JP2012085205A - Image processing apparatus, imaging device, image processing method, and image processing program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce not only an image blur generated between a plurality of frames but also a blur by image deletion generated in one frame.SOLUTION: An image processing apparatus 109 comprises first processing means 1094 performing first processing for reducing an image blur, which is due to motion of an imaging device, between a plurality of continuous frames in a moving image generated by imaging by the imaging device, second processing means 1092 and 1093 performing second processing for reducing a blur by image deletion, which is due to the motion of the imaging device, for each frame in the moving image, and motion information acquisition means 1091 acquiring motion information of the imaging device. When performing the first processing, the second processing means determines whether the blur by image deletion is present or absent for each frame from the motion information and a frame rate and focal distance at the time of imaging. The second processing means does not perform the second processing on a frame in which the blur by image deletion is determined to be absent, and performs the second processing on a frame in which the blur by image deletion is determined to be present.

Description

本発明は、撮像装置により取得された動画像(映像)の像振れと像流れぼけを低減する画像処理装置に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus that reduces image blur and image blur of a moving image (video) acquired by an imaging apparatus.

撮像装置には、いわゆる手振れのような小さな動きに起因する映像中の像振れを低減するための光学的又は電子的な像振れ低減処理を行うものが多い。また、例えば撮像装置を持ったユーザが歩きながら撮影を行うような場合に発生する手振れよりも大きな動きに起因する像振れを低減するために、特許文献1には、映像中の複数のフレーム間での画像変化量を検出してこれを補正する像振れ低減処理が開示されている。   Many imaging devices perform optical or electronic image blur reduction processing for reducing image blur in a video caused by small movement such as so-called camera shake. In addition, in order to reduce image blur caused by a motion larger than a camera shake that occurs when a user who has an imaging device performs shooting while walking, for example, Patent Document 1 discloses a technique between a plurality of frames in a video. An image blur reduction process for detecting and correcting the image change amount is disclosed.

ただし、歩きながら撮像を行う場合に撮像装置に加わる動きには、ユーザが足を地面に着いたときの衝撃等に伴う急激な動きがあり、この急激な動きに起因して1フレーム内で像流れによるぼけ(以下、像流れぼけという)が発生する。このような像流れぼけを含む映像に対して特許文献1にて開示された像振れ低減処理を適用すると、大きな像振れが低減されるために像流れぼけが目立つようになる。このため、一連の映像において、ユーザの歩行に伴って像流れぼけがある周期で現れる等、見苦しい映像が生成されてしまう可能性がある。   However, the movement applied to the imaging apparatus when taking an image while walking includes a sudden movement caused by an impact or the like when the user puts his / her foot on the ground, and an image within one frame is caused by this sudden movement. Blur due to flow (hereinafter referred to as image flow blur) occurs. When the image blur reduction process disclosed in Patent Document 1 is applied to an image including such an image blur, the image blur is noticeable because a large image blur is reduced. For this reason, in a series of videos, an unsightly video may be generated, such as appearing in a period with a blurred image as the user walks.

像流れぼけが少ない映像を生成するために、特許文献2には、急激な動きを検出した場合に、通常より高速なフレームレートで生成した複数フレームを合成して1フレームを生成する方法が開示されている。また、特許文献3には、像流れぼけを含む可能性のあるフレーム以外のフレームのみを選択的に出力する方法が開示されている。   In order to generate an image with less image blur, Patent Document 2 discloses a method of generating a single frame by synthesizing a plurality of frames generated at a higher frame rate than usual when a sudden movement is detected. Has been. Patent Document 3 discloses a method for selectively outputting only frames other than frames that may contain image blur.

特開2008−259076号公報JP 2008-259076 A 特開2006−033123号公報JP 2006-033123 A 特開2007−150494号公報JP 2007-150494 A

しかしながら、特許文献2にて開示された方法では、撮像装置に撮像時におけるフレームレートよりも速い動き(つまりは、1フレームの生成時間内に発生した動き)に起因する像流れぼけを低減することができない。また、特許文献3にて開示された方法では、像流れぼけを含む可能性のあるフレームが連続する場合にこれらを除外すると、映像中の被写体が急に変化する等、映像の飛びが生ずるおそれがある。   However, the method disclosed in Patent Document 2 reduces image blur caused by motion faster than the frame rate at the time of imaging (that is, motion generated within the generation time of one frame). I can't. Further, in the method disclosed in Patent Document 3, if frames that may include image blur are consecutive and are excluded, there is a risk that the image skips due to a sudden change in the subject in the image. There is.

本発明は、複数のフレーム間で生ずる像振れを低減することができ、かつ1フレーム内で生ずる像流れぼけをも低減することが可能な画像処理装置、撮像装置、画像処理方法および画像処理プログラムを提供する。   The present invention provides an image processing apparatus, an imaging apparatus, an image processing method, and an image processing program capable of reducing image blur that occurs between a plurality of frames and also reducing image blurring that occurs within one frame. I will provide a.

