectively.

【0028】このようにしてブロツク化された画像デー
タが、それぞれ階層1、階層2及び階層3の画像データ
として平均値階層化されると共に、階層2及び階層3の
アクテイビテイデータとしてアクテイビテイ階層化され
る。
The image data blocked in this way is averaged into hierarchical levels as image data of layers 1, 2, and 3, and is also activity hierarchical as activity data of layers 2 and 3. .

【0029】実際の動き量の検出は最上位階層でなる階
層3において、まずフレームメモリ15及び17に設定
された過去(すなわち1フレーム前)の画像データ及び
アクテイビテイデータを、サーチエリアに応じてそれぞ
れサーチブロツク回路18及び19に読み出す。次に評
価値算出回路20及び21において、ブロツク回路14
及び16とサーチブロツク回路18及び19との画像デ
ータ及びアクテイビテイデータを用いて、それぞれ
(5)式及び(7)式の評価関数E(Y)3 及びE
(D)3 に基づいて評価値を求める。この評価値は加算
回路22において、(8)式に示すように、重み係数w
1 、w2 に応じて所定の重み付けして加算し、この結果
得られる新たな評価関数E(G)3 に基づく評価値が動
き量検出回路23に入力される。
In the layer 3 which is the uppermost layer, the actual amount of motion is detected. First, the image data and the activity data of the past (that is, one frame before) set in the frame memories 15 and 17 are respectively set according to the search area. The data is read out to the search block circuits 18 and 19. Next, in the evaluation value calculation circuits 20 and 21, the block circuit 14
And 16 and the search block circuits 18 and 19 using the image data and the activity data, the evaluation functions E (Y) 3 and E of the equations (5) and (7), respectively.
(D) Obtain an evaluation value based on 3 . This evaluation value is added to the weighting coefficient w in the addition circuit 22 as shown in the equation (8).
1 and w 2 are weighted in a predetermined manner and added, and an evaluation value based on a new evaluation function E (G) 3 obtained as a result is input to the motion amount detection circuit 23.

【0030】ここでこの実施例の場合、評価値算出回路
20、21は図4に示すような回路50で構成されてい
る。すなわち評価値算出回路50においては、それぞれ
ブロツク回路14、16に対応する参照ブロツクメモリ
51と、サーチブロツク回路18、19に対応する候補
ブロツクメモリ52を有し、この参照ブロツクメモリ5
1及び候補ブロツクメモリ52の内容が、メモリコント
ロール53で指定されたアドレスの順に読み出され、そ
れぞれレジスタ54及び55を通じて減算回路56で減
算される。この結果得られる差分データは絶対値化回路
57で絶対値化され、加算回路58及びレジスタ59で
累積加算される。この累積加算結果が評価関数E(Y)
3 及びE(D)3 に基づく評価値として加算回路22
(図3)に出力される。
Here, in the case of this embodiment, the evaluation value calculation circuits 20 and 21 are composed of a circuit 50 as shown in FIG. That is, the evaluation value calculation circuit 50 has a reference block memory 51 corresponding to the block circuits 14 and 16, and a candidate block memory 52 corresponding to the search block circuits 18 and 19, respectively.
The contents of 1 and the candidate block memory 52 are read in the order of the addresses designated by the memory control 53, and are subtracted by the subtraction circuit 56 through the registers 54 and 55, respectively. The difference data obtained as a result is converted into an absolute value by the absolute value conversion circuit 57, and cumulatively added by the addition circuit 58 and the register 59. This cumulative addition result is the evaluation function E (Y).
Adder circuit 22 as an evaluation value based on 3 and E (D) 3.
(Fig. 3).

【0031】またこの実施例の場合、動き量検出回路2
3は図5に示すような回路60で構成されている。すな
わち動き量検出回路60では、加算回路22(図3)か
ら出力された評価関数E(G)3 に基づく評価値が評価
値メモリ61に、評価値メモリコントロール62より指
定されたアドレスの順に従つて入力される。このように
して(5)式及び(7)式の演算が評価値算出回路50
で実行され、この結果得られる評価値が評価値メモリ6
1に入力される。なお実際階層2及び階層3では、平均
値階層化された画像データについての評価値と、アクテ
イビテイ階層化されたアクテイビテイデータについての
評価値が、重み付けされて加算されて評価値メモリ61
に記憶される。
Further, in the case of this embodiment, the motion amount detecting circuit 2
3 is composed of a circuit 60 as shown in FIG. That is, in the motion amount detection circuit 60, the evaluation value based on the evaluation function E (G) 3 output from the addition circuit 22 (FIG. 3) is stored in the evaluation value memory 61 according to the order of the addresses designated by the evaluation value memory control 62. Is entered. In this way, the calculation of the expressions (5) and (7) is performed by the evaluation value calculation circuit 50.
And the evaluation value obtained as a result is evaluated value memory 6
Input to 1. In the actual hierarchy 2 and hierarchy 3, the evaluation values for the average-value-hierarchized image data and the evaluation values for the activity-hierarchical activity data are weighted and added to obtain the evaluation value memory 61.
Is stored.

【0032】この動き量検出回路60では、評価値メモ
リ61に記憶された評価値が、順次評価値メモリコント
ロール62より指定されたアドレスに従つて読み出さ
れ、比較器63及びレジスタ64に入力される。比較器
63は他方の入力と評価値メモリ61より読み出された
評価値を順次比較し、このうち入力された評価値が小さ
いとき、レジスタ64及び65の内容を更新する信号を
送出する。
In the motion amount detecting circuit 60, the evaluation value stored in the evaluation value memory 61 is read out in sequence according to the address designated by the evaluation value memory control 62 and is input to the comparator 63 and the register 64. It The comparator 63 sequentially compares the other input with the evaluation value read from the evaluation value memory 61, and when the input evaluation value is smaller, outputs a signal for updating the contents of the registers 64 and 65.

【0033】このレジスタ65には、評価値メモリ61
を読み出すアドレスが順次設定される。このようにして
順次評価値メモリ61に記憶された評価値が評価され、
そのうちの評価値の最小を与えるアドレスがレジスタ6
5より送出され、これが動き量検出回路60の出力、す
なわち動きベクトルでなる動き量MVとして出力され
る。
The register 65 has an evaluation value memory 61.
The addresses for reading are sequentially set. In this way, the evaluation values sequentially stored in the evaluation value memory 61 are evaluated,
The address that gives the smallest evaluation value is register 6
5 is output, and this is output as the output of the motion amount detection circuit 60, that is, the motion amount MV composed of a motion vector.

