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JPH07162867A - Motion vector detection circuit - Google Patents

Motion vector detection circuit

Info

Publication number
JPH07162867A
JPH07162867A JP30939793A JP30939793A JPH07162867A JP H07162867 A JPH07162867 A JP H07162867A JP 30939793 A JP30939793 A JP 30939793A JP 30939793 A JP30939793 A JP 30939793A JP H07162867 A JPH07162867 A JP H07162867A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
block
pixel
search area
channel
pixels
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.)
Pending
Application number
JP30939793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Wake
一博 和気
Hirobumi Uchida
博文 内田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP30939793A priority Critical patent/JPH07162867A/en
Publication of JPH07162867A publication Critical patent/JPH07162867A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Color Television Systems (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 HD信号のような高データレート信号を入力
信号とする動きベクトル検出回路において、ch分割して
回路を構成するときの回路規模の増加を抑えること。 【構成】 ブロックの第1フィールドのデータをch1
に、第2フィールドのデータをch2に割り当てる手段
と、サーチエリアの第1フィールドのデータをch1に、
第2フィールドのデータをch2に割り当てる手段と、各
chごとに各候補ベクトルの予測誤差を算出する手段と、
各候補ベクトルごとに、各chで算出された予測誤差の和
を算出し、それぞれの候補ベクトルの予測誤差を比較す
ることで1つのブロックに対し1つの動きベクトルを検
出する。
(57) [Summary] [Object] To suppress an increase in circuit scale when a circuit is divided into channels in a motion vector detection circuit that receives a high data rate signal such as an HD signal as an input signal. [Structure] Block 1 field data is ch1
And means for allocating the data of the second field to ch2, and the data of the first field of the search area to ch1,
A means for allocating the data of the second field to ch2, and
means for calculating the prediction error of each candidate vector for each ch,
For each candidate vector, the sum of the prediction errors calculated for each channel is calculated, and the prediction error of each candidate vector is compared to detect one motion vector for one block.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタル動画像の符
号化に基づくデータ圧縮に関わるものであり、特にフレ
ーム間符号化において動きベクトル検出を行う動きベク
トル検出回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to data compression based on encoding of a digital moving image, and more particularly to a motion vector detecting circuit for detecting a motion vector in interframe encoding.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル動画像の符号化において、動
き部分の符号化効率を向上するために動き補償を行う。
TV信号においては飛び越し走査(インターレース)の関
係で、第1フィールドおよび第2フィールドの2枚のフ
ィールドで1枚の画面を形成しており、これを1フレー
ムと呼ぶ。図12に動きベクトル検出に用いる画素の位置
関係を示す。今、入力画像の画面内の画素をX(i,j)
としたとき、X(i,j)に対して左隣りの画素をX(i-
1,j)、直上の画素をX(i,j-1)のように呼ぶこと
にする。さらに、参照画像の画面内にあって画素X
(i,j)と同一位置にある画素をY(i,j)、後は同様
にY(i,j)に対して左隣りの画素をY(i-1,j)、
直上の画素をY(i,j-1)と呼ぶ。なお第1フィール
ド内の画素を画素23に示す黒丸の記号で、第2フィール
ド内の画素を画素24に示す白丸の記号で表しており、以
降、この表記を用いて説明を進めていくことにする。
2. Description of the Related Art In encoding a digital moving image, motion compensation is performed in order to improve the encoding efficiency of a moving part.
In the TV signal, due to interlaced scanning (interlace), one screen is formed by two fields, the first field and the second field, and this is called one frame. FIG. 12 shows the positional relationship of pixels used for motion vector detection. Now, let the pixel in the screen of the input image be X (i, j)
, The pixel on the left of X (i, j) is X (i-
1, j), the pixel immediately above is referred to as X (i, j-1). Furthermore, if the pixel X
The pixel at the same position as (i, j) is Y (i, j), and similarly, the pixel on the left of Y (i, j) is Y (i-1, j),
The pixel immediately above is called Y (i, j-1). It should be noted that the pixels in the first field are represented by the black circle symbols shown in the pixel 23, and the pixels in the second field are represented by the white circle symbols shown in the pixel 24. Hereinafter, the description will be made using this notation. To do.

【0003】従来の動きベクトル検出について図13およ
び図14を用いて説明する。図13において、25,26はフレ
ームメモリ、27はブロックをストアするためのブロック
用メモリ、28は参照画像から切り出された領域をストア
するサーチエリア用メモリ、29は予測誤差演算回路、30
は比較回路である。以上のように構成された動きベクト
ル検出回路の動作を説明する。まず、入力画像はフレー
ムメモリ25に格納され、ブロック用メモリ27の入力側に
接続される。一方、参照画像はフレームメモリ26に格納
され、サーチエリア用メモリ28の入力側に接続される。
ここでフレームメモリ25,26のメモリ容量はそれぞれ1
フレーム分である。フレームメモリ25より8×8画素の
ブロックが切り出され、ブロック用メモリ27にストアさ
れる。動きベクトル検出は輝度成分に対してのみ行われ
るので、1画素を8bit(1byte)とするとき、ブロック
用メモリ27の容量は8×8=64byte必要である。
Conventional motion vector detection will be described with reference to FIGS. 13 and 14. In FIG. 13, reference numerals 25 and 26 are frame memories, 27 is a block memory for storing blocks, 28 is a search area memory for storing an area cut out from a reference image, 29 is a prediction error calculation circuit, 30
Is a comparison circuit. The operation of the motion vector detection circuit configured as above will be described. First, the input image is stored in the frame memory 25 and connected to the input side of the block memory 27. On the other hand, the reference image is stored in the frame memory 26 and connected to the input side of the search area memory 28.
Here, the memory capacity of each of the frame memories 25 and 26 is 1
It is for a frame. A block of 8 × 8 pixels is cut out from the frame memory 25 and stored in the block memory 27. Since the motion vector detection is performed only for the luminance component, the capacity of the block memory 27 needs to be 8 × 8 = 64 bytes when one pixel is 8 bits (1 byte).

【0004】フレームメモリ26より、図14に示すように
ブロック31を中心として垂直方向に±8画素、水平方向
に±8画素の範囲で合計17×17個の候補ベクトルを試行
するために必要な24×24画素からなる領域32が切り出さ
れ、サーチエリア用メモリ28にストアされる。このとき
のサーチエリア用メモリ28の容量は24×24byte必要であ
る。ここで参照画像から切り出した領域(この場合は24
×24画素)をブロック31に対するサーチエリアと呼び、
以降、この表記を用いる。予測誤差演算回路29は各候補
ベクトルごとに、後述する演算手段を用いてブロック内
の各画素の予測画素を演算して求める。さらに各候補ベ
クトルごとに、ブロック内の画素とその予測画素との間
の差分の絶対値和を算出する。比較回路30は各候補ベク
トルごとに算出された差分の絶対値和を比較し、差分の
絶対値和が最小となる候補ベクトルをそのブロックの動
きベクトルとする。
From the frame memory 26, it is necessary to try a total of 17 × 17 candidate vectors in the range of ± 8 pixels in the vertical direction and ± 8 pixels in the horizontal direction centering on the block 31 as shown in FIG. An area 32 consisting of 24 × 24 pixels is cut out and stored in the search area memory 28. The capacity of the search area memory 28 at this time requires 24 × 24 bytes. Here, the area cut out from the reference image (in this case, 24
X 24 pixels) is called the search area for block 31,
Hereinafter, this notation will be used. The prediction error calculation circuit 29 calculates and calculates the prediction pixel of each pixel in the block for each candidate vector using a calculation unit described later. Further, for each candidate vector, the sum of absolute values of the differences between the pixels in the block and the predicted pixels is calculated. The comparison circuit 30 compares the sums of the absolute values of the differences calculated for each candidate vector, and sets the candidate vector having the smallest sum of the absolute values of the differences as the motion vector of the block.

