專利名稱：一種運動矢量檢測裝置及運動矢量檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及運動矢量檢測裝置，該裝置檢測編碼對象圖像中的編碼對象塊的運動矢量。
背景技術(shù)：
隨著半導體技術(shù)等的進步，壓縮圖像的編碼技術(shù)進入了家庭視頻記錄器中。特別是利用表示圖像的多個圖像之間的運動矢量的MPEG2、MPEG4等的編碼技術(shù)，得到了廣泛的利用。
利用這種編碼技術(shù)的運動矢量檢測裝置中，在每塊對圖像之間的運動矢量進行檢測。特別是在H.264/MPEG4 AVC中，可以從多個塊尺寸中選擇效率最好的塊尺寸(例如，參考2004年3月12日由TRICEPS株式會社發(fā)行的，矢崎陽一等3人著的《下一代運動圖像編碼方式MPEG4 AVC/H.264》。)。因此，與以16×16的固定塊尺寸進行編碼的以往編碼方式相比，可以進行適用于編碼對象圖像特性的編碼，并能夠進行高效率的圖像壓縮。
如圖1A～圖1H所示，在H.264/MPEG4 AVC中，包含在編碼對象圖像中的16×16像素的每個宏塊可以分割為16×16、16×8、8×16或8×8中的任意MC塊，并可分別獨立具有運動矢量以及參考圖像。進一步，對于8×8的MC塊，可以將該塊分割為8×8、8×4、4×8或4×4的任意子MC塊。
因此，在以往的運動矢量檢測裝置中，輸入編碼對象圖像時，針對每個宏塊，對4種MC塊進行運動矢量的檢測，并根據(jù)參考圖像和檢測出的運動矢量，計算估計的預測圖像的預測誤差(絕對值差分和)，選擇預測誤差最小的作為MC塊的塊尺寸。進而，當所選擇的塊尺寸為8×8時，對4種子MC塊進行運動矢量的檢測，并計算預測誤差。然后，選擇預測誤差最小的作為子MC塊的塊尺寸。
另外，基于將實施運動補償?shù)膲K尺寸包含在圖像的邊緣信息，提出了確定可變化的運動補償?shù)膲K尺寸的方法(例如，參考日本專利申請公開號為1-69181號的公報)。在這種確定運動補償?shù)膲K尺寸的方法中，將畫面分割為多個小塊，并求這些小塊中的邊的個數(shù)，如果邊的個數(shù)小于閾值，則邊的個數(shù)大于閾值為止，通過將小塊結(jié)合成大塊，來確定運動補償?shù)膲K尺寸。
但是，上述H.264/MPEG4AVC中，為了進行高效率的圖像壓縮，對多個塊尺寸(對于MC塊尺寸有4個候選塊尺寸，對于子MC塊尺寸有4個候選塊尺寸)進行運動矢量檢測，并選擇最合適的預測方法，因此，存在編碼的運算量增加，運算負荷、功率消耗增大的問題。
然而，人的視覺特性為對于圖像之間的運動大的部分，與靜止的部分相比，塊噪聲(block noise)等圖像質(zhì)量的惡化不顯眼。因此，在圖像質(zhì)量惡化不顯眼的部分，可以考慮選擇大的塊尺寸，并控制編碼量。但是，在上述確定運動補償?shù)膲K尺寸的方法中，與圖像之間的運動無關(guān)，根據(jù)邊的個數(shù)將小塊結(jié)合為大塊，所以即使是在圖像之間運動大的部分，也很有可能選擇為小塊尺寸。那么，如果選擇的是小塊尺寸，則會存在編碼量增多的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明是基于上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高圖像質(zhì)量和編碼效率，減少圖像編碼處理的運算量，且提高速度、減少功耗的運動矢量檢測裝置及運動矢量檢測方法。
為了達到所述目的，本發(fā)明提供了一種運動矢量檢測裝置，該裝置用于從多個尺寸的候選中選擇包含在編碼對象圖像中的編碼對象塊的尺寸，并以所選擇的尺寸檢測運動矢量，其特征在于，該裝置包括區(qū)域分割單元，用于將所述編碼對象圖像分割成至少1個區(qū)域，生成分割區(qū)域圖像；區(qū)域運動矢量檢測單元，用于利用參考圖像與所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，作為區(qū)域運動矢量，其中，所述參考圖像用于檢測編碼對象塊的運動矢量；可靠度計算單元，用于根據(jù)分割區(qū)域預測圖像和所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，計算所述區(qū)域運動矢量的可靠度，其中，所述分割區(qū)域預測圖像是由所述參考圖像和所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量生成；塊尺寸限定單元，用于當所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算單元所計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度為閾值以上時，限定包含在所述分割區(qū)域圖像中的所述編碼對象塊的所述尺寸的候選；運動矢量檢測單元，用于利用所述塊尺寸限定單元所限定的所述尺寸的候選，檢測所述編碼對象塊的運動矢量。