本発明の一側面としての画像処理装置は、撮像装置による撮像によって生成された動画像における連続する複数のフレーム間での撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理手段と、上記動画像におけるフレームごとの撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理手段と、撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得手段とを有する。そして、第1の処理手段が第1の処理を行う場合に、第2の処理手段は、動き情報取得手段により取得された動きの情報と、撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、フレームごとに像流れぼけの有無を判定し、像流れぼけが無しと判定したフレームに対しては第2の処理を行わず、像流れぼけが有りと判定したフレームに対しては第2の処理を行うことを特徴とする。   An image processing apparatus according to an aspect of the present invention performs a first process for reducing image blur caused by movement of an imaging device between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by imaging by the imaging device. Processing means, second processing means for performing second processing for reducing image blur caused by movement of the imaging device for each frame in the moving image, and motion information acquisition means for acquiring motion information of the imaging device And have. When the first processing means performs the first processing, the second processing means uses the motion information acquired by the motion information acquisition means and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device. The image processing blur is determined for each frame, the second process is not performed on the frame determined to have no image blur, and the second processing is performed on the frame determined to have the image blur. It is characterized by performing processing.

なお、撮像により動画像を生成する撮像系と、上記画像処理装置とを有する撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。   Note that an imaging apparatus having an imaging system that generates a moving image by imaging and the image processing apparatus also constitutes another aspect of the present invention.

また、本発明のさらに他の一側面としての画像処理方法は、撮像装置による撮像によって生成された動画像における連続する複数のフレーム間での撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理ステップと、上記動画像におけるフレームごとの撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理ステップと、撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得ステップとを有する。そして、第1の処理ステップにおいて第1の処理を行う場合に、第2の処理ステップにおいて、動き情報取得ステップにより取得された動きの情報と、撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、フレームごとに像流れぼけの有無を判定し、像流れぼけが無しと判定したフレームに対しては第2の処理を行わず、像流れぼけが有りと判定したフレームに対しては第2の処理を行うことを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing method that reduces image blur caused by movement of an imaging device between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by imaging by the imaging device. A first processing step for performing processing; a second processing step for performing second processing for reducing image blur caused by motion of the imaging device for each frame in the moving image; and acquiring motion information of the imaging device A motion information acquisition step. Then, when performing the first process in the first process step, from the motion information acquired in the motion information acquisition step in the second process step, and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device The image processing blur is determined for each frame, the second process is not performed on the frame determined to have no image blur, and the second processing is performed on the frame determined to have the image blur. It is characterized by performing processing.

また、本発明のさらに他の一側面としての画像処理プログラムは、コンピュータに、撮像装置により生成された動画像における連続する複数のフレーム間での撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理ステップと、上記動画像におけるフレームごとの撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理ステップと、撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得ステップとを含む処理を実行させる。そして、第1の処理ステップにおいてコンピュータに第1の処理を行わせる場合に、第2の処理ステップにおいて、コンピュータに、動き情報取得ステップにより取得された動きの情報と、撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、フレームごとに像流れぼけの有無を判定させ、像流れぼけが無しと判定されたフレームに対しては第2の処理を行わせず、像流れぼけが有りと判定されたフレームに対しては第2の処理を行わせることを特徴とする。   According to another aspect of the present invention, there is provided an image processing program that first causes a computer to reduce image blur caused by movement of an imaging apparatus between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by the imaging apparatus. A first processing step for performing the above-described processing, a second processing step for performing a second processing for reducing image blur caused by the motion of the imaging device for each frame in the moving image, and information on the motion of the imaging device. A process including a motion information acquisition step to be acquired is executed. When the first processing step causes the computer to perform the first processing, in the second processing step, the computer causes the computer to acquire the motion information acquired by the motion information acquisition step and the frame at the time of imaging by the imaging device. Based on the rate and focal length, the presence / absence of image blur is determined for each frame, and the second process is not performed on frames determined to have no image blur, and it is determined that there is image blur. The second process is performed on the received frame.

本発明によれば、第1の処理によって像振れを低減することができるとともに、像流れぼけを含むフレームに対してのみ第2の処理を行うことで、処理負荷を小さくしつつ像流れぼけを低減することができる。   According to the present invention, the image blur can be reduced by the first processing, and the image processing blur can be reduced while reducing the processing load by performing the second processing only on the frame including the image flow blur. Can be reduced.

本発明の実施例1である撮像装置の構成を示すブロック図。1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging apparatus that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の撮像装置の動作を示すフローチャート。6 is a flowchart illustrating the operation of the imaging apparatus according to the first embodiment. 実施例1における像流れぼけおよび像流れぼけカーネルの算出について説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining calculation of image flow blur and image flow blur kernel in the first embodiment. 本発明の実施例2である撮像装置の像振れ補正処理を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating image shake correction processing of an imaging apparatus that is Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施例3である撮像装置の像振れ補正処理を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating image shake correction processing of an imaging apparatus that is Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例3である撮像装置の像流れぼけ補正処理の概要を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating an overview of image flow blur correction processing of an imaging apparatus that is Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施例4である画像処理装置の構成を示す概略図。Schematic which shows the structure of the image processing apparatus which is Example 4 of this invention.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例である画像処理装置を含むビデオカメラや動画撮影機能付きデジタルスチルカメラ等の撮像装置の構成を示す。   FIG. 1 shows a configuration of an image pickup apparatus such as a video camera including an image processing apparatus according to an embodiment of the present invention or a digital still camera with a moving image shooting function.

