JP3137084B2 - Motion detection apparatus and method - Google Patents
Motion detection apparatus and methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、動き量を検出する
方法及び装置に関し、特にディジタル画像信号よりなる
二つの画像から動き量を検出する動き量検出装置及び方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for detecting a motion amount, and more particularly to a motion amount detecting device and a method for detecting a motion amount from two images composed of digital image signals.
【0002】[0002]
【従来の技術】動画の利用や、動画に関する信号処理の
進展にともなって、画像中の各物体の動きの方向と大き
さ、すなわち動きベクトルを検出する技術の必要性が高
まってきている。例えば、高効率動画像圧縮のための動
き補償型画像符号化、交通監視システムあるいは自律走
行車両の視覚センサーにおける動物体の検出処理、速度
検出処理等である。2. Description of the Related Art With the use of moving images and the progress of signal processing relating to moving images, the need for a technique for detecting the direction and magnitude of the motion of each object in an image, that is, a motion vector, has been increasing. For example, motion-compensated image coding for high-efficiency moving image compression, moving object detection processing in a traffic monitoring system or a visual sensor of an autonomous vehicle, speed detection processing, and the like.
【0003】また、プラズマ・ディスプレイ・パネル等
のサブフィールド方式に基づく画像表示装置において
も、動画に特有の動画ノイズを低減するためには画像の
動きを検出しそれを利用したノイズ抑制の信号処理を行
うことが有効である、とされている。Also, in an image display apparatus based on a subfield system such as a plasma display panel, in order to reduce moving image noise peculiar to moving images, a motion of an image is detected and a signal processing for noise suppression using the detected motion is performed. Is effective.
【0004】時間的に近接して撮影された一連の画像、
もしくは二枚の画像から動きベクトルを決定する方法と
しては、輝度の空間的勾配と輝度の時間的変化とから動
きベクトルを決定する勾配法、ブロック化した画像の各
ブロックを移動させながら他方の画像との相関を計算
し、それが最大となる移動量から動きベクトルを決定す
る相関法、あるいは、画像を移動させながら画像間の差
を計算し差を最小にする移動量から動きベクトルを決定
するパターンマッチング法などが知られている。また、
相関法において画像間の相関を計算する際には、高速フ
ーリエ変換(FFT)を利用して処理を高速に行う技術
も良く知られている。A series of images taken in close proximity in time,
Alternatively, as a method of determining a motion vector from two images, a gradient method of determining a motion vector from a spatial gradient of luminance and a temporal change of luminance, and the other image while moving each block of a blocked image Or a correlation method that determines the motion vector from the amount of movement that maximizes it, or calculates the difference between images while moving the image and determines the motion vector from the amount of movement that minimizes the difference A pattern matching method and the like are known. Also,
When calculating the correlation between images in the correlation method, a technique for performing processing at high speed using fast Fourier transform (FFT) is also well known.
【0005】さらに、高速フーリエ変換を利用して位相
相関関数のピーク値から動きベクトルを決定する位相相
関法も知られている。Further, a phase correlation method for determining a motion vector from a peak value of a phase correlation function using a fast Fourier transform is also known.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら相関法、
位相相関法では、輝度信号の変化が不鮮明である場合に
は、正しく動きベクトルが検出されないという問題点が
ある。この問題を解決するために、例えば特開平7−6
6989号公報には、入力画像中のエッジ部分をエッジ
検出手段によって検出し、検出されたエッジ領域に対し
てのみ画像の先鋭化処理を施した上で、位相相関法を用
いて動きベクトルを検出するという動き量検出装置が提
案されている。However, the correlation method,
The phase correlation method has a problem that a motion vector cannot be correctly detected when a change in a luminance signal is unclear. In order to solve this problem, for example, Japanese Patent Application Laid-Open
Japanese Patent No. 6989 discloses that an edge portion in an input image is detected by an edge detecting means, an image is sharpened only for the detected edge region, and then a motion vector is detected using a phase correlation method. There has been proposed a motion amount detection device that performs the operation.
【0007】このように、相関法、あるいは位相相関法
は、比較的処理の負荷が軽いため広く用いられている方
法であるが、上述のように輝度信号の空間的変化がなだ
らかで不鮮明である場合には正しく動きベクトルを検出
できない、という問題点を有している。以下に詳細に説
明する。As described above, the correlation method or the phase correlation method is widely used because the processing load is relatively light, but the spatial change of the luminance signal is smooth and unclear as described above. In this case, there is a problem that a motion vector cannot be correctly detected. This will be described in detail below.
【0008】例えば図5に示したように輝度が空間的に
なだらかに、かつ単調に変化している場合を考えてみ
る。本来、画像信号は二次元の座標軸上で表されるはず
であるが、説明の簡単化のために、図5では一次元の場
合の信号を示している。[0008] For example, consider a case in which the luminance changes spatially gently and monotonously as shown in FIG. Originally, the image signal should be represented on a two-dimensional coordinate axis, but for simplicity of description, FIG. 5 shows a signal in a one-dimensional case.
【0009】相関法では、図5の中から矢印で示された
範囲の信号ブロックfの位置を検出するために、信号ブ
ロックfを移動させながら信号の重なりあいを計算す
る。その結果、図6に示すような相関関数が得られる
が、これは正しい位置(この場合は、位置64)におい
て最大とはならず、輝度が増加する方向に移動すればす
るほど相関が高くなっていくことが分かる。In the correlation method, signal overlap is calculated while moving the signal block f in order to detect the position of the signal block f in the range indicated by the arrow in FIG. As a result, a correlation function as shown in FIG. 6 is obtained. However, the correlation function does not reach the maximum at the correct position (in this case, the position 64), and the correlation increases as the luminance increases. You can see that it goes.
【0010】従って、このような場合には、相関法では
正しい動き量を決定することはできない。[0010] Therefore, in such a case, the correlation method cannot determine a correct motion amount.
【0011】さらに別の問題点として、相関法では、反
射光などによって、画像中に輝度が著しく高い領域が存
在する場合には、それに影響されて動きベクトルが正し
く決定できないという問題点がある。As another problem, the correlation method has a problem that when there is a region having a remarkably high luminance in an image due to reflected light or the like, a motion vector cannot be correctly determined due to the influence of the region.
【0012】例えば、図8に示すように、画像中に輝度
の著しく高い領域が孤立して存在する場合を考えてみ
る。相関法に基づいて相関関数を計算してみると、図9
に示すような結果が得られ、輝度の高い領域の影響によ
って、正しい位置(この場合にも位置64)において相
関関数は最大にはならない。従って、この場合にも、や
はり正しく動き量が決定できないことが分かる。For example, let us consider a case where an extremely high luminance region is isolated in an image as shown in FIG. When the correlation function is calculated based on the correlation method, FIG.
Is obtained, and the correlation function does not reach the maximum at the correct position (again, the position 64) due to the influence of the high luminance area. Therefore, also in this case, it can be seen that the motion amount cannot be determined correctly.