由此，可以簡化確定最佳塊尺寸的處理。因此，可以減少檢測運動矢量的運算量以及功率消耗。
在此，所述運動矢量檢測裝置進一步包括縮小圖像生成單元，用于通過運算周圍像素，從所述編碼對象圖像中生成減少像素數(shù)的縮小編碼對象圖像的同時，還根據(jù)所述參考圖像通過運算周圍象素，生成減少像素數(shù)的縮小參考圖像；所述區(qū)域分割單元用于將所述縮小圖像生成單元所縮小的所述縮小編碼對象圖像分割成所述區(qū)域，生成所述分割區(qū)域圖像；所述區(qū)域運動矢量檢測單元用于根據(jù)所述縮小圖像生成單元所縮小的所述縮小參考圖像與所述區(qū)域分割單元所生成的分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，也可以作為所述區(qū)域運動矢量。由此，可以控制檢測區(qū)域運動矢量的運算量。
另外，所述縮小圖像生成單元用于根據(jù)構(gòu)成所述編碼對象圖像的像素數(shù)，也可以更改所述編碼對象圖像及所述參考圖像的縮小率。從而，通過例如構(gòu)成編碼對象圖像的像素數(shù)越多越變大縮小率，構(gòu)成編碼圖像的像素數(shù)越少越變小縮小率等的方式，可以調(diào)整檢測運動矢量的運算量。并且，對于有多個畫面尺寸或幀率的輸入圖像，也可以通過調(diào)整縮小率的方式，實現(xiàn)最適于運動矢量檢測裝置的運算能力的檢測處理。
所述運動矢量檢測裝置也可以進一步包括塊尺寸確定單元，用于當所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測到的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算單元所計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度中的至少一個低于閾值時，對所述分割區(qū)域圖像中所包含的所述編碼對象塊，從所述尺寸的候選中最大的塊尺寸開始，依次進行所述編碼對象塊的運動矢量的檢測，如果檢測出的運動矢量的大小為規(guī)定閾值以上，則將所述編碼對象塊的尺寸確定為該塊尺寸。
另外，所述運動矢量檢測裝置還可以進一步包括塊尺寸確定單元，用于從所述塊尺寸限定單元所限定的所述尺寸的候選中最大的塊尺寸開始，依次進行所述編碼對象塊的運動矢量的檢測，如果所檢測出的運動矢量大小為規(guī)定閾值以上，則將所述編碼對象塊的尺寸確定為該塊尺寸。
從而，由于在滿足條件時確定塊尺寸，因此可以簡化確定最佳塊尺寸的處理。所以，可以減少檢測運動矢量的運算量及功率的消耗。
再有，本發(fā)明不僅通過上述運動矢量檢測裝置實現(xiàn)，而且又可以通過所述運動矢量檢測裝置所包含的特征性單元作為步驟的運動矢量檢測方法實現(xiàn)，還可以通過使這些步驟在計算機上執(zhí)行的計算機程序?qū)崿F(xiàn)。于是，這樣的程序當然可以通過CD-ROM等的記錄媒體、網(wǎng)絡等傳送媒體進行傳送。


圖1A～圖1H是說明H.264/MPEG4 AVC中所規(guī)定的塊尺寸的圖；圖2是本發(fā)明實施例1中具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是實施例1的運動圖像編碼裝置中的編碼部結(jié)構(gòu)框圖；圖4是實施例1的運動矢量檢測裝置中，說明檢測運動矢量的工作流程的流程圖；圖5A及圖5B是在實施例1的運動矢量檢測裝置中，說明區(qū)域分割及區(qū)域運動矢量檢測例的示意圖；圖6A及圖6B是在實施例1的運動矢量檢測裝置中，說明區(qū)域分割部的區(qū)域分割方法的一例的示意圖；圖7A及圖7B是根據(jù)構(gòu)成編碼對象圖像的像素數(shù)，更改候選塊尺寸的示意圖；圖8是實施例1中具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置的另一個結(jié)構(gòu)例的框圖；圖9是本發(fā)明實施例2中具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖10是實施例2的運動矢量檢測裝置中，表示檢測運動矢量的工作流程的流程圖。
具體實施例方式
下面，分別參照附圖來說明本發(fā)明的各個實施例。