【0005】予測画素演算手法について図15を用いて説
明する。図15は図14を時間軸と平行に、かつ時間が進む
方向からみたものであり、領域33は8×8画素から形成
されるブロック、領域34は24×24画素から形成されるサ
ーチエリアである。ベクトル35は任意の候補ベクトルで
ありMV=(MVx,MVy)と表記する。ここでMVxは水
平方向の動きベクトルであり、図12におけるX(i,j)
とX(i+1,j)の距離を1とする。またMVyは垂直方
向の動きベクトルであり、図12におけるX(i,j)とX
(i,j+1)の距離を1とする。図12で定義した表記法
に従って、ブロックの左上角の画素をX(i,j)と表す
とき、任意の候補ベクトルMVに対するX(i,j)の予
測画素Z(i,j)は(数1)の演算式で算出される。
A prediction pixel calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a view of FIG. 14 seen in parallel with the time axis and in the direction of time progress. Area 33 is a block formed by 8 × 8 pixels, and area 34 is a search area formed by 24 × 24 pixels. is there. The vector 35 is an arbitrary candidate vector and is expressed as MV = (MVx, MVy). Here, MVx is a horizontal motion vector, and X (i, j) in FIG.
And the distance between X (i + 1, j) is 1. MVy is a motion vector in the vertical direction, and X (i, j) and X in FIG.
The distance of (i, j + 1) is 1. According to the notation defined in FIG. 12, when the pixel at the upper left corner of the block is represented as X (i, j), the predicted pixel Z (i, j) of X (i, j) for any candidate vector MV is It is calculated by the arithmetic expression of 1).

【0006】[0006]

【数1】 Z(i,j)=t{(1−s)C+sD}+(1−t){(1−s)A+sB}Z (i, j) = t {(1-s) C + sD} + (1-t) {(1-s) A + sB}

【0007】[0007]

【外1】 [Outer 1]

【0008】この予測画素演算手法で演算される予測画
素を、任意の候補ベクトルの垂直成分を+1.0として、
図14を時間軸と垂直な方向から見ると図16のようにな
る。図16においてaはブロック中の第1フィールド内の
画素、bはaと同一ブロック中の第2フィールド内の画
素であり、a,bはそれぞれ図15のX(i,j),X
(i,j+1)に対応している。cは前述の(数1)の演算
式で求められるaの予測画素であり、dはcと同様に
(数1)の演算式で求められるbの予測画素である。c,
dはそれぞれ図15のZ(i,j),Z(i,j+1)に対応
している。なお第1フィールドをf1、第2フィールド
をf2で表記している。予測画素演算手法には上記以外
にも何種類か提案されているが、内分の精度による回路
規模の点から上記の演算手法が一般的に用いられてい
る。以後、上記の演算手法を予測画素演算手法1と呼ぶ
ことにする。
For the predicted pixel calculated by this predicted pixel calculation method, the vertical component of an arbitrary candidate vector is +1.0,
When FIG. 14 is viewed from the direction perpendicular to the time axis, it becomes like FIG. 16, a is a pixel in the first field in the block, b is a pixel in the second field in the same block as a, and a and b are X (i, j) and X in FIG. 15, respectively.
It corresponds to (i, j + 1). c is the predicted pixel of a obtained by the above equation (1), and d is the same as c
It is a predicted pixel of b obtained by the arithmetic expression of (Equation 1). c,
d corresponds to Z (i, j) and Z (i, j + 1) in FIG. 15, respectively. The first field is represented by f1 and the second field is represented by f2. Several types of prediction pixel calculation methods have been proposed in addition to the above, but the above calculation method is generally used from the viewpoint of the circuit scale due to the accuracy of internal division. Hereinafter, the above calculation method will be referred to as a predicted pixel calculation method 1.

【0009】ここまでは信号のデータレートが低く、1
chで動きベクトル検出を行うことが可能な場合について
説明してきたが、HD(高密度)信号のようにデータレー
トが高い信号を処理する場合、高速処理が必要なためch
(チャンネル)分割をして動きベクトル検出回路を並列動
作させる必要がある。例えば前述の従来手法を用いて2
ch分割処理を行ったときの回路構成を図17に示す。図17
において、36,37,38,39はフレームメモリ、40,42は
ブロックをストアするブロック用メモリ、41,43はサー
チエリアをストアするサーチエリア用メモリ、44,45は
予測誤差演算回路、46,47は比較回路である。
Up to this point, the data rate of the signal is low and 1
Although the case where motion vector detection can be performed in ch has been described, ch is required for high-speed processing when processing a signal with a high data rate such as an HD (high density) signal.
It is necessary to divide (channel) and operate the motion vector detection circuit in parallel. For example, using the above-mentioned conventional method, 2
FIG. 17 shows the circuit configuration when the ch division processing is performed. Figure 17
, 36, 37, 38, 39 are frame memories, 40, 42 are block memories for storing blocks, 41, 43 are search area memories for storing search areas, 44, 45 are prediction error calculation circuits, 46, 47 is a comparison circuit.

【0010】以上のように構成された2ch分割した動き
ベクトル検出回路の動作について説明する。一般的に2
ch分割処理を行う場合、入力画像は図18に示すように上
下、または図19に示すように左右に2ch分割される。こ
のときch1に分割された入力画像の半分の領域を領域
A、ch2に分割された入力画像の半分の領域を領域Bと
呼ぶことにする。領域Aはフレームメモリ36に、領域B
はフレームメモリ38に入力される。このときフレームメ
モリ36,38の容量はそれぞれ1/2フレーム分である。
次にch1に割り当てられた領域A中のブロック内の画素
の予測画素を演算するのに必要な参照画像内の画素がch
1に、ch2に割り当てられた領域B中のブロック内の画
素の予測画素を演算するのに必要な参照画像内の画素が
ch2に分割され、それぞれフレームメモリ37,39に入力
される。このときフレームメモリ37のメモリ容量は1/
2フレーム分と、図20に斜線で示した領域Aの最下位の
ブロックの動きベクトルを検出するために必要な領域の
メモリ分を加えた容量であり、フレームメモリ39のメモ
リ容量は1/2フレーム分と図21に斜線で示した領域B
の最上位のブロックの動きベクトルを検出するために必
要な領域のメモリ分を加えた容量である。
The operation of the motion vector detection circuit divided into 2 channels configured as above will be described. Generally 2
In the case of performing the ch division processing, the input image is divided into two channels up and down as shown in FIG. 18 or left and right as shown in FIG. At this time, a half area of the input image divided into ch1 is called an area A, and a half area of the input image divided into ch2 is called an area B. Area A is in the frame memory 36 and area B is
Is input to the frame memory 38. At this time, the capacities of the frame memories 36 and 38 are each 1/2 frame.
Next, if the pixel in the reference image necessary for calculating the predicted pixel of the pixel in the block in the area A allocated to ch1 is ch
1 indicates that the pixel in the reference image necessary for calculating the predicted pixel of the pixel in the block in the area B allocated to ch2 is
It is divided into ch2 and input to the frame memories 37 and 39, respectively. At this time, the memory capacity of the frame memory 37 is 1 /
This is the total capacity of two frames and the memory capacity of the area necessary for detecting the motion vector of the lowest block of the area A shown by the diagonal lines in FIG. 20, and the memory capacity of the frame memory 39 is 1/2. Area B indicated by diagonal lines in Fig. 21 for the frame
This is the capacity of the memory necessary for detecting the motion vector of the uppermost block of.