図1において、100は撮影レンズであり、撮像素子102上に被写体からの光を結像させる。101は絞りやシャッタ等を含む露光制御部材であり、撮影レンズ100を通った光による撮像素子102の露光を制御する。撮像素子102は、被写体像を光電変換して電気信号を出力するCCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサである。   In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a photographic lens that forms an image of light from a subject on an image sensor 102. Reference numeral 101 denotes an exposure control member including a diaphragm, a shutter, and the like, and controls exposure of the image sensor 102 by light passing through the photographing lens 100. The image sensor 102 is an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor that photoelectrically converts a subject image and outputs an electrical signal.

103は映像形成回路であり、撮像素子102からのアナログ出力信号をデジタル信号に変換し、さらに該デジタル信号に対してゲイン調整、オートホワイトバランス、画素補間処理、色変換処理等を行ってデジタル映像信号(動画像)を生成する。104は露光制御部材101の動作(絞り開口径および露光時間(フレームレート))を制御する露光制御部である。105は撮影レンズ100のフォーカシングを制御するAF制御部である。撮影レンズ100、露光制御部材101、撮像素子102、映像形成回路103、露光制御部104およびAF制御部105により、被写体を撮像して映像信号(以下、単に映像ともいう)を生成する撮像系が構成される。   An image forming circuit 103 converts an analog output signal from the image sensor 102 into a digital signal, and further performs gain adjustment, auto white balance, pixel interpolation processing, color conversion processing, and the like on the digital signal. A signal (moving image) is generated. An exposure control unit 104 controls the operation of the exposure control member 101 (aperture aperture diameter and exposure time (frame rate)). Reference numeral 105 denotes an AF control unit that controls focusing of the photographing lens 100. An imaging system that captures an image of a subject and generates a video signal (hereinafter also simply referred to as an image) by the taking lens 100, the exposure control member 101, the image sensor 102, the image forming circuit 103, the exposure control unit 104, and the AF control unit 105. Composed.

106は撮像装置1全体の動作の制御を司るシステム制御回路である。107はシステム制御回路106において用いられる各種データやコンピュータプログラム等を格納したメモリである。108は各種調整値等の情報を格納した不揮発性メモリである。   Reference numeral 106 denotes a system control circuit that controls the operation of the entire imaging apparatus 1. A memory 107 stores various data and computer programs used in the system control circuit 106. A non-volatile memory 108 stores information such as various adjustment values.

109は画像処理装置としての像振れ/像流れぼけ補正回路であり、撮像装置1の手振れ等の緩やかな動きに起因して映像における連続する複数のフレーム間に現れる像振れを低減する像振れ補正処理(第1の処理)を行う。また、像振れ/像流れぼけ補正回路109は、撮像装置1の急激な動きに起因して映像の1フレーム内に現れる像流れによるぼけ(像流れぼけ)を低減する像流れぼけ補正処理(第2の処理)を行う。   Reference numeral 109 denotes an image blur / image blur correction circuit as an image processing apparatus, which reduces image blur that appears between a plurality of consecutive frames in a video due to a gentle movement such as a camera shake of the imaging apparatus 1. Processing (first processing) is performed. Further, the image blur / image blur correction circuit 109 reduces image blur (image blur) caused by an image flow appearing in one frame of the image due to a rapid movement of the image pickup apparatus 1 (first image blur correction process). 2).

110は映像形成回路103で生成された映像の複数フレームを一時的に記憶する第1のフレームメモリである。111は像振れ/像流れぼけ補正回路109で像振れ補正処理および像流れぼけ補正処理のうち少なくとも一方を受けた映像の複数フレームを一時的に記憶する第2のフレームメモリである。112は第1および第2のフレームメモリ110,111に対するフレームの入出力を制御するメモリ制御回路である。113は像振れ/像流れぼけ補正回路109から出力された映像を不図示の表示モニタに表示したり不図示の記録媒体(磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等)に記録したりする映像出力部である。   Reference numeral 110 denotes a first frame memory that temporarily stores a plurality of frames of the video generated by the video forming circuit 103. Reference numeral 111 denotes a second frame memory that temporarily stores a plurality of frames of video that have undergone at least one of image blur correction processing and image flow blur correction processing by the image blur / image blur correction circuit 109. Reference numeral 112 denotes a memory control circuit that controls frame input / output with respect to the first and second frame memories 110 and 111. A video output unit 113 displays the video output from the image blur / image blur correction circuit 109 on a display monitor (not shown) or records it on a recording medium (magnetic tape, optical disk, semiconductor memory, etc.) (not shown). is there.

次に、像振れ/像流れぼけ補正回路109の構成について説明する。1091は撮像系により生成された映像において動き方向と動き量を示す動きベクトルを算出することにより、撮像装置1の動きを検出する(すなわち、動きの情報を取得する)動き情報取得手段としての動き検出回路である。1092はフレームごとの像流れぼけの有無を判定するための像流れぼけ評価値を算出する像流れぼけ評価値算出回路である。   Next, the configuration of the image blur / image blur correction circuit 109 will be described. 1091 is a motion information acquisition unit that detects a motion of the imaging device 1 (that is, acquires motion information) by calculating a motion vector indicating a motion direction and a motion amount in a video generated by the imaging system. This is a detection circuit. Reference numeral 1092 denotes an image flow blur evaluation value calculation circuit for calculating an image flow blur evaluation value for determining the presence or absence of image flow blur for each frame.