(實施例1)圖2為本發(fā)明實施例1中，具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
運動圖像編碼裝置100是將輸入的運動圖像以塊為單位進行編碼的裝置，如圖2所示，運動圖像編碼裝置100包括縮小圖像生成部1、圖像存儲器2、區(qū)域分割部3、區(qū)域運動矢量檢測部4、可靠度計算部5、塊尺寸限定部6及編碼部7。
縮小圖像生成部1接收包含需要編碼的編碼對象塊的編碼對象圖像，以及接收為檢測運動矢量作參考的參考圖像，所述的運動矢量是為了對編碼對象塊進行編碼，并通過運算編碼對象圖像的周圍像素，生成減少像素數(shù)的縮小編碼對象圖像，以及通過運算參考圖像的周圍像素，生成減少像素數(shù)的縮小參考圖像。
圖像存儲器2保存縮小圖像生成部1所生成的縮小參考圖像。
區(qū)域分割部3將縮小圖像生成部1所生成的縮小編碼對象圖像分割為多個區(qū)域，生成縮小分割區(qū)域圖像。
區(qū)域運動矢量檢測部4，根據(jù)縮小圖像生成部1所生成的縮小參考圖像中所包含的探索區(qū)域中的像素數(shù)據(jù)，檢測區(qū)域分割部3所生成的縮小分割區(qū)域圖像的區(qū)域運動矢量。
由縮小圖像生成部1所生成的縮小參考圖像和區(qū)域運動矢量檢測部4所檢測出的區(qū)域運動矢量，生成縮小分割區(qū)域預測圖像?？煽慷扔嬎悴?根據(jù)所述縮小分割區(qū)域預測圖像和區(qū)域分割部3所生成的縮小分割區(qū)域圖像，計算區(qū)域運動矢量的可靠度。
塊尺寸限定部6根據(jù)區(qū)域運動矢量檢測部4所檢測出的區(qū)域運動矢量，以及可靠度計算部5所計算出的區(qū)域運動矢量的可靠度，限定編碼對象塊的尺寸的候選。
圖3為運動圖像編碼裝置100中的編碼部7的結(jié)構(gòu)框圖。
編碼部7包括幀內(nèi)預測部701、運動矢量檢測部702、運動補償部703、差分運算部704、正交變換部705、量化部706、逆量化部707、逆正交變換部708、加法部709、圖像存儲器710、開關(guān)(switch)711、以及可變長編碼部712。
輸入圖像被輸入到幀內(nèi)預測部701、運動矢量檢測部702及差分運算部704中。運動矢量檢測部702以塊尺寸限定部6所限定出的編碼對象塊的尺寸中各候選尺寸，將保存在圖像存儲器710中的解碼圖像作為探索對象，檢測出最接近輸入圖像的圖像區(qū)域來確定表示該位置的運動矢量，并確定誤差最小的編碼對象塊的尺寸以及該尺寸下的運動矢量。運動補償部703利用運動矢量檢測部702所檢測出的運動矢量，從保存在圖像存儲器710中的解碼圖像中，取出最適合作為預測圖像的圖像區(qū)域，生成預測圖像。并且，幀內(nèi)預測部701利用同一幀內(nèi)的編碼后的像素進行幀內(nèi)預測，生成預測圖像。開關(guān)711在幀內(nèi)預測和幀間預測之間進行切換。
另一方面，接收到輸入圖像的差分運算部704計算輸入圖像與預測圖像的差分值，并將差分值輸出到正交變換部705。正交變換部705將差分值轉(zhuǎn)換成頻率系數(shù)，并將頻率系數(shù)輸出到量化部706。量化部706將所接收的頻率系數(shù)進行量化，并將量化值輸出到可變長編碼部712。
逆量化部707將所接收的量化值進行逆量化，恢復成頻率系數(shù)，并將頻率系數(shù)輸出到逆正交變換部708。逆正交變換部708將頻率系數(shù)逆頻率轉(zhuǎn)換成像素差分值，并將像素差分值輸出到加法部709。加法部709求像素差分值與幀內(nèi)預測部701或運動補償部703所輸出的預測圖像之和，作為解碼圖像?？勺冮L編碼部111對量化值及運動矢量等進行可變長編碼，并輸出流。
以下對具有上述結(jié)構(gòu)的運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置100的工作情況進行說明。
圖4為表示檢測運動矢量的工作流程的流程圖。
首先，縮小圖像生成部1接收編碼對象圖像。編碼對象圖像例如由1920像素×1080像素構(gòu)成。編碼對象圖像包含需要編碼的編碼對象塊。編碼對象塊例如由16像素×16像素構(gòu)成。
縮小圖像生成部1還接收編碼部7所局部解碼的參考圖像。局部解碼的參考圖像例如由1920像素×1080像素構(gòu)成?？s小圖像生成部1設置有濾波器，減少編碼對象圖像以及局部解碼的參考圖像中的垂直方向或水平方向的高頻成分。縮小圖像生成部1縮小通過濾波器已減少高頻成分的編碼對象圖像及參考圖像，并生成縮小編碼對象圖像及縮小參考圖像(步驟S101)。然后，縮小圖像生成部1所生成的縮小參考圖像保存到圖像存儲器2中。