【0034】ここでこの動き量検出装置1の場合、階層
3の動き量検出回路23で得られる動き量は勾配法処理
回路24に入力される。実際上、勾配法処理回路24
は、図6に示すように構成されている。勾配法処理回路
24において、極小値ベクトル検出回路80は動き量検
出回路23の出力(すなわち動きベクトルMV)に基づ
いて、最上位階層(階層3)における評価値メモリ61
に格納された評価値の極小点を複数検出し、これらの位
置をそれぞれ階層3の動きベクトル候補として、候補ベ
クトル選択回路81及び動き補償回路82に供給する。
Here, in the case of the motion amount detecting apparatus 1, the motion amount obtained by the motion amount detecting circuit 23 of the layer 3 is input to the gradient method processing circuit 24. In practice, the gradient method processing circuit 24
Are configured as shown in FIG. In the gradient method processing circuit 24, the minimum value vector detection circuit 80, based on the output of the motion amount detection circuit 23 (that is, the motion vector MV), the evaluation value memory 61 in the highest layer (layer 3).
A plurality of local minimum points of the evaluation value stored in is detected, and these positions are supplied to the candidate vector selection circuit 81 and the motion compensation circuit 82 as the motion vector candidates of the layer 3, respectively.

【0035】因にこの場合、最上位階層における評価値
メモリ61に格納された評価値の最小値を検出すること
なく極小値を検出するようにしたのは、各階層における
評価値メモリに格納された評価値は、ブロツク内の画像
の特性(例えばフラツトやエツジ等)によつてかなり値
が異なり、一般的に、フラツトな画像の場合には小さく
変化し、一方エツジなどを含む画像の場合には大きく変
化する特性を有しているためである。すなわち通常、評
価値メモリに格納された評価値は、動きベクトルに対応
する位置の評価値が最小点となるような正の2次曲線状
に表されるが、画像によつてはかなり平坦になつていた
り、極小点が複数有していたりする。特に階層画像にお
ける上位の階層においてはこのような傾向が強くなる。
従つて、最小点で判断するのには多少の危険があるため
である。
Incidentally, in this case, the reason why the minimum value is detected without detecting the minimum value of the evaluation values stored in the evaluation value memory 61 in the highest hierarchy is that it is stored in the evaluation value memory in each hierarchy. The evaluation value varies considerably depending on the characteristics of the image in the block (for example, flats and edges). Generally, the value changes slightly in the case of a flat image, while in the case of an image containing edges, Is because it has a characteristic that changes greatly. That is, normally, the evaluation value stored in the evaluation value memory is expressed in the shape of a positive quadratic curve such that the evaluation value at the position corresponding to the motion vector becomes the minimum point, but it is considerably flat depending on the image. It may be touched or have multiple minimum points. In particular, this tendency becomes stronger in the upper layer of the layer image.
Therefore, it is a little dangerous to judge the minimum point.

【0036】動き補償回路82は、外部入力された過去
フレーム画像データD1を極小値ベクトル検出回路80
から出力される候補となる動きベクトルに基づいて動き
補償し、これにより得た動き補償画像データを差分回路
83に送出する。
The motion compensation circuit 82 uses the externally input past frame image data D1 as a minimum value vector detection circuit 80.
The motion compensation is performed on the basis of the motion vector that is a candidate output from the motion compensation image data, and the motion compensation image data thus obtained is transmitted to the difference circuit 83.

【0037】また勾配法処理回路24は、外部入力され
た現フレーム画像データD2を現在フレームメモリ84
に格納する。そして格納された現フレーム画像データD
2は、1ライン分の遅延時間を有するラインデイレイ
(H)や1画素分の遅延時間を有する画素デイレイ
(D)を介して差分回路83、85、86、87、88
にそれぞれ与えられる。
Further, the gradient method processing circuit 24 stores the current frame image data D2 externally input in the current frame memory 84.
To be stored. The stored current frame image data D
2 is a differential circuit 83, 85, 86, 87, 88 via a line delay (H) having a delay time of one line and a pixel delay (D) having a delay time of one pixel.
Given to each.

【0038】この結果、座標(x,y)における現フレ
ームの画素値をg1(x,y)とし、動き補償された過
去フレームの画素値をg0(x,y)とすると、差分回
路83では、フレーム間差分Δtが、次式
As a result, if the pixel value of the current frame at the coordinates (x, y) is g1 (x, y) and the pixel value of the motion-compensated past frame is g0 (x, y), the difference circuit 83 , The interframe difference Δt is

【数9】 により求められ、差分回路85では、右方向の水平空間
勾配Δxr が、次式
[Equation 9] In the difference circuit 85, the horizontal spatial gradient Δx r in the right direction is calculated by the following equation.

【数10】 により求められ、差分回路86では、左方向の水平空間
勾配Δxl が、次式
[Equation 10] In the difference circuit 86, the horizontal spatial gradient Δx l in the left direction is calculated by the following equation.

【数11】 により求められ、差分回路87では、上方向の垂直空間
勾配Δya が、次式
[Equation 11] The vertical space gradient Δy a in the upward direction is calculated by the following equation in the difference circuit 87.

【数12】 により求められ、差分回路88では、下方向の垂直空間
勾配Δyu が、次式
(Equation 12) In the difference circuit 88, the downward vertical space gradient Δy u is calculated by the following equation.

【数13】 により求められる。(Equation 13) Required by.

【0039】次に差分回路86の出力及び差分回路87
の出力がそれぞれ絶対値化回路89A及び89Bを介し
てベクトル演算回路90に与えられると共に、差分回路
85の出力及び差分回路88の出力がそれぞれ絶対値化
回路89C及び89Dを介してベクトル演算回路91に
与えられる。また差分回路83の出力がベクトル演算回
路90及び91に与えられる。
Next, the output of the difference circuit 86 and the difference circuit 87
Is given to the vector operation circuit 90 via the absolute value conversion circuits 89A and 89B, respectively, and the outputs of the difference circuit 85 and the difference circuit 88 are respectively supplied to the vector operation circuit 91 via the absolute value conversion circuits 89C and 89D. Given to. Further, the output of the difference circuit 83 is given to the vector operation circuits 90 and 91.