【0013】上記特開平7−66989号公報は、輝度
信号の変化が不鮮明な画像に対しても動きベクトルを検
出可能とする方法を提案したものであるが、この従来の
方法においては、輝度が急激に変化するエッジ部分が動
きベクトルを決定すべき画像ブロック中に存在している
ことが必要とされている。このため、図5に示したよう
に、輝度がなだらかに変化している領域では、やはり正
しく動きベクトルの決定ができない。The above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-66989 proposes a method for detecting a motion vector even for an image in which the change in luminance signal is unclear. It is required that a rapidly changing edge portion exists in an image block whose motion vector is to be determined. For this reason, as shown in FIG. 5, a motion vector cannot be correctly determined in a region where the luminance changes gradually.
【0014】画像の動き解析処理、あるいはサブフィー
ルド方式画像表示装置における動画ノイズ抑制処理のた
めには、輝度がなだらかに変化している領域において
も、動きベクトルを検出することが重要になる。In order to analyze the motion of an image or to suppress the noise of a moving image in a subfield type image display device, it is important to detect a motion vector even in a region where the luminance changes gradually.
【0015】したがって本発明は、上記問題点に鑑みて
なされたものであって、その目的は、輝度がなだらかに
変化している領域においても、また画像中に輝度が著し
く高い領域がある場合にも、精度良く動きベクトルを検
出することができる動き検出方法及び装置を提供するこ
とにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to solve the problem even in a region where the luminance is gradually changing or when there is a region where the luminance is extremely high in the image. Another object of the present invention is to provide a motion detection method and apparatus capable of detecting a motion vector with high accuracy.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
本発明は、複数の輝度範囲を設定する輝度範囲設定手段
と、前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内の輝度を持つ
画素のみを入力画像から抽出し該入力画像を複数の部分
画像に分解する画像分解手段と、前記分解された各部分
画像ごとに相関関数を算出する相関関数算出手段と、前
記各部分画像ごとの相関関数を総合し動きベクトルを決
定する動きベクトル決定手段と、を含む。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a luminance range setting means for setting a plurality of luminance ranges, and only a pixel having a luminance within the luminance range according to each of the luminance ranges. An image decomposing unit that extracts from the input image and decomposes the input image into a plurality of partial images, a correlation function calculating unit that calculates a correlation function for each of the decomposed partial images, and a correlation function for each of the partial images. Motion vector determining means for determining a motion vector in total.
【0017】本発明は、複数の輝度範囲を設定する輝度
範囲設定手段と、前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内
の輝度を持つ画素のみを入力画像から抽出し該入力画像
を複数の部分画像に分解する画像分解手段と、前記分解
された各部分画像ごとに位相相関関数を算出する位相相
関関数算出手段と、前記各部分画像ごとの位相相関関数
を総合し動きベクトルを決定する動きベクトル決定手段
と、を含む。According to the present invention, there is provided a brightness range setting means for setting a plurality of brightness ranges, and extracting only pixels having brightness within the brightness range from an input image in accordance with each of the brightness ranges, and dividing the input image into a plurality of portions. Image decomposing means for decomposing into images, phase correlation function calculating means for calculating a phase correlation function for each of the decomposed partial images, and a motion vector for determining a motion vector by integrating the phase correlation functions for each of the partial images Determining means.
【0018】本発明は、複数の輝度範囲を設定する輝度
範囲設定手段と、前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内
の輝度を持つ画素のみを入力画像から抽出し該入力画像
を複数の部分画像に分解する画像分解手段と、前記分解
された各部分画像ごとに動きベクトルを算出する動きベ
クトル算出手段と、前記各部分画像ごとに算出された動
きベクトルを総合し最終的な動きベクトルを決定する動
きベクトル決定手段と、を含む。According to the present invention, there is provided a brightness range setting means for setting a plurality of brightness ranges, and extracting only pixels having brightness within the brightness range from an input image in accordance with each of the brightness ranges, and dividing the input image into a plurality of portions. Image decomposing means for decomposing into images, motion vector calculating means for calculating a motion vector for each of the decomposed partial images, and determining the final motion vector by integrating the motion vectors calculated for each of the partial images Motion vector determining means.
【0019】本発明において、前記輝度範囲設定手段
は、輝度範囲を、前記入力画像に応じて、適応的に可変
に設定するようにしてもよい。In the present invention, the luminance range setting means may adaptively variably set a luminance range according to the input image.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明は、その好ましい一実施の形態において、
図1を参照すると、二つのブロック化された入力画像を
入力とする画像分解手段(2)では、輝度範囲設定手段
(1)で設定された複数の輝度範囲について各輝度範囲
内の輝度を持つ画素を前記入力画像からそれぞれ抽出
し、それ以外の輝度を有する画素についてはその輝度を
ゼロとした部分画像を生成し、二つの入力画像それぞれ
について部分画像に分解する。複数の輝度範囲(例えば
輝度が0〜255の値をとる時、一例として[0,1
5]、[16,31]、[240,255]等の16個
の輝度範囲に区分される)の各輝度範囲に対してこのよ
うな分解処理を行うことによって、画像分解手段(2)
は、二つの入力画像を複数の部分画像に分解する。Embodiments of the present invention will be described. The present invention, in one of its preferred embodiments,
Referring to FIG. 1, in an image decomposing unit (2) that receives two blocked input images as inputs, a plurality of luminance ranges set by the luminance range setting unit (1) have luminance within each luminance range. Pixels are respectively extracted from the input image, and a partial image having a luminance of zero is generated for pixels having other luminances, and each of the two input images is decomposed into a partial image. A plurality of luminance ranges (for example, when the luminance takes a value of 0 to 255, [0, 1
5], [16, 31], [240, 255], etc.), the image decomposing means (2).
Decomposes two input images into a plurality of partial images.
【0021】次に、相関関数算出手段(3)では、画像
分解手段(2)によって分解された、ブロック化された
二つの入力画像に対して、同一輝度範囲に対応する各部
分画像ごとに相関関数を算出し、動きベクトル決定手段
(4)では、各部分画像ごとの相関関数を、入力画像当
たりの部分画像のすべて(輝度範囲の個数分)について
加算した総和が、最大値をとる画素位置を検出すること
で最終的な動きベクトルを決定する。Next, in the correlation function calculating means (3), for each of the partial images corresponding to the same luminance range, the two divided input images decomposed by the image decomposing means (2) are correlated. The motion vector deciding means (4) calculates the sum of the correlation functions for each of the partial images and adds up the correlation functions for all of the partial images per input image (for the number of luminance ranges) to determine the pixel position at which the maximum value is obtained To determine a final motion vector.
【0022】本発明は、第2の実施の形態において、図
2を参照すると、画像分割手段(2)では、二つの入力
画像と対して、複数の輝度範囲について各輝度範囲内の
輝度を持つ画素を入力画像からそれぞれ抽出すること
で、前記二つの入力画像をそれぞれ、前記輝度範囲の個
数分の部分画像に分解し、位相相関関数算出手段(5)
で、前記二つの入力画像の間で、前記分解された、同一
輝度範囲に対応する各部分画像ごとの位相相関関数を算
出し、動きベクトル決定手段(4)で、前記各部分画像
ごとの位相相関関数を前記入力画像当たりの部分画像全
てについて加算した総和が最大値をとる画素位置を検出
することで最終的な動きベクトルを決定する。According to the second embodiment of the present invention, referring to FIG. 2, the image dividing means (2) has a luminance within each luminance range for a plurality of luminance ranges with respect to two input images. By extracting pixels from the input image, the two input images are respectively decomposed into partial images corresponding to the number of the luminance ranges, and a phase correlation function calculating means (5)
Then, a phase correlation function for each of the divided partial images corresponding to the same luminance range is calculated between the two input images, and the motion vector determining means (4) calculates a phase correlation function for each of the partial images. The final motion vector is determined by detecting the pixel position at which the sum of the correlation functions added for all the partial images per input image has the maximum value.
