[发明专利]运动向量检测设备、运动向量检测方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及优选地应用于从运动图像数据检测运动向量并执行 诸如高效率编码的图像处理的运动向量检测设备和运动向量检测方 法。并且，本发明涉及执行运动向量检测处理的程序。

背景技术

迄今为止，在运动图像处理的领域中，高效的图像处理是使用运 动信息(即图像中物体的运动的随时间改变的量值和方向)执行的。 例如，运动检测结果被用于图像的高效编码中的运动补偿帧间编码， 或用于通过帧间时间区域滤波器的电视噪声减少设备的运动的参数 控制。在现有技术中，块匹配方法被用作计算运动的方法。在块匹配 方法中，在图像的一个帧中，以块为单位搜索发生了运动的区，每一 个块都由预定数量的像素构成。基于块匹配方法的运动向量检测处理 是作为使用运动向量的图像处理的最常用的通用处理，该处理已经在 MPEG(运动图像专家组)方法等中使用了。

然而，以块为单位执行的块匹配方法不一定以高准确度在每一个 帧中检测图像中的运动。因此，本申请的申请人提出了一种在专利文 献1(日本未审专利申请公开No.2005-175869)中描述的运动向量检 测处理。在该运动向量检测处理中，从图像信号检测有关各个像素位 置处的运动的评估值，所检测的评估值被保持在评估值表格中，并且 从评估值表格的数据中抽取一个画面中的多个候选向量。然后，在整 个画面上的每一个像素中确定由抽取的候选向量关联的帧间像素的 相关性。然后，连接具有最强相关性的像素的候选向量被确定为像素 的运动向量。该处理的详情将在下面的实施例中描述。

图28示出了先前提出的在使用评估值表格确定运动向量的情况 下的评估值表格形成单元的配置。在图28所示的配置中，在输入端1 处获得的图像信号被供应至相关性运算单元2。相关性运算单元2包 括参考点存储器2a、目标点存储器2b和绝对值计算单元2c。在输入 端1处获得的图像信号先被存储在参考点存储器2a中，并且参考点 存储器2a中存储的数据被传送至目标点存储器2b，从而参考点存储 器2a和目标点存储器2b存储相差一个帧的像素信号。然后，读取存 储在目标点存储器2b中的图像信号中的目标点的像素值、和存储在 参考点存储器2a中的图像信号中被选择作为参考点的像素位置处的 像素值，并且由绝对值检测单元2c检测两个像素值之间的差。所检 测的差的绝对值的数据被供应至相关性确定单元3。相关性确定单元 3包括比较单元3a，该比较单元3a比较所检测的差的绝对值的数据 和设定的阈值，并获得评估值。作为评估值，可使用例如相关性值。 当差等于或小于阈值时，确定相关性强。

相关性确定单元3中获得的评估值被供应至评估值表格计算单 元4，其中评估值累积单元4a对评估值进行累积，并且评估值表格存 储器4b存储累积结果。然后，存储在评估值表格存储器4b中的数据 作为评估值表格数据从输出端5供应至下一级的电路中。

图29A和29B示出了通过使用根据图28所示的现有技术中的评 估值表格确定运动向量的处理状态的概览。如图29A所示，用作确定 前一帧F0(当前帧F1的前一帧的图像数据)中的运动向量的基础的 像素位置被设定为目标点d0。在设定了目标点d0之后，在当前帧F1 中设定在目标点d0的像素位置的预定周边范围中的搜索区SA。在设 定了搜索区SA之后，对被设定为参考点d1的搜索区SA中的各个像 素计算评估值，并且在评估值表格中登记评估值。然后，在评估值表 格中登记的评估值中，搜索区SA中具有最大评估值的参考点被确定 为当前帧F1中的对应于从前一帧F0中的目标点d0的运动的像素位 置。在以该方式确定了具有最大评估值的参考点之后，如图29B所示， 基于具有最大评估值的参考点和目标点之间的运动量确定运动向量 “m”。

以该方式，可通过图28、29A和29B所示的处理，基于评估值 表格数据检测运动向量。

发明内容

在基于评估值表格数据检测运动向量的情况下，最佳运动向量的 确定基于评估值表格的性能。在根据图29A和29B所示的现有技术的 方法中，确定目标点和对应于另一帧(当前帧)中的搜索区中的候选 运动的像素之间的相关性。更具体地讲，如果亮度值的差的绝对值等 于或小于阈值，则在评估值表格中对候选运动计数。