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JP5347874B2 - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents

Image processing apparatus, image processing method, and program Download PDF

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JP5347874B2 JP2009223134A JP2009223134A JP5347874B2 JP 5347874 B2 JP5347874 B2 JP 5347874B2 JP 2009223134 A JP2009223134 A JP 2009223134A JP 2009223134 A JP2009223134 A JP 2009223134A JP 5347874 B2 JP5347874 B2 JP 5347874B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a processing time by reducing the amounts of an arithmetic operation even when a search range is relatively large in the case of using a method for comparing a first peak correlation value with a second peak correlation value as a method for evaluating the reliability of the association of a reference block with a candidate block in a search block in an image processor, an image processing method and a program. <P>SOLUTION: This image processor is provided with: a correlation arithmetic circuit for performing a correlation arithmetic operation to calculate the similarity of the reference region and search region of different video frames; and a peak evaluation circuit for associating the image of the reference region with the image of a candidate region in the search region by calculating the first peak position of a correlation value in the search region, and for evaluating the reliability of the association of the image of the reference region with the image of the candidate region in the search region by using a second correlation value by excluding an exclusion region in the neighborhood of the first peak position. The peak evaluation circuit divides the search range into a plurality of partial regions, and extracts the first peak correlation value in each partial region, and performs the sequencing of the first peak correlation value in each partial region, and determines a partial region for searching the second peak correlation value according to the sequencing. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、相関演算を行う画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a program for performing correlation calculation.

画像処理装置において、2つの画像間の類似度を計算する相関演算は、動きベクトル計測処理、ステレオ計測処理等の処理で用いられる。一例として、相関演算が動きベクトル計測処理で用いられる場合を例に取って説明する。   In the image processing apparatus, the correlation calculation for calculating the similarity between two images is used in processes such as a motion vector measurement process and a stereo measurement process. As an example, a case where correlation calculation is used in motion vector measurement processing will be described as an example.

図1は、動きベクトル計測処理における相関演算を説明する図である。動きベクトル計測処理においては、映像フレームfの局所領域を参照ブロック(又は、テンプレート)Rとして抽出し、次の映像フレームf+1の探索ブロックS内で参照ブロックRと類似度が最大となる候補ブロックCの位置を抽出することで、参照ブロックRが次の映像フレームf+1でどれだけ動いたかを示す動きベクトルを求めることができる。図1の例では、候補ブロックCは、探索ブロックS内で水平方向に−m〜m−1画素分、垂直方向に−n〜n−1画素分だけ移動可能であり、m,nは1以上の自然数である。   FIG. 1 is a diagram for explaining the correlation calculation in the motion vector measurement process. In the motion vector measurement process, a local region of the video frame f is extracted as a reference block (or template) R, and a candidate block C having the maximum similarity with the reference block R in the search block S of the next video frame f + 1. Is extracted, the motion vector indicating how much the reference block R has moved in the next video frame f + 1 can be obtained. In the example of FIG. 1, the candidate block C can move within the search block S by −m to m−1 pixels in the horizontal direction and −n to n−1 pixels in the vertical direction. These are natural numbers.

探索ブロックS内から参照ブロックRと類似度が最大となる候補ブロックCの位置を抽出するためには、参照ブロックR内で類似度を求める演算を探索ブロックS内で2次元的にスキャンして実行し、その中で類似度が最大となる候補ブロックCの位置を抽出する。この類似度の指標としては、例えば、ブロック内の画素毎の輝度の差の2乗の総和をとったSSD(Sum of Squared Difference)相関値が使用される。SSD相関値は、例えば参照ブロックRのサイズが8×8画素であるものとすると、次式で表すことができる。次式中、R(x,y)は参照ブロック、S(x,y)は探索ブロックSの画像の輝度を示す。   In order to extract the position of the candidate block C having the maximum similarity with the reference block R from within the search block S, an operation for obtaining the similarity within the reference block R is scanned two-dimensionally within the search block S. The candidate block C having the highest similarity is extracted. As the similarity index, for example, an SSD (Sum of Squared Difference) correlation value obtained by summing the squares of the luminance differences for each pixel in the block is used. For example, when the size of the reference block R is 8 × 8 pixels, the SSD correlation value can be expressed by the following equation. In the following equation, R (x, y) represents the reference block, and S (x, y) represents the luminance of the image of the search block S.

Figure 0005347874
SSD相関値D(u,v)が最小となる(u,v)が、探索ブロックS内で参照ブロックRとの類似度が最大となる探索ブロックSの位置、即ち、参照ブロックRの動きベクトルとなる。SSD相関値は、類似度が高い場合に小さい値を有し、類似度が低い場合に大きな値を有する。
Figure 0005347874
Although the SSD correlation value D k (u, v) is minimum (u, v), the position of the search block S having the maximum similarity to the reference block R in the search block S, that is, the movement of the reference block R It becomes a vector. The SSD correlation value has a small value when the similarity is high, and has a large value when the similarity is low.

参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性を評価する手法として、第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較する手法が知られている。第1ピーク相関値は、探索範囲内で最小となる(即ち、類似度が最大となる)相関値を有する位置である第1ピーク点での相関値、第2ピーク相関値は第1ピーク位置の近傍の除外領域を除いた探索範囲内で最小となる相関値を有する位置である第2ピーク点での相関値である。第1ピーク相関値と第2ピーク相関値の差が比較的大きい場合は、参照ブロックRの画像と候補ブロックCの画像との対応付けが唯一に求まるので、参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性が高いと判断できる。   As a method for evaluating the reliability of association between the image of the reference block R and the image of the candidate block C in the search block S, a method of comparing the first peak correlation value and the second peak correlation value is known. The first peak correlation value is the minimum correlation value in the search range (that is, the similarity is the maximum), and the second peak correlation value is the first peak position. Is the correlation value at the second peak point, which is the position having the minimum correlation value within the search range excluding the exclusion region in the vicinity of. When the difference between the first peak correlation value and the second peak correlation value is relatively large, since the correspondence between the image of the reference block R and the image of the candidate block C is only found, the image of the reference block R and the search block S It can be determined that the reliability of the association with the image of the candidate block C is high.

例えば、フレームサイズは640×480画素、探索ブロックサイズは32×32画素(m=32,n=32)、候補ブロックサイズは参照ブロックサイズと同じ8×8画素であると、第1ピーク位置の近傍の除外領域とは、第1ピーク位置を中心とする矩形領域であり、この矩形領域のサイズは、例えば水平方向に9画素分、垂直方向に9画素分(即ち、9×9画素分)に相当する。ただし、第1ピーク位置の近傍を除いた領域のサイズは、この例の9×9画素分に限定されるものではない。   For example, if the frame size is 640 × 480 pixels, the search block size is 32 × 32 pixels (m = 32, n = 32), and the candidate block size is 8 × 8 pixels, which is the same as the reference block size, The neighboring exclusion area is a rectangular area centered on the first peak position. The size of the rectangular area is, for example, 9 pixels in the horizontal direction and 9 pixels in the vertical direction (that is, 9 × 9 pixels). It corresponds to. However, the size of the region excluding the vicinity of the first peak position is not limited to 9 × 9 pixels in this example.

このように信頼性を評価する手法を用いるには、第1ピーク位置と第2ピーク位置を求める処理が必要となる。従来は、第1ピーク位置と第2ピーク位置の抽出は以下の手順で行っていた。図2は、第1ピーク位置の抽出を説明する図であり、図3は、第2ピーク位置の抽出を説明する図である。   In order to use the method for evaluating the reliability in this way, processing for obtaining the first peak position and the second peak position is required. Conventionally, the extraction of the first peak position and the second peak position has been performed by the following procedure. FIG. 2 is a diagram illustrating extraction of the first peak position, and FIG. 3 is a diagram illustrating extraction of the second peak position.

先ず、図2に示すように、探索ブロックSに対応する探索範囲内で実線の矢印で示すように探索を行うことで、全ての相関値の中から最小相関値を有する第1ピーク位置を抽出する。   First, as shown in FIG. 2, the first peak position having the minimum correlation value is extracted from all correlation values by performing a search within the search range corresponding to the search block S as indicated by the solid line arrow. To do.

次に、図3に示すように、探索ブロックSに対応する探索範囲内で実線の矢印で示すように探索を行うことで、全ての相関値の中から第1ピーク位置の近傍の除外領域Exを除いた探索範囲の中から最小の相関値を求めて第2ピーク位置を抽出する。図2及び図3において、破線は1つの探索(又は、ライン)の終了位置から次の1つの探索(又は、ライン)の開始位置までの探索位置の移動を示す。   Next, as shown in FIG. 3, by performing a search within the search range corresponding to the search block S as indicated by a solid line arrow, an exclusion region Ex near the first peak position is selected from all correlation values. The minimum correlation value is obtained from the search range excluding, and the second peak position is extracted. 2 and 3, the broken line indicates the movement of the search position from the end position of one search (or line) to the start position of the next search (or line).

参照ブロックの画像と探索ブロック内の候補ブロックの画像との対応付けの信頼性を評価する手法として、第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較する手法を用いる従来の画像処理装置では、相関値の中から最小の相関値を求める処理を、探索ブロックに対応する探索範囲全体に対して2回実行するので、探索範囲が比較的大きい場合には演算量が多くなり、処理時間が長くなってしまうという問題があった。   In a conventional image processing apparatus using a method of comparing the first peak correlation value and the second peak correlation value as a method of evaluating the reliability of the association between the image of the reference block and the image of the candidate block in the search block, Since the process of obtaining the minimum correlation value from the correlation values is executed twice for the entire search range corresponding to the search block, the amount of calculation increases when the search range is relatively large, and the processing time is long. There was a problem of becoming.