【0023】さらに、本発明は、第3の実施の形態にお
いて、図3を参照すると、画像分割手段(2)におい
て、二つの入力画像に対して複数の輝度範囲の各輝度範
囲に応じて該輝度範囲内の輝度を持つ画素を入力画像か
らそれぞれ抽出し、前記二つの入力画像をそれぞれ前記
輝度範囲の個数分の部分画像に分解し、動きベクトル算
出手段(6)で、前記分解された各部分画像ごとに動き
ベクトルを算出し、動きベクトル決定手段(4A)で、
前記各部分画像ごとに算出された動きベクトルを総合し
最終的な動きベクトルを決定するように構成してもよ
い。動きベクトル算出手段(6)では、二つの入力画像
の間で、前記分解された、同一輝度範囲に対応する各部
分画像ごとの相関関数を求め、該相関関数を最大値をと
る位置を検出することで各部分画像ごとに動きベクトル
を算出し、動きベクトル決定手段(4A)では、部分画
像ごとの動きベクトルを加算平均することで、最終的な
動きベクトルを決定する。Further, in the third embodiment, referring to FIG. 3, in the image dividing means (2), the two input images are divided into a plurality of luminance ranges according to the respective luminance ranges. Pixels having a luminance within the luminance range are respectively extracted from the input image, and the two input images are decomposed into partial images corresponding to the number of the luminance ranges, respectively. A motion vector is calculated for each partial image, and the motion vector determining means (4A)
The final motion vector may be determined by integrating the motion vectors calculated for each of the partial images. The motion vector calculation means (6) obtains a correlation function for each of the decomposed partial images corresponding to the same luminance range between the two input images, and detects a position where the correlation function takes a maximum value. Thus, a motion vector is calculated for each partial image, and the motion vector determining means (4A) determines the final motion vector by averaging the motion vectors for each partial image.
【0024】さらに、本発明の第4の実施の形態とし
て、図4を参照すると、輝度範囲を入力画像から適応的
に可変に設定するように構成してもよい。Further, as a fourth embodiment of the present invention, referring to FIG. 4, the luminance range may be adaptively variably set from an input image.
【0025】このように、本発明の実施の形態において
は、各輝度範囲ごとに分解された画像に対してそれぞれ
相関関数を計算することによって、輝度の値が大きく異
なる領域間、換言すると、本来対応するはずのない領域
間の相関によって相関関数が乱されることが防止され
る。As described above, in the embodiment of the present invention, by calculating the correlation function for each of the images decomposed for each luminance range, the correlation value is calculated between the regions having greatly different luminance values. Correlation between regions that should not correspond does not disrupt the correlation function.
【0026】この結果、入力画像中に輝度の著しく高い
領域があるような場合にも、これに影響されることなく
正しく動きベクトルが決定できる。As a result, even in the case where there is a region having a remarkably high luminance in the input image, the motion vector can be correctly determined without being affected by the region.
【0027】また同様の理由によって、輝度がなだらか
に変化する領域においても、正しく動きベクトルが決定
できる。For the same reason, a motion vector can be correctly determined even in a region where luminance changes gradually.
【0028】[0028]
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention;
【0029】[実施例1]図1は、本発明の第1の実施
例の構成及び処理を説明するための図である。本発明の
第1の実施例は、時間的に近接して撮影された二枚のデ
ジタル画像から、分割された各ブロックごとにその動き
ベクトルを算出する処理を行う。入力された二枚のデジ
タル画像のうち、画像fはあらかじめ定められた大き
さ、例えば16x16画素の大きさのブロックに分割さ
れているものとし、このように予めブロック化された画
像が入力するものとする。本実施例において、もう一枚
の画像gの中から、このブロックと同じ画像が位置する
領域を検出することによって、動きベクトルを算出す
る。[Embodiment 1] FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration and processing of a first embodiment of the present invention. In the first embodiment of the present invention, a process of calculating a motion vector for each divided block from two digital images photographed close in time is performed. Of the two input digital images, the image f is assumed to be divided into blocks of a predetermined size, for example, a size of 16 × 16 pixels, and the image thus pre-blocked is input. And In the present embodiment, a motion vector is calculated by detecting, from another image g, a region where the same image as that of the block is located.
【0030】探索の範囲を、例えばこのブロックの位置
を中心に、128x128画素とすると、画像gもやは
り、予めこの探索範囲の大きさのブロック、128x1
28画素に切り出されて入力するものとする。Assuming that the search range is, for example, 128.times.128 pixels centered on the position of this block, the image g also has a block of 128.times.1
It is assumed that the image is cut into 28 pixels and input.
【0031】なお上記2種類の画像ブロックのサイズ
は、ここでは異なった大きさに設定されているがこれは
同じでもかまわない。入力画像の輝度範囲は0〜255
とする。The sizes of the two types of image blocks are set to different sizes here, but they may be the same. The luminance range of the input image is 0 to 255
And
【0032】まず始めに輝度範囲設定手段1は、後の処
理で用いる輝度範囲を設定する。ここでは、あらかじめ
設定しておいた固定の輝度範囲、例えば[0,15]、
[16,31]、[32,47]、….、[240,2
55]の各16階調ごとに区切られた16個の輝度範囲
を表すデータが記憶されている。First, the brightness range setting means 1 sets a brightness range to be used in the subsequent processing. Here, a fixed luminance range set in advance, for example, [0, 15],
[16, 31], [32, 47],. , [240,2
55] is stored for each of the 16 luminance ranges divided for each of 16 gradations.
【0033】画像分解手段2は、これら16個の輝度範
囲に応じて入力画像fおよびgを、それぞれ16枚の部
分画像に分解する。The image decomposing means 2 decomposes the input images f and g into 16 partial images according to these 16 luminance ranges.
【0034】ここで画像fをf(x,y)、画像gをg
(x,y)で表すと、例えば1番目の輝度範囲、[0,
15]に対応する部分画像f1(x,y)およびg1
(x,y)は、次式(1)、(2)で定義される。Here, the image f is represented by f (x, y), and the image g is represented by g
When expressed by (x, y), for example, the first luminance range, [0,
15] and partial images f1 (x, y) and g1
(X, y) is defined by the following equations (1) and (2).
【0035】[0035]
【数1】 (Equation 1)
【数2】 (Equation 2)
【0036】他の輝度範囲に対応する部分画像fj
(x,y)、gj(x,y)、(但し、j=2〜16)
も同様な規則で生成される。すなわち与えられた輝度範
囲に対して、入力画像の輝度がその輝度範囲内にあれば
その値が、それ以外の場合には値ゼロが各画素に与えら
れる。Partial image fj corresponding to another luminance range
(X, y), gj (x, y) (where j = 2 to 16)
Is generated by a similar rule. That is, for the given luminance range, if the luminance of the input image is within the luminance range, the value is given to each pixel, otherwise, the value zero is given to each pixel.