1093は像流れぼけ評価値算出回路1092で算出された像流れぼけ評価値に基づいて、フレームごとに像流れぼけ補正処理を行う像流れぼけ補正処理回路である。1094は動き検出回路1091で検出された撮像装置1の動きに基づいて、像振れ補正処理を行う像振れ補正処理回路である。像振れ補正処理回路1094および後述する像振れ/像流れぼけ制御回路1097により第1の処理手段が構成される。また、像流れぼけ評価値算出回路1092、像流れぼけ補正処理回路1093および像振れ/像流れぼけ制御回路1097により第2の処理手段が構成される。   Reference numeral 1093 denotes an image flow blur correction processing circuit that performs image flow blur correction processing for each frame based on the image flow blur evaluation value calculated by the image flow blur evaluation value calculation circuit 1092. Reference numeral 1094 denotes an image blur correction processing circuit that performs an image blur correction process based on the motion of the imaging apparatus 1 detected by the motion detection circuit 1091. The image blur correction processing circuit 1094 and an image blur / image blur control circuit 1097 described later constitute a first processing means. The image blur evaluation value calculation circuit 1092, the image blur correction processing circuit 1093, and the image blur / image blur control circuit 1097 constitute a second processing unit.

1095は一時記憶用のメモリであり、1096は不揮発性メモリである。1097は像振れ/像流れぼけ補正回路109内の各回路の動作を制御する像振れ/像流れぼけ制御回路であり、MPU等のコンピュータにより構成されている。   Reference numeral 1095 denotes a temporary storage memory, and reference numeral 1096 denotes a nonvolatile memory. Reference numeral 1097 denotes an image blur / image blur control circuit that controls the operation of each circuit in the image blur / image blur correction circuit 109, and is constituted by a computer such as an MPU.

次に、動き検出回路1091の構成について説明する。10911は連続する複数のフレーム間(例えば、時間的に前後に生成された2つのフレーム間)において、撮像装置1の動きの情報である動きベクトルを算出(検出)する動きベクトル算出回路である。10912は動きベクトル算出回路10911で算出された動きベクトルを用いて、撮像装置1の動きを推定する動き推定回路である。   Next, the configuration of the motion detection circuit 1091 will be described. Reference numeral 10911 denotes a motion vector calculation circuit that calculates (detects) a motion vector that is motion information of the imaging apparatus 1 between a plurality of consecutive frames (for example, between two frames generated before and after in time). Reference numeral 10912 denotes a motion estimation circuit that estimates the motion of the imaging apparatus 1 using the motion vector calculated by the motion vector calculation circuit 10911.

次に、撮像装置1の動作について図2(a)に示すフローチャートを用いて説明する。図2(a)は、撮像装置1を用いて被写体を撮像して得られた映像中の像振れおよび像流れぼけを低減して前述した映像出力部113にて表示および記録されるまでの処理を示す。この処理は、像振れ/像流れぼけ制御回路(以下、単に制御回路という)1097によってコンピュータプログラムとしての画像処理プログラムに従って実行される。   Next, the operation of the imaging apparatus 1 will be described using the flowchart shown in FIG. FIG. 2A illustrates processing until image blur and image blur in a video obtained by imaging a subject using the imaging device 1 are reduced and displayed and recorded by the video output unit 113 described above. Indicates. This process is executed by an image blur / image blur control circuit (hereinafter simply referred to as a control circuit) 1097 according to an image processing program as a computer program.

ステップa201では、制御回路1097は、撮像装置1に設けられた不図示の撮像開始スイッチが操作されたことを検出すると、撮像素子102からの出力信号のうち輝度成分に基づいて露光制御部104により制御される1フレームの露光量を設定する。また、映像のコントラスト情報に基づいてAF制御部105にフォーカシング制御を行わせる。その後、制御回路1097は、映像形成回路103に、撮像素子102からの出力信号(撮像信号)を読み込ませる。   In step a201, when the control circuit 1097 detects that an imaging start switch (not shown) provided in the imaging device 1 has been operated, the exposure control unit 104 determines based on the luminance component of the output signal from the imaging device 102. The exposure amount of one frame to be controlled is set. Also, the AF control unit 105 performs focusing control based on the contrast information of the video. Thereafter, the control circuit 1097 causes the image forming circuit 103 to read an output signal (imaging signal) from the imaging element 102.

ステップa202では、制御回路1097は、画像形成回路103に、ステップa201において撮像素子102から読み込んだ撮像信号から映像を生成させ、第1のフレームメモリ110に格納する。   In step a <b> 202, the control circuit 1097 causes the image forming circuit 103 to generate an image from the image signal read from the image sensor 102 in step a <b> 201, and stores the image in the first frame memory 110.

ステップa203では、制御回路1097は、撮像装置1において、ユーザの選択操作によって、映像中の像振れおよび像流れぼけを低減する像振れ/像流れぼけ補正モードが設定されているか否かを判定する。像振れ/像流れぼけ補正モードが設定されていない場合はステップa205に進み、制御回路1097は、映像形成回路103からの映像であって像振れ補正処理および像流れぼけ補正処理を行わない映像を映像出力部113に出力する。一方、像振れ/像流れぼけ補正モードが設定されている場合は、ステップa204に進む。   In step a203, the control circuit 1097 determines whether or not an image blur / image blur correction mode for reducing image blur and image blur in the video is set by the user's selection operation in the imaging apparatus 1. . If the image blur / image blur correction mode is not set, the process proceeds to step a205, and the control circuit 1097 displays the video from the video forming circuit 103 that is not subjected to the image blur correction process and the image blur correction process. The video is output to the video output unit 113. On the other hand, if the image blur / image blur correction mode is set, the process proceeds to step a204.

