专利汇可以提供Motion detection method and a motion detecting device专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且A motion detecting method and its apparatus are provided in which during block matching procedure for detecting the movement, error data in displacement between reference two-dimensional blocks and target two-dimensional blocks to be examined of a frame are calculated by a known manner and also, a movement throughout the two-dimensional blocks is detected by summing up a series of the error data at each displacement point of the blocks and selecting the smallest of the error data sum.,下面是Motion detection method and a motion detecting device专利的具体信息内容。
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、動画像において、物体の動きを検出する動き検出方法及び動き検出装置に関するものである。
従来の技術 時間的に連続する動画像から、物体の動きを検出する技術は、画像の高能率符号化における動き補償フレーム間符号化などに広く用いられている。
以下図面を参照しながら、従来の動き検出装置の一例について説明する。
第5図は、従来のブロックマッチング法を用いた動き検出装置のブロック図、第6図は従来の動き検出方法の説明図である。 第5図において、1はバッファメモリ、
2は誤差計算回路、3は誤差比較回路、4はアドレス発生回路である。 また第6図において、61はtフレームのある1つのブロック、62は誤差計算を行なう(t−1)
フレーム目のブロック、63は動き検出によって求めた動きベクトルを示す。 以上のように構成された従来の動きベクトル検出装置について、以下その動作を説明する。
フレームごとに区切った画像データは、まずバッファメモリ1に入力する。 今、基準をtフレームとし、(t
−1)フレームとtフレームの間の動きベクトルを検出する。 バッファメモリ1に入力した画像は、m×n画素ずつの2次元ブロック単位に読みだし、前記2次元単位で動きベクトルを検出する。 第6図における61は、tフレーム内の中心座標をS(x,y,t)を有する2次元ブロックで、前記2次元ブロックを基準ブロックにとり、基準ブロック(t−1)フレームとの間の動きを検出する。 前記2次元ブロックを基準として、バッファメモリには(t−1)フレームの画像データもメモリしており、次に、(t−1)フレームの、中心座標(x,y,t−
1)を有する2次元ブロックS(x,y,t−1)を読みだす。 誤差計算回路2では、前記2つのブロックにおける画像データの振幅の2乗誤差の和、すなわち
(+1,0)を計算し、誤差比較回路3に送る。 誤差比較回路3では、σ0(0,0)とσ0(+1,0)を比較し、小さいほうを選択する。 以下同様に、−h<xh<h,−v<
yv<vの範囲でσ0(xh,yv)を計算する。 以上の動作は、第6図において、点線で囲まれた範囲(−h<xh<
h、−v<yv<v)に中心を有する(t−1)フレームの2次元ブロックと、tフレームの基準ブロックとの誤差を計算することである。 誤差比較回路3は、以上で計算された誤差σ0(xh,yv)から最小なる誤差σ0(mx,
my)を選択し、同時にアドレスmx,myを出力する、従ってS(x,y,t)における同期ベクトル63はmv(mx,my)となる。 以下、tフレーム内の2次元ブロックすべてについて上記した動作を繰り返すことにより、画面内各ブロックの動きベクトルが求まることとなる(例えば、吹抜著、“画像のデジタル信号処理”、日刊工業新聞刊、19
81、p221−p224)。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、画像のブロック単位での動きは検出できるが、画面全体の動きは検出できない。 画面全体の動きとして、ブロック単位で求めた動きベクトルとを平均して求めることも考えられるが、
ブロック単位での動きベクトルに誤検出が多数あった場合、あるいは誤検出した値が大きかった場合など正確な値とならない。 また、平均することによって、端数が出るが、その処理を誤ると大きな誤差を生ずるという問題点を有していた。
本発明は上記問題点に鑑み、パニングなどの画面全体の動きを正確に検出できる、動き検出方法及び動き検出装置を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の動き検出方法は、時刻tの画像データのうち、隣接したK個の2次元ブロックについて誤差σk(xh,yv)、(−h<xh<h,
−v<yv<v)、(1≦k≦K)を従来と同様の方法で求め、 前記誤差σk(xh,yv)を、K個のブロックについて加算し、加算誤差σ(xh,yv)を、として求め、前記加算誤差σ(xh,yv)、(−h<xh<h,−v<yv<v)から、K個の2次元ブロックの動きを検出するという動作を備えたものである。
また、本発明の動き検出装置は、入力した画像データを記憶するバッファメモリと、前記バッファメモリから時刻tのm×n画素からなる基準2次元ブロックおよび時刻t′におけるm×n画素からなる2次元ブロックJ
個を順次読みだし、前記基準2次元ブロックと、時刻t′におけるJ個の2次元ブロックとの振幅誤差σ1