【0037】このようにして画像分解手段1によって、
各入力画像f(x,y)、g(x,y)は、それぞれ、In this way, the image decomposing means 1
The input images f (x, y) and g (x, y) are respectively
【0038】[0038]
【数3】 (Equation 3)
【0039】と複数の部分画像、本実施例では、16枚
の部分画像に分解される。Then, the image is decomposed into a plurality of partial images, in this embodiment, 16 partial images.
【0040】次に、相関関数算出手段3がこのように分
解された各部分画像ごとに、次式(4)の相関関数cj
(x,y)を計算する。Next, the correlation function calculating means 3 calculates a correlation function cj of the following equation (4) for each of the partial images thus decomposed.
Calculate (x, y).
【0041】[0041]
【数4】 (Equation 4)
【0042】この相関関数の算出(コンボルーション演
算)は、実際には、演算の高速化の為、高速フーリエ変
換を利用して以下のように行われる。The calculation of this correlation function (convolution operation) is actually performed as follows using a fast Fourier transform in order to speed up the operation.
【0043】まず、画像fj(サイズ16x16)と、
画像gj(サイズ128x128)の大きさを揃えるた
めに、画像fjをサイズ128x128画素のブロック
の中央に中心を揃えて配置し、周辺を値ゼロで埋める。First, an image fj (size 16 × 16) and
In order to make the size of the image gj (size 128 × 128) uniform, the image fj is arranged at the center of the block of size 128 × 128 pixels, and the periphery is filled with zero.
【0044】こうして得られた画像をf′j(x,y)
(サイズ128x128画素)とする。The image thus obtained is represented by f'j (x, y)
(Size 128 × 128 pixels).
【0045】次にf′j、gjのフーリエ変換Fj、G
jを高速フーリエ変換を利用して算出する。Next, the Fourier transforms Fj, G of f'j, gj
j is calculated using the fast Fourier transform.
【0046】次にFjの複素共役Fj*とGjとの積を
算出する。Next, the product of the complex conjugate Fj * of Fj and Gj is calculated.
【0047】最後に、この積、Fj*xGjの逆フーリ
エ変換をやはり高速フーリエ変換(IFFT)を利用し
て算出することによって、相関関数cj(x,y)が得
られる。Finally, the correlation function cj (x, y) is obtained by calculating the inverse Fourier transform of the product, Fj * xGj, also using the fast Fourier transform (IFFT).
【0048】なお画像gjの境界における不連続性の影
響を(Gibbsの現象等)避けるために、フーリエ変
換を算出する際に、例えば3シグマ・ガウシアン窓等の
窓関数を掛け、境界周辺での値を減衰させた上で、フー
リエ変換を算出するという方法を用いてもよい。In order to avoid the effect of discontinuity at the boundary of the image gj (Gibbs phenomenon, etc.), when calculating the Fourier transform, a window function such as a 3 sigma-Gaussian window is multiplied, and the area around the boundary is multiplied. A method of calculating the Fourier transform after attenuating the value may be used.
【0049】こうして得られた相関関数cj(x,y)
から、それが最大値をとる位置(xjmax,yjma
x)を検出することによって、部分画像fj,gjから
得られる動きベクトルvj=(xjmax,yjma
x)が算出されることになるが、本実施例では、この処
理は行わず、相関関数cjそのものが動きベクトル決定
手段4へと送られる。The correlation function cj (x, y) thus obtained is
From the position at which it takes the maximum value (xjmax, yjma
x), a motion vector vj = (xjmax, yjma) obtained from the partial images fj, gj
x) is calculated, but in the present embodiment, this processing is not performed, and the correlation function cj itself is sent to the motion vector determination means 4.
【0050】最後に、動きベクトル決定手段4は、各部
分画像ごとに算出された相関関数cj(j=1−16)
を総合して動きベクトルを決定する。Finally, the motion vector determining means 4 calculates the correlation function cj (j = 1-16) calculated for each partial image.
To determine a motion vector.
【0051】本実施例では、動きベクトル決定手段4
は、まず各相関関数を加算し、その和C(x,y)を計
算する。In this embodiment, the motion vector determining means 4
Calculates the sum C (x, y) by adding each correlation function.
【0052】[0052]
【数5】 (Equation 5)
【0053】次に、この和C(x,y)が最大値をとる
位置、(xmax,ymax)を検出する。Next, the position (xmax, ymax) at which the sum C (x, y) takes the maximum value is detected.
【0054】そして、このベクトルを動きベクトルv=
(xmax,ymax)として決定し出力する。Then, this vector is defined as a motion vector v =
(Xmax, ymax) is determined and output.
【0055】ここで、相関法による動きベクトル検出の
原理を考えてみる。相関法では、ブロック化された画像
fが画像g中のどの位置に動いたかを調べるために、画
像fをずらしながら重なり具合を計算し、最も良く重な
る位置を検出する。すなわち、次式(6)の相関関数C
0(x,y)を計算し、相関関数が最大値をとる位置を
検出する。Here, the principle of motion vector detection by the correlation method will be considered. In the correlation method, the overlapping degree is calculated while shifting the image f to detect the position where the blocked image f has moved in the image g, and the best overlapping position is detected. That is, the correlation function C of the following equation (6)
0 (x, y) is calculated, and the position where the correlation function takes the maximum value is detected.
【0056】[0056]
【数6】 (Equation 6)
【0057】ところで、この相関関数C0(x,y)
は、上述した部分画像fj,gjを用いて次式(7)の
ように表すことができる。Incidentally, the correlation function C0 (x, y)
Can be expressed as in the following equation (7) using the partial images fj and gj described above.
【0058】[0058]
【数7】 (Equation 7)
【0059】式(7)において、第1項、C(x,y)
は、本実施例において、動きベクトルを決定するために
算出される、部分画像間の相関関数の総和である。第2
項は、異なる輝度範囲に属する部分画像間相互の相関関
数の総和を表す。In equation (7), the first term, C (x, y)
Is the sum of the correlation functions between the partial images calculated to determine the motion vector in the present embodiment. Second
The term represents the sum of mutual correlation functions between partial images belonging to different luminance ranges.
【0060】ところで、輝度範囲jに属する部分画像f
jは、通常やはり同じ輝度範囲jに属する部分画像gj
中に含まれているものと考えられるから、動きベクトル
を検出するために本来有効な項は、上式(7)の第1項
C(x,y)であるはずである。そして第2項は、第1
項をぼかし、動きベクトル検出のためには、妨害として
作用する性質のものである。Incidentally, the partial image f belonging to the luminance range j
j is a partial image gj which also normally belongs to the same luminance range j
Therefore, the term that is originally effective for detecting the motion vector should be the first term C (x, y) in the above equation (7). And the second term is the first
The term blurs and acts as a hindrance for motion vector detection.
【0061】本実施例では、入力画像を部分画像に分解
して相関を計算することによって、この有害な第2項が
取り除かれ、動きベクトル検出のために有効な第1項の
みが算出される。In this embodiment, the harmful second term is removed by decomposing the input image into partial images and calculating the correlation, and only the first term effective for detecting the motion vector is calculated. .