そこで、本発明は、参照ブロックの画像と探索ブロック内の候補ブロックの画像との対応付けの信頼性を評価する手法として、第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較する手法を用いる際、探索範囲が比較的大きい場合であっても演算量を減らして処理時間を短縮可能な画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention uses a method of comparing the first peak correlation value and the second peak correlation value as a method of evaluating the reliability of the association between the reference block image and the candidate block image in the search block. An object of the present invention is to provide an image processing apparatus, an image processing method, and a program capable of reducing the amount of calculation and reducing the processing time even when the search range is relatively large.

本発明の一観点によれば、第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行う相関演算回路と、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価するピーク評価回路を備え、前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、前記ピーク評価回路は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する画像処理装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, a correlation calculation circuit that performs a correlation calculation to obtain a correlation value as an index indicating the degree of similarity between a reference area of a first video frame and the reference area of a search area of a second video frame And associating the reference region image with the candidate region image in the search region by determining the first peak position of the correlation value in the search region, and excluding the vicinity of the first peak position A peak evaluation circuit that evaluates the reliability of association between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region using a second peak correlation value that is a second peak of the correlation value excluding the region A first peak correlation value that is a first peak of the correlation value indicates a maximum similarity, and the second peak correlation value indicates a second highest similarity after the first peak correlation value, and the peak evaluation circuit The search range includes a plurality of parts A partial region in which the first peak correlation value in each partial region is extracted, the first peak correlation value in each partial region is ordered, and the second peak correlation value is searched according to the ordering Is provided.

本発明の一観点によれば、コンピュータによる画像処理方法であって、第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順を前記コンピュータに実行させ、前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する画像処理方法が提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided a computer-based image processing method, wherein a correlation value is used as an index indicating a similarity between a reference area of a first video frame and the reference area of a search area of a second video frame. And calculating the first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit and the procedure of storing the correlation value in the memory unit The image of the reference region is associated with the image of the candidate region in the search region, and the exclusion region in the vicinity of the first peak position is excluded and the second peak correlation value that is the second peak of the correlation value is used. And causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the association between the image of the reference area and the image of the candidate area in the search area, and the first peak correlation value that is the first peak of the correlation value is the maximum The similarity of The second peak correlation value shows the next highest similarity after the first peak correlation value, and the procedure for evaluating the reliability divides the search range into a plurality of partial areas, There is provided an image processing method for extracting the first peak correlation value, ordering the first peak correlation values in each partial region, and determining a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering. .

本発明の一観点によれば、コンピュータに画像処理を実行させるプログラムであって、第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順を前記コンピュータに実行させ、前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定するプログラムが提供される。   According to an aspect of the present invention, there is provided a program for causing a computer to execute image processing, and an index indicating a similarity between a reference area of a first video frame and the reference area of a search area of a second video frame Based on a procedure for performing correlation calculation to obtain a correlation value and storing the correlation value in a memory unit, and obtaining a first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit In this way, the image of the reference region is associated with the image of the candidate region in the search region, and the second peak correlation that is the second peak of the correlation value is excluded by excluding the excluded region in the vicinity of the first peak position. A first peak correlation that is a first peak of the correlation value, causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the association between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region using a value; value is The second peak correlation value indicates the next highest similarity after the first peak correlation value, and the procedure for evaluating the reliability divides the search range into a plurality of partial regions, A program that extracts the first peak correlation value in each partial region, orders the first peak correlation value in each partial region, and determines a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering. Provided.

開示の画像処理装置、画像処理方法及びプログラムによれば、参照ブロックの画像と探索ブロック内の候補ブロックの画像との対応付けの信頼性を評価する手法として、第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較する手法を用いる際、探索範囲が比較的大きい場合であっても演算量を減らして処理時間を短縮可能となる。   According to the disclosed image processing apparatus, image processing method, and program, the first peak correlation value and the second peak are used as a method for evaluating the reliability of the association between the reference block image and the candidate block image in the search block. When using a method for comparing correlation values, even if the search range is relatively large, it is possible to reduce the amount of calculation and shorten the processing time.

動きベクトル計測処理における相関演算を説明する図である。It is a figure explaining the correlation calculation in a motion vector measurement process. 第1ピーク位置の抽出を説明する図である。It is a figure explaining extraction of the 1st peak position. 第2ピーク位置の抽出を説明する図である。It is a figure explaining extraction of the 2nd peak position. 本発明の一実施例における画像処理装置を説明するブロック図である。1 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. ピークレジスタに格納するピーク情報を説明する図である。It is a figure explaining the peak information stored in a peak register. 画像処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an image process. 第1ピーク抽出処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a 1st peak extraction process. 第2ピーク抽出処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a 2nd peak extraction process. 第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域に完全に含まれる場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the exclusion area | region of the vicinity of a 1st peak position is completely contained in a partial area. 第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域を跨る場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the exclusion area | region of the vicinity of a 1st peak position straddles a partial area | region. 第1ピーク位置の近傍の除外領域に第2〜第4ピーク位置が含まれる場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the 2nd-4th peak position is contained in the exclusion field near the 1st peak position. 本発明の他の実施例における画像処理装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the image processing apparatus in the other Example of this invention.

開示の画像処理装置、画像処理方法及びプログラムは、参照領域の画像と探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手法として、最大の類似度を示す第1ピーク相関値と第1ピーク相関値の次に大きい類似度を示す第2ピーク相関値を比較する手法を用いる。探索領域を複数の部分領域に分割して各部分領域の範囲で第1ピーク相関値の抽出を行い、第2ピーク相関値を抽出するために必要となる部分領域の絞りこみを行うことで、第2ピーク相関値を抽出するのに要する処理時間を短縮する。   The disclosed image processing apparatus, image processing method, and program include a first peak correlation value indicating the maximum similarity as a method for evaluating the reliability of association between an image in a reference area and an image in a candidate area in a search area. And a method of comparing the second peak correlation value indicating the second highest similarity after the first peak correlation value. By dividing the search region into a plurality of partial regions, extracting the first peak correlation value in the range of each partial region, and narrowing down the partial region necessary for extracting the second peak correlation value, The processing time required to extract the second peak correlation value is shortened.

以下に、開示の画像処理装置、画像処理方法及びプログラムの各実施例を図面と共に説明する。   Embodiments of the disclosed image processing apparatus, image processing method, and program will be described below with reference to the drawings.

図4は、本発明の一実施例における画像処理装置を説明するブロック図である。説明の便宜上、本実施例では、一例として、相関演算が動きベクトル計測処理で用いられる場合を例に取って説明する。   FIG. 4 is a block diagram illustrating an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention. For convenience of explanation, in the present embodiment, as an example, a case where correlation calculation is used in motion vector measurement processing will be described.

動きベクトル計測処理においては、図1のように、映像フレームfの局所領域を参照ブロック(又は、参照領域)Rとして抽出し、次の映像フレームf+1の探索ブロック(又は、探索領域)S内で参照ブロックRと類似度が最大となる候補ブロック(又は、候補領域)Cの位置を抽出することで、参照ブロックRが次の映像フレームf+1でどれだけ動いたかを示す動きベクトルを求める。探索ブロックS内から参照ブロックRと類似度が最大となる候補ブロックCの位置を抽出するためには、参照ブロックR内で類似度を求める演算を探索ブロックS内で2次元的にスキャンして実行し、その中で類似度が最大となる候補ブロックCの位置を抽出する。この類似度の指標としては、例えば、ブロック内の画素毎の輝度の差の2乗の総和をとったSSD相関値が使用される。図1と共に説明した式において、SSD相関値D(u,v)が最小となる(u,v)が、探索ブロックS内で参照ブロックRとの類似度が最大となる探索ブロックSの位置、即ち、参照ブロックRの動きベクトルとなる。 In the motion vector measurement process, as shown in FIG. 1, the local region of the video frame f is extracted as a reference block (or reference region) R, and within the search block (or search region) S of the next video frame f + 1. By extracting the position of the candidate block (or candidate region) C having the maximum similarity with the reference block R, a motion vector indicating how much the reference block R has moved in the next video frame f + 1 is obtained. In order to extract the position of the candidate block C having the maximum similarity with the reference block R from within the search block S, an operation for obtaining the similarity within the reference block R is scanned two-dimensionally within the search block S. The candidate block C having the highest similarity is extracted. As the similarity index, for example, an SSD correlation value obtained by taking the sum of the squares of the luminance differences for each pixel in the block is used. In the formula described with reference to FIG. 1, the position of the search block S in which the SSD correlation value D k (u, v) is minimum (u, v) but the similarity to the reference block R is maximum in the search block S. That is, it becomes the motion vector of the reference block R.

又、参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性を評価する手法としては、第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較する手法を用いる。第1ピーク相関値は、探索範囲内で最小となる(即ち、類似度が最大となる)相関値を有する位置である第1ピーク点での相関値、第2ピーク相関値は第1ピーク位置の近傍の除外領域を除いた探索範囲内で最小となる相関値を有する位置である第2ピーク点での相関値である。第1ピーク相関値と第2ピーク相関値の差が比較的大きい場合は、参照ブロックRの画像と候補ブロックCの画像との対応付けが唯一に求まるので、参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性が高いと判断できる。   Further, as a method for evaluating the reliability of association between the image of the reference block R and the image of the candidate block C in the search block S, a method of comparing the first peak correlation value and the second peak correlation value is used. The first peak correlation value is the minimum correlation value in the search range (that is, the similarity is the maximum), and the second peak correlation value is the first peak position. Is the correlation value at the second peak point, which is the position having the minimum correlation value within the search range excluding the exclusion region in the vicinity of. When the difference between the first peak correlation value and the second peak correlation value is relatively large, since the correspondence between the image of the reference block R and the image of the candidate block C is only found, the image of the reference block R and the search block S It can be determined that the reliability of the association with the image of the candidate block C is high.