【0011】フレームメモリ36より切り出された8×8
画素のブロックがブロック用メモリ40に、フレームメモ
リ38より切り出された8×8画素のブロックがブロック
用メモリ42にそれぞれストアされるが、ch1に割り当て
られたブロックをブロック1、ch2に割り当てられたブ
ロックをブロック2と呼ぶことにする。次に、フレーム
メモリ37より切り出されたブロック1に対する各候補ベ
クトルごとの予測誤差を演算するために必要な24×24画
素のサーチエリアがサーチエリア用メモリ41に、フレー
ムメモリ39より切り出されたブロック2に対する各候補
ベクトルごとの予測誤差を演算するために必要な24×24
画素のサーチエリアがサーチエリア用メモリ43にそれぞ
れストアされるが、ch1に割り当てられたサーチエリア
をサーチエリア1、ch2に割り当てられたサーチエリア
をサーチエリア2と呼ぶことにする。このとき、ブロッ
ク用メモリの総容量は(8×8)×2byte必要であり、サ
ーチエリア用メモリの総容量は(24×24)×2byte必要で
ある。予測誤差演算回路44は、各候補ベクトルごとにブ
ロック1の画素の予測画素をサーチエリア1の画素より
演算し、ブロック1内の画素とその予測画素との誤差を
算出する。比較回路46は各候補ベクトルごとの予測誤差
を比較し、予測誤差が最小となる候補ベクトルをブロッ
ク1の動きベクトルとする。予測誤差演算回路45は予測
誤差演算回路44と並行して、各候補ベクトルごとにブロ
ック2の画素の予測画素をサーチエリア2の画素より演
算し、ブロック2の画素とその予測画素との誤差を算出
する。比較回路47は各候補ベクトルごとに予測誤差を比
較し、予測誤差が最小となる候補ベクトルをブロック2
の動きベクトルとする。
8 × 8 cut out from the frame memory 36
A block of pixels is stored in the block memory 40, and a block of 8 × 8 pixels cut out from the frame memory 38 is stored in the block memory 42. The block assigned to ch1 is assigned to block 1 and ch2. The block will be called block 2. Next, a search area of 24 × 24 pixels necessary for calculating a prediction error for each candidate vector for the block 1 cut out from the frame memory 37 is provided in the search area memory 41 and a block cut out from the frame memory 39. 24 × 24 required to calculate the prediction error for each candidate vector for 2
The search areas of pixels are stored in the search area memory 43, and the search area assigned to ch1 is referred to as search area 1 and the search area assigned to ch2 is referred to as search area 2. At this time, the total capacity of the block memory needs to be (8 × 8) × 2 bytes, and the total capacity of the search area memory needs to be (24 × 24) × 2 bytes. The prediction error calculation circuit 44 calculates the prediction pixel of the pixel of the block 1 from the pixel of the search area 1 for each candidate vector, and calculates the error between the pixel in the block 1 and the prediction pixel. The comparison circuit 46 compares the prediction errors of the respective candidate vectors and sets the candidate vector having the smallest prediction error as the motion vector of block 1. In parallel with the prediction error calculation circuit 44, the prediction error calculation circuit 45 calculates the prediction pixel of the pixel of block 2 from the pixel of the search area 2 for each candidate vector, and calculates the error between the pixel of block 2 and the prediction pixel. calculate. The comparison circuit 47 compares the prediction error for each candidate vector, and determines the candidate vector having the smallest prediction error as block 2.
Is the motion vector of.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
で示したように、1フレーム全体を上下または左右に2
ch分割し、2つのブロックの動きベクトルを並列演算す
る場合、1ch処理の場合に比べてブロック内画素をスト
アするメモリ、およびサーチエリア内画素をストアする
メモリ容量が2倍になり、フレームメモリの容量も若干
増加する。また予測誤差演算回路および比較回路が2倍
必要で、さらにch分割回路も必要である。その結果、動
きベクトル検出部の回路規模が約2倍に増加するという
欠点があった。本発明は上記従来の問題点を解決するも
ので、第1の目的はブロック内画素を2ch分割すること
により、従来の1フレーム全体を2ch分割する方式より
も少ない回路規模で2つのブロックの動きベクトルを並
列演算することができる動きベクトル検出回路を提供す
ることである。また、第2の目的はブロック内画素を1
/2間引きすることで、HD信号のような1chでは処理
できない高データレート信号に対し、1chよりも少ない
回路規模で動きベクトル検出を行う動きベクトル検出回
路を提供することである。
However, as shown in the conventional example, one frame as a whole is vertically or horizontally divided into two.
When ch is divided and the motion vectors of two blocks are calculated in parallel, the memory capacity for storing the pixel in the block and the memory capacity for storing the pixel in the search area are doubled as compared with the case of the 1ch processing, and The capacity will also increase slightly. In addition, a prediction error calculation circuit and a comparison circuit are required twice, and a channel division circuit is also required. As a result, there has been a drawback that the circuit scale of the motion vector detecting unit is increased to about double. The present invention solves the above-mentioned conventional problems. A first object of the present invention is to divide a pixel in a block into 2 channels, thereby moving two blocks with a smaller circuit scale than the conventional method of dividing one frame into 2 channels. It is an object of the present invention to provide a motion vector detection circuit capable of calculating a vector in parallel. The second purpose is to set the number of pixels in the block to 1
It is to provide a motion vector detection circuit that detects a motion vector with a circuit scale smaller than that of 1 ch for a high data rate signal such as an HD signal that cannot be processed by 1 ch by thinning out / 2.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の第1の発明は、入力画像1フレーム全体をK×L画素
からなるブロック単位に分割し、前記ブロックをストア
する手段と、参照画像から前記ブロックを複数の候補ベ
クトル分だけずらした位置に対応する予測画素を演算す
るために必要なM×N画素からなるサーチエリアを切り
出し、切り出した前記サーチエリアをストアする手段
と、前記ブロックを第1チャンネルブロックデータと第
2チャンネルブロックデータとに分割する分割手段と、
前記サーチエリアを第1チャンネルサーチエリアデータ
と第2チャンネルサーチエリアデータに分割する分割手
段と、各候補ベクトルごとに、前記第1チャンネルブロ
ックデータの予測画素を前記第1チャンネルサーチエリ
アデータのみから演算して求め、前記第1チャンネルブ
ロックデータとその予測画素との誤差を演算する第1の
予測誤差演算手段と、各候補ベクトルごとに、前記第2
チャンネルブロックデータの予測画素を前記第2チャン
ネルサーチエリアデータのみから演算して求め、前記第
2チャンネルブロックデータとその予測画素との誤差を
演算する第2の予測誤差演算手段と、各候補ベクトルご
とに、前記第1の予測誤差演算手段によって算出された
第1チャンネルの予測誤差と前記第2の予測誤差演算手
段によって算出された第2チャンネルの予測誤差との和
を算出し、それぞれの候補ベクトルの予測誤差を比較す
ることで、1つの前記ブロックに対し1つの動きベクト
ルを検出することを特徴とするものである。
A first aspect of the present invention for achieving the above object is to divide an entire input image frame into blocks each consisting of K × L pixels and store the blocks, and a reference image. From the block, a search area consisting of M × N pixels necessary for calculating a prediction pixel corresponding to a position shifted by a plurality of candidate vectors is cut out, and means for storing the cut out search area; Dividing means for dividing into first channel block data and second channel block data,
Dividing means for dividing the search area into first channel search area data and second channel search area data, and a predictive pixel of the first channel block data is calculated from only the first channel search area data for each candidate vector. First prediction error calculating means for calculating an error between the first channel block data and the predicted pixel thereof, and the second vector for each candidate vector.
Second predictive error calculating means for calculating a predictive pixel of channel block data only from the second channel search area data and calculating an error between the second channel block data and the predictive pixel, and for each candidate vector Then, the sum of the prediction error of the first channel calculated by the first prediction error calculation means and the prediction error of the second channel calculated by the second prediction error calculation means is calculated, and each candidate vector is calculated. It is characterized in that one motion vector is detected for one of the blocks by comparing the prediction errors of.

【0014】第2の発明は、前記ch分割回路が第1フィ
ールド内の画素を第1チャンネル、第2フィールド内の
画素を第2チャンネルに分割することを特徴とするもの
である。
A second invention is characterized in that the ch division circuit divides the pixels in the first field into the first channel and the pixels in the second field into the second channel.