【0062】そして、上式(7)の第1項を用いて動き
ベクトルを検出する結果、より正確な動きベクトル検出
が可能となり、従来困難であった輝度がなだらかに変化
している領域においても、また、画像中に輝度が著しく
高い領域が存在する場合にも精度良く動きベクトルを検
出することが可能になる。Then, as a result of detecting the motion vector using the first term of the above equation (7), more accurate motion vector detection becomes possible, and even in a region where the luminance is difficult to change, which was difficult in the past. In addition, even when an image has a region with extremely high luminance, a motion vector can be accurately detected.
【0063】図5乃至図10は、本実施例と、比較例と
して従来の単純な相関法との比較結果を示す。画像信号
は、本来は二次元の空間座標であらわされるが、ここで
は、説明を簡単化するために、一次元の信号の場合につ
いて比較を行っている。二次元の場合でも本質的な結果
には変わりはない。FIGS. 5 to 10 show the results of comparison between this embodiment and a conventional simple correlation method as a comparative example. Although an image signal is originally represented by two-dimensional spatial coordinates, a comparison is made here for a one-dimensional signal in order to simplify the description. The two-dimensional case does not change the essential result.
【0064】図5は、その中から信号ブロックf(矢印
で示した範囲)の位置が探索される信号ブロックgを示
す。信号ブロックg中では、信号ブロックfの中心位置
は64になっているので、この場合には64が求めるべ
き答である。FIG. 5 shows a signal block g in which the position of a signal block f (range indicated by an arrow) is searched. Since the center position of the signal block f is 64 in the signal block g, 64 is the answer to be obtained in this case.
【0065】図6は、従来の相関法によってブロックf
とgとの重なり合いを、ブロックfの位置をずらしなが
ら求めたものである。横軸はブロックfの中心位置を表
す。結果は位置64では最大とはならず、輝度の大きい
方へずらせばずらすほど相関が大きくなってしまうこと
が分かる。FIG. 6 shows a block f obtained by a conventional correlation method.
And g are obtained while shifting the position of the block f. The horizontal axis represents the center position of the block f. It can be seen that the result does not reach the maximum at the position 64, and the correlation increases as the luminance shifts to the higher luminance.
【0066】すなわち、図5に示すように、輝度がなだ
らかに単調に変化しているような領域では、従来の相関
法では正確に動きベクトルを算出することはできない。That is, as shown in FIG. 5, in a region where the luminance changes gently and monotonously, the motion vector cannot be accurately calculated by the conventional correlation method.
【0067】図7は、本実施例による処理の結果を示
す。図7には、同じ輝度領域に属する部分画像間の相関
関数の総和Cが示されている。図7を参照すると、正し
い位置64で最大値をとっていることがわかる。FIG. 7 shows the result of the processing according to this embodiment. FIG. 7 shows a sum C of correlation functions between partial images belonging to the same luminance region. Referring to FIG. 7, it can be seen that the maximum value is obtained at the correct position 64.
【0068】このように、本実施例によれば、従来法で
は検出困難であった、輝度がなだらかに単調に変化して
いるような領域でも、正しく動きベクトルが検出できる
ことが分かる。As described above, according to the present embodiment, it can be seen that a motion vector can be correctly detected even in a region where the luminance changes gently and monotonously, which is difficult to detect by the conventional method.
【0069】図8乃至図10に、別の例を示す。図8
は、信号ブロックf(矢印で示した範囲)の位置が探索
される信号ブロックgである。やはり信号ブロックfの
中心位置は64になっているので、この場合にも64が
求めるべき正解である。この例では、信号ブロックg中
に、著しく輝度の高い領域が存在するので、従来の相関
法では、その影響を受ける結果、図9に示したように、
相関関数は正しい位置において最大にはならずやはり誤
った動きベクトルが検出されてしまう。8 to 10 show other examples. FIG.
Is a signal block g in which the position of the signal block f (the range indicated by the arrow) is searched. Again, the center position of the signal block f is 64, so in this case also 64 is the correct answer to be found. In this example, since a region having a significantly high luminance exists in the signal block g, the conventional correlation method is affected by the region. As a result, as shown in FIG.
The correlation function is not maximized at the correct position, and an erroneous motion vector is still detected.
【0070】これに対して、本実施例では、図10に示
すように、正しい位置64にCの最大値があらわれ、こ
の場合でも正しく動きベクトルが検出できていることが
分かる。On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the maximum value of C appears at the correct position 64, and it can be seen that the motion vector can be correctly detected even in this case.
【0071】なお図5乃至図10では、信号の輝度範囲
は0−255であり、信号を分解する時の輝度範囲は、
輝度0から8階調ごとに区切られた32個の輝度範囲を
設定してある。In FIGS. 5 to 10, the luminance range of the signal is 0 to 255, and the luminance range when the signal is decomposed is
32 luminance ranges are set for each of eight gradations from luminance 0.
【0072】なお、本実施例では、輝度範囲設定手段1
には16個の輝度範囲が記憶されており、それに応じて
入力画像は16枚の部分画像へと分解される構成になっ
ているが、設定される輝度範囲は、必ずしも複数である
必要はなく特別な場合として1つである場合もあり得
る。この場合、画像分解手段2は、入力画像からこの輝
度範囲内の輝度を持つ部分画像を唯1枚抽出し、相関関
数算出手段3はこの部分画像に対して相関関数を算出す
る。In this embodiment, the brightness range setting means 1
Stores 16 luminance ranges, and the input image is configured to be decomposed into 16 partial images in accordance with the stored luminance ranges. There may be one special case. In this case, the image decomposing means 2 extracts only one partial image having a luminance within this luminance range from the input image, and the correlation function calculating means 3 calculates a correlation function for this partial image.
【0073】動きベクトル決定手段4は、この相関関数
の最大値から動きベクトルを決定する。この場合にはも
ちろん決定される動きベクトルの精度は落ちるが他方処
理の負荷が軽くなるというメリットが生まれる。The motion vector determining means 4 determines a motion vector from the maximum value of the correlation function. In this case, of course, the accuracy of the determined motion vector decreases, but on the other hand, there is an advantage that the processing load is reduced.
【0074】[実施例2]次に本発明の第2の実施例に
ついて説明する。図2は、本発明の第2の実施例の構成
を示すブロック図である。図2を参照すると、本実施例
においても、前記第1の実施例の場合と同様に、予めブ
ロックされた二枚のデジタル画像、画像f(x,y)お
よび画像g(x,y)が入力するものとする。[Embodiment 2] Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, also in this embodiment, as in the case of the first embodiment, two previously blocked digital images, an image f (x, y) and an image g (x, y) are formed. Shall be entered.
【0075】輝度範囲設定手段1および画像分解手段2
の処理は、前記第1の実施例と全く同じである。Brightness range setting means 1 and image decomposition means 2
Is exactly the same as in the first embodiment.
【0076】本実施例では、位相相関関数算出手段5
は、画像分解手段2によって分解された各画像ごとに以
下の手順で位相相関関数を計算する。In this embodiment, the phase correlation function calculating means 5
Calculates the phase correlation function for each image decomposed by the image decomposing means 2 in the following procedure.
【0077】すなわち、まず前記第1の実施例の場合と
同様に、部分画像f′j(x,y),gj(x,y)の
フーリエ変換Fj,Gjを計算し、次にFjの複素共役
Fj*とGjとの規格化された積、Fj*xGj/|F
j*xGj|を算出し、最後にこの積の逆フーリエ変換
を計算することによって、位相相関関数dj(x,y)
を、各部分画像ごとに計算する。That is, as in the first embodiment, first, the Fourier transforms Fj and Gj of the partial images f′j (x, y) and gj (x, y) are calculated, and then the complex of Fj is calculated. Normalized product of conjugate Fj * and Gj, Fj * xGj / | F
j * xGj | and, finally, the inverse Fourier transform of this product to calculate the phase correlation function dj (x, y)
Is calculated for each partial image.