本実施例では、探索領域を形成する探索ブロックSは、複数の部分領域に分割される。又、各部分領域は、同じサイズの矩形形状を有する。各部分領域の範囲で第1ピーク相関値の抽出を行い、第2ピークを抽出するために必要となる部分領域の絞りこみを行うことで、第2ピークを抽出するのに要する処理時間を短縮する。又、第1ピーク位置近傍の除外領域も、1つの部分領域より小さいサイズの矩形形状を有する。   In the present embodiment, the search block S forming the search area is divided into a plurality of partial areas. Each partial region has a rectangular shape of the same size. The first peak correlation value is extracted in the range of each partial region, and the processing time required to extract the second peak is shortened by narrowing down the partial region necessary for extracting the second peak. To do. In addition, the exclusion region near the first peak position also has a rectangular shape having a size smaller than that of one partial region.

画像処理装置1は、図4に示す如く接続された制御部11、画像メモリ12、相関演算回路13、相関値メモリ14、及びピーク評価回路15を有する。画像処理装置1には、例えばカメラ21等の撮像部が接続される。カメラ21は、制御部11に接続されても、直接画像メモリ12に接続されても良い。   The image processing apparatus 1 includes a control unit 11, an image memory 12, a correlation calculation circuit 13, a correlation value memory 14, and a peak evaluation circuit 15 connected as shown in FIG. For example, an imaging unit such as a camera 21 is connected to the image processing apparatus 1. The camera 21 may be connected to the control unit 11 or directly to the image memory 12.

制御部11は、例えばCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサで形成され、画像処理装置1全体の制御を司る。画像メモリ12は、この例ではカメラ21から受信した相関演算の対象となる画像データを格納し、相関演算処理時には画像データを相関演算回路13へ送信する。相関演算回路13は、画像メモリ12から受信した画像データを用いて相関演算処理を行い、相関演算処理の演算結果を相関値メモリ14へ送信する。相関値メモリ14は、相関演算処理時には相関演算回路13から受信した相関演算結果を格納し、ピーク抽出処理時には相関演算結果を読み出してピーク評価回路15へ送信する。   The control unit 11 is formed by a processor such as a CPU (Central Processing Unit), for example, and controls the entire image processing apparatus 1. In this example, the image memory 12 stores image data to be subjected to correlation calculation received from the camera 21, and transmits the image data to the correlation calculation circuit 13 during the correlation calculation process. The correlation calculation circuit 13 performs correlation calculation processing using the image data received from the image memory 12, and transmits the calculation result of the correlation calculation processing to the correlation value memory 14. The correlation value memory 14 stores the correlation calculation result received from the correlation calculation circuit 13 during the correlation calculation process, and reads the correlation calculation result and transmits it to the peak evaluation circuit 15 during the peak extraction process.

ピーク評価回路15は、ピーク評価制御部151、比較器152、ピークレジスタ153、比較器154−1〜154−5、及び第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5を有し、相関値の第1〜第5ピークを求めると共に、第1ピークと第2ピークを抽出する。   The peak evaluation circuit 15 includes a peak evaluation control unit 151, a comparator 152, a peak register 153, comparators 154-1 to 154-5, and first to fifth peak registers 155-1 to 155-5, and is correlated. While calculating | requiring the 1st-5th peak of a value, a 1st peak and a 2nd peak are extracted.

ピーク評価制御部151は、例えばCPU等のプロセッサで形成され、ピーク評価処理を制御する。具体的には、ピーク評価制御部151は、映像フレームf+1の探索ブロックS内の評価を行う部分領域、相関値メモリ14へアクセスするアドレス、相関値メモリ14から読み出した相関値に対応する座標の決定や、決定された座標が第1ピーク位置の近傍の除外領域か否かの判定等の制御を行う。   The peak evaluation control unit 151 is formed by a processor such as a CPU, for example, and controls peak evaluation processing. Specifically, the peak evaluation control unit 151 includes a partial area to be evaluated in the search block S of the video frame f + 1, an address for accessing the correlation value memory 14, and coordinates corresponding to the correlation value read from the correlation value memory 14. Control such as determination and determination of whether or not the determined coordinate is an excluded region in the vicinity of the first peak position is performed.

尚、制御部11及びピーク評価制御部151は、いずれもハードウェア回路により実現しても良い。   Note that both the control unit 11 and the peak evaluation control unit 151 may be realized by a hardware circuit.

比較器152は、相関値メモリ14から読み出した相関値とピークレジスタ153の相関値を比較し、部分領域毎に第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5を更新するか否かの判定を行う。   The comparator 152 compares the correlation value read from the correlation value memory 14 with the correlation value of the peak register 153, and determines whether or not to update the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5 for each partial region. Make a decision.

ピークレジスタ153は、各部分領域のピーク情報を格納する。図5は、ピークレジスタ153に格納するピーク情報を説明する図である。図5に示すように、ピークレジスタ153は、ピークの部分領域番号、X座標値、Y座標値、及び相関値を格納する。   The peak register 153 stores peak information of each partial area. FIG. 5 is a diagram for explaining the peak information stored in the peak register 153. As shown in FIG. 5, the peak register 153 stores the partial region number of the peak, the X coordinate value, the Y coordinate value, and the correlation value.

比較器154−1〜154−5は、ピークレジスタ153に格納された部分領域のピーク情報を比較し、部分領域毎の上位5つの相関値のピーク、即ち、第1〜第5ピーク相関値を対応する第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5に格納する。第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5に格納するピーク情報も、図5に示すようにピークの部分領域番号、X座標値、Y座標値、及び相関値を含む。   The comparators 154-1 to 154-5 compare the peak information of the partial areas stored in the peak register 153, and obtain the peaks of the top five correlation values for each partial area, that is, the first to fifth peak correlation values. The corresponding first to fifth peak registers 155-1 to 155-5 are stored. The peak information stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5 also includes the partial area number of the peak, the X coordinate value, the Y coordinate value, and the correlation value as shown in FIG.

図6は、画像処理装置1の画像処理、即ち、本実施例における画像処理方法を説明するフローチャートである。図6において、ステップS1は、画像メモリ12から画像データを読み出し、相関演算回路13で相関演算処理を行い、相関演算処理の演算結果を相関値メモリ14に格納する相関演算処理を行う。   FIG. 6 is a flowchart for explaining the image processing of the image processing apparatus 1, that is, the image processing method in this embodiment. In FIG. 6, step S <b> 1 reads image data from the image memory 12, performs correlation calculation processing in the correlation calculation circuit 13, and performs correlation calculation processing for storing the calculation result of the correlation calculation processing in the correlation value memory 14.

ステップS2は、第1ピーク抽出処理を行う。ステップS2の第1ピーク抽出処理では、探索ブロックSの各部分領域において、相関値メモリ14から相関値を読み出してピークを抽出し、抽出した部分領域毎の相関値のピークの中から上位5つの第1〜第5ピーク相関値を対応する第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5に格納する。この第1ピーク抽出処理で第1ピーク相関値は求まり、第1ピーク位置と第1ピーク相関値は第1ピークレジスタ155−1に格納される。   Step S2 performs a first peak extraction process. In the first peak extraction process of step S2, in each partial region of the search block S, the correlation value is read from the correlation value memory 14 and a peak is extracted, and the top five correlation values are extracted from the extracted correlation value peaks for each partial region. The first to fifth peak correlation values are stored in the corresponding first to fifth peak registers 155-1 to 155-5. In this first peak extraction process, the first peak correlation value is obtained, and the first peak position and the first peak correlation value are stored in the first peak register 155-1.

又、ステップS3は、第2ピーク抽出処理を行う。ステップS3の第2ピーク抽出処理では、第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5に格納されている部分領域番号の部分領域から第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値のピークを抽出する。第2ピーク相関値が確定した段階で第2ピーク抽出処理は終了し、第2ピーク位置と相関値は第2ピークレジスタ155−2に格納される。   In step S3, a second peak extraction process is performed. In the second peak extraction process in step S3, the correlation is performed by excluding the excluded area near the first peak position from the partial areas of the partial area numbers stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5. Extract the value peak. When the second peak correlation value is determined, the second peak extraction process ends, and the second peak position and the correlation value are stored in the second peak register 155-2.

例えば、フレームサイズは640×480画素、探索ブロックサイズは32×32画素(m=32,n=32)、候補ブロックサイズは参照ブロックサイズと同じ8×8画素であると、第1ピーク位置の近傍の除外領域とは、第1ピーク位置を中心とする矩形領域であり、この矩形領域のサイズは、例えば水平方向に9画素分、垂直方向に9画素分(即ち、9×9画素分)に相当する。ただし、第1ピーク位置の近傍を除いた領域のサイズは、この例の9×9画素分に限定されるものではない。   For example, if the frame size is 640 × 480 pixels, the search block size is 32 × 32 pixels (m = 32, n = 32), and the candidate block size is 8 × 8 pixels, which is the same as the reference block size, The neighboring exclusion area is a rectangular area centered on the first peak position. The size of the rectangular area is, for example, 9 pixels in the horizontal direction and 9 pixels in the vertical direction (that is, 9 × 9 pixels). It corresponds to. However, the size of the region excluding the vicinity of the first peak position is not limited to 9 × 9 pixels in this example.

第1ピーク相関値と第2ピーク相関値の差が比較的大きい場合は、参照ブロックRの画像と候補ブロックCの画像との対応付けが唯一に求まるので、ピーク評価回路15は、参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性が高いと判断できる。上記の動きベクトル計測処理は、このようにして求めた第1ピーク相関値と第2ピーク相関値を比較することで、参照ブロックRの画像と探索ブロックS内の候補ブロックCの画像との対応付けの信頼性を評価するが、動きベクトル計測処理自体は周知であるため、その詳細な説明は省略する。   When the difference between the first peak correlation value and the second peak correlation value is relatively large, the correlation between the image of the reference block R and the image of the candidate block C can be obtained uniquely, so that the peak evaluation circuit 15 It can be determined that the reliability of the association between the image and the image of the candidate block C in the search block S is high. In the motion vector measurement process, the correspondence between the image of the reference block R and the image of the candidate block C in the search block S is compared by comparing the first peak correlation value and the second peak correlation value thus obtained. However, since the motion vector measurement process itself is well known, detailed description thereof is omitted.