接著，區(qū)域分割部3將縮小圖像生成部1所生成的縮小編碼對象圖像，分割為如圖5B所示的規(guī)定尺寸的多個(圖5B中為4個)區(qū)域，生成縮小分割區(qū)域圖像(步驟S102)。還有，分割縮小編碼對象圖像的區(qū)域的尺寸可以是固定尺寸，也可以根據(jù)參考圖像或1幀前的圖像的運動矢量等信息確定。圖6是根據(jù)參考圖像或1幀前的圖像的運動矢量，確定分割縮小編碼對象圖像的區(qū)域的示例簡略圖。在此，圖6A(a)及圖6B(c)示出參考圖像或1幀前的圖像中的每個宏塊的運動矢量，圖6A(b)及圖6B(d)示出在縮小編碼對象圖像中所確定的分割區(qū)域。例如，將相鄰宏塊的運動矢量的方向在規(guī)定范圍內(nèi)的宏塊集中，并與所集中的區(qū)域?qū)卮_定縮小編碼對象圖像的分割區(qū)域。即，當參考圖像或1幀前的圖像中的每個宏塊的運動矢量如圖6A(a)所示時，如圖6A(b)所示，縮小編碼對象圖像的分割區(qū)域被確定為區(qū)域51、區(qū)域52、區(qū)域53三個區(qū)域。另外，當參考圖像或1幀前的圖像中的每個宏塊的運動矢量如圖6B(c)所示時，如圖6B(d)所示，縮小編碼對象圖像的分割區(qū)域被確定為一個區(qū)域54。還有，如上所述，區(qū)域分割部3對縮小編碼對象圖像所進行的分割，也包括分割為一個分割區(qū)域的情況。
接著，在縮小圖像生成部1所生成的如圖5A所示的縮小參考圖像中所包含的探索區(qū)域中，區(qū)域運動矢量檢測部4通過檢測最接近縮小分割區(qū)域圖像(例如圖5B所示的縮小分割區(qū)域圖像41)的圖像區(qū)域(例如圖5B所示的圖像區(qū)域42)，檢測出表示該位置的運動矢量(例如圖5B所示的運動矢量43)，作為區(qū)域運動矢量(步驟S103)。在此，檢測最接近縮小分割區(qū)域圖像的圖像區(qū)域可以為例如求出包含在縮小參考圖像中的探索區(qū)域的各個圖像區(qū)域中的像素數(shù)據(jù)與縮小分割區(qū)域圖像中的像素數(shù)據(jù)之間的差分絕對值和，差分絕對值和最小的圖像區(qū)域就是最接近縮小分割區(qū)域圖像的圖像區(qū)域。
接著，可靠度計算部5計算區(qū)域運動矢量檢測部4所檢測出的包含在縮小參考圖像中的最接近縮小分割區(qū)域圖像的圖像區(qū)域，與縮小分割區(qū)域圖像之間的可靠度，并將其作為區(qū)域運動矢量的可靠度(步驟S103)。另外，此可靠度可以通過差分絕對值和計算，也可以通過方差或協(xié)方差計算。
接著，塊尺寸限定部6判斷區(qū)域運動矢量檢測部4所檢測出的區(qū)域運動矢量是否大于規(guī)定閾值、并判斷可靠度計算部5所計算出的區(qū)域運動矢量的可靠度是否高于規(guī)定閾值(步驟S104)。判斷結(jié)果，如果區(qū)域運動矢量大于規(guī)定閾值，并且區(qū)域運動矢量的可靠度高于規(guī)定閾值(步驟S104中Yes)，則塊尺寸限定部6在編碼對象塊尺寸的候選塊尺寸中，限定為最大的尺寸(步驟S105)。另一方面，如果區(qū)域運動矢量不大于規(guī)定閾值，或區(qū)域運動矢量的可靠度不高于規(guī)定閾值(步驟S104中No)，則塊尺寸限定部6不進行對編碼對象塊尺寸的候選的限定。另外，關(guān)于塊尺寸的候選，可以將在H.264/MPEG4 AVC中所規(guī)定的尺寸全部作為候選；例如圖7A所示，當輸入圖像為1920像素×1080像素時，將16×16、16×8、8×16作為塊尺寸的候選，再例如圖7B所示，當輸入圖像為320像素×240像素時，將8×8、8×4、4×8作為塊尺寸的候選，如此根據(jù)構(gòu)成編碼對象圖像的像素數(shù)，也可以更改編碼對象塊的候選塊尺寸。
接著，編碼部7中的運動矢量檢測部702以塊尺寸限定部6所限定的最大尺寸的塊尺寸，對編碼圖像對象中相當于縮小分割區(qū)域圖像的區(qū)域內(nèi)的編碼對象塊，進行運動矢量的檢測(步驟S106)。另外，在本實施例中，塊尺寸限定部6在編碼對象塊的尺寸的候選塊尺寸中，限定為最大的尺寸，但并不局限于此。例如，塊尺寸限定部6也可以在編碼對象塊的尺寸的候選塊尺寸中，限定為最大和第二大的尺寸。此時，運動矢量檢測部702對編碼對象圖像中相當于縮小分割區(qū)域圖像的區(qū)域內(nèi)的編碼對象塊，以塊尺寸限定部6所限定的編碼對象塊的全部候選塊尺寸，進行運動矢量檢測，并從中選出效率最佳的塊尺寸，檢測出運動矢量即可。
之后，在編碼部7中，利用檢測出的運動矢量，進行運動補償、正交變換、量化、可變長編碼等一系列處理。