【0040】ベクトル演算回路90は、右方向の動きベ
クトルVxrを、次式
The vector calculation circuit 90 calculates the rightward motion vector V xr as

【数14】 により求め、左方向の動きベクトルVxlを、次式[Equation 14] The motion vector V xl in the left direction is calculated by

【数15】 により求めた後、これらの動きベクトルVxr、Vxlのう
ち、その絶対値の大きい方を水平方向の動きベクトルV
x として出力する。
(Equation 15) Of the motion vectors V xr and V xl , the larger one of them has the larger absolute value.
Output as x .

【0041】ベクトル演算回路91は、上方向の動きベ
クトルVyaを、次式
The vector calculation circuit 91 calculates the upward motion vector V ya as

【数16】 により求め、下方向の動きベクトルVyuを、次式[Equation 16] And the downward motion vector V yu is calculated by

【数17】 により求めた後、これらの動きベクトルVya、Vyuのう
ち、その絶対値の大きい方を垂直方向の動きベクトルV
y として出力する。
[Equation 17] Of the motion vectors V ya and V yu , the one having the larger absolute value is calculated as the motion vector V in the vertical direction.
Output as y .

【0042】比較回路92及び93は、それぞれ水平及
び垂直方向の動きベクトルVx 及びVy を所定の閾値T
hと比較し、これにより得た比較結果を候補ベクトル選
択回路81に出力する。すなわち動きベクトルVx 又は
y の絶対値が所定の閾値Th=1.0 より大きい場合、
すなわち次式
The comparison circuits 92 and 93 compare the horizontal and vertical motion vectors V x and V y respectively with a predetermined threshold value T.
It is compared with h and the comparison result obtained thereby is output to the candidate vector selection circuit 81. That is, when the absolute value of the motion vector V x or V y is larger than the predetermined threshold value Th = 1.0,
That is,

【数18】 又は、次式(Equation 18) Or the following formula

【数19】 となる場合には、動きベクトル候補として不適用である
と判断して当該動きベクトルを排除した後、続いて新た
に動きベクトルVx 及びVy の絶対値と閾値Thとの比
較を行う。
[Formula 19] In such a case, it is determined that the motion vector candidate is not applicable, the motion vector is eliminated, and then the absolute values of the motion vectors V x and V y are newly compared with the threshold Th.

【0043】かくして候補ベクトル選択回路81は、極
小値ベクトル検出回路80から入力した動きベクトル
と、ベクトル演算回路90から出力される水平方向動き
ベクトルVx 及びベクトル演算回路91から出力される
垂直方向動きベクトルVy との中から、動きベクトル候
補として最も確からしい新たな動きベクトルMV1 、M
2 を選択して出力する。
Thus, the candidate vector selection circuit 81 receives the motion vector input from the minimum value vector detection circuit 80, the horizontal motion vector V x output from the vector calculation circuit 90, and the vertical motion output from the vector calculation circuit 91. From among the vectors V y , new motion vectors MV 1 and M that are the most probable motion vector candidates.
Select V 2 and output.

【0044】このように複数の動きベクトル候補毎に動
き補償を行つた後に勾配法を適用することは、最上位階
層における分解能による1画素以下の動き量を検出する
ことと同等になる。従つて、動きベクトル候補として最
も確からしい場合は、勾配法による動きベクトル検出に
よつて1画素以下の動きベクトルとして求めることがで
きる。この結果、勾配法処理回路24は、複数の動きベ
クトル候補毎に動き補償を行つた後に勾配法を適用する
ことにより、画素以下の精度の動きベクトルを検出する
ことができる。
Applying the gradient method after performing motion compensation for each of a plurality of motion vector candidates in this way is equivalent to detecting a motion amount of one pixel or less due to the resolution in the highest hierarchy. Therefore, if the motion vector candidate is the most probable, it can be obtained as a motion vector of one pixel or less by the motion vector detection by the gradient method. As a result, the gradient method processing circuit 24 can detect a motion vector with an accuracy of a pixel or less by applying the gradient method after performing motion compensation for each of a plurality of motion vector candidates.

【0045】ここでこの動き量検出装置1の場合、階層
3の勾配法処理回路24で得られる動き量MV1 、MV
2 は、それぞれ階層2の画像データのサーチブロツク回
路25、26及びアクテイビテイデータのサーチブロツ
ク回路27、28に供給されると共に、それぞれ加算回
路29及び30に供給される。
Here, in the case of the motion amount detecting apparatus 1, the motion amounts MV 1 and MV obtained by the gradient method processing circuit 24 of the layer 3 are obtained.
2 is supplied to the search block circuits 25 and 26 of the image data of the layer 2 and the search block circuits 27 and 28 of the activity data, respectively, and to the adder circuits 29 and 30, respectively.

【0046】まず階層3の勾配法処理回路24で得られ
る動き量MV1 は、階層2の画像データのサーチブロツ
ク回路25及びアクテイビテイデータのサーチブロツク
回路27に与えられ、この動き量によつてサーチエリア
が動き補償される。すなわち階層2の動き量を検出する
場合には、フレームメモリ10及び13に設定された過
去(すなわち1フレーム前)の画像データ及びアクテイ
ビテイデータを、動き補償されたサーチエリアに応じて
それぞれサーチブロツク回路25及び27に読み出す。
First, the motion amount MV 1 obtained by the gradient method processing circuit 24 of the layer 3 is given to the search block circuit 25 of the image data of the layer 2 and the search block circuit 27 of the activity data, and the search is performed by this motion amount. Areas are motion compensated. That is, when detecting the amount of motion of the layer 2, the past block (that is, one frame before) image data and activity data set in the frame memories 10 and 13 are respectively searched according to the motion-compensated search area. Read at 25 and 27.