図7は、ステップS2の第1ピーク抽出処理を説明するフローチャートである。第1ピーク抽出処理は、探索ブロックSの部分領域毎に相関値のピークを求める処理と、第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5を更新する処理を繰り返す。以下の説明では、N(Nは2以上の自然数)は部分領域数を示し、処理対象となる探索領域(即ち、探索ブロックS)は部分領域番号B1〜BNを有する部分領域に分割されており、Bは現在処理している部分領域番号であるものとする。Bpはピークレジスタ153に格納される部分領域番号、Xpはピークレジスタ153に格納されるX座標値、Ypはピークレジスタ153に格納されるY座標値、Cpはピークレジスタ153に格納される相関値を示す。又、PB1〜PB5は第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−1に格納される部分領域番号、X1〜X5は第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−1に格納されるX座標値、Y1〜Y5は第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−1に格納されるY座標値、C1〜C5は第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−1に格納される相関値を示す。   FIG. 7 is a flowchart illustrating the first peak extraction process in step S2. The first peak extraction process repeats the process of obtaining the correlation value peak for each partial region of the search block S and the process of updating the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5. In the following description, N (N is a natural number of 2 or more) indicates the number of partial areas, and the search area to be processed (that is, search block S) is divided into partial areas having partial area numbers B1 to BN. , B are the partial area numbers currently being processed. Bp is a partial area number stored in the peak register 153, Xp is an X coordinate value stored in the peak register 153, Yp is a Y coordinate value stored in the peak register 153, and Cp is a correlation value stored in the peak register 153 Indicates. PB1 to PB5 are partial area numbers stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-1, and X1 to X5 are stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-1. X coordinate values, Y1 to Y5 are Y coordinate values stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-1, and C1 to C5 are stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-1. The correlation value to be shown.

図7において、ステップS21は、部分領域番号BをB=1に設定する。ステップS22は、部分領域番号Bの部分領域内で相関値のピークを抽出し、抽出したピークの位置(Xp,Yp)と相関値Cpを求めてピークレジスタに設定する。   In FIG. 7, step S21 sets the partial area number B to B = 1. In step S22, the peak of the correlation value is extracted in the partial area of the partial area number B, the extracted peak position (Xp, Yp) and the correlation value Cp are obtained and set in the peak register.

ステップS23は、第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5の更新処理を部分領域B(この場合、B1)について行う。ピークレジスタ153の相関値が第1ピークレジスタ155−1の内容より大きい場合は、第1〜第4ピークレジスタ155−1〜155−4の内容を第2〜第5ピークレジスタ155−2〜155−5にシフト(又は、コピー)し、第1ピークレジスタ155−1にはピークレジスタ153の相関値を設定する。ピークレジスタ153の相関値が第1ピークレジスタ155−1の内容より小さく、第2ピークレジスタ155−2の内容より大きい場合は、第2〜第4ピークレジスタ155−2〜155−5の内容を第3〜第5ピークレジスタ155−3〜155−5にシフト(又は、コピー)し、第2ピークレジスタ155−2にはピークレジスタ153の相関値を設定する。このような判定を、内容のシフトを第5ピークレジスタ155−5まで繰り返す。   In step S23, the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5 are updated for the partial region B (in this case, B1). When the correlation value of the peak register 153 is larger than the contents of the first peak register 155-1, the contents of the first to fourth peak registers 155-1 to 155-4 are changed to the second to fifth peak registers 155-2 to 155. The value is shifted (or copied) to -5, and the correlation value of the peak register 153 is set in the first peak register 155-1. When the correlation value of the peak register 153 is smaller than the contents of the first peak register 155-1 and larger than the contents of the second peak register 155-2, the contents of the second to fourth peak registers 155-2 to 155-5 are changed. Shifting (or copying) to the third to fifth peak registers 155-3 to 155-5, and the correlation value of the peak register 153 is set in the second peak register 155-2. Such determination is repeated until the fifth peak register 155-5 is shifted in contents.

ステップS24は、部分領域番号BをB=B+1にインクリメントする。ステップS25は、B>Nであるか否かを判定し、判定結果がNOであると処理はステップS22へ戻り、判定結果がYESであると処理は終了する。   A step S24 increments the partial area number B to B = B + 1. In step S25, it is determined whether or not B> N. If the determination result is NO, the process returns to step S22, and if the determination result is YES, the process ends.

このような処理により、探索ブロックSを構成する全て(N個)の部分領域の相関値のピークのうち、第1〜第5ピーク相関値と第1〜第5ピーク位置までが求まり、対応する第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5に格納されることで第1〜第5ピークレジスタ155−1〜155−5の内容が更新される。この処理が完了すると、探索領域全体の第1ピーク相関値が確定されて第1ピークレジスタ155−1に格納される。   By such processing, out of the correlation value peaks of all (N) partial regions constituting the search block S, the first to fifth peak correlation values and the first to fifth peak positions are obtained and corresponding. The contents of the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5 are updated by being stored in the first to fifth peak registers 155-1 to 155-5. When this process is completed, the first peak correlation value of the entire search region is determined and stored in the first peak register 155-1.

図8は、ステップS3の第2ピーク抽出処理を説明するフローチャートである。第2ピーク抽出処理は、第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外した部分領域のピーク評価処理を順次行い、第2ピーク相関値が確定した時点で処理は終了する。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the second peak extraction process in step S3. In the second peak extraction process, the peak evaluation process of the partial areas excluding the excluded area in the vicinity of the first peak position is sequentially performed, and the process ends when the second peak correlation value is determined.

図8において、ステップS31は、部分領域番号Bを第1ピークレジスタ155−1に格納されている部分領域番号PB1に設定する。ステップS32は、部分領域番号Bの部分領域内で、第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値ピークを抽出する。又、ステップS31は、部分領域のピーク位置(Xp,Yp)と相関値Cpを求めて、ピークレジスタ153に設定する。   In FIG. 8, step S31 sets the partial area number B to the partial area number PB1 stored in the first peak register 155-1. In step S32, the correlation value peak is extracted by excluding the excluded region near the first peak position in the partial region of the partial region number B. In step S31, the peak position (Xp, Yp) of the partial region and the correlation value Cp are obtained and set in the peak register 153.

ステップS33は、ピークレジスタ153の相関値Cpと第2ピークレジスタ155−2の相関値C2を比較し、Cp<C2であるか否かを判定する。相関値Cpが相関値C2より小さくステップS33の判定結果がYESであると、この部分領域の相関値のピークが第2ピーク相関値であると確定する。この場合、ステップS37は、ピークレジスタ153の内容を第2ピークレジスタ155−2に格納し、処理は終了する。   In step S33, the correlation value Cp of the peak register 153 and the correlation value C2 of the second peak register 155-2 are compared, and it is determined whether or not Cp <C2. If the correlation value Cp is smaller than the correlation value C2 and the determination result in step S33 is YES, it is determined that the correlation value peak in this partial region is the second peak correlation value. In this case, step S37 stores the content of the peak register 153 in the second peak register 155-2, and the process ends.

ステップS33の判定結果がNOであると、ステップS34は、第2ピークレジスタ155−2に格納されている座標(X2,Y2)を読み出し、この座標(X2,Y2)が第1ピーク位置(X1,Y1)の近傍の除外領域外にあるか否かを判定する。座標(X2,Y2)が第1ピーク位置(X1,Y1)の近傍の除外領域外でありステップS34の判定結果がYESであると、第2ピーク相関値が確定するので、処理は終了する。一方、ステップS34の判定結果がNOであると、第2ピークレジスタ155−2に格納されているピーク位置(X2,Y2)が第1ピーク位置の近傍の除外領域にあるため、第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して第2ピークレジスタ155−2に設定されている部分領域番号B2の部分領域について第2ピーク抽出処理を行う必要がある。そこで、ステップS34の判定結果がNOであると、ステップS35は、部分領域番号Bに部分領域番号PB2を設定してB=PB2とする。   If the decision result in the step S33 is NO, a step S34 reads the coordinates (X2, Y2) stored in the second peak register 155-2, and the coordinates (X2, Y2) are read as the first peak position (X1 , Y1), it is determined whether it is outside the excluded area. If the coordinate (X2, Y2) is outside the excluded region near the first peak position (X1, Y1) and the determination result in step S34 is YES, the second peak correlation value is determined, and the process ends. On the other hand, if the decision result in the step S34 is NO, the peak position (X2, Y2) stored in the second peak register 155-2 is in the excluded area near the first peak position, so the first peak position It is necessary to perform the second peak extraction process on the partial area of the partial area number B2 set in the second peak register 155-2 by excluding the excluded area in the vicinity. Therefore, if the decision result in the step S34 is NO, a step S35 sets the partial area number PB2 to the partial area number B and sets B = PB2.

ステップS36は、第3〜第5ピークレジスタ155−3〜155−5の内容を第2〜第4ピークレジスタ155−2〜155−4にシフト(又は、コピー)し、第2ピークレジスタ155−2の内容を更新した後、処理はステップS32へ戻り、次の部分領域の第2ピーク抽出処理を行う。このようにして、第2ピーク相関値が確定されて、第2ピークレジスタ155−2に格納される。   In step S36, the contents of the third to fifth peak registers 155-3 to 155-5 are shifted (or copied) to the second to fourth peak registers 155-2 to 155-4, and the second peak register 155- After updating the content of 2, the process returns to step S32 to perform the second peak extraction process for the next partial region. In this way, the second peak correlation value is determined and stored in the second peak register 155-2.