以上所述，在本實施例中，根據(jù)區(qū)域運動矢量檢測部4所檢測出的區(qū)域運動矢量和可靠度計算部5所檢測出的區(qū)域運動矢量可靠度，限定編碼對象塊的塊尺寸的候選。從而，當進行了限定時，由于能夠確定編碼對象塊的塊尺寸，所以可以省略確定最佳塊尺寸的處理。因此，可以減少檢測運動矢量的運算量，以及可以減少功率的消耗。
通過從多個塊尺寸中選擇效率最佳的塊尺寸，可以抑制蚊式噪聲(mosquito noise)等圖像質(zhì)量的惡化。但是，隨著塊尺寸的縮小，運動矢量等的信息會增加，因此導致發(fā)生編碼量增加。在本實施例的運動矢量檢測裝置中，利用了在圖像之間的運動大的部分與靜止的部分相比，塊噪音等的圖像質(zhì)量的惡化不易被發(fā)現(xiàn)的人的視覺特性，選擇候選塊尺寸中最大的塊尺寸，因此，可以最小限度地抑制視覺上的圖像質(zhì)量的惡化，同時可以控制發(fā)生編碼量。
并且，設置在縮小圖像生成部1中的濾波器，減少編碼對象圖像和參考圖像的垂直方向或水平方向的高頻成分，所以在檢測運動矢量時，可以降低噪聲的影響，同時可以減少因縮小而像素數(shù)減少時的重疊失真的影響。因此，可以提高運動矢量檢測精度。
再有，縮小圖像生成部1也可以根據(jù)構(gòu)成編碼對象圖像的像素數(shù)，更改編碼對象圖像及參考圖像的縮小率。例如，構(gòu)成編碼對象圖像的像素數(shù)越多越變大縮小率，構(gòu)成編碼圖像的像素數(shù)越少越變小縮小率，這樣可以調(diào)整檢測運動矢量的運算量。并且，通過調(diào)整縮小率，即使對于有多個畫面尺寸或幀率的輸入圖像，也可以實現(xiàn)最適合于運動矢量檢測裝置所具有的運算能力的檢測處理。
在本實施例1中，區(qū)域運動矢量檢測部4利用縮小圖像生成部1所生成的縮小參考圖像，求出了縮小分割區(qū)域圖像的區(qū)域運動矢量，但并不局限于此。例如，也可以求出與縮小分割區(qū)域圖像對應的參考圖像的區(qū)域中所包含的運動矢量的平均值，并將其作為區(qū)域運動矢量。
另外，在本實施例1中，舉出了區(qū)域運動矢量檢測部4使用在編碼部7中局部解碼的參考圖像的例子，但本發(fā)明并不局限于此。例如，如圖8所示，區(qū)域運動矢量檢測部4也可以根據(jù)縮小輸入圖像所得到的縮小參考圖像，檢測區(qū)域運動矢量。
如上所述，本發(fā)明的運動矢量檢測裝置根據(jù)圖像區(qū)域運動矢量以及其可靠度，對用于運動矢量檢測的塊尺寸的候選進行限定，并對運動矢量檢測時的處理工序進行簡化，從而可以實現(xiàn)運動矢量檢測處理的高速化。
(實施例2)圖9為本發(fā)明實施例2中，具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)框圖。另外，與參照圖2敘述的實施例1中運動圖像編碼裝置100的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素，附上相同的參照符號。從而，省略對這些構(gòu)成要素的詳細說明。
如圖9所示，運動圖像編碼裝置300是在運動圖像編碼裝置100的基礎上，增加了塊尺寸確定部301及圖像存儲器302。
當塊尺寸限定部6中所進行的區(qū)域運動矢量是否大于規(guī)定閾值，且區(qū)域運動矢量的可靠度是否高于規(guī)定閾值的判斷處理的結(jié)果，不滿足上述條件時，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選中，從尺寸最大的塊尺寸開始，依次檢測運動矢量，如果在對象塊尺寸中檢測出的運動矢量大小大于規(guī)定閾值，則將該塊尺寸確定為編碼對象塊的尺寸。
下面，針對具有如上結(jié)構(gòu)的、具有運動矢量檢測裝置的運動圖像編碼裝置300，說明工作過程。
圖10為檢測運動矢量時的工作流程的流程圖。在此，由于從縮小編碼對象圖像及生成縮小參考圖像的處理(步驟S101)，到塊尺寸限定部6所進行的對尺寸候選的限定處理(步驟S105)，與上述實施例1相同，因此省略其說明。
在塊尺寸限定部6中的判斷處理(步驟S104)結(jié)果，當區(qū)域運動矢量不大于規(guī)定閾值，或區(qū)域運動矢量的可靠度不高于規(guī)定閾值時(步驟S104中No)，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選中，以最大尺寸的塊尺寸進行運動矢量的檢測(步驟S201)。然后，塊尺寸確定部301判斷檢測出的運動矢量是否大于規(guī)定閾值，且判斷所述運動矢量的可靠度是否高于規(guī)定閾值(步驟S202)。判斷結(jié)果，當運動矢量大于規(guī)定閾值，且運動矢量的可靠度高于規(guī)定閾值時(步驟S202中Yes)，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選塊尺寸中，確定為最大的尺寸(步驟S203)。
