JP3200889B2 - 画像の振動補正装置 - Google Patents
画像の振動補正装置Info
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Description
オカメラの撮像出力等をビデオデータに含まれる所謂手
振れによる画像の移動量を検出して補正する画像の振動
補正装置に関する。
では、撮影時の手振れすなわちカメラの振動が画像の振
動となって現れる。そこで、このような手振れによる画
像の振動を補正する画像の手振れ補正装置として、例え
ば特開63−166370号公報に開示されているよう
に、画像の動きベクトルを検出し、この動きベクトルに
基づいて、画像メモリに貯えられているビデオデータを
補正するものが提案されている。
ロックマッチング法が採用される。このブロックマッチ
ング法による画像の動きベクトルの検出では、画面を多
数の領域(ブロックと称する)に分割し、各ブロックの
中心に位置する前フィールドの代表点画素と現フィール
ドのブロック内の各画素の画像データとのフィールド差
の絶対値を演算し、各ブロックのフィールド差分絶対値
を対応する画素毎に積算して相関積分値を求めて、1ブ
ロック分の画素配列に対応する座標を有する相関積算値
表を形成する。そして、この相関積算値表における相関
積分値の最小値の座標値を画像の動きベクトルの座標値
として画面全体の動きベクトルを決定している。
された動きベクトルを補正信号に変換し、この補正信号
により現画像を移動する補正を行っている。このような
画像の手振れ補正装置における補正精度は、画像の動き
ベクトルの検出精度に依存する。
に相関積算値表における相関積分値の最小値の座標値を
画像の動きベクトルの座標値として画面全体の動きベク
トルを決定するようにした従来のブロックマッチング法
による画像の動きベクトルの検出では、カメラの手振れ
による動きベクトルと被写体の移動による動きベクトル
とが同時に発生する。従って、画像の手振れ補正装置で
は、上記手振れによる動きベクトルと被写体の移動によ
る動きベクトルとを判別し、上記手振れによる動きベク
トルのみにより手振れ補正信号を形成して手振れ補正を
行う必要がある。上記被写体の移動による動きベクトル
を手振れによる動きベクトルと誤って判定して、手振れ
補正を行った場合には、静止しているべき背景画像など
が手振れ補正により移動してしまうことになり、不自然
が画像となってしまう。逆に、上記手振れによる動きベ
クトルを被写体の移動による動きベクトルと誤って判定
した場合には、手振れ補正がきかなくなってしまう。
たものであり、ハンディタイプのビデオカメラなどにお
ける高性能の手振れ補正を可能にすることを目的とし、
検出した画像の動きベクトルが手振れによる画像の動き
ベクトルであるか被写体の移動による動きベクトルであ
るかを確実に判定して、振動補正を行うようにした画像
の振動補正装置を提供するものである。
補正装置は、上述の課題を解決するために、入力ビデオ
信号で構成される1フィールドの画像を複数に分割した
各ブロック毎の代表点画素の画像データをメモリに1フ
ィールド期間記憶し、現フィールドのブロックの各画素
の画像データと上記メモリから読み出される前フィール
ドのブロックの代表点画素の画像データとの差分の絶対
値に基づいて画像の動きベクトルを検出する動きベクト
ル検出部と、上記入力ビデオ信号で構成される1フィー
ルドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表点画素
の画像データのフィールド間相関に基づいて、上記動き
ベクトル検出部により検出された動きベクトルが画像の
振動に起因するものであるか否かの判定を行う振動判定
部と、この振動判定部の判定出力について、その履歴に
基づいて誤り判定を行う履歴判定部と、この履歴判定部
により画像の振動に起因するものであると判定された上
記動きベクトルに応じた補正量の振動補正信号を形成す
る補正量発生部と、この補正量発生部から供給される振
動補正信号により入力ビデオ信号に振動補正処理を施す
補正部とを備えることを特徴とするものである。
デオ信号で構成される1フィールドの画像を複数に分割
した各ブロック毎の代表点画素の画像データを用いてブ
ロックマッチングにより画像の動きベクトルを動きベク
トル検出部により検出し、上記代表点画素の画像データ
のフィールド間相関に基づいて上記動きベクトルが振動
に起因するものであるか否かを振動判定部により判定す
るとともに、上記振動判定部の判定出力の誤り判定を履
歴判定部により上記判定出力の過去の履歴に基づいて行
い、振動に起因する動きベクトルに応じた補正量の振動
補正信号を補正量発生部により形成して、補正部により
入力ビデオ信号に振動補正処理を施す。
実施例について図面に従い詳細に説明する。本発明に係
る画像の振動補正装置は、例えば図1に示すように構成
される。
ハンディタイプのビデオカメラにおける手振れによる画
像の動きを補正する手振れ補正装置に本発明を適用した
もので、画像の動きベクトル検出部10、手振れ判定部
20、履歴判定部30、補正量発生部40及び補正部5