【0078】動きベクトル決定手段4は、各部分画像ご
とに算出された位相相関関数dj(j=1〜16)を総
合して動きベクトルを決定する。すなわち動きベクトル
決定手段4は各位相相関関数を加算し、加算した結果が
最大値をとる位置を検出することによって最終的な動き
ベクトルを決定し出力する。The motion vector determining means 4 determines a motion vector by integrating the phase correlation functions dj (j = 1 to 16) calculated for each partial image. That is, the motion vector determining means 4 adds the respective phase correlation functions, and determines and outputs the final motion vector by detecting the position where the result of the addition takes the maximum value.
【0079】[実施例3]次に本発明の第3の実施例に
ついて説明する。図3は、本発明の第3の実施例の構成
及び処理を示すブロック図である。本実施例において
も、前記第1の実施例の場合と同様に、予めブロックさ
れた二枚のデジタル画像、画像f(x,y)および画像
g(x,y)が入力するものとする。輝度範囲設定手段
1および画像分解手段2の処理は、前記第1の実施例の
場合と同じである。[Embodiment 3] Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration and processing of the third embodiment of the present invention. Also in this embodiment, as in the case of the first embodiment, it is assumed that two pre-blocked digital images, an image f (x, y) and an image g (x, y) are input. The processing of the luminance range setting means 1 and the image decomposing means 2 is the same as in the first embodiment.
【0080】本実施例では、動きベクトル算出手段6
は、画像分解手段2によって分解された各画像ごとに以
下の手順で動きベクトルを算出する。In this embodiment, the motion vector calculating means 6
Calculates a motion vector for each image decomposed by the image decomposing means 2 in the following procedure.
【0081】すなわち、まず前記第1の実施例の場合と
同様に、分解された各画像ごとに相関関数cj(x,
y)を計算する。That is, as in the first embodiment, the correlation function cj (x,
Calculate y).
【0082】次にこの相関関数cj(x,y)からそれ
が最大値をとる位置(xjmax,yjmax)を検出
することによって、部分画像fj,gjから得られる動
きベクトルvj=(xjmax,yjmax)が各部分
画像ごとに算出する。Next, by detecting the position (xjmax, yjmax) at which it takes the maximum value from the correlation function cj (x, y), the motion vector vj obtained from the partial images fj, gj = (xjmax, yjmax) Is calculated for each partial image.
【0083】動きベクトル決定手段4は、これらの動き
ベクトルのベクトル平均を算出することによって、最終
的な動きベクトルvを決定し出力する。The motion vector determining means 4 determines and outputs the final motion vector v by calculating the average of these motion vectors.
【0084】ここでベクトル平均vは次式(8)で与え
られる。Here, the vector average v is given by the following equation (8).
【0085】[0085]
【数8】 (Equation 8)
【0086】[実施例4]次に本発明の第4の実施例に
ついて説明する。図4は、本発明の第4の実施例の構成
及び処理を示す図である。Embodiment 4 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a diagram showing the configuration and processing of the fourth embodiment of the present invention.
【0087】本発明においては、一般に、入力画像を部
分画像に分解する際の各輝度範囲の幅を細かくすればす
るほどよりシャープなピークを持つ相関関数が得られ、
決定される動きベクトルの精度が高まる。In the present invention, in general, a correlation function having a sharper peak can be obtained as the width of each luminance range is reduced when an input image is decomposed into partial images.
The accuracy of the determined motion vector is increased.
【0088】例えば、図12は、前記第1の実施例にお
いて、輝度範囲を0から1階調きざみで区切り合計25
6個の輝度範囲を用いて各部分画像の相関関数を求めそ
の総和を計算したものである。入力信号は、図5の場合
と同じである。輝度範囲を8階調きざみで32個の輝度
範囲を設定し計算した図7と比較すると、ピークがより
シャープになっていることが見てとれる。For example, FIG. 12 shows that in the first embodiment, the luminance range is divided by 0 to 1 gradation and a total of 25
The correlation function of each partial image is obtained using six luminance ranges, and the sum is calculated. The input signal is the same as in FIG. Compared to FIG. 7 in which the luminance range is set to 32 luminance ranges at intervals of 8 gradations and calculated, it can be seen that the peak is sharper.
【0089】ところがこのように各輝度範囲の幅を狭く
設定すると相関関数がシャープになる反面、ノイズの重
畳に対して動作が不安定になるという問題が生じる。However, when the width of each luminance range is set to be narrow as described above, the correlation function becomes sharp, but the operation becomes unstable with respect to the superposition of noise.
【0090】例えば、図5の信号にその平均輝度の2%
のランダムノイズを重畳させると(図11参照)、各輝
度範囲の幅を1に設定した場合には、部分画像の相関関
数の総和は、図13に示すようになり、正しい位置(位
置64)で最大値をとらなくなってしまう。For example, the signal of FIG.
(See FIG. 11), when the width of each luminance range is set to 1, the sum of the correlation functions of the partial images becomes as shown in FIG. 13, and the correct position (position 64) Does not take the maximum value.
【0091】これに対して輝度範囲の幅をある程度大き
くとると、ノイズの重畳があっても安定して動きベクト
ルを検出することができる。On the other hand, if the width of the luminance range is increased to some extent, it is possible to detect a motion vector stably even when noise is superimposed.
【0092】図14は、図13の場合と同じ入力に対し
て、各輝度範囲の幅を16に設定して部分画像の相関関
数の総和を計算したものである。FIG. 14 shows the result of calculating the sum of the correlation functions of the partial images by setting the width of each luminance range to 16 for the same input as in FIG.
【0093】図14を参照すると、輝度範囲の幅を大き
くすることによって相関関数の幅は広がるが正しい位置
(位置64)において最大値をとっており、正しく動き
ベクトルが検出できることがわかる。Referring to FIG. 14, the width of the correlation function is increased by increasing the width of the luminance range, but the maximum value is obtained at the correct position (position 64), and it can be seen that the motion vector can be correctly detected.
【0094】そこで、本実施例では、上記の点に鑑み、
輝度範囲設定手段1が、輝度範囲再決定手段7を備え、
輝度範囲が入力画像に応じて適応的に設定される。Therefore, in this embodiment, in view of the above points,
The brightness range setting means 1 includes a brightness range re-determining means 7,
The luminance range is set adaptively according to the input image.
【0095】この実施例では、予め設定してあるタイミ
ング、例えば5秒ごとに1回、輝度範囲再決定手段7が
輝度範囲の再決定を行う。In this embodiment, the luminance range redetermining means 7 redetermines the luminance range at a preset timing, for example, once every 5 seconds.
【0096】これ以外の場合には、前記第1の実施例と
同様な処理によって、動きベクトルを決定する。In other cases, a motion vector is determined by the same processing as in the first embodiment.
【0097】輝度範囲の再決定処理は、以下のように行
われる。The redetermining process of the luminance range is performed as follows.