ステップa204(第1の処理ステップおよび第2の処理ステップ)では、制御回路1097は、像振れ/像流れぼけ補正回路109に、映像形成回路103からの映像に対して像振れ補正処理および像流れぼけ補正処理を行わせる。このステップa204での処理について、図2(b)のフローチャートを用いて説明する。   In step a204 (first processing step and second processing step), the control circuit 1097 causes the image blur / image blur correction circuit 109 to perform image blur correction processing and image flow on the video from the video forming circuit 103. Perform blur correction processing. The process at step a204 will be described with reference to the flowchart of FIG.

ステップb201(動き情報取得ステップ)では、制御回路1097は、動き検出回路1091に撮像装置1の動きを検出させる。動き検出回路1091の動きベクトル算出回路10911は、まず第1のフレームメモリ110に格納された前フレームの特徴点を抽出する。この特徴点は、画像中の線分や線同士の交点等、特徴的な部分であり、Harrisオペレータ等の画像処理手法を用いて抽出する。次に、動きベクトル算出回路10911は、現フレームのうち前フレームの特徴点に対応する対応点を求める。対応点は、特徴点とその周辺の領域を含むテンプレートを用いたテンプレートマッチング等の手法によって求められる。そして、前フレームの特徴点の座標と現フレームの対応点の座標とから、前フレームと現フレーム間での動きベクトルを算出する。動きベクトル算出回路10911は、同様の処理を、各フレームにおける複数の特徴点に対して行う。   In step b201 (motion information acquisition step), the control circuit 1097 causes the motion detection circuit 1091 to detect the motion of the imaging device 1. The motion vector calculation circuit 10911 of the motion detection circuit 1091 first extracts the feature points of the previous frame stored in the first frame memory 110. This feature point is a characteristic part such as a line segment or an intersection of lines in the image, and is extracted using an image processing method such as a Harris operator. Next, the motion vector calculation circuit 10911 obtains corresponding points corresponding to the feature points of the previous frame in the current frame. Corresponding points are obtained by a technique such as template matching using a template including a feature point and its surrounding area. Then, a motion vector between the previous frame and the current frame is calculated from the coordinates of the feature points of the previous frame and the coordinates of the corresponding points of the current frame. The motion vector calculation circuit 10911 performs the same process on a plurality of feature points in each frame.

次に、ステップb202では、制御回路1097は、像流れぼけ評価値算出回路1092に、像流れぼけの有無を判定する指標となる像流れぼけ評価値を算出させる。像流れぼけ評価値算出回路1092は、ステップb201で各特徴点について算出された動きベクトルを利用して像流れぼけ評価値を算出する。像流れぼけ評価値の算出に動きベクトルを用いるのは、動きベクトルの大小が像流れぼけの有無を反映しているためである。   Next, in step b202, the control circuit 1097 causes the image blur evaluation value calculation circuit 1092 to calculate an image blur evaluation value serving as an index for determining the presence or absence of image blur. The image blur evaluation value calculation circuit 1092 calculates an image blur evaluation value using the motion vector calculated for each feature point in step b201. The reason why the motion vector is used for calculating the image blur evaluation value is that the magnitude of the motion vector reflects the presence or absence of the image blur.

特徴点の数をNとし、各特徴点で算出された動きベクトルをmv(i)(i=1〜N)として、像流れぼけ評価値E_mvを式1のように定義する。   Assume that the number of feature points is N, the motion vector calculated at each feature point is mv (i) (i = 1 to N), and the image blur evaluation value E_mv is defined as in Expression 1.

E_mv=mv_s=func_s(mv) (式1)
式1において、mv_sは複数の特徴点での動きベクトルから求められるフレーム全体を代表する1つの動きベクトルとしての代表動きベクトル(動きの情報)である。また、func_s()は代表動きベクトルを算出する関数を示し、例えばメディアンを算出する関数で実現される。代表動きベクトルを用いることで、撮像装置1の動きを簡単化して表すことができる。
E_mv = mv_s = func_s (mv) (Formula 1)
In Equation 1, mv_s is a representative motion vector (motion information) as one motion vector representing the entire frame obtained from motion vectors at a plurality of feature points. Func_s () represents a function for calculating a representative motion vector, and is realized by a function for calculating a median, for example. By using the representative motion vector, the motion of the imaging device 1 can be simplified and expressed.