0を備えてなる。図1において、信号入力端子1には、
上記ビデオカメラの図示しない撮像部による撮像出力と
して得られるビデオ信号をディジタル化した入力ビデオ
データが供給される。
クトル検出部10は、上記入力ビデオデータが上記信号
入力端子1を介して供給される代表点メモリ11及び減
算回路12と、この減算回路12による減算出力データ
が供給される相関積算値表形成回路13と、この相関積
算値表形成回路13により形成された相関積算値表の相
関積算値が供給される動きベクトル推定回路14とを備
えてなる。
代表点メモリ11は、入力ビデオビデオで構成される1
フィールドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表
点画素の画像データIk (0,0)を記憶する。具体的
には、例えば図2に示すように、1フィールドの画面を
m画素×nラインのブロックに分割し、図3に示すよう
に各ブロックの中心の画素を代表点とし、各代表点画素
の画像データIk (0,0)を上記代表点メモリ11に
1フィールド期間記憶する。なお、上記代表点は、画面
上で均一のばらまかれている。そして、この代表点メモ
リ11から読み出される1フィールド前の各代表点画素
の画像データIk-1 (0,0)が上記減算回路12に供
給される。
を介して供給される入力ビデオデータすなわち現フィー
ルドの画像データについて、ブロック毎のm×n個の各
画素の画像データIk (x,y)と上記代表点メモリ1
1から読み出される前フィールドの対応するブロックの
代表点画素の画像データIk-1 (0,0)との差分すな
わちフィールド間差の絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik
(x,y)|を検出する。そして、この減算回路12に
よる減算出力データとして得られるフィールド差分絶対
値が上記相関積算値表形成回路13に供給される。
算回路12により得られた各ブロックのフィールド差分
絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|を対応す
る画素毎に1フィールド期間に亘って積算し、1ブロッ
ク分の画素配列に対応するm×nの整数座標を有する相
関積算値表を形成する。この相関積算値表形成回路13
により形成される相関積算値表は、m×n個のフィール
ド差分絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|の
積算値すなわち相関積算値の分布を示し、フィールド相
関の最も強い座標の相関積算値が最小値となる。そし
て、この相関積算値表形成回路13により形成される相
関積算値表のm×n個の相関積算値が上記動きベクトル
推定回路14に供給される。
相関積算値表形成回路13により形成された相関積算値
表の相関積算値の最小値の座標を検出し、この座標が中
央に位置する周辺座標における相関積算値を比例係数と
して上記周辺座標間距離に対応する画素間距離を比例分
割した座標を求め、この座標に基づいて画像の動きベク
トルを推定する。
おける画像の動きベクトルの推定処理には、例えば図4
に示すように上記相関積算値の最小値の座標P(x,
y)とその8近傍座標P(x+1,y),P(x+1,
y+1),P(x,y+1),P(x−1,y+1),
P(x−1,y),P(x−1,y−1),P(x,y
−1),P(x+1,y−1)のうちの2座標を通る4
軸S1 ,S2 ,S3 ,S4 を用いて2次元セパラブルに
行うことができる。
は、上記相関積算値表形成回路13により形成された相
関積算値表について、相関積算値の最小値の座標を検出
して、上記4軸S1 ,S2 ,S3 ,S4 について最小値
の座標の推定処理を行い、各軸S1 ,S2 ,S3 ,S4
の最小値の推定座標を合成して2次元座標値を算出し、
この2次元座標値から画像の動きベクトルを決定する。
また、この動きベクトル推定回路14は、上記相関積算
値表の整数座標値で示される上記相関積算値の最小値の
座標を画像の動きベクトルとして上記手振れ判定部20
に供給する。
1次元推定は、例えば軸S1 において図5に示すように
中央の座標P(x,y)の相関積算値が最小値であって
隣接座標P(x+1,y),P(x−1,y)の各相関
積算値と上記最小相関積算値との間にa,bなる差があ
るとすると、隣接座標間距離Lをa/(a+b):b/
(a+b)に比例分割した座標P(X,Y)を求めるこ
とにより行われる。これにより、上記相関積算値表の整
数座標値よりも細かい分解能で最小値座標を求めること
ができる。なお、α・a/(a+b):β・b/(a+
b)のように上記隣接座標間距離Lを比例分割するため
の比例係数の重みα,βを変えることで、上記隣接座標
P(x+1,y),P(x−1,y)の各相関積算値の
変化に応じた推定を取り入れることも可能である。
部10では、上記相関積算値形成回路13により形成し
た表相関積算値表の相関積算値の最小値の座標を検出す
ることにより整数座標値を得て、上記座標が中央に位置
する周辺座標における相関積算値を比例係数として上記
周辺座標間距離に対応する画素間距離を比例分割した座