次に、第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域に完全に含まれる場合、第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域を跨る場合、及び第1ピーク位置の近傍の除外領域に第2〜第4ピーク位置が含まれる場合の動作を、図9〜図11と共に説明する。   Next, when the excluded region near the first peak position is completely included in the partial region, when the excluded region near the first peak position straddles the partial region, and when the excluded region near the first peak position is The operation when the second to fourth peak positions are included will be described with reference to FIGS.

図9は、第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域に完全に含まれる場合を説明する図である。図9及び後述する図10及び図11では、説明の便宜上、探索領域Sが部分領域B1〜B12に分割されているものとし、抽出された第1ピークP1の位置は黒丸印で示し、第2〜第5ピークP2〜P5の位置は白丸印で示し、第1ピーク位置の近傍の除外領域はExで示す。   FIG. 9 is a diagram illustrating a case where the excluded region near the first peak position is completely included in the partial region. 9 and FIG. 10 and FIG. 11 described later, for convenience of explanation, it is assumed that the search region S is divided into partial regions B1 to B12, and the position of the extracted first peak P1 is indicated by a black circle, The positions of the fifth peaks P2 to P5 are indicated by white circles, and the excluded area near the first peak position is indicated by Ex.

図9に示すように、図7の第1ピーク抽出処理を行った結果、第1〜第5ピークP1〜P5が次のような部分領域内で抽出されたとする。   As shown in FIG. 9, it is assumed that as a result of performing the first peak extraction process of FIG. 7, the first to fifth peaks P1 to P5 are extracted in the following partial region.

第1ピークP1:部分領域B6内
第2ピークP2:部分領域B3内
第3ピークP3:部分領域B4内
第4ピークP4:部分領域B8内
第5ピークP5:部分領域B12内
この例では、第1ピークP1の位置の近傍の除外領域Exが1つの部分領域B6に完全に含まれている。
First peak P1: Within partial region B6 Second peak P2: Within partial region B3 Third peak P3: Within partial region B4 Fourth peak P4: Within partial region B8 Fifth peak P5: Within partial region B12 In this example, The exclusion region Ex near the position of one peak P1 is completely included in one partial region B6.

従って、この例では、図8の第2ピーク抽出処理は、部分領域B6内で第1ピークP1の近傍の除外領域Exを除外して相関値ピークの抽出を行い、部分領域B6内のピーク(以下、「部分領域ピーク」と言う)Ppの位置(Xp,Yp)と相関値Cpを求める(ステップS32)。   Therefore, in this example, the second peak extraction process of FIG. 8 extracts the correlation value peak by excluding the exclusion region Ex in the vicinity of the first peak P1 in the partial region B6, and the peak ( Hereinafter, the position (Xp, Yp) of Pp and the correlation value Cp are obtained (referred to as “partial region peak”) (step S32).

部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークP2での相関値C2より小さい場合は(ステップS33でYES)、部分領域ピークPpが第2ピーク相関値であることが確定するので、ピークレジスタ153の内容を第2ピークレジスタ155−2に格納し(ステップS37)、第2ピーク抽出処理は終了する。   If the correlation value Cp at the partial region peak Pp is smaller than the correlation value C2 at the second peak P2 (YES in step S33), it is determined that the partial region peak Pp is the second peak correlation value. The contents of 153 are stored in the second peak register 155-2 (step S37), and the second peak extraction process ends.

一方、部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークP2での相関値C2以上の場合は(ステップS33でNO)、第2ピークレジスタ155−2に格納されている座標(X2,Y2)を読み出し、第1ピークP1の座標(X1,Y1)の近傍の除外領域Exにあるか否かを判定する(ステップS34)。この例では、第2ピークレジスタ155−2から読み出された座標(X2,Y2)は第1ピークP1の近傍の除外領域Ex外の部分領域B3内に存在するので(ステップS34でYES)、第2ピークレジスタ155−2に格納されている座標(X2,Y2)が第2ピーク相関値の位置であることが確定し、処理は終了する。   On the other hand, if the correlation value Cp at the partial region peak Pp is greater than or equal to the correlation value C2 at the second peak P2 (NO in step S33), the coordinates (X2, Y2) stored in the second peak register 155-2. To determine whether or not it is in the exclusion area Ex near the coordinates (X1, Y1) of the first peak P1 (step S34). In this example, the coordinates (X2, Y2) read from the second peak register 155-2 are present in the partial area B3 outside the excluded area Ex near the first peak P1 (YES in step S34). The coordinates (X2, Y2) stored in the second peak register 155-2 are determined to be the position of the second peak correlation value, and the process ends.

図10は、第1ピーク位置の近傍の除外領域が部分領域を跨る場合を説明する図である。   FIG. 10 is a diagram for explaining a case where the excluded region in the vicinity of the first peak position straddles the partial region.

図10に示すように、図7の第1ピーク抽出処理を行った結果、第1〜第5ピークP1〜P5が次のような部分領域内で抽出されたとする。   As shown in FIG. 10, it is assumed that the first to fifth peaks P1 to P5 are extracted in the following partial region as a result of performing the first peak extraction process of FIG.

第1ピークP1:部分領域B6内
第2ピークP2:部分領域B3内
第3ピークP3:部分領域B4内
第4ピークP4:部分領域B8内
第5ピークP5:部分領域B12内
この例では、第1ピークP1の位置の近傍の除外領域Exが複数の部分領域B2,B3,B6,B7に跨っている。
First peak P1: Within partial region B6 Second peak P2: Within partial region B3 Third peak P3: Within partial region B4 Fourth peak P4: Within partial region B8 Fifth peak P5: Within partial region B12 In this example, An excluded area Ex near the position of one peak P1 extends over a plurality of partial areas B2, B3, B6, and B7.

従って、この例では、図8の第2ピーク抽出処理は、部分領域B6内で、第1ピークP1の近傍の除外領域Exを除外して相関値ピークの抽出を行い、部分領域ピークPpの位置(Xp,Yp)と相関値Cpを求める(ステップS32)。   Therefore, in this example, the second peak extraction process of FIG. 8 extracts the correlation value peak by excluding the excluded area Ex in the vicinity of the first peak P1 in the partial area B6, and the position of the partial area peak Pp. (Xp, Yp) and a correlation value Cp are obtained (step S32).

部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークP2での相関値C2より小さい場合は(ステップS33でYES)、部分領域ピークPpが第2ピーク相関値であることが確定するので、ピークレジスタ153の内容を第2ピークレジスタ155−2に格納し(ステップS37)、第2ピーク抽出処理は終了する。   If the correlation value Cp at the partial region peak Pp is smaller than the correlation value C2 at the second peak P2 (YES in step S33), it is determined that the partial region peak Pp is the second peak correlation value. The contents of 153 are stored in the second peak register 155-2 (step S37), and the second peak extraction process ends.

一方、部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークP2での相関値C2以上の場合は(ステップS33でNO)、第2ピークレジスタ155−2に格納されている座標を読み出し、第1ピークP1の近傍の除外領域Exにあるか否かを判定する(ステップS34)。この例では、第2ピークレジスタ155−2から読み出された座標は第1ピークP1の近傍の除外領域Ex内に存在する(ステップS34でNO)。そこで、部分領域番号BにをB3を設定して(ステップS35)、次は部分領域B3で相関値ピークの抽出を行うようにした後に、第3〜第5ピークレジスタ155−3〜155−5の内容を第2〜第4ピークレジスタ155−2〜155−4にシフト(又は、コピー)して、第2ピークレジスタ155−2の内容を更新する(ステップS36)。この場合、第2ピークレジスタ155−2には、部分領域B4の第3ピークP3の情報を格納する。   On the other hand, if the correlation value Cp at the partial region peak Pp is greater than or equal to the correlation value C2 at the second peak P2 (NO in step S33), the coordinates stored in the second peak register 155-2 are read out, and the first It is determined whether or not it is in the exclusion area Ex near the peak P1 (step S34). In this example, the coordinates read from the second peak register 155-2 exist in the exclusion area Ex near the first peak P1 (NO in step S34). Therefore, B3 is set as the partial region number B (step S35), and after the correlation value peak is extracted in the partial region B3, the third to fifth peak registers 155-3 to 155-5 are used. Is shifted (or copied) to the second to fourth peak registers 155-2 to 155-4, and the contents of the second peak register 155-2 are updated (step S36). In this case, information on the third peak P3 of the partial region B4 is stored in the second peak register 155-2.

次に、部分領域B3内で、第1ピークP1の近傍の除外領域Exを除外して相関値ピークの抽出を行い、部分領域ピークPpの位置(Xp,Yp)と相関値Cpを求める。   Next, a correlation value peak is extracted by excluding the excluded region Ex in the vicinity of the first peak P1 in the partial region B3, and the position (Xp, Yp) of the partial region peak Pp and the correlation value Cp are obtained.

部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークレジスタ155−2に格納されている相関値(この時点では、部分領域B4の第3ピークP3での相関値)より小さい場合は(ステップS32でYES)、部分領域ピークPpが第2ピーク相関値であることが確定するので、ピークレジスタ153の内容を第2ピークレジスタ155−2に格納し(ステップS37)、第2ピーク抽出処理は終了する。   If the correlation value Cp at the partial region peak Pp is smaller than the correlation value stored in the second peak register 155-2 (correlation value at the third peak P3 of the partial region B4 at this time) (in step S32) YES), since it is determined that the partial region peak Pp is the second peak correlation value, the contents of the peak register 153 are stored in the second peak register 155-2 (step S37), and the second peak extraction process is completed. .