【0015】第3の発明は、入力画像1フレーム全体を
K×L画素からなるブロック単位に分割し、前記ブロッ
クをストアする手段と、参照画像から前記ブロックを複
数の候補ベクトル分だけずらした位置に対応する予測画
素を演算するために必要なM×N画素からなるサーチエ
リアを切り出し、切り出したサーチエリアをストアする
手段と、前記ブロックの第1フィールド、あるいは第2
フィールドのうちどちらか片方のフィールド内の画素の
みを間引く第1の間引き手段と、前記サーチエリアから
前記ブロックを間引いたフィールドと同じフィールド内
画素を間引く第2の間引き手段と、各候補ベクトルごと
に、前記第1の間引き手段で抽出したどちらか片方のフ
ィールドのみからなる間引かれたブロックの各画素の予
測画素を、前記第2の間引き手段で抽出したどちらか片
方のフィールドのみからなる間引かれたサーチエリアの
画素のみを用いて演算して求め、前記間引かれたブロッ
クの画素とその予測画素との誤差を算出し、それぞれの
候補ベクトルの予測誤差を比較することで、1つの前記
ブロックに対し1つの動きベクトルを検出することを特
徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, one input image frame is divided into blocks each consisting of K × L pixels, the block is stored, and the position of the reference image is shifted by a plurality of candidate vectors. Means for cutting out a search area composed of M × N pixels necessary for calculating a predicted pixel corresponding to the above, and storing the cut out search area, and the first field of the block, or the second field.
First thinning means for thinning out only pixels in one of the fields, second thinning means for thinning out pixels in the same field as the field in which the blocks are thinned out from the search area, and for each candidate vector , The prediction pixel of each pixel of the decimated block consisting of only one of the fields extracted by the first decimating means, and the decimating pixel of only one of the fields extracted by the second decimating means. It is calculated by using only the pixels in the searched search area, the error between the pixel of the thinned block and its prediction pixel is calculated, and the prediction error of each candidate vector is compared to obtain one of the above. The feature is that one motion vector is detected for each block.

【0016】[0016]

【作用】本発明はHD信号のように高データレート信号
を入力信号とするものであり、従来例に示した1ch処理
が可能な低データレート信号は対象外である。このとき
上記の方法により、第1にブロック内を2ch分割し、ch
1に割り当てたブロックに対する各候補ベクトルごとの
予測画素を演算するために必要なサーチエリア内の画素
をch1に、ch2に割り当てたブロックに対する各候補ベ
クトルごとの予測画素を演算するために必要なサーチエ
リア内の画素をch2に分割し、各chごとに算出された予
測誤差の和を演算し、それぞれを比較することで1つの
ブロックに対し1つの動きベクトルを検出することによ
り、従来方式よりもブロック用のメモリおよびサーチエ
リア用のメモリ容量を削減することができる。
In the present invention, a high data rate signal such as an HD signal is used as an input signal, and a low data rate signal capable of 1-channel processing shown in the conventional example is excluded. At this time, first, the inside of the block is divided into two channels by the above method,
The search area required for calculating the predicted pixel for each candidate vector for the block assigned to 1 is ch1 and the pixel within the search area required for calculating the predicted pixel for each block is assigned to ch2. Pixels in the area are divided into ch2, the sum of prediction errors calculated for each ch is calculated, and by comparing each, one motion vector is detected for one block. It is possible to reduce the memory capacity for the block and the memory capacity for the search area.

【0017】第2にブロックの第1フィールド内画素を
ch1、第2フィールド内の画素をch2に分割し、ch1に
割り当てられたブロックの第1フィールド内の画素の予
測画素をサーチエリアの第1フィールド内の画素のみか
ら、ch2に割り当てられたブロックの第2フィールド内
の画素の予測画素をサーチエリアの第2フィールド内の
画素のみから演算することで、ch1に割り当てられるサ
ーチエリア内の画素は第1フィールド内の画素のみ、ch
2に割り当てられるサーチエリア内画素は第2フィール
ド画素のみとなり、さらなるサーチエリア用メモリ容量
の削減が実現できる。
Second, the pixel in the first field of the block
The pixels in ch1 and the second field are divided into ch2, and the predicted pixel of the pixel in the first field of the block assigned to ch1 is calculated from only the pixels in the first field of the search area to the pixel of the block assigned to ch2. By calculating the predicted pixel of the pixel in the second field from only the pixel in the second field of the search area, the pixels in the search area assigned to ch1 are only the pixels in the first field and ch.
The pixels in the search area assigned to No. 2 are only the second field pixels, and the memory capacity for the search area can be further reduced.

【0018】第3にブロック内画素をフィールド1/2
間引きし、その予測画素をサーチエリアの同一フィール
ド内画素のみから演算することで、1chでは処理できな
い高データレートの信号に対し、従来例で示した1ch処
理よりも少ない回路規模で動きベクトル検出を行うこと
ができる。
Thirdly, the pixel in the block is set to the field 1/2.
By thinning out and calculating the predicted pixel only from the pixels in the same field of the search area, a motion vector can be detected with a circuit scale smaller than the 1ch processing shown in the conventional example for a signal of a high data rate that cannot be processed by 1ch. It can be carried out.

【0019】[0019]

【実施例】以下に説明する実施例ではHD信号のように
1chでは処理できない高データレートの信号を入力信号
とする。次に、本発明の第1の実施例について図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例を示
す動きベクトル検出回路の図である。図1において、
1,2はフレームメモリ、3,4はch分割回路、5,6
はブロック内の画素をストアするブロック用メモリ、
7,8はサーチエリア内の画素をストアするサーチエリ
ア用メモリ、9,10は予測誤差演算回路、11は比較回路
である。
Embodiments In the embodiments described below, a signal having a high data rate that cannot be processed by one channel, such as an HD signal, is used as an input signal. Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram of a motion vector detection circuit showing a first embodiment of the present invention. In FIG.
1, 2 are frame memories, 3, 4 are ch division circuits, 5, 6
Is the block memory that stores the pixels in the block,
Reference numerals 7 and 8 are search area memories for storing pixels in the search area, 9 and 10 are prediction error calculation circuits, and 11 is a comparison circuit.

【0020】以上のように構成された動き検出回路につ
いてその動作を説明する。まず入力画像はフレームメモ
リ1に、参照画像はフレームメモリ2にそれぞれ格納さ
れる。フレームメモリ1より8×8画素のブロックが切
り出され、ch分割回路3に入力される。ch分割回路3は
ブロックを図2に示すように2chに分割し、ch分割され
た2つの4×8画素のブロックはそれぞれブロック用メ
モリ5およびブロック用メモリ6にストアされる。な
お、ch1に割り当てられる4×8画素のブロックをブロ
ック1、ch2に割り当てられる4×8画素のブロックを
ブロック2と呼ぶ。この場合、ブロック用のメモリの総
容量は(4×8)×2byteである。次に、フレームメモリ
2よりブロックを候補ベクトル分だけずらした位置に対
応する予測画素を演算するために必要な24×24画素のサ
ーチエリアが切り出され、ch分割回路4に入力される。
ch分割回路4は、図3に示すようにブロック1を候補ベ
クトル分だけずらした位置に対応する予測画素を演算す
るために必要なサーチエリア中の20×24画素をサーチエ
リア用メモリ7に、ブロック2を候補ベクトル分だけず
らした位置に対応する予測画素を演算するために必要な
サーチエリア中の20×24画素をサーチエリア用メモリ8
にストアする。ここでch1に割り当てられる20×24画素
をサーチエリア1、ch2に割り当てられる20×24画素を
サーチエリア2と呼ぶ。この場合、サーチエリア用メモ
リの総容量は(20×24)×2byteである。
The operation of the motion detection circuit configured as described above will be described. First, the input image is stored in the frame memory 1, and the reference image is stored in the frame memory 2. A block of 8 × 8 pixels is cut out from the frame memory 1 and input to the ch division circuit 3. The ch division circuit 3 divides the block into 2 ch as shown in FIG. 2, and the two ch divided 4 × 8 pixel blocks are stored in the block memory 5 and the block memory 6, respectively. A block of 4 × 8 pixels assigned to ch1 is called a block 1, and a block of 4 × 8 pixels assigned to ch2 is called a block 2. In this case, the total capacity of the block memory is (4 × 8) × 2 bytes. Next, a search area of 24 × 24 pixels necessary for calculating a predicted pixel corresponding to a position where the block is shifted by the candidate vector is cut out from the frame memory 2 and input to the ch division circuit 4.
The ch division circuit 4 stores, in the search area memory 7, 20 × 24 pixels in the search area necessary for calculating the predicted pixel corresponding to the position where the block 1 is shifted by the candidate vector as shown in FIG. 20 × 24 pixels in the search area necessary for calculating the predicted pixel corresponding to the position where the block 2 is shifted by the candidate vector are used as the search area memory 8
Store at. Here, 20 × 24 pixels assigned to ch1 are referred to as search area 1, and 20 × 24 pixels assigned to ch2 are referred to as search area 2. In this case, the total capacity of the search area memory is (20 × 24) × 2 bytes.