標を求めることにより少数座標値を得ることができ、こ
の座標に基づいて画像の動きベクトルを推定するので、
上記動きベクトルを高い精度で検出することができる。
り検出された動きベクトルが上記補正量発生部40に供
給される。
手振れ判定部20は、上記入力ビデオデータが上記信号
入力端子1を介して供給される代表点メモリ21及び減
算回路22と、この減算回路22による減算出力データ
が供給される条件判定回路23と、上記動きベクトル検
出部10により検出された画像の動きベクトルが手振れ
による画像の動きベクトルであるか否かの判定処理を上
記度数分布表形成部22により形成された度数分布表に
基づいて行う手振れ判定回路25を備えてなる。
点メモリ21は、上述の動きベクトル検出部10におけ
る代表点メモリ11と同様に、入力ビデオ信号で構成さ
れる1フィールドの画像を複数に分割した各ブロック毎
の代表点画素の画像データIk (0,0)を1フィール
ド期間記憶する。そして、この代表点メモリ21から1
フィールド前の各代表点画素の画像データIk-1(0,
0)が読み出されて、上記減算回路22に供給される。
を介して供給される入力ビデオデータすなわち現フィー
ルドの画像データについて、ブロック毎のm×n個の各
画素の画像データIk (x,y)と上記代表点メモリ2
1から読み出される1フィールド前の各代表点画素の画
像データIk-1 (0,0)との差分の絶対値|I
k-1 (0,0)−Ik (x,y)|すなわちフィールド
間差の絶対値を検出する。そして、この減算回路22に
よる減算出力データとして得られるフィールド差分絶対
値が上記条件判定回路23に供給される。
2により検出された各ブロックのフィールド差分絶対値
|Ik-1 (0,0)−Ik (0,0)|が、 Ik-1 (0,0)≒Ik (0,0) なる第1の判定条件を満たし、且つ、 |Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|≧ThI なる第2の条件を満たすか否かを判定する。ここで、上
記ThI は、空間内のレベル差の有無を判定するためし
きい値である。そして、この条件判定回路23による判
定出力が上記度数分布表形成回路24に供給される。
ク分の画素配列に対応する座標を有するメモリテーブル
24Aと、上記条件判定回路24による判定出力に基づ
いて、上記第1及び第2の条件を満たす画素が検出され
る毎に対応する座標の度数f(x,y)をインクリメン
トする加算器24Bとからなる。そして、この度数分布
表形成回路24では、現フィールドの画像データI
k (x,y)と1フィールド前の各代表点画素の画像デ
ータIk-1 (0,0)との差分の絶対値|Ik-1 (0,
0)−Ik (x,y)|に基づいて、代表点画素の1フ
ィールド間の相関を示す条件付度数分布表が上記メモリ
テーブル24Aに形成される。そして、この度数分布表
形成回路24により上記メモリテーブル24Aに形成さ
れた1フィールド間の相関を示す度数分布表の度数値が
上記手振れ判定回路25に供給される。
表形成回路22により形成された度数分布表について、
上記動きベクトル検出部10により検出された画像の動
きベクトルに対応する座標の度数値が、所定値よりも小
さい場合には上記動きベクトル検出部10により検出さ
れた画像の動きベクトルが画像の手振れに起因するもの
であると判定し、また、上記度数値が所定値よりも大き
い場合には上記動きベクトル検出部10により検出され
た画像の動きベクトルが画像の手振れに起因するもので
ないと判定する。そして、この手振れ判定回路25の判
定出力は、上記履歴判定部30に供給される。
路25の判定出力を例えば過去10フィールド分記憶し
ており、有効判定結果の個数や連続性などを計測し、そ
の計測結果に基づいて、上記手振れ判定回路25の判定
出力の有効性判定を行う。
シーンチェンジなどで場面が切り替わらない限り、似通
った特性をもつ。そして、シーンチェンジなどで場面が
切り替わった場合には、画像相関が低下するので、安定
に検出でき、手振れ補正量もリセットされ、動きベクト
ルも発生しない。従って、手振れを伴う画像であるの
か、あるいは、固定したビデオカメラにより得られる手
振れを伴わない画像であるのかを、上記手振れ判定回路
25の判定出力の履歴を観測することにより判定するこ
とができ、偶然による誤った判定出力を検出することが
できる。
れ判定回路25の判定出力に含まれる誤判定出力を修正
し、上記動きベクトル検出部10が検出した動きベクト
ルが画像の手振れに起因するものであることを示す判定
出力を上記補正量発生部40に供給する。
ル検出部10が検出した動きベクトルが画像の手振れに
起因するものであることを示す判定出力が上記履歴判定
部30から供給されると、上記動きベクトル検出部10
が検出した上記動きベクトルを手振れベクトルVt ’と
して、 Xt =Xt-1 −Vt ’ なる補正量Xt の手振れ補正信号を形成し、この手振れ
補正信号を上記補正部40に供給する。また、この補正
量発生部40は、上記動きベクトル検出部10が検出し
た動きベクトルが画像の手振れに起因するものでないこ
とを示す判定出力が上記履歴判定部30から供給される
