JP2517451B2 - 手ブレ検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、構成を簡素化したビデオカメラの手ブレ検
出回路に関する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラの手ブレを検出して補正する回路に付い
ては、特開昭60-143330号公報（GO3B19/00）に開示され
ている。この従来技術では、振動型角速度センサーにて
コリオリカを検出してビデオカメラの手ブレ量を電気的
に検出するものである。

また、1987年テレビジョン学会全国大会予稿集第377
頁〜378頁には、映像中に多数のサンプリング点のレベ
ルを検出して記憶し、一定期間後にサンプリング点周辺
のレベルと記憶レベルとを比較し、レベルの一致する方
向と距離に基づき動きベクトルを特定し、サンプリング
点毎の動きベクトルの最頻値を画面の動きベクトルとす
る構成が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上述する従来例は、何も構成が複雑且つ大規
模であり、民生用のカメラに採用することは困難であっ
た。

（ニ）課題を解決するための手段 そこで、本発明は、撮像により得られる映像エリアを
空間分割して形成されるブロック毎に設定した基準値と
映像信号レベルを比較する２値化手段と、得られる２値
化データのブロック毎の縦方向と横方向の各積算値と所
定値との比較する標準化手段と、該標準化データよりブ
ロック毎の重心データを形成する重心検出手段と、該重
心データに基づきブロック毎の被写体の移動ベクトルを
形成する動き検出手段と、ブロック毎の動きベクトルに
よりカメラの上下左右の手ブレ量を特定する手ブレ特定
手段とを配することを特徴とする。

（ホ）作用 よって本発明によれば、２値化により映像信号が１ビ
ットに簡素化され、標準化により２値化データがブロッ
クの縦方向と横方向にそれぞれ積算された上で積算値が
２値化され、重心検出によりブロック内の１点が被写体
の代表値として特定され、動き検出によりブロック内の
重心の移動方向が特定され、多数決処理により手ブレ量
が特定される。

（ヘ）実施例 以下、本発明を図示する１実施例に従い説明する。

本実施例は、撮像エリアを広く形成した固体撮像素子
の信号読出エリアを手ブレ検出情報に基づいて変更する
タイプのビデオカメラに本発明を採用するものである。
尚、この撮像エリア変更技術は、例えば特公平1-212078
号公報（H04N5/225）等に開示されている周知慣用の技
術に付き具体的な構成についての説明は省略する。

原理説明 ［ブロック化］ 本実施例では、映像信号に基づき被写体位置を特定す
る場合に１フィルドの画像（840サンプル×240ライン）
を縦と横にそれぞれ８等分して64個のブロック（105サ
ンプル×30ライン）に付いてそれぞれに被写体像の位置
を検出している。（第２図参照） ［ブロック毎の２値化］ 本実施例は、第１図の機能ブロック図に示されている
様に、まず撮像により得られる映像信号（輝度信号）の
レベル値（AD変換値）を２値化手段１に入力して、基準
値との比較によりハイレベル（＝１）とローレベル（＝
０）の２値化データに変換している。

尚、この基準値はブロック毎に設定され、その値は前
フィルドの各ブロックに於ける映像信号の最大値と最小
値の中間の値に規定される。

［ブロック毎の標準化］ そこでまず、ブロック毎に被写体像を縦方向と横方向
の２値化データの分布として捕える場合、被写体像の細
部を除去して被写体像を単純化して被写体の位置情報の
簡素化のため標準化処理をしている。この標準化処理
は、ブロック毎に縦方向と横方向にそれぞれ２値化デー
タを加算計数し、計数値が一定数以上となる被写体像の
主要部を横メモリの105ビットと縦メモリの30ビットの
データに変換するものである。

［標準化の原理説明］ 第３図は、この標準化の原理を模式的に示す原理図で
ある。この図より明らかな様にまず２値化データを横方
向に計数した計数値データを第１メモリに記憶し、縦方
向に計数した計数値データを第２メモリに記憶する。次
に、第１メモリ中の計数値とその中間値６（実際には１
フィルド前の中間値）とを比較して２値化処理を為す。
同様にして、第２メモリ中の計数値とその中間値５（実
際には１フィルド前の中間値）とを比較して２値化（標
準化）処理を為す。本実施例に於て標準化データは、計
数値データに比し数分の１以下に圧縮化されたデータで
あり、以下の演算処理が容易になる。