【0047】次に評価値算出回路31及び32は、ブロ
ツク回路9及び12とサーチブロツク回路25及び27
との過去及び現在の画像データ及びアクテイビテイデー
タを用いて、それぞれ(5)式及び(7)式の評価関数
E(Y)2 及びE(D)2 に基づいて評価値を求める。
この評価値は加算回路33において、(8)式に示すよ
うに、重み係数w1 、w2 に応じて所定の重み付けされ
て加算され、この結果得られる新たな評価関数E(G)
2 に基づく評価値が、動き量検出回路34に入力され
る。この結果動き量検出回路34で得られる動き量が加
算回路29で、(6)式に示すように、階層3の動き量
MV1 と加算され階層2の動き量MV1Aとして送出され
る。なおこの評価値算出回路31及び32、動き量検出
回路34も、図4及び図5の評価値算出回路50及び動
き量検出回路60と同様に構成されている。
Next, the evaluation value calculation circuits 31 and 32 include the block circuits 9 and 12 and the search block circuits 25 and 27.
Using the past and present image data and activity data of and, evaluation values are obtained based on the evaluation functions E (Y) 2 and E (D) 2 of the equations (5) and (7), respectively.
In the adder circuit 33, the evaluation values are weighted with a predetermined weighting according to the weighting factors w 1 and w 2 and added in the addition circuit 33, and a new evaluation function E (G) obtained as a result is obtained.
The evaluation value based on 2 is input to the motion amount detection circuit 34. As a result, the motion amount obtained by the motion amount detection circuit 34 is added to the motion amount MV 1 of the layer 3 by the addition circuit 29 and is sent as the motion amount MV 1A of the layer 2 as shown in the equation (6). The evaluation value calculation circuits 31 and 32 and the motion amount detection circuit 34 are also configured similarly to the evaluation value calculation circuit 50 and the motion amount detection circuit 60 of FIGS.

【0048】他方、階層3の勾配法処理回路24で得ら
れる動き量MV2 は、階層2の画像データのサーチブロ
ツク回路26及びアクテイビテイデータのサーチブロツ
ク回路28に与えられ、この動き量によつてサーチエリ
アが動き補償される。すなわち階層2の動き量を検出す
る場合には、フレームメモリ10及び13に設定された
過去(すなわち1フレーム前)の画像データ及びアクテ
イビテイデータを、動き補償されたサーチエリアに応じ
てそれぞれサーチブロツク回路26及び28に読み出
す。
On the other hand, the motion amount MV 2 obtained by the gradient method processing circuit 24 of the layer 3 is given to the search block circuit 26 of the image data of the layer 2 and the search block circuit 28 of the activity data, and this motion amount is used. The search area is motion compensated. That is, when detecting the amount of motion of the layer 2, the past block (that is, one frame before) image data and activity data set in the frame memories 10 and 13 are respectively searched according to the motion-compensated search area. Read at 26 and 28.

【0049】次に評価値算出回路35及び36は、ブロ
ツク回路9及び12とサーチブロツク回路26及び28
との過去及び現在の画像データ及びアクテイビテイデー
タを用いて、それぞれ(5)式及び(7)式の評価関数
E(Y)2 及びE(D)2 に基づいて評価値を求める。
この評価値は加算回路37において、(8)式に示すよ
うに、重み係数w1 、w2 に応じて所定の重み付けされ
て加算され、この結果得られる新たな評価関数E(G)
2 に基づく評価値が、動き量検出回路38に入力され
る。この結果動き量検出回路38で得られる動き量が加
算回路30で、(6)式に示すように、階層3の動き量
MV2 と加算され階層2の動き量MV2Aとして送出され
る。なおこの評価値算出回路35及び36、動き量検出
回路38も、図4及び図5の評価値算出回路50及び動
き量検出回路60と同様に構成されている。
Next, the evaluation value calculation circuits 35 and 36 include the block circuits 9 and 12 and the search block circuits 26 and 28.
Using the past and present image data and activity data of and, evaluation values are obtained based on the evaluation functions E (Y) 2 and E (D) 2 of the equations (5) and (7), respectively.
In the adder circuit 37, the evaluation values are weighted with a predetermined weighting according to the weighting factors w 1 and w 2 and added in the addition circuit 37, and a new evaluation function E (G) obtained as a result is obtained.
The evaluation value based on 2 is input to the motion amount detection circuit 38. As a result, the motion amount obtained by the motion amount detection circuit 38 is added to the motion amount MV 2 of the layer 3 by the addition circuit 30 and is sent as the motion amount MV 2A of the layer 2 as shown in the equation (6). The evaluation value calculation circuits 35 and 36 and the motion amount detection circuit 38 are also configured in the same manner as the evaluation value calculation circuit 50 and the motion amount detection circuit 60 shown in FIGS.

【0050】このようにして階層2で得られる動き量M
1A及びMV2Aは、それぞれ階層1の画像データのサー
チブロツク回路39及び40に与えられ、この動き量に
よつてサーチエリアが動き補償される。すなわち階層1
の動き量検出においては、フレームメモリ3に設定され
た過去(すなわち1フレーム前)の画像データを、動き
補償されたサーチエリアに応じてそれぞれサーチブロツ
ク回路39及び40に読み出す。
In this way, the motion amount M obtained in the layer 2
V 1A and MV 2A are supplied to the search block circuits 39 and 40 for the image data of the layer 1, and the search area is motion-compensated by the amount of motion. Ie tier 1
In the motion amount detection, the past (that is, one frame before) image data set in the frame memory 3 is read to the search block circuits 39 and 40 in accordance with the motion-compensated search area.

【0051】次に評価値算出回路4は、ブロツク回路2
とサーチブロツク回路39との画像データを用いて、そ
れぞれ(5)式の評価関数E(Y)1 に基づいて評価値
を求め、この評価値が動き量検出回路41及び判断回路
45に入力される。動き量検出回路41は、この評価値
に基づいて階層1の動き量を検出し、これを加算回路4
3に送出する。加算回路43は、(6)式に示すよう
に、動き量検出回路41で得られる動き量を階層2の動
き量MV1Aと加算して、オリジナル画像の動き量MV1B
を検出し、これを選択回路46に送出する。
Next, the evaluation value calculation circuit 4 is the block circuit 2
And the search block circuit 39 are used to obtain an evaluation value based on the evaluation function E (Y) 1 of the equation (5), and the evaluation value is input to the motion amount detection circuit 41 and the determination circuit 45. It The motion amount detection circuit 41 detects the motion amount of the layer 1 based on this evaluation value and adds this to the addition circuit 4
Send to 3. The adding circuit 43 adds the motion amount obtained by the motion amount detecting circuit 41 to the motion amount MV 1A of the layer 2 as shown in the equation (6), and the motion amount MV 1B of the original image.
Is detected and sent to the selection circuit 46.