【0098】まず、予め設定してある複数の輝度範囲候
補、例えば、輝度2ごとの区切りで128個の輝度範
囲、輝度4ごとに64個の輝度範囲、輝度8ごとに32
個の輝度範囲、輝度16ごとに16個の輝度範囲、輝度
32ごとに8個の輝度範囲、の5種類の輝度範囲候補の
中から、順次、輝度範囲を選択し、この選択された輝度
範囲に応じて、入力画像を分解し、部分画像の相関関数
の総和を計算する。First, a plurality of brightness range candidates set in advance, for example, 128 brightness ranges for each brightness 2, 64 brightness ranges for each brightness 4, and 32 brightness ranges for each brightness 8
The luminance range is sequentially selected from five types of luminance range candidates, that is, 16 luminance ranges for each luminance 16, 16 luminance ranges for each luminance 16, and 8 luminance ranges for each luminance 32, and the selected luminance range is selected. , The input image is decomposed and the sum of the correlation functions of the partial images is calculated.
【0099】さらにこの部分画像の相関関数の総和の分
散を計算し、これを記憶する。Further, the variance of the sum of the correlation functions of the partial images is calculated and stored.
【0100】こうして各輝度範囲候補ごとに順次、対応
する部分画像の相関関数の総和の分散が計算された後
で、この分散が最小となる輝度範囲を選択し、これを新
しい輝度範囲として決定する。After the variance of the sum of the correlation functions of the corresponding partial images is sequentially calculated for each luminance range candidate in this way, the luminance range with the minimum variance is selected, and this is determined as a new luminance range. .
【0101】[0101]
【発明の効果】以上説明したように本発明でによれば、
輝度範囲設定手段によって設定された複数の輝度範囲に
応じて、画像分解手段が入力画像を複数の画像に分解
し、次に動きベクトル算出手段、もしくは相関関数算出
手段が、分解された各画像ごとに動きベクトルもしくは
相関関数を算出し、動きベクトル決定手段がその結果を
総合して最終的な動きベクトルを決定する構成としたこ
とにより、輝度の値が大きく異なり本来対応するはずの
ない領域間の相関によって相関関数が乱されることが防
止され、その結果、入力画像中に輝度の著しく高い領域
があるような場合にも、また輝度がなだらかに変化して
いる領域においても、正しく動きベクトルが決定でき
る、という効果を奏する。As described above, according to the present invention,
According to the plurality of luminance ranges set by the luminance range setting unit, the image decomposition unit decomposes the input image into a plurality of images, and then the motion vector calculation unit or the correlation function calculation unit performs The motion vector or the correlation function is calculated, and the motion vector determining means synthesizes the result to determine the final motion vector. This prevents the correlation function from being disturbed by the correlation, and as a result, the motion vector can be correctly calculated even in a case where there is an extremely high luminance region in the input image or in a region where the luminance changes gradually. This has the effect of making decisions.
【図1】本発明の第1の実施例の構成及び処理の流れを
示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration and a processing flow of a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例の構成及び処理の流れを
示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration and a processing flow of a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例の構成及び処理の流れを
示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration and a processing flow of a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施例の構成及び処理の流れを
示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration and a processing flow of a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図6】比較例として従来の相関法による結果を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a result by a conventional correlation method as a comparative example.
【図7】本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図9】比較例として、従来の相関法による結果を示す
図である。FIG. 9 is a diagram showing a result of a conventional correlation method as a comparative example.
【図10】本発明の実施例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施例を説明するための図であり、
輝度範囲の設定の仕方が与える影響を示す図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an influence of a setting method of a luminance range.
【図12】本発明の実施例を説明するための図であり、
輝度範囲の設定の仕方が与える影響を示す図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an influence of a setting method of a luminance range.
【図13】本発明の実施例を説明するための図であり、
輝度範囲の設定の仕方が与える影響を示す図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an influence of a setting method of a luminance range.
【図14】本発明の実施例を説明するための図であり、
輝度範囲の設定の仕方が与える影響を示す図である。FIG. 14 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a diagram illustrating an influence of a setting method of a luminance range.
1 輝度範囲設定手段 2 画像分解手段 3 相関関数算出手段 4 動きベクトル決定手段 5 位相相関関数算出手段 6 動きベクトル算出手段 7 輝度範囲再決定手段 REFERENCE SIGNS LIST 1 brightness range setting means 2 image decomposition means 3 correlation function calculation means 4 motion vector determination means 5 phase correlation function calculation means 6 motion vector calculation means 7 brightness range re-determination means
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−117089(JP,A) 特開 平6−176151(JP,A) 特開 平7−99661(JP,A) 特開 平9−91453(JP,A) 加藤外2名、”等濃度領域に基づく動 き補償予測符号化方式”、画像電子学会 誌、第23巻、第3号、1994年、p.157 −166 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 7/20 H04N 7/32 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-4-117089 (JP, A) JP-A-6-176151 (JP, A) JP-A-7-99661 (JP, A) JP-A-9-91453 (JP, A) , A) Kato et al., "Motion Compensated Prediction Coding Method Based on Equal Density Region", Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan, Vol. 23, No. 3, 1994, p. 157 −166 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06T 7/20 H04N 7/32 JICST file (JOIS)
Claims (14)
段と、 前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内の輝度を持つ画素
を入力画像から抽出し該入力画像を複数の部分画像に分
解する画像分解手段と、 前記分解された各部分画像ごとに相関関数を算出する相
関関数算出手段と、 前記各部分画像ごとの相関関数を総合し動きベクトルを
決定する動きベクトル決定手段と、 を含むことを特徴とする動き量検出装置。1. A brightness range setting means for setting a plurality of brightness ranges, and extracting pixels having brightness within the brightness range from an input image according to each of the brightness ranges, and decomposing the input image into a plurality of partial images. Image decomposition means, a correlation function calculation means for calculating a correlation function for each of the decomposed partial images, and a motion vector determination means for determining a motion vector by integrating the correlation functions for each of the partial images. A motion amount detection device characterized by the above-mentioned.
段と、 前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内の輝度を持つ画素
を入力画像から抽出し該入力画像を複数の部分画像に分
解する画像分解手段と、 前記分解された各部分画像ごとに位相相関関数を算出す
る位相相関関数算出手段と、 前記各部分画像ごとの位相相関関数を総合し動きベクト
ルを決定する動きベクトル決定手段と、 を含むことを特徴とする動き量検出装置。2. A luminance range setting means for setting a plurality of luminance ranges, a pixel having a luminance within the luminance range is extracted from an input image according to each of the luminance ranges, and the input image is decomposed into a plurality of partial images. An image decomposing means, a phase correlation function calculating means for calculating a phase correlation function for each of the decomposed partial images, and a motion vector determining means for determining a motion vector by integrating the phase correlation functions for each of the partial images. A motion amount detection device, comprising:
段と、 前記各輝度範囲に応じて該輝度範囲内の輝度を持つ画素
を入力画像から抽出し該入力画像を複数の部分画像に分
解する画像分解手段と、 前記分解された各部分画像ごとに動きベクトルを算出す
る動きベクトル算出手段と、 前記各部分画像ごとに算出された動きベクトルを総合し
最終的な動きベクトルを決定する動きベクトル決定手段
と、 を含むことを特徴とする動き量検出装置。3. A brightness range setting means for setting a plurality of brightness ranges, and extracting pixels having brightness within the brightness range from an input image according to each of the brightness ranges, and decomposing the input image into a plurality of partial images. An image decomposing unit, a motion vector calculating unit that calculates a motion vector for each of the decomposed partial images, and a motion vector that integrates the motion vectors calculated for each of the partial images to determine a final motion vector A motion amount detection device, comprising: a determination unit.