另一方面，當運動矢量不大于規(guī)定閾值，或者運動矢量的可靠度不高于規(guī)定閾值時(步驟S202中No)，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選中，以第二大尺寸的塊尺寸進行運動矢量的檢測(步驟S204)。接著，塊尺寸確定部301判斷檢測出的運動矢量是否大于規(guī)定閾值，且判斷該運動矢量的可靠度是否高于規(guī)定閾值(步驟S205)。判斷結(jié)果，當運動矢量大于規(guī)定閾值，且運動矢量的可靠度高于規(guī)定閾值時(步驟S205中Yes)，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選塊尺寸中的最大及第二大的尺寸中，確定為可靠度高的塊尺寸(步驟S206)。另一方面，當運動矢量不大于規(guī)定閾值，或者運動矢量的可靠度不高于規(guī)定閾值時(步驟S205中No)，塊尺寸確定部301在編碼對象塊的尺寸的候選中，以第三大尺寸的塊尺寸進行運動矢量的檢測，這樣依次進行處理。
接著，編碼部7中的運動矢量檢測部702利用塊尺寸限定部6所限定的塊尺寸即最大的塊尺寸，或利用塊尺寸確定部301所確定的塊尺寸，進行運動矢量的檢測(步驟S207)。另外，在塊尺寸限定部6的判斷處理(步驟S104)結(jié)果，當區(qū)域運動矢量不大于規(guī)定閾值，或區(qū)域運動矢量的可靠度不高于規(guī)定閾值時(步驟S104中No)，由于在塊尺寸確定部301中檢測運動矢量，因此在運動矢量檢測部702中不需要再次檢測運動矢量。
之后，在編碼部7中，利用檢測出的運動矢量，進行運動補償、正交變換、量化、可變長編碼等一系列處理。
如上所述，在本實施例中，塊尺寸確定部301從最大的塊尺寸開始，依次進行運動矢量檢測，并在滿足條件時確定塊尺寸，所以可以簡化確定最合適的塊尺寸的處理過程。因此，可以減少檢測運動矢量的運算量，以及可以減少功率消耗。
再有，在塊尺寸相同、形狀不同的編碼對象塊中，當檢測出的兩者的運動矢量大小均大于規(guī)定閾值時，將求運動矢量時所使用的例如可靠度高的一方的塊尺寸，確定為編碼對象塊的尺寸。
另外，針對在塊尺寸限定部6中所限定的塊尺寸的多個候選，也可以通過進行如上所述的塊尺寸確定部301中的處理來確定塊尺寸。
另外，上述各實施例，還可以均適用于編碼對象圖像的像素數(shù)據(jù)的亮度成分及色差成分。
此外，圖2、圖8、圖9所示框圖中的各功能塊，可以典型地利用集成電路的LSI得以實現(xiàn)。所述LSI可以是單芯片，也可以是多芯片。(例如，也可以將存儲器以外的功能塊單芯片化。)這里所述的LSI，根據(jù)集成度的不同，有時也可以稱為IC、系統(tǒng)LSI、超級LSI(super LSI)、超LSI(ultraLSI)。
另外，集成電路化的方法并不局限于LSI，還可以通過專用電路或通用處理器實現(xiàn)。LSI制造后，可以利用能夠編程的FPGA(Field ProgrammableGate Array)，也可以利用能夠重新配置LSI內(nèi)部的電路元件的連接、設置的可重配置處理器(reconfigurable processor)。
更進一步，隨著半導體技術(shù)的發(fā)展或其他技術(shù)的派生，如果出現(xiàn)替換LSI的集成電路化技術(shù)，則當然也可以利用該技術(shù)對功能塊進行集成化。也有可能適應于生物技術(shù)等。
另外，各功能塊中，除了只對保存數(shù)據(jù)的單元單芯片化之外，還可以采用其他的組成。
綜上所述，本發(fā)明的運動矢量檢測裝置，可以在較少的運算負荷下實現(xiàn)H.264的圖像編碼，并除了可以適用于個人計算機、HDD記錄器、DVD記錄器等之外，還可以適用于攝像機、帶照相功能的手機等。而且，也可以適用于帶有這種運動矢量檢測裝置的編碼裝置。
權(quán)利要求