【0052】一方、評価値算出回路5は、ブロツク回路
2とサーチブロツク回路40との画像データを用いて、
それぞれ(5)式の評価関数E(Y)1 に基づいて評価
値を求め、この評価値が動き量検出回路42及び判断回
路45に入力される。動き量検出回路42は、この評価
値に基づいて階層1の動き量を検出し、これを加算回路
44に送出する。加算回路44は、(6)式に示すよう
に、動き量検出回路42で得られる動き量を階層2の動
き量MV2Aと加算して、オリジナル画像の動き量MV2B
を検出し、これを選択回路46に送出する。
On the other hand, the evaluation value calculation circuit 5 uses the image data of the block circuit 2 and the search block circuit 40,
An evaluation value is obtained based on the evaluation function E (Y) 1 of the equation (5), and the evaluation value is input to the motion amount detection circuit 42 and the determination circuit 45. The motion amount detection circuit 42 detects the motion amount of the layer 1 based on this evaluation value and sends it to the addition circuit 44. The addition circuit 44 adds the motion amount obtained by the motion amount detection circuit 42 and the motion amount MV 2A of the layer 2 as shown in the equation (6) to obtain the motion amount MV 2B of the original image.
Is detected and sent to the selection circuit 46.

【0053】判断回路45は、評価値算出回路4及び5
で得られる評価値に基づいて、当該各評価値のうちどち
らが最小であるかを判断する。かくして選択回路46
は、この判断結果に基づいて、オリジナル画像の動き量
MV1B及びMV2Bのうち当該動き量に対応する位置の評
価値が最小となる方を最下位階層の動きベクトルとして
決定して出力する。
The judgment circuit 45 is composed of the evaluation value calculation circuits 4 and 5.
Based on the evaluation value obtained in step 1, which of the evaluation values is the smallest is determined. Thus, the selection circuit 46
On the basis of the result of this determination, determines which of the motion amounts MV 1B and MV 2B of the original image has the smallest evaluation value at the position corresponding to the motion amount as the motion vector of the lowest layer and outputs it.

【0054】以上の構成において、動き量検出装置1
は、画像の階層化を行う際、ブロツク内の画素の平均値
階層化処理を実行して最上位階層でなる階層3における
平均値プレーンを形成すると共に、当該平均値プレーン
と下位階層でなる階層2の平均値プレーンとに基づく所
定の演算処理を実行することにより、階層3におけるア
クテイビテイ・プレーンを形成する。
In the above configuration, the motion amount detecting device 1
When the image is layered, the average value layering process of the pixels in the block is executed to form the average value plane in the layer 3 which is the highest layer, and the average value plane and the layer which is the lower layer. The activity plane in the hierarchy 3 is formed by executing a predetermined calculation process based on the average value plane of 2.

【0055】続いて階層3において平均値プレーン及び
アクテイビテイ・プレーンのそれぞれについてブロツク
マツチングを行つて評価値を算出した後、これらの評価
値の加重平均値を求め、当該加重平均値における極小点
を複数選択してこれらを当該複数の極小点の位置を階層
3の動きベクトル候補とする。そしてこれら複数の動き
ベクトル候補についてそれぞれ動きベクトル毎に動き補
償を行つた後、勾配法を適用することにより、1画素以
下の値が算出されたものを動きベクトル候補としてさら
に選定することができ、この結果ブロツク完結によつて
生じる誤検出を未然に防止することができる。
Subsequently, in the hierarchical level 3, after the average value plane and the activity plane are subjected to block matching to calculate the evaluation values, the weighted average value of these evaluation values is obtained, and the minimum point in the weighted average value is determined. A plurality of positions are selected and the positions of the plurality of local minimum points are set as the motion vector candidates of the layer 3. Then, after performing motion compensation for each of the plurality of motion vector candidates and applying the gradient method, it is possible to further select a motion vector candidate for which a value of 1 pixel or less is calculated, As a result, it is possible to prevent erroneous detection caused by the completion of the block.

【0056】この後、選定された階層3の動きベクトル
候補毎に下位階層でなる階層2において平均値プレーン
及びアクテイビテイ・プレーンについてそれぞれブロツ
クマツチングを行なつて評価値を算出し、続いて当該評
価値の最小値を算出することにより、当該最小値に基づ
いて得られる動きベクトルを最下位階層でなる階層1の
動きベクトルとして出力する。このように最上位階層に
おける複数の動きベクトル候補に勾配法を適用させ、最
上位階層から最下位階層まで順次ブロツクマツチングを
行つて総合的に評価することにより、簡易な構成で最終
的な動き量の検出精度を向上させることができる。
Thereafter, for each of the selected motion vector candidates of the layer 3, the average value plane and the activity plane are respectively subjected to block matching in the layer 2 which is a lower layer to calculate the evaluation value, and then the evaluation value is calculated. By calculating the minimum value, the motion vector obtained on the basis of the minimum value is output as the motion vector of the layer 1 which is the lowest layer. In this way, the gradient method is applied to multiple motion vector candidates in the top layer, and block matching is performed sequentially from the top layer to the bottom layer to comprehensively evaluate the final motion with a simple configuration. The detection accuracy of the quantity can be improved.

【0057】以上の構成によれば、最上位階層において
平均値プレーン及びアクテイビテイ・プレーンのそれぞ
れについてブロツクマツチングを行つて評価値を算出し
た後、これらの評価値を加重平均して得られる評価値か
ら複数の極小点を選択し、当該複数の極小点の位置を動
きベクトル候補としてそれぞれ勾配法を適用することに
より、1画素以下の値が算出されたものを動きベクトル
候補としてさらに選定することができる。従つて、最上
位階層から最下位階層まで順次ブロツクマツチングを行
つて総合的に評価することにより、ブロツク完結によつ
て生じる誤検出を未然に防止して、各階層における動き
量の検出精度を向上させることができ、かくして簡易な
構成で最終的な動き量の検出精度を向上させることがで
きる。
According to the above construction, the evaluation value obtained by performing the block matching on each of the average value plane and the activity plane in the highest hierarchy to calculate the evaluation value, and then weighting these evaluation values. By selecting a plurality of local minimum points from the above and applying the gradient method to the positions of the plurality of local minimum points as motion vector candidates, it is possible to further select a motion vector candidate for which a value of 1 pixel or less is calculated. it can. Therefore, by performing block matching sequentially from the top layer to the bottom layer and comprehensively evaluating it, false detection caused by block completion can be prevented in advance and the accuracy of motion amount detection in each layer can be improved. Therefore, the detection accuracy of the final motion amount can be improved with a simple configuration.