画像ごとの相関関数を全ての部分画像について加算した
総和が最大値をとる画素位置を検出することで、動きベ
クトルを決定する、ことを特徴とする請求項1記載の動
き量検出装置。4. The motion vector determining means determines a motion vector by detecting a pixel position where the sum of the correlation functions for each of the partial images added to all the partial images has a maximum value. The motion amount detecting device according to claim 1, wherein
画像ごとの位相相関関数を全ての部分画像について加算
した総和が最大値をとる位置を検出することで、動きベ
クトルを決定する、ことを特徴とする請求項2記載の動
き量検出装置。5. The motion vector determining means determines a motion vector by detecting a position at which the sum of the sum of the phase correlation functions for each of the partial images for all the partial images has a maximum value. The motion amount detection device according to claim 2, wherein
れた各部分画像ごとの相関関数を求め該相関関数を最大
値をとる画素位置を検出することで各部分画像ごとに動
きベクトルを算出し、 前記動きベクトル決定手段が、前記部分画像ごとの動き
ベクトルを加算平均することで、最終的な動きベクトル
を決定する、ことを特徴とする請求項3記載の動き量検
出装置。6. The motion vector calculation means calculates a correlation function for each of the decomposed partial images and calculates a motion vector for each of the partial images by detecting a pixel position at which the correlation function has a maximum value. 4. The motion amount detecting apparatus according to claim 3, wherein the motion vector determining means determines a final motion vector by averaging the motion vectors for each of the partial images.
応じて、適応的に輝度範囲を可変に設定する、ことを特
徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の動き量検
出装置。7. The motion amount detection device according to claim 1, wherein said luminance range setting means adaptively variably sets a luminance range according to said input image. apparatus.
輝度範囲を設定する、ことを特徴とする請求項1乃至3
のいずれか一に記載の動き量検出装置。8. The apparatus according to claim 1, wherein said brightness range setting means sets a predetermined brightness range.
The motion amount detection device according to any one of the above.
数の輝度範囲について各輝度範囲内の輝度を持つ画素を
前記入力画像からそれぞれ抽出することで、前記二つの
入力画像を、それぞれ、前記輝度範囲の個数分の部分画
像に分解するステップと、 (b)前記二つの入力画像の間で、前記分解された、同
一輝度範囲に対応する各部分画像ごとの相関関数を算出
するステップと、 (c)前記分解された各部分画像ごとの相関関数を、前
記各入力画像当たりの部分画像のすべてについて加算し
た総和が最大値をとる画素位置を検出することで、動き
ベクトルを決定する動きベクトルを決定するステップ
と、 を含むことを特徴とする動き量検出方法。9. (a) extracting, for each of two input images, pixels having a luminance within each of a plurality of luminance ranges from the input image, thereby dividing the two input images; Respectively decomposing the image into partial images corresponding to the number of the luminance ranges; and (b) calculating a correlation function between the two input images for each of the decomposed partial images corresponding to the same luminance range. And (c) determining a motion vector by detecting a pixel position at which the sum of the correlation functions for each of the decomposed partial images for all of the partial images for each of the input images has a maximum value. Deciding a motion vector to be performed.
複数の輝度範囲について各輝度範囲内の輝度を持つ画素
を前記入力画像からそれぞれ抽出することで、前記二つ
の入力画像を、それぞれ、前記輝度範囲の個数分の部分
画像に分解するステップと、 (b)前記二つの入力画像の間で、前記分解された、同
一輝度範囲に対応する各部分画像ごとの位相相関関数を
算出するステップと、 (c)前記分解された各部分画像ごとの位相相関関数を
前記入力画像当たりの部分画像全てについて加算した総
和が最大値をとる画素位置を検出することで、動きベク
トルを決定する、ステップと、 を有することを特徴とする動き量検出方法。10. (a) For each of two input images,
Decomposing the two input images into partial images corresponding to the number of the luminance ranges, respectively, by extracting, from the input image, pixels having luminance within each luminance range for a plurality of luminance ranges; b) calculating a phase correlation function for each of the decomposed partial images corresponding to the same luminance range between the two input images; and (c) a phase correlation for each of the decomposed partial images. Determining a motion vector by detecting a pixel position at which the sum of functions added to all of the partial images per input image has a maximum value, thereby determining a motion vector.
複数の輝度範囲の各輝度範囲に応じて該輝度範囲内の輝
度を持つ画素を入力画像からそれぞれ抽出し、前記二つ
の入力画像を、それぞれ、前記輝度範囲の個数分の部分
画像に分解するステップと (b)前記二つの入力画像の間で前記分解された各部分
画像ごとに動きベクトルを算出するステップと、 (c)前記各部分画像ごとに算出された動きベクトルを
総合し最終的な動きベクトルを決定するステップと、 を含むことを特徴とする動き量検出方法。11. (a) For each of two input images,
Extracting, from the input image, pixels having a luminance within the luminance range according to each luminance range of the plurality of luminance ranges, and decomposing the two input images into partial images corresponding to the number of the luminance ranges. And (b) calculating a motion vector for each of the decomposed partial images between the two input images; and (c) integrating the motion vectors calculated for each of the partial images to obtain a final motion. Determining a vector; and a motion amount detecting method.
画像の間で、前記分解された、同一輝度範囲に対応する
各部分画像ごとの相関関数を求め、該相関関数を最大値
をとる位置を検出することで各部分画像ごとに動きベク
トルを算出し、 前記ステップ(c)で、前記部分画像ごとの動きベクト
ルを加算平均することで、最終的な動きベクトルを決定
する、ことを特徴とする請求項11記載の動き量検出方
法。12. In the step (b), a correlation function for each of the decomposed partial images corresponding to the same luminance range is obtained between the two input images, and the correlation function takes a maximum value. A motion vector is calculated for each partial image by detecting a position, and in step (c), a final motion vector is determined by averaging the motion vectors for each of the partial images. The method of detecting a motion amount according to claim 11, wherein
て、適応的に可変に設定される、ことを特徴とする請求
項9乃至11のいずれか一に記載の動き量検出方法。The method according to claim 13, wherein the luminance range in response to the input image, adaptively variably set, the motion amount detection method according to any one of claims 9 to 1 1, characterized in that.
囲である、ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれ
か一に記載の動き量検出方法。14. The method of claim 13, wherein the luminance range, the luminance within a predetermined range, the motion amount detection method according to any one of claims 9 to 1 1, characterized in that.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20256898A JP3137084B2 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Motion detection apparatus and method |
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|---|---|---|---|
| JP20256898A JP3137084B2 (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Motion detection apparatus and method |
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|---|---|
| JP2000036051A JP2000036051A (en) | 2000-02-02 |
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- 1998-07-17 JP JP20256898A patent/JP3137084B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 加藤外2名、"等濃度領域に基づく動き補償予測符号化方式"、画像電子学会誌、第23巻、第3号、1994年、p.157−166 |
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