と、手振れベクトルVt ’を零ベクトルV〔0,0〕と
して手振れ補正信号を形成し、この手振れ補正信号を上
記補正部50に供給する。
すように、上記補正量発生部40から手振れ補正信号が
供給されるアドレス制御回路51及びセレクト信号発生
回路52と、上記アドレス制御回路51から供給される
アドレス信号に従ってビデオデータの書き込み/読み出
しが行われるフィールドメモリ53及び周辺メモリ44
と、上記フィールドメモリ53及び周辺メモリ54から
読み出されるビデオデータを上記セレクト信号発生回路
52から供給されるセレクト信号に応じて選択的に出力
するセレクタ55とを備えてなる。
入力端子1を介して供給される入力ビデオデータが順次
書き込まれる。そして、このフィールドメモリ42の読
み出しアドレスが上記手振れ補正信号により上記手振れ
ベクトルに応じて制御される。これにより、上記フィー
ルドメモリ52からは、1フィールドの入力ビデオデー
タが上記手振れベクトルに応じて移動されたビデオデー
タが得られる。そして、このフィールドメモリ52から
読み出されるビデオデータと上記周辺メモリ53から読
み出される周辺ビデオデータとが上記セレクタ55によ
る選択によって合成され、手振れ補正処理済のビデオデ
ータとして信号出力端子2から出力される。
クタ55を介して出力される手振れ補正処理済のビデオ
データによる画像の補正範囲に相当する周辺部分のビデ
オデータが周辺ビデオデータとして逐次書き込まれる。
記動きベクトル検出部10により検出された画像の動き
ベクトルが手振れに起因するものであるか否かの手振れ
判定を上記手振れ判定部20及び履歴判定部30により
確実に行うことができるので、手振れ補正を確実に行う
ことができ、自然な画像出力が得られる。
明に係る画像の振動補正装置では、入力ビデオ信号で構
成される1フィールドの画像を複数に分割した各ブロッ
ク毎の代表点画素の画像データを用いてブロックマッチ
ングにより画像の動きベクトルを動きベクトル検出部に
より検出し、上記代表点画素の画像データのフィールド
間相関に基づいて上記動きベクトルが振動に起因するも
のであるか否かを振動判定部により判定するとともに、
上記振動判定部の判定出力の誤り判定を履歴判定部によ
り上記判定出力の過去の履歴に基づいて行っているの
で、検出した画像の動きベクトルが振動による画像の動
きベクトルであるか被写体の移動による動きベクトルで
あるかを確実に判定することができ、振動に起因する動
きベクトルに応じた補正量の振動補正信号を補正量発生
部により形成して、補正部により入力ビデオ信号に振動
補正処理を確実に施すことができる。
装置では、画像の動きベクトルが振動に起因するもので
あるか否かを確実に判定して、振動補正を行うことがで
き、ハンディタイプのビデオカメラなどにおける高性能
の振動補正を可能にすることができる。
ック図である。
ける画面のブロック分割の状態を示す図である。
造を示す図である。
の推定処理に用いる相関積算値表上の最小値近傍の軸を
説明するための図である。
の1次元推定例を説明するための図である。
ック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 入力ビデオ信号で構成される1フィール
ドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表点画素の
画像データをメモリに1フィールド期間記憶し、現フィ
ールドのブロックの各画素の画像データと上記メモリか
ら読み出される前フィールドのブロックの代表点画素の
画像データとの差分の絶対値に基づいて画像の動きベク
トルを検出する動きベクトル検出部と、 上記入力ビデオ信号で構成される1フィールドの画像を
複数に分割した各ブロック毎の代表点画素の画像データ
のフィールド間相関に基づいて、上記動きベクトル検出
部により検出された動きベクトルが画像の振動に起因す
るものであるか否かの判定を行う振動判定部と、 この振動判定部の判定出力について、その履歴に基づい
て誤り判定を行う履歴判定部と、 この履歴判定部により画像の振動に起因するものである
と判定された上記動きベクトルに応じた補正量の振動補
正信号を形成する補正量発生部と、 この補正量発生部から供給される振動補正信号により入
力ビデオ信号に振動補正処理を施す補正部とを備えるこ
とを特徴とする画像の振動補正装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30397691A JP3200889B2 (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 画像の振動補正装置 |
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JPH05122586A JPH05122586A (ja) | 1993-05-18 |
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ID=17927549
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