一方、部分領域ピークPpでの相関値Cpが第2ピークレジスタ155−2に格納されている相関値(この時点では、部分領域B4の第3ピークP3での相関値)以上の場合は(ステップS33でNO)、第2ピークレジスタ155−2に格納されている座標を読み出し、第1ピークP1の近傍の除外領域Exにあるか否かを判定する(ステップS34)。この例では、第2ピークレジスタ155−2から読み出した座標は第1ピークP1の近傍の除外領域Ex外に存在するので(ステップS34でYES)、 第2ピークレジスタ155−2に格納されている部分領域B4の第3ピークP3が第2ピーク相関値であることが確定し、第2ピーク抽出処理は終了する。   On the other hand, when the correlation value Cp at the partial region peak Pp is equal to or higher than the correlation value stored at the second peak register 155-2 (correlation value at the third peak P3 of the partial region B4 at this time) (step). NO in S33), the coordinates stored in the second peak register 155-2 are read out, and it is determined whether or not it is in the exclusion area Ex near the first peak P1 (step S34). In this example, since the coordinates read from the second peak register 155-2 exist outside the excluded area Ex near the first peak P1 (YES in step S34), they are stored in the second peak register 155-2. It is determined that the third peak P3 of the partial region B4 is the second peak correlation value, and the second peak extraction process ends.

図11は、第1ピーク位置の近傍の除外領域に第2〜第4ピーク位置が含まれる場合を説明する図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the second to fourth peak positions are included in the excluded region in the vicinity of the first peak position.

図11に示すように、図7の第1ピーク抽出処理を行った結果、第1〜第5ピークP1〜P5が次のような部分領域内で抽出されたとする。   As shown in FIG. 11, it is assumed that the first to fifth peaks P1 to P5 are extracted in the following partial region as a result of performing the first peak extraction process of FIG.

第1ピークP1:部分領域B6内
第2ピークP2:部分領域B3内
第3ピークP3:部分領域B2内
第4ピークP4:部分領域B7内
第5ピークP5:部分領域B12内
この例では、第1ピークP1の位置の近傍の除外領域Exが複数の部分領域B2,B3,B6,B7に跨っており、且つ、第2〜第4ピークP2〜P4が第1ピークP1の位置の近傍の除外領域Ex内に存在する。
First peak P1: Within partial region B6 Second peak P2: Within partial region B3 Third peak P3: Within partial region B2 Fourth peak P4: Within partial region B7 Fifth peak P5: Within partial region B12 In this example, Exclusion region Ex in the vicinity of the position of one peak P1 extends over a plurality of partial regions B2, B3, B6, B7, and the second to fourth peaks P2 to P4 are excluded in the vicinity of the position of the first peak P1. It exists in the area Ex.

この例では、図8の第2ピーク抽出処理で、部分領域B6、部分領域B3、部分領域B2、及び部分領域B7の全てでピーク評価が必要となるので、処理時間は上記の例の中では最大となる。尚、この例における第2ピーク抽出処理の詳細は、図9及び図10の説明から明らかであるため、その説明は省略する。   In this example, in the second peak extraction process of FIG. 8, peak evaluation is necessary for all of the partial area B6, the partial area B3, the partial area B2, and the partial area B7. Maximum. Note that the details of the second peak extraction process in this example are clear from the description of FIGS. 9 and 10, and therefore the description thereof is omitted.

上記実施例では、図6〜図8の画像処理が図4に示す画像処理装置1、即ち、ハードウェアにより実行される。しかし、画像処理の少なくとも一部をソフトウェアにより実行するようにしても良い。この場合、画像処理プログラム(即ち、ソフトウェア)は、コンピュータに画像処理の手順の少なくとも一部を実行させるか、或いは、コンピュータを図4に示す画像処理装置1の少なくとも一部を構成する手段として機能させるか、或いは、コンピュータに画像処理装置1の少なくとも一部の機能を実現させるものであれば良い。又、コンピュータは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納されたプログラムを実行しても、コンピュータの外部からダウンロードした画像処理プログラムを実行しても良いことは言うまでもない。   In the above embodiment, the image processing shown in FIGS. 6 to 8 is executed by the image processing apparatus 1 shown in FIG. 4, that is, hardware. However, at least a part of the image processing may be executed by software. In this case, the image processing program (that is, software) causes the computer to execute at least part of the image processing procedure, or functions as means for configuring the computer to form at least part of the image processing apparatus 1 shown in FIG. Or a computer that realizes at least a part of the functions of the image processing apparatus 1. Needless to say, the computer may execute a program stored in a computer-readable storage medium or an image processing program downloaded from outside the computer.

図12は、本発明の他の実施例における画像処理装置を説明する図である。説明の便宜上、本実施例においても、相関演算が動きベクトル計測処理で用いられるものとする。   FIG. 12 is a diagram for explaining an image processing apparatus according to another embodiment of the present invention. For convenience of explanation, it is assumed that the correlation calculation is also used in the motion vector measurement process in this embodiment.

図12に示す画像処理装置201は、CPU211、メモリ部212、送受信部213、複数の操作キーを有する操作部214、表示部215、及びカメラ216がバス218により接続された構成を有する。CPU211は、画像処理装置201全体の動作の制御を司る。メモリ部212は、CPU211が実行するプログラムと、CPU211が行う演算の中間データを含む各種データを格納する半導体記憶装置、ディスク装置等で形成されている。従って、メモリ部212は、図4の画像メモリ12及び相関値メモリ14の機能を含み、ピークレジスタ153,155−1〜155−5の機能を含んでも良い。送受信部213は、アンテナ(図示せず)又はインターネット等のネットワーク(図示せず)を介した送受信を行う周知の構成を有し、モデム機能を含む。操作部214は、ユーザが指示や情報を画像処理装置201に入力する際に操作される複数の操作キーを有する。表示部215は、各種操作メニュー、操作キーから入力された情報、処理対象の画像等を表示する。尚、操作部214及び表示部215は、タッチパネルの場合のように一体的に設けられていても良い。カメラ216は、被写体を撮像可能な周知の構成を有し、図4に示すカメラ21に相当する。尚、ピークレジスタ153,155−1〜155−5の機能は、CPU211内のレジスタ(図示せず)により実現しても良い。   An image processing apparatus 201 illustrated in FIG. 12 has a configuration in which a CPU 211, a memory unit 212, a transmission / reception unit 213, an operation unit 214 having a plurality of operation keys, a display unit 215, and a camera 216 are connected by a bus 218. The CPU 211 controls the operation of the entire image processing apparatus 201. The memory unit 212 is formed of a semiconductor storage device, a disk device, or the like that stores various data including a program executed by the CPU 211 and intermediate data of operations performed by the CPU 211. Therefore, the memory unit 212 includes the functions of the image memory 12 and the correlation value memory 14 of FIG. 4 and may include the functions of the peak registers 153 and 155-1 to 155-5. The transmission / reception unit 213 has a known configuration for performing transmission / reception via an antenna (not shown) or a network (not shown) such as the Internet, and includes a modem function. The operation unit 214 includes a plurality of operation keys that are operated when a user inputs instructions and information to the image processing apparatus 201. The display unit 215 displays various operation menus, information input from operation keys, images to be processed, and the like. Note that the operation unit 214 and the display unit 215 may be provided integrally as in the case of a touch panel. The camera 216 has a known configuration capable of capturing an image of a subject, and corresponds to the camera 21 shown in FIG. The functions of the peak registers 153, 155-1 to 155-5 may be realized by a register (not shown) in the CPU 211.

メモリ部12に格納されている画像処理プログラムは、少なくともCPU211及びメモリ部212で形成されたコンピュータに画像処理の手順の少なくとも一部を実行させるか、或いは、コンピュータを図4に示す画像処理装置1の少なくとも一部を構成する手段として機能させるか、或いは、コンピュータに画像処理装置1の少なくとも一部の機能を実現させる。画像処理プログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本実施例ではメモリ部12であるが、画像処理プログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の種類は特に限定されず、半導体記憶装置であっても、ディスク等の磁気記憶媒体、光記憶媒体や光磁気記憶媒体であっても良い。又、コンピュータは、送受信部213を介してコンピュータの外部からダウンロードした画像処理プログラムを実行しても良い。   The image processing program stored in the memory unit 12 causes at least a part of the image processing procedure to be executed by a computer formed by at least the CPU 211 and the memory unit 212, or the image processing apparatus 1 shown in FIG. Or at least a part of the functions of the image processing apparatus 1 is realized by a computer. The computer-readable storage medium for storing the image processing program is the memory unit 12 in this embodiment, but the type of the computer-readable storage medium for storing the image processing program is not particularly limited, and is a semiconductor storage device. Alternatively, it may be a magnetic storage medium such as a disk, an optical storage medium, or a magneto-optical storage medium. The computer may execute an image processing program downloaded from outside the computer via the transmission / reception unit 213.

ところで、相関値のピーク評価処理を1サイクルに1回処理可能な画像処理装置において、探索範囲がL×M画素(L,MはL=M又はL≠Mを満足する2以上の自然数)であるものとすると、従来の手法では第1ピーク評価処理にL×Mサイクル、第2ピーク評価処理にL×Mサイクルの計2×L×Mサイクルの時間を要していた。これに対し、上記各実施例によれば、部分領域数(即ち、探索領域の分割数)をNとすると第1ピーク評価処理にL×Mサイクル、第2ピーク評価処理には最悪でも(L×M/N)*4サイクルの時間しか要さない。このように、上記各実施例のように探索領域を部分領域に分割することによる第1ピーク評価処理のオーバーヘッドをO1(N)、第2ピーク評価処理のオーバーヘッドをO2(N)とすると、第1ピーク評価処理及び第2ピーク評価処理に要する処理時間Tは(1+4/N)×L×M+O1(N)+O2(N)サイクルとなる。   By the way, in an image processing apparatus capable of performing correlation value peak evaluation processing once per cycle, the search range is L × M pixels (L and M are two or more natural numbers satisfying L = M or L ≠ M). Assuming there is a conventional technique, the first peak evaluation process requires L × M cycles, and the second peak evaluation process requires 2 × L × M cycles in total. On the other hand, according to each of the above embodiments, if the number of partial areas (ie, the number of divisions of the search area) is N, the first peak evaluation process is L × M cycles, and the second peak evaluation process is at worst (L * M / N) * Only 4 cycles are required. As described above, when the overhead of the first peak evaluation process by dividing the search area into partial areas as in the above embodiments is O1 (N) and the overhead of the second peak evaluation process is O2 (N), The processing time T required for the first peak evaluation process and the second peak evaluation process is (1 + 4 / N) × L × M + O1 (N) + O2 (N) cycles.