なお、ここではメディアンを像流れぼけ評価値として用いる場合について説明するが、平均値等の他の値を用いてもよい。また、ここでは動きベクトルをそのまま像流れぼけ評価値として用いる場合について説明する。しかし、より詳細に像流れぼけの有無を判定する場合には、フレーム(画像)に対してフィルタリング処理や直交変換処理を行って高周波成分を算出し、該高周波成分が多いか少ないかを示す像流れぼけ評価値を用いてもよい。さらに、フレーム中のエッジ成分を検出し、該エッジ成分の画素値の変化が急峻か緩やかかを示す像流れぼけ評価値を用いてもよい。高周波成分の大小も該エッジ成分の画素値の変化も、撮像装置1の動きの情報に含まれる。   Although the case where the median is used as an image blur evaluation value will be described here, other values such as an average value may be used. Here, a case will be described in which a motion vector is used as an image blur evaluation value as it is. However, when determining the presence or absence of image blurring in more detail, a high-frequency component is calculated by performing filtering processing or orthogonal transformation processing on a frame (image), and an image indicating whether the high-frequency component is large or small A flow blur evaluation value may be used. Further, an edge component in the frame may be detected, and an image blur evaluation value indicating whether the change in the pixel value of the edge component is steep or gentle may be used. Both the magnitude of the high frequency component and the change in the pixel value of the edge component are included in the movement information of the imaging apparatus 1.

このステップb202から後述するステップb204までが、第2の処理ステップに相当する。   Step b202 to step b204 described later correspond to the second processing step.

次に、ステップb203では、制御回路1097は、ステップb202で算出された像流れぼけ評価値に基づいて、現フレームに像流れぼけが含まれているか否か(像流れぼけの有無)を判定する。具体的には、式2に示すように、像流れぼけ評価値と像流れぼけ評価閾値E_thとの比較によって判定する。   Next, in step b203, the control circuit 1097 determines whether or not the current frame includes image blur (based on the presence or absence of image blur) based on the image blur evaluation value calculated in step b202. . Specifically, as shown in Expression 2, the determination is made by comparing the image blur evaluation value and the image blur evaluation threshold E_th.

E_th(s,f)<E_mv…像流れぼけ無し
E_th(s,f)≧E_mv…像流れぼけ有り (式2)
式2において、s,fはそれぞれ、撮像による映像の生成時(撮像時)のフレームレートと撮像装置1(撮影レンズ100)の焦点距離とを表す。像流れぼけ評価閾値E_thは、このように撮像時のフレームレートsと焦点距離fとに応じて決定される閾値である。言い換えれば、制御回路1097は、撮像装置1の動きの情報である代表動きベクトルと、撮像装置1の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから像流れぼけの有無を判定する。
E_th (s, f) <E_mv: No image blurring E_th (s, f) ≧ E_mv: Image blurring (Formula 2)
In Expression 2, s and f respectively represent a frame rate at the time of image generation by imaging (at the time of imaging) and a focal length of the imaging device 1 (the imaging lens 100). The image blur evaluation threshold value E_th is a threshold value determined according to the frame rate s and the focal length f at the time of imaging as described above. In other words, the control circuit 1097 determines the presence / absence of image blur from the representative motion vector, which is information on the movement of the imaging apparatus 1, and the frame rate and focal length when the imaging apparatus 1 is imaging.

撮像時のフレームレートが高い場合や焦点距離が短い場合は、像流れぼけ評価閾値は高くなる。この場合に像流れぼけの発生が有りと判定されるのは、きわめて急激な動きが撮像装置1に生じた場合である。また、フレームレートが低い場合や焦点距離が長い場合は像流れぼけ評価閾値は小さくなる。この場合、フレームレートが高い場合や焦点距離が短い場合に比べて緩やかな動き(ただし、像振れを生じさせる動きよりは速い動き)が撮像装置1に生じた場合でも像流れぼけの発生が有りと判定され易くなる。像流れぼけが無しと判定された場合は、ステップb205に進む。一方、像流れぼけが有りと判定された場合は、ステップb204に進み、制御回路1097は、像振れ/像流れぼけ補正回路109に像流れぼけ補正処理を行わせる。   When the frame rate at the time of imaging is high or when the focal length is short, the image drift blur evaluation threshold value is high. In this case, it is determined that there is an occurrence of image blurring in a case where an extremely rapid movement occurs in the imaging apparatus 1. In addition, when the frame rate is low or the focal length is long, the image blur evaluation threshold is small. In this case, even if the imaging apparatus 1 has a gentle movement (however, a movement faster than a movement that causes image blur) as compared with a case where the frame rate is high or a focal length is short, image blurring may occur. Is easily determined. If it is determined that there is no image blur, the process proceeds to step b205. On the other hand, if it is determined that there is image blur, the process proceeds to step b204, and the control circuit 1097 causes the image blur / image blur correction circuit 109 to perform image blur correction processing.

ここで、ステップb204で行われる像流れぼけ補正処理について説明する。gを像流れぼけを含んだ観測画像(劣化画像)とし、mを像流れぼけを含まない理想画像とすると、観測画像gは式3のように表現できる。   Here, the image blur correction process performed in step b204 will be described. If g is an observed image (degraded image) including image flow blur, and m is an ideal image not including image flow blur, the observed image g can be expressed as Equation 3.

g=h*m+n (式3)
*は畳み込みを表し、hは画像を劣化させる作用素であり、像流れぼけを生じさせる像流れぼけカーネルを表す。nは付加ノイズ成分を表す。g,hからmを推定することで画像劣化(像流れぼけ)を低減(補正)することができる。
g = h * m + n (Formula 3)
* Represents convolution, and h is an operator that degrades the image, and represents an image flow blur kernel that causes image flow blur. n represents an additional noise component. Image degradation (image blurring) can be reduced (corrected) by estimating m from g and h.