【0021】予測誤差演算回路9は各候補ベクトルごと
に、ブロック1の画素の予測画素をサーチエリア1から
演算して求める。さらにブロック1の画素とその予測画
素との誤差を算出する。これと並行して、予測誤差演算
回路10は各候補ベクトルごとにブロック2の画素の予測
画素をサーチエリア2から演算して求め、さらにブロッ
ク2の画素とその予測画素との誤差を算出する。比較回
路11は各候補ベクトルごとに、予測誤差演算回路9で算
出されたch1の予測誤差と予測誤差演算回路10で算出さ
れたch2の予測誤差の和を算出し、それぞれの候補ベク
トルの予測誤差を比較することで、1つのブロックに対
し1つの動きベクトルを検出する。
The prediction error calculation circuit 9 calculates the prediction pixel of the pixel of the block 1 from the search area 1 for each candidate vector. Further, the error between the pixel of block 1 and its predicted pixel is calculated. In parallel with this, the prediction error calculation circuit 10 calculates the prediction pixel of the pixel of block 2 from the search area 2 for each candidate vector, and further calculates the error between the pixel of block 2 and its prediction pixel. The comparison circuit 11 calculates, for each candidate vector, the sum of the prediction error of ch1 calculated by the prediction error calculation circuit 9 and the prediction error of ch2 calculated by the prediction error calculation circuit 10, and the prediction error of each candidate vector. By comparing the above, one motion vector is detected for one block.

【0022】第1の実施例と従来例で用いるメモリ容量
を比較して示すと、(表1)となる。
A comparison of the memory capacities used in the first embodiment and the conventional example shows (Table 1).

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】上記のメモリ容量の比較から明らかに、第
1の実施例で示したようにブロックを2ch分割すること
で、従来例で示した画面全体を2ch分割したときよりも
メモリ容量を削減することができる。
As is clear from the comparison of the memory capacities described above, dividing the block into 2 channels as shown in the first embodiment reduces the memory capacity as compared with the case where the entire screen shown in the conventional example is divided into 2 channels. be able to.

【0025】以下、本発明の第2の実施例について図面
を参照しながら説明する。回路構成は図1の回路構成と
同様である。第1の実施例と異なるのはch分割回路3,
4と予測誤差演算回路9,10の動作およびブロック用メ
モリ5,6とサーチエリア用メモリ7,8の容量であ
る。次に、動きベクトル検出回路について、その動作を
説明する。まず、入力画像はフレームメモリ1に、参照
画像はフレームメモリ2にそれぞれ格納される。フレー
ムメモリ1より8×8画素のブロックが切り出されch分
割回路3に入力される。ch分割回路3は、図4に示すよ
うにブロックの第1フィールド内画素をch1に、第2フ
ィールド内画素をch2に分割し、ch分割された2つの4
×8画素のブロックはそれぞれブロック用メモリ5およ
びブロック用メモリ6にストアされる。なお、ch1に割
り当てられる4×8画素のブロックをブロック1、ch2
に割り当てられる4×8画素のブロックをブロック2と
呼ぶ。この場合、ブロック用メモリの総容量は(4×8)
×2byteである。次にフレームメモリ2よりブロックを
候補ベクトル分だけずらした位置に対応する予測画素を
演算するために必要な24×24画素のサーチエリアが切り
出され、ch分割回路4に入力される。ch分割回路4は、
図5に示すようにブロック1を候補ベクトル分だけずら
した位置に対応する予測画素を演算するために必要なサ
ーチエリア中の12×24画素をサーチエリア用メモリ7
に、ブロック2を候補ベクトル分だけずらした位置に対
応する予測画素を演算するために必要なサーチエリア中
の12×24画素をサーチエリア用メモリ8にストアする。
ここで、ch1に割り当てられた12×24画素のサーチエリ
アをサーチエリア1、ch2に割り当てられた12×24画素
のサーチエリアをサーチエリア2と呼ぶ。この場合、サ
ーチエリア用に必要なメモリの総容量は(12×24)×2by
teである。
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The circuit configuration is similar to that of FIG. The difference from the first embodiment is that the ch division circuit 3,
4 and the operation of the prediction error calculation circuits 9 and 10, and the capacities of the block memories 5 and 6 and the search area memories 7 and 8. Next, the operation of the motion vector detection circuit will be described. First, the input image is stored in the frame memory 1 and the reference image is stored in the frame memory 2. A block of 8 × 8 pixels is cut out from the frame memory 1 and input to the ch division circuit 3. As shown in FIG. 4, the ch division circuit 3 divides a pixel in the first field of the block into ch1 and a pixel in the second field into ch2, and divides the ch into two four parts.
The blocks of × 8 pixels are stored in the block memory 5 and the block memory 6, respectively. Note that a block of 4 × 8 pixels assigned to ch1 is a block 1 and a block of ch2
The block of 4 × 8 pixels assigned to the block is called block 2. In this case, the total capacity of the block memory is (4 x 8)
× 2 bytes. Next, a 24 × 24 pixel search area necessary for calculating a predicted pixel corresponding to a position where the block is shifted by the candidate vector is cut out from the frame memory 2 and input to the ch division circuit 4. ch division circuit 4
As shown in FIG. 5, 12 × 24 pixels in the search area necessary for calculating the predicted pixel corresponding to the position where the block 1 is shifted by the candidate vector are used as the search area memory 7
Then, 12 × 24 pixels in the search area necessary for calculating the predicted pixel corresponding to the position where the block 2 is shifted by the candidate vector are stored in the search area memory 8.
Here, the search area of 12 × 24 pixels assigned to ch1 is referred to as a search area 1, and the search area of 12 × 24 pixels assigned to ch2 is referred to as a search area 2. In this case, the total memory required for the search area is (12 x 24) x 2 by
te.

【0026】次に、第2の実施例における予測画素演算
手法について図6を参照して説明する。図6は図14を時
間軸方向からみたものであり、領域12は8×8画素から
形成されるブロック、領域13は24×24画素から形成され
るサーチエリアである。ベクトル14は任意の候補ベクト
ルMV=(MVx,MVy)であり、距離の定義は従来例の
説明で述べた通りである。ブロック内の左上角の画素を
X(i,j)と表すとき、任意の候補ベクトルMVに対す
るX(i,j)の予測画素Z(i,j)は(数2)の演算式で
算出される。
Next, a predictive pixel calculation method in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a view of FIG. 14 seen from the time axis direction. The area 12 is a block formed of 8 × 8 pixels, and the area 13 is a search area formed of 24 × 24 pixels. The vector 14 is an arbitrary candidate vector MV = (MVx, MVy), and the definition of the distance is as described in the description of the conventional example. When the pixel at the upper left corner in the block is represented as X (i, j), the predicted pixel Z (i, j) of X (i, j) for any candidate vector MV is calculated by the arithmetic expression of (Equation 2). It

【0027】[0027]

【数2】 [Equation 2]

【0028】[0028]

【外2】 [Outside 2]