1.一種運動矢量檢測裝置，該裝置用于從多個尺寸的候選中選擇包含在編碼對象圖像中的編碼對象塊的尺寸，并以所選擇的尺寸檢測運動矢量；其特征在于，該裝置包括區(qū)域分割單元，用于將所述編碼對象圖像分割成至少1個區(qū)域，生成分割區(qū)域圖像；區(qū)域運動矢量檢測單元，用于利用參考圖像與所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，作為區(qū)域運動矢量，其中，所述參考圖像用于檢測所述編碼對象塊的運動矢量；可靠度計算單元，用于根據(jù)分割區(qū)域預測圖像和所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，計算所述區(qū)域運動矢量的可靠度，其中，所述分割區(qū)域預測圖像是由所述參考圖像和所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量生成；塊尺寸限定單元，用于當所述區(qū)域運動矢量檢測單元檢測出的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算單元計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度為閾值以上時，限定包含在所述分割區(qū)域圖像中的編碼對象塊的所述尺寸的候選；運動矢量檢測單元，用于利用所述塊尺寸限定單元所限定的所述尺寸的候選，檢測所述編碼對象塊的運動矢量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述運動矢量檢測裝置進一步包括縮小圖像生成單元，用于通過運算周圍像素，從所述編碼對象圖像中生成減少像素數(shù)的縮小編碼對象圖像，同時，根據(jù)所述參考圖像，通過運算周圍像素生成減少像素數(shù)的縮小參考圖像；所述區(qū)域分割單元用于將所述縮小圖像生成單元所縮小的所述縮小編碼對象圖像分割成所述區(qū)域，并生成所述分割區(qū)域圖像；所述區(qū)域運動矢量檢測單元用于根據(jù)所述縮小圖像生成單元所縮小的所述縮小參考圖像與所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，作為所述區(qū)域運動矢量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述縮小圖像生成單元用于根據(jù)構(gòu)成所述編碼對象圖像的像素數(shù)，更改所述編碼對象圖像及所述參考圖像的縮小率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述縮小圖像生成單元用于從對應于所述參考圖像的輸入圖像中，生成所述縮小參考圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述區(qū)域分割單元用于以預先設置的尺寸，將所述編碼對象圖像分割為多個所述區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述區(qū)域分割單元用于根據(jù)所述參考圖像或所述編碼對象圖像之前的圖像所具有的運動矢量，將所述編碼對象圖像分割為所述區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述區(qū)域分割單元用于根據(jù)所述參考圖像或所述編碼對象圖像之前的圖像所具有的運動矢量，可以改變分割所述區(qū)域的個數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述區(qū)域分割單元用于根據(jù)所述參考圖像或所述編碼對象圖像之前的圖像所具有的運動矢量，可以改變分割所述區(qū)域的大小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述塊尺寸限定單元用于根據(jù)構(gòu)成所述編碼對象圖像的像素數(shù)，更改所述尺寸的候選尺寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述塊尺寸限定單元用于當所述區(qū)域運動矢量的大小在規(guī)定閾值以上，且所述區(qū)域運動矢量的可靠度在規(guī)定閾值以上時，限定為所述尺寸的候選中最大的尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述運動矢量檢測裝置進一步包括塊尺寸確定單元，用于當所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算單元所計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度中的至少一個低于閾值時，對所述分割區(qū)域圖像中所包含的所述編碼對像塊，從所述尺寸的候選中的最大的塊尺寸開始，依次進行所述編碼對像塊的運動矢量的檢測，如果檢測出的運動矢量大小為規(guī)定閾值以上，則將所述編碼對象塊的尺寸確定為該塊尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述塊尺寸確定單元用于在大小相同、形狀不同的塊尺寸中，當所檢測的兩者的運動矢量大小均大于規(guī)定閾值時，將編碼對象塊的尺寸確定為在檢測所述運動矢量時的評價值高的塊尺寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動矢量檢測裝置，其特征在于，所述運動矢量檢測裝置進一步包括塊尺寸確定單元，用于從所述塊尺寸限定單元所限定的所述尺寸的候選中最大的塊尺寸開始，依次檢測所述編碼對象塊的運動矢量，如果檢測到的運動矢量大小為規(guī)定閾值以上，則將所述編碼對象塊的尺寸確定為該塊尺寸。