式3をフーリエ変換して、周波数空間で表現すると、式4のようになる。   When Expression 3 is Fourier-transformed and expressed in the frequency space, Expression 4 is obtained.

G=H・M+N (式4)
ただし、G,H,M,Nはそれぞれ、g,h,m,nのフーリエ変換を表す。このとき、ウィナーフィルタWは式5で表される。
G = H · M + N (Formula 4)
Here, G, H, M, and N represent Fourier transforms of g, h, m, and n, respectively. At this time, the Wiener filter W is expressed by Equation 5.

W=H・Pm/(|H|・Pm+Pn) (式5)
ただし、は複素共役を表し、Pm,Pnはそれぞれ理想画像およびノイズのパワースペクトルを表す。ここで、Pmは未知であるため、信号とノイズとは無相関であると仮定する。すなわち、Pm/Pn=c(定数)とする。このとき、式5は式6のように記述できる。
W = H * · Pm / (| H | 2 · Pm + Pn) (Formula 5)
Here, * represents a complex conjugate, and Pm and Pn represent the ideal image and the noise power spectrum, respectively. Here, since Pm is unknown, it is assumed that the signal and the noise are uncorrelated. That is, Pm / Pn = c (constant). At this time, Expression 5 can be described as Expression 6.

W=H/(|H|+1/c) (式6)
そして、式4と式6より、像流れぼけカーネルhが分かれば、劣化を回復した画像Mを算出することが可能となる。
W = H * / (| H 2 | + 1 / c) (Formula 6)
If the image-blurring kernel h is known from the equations 4 and 6, it is possible to calculate the image M in which the deterioration has been recovered.

像流れぼけを生じさせる像流れぼけカーネルhの設定方法について説明する。像流れぼけカーネルは、ステップb201で算出された動きベクトルを基準として設定する。これを図3に示す。図3の(a)には、像流れぼけが発生している画像とその画像から得られる動きベクトルとを表している。時刻tでは像流れぼけは目立っていない。しかし、時刻tから時刻t+1に移行する際に撮像装置に急激な動きが発生した結果、時刻t+1では被写体像が流れたようにぼける像流れぼけが発生している。このとき、時刻tの画像を基準とすると動きベクトルは図中に矢印301で示したように表される。この動きベクトル301を用いて、式7のように像流れぼけカーネルを算出する。   A method for setting the image flow blur kernel h that causes image flow blur will be described. The image blur kernel is set based on the motion vector calculated in step b201. This is shown in FIG. FIG. 3A shows an image in which image blur is generated and a motion vector obtained from the image. At time t, image blur is not noticeable. However, as a result of a sudden movement in the imaging apparatus when the time t shifts to the time t + 1, an image blur is generated that blurs as if the subject image flowed at the time t + 1. At this time, with reference to the image at time t, the motion vector is represented as indicated by an arrow 301 in the drawing. Using this motion vector 301, an image blur blur kernel is calculated as shown in Equation 7.

h=α(s,f)・mv_s (式7)
前述したように、mv_sはフレーム全体の代表動きベクトルであり、式1によって算出される。s,fはそれぞれ、撮像装置1の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離である。αはフレームレートsと焦点距離fに応じて設定される0〜1の範囲内の値として設定される係数である。係数αは、フレームレートが高い場合、すなわち1フレーム当たりの撮像素子102の露光時間が短い場合は小さく、フレームレートが低い場合は大きく設定される。また、係数αは、焦点距離が短い場合は小さく、長い場合は大きく設定される。
h = α (s, f) · mv_s (Formula 7)
As described above, mv_s is a representative motion vector of the entire frame, and is calculated by Expression 1. s and f are a frame rate and a focal length at the time of image pickup by the image pickup apparatus 1, respectively. α is a coefficient set as a value within a range of 0 to 1 set according to the frame rate s and the focal length f. The coefficient α is set small when the frame rate is high, that is, when the exposure time of the image sensor 102 per frame is short, and large when the frame rate is low. The coefficient α is set to be small when the focal length is short and large when the focal length is long.

このようにして算出された像流れぼけカーネルは、図3(b)中の矢印303のように表せる。   The image blur kernel calculated in this way can be expressed as an arrow 303 in FIG.

以上のようにして算出した像流れぼけカーネルhと観測画像gとから、式4および式6を用いて、像流れぼけを低減した画像を生成することができる。そして、このように像流れぼけが有りと判定された現フレームに対して像流れぼけ補正処理を行った後は、ステップb205に進む。前述したように、像流れぼけが無しと判定された現フレームに対しては像流れぼけ補正処理を行わずにステップb205に進む。   From the image flow blur kernel h and the observed image g calculated as described above, an image with reduced image flow blur can be generated using Equation 4 and Equation 6. Then, after the image blur correction process is performed on the current frame determined to have image blur as described above, the process proceeds to step b205. As described above, the process proceeds to step b205 without performing the image blur correction process for the current frame determined to have no image blur.

ステップb205では、制御回路1097は、動き推定回路10912に撮像装置1の動きを推定させる。動き推定回路10912は、ステップb201で算出された代表動きベクトルを用いて、撮像装置1の動きに対応する画像全体の動きを推定する。ここでは、画像全体の動きを画像変形量として表す。具体的には、式8に示すアフィン変換とする。   In step b205, the control circuit 1097 causes the motion estimation circuit 10912 to estimate the motion of the imaging device 1. The motion estimation circuit 10912 estimates the motion of the entire image corresponding to the motion of the imaging device 1 using the representative motion vector calculated in step b201. Here, the movement of the entire image is expressed as an image deformation amount. Specifically, the affine transformation shown in Expression 8 is used.