【0058】なお上述の実施例においては、オリジナル
画像より平均値階層化で3階層の画像データを作成した
場合について述べたが、階層数はこれに限らず2階層や
4階層以上でも、上述と同様の効果を実現できる。また
平均値階層化する際、(2)式のように2×2のブロツ
ク範囲で平均値を求めるようにしたが、ブロツク範囲は
これに限らず、また平均値に限らずローパスフイルタ等
で平滑化するようにしても良い。
In the above-mentioned embodiment, the case where the image data of three layers is created from the original image by the average value layering is described, but the number of layers is not limited to this, and two or four layers or more can be used. The same effect can be realized. Further, when the average value is hierarchized, the average value is obtained in the block range of 2 × 2 as in the equation (2), but the block range is not limited to this, and the average value is not limited to the smooth value by a low pass filter or the like. You may make it change.

【0059】また上述の実施例においては、平均値階層
化での評価値とアクテイビテイ階層化での評価値を重み
付け加算した後に、複数の極小点を検出しその位置をそ
れぞれ最上位階層(階層3)の動き量の候補とした場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、平均値階層
化での評価値とアクテイビテイ階層化での評価値との各
々について、複数の極小値を最上位階層の動き量の候補
としても良い。
Further, in the above-mentioned embodiment, after the weighted addition of the evaluation value in the average value hierarchy and the evaluation value in the activity hierarchy, a plurality of local minimum points are detected and their positions are respectively determined in the top hierarchy (tier 3). However, the present invention is not limited to this, and for each of the evaluation value in the average value hierarchy and the evaluation value in the activity hierarchy, a plurality of minimum values are set as the highest rank. It may be a candidate for the amount of movement of the hierarchy.

【0060】この場合、平均値階層化での評価値の極小
点の位置とアクテイビテイ階層化での評価値の極小点の
位置とに関しては、オア論理をとることによつて重なり
を取り除いた後、最上位階層の評価値における複数の極
小点の位置を最上位階層の動き量の候補とするようにす
る。
In this case, with respect to the position of the minimum point of the evaluation value in the average value layering and the position of the minimum point of the evaluation value in the activity layering, after overlapping is removed by the OR logic, The positions of the plurality of local minimum points in the evaluation value of the highest layer are set as the candidates for the motion amount of the highest layer.

【0061】さらに上述の実施例においては、階層2に
おいて動き量の候補として最小位置を選択したが、最上
位階層と同様に平均値階層化での評価値とアクテイビテ
イ階層化での評価値毎に極小値を複数個選択し、さらに
下位の階層での動き量の検出について分岐を増やし、最
下位階層で全ての評価値のうち最小となる評価値を検出
して、最終的な動き量として出力するようにしても良
い。
Further, in the above-described embodiment, the minimum position is selected as the candidate of the motion amount in the hierarchy 2, but the evaluation value in the average value hierarchy and the evaluation value in the activity hierarchy are selected as in the top hierarchy. Select multiple minimum values, increase the number of branches for detection of motion amount in the lower hierarchy, detect the smallest evaluation value of all evaluation values in the lowest hierarchy, and output as the final motion amount. It may be done.

【0062】さらに上述の実施例においては、階層3の
勾配法処理回路24では動き量の候補として2個の動き
ベクトルMV1 、MV2 を選択して出力する場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、3個以上の動きベ
クトルを選択して出力するようにしても良い。この場
合、下位階層において平均値階層化及びアクテイビテイ
階層化でのサーチブロツク、評価値算出回路及び動き量
検出回路の数をそれぞれ選択出力された動きベクトルの
数に応じて設けるようにする必要がある。
Further, in the above-described embodiment, the case where the gradient method processing circuit 24 of the layer 3 selects and outputs two motion vectors MV 1 and MV 2 as candidates for the motion amount has been described. Not limited to this, three or more motion vectors may be selected and output. In this case, it is necessary to provide the number of search blocks, evaluation value calculation circuits, and motion amount detection circuits in the average value hierarchy and the activity hierarchy in the lower hierarchy according to the number of motion vectors selected and output. .

【0063】[0063]

【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力画像
信号に基づいて、当該入力画像信号の定常成分を表す複
数の階層画像を形成し、当該階層画像を用いて各階層毎
にブロツクマツチング法により画像の動きを表す第1の
評価値を求めると共に、入力画像信号に基づいて、入力
画像信号の過渡成分を表す複数の階層画像を形成し、当
該階層画像を用いて各階層毎にブロツクマツチング法に
より画像の動きを表す第2の評価値を求めた後、当該第
1及び第2の評価値を加重平均することにより各階層毎
に第3の評価値を求める。この後、第3の評価値の極小
値に基づいて求めた複数の動き量候補の中から勾配法に
より最も確からしい動き量を検出することにより、ブロ
ツク完結によつて生じる誤検出を未然に防止して、各階
層における動き量の検出精度を向上させることができ、
かくして簡易な構成で最終的な動き量の検出精度を向上
させることができる動き量検出方法及び動き量検出装置
を実現し得る。
As described above, according to the present invention, a plurality of hierarchical images representing stationary components of the input image signal are formed based on the input image signal, and the hierarchical image is used to block each hierarchical layer. A first evaluation value representing the movement of the image is obtained by the matching method, a plurality of hierarchical images representing the transient components of the input image signal are formed based on the input image signal, and the hierarchical images are used for each hierarchical layer. After the second evaluation value indicating the movement of the image is obtained by the block matching method, the first and second evaluation values are weighted and averaged to obtain the third evaluation value for each layer. After that, the most probable motion amount is detected by the gradient method from the plurality of motion amount candidates obtained based on the local minimum value of the third evaluation value, thereby preventing erroneous detection due to block completion. Then, it is possible to improve the detection accuracy of the motion amount in each layer,
Thus, it is possible to realize a motion amount detection method and a motion amount detection device that can improve the final motion amount detection accuracy with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例による動き量検出装置の構成を示すブロ
ツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motion amount detecting device according to an embodiment.

【図2】実施例による動き量検出装置の構成を示すブロ
ツク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a motion amount detecting device according to an embodiment.

【図3】実施例による動き量検出装置の構成を示すブロ
ツク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a motion amount detecting device according to an embodiment.