14.一種運動矢量檢測方法，該方法用于從多個尺寸的候選中選擇包含在編碼對象圖像中的編碼對象塊的尺寸，并以所選擇的尺寸檢測運動矢量，其特征在于，該方法包括區(qū)域分割步驟，將所述編碼對象圖像分割成至少1個區(qū)域，生成分割區(qū)域圖像；區(qū)域運動矢量檢測步驟，利用參考圖像與所述區(qū)域分割步驟所生成的所述分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，作為區(qū)域運動矢量，其中，所述參考圖像用于檢測所述編碼對象塊的運動矢量；可靠度計算步驟，根據(jù)分割區(qū)域預測圖像和所述區(qū)域分割步驟所生成的所述分割區(qū)域圖像，計算所述區(qū)域運動矢量的可靠度，其中，分割區(qū)域預測圖像是由所述參考圖像和所述區(qū)域運動矢量檢測步驟所檢測出的所述區(qū)域運動矢量生成；塊尺寸限定步驟，當所述區(qū)域運動矢量檢測步驟所檢測出的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算步驟所計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度中至少一個為閾值以上時，限定包含在所述分割區(qū)域圖像中的所述編碼對象塊的所述尺寸的候選；運動矢量檢測步驟，利用所述塊尺寸限定步驟所限定的所述尺寸的候選，檢測所述編碼對象塊的運動矢量。
15.一種集成電路，用于從多個尺寸的候選中選擇包含在編碼對象圖像中的編碼對象塊的尺寸，并以所選擇的尺寸檢測運動矢量，其特征在于，該電路包括區(qū)域分割單元，用于將所述編碼對象圖像分割成至少1個區(qū)域，生成分割區(qū)域圖像；區(qū)域運動矢量檢測單元，用于利用參考圖像與所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，檢測所述分割區(qū)域圖像的運動矢量，作為區(qū)域運動矢量，其中，所述參考圖像用于檢測所述編碼對象塊的運動矢量；可靠度計算單元，用于根據(jù)分割區(qū)域預測圖像和所述區(qū)域分割單元所生成的所述分割區(qū)域圖像，計算所述區(qū)域運動矢量的可靠度，其中，所述分割區(qū)域預測圖像是由所述參考圖像和所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量生成；塊尺寸限定單元，用于當所述區(qū)域運動矢量檢測單元所檢測出的所述區(qū)域運動矢量的大小和所述可靠度計算單元所計算出的所述區(qū)域運動矢量的可靠度中至少一個為閾值以上時，限定包含在所述分割區(qū)域圖像中的編碼對象塊的所述尺寸的候選；運動矢量檢測單元，用于利用所述塊尺寸限定單元所限定的所述尺寸的候選，檢測所述編碼對象塊的運動矢量。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種運動矢量檢測裝置，該裝置包括縮小圖像生成部1，用于生成縮小編碼對象圖像和縮小參考圖像；區(qū)域分割部3，用于將縮小編碼對象圖像分割為多個區(qū)域，生成縮小分割區(qū)域圖像；區(qū)域運動矢量檢測部4，用于檢測縮小分割區(qū)域圖像的區(qū)域運動矢量；可靠度計算部5，用于計算區(qū)域運動矢量的可靠度；塊尺寸限定部6，用于根據(jù)區(qū)域運動矢量的大小和區(qū)域運動矢量的可靠度限定編碼對象塊的尺寸的候選。該運動矢量檢測裝置可以提高圖像質(zhì)量和編碼效率，同時可以減少圖像編碼處理的運算量，并實現(xiàn)了高速化和低功耗化。
文檔編號H04N7/26GK1921628SQ200610109590
公開日2007年2月28日 申請日期2006年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者丸山悠樹, 重里達郎, 荒川博, 西鄉(xiāng)賀津雄, 有村耕治, 大古瀨秀之, 田坂啟 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社