［ブロック毎の重心検出］ 標準化データは、次段の重心検出手段３に入力されブ
ロック毎の重心検出が為される。

この重心Ｇは、Ｎビットのレジスタ内のｋビット目の
標準化データをD_kとしたとき、 を演算することにより求められる。

従って、垂直方向と水平方向にそれぞれ別々にブロッ
ク単位の重心演算処理をすることにより、ブロック毎の
重心データが求められる。

［ブロック毎の動き検出］ 重心検出手段３より得られる重心データは、動き検出
手段４に於て前のフィルドの重心データと比較されブロ
ック毎の重心の移動が、動きベクトルとして求められ
る。

［手ブレ特定］ ブロック毎の動きベクトルデータは、手ブレ特定手段
５に於て多数決処理をされて、水平方向と垂直方向の手
ブレ量が特定される。

この手ブレ量に従って手ブレを補正する方向に固体撮
像素子の信号読出しエリアが変更される。

具体的回路の動作説明 上述する動作を実現するための具体的な回路動作に付
いて説明する。尚、以下の回路はあくまでも実施例であ
り、各手段の一部又は全部をマイクロコンピュータのソ
フトウエアで構成することも容易であり、そのような構
成が本発明に含まれることは云う迄もない。

まず、撮像により得られる映像（輝度）信号は第４図
に図示する様にAD変換器６にてディジタル化された後分
配器７によって、64ブロックの内の対応するデータ処理
手段に振り分け供給される。

［２値化手段］ 各データ処理手段は、振り分け供給されたデータを第
１ラッチ回路10に検出し、ラッチ出力を次フィルドの基
準値設定のために第１最大値検出回路11と第１最小値検
出回路12に供給すると共に、第１比較回路14の比較入力
としている。前記第１最大値検出回路11及び前記第１最
小値検出回路12は、フィルド期間中の最大値と最小値を
更新記憶しており、フィルド期間終了時に第１基準値検
出回路13は検出された最大値と最小値の中間値を基準値
として設定記憶している。この基準値が前記第１比較回
路14の基準入力とされ、ラッチ出力の２値化が実行され
る。

［標準化手段］ 第５図に図示する様に、２値化手段より得られる２値
化データは、垂直方向の加算を為す第１加算回路20aに
入力される。この第１加算回路20aは、横方向に２値化
データを積算記憶するために、30サンプル分の積算値を
記憶する第１メモリ21aの読出データと２値化データと
の加算を為しており、この加算は各フィールドの映像期
間中に実行される。映像期間が終了すると、第１メモリ
21aの加算データは順次読出れ第２最大値検出回路22aと
第２最小値検出回路23aに供給され、最大値と最小値が
それぞれ検出される。両検出出力は、第２基準値検出回
路24aに入力されて平均化され、その中間値が次フィー
ルドの基準値として１フィールド期間導出される。結
局、第２比較回路24aは、前フィールドで求めた基準値
と現フィールドの加算データとの比較により２値化を為
し横方向標準化データ30ビットを形成導出している。

また、縦方向にも同様の処理が為され、縦方向の加算
を為す第２加算回路20bに入力される。この第２加算回
路20bは、縦方向に２値化データを積算記憶するため
に、105サンプル分の積算値を記憶する第２メモリ21bの
読出データと２値化データとの加算を為しており、この
加算は各フィールドの映像期間中に実行される。映像期
間が終了すると、第２メモリ21bの加算データは順次読
出れ第３最大値検出回路22bと第３最小値検出回路23bに
供給され、最大値と最小値がそれぞれ検出される。両検
出出力は、第３基準値検出回路24bに入力されて平均化
され、その中間値が次フィールドの基準値として１フィ
ールド期間導出される。結局、第３比較回路24bは、前
フィールドで求めた基準値と現フィールドの加算データ
との比較により２値化を為し縦方向標準化データ105ビ
ットを形成導出している。

［重心検出手段］ 第５図に於て、縦方向標準化データを入力する第１ゲ
ート31aは、この横方向標準化データを制御入力とし
て、第１カウンタ32aの計数出力を第３加算回路33aに供
給している。前記第１カウンタ32aは標準化データの入
力に同期して計数を為しており、前記第３加算回路33a
は第２ラッチ回路34aと共に重心計式の分子、即ちΣｋ
×D_kの演算処理を為し、演算結果を第２ラッチ回路34a
に記憶している。一方、第１データカウンタ30aは、標
準化データを計数して重心計算式の分母、即ち の演算処理を為している。第１除算回路35aは、縦方向
標準化データの入力完了後に第２ラッチ出力を第１デー
タカウント出力で割算処理を為している。その結果、該
当ブロックの横方向の重心位置が求められる。同様にし
て、横方向標準化データを入力する第２ゲート31bは、
この横方向標準化データを制御入力として、第２カウン
タ32bの計数出力を第４加算回路33bに供給している。前
記第１カウンタ32bは標準化データの入力に同期して計
数を為しており、前記第４加算回路33bは第３ラッチ回
路34bと共に重心計式の分子、即ちΣｋ×D_kの演算処理
を為し、演算結果を第３ラッチ回路34bに記憶してい
る。一方、第２データカウンタ30bは、標準化データを
計数して重心計算式の分母、即ち の演算処理を為している。第２除算回路35bは、横方向
標準化データの入力完了後に第３ラッチ出力を第２デー
タカウント出力で割算処理を為している。その結果、該
当ブロックの縦方向の重心位置が求められる。