例えば、L=64,M=64,N=16,O1=128,O2=32の場合、従来の手法では処理時間T=8192サイクル必要となるのに対し、上記各実施例では処理時間T=5280サイクルと短縮可能である。このように、LとMの値が比較的大きく、探索領域の分割によるオーバーヘッドの量が比較的小さい場合、上記各実施例では従来の手法と比べると処理時間Tを短縮可能であることが確認された。   For example, when L = 64, M = 64, N = 16, O1 = 128, and O2 = 32, the conventional method requires a processing time T = 8192 cycles, whereas in each of the above embodiments, the processing time T = It can be shortened to 5280 cycles. As described above, when the values of L and M are relatively large and the amount of overhead due to the division of the search area is relatively small, it is confirmed that the processing time T can be shortened in each of the above embodiments as compared with the conventional method. It was done.

尚、部分領域数が多くなると、探索領域の分割に伴う処理のオーバーヘッドが増加するため、上記オーバーヘッドO1(N),O2(N)はNの関数となっている。従って、使用する部分領域数Nは、処理時間Tが最小となるような値に選定することが望ましい。   As the number of partial areas increases, the overhead of processing associated with the division of the search area increases. Therefore, the overheads O1 (N) and O2 (N) are functions of N. Therefore, it is desirable to select the number N of partial areas to be used so as to minimize the processing time T.

上記各実施例では、2つの画像間の類似度を示す指標としてSSD相関値を用いているが、本発明は、類似度を示す指標としてSAD(Sum of Absolute Difference)相関値等の他の相関値を用いる場合にも同様に適用可能である。例えば、本発明は、類似度を示す指標として正規化相互相関(NCC:Normalized Cross Correlation)値を用いた場合でも、相関値ピークを抽出する順序を最小から最大へ変更することで同様に適用可能である。NCC値の場合、類似度が高い場合は大きな値を有し、類似度が低い場合に小さな値を有する。   In each of the above embodiments, the SSD correlation value is used as an index indicating the degree of similarity between two images. However, the present invention uses other correlations such as an SAD (Sum of Absolute Difference) correlation value as an index indicating the degree of similarity. The same applies to the case of using a value. For example, the present invention can be similarly applied by changing the order of extracting correlation value peaks from the minimum to the maximum even when a normalized cross correlation (NCC) value is used as an index indicating similarity. It is. The NCC value has a large value when the similarity is high, and a small value when the similarity is low.

又、画像処理を施す画像データは、画素の輝度値に限定されず、例えばカラー画像データを構成する画素の三原色成分の値であっても良い。つまり、画像処理は、カラー画像データの赤色成分単体、又は、青色成分単体、又は、緑色成分単体の値に対して実行しても良い。   The image data to be subjected to image processing is not limited to the luminance value of the pixel, and may be, for example, the values of the three primary color components of the pixels constituting the color image data. In other words, the image processing may be performed on the values of the single red component, the single blue component, or the single green component of the color image data.

以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行う相関演算回路と、
前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価するピーク評価回路を備え、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記ピーク評価回路は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、画像処理装置。
(付記2)
前記ピーク評価回路は、決定された部分領域内で前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク評価を行い、前記順序付けを行った各部分領域内のピーク相関値との比較判定に基づいて前記第2ピーク相関値を探索する、付記1記載の画像処理装置。
(付記3)
前記ピーク評価回路は、
各部分領域内で第1ピーク相関値を抽出する手段と、
各部分領域内で抽出した第1ピーク相関値の順序付けを行い第1〜第5ピーク相関値を求めて第1〜第5のレジスタに格納する手段と、
第2ピーク相関値を探索する部分領域を任意の部分領域から順に選択して、選択した各部分領域内で第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク相関値の探索を行う手段と、
前記ピーク相関値の探索で求まったピーク相関値と、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けで順序付けられた第2〜第5ピーク相関値を比較して第2ピーク相関値を判定する手段を有する、付記2記載の画像処理装置。
(付記4)
前記参照領域、前記探索領域、前記候補領域、及び前記部分領域は、いずれも矩形形状を有する、付記1乃至3のいずれか1項記載の画像処理装置。
(付記5)
前記第1ピーク位置の近傍の除外領域は、1つの部分領域よりサイズの小さい矩形形状を有する、付記1乃至4のいずれか1項記載の画像処理装置。
(付記6)
前記相関値は、SSD(Sum of Squared Difference)相関値、SAD(Sum of Absolute Difference)相関値、及び正規化相互相関(NCC:Normalized Cross Correlation)値のグループから選択された1つの相関値である、付記1乃至5のいずれか1項記載の画像処理装置。
(付記7)
コンピュータによる画像処理方法であって、
第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、
前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順
を前記コンピュータに実行させ、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、画像処理方法。
(付記8)
前記信頼性を評価する手順は、決定された部分領域内で前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク評価を行い、前記順序付けを行った各部分領域内のピーク相関値との比較判定に基づいて前記第2ピーク相関値を探索する、付記7記載の画像処理方法。
(付記9)
前記信頼性を評価する手順は、
各部分領域内で第1ピーク相関値を抽出し、
各部分領域内で抽出した第1ピーク相関値の順序付けを行い第1〜第5ピーク相関値を求め、
第2ピーク相関値を探索する部分領域を任意の部分領域から順に選択して、選択した各部分領域内で第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク相関値の探索を行い、
前記ピーク相関値の探索で求まったピーク相関値と、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けで順序付けられた第2〜第5ピーク相関値を比較して第2ピーク相関値を判定する、付記8記載の画像処理方法。
(付記10)
前記参照領域、前記探索領域、前記候補領域、及び前記部分領域は、いずれも矩形形状を有する、付記7乃至9のいずれか1項記載の画像処理方法。
(付記11)
前記第1ピーク位置の近傍の除外領域は、1つの部分領域よりサイズの小さい矩形形状を有する、付記7乃至10のいずれか1項記載の画像処理方法。
(付記12)
前記相関値は、SSD(Sum of Squared Difference)相関値、SAD(Sum of Absolute Difference)相関値、及び正規化相互相関(NCC:Normalized Cross Correlation)値のグループから選択された1つの相関値である、付記7乃至11のいずれか1項記載の画像処理方法。
(付記13)
コンピュータに画像処理を実行させるプログラムであって、
第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、
前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順
を前記コンピュータに実行させ、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、プログラム。
(付記14)
前記信頼性を評価する手順は、決定された部分領域内で前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク評価を行い、前記順序付けを行った各部分領域内のピーク相関値との比較判定に基づいて前記第2ピーク相関値を探索する、付記13記載のプログラム。
(付記15)
前記信頼性を評価する手順は、
各部分領域内で第1ピーク相関値を抽出し、
各部分領域内で抽出した第1ピーク相関値の順序付けを行い第1〜第5ピーク相関値を求め、
第2ピーク相関値を探索する部分領域を任意の部分領域から順に選択して、選択した各部分領域内で第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク相関値の探索を行い、
前記ピーク相関値の探索で求まったピーク相関値と、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けで順序付けられた第2〜第5ピーク相関値を比較して第2ピーク相関値を判定する、付記14記載のプログラム。
(付記16)
前記参照領域、前記探索領域、前記候補領域、及び前記部分領域は、いずれも矩形形状を有する、付記13乃至15のいずれか1項記載のプログラム。
(付記17)
前記第1ピーク位置の近傍の除外領域は、1つの部分領域よりサイズの小さい矩形形状を有する、付記13乃至16のいずれか1項記載のプログラム。
(付記18)
前記相関値は、SSD(Sum of Squared Difference)相関値、SAD(Sum of Absolute Difference)相関値、及び正規化相互相関(NCC:Normalized Cross Correlation)値のグループから選択された1つの相関値である、付記13乃至17のいずれか1項記載のプログラム。
The following additional notes are further disclosed with respect to the embodiment including the above examples.
(Appendix 1)
A correlation calculation circuit that performs a correlation calculation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame;
By associating the image of the reference area with the image of the candidate area in the search area by obtaining the first peak position of the correlation value in the search area, an excluded area in the vicinity of the first peak position is determined. A peak evaluation circuit that evaluates the reliability of the correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region using the second peak correlation value that is the second peak of the correlation value by excluding,
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The peak evaluation circuit divides the search range into a plurality of partial areas, extracts the first peak correlation values in each partial area, and orders the first peak correlation values in each partial area, An image processing apparatus that determines a partial region to search for the second peak correlation value according to ordering.
(Appendix 2)
The peak evaluation circuit performs peak evaluation by excluding an excluded region in the vicinity of the first peak position in the determined partial region, and compares and determines the peak correlation value in each of the ordered partial regions. The image processing apparatus according to appendix 1, wherein the second peak correlation value is searched based on the first peak correlation value.
(Appendix 3)
The peak evaluation circuit includes:
Means for extracting a first peak correlation value within each partial region;
Means for ordering the first peak correlation values extracted in each partial region to obtain first to fifth peak correlation values and storing them in the first to fifth registers;
Means for selecting a partial area for searching for a second peak correlation value in order from an arbitrary partial area, and excluding an excluded area in the vicinity of the first peak position in each selected partial area; ,
The second peak correlation value is determined by comparing the peak correlation value obtained by searching for the peak correlation value with the second to fifth peak correlation values ordered by the order of the first peak correlation values in each partial region. The image processing apparatus according to attachment 2, further comprising means for performing:
(Appendix 4)
The image processing apparatus according to claim 1, wherein each of the reference area, the search area, the candidate area, and the partial area has a rectangular shape.
(Appendix 5)
The image processing apparatus according to any one of appendices 1 to 4, wherein the excluded area in the vicinity of the first peak position has a rectangular shape smaller in size than one partial area.
(Appendix 6)
The correlation value is one correlation value selected from a group of SSD (Sum of Squared Difference) correlation value, SAD (Sum of Absolute Difference) correlation value, and Normalized Cross Correlation (NCC) value. The image processing apparatus according to any one of appendices 1 to 5.
(Appendix 7)
An image processing method by a computer,
A procedure for performing a correlation operation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame, and storing the correlation value in a memory unit;
Correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region by obtaining the first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit And excluding the excluded region in the vicinity of the first peak position and using the second peak correlation value, which is the second peak of the correlation value, between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region Causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the correspondence;
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The procedure for evaluating the reliability includes dividing the search range into a plurality of partial areas, extracting the first peak correlation values in each partial area, and ordering the first peak correlation values in each partial area. And determining a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering.
(Appendix 8)
In the procedure for evaluating the reliability, a peak evaluation is performed by excluding an excluded region in the vicinity of the first peak position in the determined partial region, and a peak correlation value in each of the ordered partial regions is calculated. The image processing method according to appendix 7, wherein the second peak correlation value is searched based on the comparison determination.
(Appendix 9)
The procedure for evaluating the reliability includes:
Extracting a first peak correlation value within each partial region;
Order the first peak correlation values extracted in each partial area to obtain the first to fifth peak correlation values,
A partial region for searching for the second peak correlation value is selected in order from an arbitrary partial region, and an excluded region in the vicinity of the first peak position is excluded in each selected partial region to search for a peak correlation value.
The second peak correlation value is determined by comparing the peak correlation value obtained by searching for the peak correlation value with the second to fifth peak correlation values ordered by the order of the first peak correlation values in each partial region. The image processing method according to appendix 8.
(Appendix 10)
The image processing method according to any one of appendices 7 to 9, wherein each of the reference area, the search area, the candidate area, and the partial area has a rectangular shape.
(Appendix 11)
The image processing method according to any one of appendices 7 to 10, wherein the exclusion region in the vicinity of the first peak position has a rectangular shape smaller in size than one partial region.
(Appendix 12)
The correlation value is one correlation value selected from a group of SSD (Sum of Squared Difference) correlation value, SAD (Sum of Absolute Difference) correlation value, and Normalized Cross Correlation (NCC) value. The image processing method according to any one of appendices 7 to 11.
(Appendix 13)
A program for causing a computer to execute image processing,
A procedure for performing a correlation operation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame, and storing the correlation value in a memory unit;
Correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region by obtaining the first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit And excluding the excluded region in the vicinity of the first peak position and using the second peak correlation value, which is the second peak of the correlation value, between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region Causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the correspondence;
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The procedure for evaluating the reliability includes dividing the search range into a plurality of partial areas, extracting the first peak correlation values in each partial area, and ordering the first peak correlation values in each partial area. And determining a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering.
(Appendix 14)
In the procedure for evaluating the reliability, a peak evaluation is performed by excluding an excluded region in the vicinity of the first peak position in the determined partial region, and a peak correlation value in each of the ordered partial regions is calculated. The program according to appendix 13, wherein the second peak correlation value is searched based on the comparison determination.
(Appendix 15)
The procedure for evaluating the reliability includes:
Extracting a first peak correlation value within each partial region;
Order the first peak correlation values extracted in each partial area to obtain the first to fifth peak correlation values,
A partial region for searching for the second peak correlation value is selected in order from an arbitrary partial region, and an excluded region in the vicinity of the first peak position is excluded in each selected partial region to search for a peak correlation value.
The second peak correlation value is determined by comparing the peak correlation value obtained by searching for the peak correlation value with the second to fifth peak correlation values ordered by the order of the first peak correlation values in each partial region. The program according to appendix 14.
(Appendix 16)
The program according to any one of appendices 13 to 15, wherein each of the reference area, the search area, the candidate area, and the partial area has a rectangular shape.
(Appendix 17)
The program according to any one of appendices 13 to 16, wherein the exclusion region in the vicinity of the first peak position has a rectangular shape smaller in size than one partial region.
(Appendix 18)
The correlation value is one correlation value selected from a group of SSD (Sum of Squared Difference) correlation value, SAD (Sum of Absolute Difference) correlation value, and Normalized Cross Correlation (NCC) value. 18. The program according to any one of appendices 13 to 17.