【0029】この予測画素演算手法で演算される予測画
素を、任意の候補ベクトルの垂直成分を+1.0として、
図14を時間軸と垂直な方向から見たとき図7のようにな
る。図7において、aはブロック中の第1フィールド内
画素、bはaと同一ブロック中の第2フィールド内画素
であり、a,bはそれぞれ図6のX(i,j),X(i,
j+1)に対応している。cは前述の演算式で求められ
るaの予測画素であり、cはdと同様にして演算される
bの予測画素である。c,dはそれぞれ図6のZ(i,
j),Z(i,j+1)に対応している。従来例で示した予
測画素演算手法1との違いは、ブロック中の第1フィー
ルド内画素の予測画素をサーチエリアの第1フィールド
内画素のみから、ブロック中の第2フィールド内画素の
予測画素をサーチエリアの第2フィールド内画素のみか
ら演算する点である。以後、この演算手法を予測画素演
算手法2と呼ぶことにする。予測誤差演算回路9は各候
補ベクトルごとに、ブロック1の画素とその予測画素と
の予測誤差を算出し、予測誤差演算回路10は各候補ベク
トルごとに、ブロック2の画素とその予測画素との予測
誤差を算出する。比較回路11は各候補ベクトルごとに、
予測誤差演算回路9で算出されたch1の予測誤差と、予
測誤差演算回路10で算出されたch2の予測誤差の和を算
出して、それぞれを候補ベクトルごとに比較すること
で、1つのブロックに対し1つの動きベクトルを検出す
る。
The predicted pixel calculated by this predicted pixel calculation method is set to +1.0 as the vertical component of an arbitrary candidate vector,
When FIG. 14 is viewed from the direction perpendicular to the time axis, it becomes like FIG. In FIG. 7, a is a pixel in the first field in the block, b is a pixel in the second field in the same block as a, and a and b are X (i, j), X (i,
j + 1). c is a predicted pixel of a calculated by the above-described arithmetic expression, and c is a predicted pixel of b calculated in the same manner as d. c and d are Z (i,
j), Z (i, j + 1). The difference from the prediction pixel calculation method 1 shown in the conventional example is that the prediction pixel of the pixel in the first field in the block is changed from the pixel in the first field of the search area to the prediction pixel of the pixel in the second field in the block. This is the point that calculation is performed only from the pixels in the second field of the search area. Hereinafter, this calculation method will be referred to as a predicted pixel calculation method 2. The prediction error calculation circuit 9 calculates a prediction error between the pixel of the block 1 and its predicted pixel for each candidate vector, and the prediction error calculation circuit 10 calculates the prediction error of the pixel of the block 2 and its predicted pixel for each candidate vector. Calculate the prediction error. The comparison circuit 11 has, for each candidate vector,
By calculating the sum of the prediction error of ch1 calculated by the prediction error calculation circuit 9 and the prediction error of ch2 calculated by the prediction error calculation circuit 10 and comparing each for each candidate vector, one block is obtained. On the other hand, one motion vector is detected.

【0030】第2の実施例と従来例で用いるメモリ容量
を(表2)に比較して示す。
The memory capacities used in the second embodiment and the conventional example are shown in comparison with (Table 2).

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】上記メモリ容量の比較から明らかなよう
に、第2の実施例で示したブロックをフィールドで2ch
分割することで、従来例で示した画面全体を2ch分割し
たときよりもフレームメモリ容量を削減でき、特にブロ
ック用およびサーチエリア用メモリ容量を1/2に削減
することができる。さらに第1実施例で示したch分割よ
りもブロック用およびサーチエリア用メモリ容量を削減
することができる。
As is clear from the comparison of the memory capacities, the blocks shown in the second embodiment are divided into 2ch fields.
By dividing, the frame memory capacity can be reduced as compared to the case where the entire screen shown in the conventional example is divided into 2 channels, and particularly, the block and search area memory capacities can be reduced to 1/2. Furthermore, the block and search area memory capacities can be reduced as compared with the channel division shown in the first embodiment.

【0033】以下、本発明の第3の実施例について図面
を参照しながら説明する。図8は本発明の第3の実施例
を示す動きベクトル検出回路の図である。図8におい
て、15,16はフレームメモリ、17,18は間引き回路、19
はブロック用メモリ、20はサーチエリア用メモリ、21は
予測誤差演算回路、22は比較回路である。
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram of a motion vector detection circuit showing a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, 15 and 16 are frame memories, 17 and 18 are thinning circuits, and 19
Is a block memory, 20 is a search area memory, 21 is a prediction error calculation circuit, and 22 is a comparison circuit.

【0034】以上のように構成された動きベクトル検出
回路の動作を説明する。まず入力画像はフレームメモリ
15に、参照画像はフレームメモリ16にそれぞれ格納され
る。フレームメモリ15より8×8画素のブロックが切り
出され、間引き回路17に入力される。間引き回路17は、
図9に示すようにブロックの第2フィールドを間引くこ
とで、第1フィールド内のみから形成される4×8画素
のブロックをブロック用メモリ19にストアする。次にフ
レームメモリ16よりブロックを各候補ベクトル分だけず
らした位置に対応する予測画素を演算するために必要な
24×24画素のサーチエリアが切り出され、間引き回路18
に入力される。間引き回路18は、図10に示すようにサー
チエリアからブロックを間引いたフィールドと同じ第2
フィールドを間引くことで、第1フィールド内のみから
形成される12×24画素のブロックをサーチエリア用メモ
リ20にストアする。なお、図8ではフレームメモリ15よ
り8×8画素を切り出して間引き回路17に入力し、間引
き回路17によってフィールド1/2間引きを行う例を示
したが、これ以外にフレームメモリ15に制御回路を接続
し、フレームメモリより直接第1フィールドのみから形
成される4×8画素をブロック用メモリ19に出力する構
成も考えられる。この制御はサーチエリアの間引きにつ
いても当てはまる。
The operation of the motion vector detection circuit configured as above will be described. First, the input image is a frame memory
15, the reference image is stored in the frame memory 16, respectively. A block of 8 × 8 pixels is cut out from the frame memory 15 and input to the thinning circuit 17. The thinning circuit 17
By thinning out the second field of the block as shown in FIG. 9, a block of 4 × 8 pixels formed only in the first field is stored in the block memory 19. Next, it is necessary to calculate the predicted pixel corresponding to the position shifted from the frame memory 16 by each candidate vector.
The search area of 24 × 24 pixels is cut out and the thinning circuit 18
Entered in. As shown in FIG. 10, the thinning circuit 18 uses the same second field as the field obtained by thinning blocks from the search area.
By thinning out the fields, a block of 12 × 24 pixels formed only in the first field is stored in the search area memory 20. Note that FIG. 8 shows an example in which 8 × 8 pixels are cut out from the frame memory 15 and input to the thinning circuit 17 and the field 1/2 thinning is performed by the thinning circuit 17, but in addition to this, a control circuit is provided in the frame memory 15. A configuration is also conceivable in which 4 × 8 pixels formed from only the first field are connected to the frame memory and directly output to the block memory 19. This control also applies to thinning out the search area.

【0035】次に予測誤差演算回路21は、各候補ベクト
ルごとに、第1フィールドのみから形成されるブロック
の各画素の予測画素を、ブロックと同じ第1フィールド
のみから形成されるサーチエリア内画素から第2の実施
例で示した(数2)の演算式に従って演算して求め、ブロ
ックの画素とその予測画素との予測誤差を算出する。比
較回路22は各候補ベクトルごとに算出された予測誤差を
比較し、1つのブロックに対し1つの動きベクトルを検
出する。
Next, the prediction error calculation circuit 21 determines, for each candidate vector, the predicted pixel of each pixel of the block formed from only the first field as a pixel in the search area formed from only the same first field as the block. Then, the prediction error between the pixel of the block and the predicted pixel thereof is calculated by the calculation according to the arithmetic expression of (Equation 2) shown in the second embodiment. The comparison circuit 22 compares the prediction error calculated for each candidate vector and detects one motion vector for one block.