［動き検出手段］ 重心検出手段で検出された重心検出情報は、第６図に
示す動き検出手段４に入力される。この動き検出手段
は、横方向の重心検出情報を第４比較回路41aの比較入
力とされると共に、次フィールドの比較の為に第５メモ
リ40aに入力される。前記第４比較回路41aは、第５メモ
リ40aより読み出される１フィールド前の横方向の重心
検出情報を基準入力としており、１フィールド期間に生
じた重心の横方向の移動量を動き検出出力として導出す
る。

同様にして、縦方向の重心検出情報は、第５比較回路
41bの比較入力とされると共に、次フィールドの比較の
為に第６メモリ40bに入力される。前記第５比較回路41b
は、第６メモリ40aより読み出される１フィールド前の
横方向の重心検出情報を基準入力としており、１フィー
ルド期間に生じた重心の縦方向の移動量を動き検出出力
として導出する。

この横方向と縦方向の動き検出出力が該当ブロックの
動きベクトルとして導出される。

［手ブレ特定手段］ ブロック毎に検出された動きベクトルは垂直成分と水
平成分に分けて、第１選択回路８と第２選択回路９にそ
れぞれ入力される。

前記第１選択回路８より得られる垂直成分は第１多数
決演算回路50aに入力され64個の垂直成分の多数決代表
値が垂直方向の手ブレ量として導出される。同様にし
て、前記第２選択回路９より得られる水平成分は第２多
数決演算回路50bに入力され64個の水平成分の多数決代
表値が水平方向の手ブレ量として導出される。

垂直方向と水平方向の手ブレ量は周知のCCD駆動回路
に供給され手ブレ方向に信号抽出エリアを変更する。

尚、上述する検出方法はスカラー量毎の多数決処理で
あるが、ベクトル量についての多数決処理をするほうが
有効である場合もあり、必要に応じて具体的な検出方法
に付いては変更可能である。

（追加実施例） 上述する実施例では、単位ブロック105サンプル×30
ライン全ての標準化データに基づき重心の検出を行った
が、手ブレが存在する場合、ブロック内周側の標準化デ
ータは、新たにブロック内に侵入して来た被写体像に対
応するものであり重心の動きを検出する場合の障害とな
ることがある。

そこで、１フィールドの最大動き量が水平方向に±Ｐ
サンプル、垂直方向に±Ｑラインになることが予想され
る場合、基準となる前フィールドの重心はブロックの上
下Ｑラインと左右Ｐサンプルを除いた第７図図示の基準
エリアに付いて算出し、比較する重心は基準エリアを上
下左右に変更して形成される（2Q＋１）×（2P＋１）種
類のエリアの重心を算出して比較を為すことが有効とな
る。

（ト）発明の効果 よって、本発明によれば、簡単な構成で手ブレを検出
出来その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る概略回路ブロック図、第
２図はブロック分割の説明図、第３図は標準化原理説明
図、第４図・第５図・第６図・はそれぞれ異なる部分の
具体的回路ブロック図、第７図は別の実施例に係る重心
決定原理説明図を、それぞれ示す。 １……２値化手段、２……標準化手段 ３……重心検出手段、４……動き検出手段 ５……手ブレ特定手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像により得れれる映像エリアを空間的に
   分割して形成されるブロック毎に設定した基準値と映像
   信号レベルを比較して２値化データを形成する２値化手
   段と、 該２値化データをブロック毎に縦方向と横方向にそれぞ
   れ積算し、各積算値と所定値との比較によりそれぞれ縦
   方向と横方向の標準化データを形成する標準化手段と、 該標準化データよりブロック毎の重心データを形成する
   重心検出手段と、 該重心データに基づきブロック毎の被写体の移動ベクト
   ルを形成する動き検出手段と、 ブロック毎の動きベクトルによりカメラの上下左右の手
   ブレ量を特定する手ブレ特定手段とを、 それぞれ配して成る手ブレ検出回路。