【図4】図1〜図3の動き量検出装置における評価値算
出回路の構成を示すブロツク図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an evaluation value calculation circuit in the motion amount detection device of FIGS.

【図5】図1〜図3の動き量検出装置における動き量検
出回路の構成を示すブロツク図である。
5 is a block diagram showing a configuration of a motion amount detection circuit in the motion amount detection device of FIGS. 1 to 3. FIG.

【図6】図3の動き量検出装置における勾配法処理回路
の構成を示すブロツク図である。
6 is a block diagram showing a configuration of a gradient method processing circuit in the motion amount detecting device of FIG.

【図7】ブロツクマツチングによる動き量検出方法の説
明に供する略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a method of detecting a movement amount by block matching.

【図8】階層画像の説明に供する略線図である。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a hierarchical image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……動き量検出装置、2、9、12、14、16……
ブロツク回路、3、10、13、15、17……フレー
ムメモリ、6、11……平均値階層化回路、4、5、2
0、21、31、32、35、36、50……評価値算
出回路、7、8……アクテイビテイ階層化回路、18、
19、25、26、27、28、39、40……サーチ
ブロツク回路、22、29、30、33、37、43、
44……加算回路、23、34、38、41、42、6
0……動き量検出回路、61……評価値メモリ、24…
…勾配法処理回路、45……判断回路、46……選択回
路、80……極小値ベクトル検出回路、81……候補ベ
クトル選択回路、82……動き補償回路。
1 ... Movement amount detecting device 2, 9, 12, 14, 16 ...
Block circuit 3, 10, 13, 15, 17 ... Frame memory, 6, 11 ... Average value hierarchical circuit 4, 5, 2
0, 21, 31, 32, 35, 36, 50 ... Evaluation value calculation circuit, 7, 8 ... Activity hierarchy circuit, 18,
19, 25, 26, 27, 28, 39, 40 ... Search block circuit, 22, 29, 30, 33, 37, 43,
44 ... Adder circuit, 23, 34, 38, 41, 42, 6
0 ... movement amount detection circuit, 61 ... evaluation value memory, 24 ...
... Gradient method processing circuit, 45 ... Judgment circuit, 46 ... Selection circuit, 80 ... Minimum value vector detection circuit, 81 ... Candidate vector selection circuit, 82 ... Motion compensation circuit.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】解像度の低い上位階層で求めた動き量に基
づいて解像度の高い下位階層で動き補償をしながら上位
階層から順にブロツクマツチング法により画像の動き量
を検出する動き量検出方法において、 入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号の定常成分
を表す複数の階層画像を形成する第1の画像階層化ステ
ツプと、 上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号の過渡
成分を表す複数の階層画像を形成する第2の画像階層化
ステツプと、 上記第1の画像階層化ステツプで得た上記階層画像を用
いて各階層毎にブロツクマツチング法により画像の動き
を表す第1の評価値を求めると共に、上記第2の画像階
層化ステツプで得た上記階層画像を用いて各階層毎にブ
ロツクマツチング法により画像の動きを表す第2の評価
値を求めた後、当該第1及び第2の評価値を加重平均す
ることにより各階層毎に第3の評価値を求める評価値算
出ステツプと、 上記第3の評価値の極小値に基づいて複数の動き量候補
を求め、当該動き量候補の中から勾配法により最も確か
らしい動き量を検出する動き量検出ステツプとを具える
ことを特徴とする動き量検出方法。
1. A motion amount detecting method for detecting a motion amount of an image by a block matching method in order from the upper layer while performing motion compensation in a lower layer having a higher resolution on the basis of a motion amount obtained in an upper layer having a lower resolution. A first image layering step that forms a plurality of layered images representing stationary components of the input image signal based on the input image signal, and a transient component of the input image signal based on the input image signal A first image layering step for forming a plurality of layered images and a first image layering step for each layer using a block matching method using the layered image obtained in the first image layering step. In addition to obtaining the evaluation value, the second evaluation value representing the motion of the image was obtained for each layer by the block matching method using the layer image obtained in the second image layering step. , An evaluation value calculation step for obtaining a third evaluation value for each layer by weighted averaging the first and second evaluation values, and a plurality of motion amount candidates based on the minimum value of the third evaluation value. And a motion amount detecting step for detecting the most probable motion amount from the motion amount candidates by the gradient method.
【請求項2】解像度の最も低い最上位階層においては、
上記動き量検出ステツプを実行することにより動き量を
検出し、かつ、他の階層においては、上記第3の評価値
の最小値を求めることにより動き量を検出するようにし
たことを特徴とする請求項1に記載の動き量検出方法。
2. In the highest hierarchy having the lowest resolution,
The motion amount is detected by executing the motion amount detecting step, and the motion amount is detected in another layer by obtaining the minimum value of the third evaluation value. The motion amount detection method according to claim 1.
【請求項3】解像度の低い上位階層で求めた動き量に基
づいて解像度の高い下位階層で動き補償をしながら上位
階層から順にブロツクマツチング法により画像の動き量
を検出する動き量検出方法において、 入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号の定常成分
を表す複数の階層画像を形成する第1の画像階層化ステ
ツプと、 上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号の過渡
成分を表す複数の階層画像を形成する第2の画像階層化
ステツプと、 上記第1の画像階層化ステツプで得た上記階層画像を用
いて各階層毎にブロツクマツチング法により画像の動き
を表す第1の評価値を求めると共に、上記第2の画像階
層化ステツプで得た上記階層画像を用いて各階層毎にブ
ロツクマツチング法により画像の動きを表す第2の評価
値を求める評価値算出ステツプと、 上記第1及び第2の評価値のそれぞれの極小値に基づい
て複数の動き量候補を求め、当該動き量候補の中から勾
配法により最も確からしい動き量を検出する動き量検出
ステツプとを具えることを特徴とする動き量検出方法。
3. A motion amount detecting method for detecting a motion amount of an image by a block matching method in order from the upper layer while performing motion compensation in a lower layer having a higher resolution based on a motion amount obtained in an upper layer having a lower resolution. A first image layering step that forms a plurality of layered images representing stationary components of the input image signal based on the input image signal, and a transient component of the input image signal based on the input image signal A first image layering step for forming a plurality of layered images and a first image layering step for each layer using a block matching method using the layered image obtained in the first image layering step. The evaluation value is obtained, and the second evaluation value representing the movement of the image is obtained for each layer by the block matching method using the layer image obtained in the second image layering step. A motion amount for obtaining a most probable motion amount by the gradient method from a plurality of motion amount candidates based on the value calculation step and the minimum value of each of the first and second evaluation values. A motion amount detecting method, comprising: a detecting step.