【0036】ブロック内画素の第2フィールドを間引
き、第1フィールドのみより形成される4×8画素の予
測画素を予測画素演算手法2を用いて演算することで、
予測画素演算に必要な参照画素はサーチエリア内の第1
フィールドのみより形成される12×24画素であるから、
従来例で示した1ch処理に比べてサーチエリア用メモリ
容量を1/2に削減することができる。同様にブロック
用メモリ容量も従来例で示した1ch処理に比べ1/2に
なる。また、第3の実施例ではフィールド1/2間引き
について説明したが、間引きのパターンはこれに限らな
い。第3の実施例以外にも、図11に示すように水平方向
1/2間引き,斜め方向1/2間引きなどが考えられ、い
ずれの場合にも従来例で示した1ch処理よりもブロック
およびサーチエリア用のメモリ容量を削減することがで
きる。ここで従来例で示した1ch処理と第3実施例で示
したフィールド1/2間引きで必要なブロックおよびサ
ーチエリア用のメモリ容量を(表3)に示す。
By thinning out the second field of the pixels in the block and calculating a 4 × 8 pixel prediction pixel formed by only the first field using the prediction pixel calculation method 2,
The reference pixel required for the prediction pixel calculation is the first in the search area.
Since it is 12 x 24 pixels formed only from the field,
The memory capacity for the search area can be reduced to 1/2 as compared with the 1ch processing shown in the conventional example. Similarly, the block memory capacity is 1/2 as compared with the 1ch processing shown in the conventional example. Although the field 1/2 thinning-out has been described in the third embodiment, the thinning-out pattern is not limited to this. In addition to the third embodiment, as shown in FIG. 11, horizontal thinning-out, 1/2 diagonal thinning-out, etc. are conceivable. In any case, block and search are performed more than the 1ch processing shown in the conventional example. The memory capacity for the area can be reduced. Table 3 shows the memory capacities for blocks and search areas required for the 1ch processing shown in the conventional example and the field 1/2 thinning-out shown in the third embodiment.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】上記メモリ容量の比較から明らかなよう
に、第3の実施例で示したようにブロックをフィールド
1/2間引きし、予測画素演算に予測画素演算手法2を
用いることで、従来例で示した1ch処理の場合よりもサ
ーチエリア用メモリの容量を削減することができる。ま
た従来例で示した1ch処理の回路構成と、図8に示した
第3の実施例の回路構成を比較したとき、両者で異なる
のはブロック用およびサーチエリア用メモリの容量と間
引き回路の有無である。第3の実施例では、従来例で示
した1ch処理に比べて、ブロック用およびサーチエリア
用メモリの容量は1/2になっているが、間引き回路が
必要である。この間引き回路はスイッチなどで構成され
る簡単な回路であるため、全体的に実施例3は従来例で
示した1ch処理よりも小さな回路規模で動きベクトル検
出を行うことができる。
As is apparent from the comparison of the memory capacities, the blocks are decimated by field 1/2 as shown in the third embodiment, and the prediction pixel calculation method 2 is used for the prediction pixel calculation. The capacity of the search area memory can be reduced as compared with the case of the 1-channel processing shown. When comparing the circuit configuration of the 1ch processing shown in the conventional example with the circuit configuration of the third embodiment shown in FIG. 8, the difference between them is the capacity of the block and search area memories and the presence or absence of the thinning circuit. Is. In the third embodiment, the capacity of the block memory and the search area memory is 1/2 as compared with the 1ch processing shown in the conventional example, but a thinning circuit is necessary. Since this thinning-out circuit is a simple circuit composed of switches and the like, the third embodiment can perform motion vector detection as a whole with a circuit scale smaller than the 1ch processing shown in the conventional example.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上のように、本発明では第1にブロッ
クを2ch分割し、ch1に割り当てたブロックに対する各
候補ベクトルごとの予測画素を演算するために必要なサ
ーチエリア内画素をch1に、ch2に割り当てたブロック
に対する各候補ベクトルごとの予測画素を演算するため
に必要なサーチエリア内画素をch2に分割し、各chごと
に算出された予測誤差の和を算出し、それぞれを比較し
て1つのブロックに対し1つの動きベクトルを検出する
ことで、従来の1フレーム全体を2ch分割する場合より
もブロック用メモリおよびサーチエリア用メモリの容量
を削減することができる。
As described above, according to the present invention, first, a block is divided into two channels, and a pixel in a search area necessary for calculating a predicted pixel for each candidate vector for a block assigned to ch1 is set to ch1. Pixels in the search area necessary for calculating the prediction pixel for each candidate vector for the block assigned to ch2 are divided into ch2, the sum of the prediction errors calculated for each ch is calculated, and each is compared. By detecting one motion vector for one block, it is possible to reduce the capacities of the block memory and the search area memory as compared with the conventional case where the entire one frame is divided into two channels.

【0040】第2にブロックの第1フィールド内画素を
ch1、第2フィールド内画素をch2に分割し、ch1に割
り当てられたブロックの第1フィールド内画素の予測画
素をサーチエリアの第1フィールド内画素のみから、ch
2に割り当てられたブロックの第2フィールド内画素の
予測画素をサーチエリアの第2フィールド内画素のみか
ら演算することで、ch1に割り当てられるサーチエリア
内画素は第1フィールド内画素のみ、ch2に割り当てら
れるサーチエリア内画素は第2フィールド画素のみとな
り、さらなるサーチエリア用メモリ容量の削減が実現で
きる。
Second, the pixel in the first field of the block
ch1, the pixel in the second field is divided into ch2, and the predicted pixel of the pixel in the first field of the block assigned to ch1 is calculated from only the pixel in the first field in the search area.
By calculating the predicted pixel of the pixel in the second field of the block allocated to No. 2 from only the pixel in the second field of the search area, the pixel in the search area allocated to ch1 is allocated only to the pixel in the first field and to ch2. Pixels in the search area that can be used are only the second field pixels, and it is possible to further reduce the memory capacity for the search area.

【0041】第3にブロック内画素をフィールド1/2
間引きし、その予測画素をサーチエリアの同一フィール
ド内画素のみから演算することで、2ch処理よりもブロ
ック用メモリおよびサーチエリア用メモリの容量を削減
でき、その結果として1ch処理よりも少ない回路規模で
動きベクトル検出を行うことができる。
Thirdly, the pixel in the block is set to the field 1/2.
By thinning out and calculating the predicted pixel only from the pixels in the same field of the search area, the capacity of the block memory and the search area memory can be reduced as compared with the 2ch processing, and as a result, the circuit scale can be smaller than that of the 1ch processing. Motion vector detection can be performed.

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

【図1】本発明の第1の実施例における動きベクトル検
出回路を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a motion vector detection circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例における第1のch分割回
路によるブロックの2ch分割を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing division of a block into two channels by a first channel division circuit in the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例における第2のch分割回
路によるサーチエリアの2ch分割を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing division of a search area into two channels by a second channel division circuit in the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例における第1のch分割回
路によるブロックのフィールド2ch分割を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing field 2ch division of a block by a first channel division circuit in a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例における第2のch分割回
路によるサーチエリアのフィールド2ch分割を示した図
である。
FIG. 5 is a diagram showing field 2 channel division of a search area by a second channel division circuit in the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例で用いる予測画素演算手
法が演算の対象とする画面上の画素の位置関係を示した
図である。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship of pixels on a screen which is a calculation target by a prediction pixel calculation method used in the second embodiment of the present invention.

【図7】図6を時間軸と垂直な方向から見た図である。FIG. 7 is a diagram of FIG. 6 viewed from a direction perpendicular to a time axis.

【図8】本発明の第3の実施例における動きベクトル検
出回路を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing a motion vector detection circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施例における第1の間引き回
路によるブロックの1/2間引きを示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing 1/2 thinning of blocks by the first thinning circuit according to the third exemplary embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施例における第2の間引き
回路によるサーチエリアの1/2間引きを示した図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing 1/2 thinning of the search area by the second thinning circuit according to the third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施例に示した以外のブロッ
クの1/2間引きを示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing 1/2 thinning-out of blocks other than those shown in the third embodiment of the present invention.

【図12】本発明に係わる動きベクトル検出方式が対象
とする入力画像と直前の画像の画面上の画素の位置関係
を示した図である。
FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship between pixels on the screen of the input image and the immediately preceding image targeted by the motion vector detection method according to the present invention.

【図13】従来の動きベクトル検出回路を示した図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a conventional motion vector detection circuit.

【図14】入力画像内のブロックと参照画像内のサーチ
エリアの位置関係を示した図である。
FIG. 14 is a diagram showing a positional relationship between a block in an input image and a search area in a reference image.