以上、開示の画像処理装置、画像処理方法及びプログラムを実施例により説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能であることは言うまでもない。   The disclosed image processing apparatus, image processing method, and program have been described above by way of the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention. Needless to say.

1,201 画像処理装置
11 制御部
12 画像メモリ
13 相関演算回路
14 相関値メモリ
15 ピーク評価回路
21,216 カメラ
211 CPU
212 メモリ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201 Image processing apparatus 11 Control part 12 Image memory 13 Correlation calculation circuit 14 Correlation value memory 15 Peak evaluation circuit 21,216 Camera 211 CPU
212 Memory unit

Claims (5)

第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行う相関演算回路と、
前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価するピーク評価回路を備え、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記ピーク評価回路は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、画像処理装置。
A correlation calculation circuit that performs a correlation calculation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame;
By associating the image of the reference area with the image of the candidate area in the search area by obtaining the first peak position of the correlation value in the search area, an excluded area in the vicinity of the first peak position is determined. A peak evaluation circuit that evaluates the reliability of the correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region using the second peak correlation value that is the second peak of the correlation value by excluding,
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The peak evaluation circuit divides the search range into a plurality of partial areas, extracts the first peak correlation values in each partial area, and orders the first peak correlation values in each partial area, An image processing apparatus that determines a partial region to search for the second peak correlation value according to ordering.
前記ピーク評価回路は、決定された部分領域内で前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク評価を行い、前記順序付けを行った各部分領域内のピーク相関値との比較判定に基づいて前記第2ピーク相関値を探索する、請求項1記載の画像処理装置。   The peak evaluation circuit performs peak evaluation by excluding an excluded region in the vicinity of the first peak position in the determined partial region, and compares and determines the peak correlation value in each of the ordered partial regions. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the second peak correlation value is searched based on the second peak correlation value. 前記ピーク評価回路は、
各部分領域内で第1ピーク相関値を抽出する手段と、
各部分領域内で抽出した第1ピーク相関値の順序付けを行い第1〜第5ピーク相関値を求めて第1〜第5のレジスタに格納する手段と、
部分領域内で第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外してピーク相関値の探索を行う手段と、
前記ピーク相関値の探索で求まったピーク相関値と、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けで順序付けられた第2〜第5ピーク相関値を比較して第2ピーク相関値を判定する手段を有する、請求項2記載の画像処理装置。
The peak evaluation circuit includes:
Means for extracting a first peak correlation value within each partial region;
Means for ordering the first peak correlation values extracted in each partial region to obtain first to fifth peak correlation values and storing them in the first to fifth registers;
Means for excluding an excluded region near the first peak position in each partial region and searching for a peak correlation value;
The second peak correlation value is determined by comparing the peak correlation value obtained by searching for the peak correlation value with the second to fifth peak correlation values ordered by the order of the first peak correlation values in each partial region. The image processing apparatus according to claim 2, further comprising:
コンピュータによる画像処理方法であって、
第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、
前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順
を前記コンピュータに実行させ、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、画像処理方法。
An image processing method by a computer,
A procedure for performing a correlation operation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame, and storing the correlation value in a memory unit;
Correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region by obtaining the first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit And excluding the excluded region in the vicinity of the first peak position and using the second peak correlation value, which is the second peak of the correlation value, between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region Causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the correspondence;
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The procedure for evaluating the reliability includes dividing the search range into a plurality of partial areas, extracting the first peak correlation values in each partial area, and ordering the first peak correlation values in each partial area. And determining a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering.
コンピュータに画像処理を実行させるプログラムであって、
第1の映像フレームの参照領域と、第2の映像フレームの探索領域の前記参照領域との類似度を示す指標として相関値を求める相関演算を行い前記相関値をメモリ部に格納する手順と、
前記メモリ部に格納された前記相関値に基づいて、前記探索領域内での相関値の第1ピーク位置を求めることで前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けを行い、前記第1ピーク位置の近傍の除外領域を除外して相関値の第2ピークである第2ピーク相関値を用いて前記参照領域の画像と前記探索領域内の候補領域の画像との対応付けの信頼性を評価する手順
を前記コンピュータに実行させ、
前記相関値の第1ピークである第1ピーク相関値は最大の類似度を示し、前記第2ピーク相関値は前記第1ピーク相関値の次に大きな類似度を示し、
前記信頼性を評価する手順は、前記探索範囲を複数の部分領域に分割し、各部分領域内の前記第1ピーク相関値を抽出すると共に、各部分領域内の前記第1ピーク相関値の順序付けを行い前記順序付けに従って前記第2ピーク相関値を探索する部分領域を決定する、プログラム。
A program for causing a computer to execute image processing,
A procedure for performing a correlation operation to obtain a correlation value as an index indicating the similarity between the reference area of the first video frame and the reference area of the search area of the second video frame, and storing the correlation value in a memory unit;
Correspondence between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region by obtaining the first peak position of the correlation value in the search region based on the correlation value stored in the memory unit And excluding the excluded region in the vicinity of the first peak position and using the second peak correlation value, which is the second peak of the correlation value, between the image of the reference region and the image of the candidate region in the search region Causing the computer to execute a procedure for evaluating the reliability of the correspondence;
The first peak correlation value, which is the first peak of the correlation value, indicates the maximum similarity, the second peak correlation value indicates the second highest similarity after the first peak correlation value,
The procedure for evaluating the reliability includes dividing the search range into a plurality of partial areas, extracting the first peak correlation values in each partial area, and ordering the first peak correlation values in each partial area. And determining a partial region to search for the second peak correlation value according to the ordering.
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