(j)(1≦j≦J)を計算する誤差計算回路と、前記J個のブロック間の振幅誤差σ1(j)を記憶し、前記J個の誤差のうち小さいものa個を選択し、前記a個ブックアドレスを出力する第1の誤差比較回路と、前記t
のフレームの基準ブロックK個それぞれに対して、上記と同様の操作で計算したj個の振幅誤差σk(j)(1
≦j≦J),(1≦k≦K)から、加算誤差σ(j)
(1≦j≦J)を
(1≦j≦J)から小さいものb個を選択し、前記選択したb個の加算誤差σ(j)のインデックスjを出力する第2の誤差比較回路と、バッファメモリのアドレスを発生するアドレス発生回路とを備えたことを特徴とするものである。
作用 本発明は上記した構成によって、ブロック単位の動きベクトルを検出する際に計算した誤差を利用して、画面全体の動きベクトルを求めるため、従来の動き検出装置に簡単な回路を付加するだけで、画面全体の動きベクトルを正確に検出できることとなる。
実施例 以下本発明の一実施例の動き検出方法及び動き検出装置について、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の第1の実施例における動きベクトル検出装置のブロック図である。 第1図において、1はバッファメモリ、2は誤差計算回路、3は誤差比較回路、
4はアドレス発生回路で、以上のブロックは、従来例と同じものである。 誤差計算回路2は、従来例と同じような2乗誤差計算回路でも、あるいは絶対値計算回路でも良い。 5は誤差加算回路、6は第2の誤差比較回路で、
前記誤差比較回路は3と同じ構成のものである。 また第2図は、第1図における誤差加算回路5の構成図である。
以上のように構成された動き検出装置について、以下第1図,第2図を用いてその動作を説明する。 第1図において、ブロック単位で動きベクトルを検出するのは、
従来例と同様である。 本発明では、画面全体の動きを検出するため、誤差加算回路5及び、誤差比較回路6を設けている。
今、tフレームとt′フレームの画面全体の動きを検出する。 従来例と同様に、tフレームの基準ブロックの中心座標をSk(x,y,t)とし、前記基準ブロックと等しい中心座標Sk(x,y,t′)を有する(t−1)フレームの2次元ブロックを中心として、前記2次元ブロックの中心座標を水平+−h,+−v画素移動させ、各中心座標ごとに基準ブロックとの誤差σ(xh,yv)、(−h<xh
<h,−v<yv<v)を誤差計算回路2で計算したとする。
誤差加算回路5では、Kを画面全体のブロック数とすると、加算誤差σ(xh,yv)、(−h<xh<h,−v<yv
<v)を、
上記した誤差加算回路5の動作は、第2図のような構成で実現できる。 すなわち、ブロック単位の誤差を加算する加算器51、加算した誤差を記憶するメモリ、及び、
上記した動作に対応したアドレスを発生するアドレス発生回路53である。
以上のように本実施例によれば、各ブロックの移動画素ごとの誤差を加算するため、σ(xh,yv)であわられた加算誤差は、結局、画面全体を1つのブロックとみなして、従来と同様な方法で動きベクトルを検出することに等しい。 従って、画面全体の動きが正確に求められることとなる。
第3図は本発明の第2の実施例における動きベクトル検出装置のブロック図である。 第1の実施例と異なるのは、補間回路7を設けた点である。 上記のように構成された動きベクトル検出装置について、以下その動作を、
第3図及び第4図を用いて説明する。
第4図は、画面全体の動きベクトルを補間によって求める方法を示す説明図で、横軸が水平方向の移動量xh、
縦軸に誤差σをとっている。 同図中、x点が検出された2乗誤差である。 ここでは簡単のため、垂直方向の動きはないものとして説明する。 第1の実施例では、これらの誤差のうち最も小さいものを動きベクトルとしたが、
より正確に求めるためには、第6図のように2乗誤差のうち小さいものb個を選択し、b個の点を補間した後、
極小点を求めた方が良い。 第6図では2乗曲線を当てはめ、その極小点を画面全体の動きベクトルとしている。
補間はこの他に、良く知られた、Newtonの差商公式、ラグランジュの補間公式、グレゴリー,ニュートンの補間公式、ニュートン,ガウスの補間公式、スターリングの補間公式などを用いてもよい。 上記したような補間は、
第3図に示したごとく誤差比較回路6の後ろに、補間回路7を付加することで実現できる。 この際には、誤差比較回路6では誤差の小さいほうからb個を補間回路7に出力するものとする。
なお、以上の実施例では、画面全体の動きベクトルを求めるとしたが、画面全体に限ることなく画面のある部分であればどれでも適用可能である。 例えば、画面を4
分割して、それぞれ画面1/4における。 動きベクトルを求めるようにすることも、以上の構成をなんら変えることなく可能である。
また、第2の実施例において、簡単のため垂直方向の移動量を“なし”としたが、これに限るものではなく、
水平方向の移動量それぞれを分けて求める、あるいは、
水平,垂直方向の移動量を同じパラメータとして、2次元空間上で、曲面補間して、その極小点をとって画面全体の動きベクトルにすることも可能である。
発明の効果 以上のように本発明は、従来の装置に誤差加算回路誤差比較回路のみを付加することにより画面内の局所的な動きである、ブロック単位の動きベクトルと同時に、画面全体の動きを正確に検出することができる。
第1図は本発明の第1の実施例における動き検出装置のブロック図、第2図は誤差加算回路の構成図、第3図は本発明の第2の実施例における動き検出装置のブロック図、第4図は本発明の第2の実施例における補間方法の説明図、第5図は従来の動き検出装置のブロック図、第6図は従来の動き検出方法の説明図である。 1……バッファメモリ、2……誤差計算回路、3……第1の誤差比較回路、4……アドレス発生回路、5……誤差加算回路、6……第2の誤差比較回路、7……補間回路。
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