【図15】従来例で用いる予測画素演算手法が、演算の
対象とする画面上の画素の位置関係を示した図である。
FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship of pixels on a screen which is a calculation target in a prediction pixel calculation method used in a conventional example.

【図16】図15を時間軸と垂直な方向から見た図であ
る。
16 is a diagram of FIG. 15 viewed from a direction perpendicular to the time axis.

【図17】従来の入力画像全体を2ch分割し、各chのブ
ロックの動きベクトルを並列演算する方法を説明する回
路構成を示した図である。
FIG. 17 is a diagram showing a circuit configuration for explaining a conventional method of dividing the entire input image into two channels and performing parallel calculation of motion vectors of blocks of each channel.

【図18】従来の入力画像全体の上下2ch分割を示した
図である。
[Fig. 18] Fig. 18 is a diagram showing division of the entire conventional input image into upper and lower two channels.

【図19】従来の入力画像全体の左右2ch分割を示した
図である。
FIG. 19 is a diagram showing conventional left / right 2-channel division of the entire input image.

【図20】図18に示した入力画像全体を上下に2ch分割
したとき、ch1に分割した領域のサーチエリアを示した
図である。
20 is a diagram showing a search area in a region divided into ch1 when the entire input image shown in FIG. 18 is vertically divided into two channels.

【図21】図18に示した入力画像全体を上下に2ch分割
したとき、ch2に分割した領域のサーチエリアを示した
図である。
FIG. 21 is a diagram showing a search area of an area divided into ch2 when the entire input image shown in FIG. 18 is vertically divided into two channels.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,15,16,25,26,36,37,38,39…フレームメ
モリ、 3,4…ch分割回路、 5,6,19,27,40,
42…ブロック用メモリ、 7,8,20,28,41,43…サ
ーチエリア用メモリ、 9,10,21,29,44,45…予測
誤差演算回路、11,22,30,49,47…比較回路、 12,
13,32,33,34…領域、 14,35…ベクトル、 17,18
…間引き回路、 23,24…画素。
1, 2, 15, 16, 25, 26, 36, 37, 38, 39 ... Frame memory, 3, 4 ... Ch division circuit, 5, 6, 19, 27, 40,
42 ... Block memory, 7, 8, 20, 28, 41, 43 ... Search area memory, 9, 10, 21, 29, 44, 45 ... Prediction error calculation circuit, 11, 22, 30, 49, 47 ... Comparator circuit, 12,
13, 32, 33, 34 ... Area, 14, 35 ... Vector, 17, 18
… Thinning circuit, 23, 24… Pixels.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像1フレーム全体をK×L(K,
Lは正の整数)画素からなるブロック単位に分割し前記
ブロックをストアする手段と、参照画像から前記ブロッ
クを複数の候補ベクトル分だけずらした位置に対応する
予測画素を演算するために必要なM×N(M,Nは正の
整数)画素からなるサーチエリアを切り出し、切り出し
た前記サーチエリアをストアする手段と、前記ブロック
を第1チャンネルブロックデータと第2チャンネルブロ
ックデータとに分割する分割手段と、前記サーチエリア
を第1チャンネルサーチエリアデータと第2チャンネル
サーチエリアデータに分割する分割手段と、各候補ベク
トルごとに、前記第1チャンネルブロックデータの予測
画素を前記第1チャンネルサーチエリアデータのみから
演算して求め、前記第1チャンネルブロックデータとそ
の予測画素との誤差を演算する第1の予測誤差演算手段
と、各候補ベクトルごとに、前記第2チャンネルブロッ
クデータの予測画素を前記第2チャンネルサーチエリア
データのみから演算して求め、前記第2チャンネルブロ
ックデータとその予測画素との誤差を演算する第2の予
測誤差演算手段と、各候補ベクトルごとに、前記第1の
予測誤差演算手段によって算出された第1チャンネルの
予測誤差と前記第2の予測誤差演算手段によって算出さ
れた第2チャンネルの予測誤差との和を算出し、それぞ
れの候補ベクトルの予測誤差を比較することで、1つの
前記ブロックに対し1つの動きベクトルを検出すること
を特徴とする動きベクトル検出回路。
1. An entire input image frame is K × L (K,
L is a positive integer) means for dividing the block into blocks each consisting of pixels, and M for calculating the predicted pixel corresponding to the position where the block is shifted from the reference image by a plurality of candidate vectors Means for cutting out a search area composed of × N (M and N are positive integers) pixels, storing the cut-out search area, and dividing means for dividing the block into first channel block data and second channel block data. Dividing means for dividing the search area into first channel search area data and second channel search area data, and predictive pixels of the first channel block data for each candidate vector only in the first channel search area data. The error between the first channel block data and the predicted pixel is calculated from First prediction error calculating means for calculating, and for each candidate vector, a prediction pixel of the second channel block data is calculated by calculating only from the second channel search area data, and the second channel block data and its prediction Second prediction error calculation means for calculating an error with a pixel, and for each candidate vector, the prediction error of the first channel calculated by the first prediction error calculation means and the second prediction error calculation means. Motion vector detection, characterized in that one motion vector is detected for one of the blocks by calculating a sum with the calculated prediction error of the second channel and comparing the prediction errors of the respective candidate vectors. circuit.
【請求項2】 ブロックの第1フィールド内の画素を第
1チャンネル、第2フィールド内の画素を第2チャンネ
ルに分割する第1のチャンネル分割手段と、サーチエリ
アの第1フィールド内の画素を第1チャンネル、第2フ
ィールド内の画素を第2チャンネルに分割する第2のチ
ャンネル分割回路を備えた請求項1記載の動きベクトル
検出回路。
2. A first channel dividing means for dividing a pixel in a first field of a block into a first channel and a pixel in a second field into a second channel, and a pixel in a first field of a search area into a first channel. 2. The motion vector detection circuit according to claim 1, further comprising a second channel division circuit for dividing the pixels in one channel and the second field into the second channel.
【請求項3】 入力画像1フレーム全体をK×L画素か
らなるブロック単位に分割し前記ブロックをストアする
手段と、参照画像から前記ブロックを複数の候補ベクト
ル分だけずらした位置に対応する予測画素を演算するた
めに必要なM×N画素からなるサーチエリアを切り出
し、切り出したサーチエリアをストアする手段と、前記
ブロックの第1フィールド、あるいは第2フィールドの
うちどちらか片方のフィールド内の画素のみを間引く第
1の間引き手段と、前記サーチエリアから前記ブロック
を間引いたフィールドと同じフィールド内画素を間引く
第2の間引き手段と、各候補ベクトルごとに、前記第1
の間引き手段で抽出したどちらか片方のフィールドのみ
からなる間引かれたブロックの各画素の予測画素を、前
記第2の間引き手段で抽出したどちらか片方のフィール
ドのみからなる間引かれたサーチエリアの画素のみを用
いて演算して求め、前記間引かれたブロックの画素とそ
の予測画素との誤差を算出し、それぞれの候補ベクトル
の予測誤差を比較することで、1つの前記ブロックに対
し1つの動きベクトルを検出することを特徴とする動き
ベクトル検出回路。
3. A unit for dividing an entire one frame of an input image into K × L pixel block units and storing the block, and a prediction pixel corresponding to a position where the block is shifted from a reference image by a plurality of candidate vectors. Means for cutting out a search area consisting of M × N pixels necessary for calculating the above and storing the cut-out search area, and only pixels in one of the first field and the second field of the block A thinning means, a second thinning means for thinning out pixels in the same field as the field thinning the block from the search area, and the first thinning means for each candidate vector.
A thinned search area consisting of only one of the fields extracted by the second thinning means for the predicted pixel of each pixel of the thinned block consisting of only one of the fields extracted by the thinning means. Calculated by using only the pixels of the block, the error between the pixel of the thinned block and its prediction pixel is calculated, and the prediction error of each candidate vector is compared to obtain 1 for each block. A motion vector detection circuit characterized by detecting two motion vectors.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6370195B1 (en) 1998-04-14 2002-04-09 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting motion

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6370195B1 (en) 1998-04-14 2002-04-09 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting motion
US6496539B2 (en) 1998-04-14 2002-12-17 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for detecting motion

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