【請求項4】解像度の最も低い最上位階層においては、
上記動き量検出ステツプを実行することにより動き量を
検出し、かつ、他の階層においては、上記第1及び第2
の評価値を加重平均することにより求めた第3の評価値
の最小値を求めることにより動き量を検出するようにし
たことを特徴とする請求項3に記載の動き量検出方法。
4. In the highest hierarchy having the lowest resolution,
The motion amount is detected by executing the motion amount detecting step, and in the other layers, the first and second motion amounts are detected.
4. The motion amount detecting method according to claim 3, wherein the motion amount is detected by obtaining a minimum value of the third evaluation values obtained by performing a weighted average of the evaluation values of.
【請求項5】解像度の低い上位階層で求めた動き量に基
づいて解像度の高い下位階層で動き補償をしながら上位
階層から順にブロツクマツチング法により画像の動き量
を検出する動き量検出装置において、 入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号の定常成分
を表す複数の階層画像を形成する第1の画像階層化手段
と、 上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号の過渡
成分を表す複数の階層画像を形成する第2の画像階層化
手段と、 上記第1の画像階層化手段で得た上記階層画像を用いて
各階層毎にブロツクマツチング法により画像の動きを表
す第1の評価値を求めると共に、上記第2の画像階層化
手段で得た上記階層画像を用いて各階層毎にブロツクマ
ツチング法により画像の動きを表す第2の評価値を求め
た後、当該第1及び第2の評価値を加重平均することに
より各階層毎に第3の評価値を求める評価値算出手段
と、 上記第3の評価値の極小値に基づいて複数の動き量候補
を求め、当該動き量候補の中から勾配法により最も確か
らしい動き量を検出する動き量検出手段とを具えること
を特徴とする動き量検出装置。
5. A motion amount detecting device for detecting a motion amount of an image by a block matching method in order from the upper layer while performing motion compensation in a lower layer having a higher resolution on the basis of a motion amount obtained in an upper layer having a lower resolution. A first image layering means for forming a plurality of layered images representing stationary components of the input image signal based on the input image signal; and a transient component of the input image signal based on the input image signal. A first image layering means for forming a plurality of layered images, and a first layer representing a motion of the image by the block matching method for each layer using the layered images obtained by the first image layering means. After obtaining the evaluation value, the hierarchical image obtained by the second image layering means is used to obtain the second evaluation value representing the movement of the image for each layer by the block matching method, and then the first image. as well as Evaluation value calculation means for obtaining a third evaluation value for each layer by weighted averaging the two evaluation values, and a plurality of movement amount candidates are obtained based on the minimum value of the third evaluation values, and the movement amount A motion amount detecting device comprising a motion amount detecting means for detecting a most probable motion amount from the candidates by a gradient method.
【請求項6】解像度の最も低い最上位階層においては、
上記動き量検出手段を実行することにより動き量を検出
し、かつ、他の階層においては、上記第3の評価値の最
小値を求めることにより動き量を検出するようにしたこ
とを特徴とする請求項5に記載の動き量検出装置。
6. In the highest hierarchy having the lowest resolution,
The motion amount is detected by executing the motion amount detecting means, and the motion amount is detected in other layers by obtaining the minimum value of the third evaluation value. The motion amount detection device according to claim 5.
【請求項7】解像度の低い上位階層で求めた動き量に基
づいて解像度の高い下位階層で動き補償をしながら上位
階層から順にブロツクマツチング法により画像の動き量
を検出する動き量検出装置において、 入力画像信号に基づいて、当該入力画像信号の定常成分
を表す複数の階層画像を形成する第1の画像階層化手段
と、 上記入力画像信号に基づいて、上記入力画像信号の過渡
成分を表す複数の階層画像を形成する第2の画像階層化
手段と、 上記第1の画像階層化手段で得た上記階層画像を用いて
各階層毎にブロツクマツチング法により画像の動きを表
す第1の評価値を求めると共に、上記第2の画像階層化
手段で得た上記階層画像を用いて各階層毎にブロツクマ
ツチング法により画像の動きを表す第2の評価値を求め
る評価値算出手段と、 上記第1及び第2の評価値のそれぞれの極小値に基づい
て複数の動き量候補を求め、当該動き量候補の中から勾
配法により最も確からしい動き量を検出する動き量検出
手段とを具えることを特徴とする動き量検出装置。
7. A motion amount detecting device for detecting a motion amount of an image by a block matching method in order from the upper layer while performing motion compensation in a lower layer having a higher resolution on the basis of a motion amount obtained in an upper layer having a lower resolution. A first image layering means for forming a plurality of layered images representing stationary components of the input image signal based on the input image signal; and a transient component of the input image signal based on the input image signal. A first image layering means for forming a plurality of layered images, and a first layer representing a motion of the image by the block matching method for each layer using the layered images obtained by the first image layering means. Evaluation value calculation means for obtaining an evaluation value and for obtaining a second evaluation value representing the movement of the image by the block matching method for each layer using the layer image obtained by the second image layering means; A motion amount detecting means for obtaining a plurality of motion amount candidates based on the respective minimum values of the first and second evaluation values and detecting the most probable motion amount from the motion amount candidates by the gradient method. A motion amount detecting device characterized by being obtained.
【請求項8】解像度の最も低い最上位階層においては、
上記動き量検出手段を実行することにより動き量を検出
し、かつ、他の階層においては、上記第1及び第2の評
価値を加重平均することにより求めた第3の評価値の最
小値を求めることにより動き量を検出するようにしたこ
とを特徴とする請求項7に記載の動き量検出装置。
8. In the highest hierarchy having the lowest resolution,
The movement amount is detected by executing the movement amount detecting means, and in the other layers, the minimum value of the third evaluation values obtained by weighted averaging the first and second evaluation values is calculated. The motion amount detecting apparatus according to claim 7, wherein the motion amount is detected by obtaining the motion amount.
JP08744995A 1995-03-20 1995-03-20 Motion amount detection method and motion amount detection device Expired - Lifetime JP3724653B2 (en)

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