動き推定回路10912は、この変換行列Aを画像変形量として動きベクトルから推定する。 The motion estimation circuit 10912 estimates the conversion matrix A from the motion vector as an image deformation amount.

次に、ステップb206では、制御回路1097は、ステップb205で算出された画像変形量(変換行列A)を用いて像振れ補正処理を行う。画像上の点xが変換行列Aで表されるアフィン変換によって点x’に移動したとすると、   Next, in step b206, the control circuit 1097 performs image blur correction processing using the image deformation amount (conversion matrix A) calculated in step b205. If the point x on the image is moved to the point x ′ by the affine transformation represented by the transformation matrix A,

とすることで、像振れ補正処理を行うことが可能となる。ここでは、直接、変換行列Aの逆行列A−1を用いる場合について説明したが、時間的に平滑化した変換行列を用いて補正するようにしてもよい。ステップb205とステップb206が第1の処理ステップに相当する。 By doing so, it is possible to perform image blur correction processing. Although the case where the inverse matrix A- 1 of the transformation matrix A is directly used has been described here, the correction may be performed using a temporally smoothed transformation matrix. Step b205 and step b206 correspond to the first processing step.

以上の処理を行うことで、像振れが低減され、かつ像流れぼけも低減された良好な映像が生成される。以上で、ステップa204での処理が終了する。   By performing the above processing, a good image with reduced image blur and reduced image blur is generated. Above, the process in step a204 is complete | finished.

次に、ステップa205では、制御回路1097は、ステップa204での処理がなされた映像を映像出力部113にて表示したり記録したりする。   Next, in step a205, the control circuit 1097 displays or records the video processed in step a204 on the video output unit 113.

本実施例によれば、複数のフレーム間の像振れ補正処理を行う場合に、撮像装置1の動きの情報と撮像装置1の撮像時のフレームレートおよび焦点距離とに基づいてフレームごとの像流れぼけの有無を判定する。そして、像流れぼけが有りと判定されたフレームについてのみ像流れぼけ補正処理を行う。これにより、処理負荷を小さくしつつ像振れおよび像流れぼけを低減した良好な映像を出力することができる。   According to the present embodiment, when image blur correction processing between a plurality of frames is performed, the image flow for each frame is based on the motion information of the imaging device 1 and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device 1. Determine if there is blur. Then, the image blur correction process is performed only for the frames determined to have image blur. As a result, it is possible to output a good video with reduced image blur and image blur while reducing the processing load.

さらに、像流れぼけ補正処理は、像振れ補正処理が行われている間でも該像振れ補正処理が行われた後でも行うことができ、既に撮像により生成された動画像に対しても像流れぼけを低減することができる。   Further, the image blur correction process can be performed while the image blur correction process is being performed or after the image blur correction process is performed. Blur can be reduced.

なお、本実施例では、像流れぼけの有無の判定を動きベクトルを用いて行う場合について説明したが、必ずしも動きベクトルを用いる必要はない。例えば、図2(b)に示したフローチャートのステップb205にて算出する画像変形量や、角速度や加速度を検出する振れセンサの出力値を用いてもよい。さらに、本実施例では、像流れぼけカーネルも動きベクトルを用いて設定しているが、振れセンサの出力値を用いて設定してもよい。   In the present embodiment, the case where the presence / absence of image blur is determined using a motion vector is described, but it is not always necessary to use a motion vector. For example, the image deformation amount calculated in step b205 of the flowchart shown in FIG. 2B, or the output value of a shake sensor that detects angular velocity and acceleration may be used. Furthermore, in this embodiment, the image blur kernel is also set using the motion vector, but may be set using the output value of the shake sensor.

また、本実施例では、像振れ補正処理を電子的な画像処理によって行う場合について説明したが、撮影レンズ100に含まれるレンズ等の光学素子を光軸に直交する方向等に移動させることによる光学的な像振れ補正処理を行ってもよい。   In this embodiment, the case where the image blur correction process is performed by electronic image processing has been described. However, the optical element such as the lens included in the photographing lens 100 is moved in a direction orthogonal to the optical axis. A typical image blur correction process may be performed.

次に、本発明の実施例2として、像流れぼけ補正処理を行った後の映像に対して、再度、動きベクトルの検出処理を行うことで、像振れ補正効果を向上させる実施例について説明する。   Next, as an embodiment 2 of the present invention, an embodiment in which the image blur correction effect is improved by performing the motion vector detection process again on the image after the image blur correction process has been performed will be described. .

本実施例における撮像装置の構成は、実施例1において図1に示した撮像装置1の構成と同じであるので、共通する構成要素には図1中の符号と同符号を付す。また、本実施例の撮像装置は、実施例1にて図2(a)のフローチャートに示した処理と同じ処理を行う。ただし、本実施例の撮像装置は、実施例1にて図2(b)のフローチャートに示した処理に代えて、図4のフローチャートに示した処理を行う。   Since the configuration of the image pickup apparatus in the present embodiment is the same as that of the image pickup apparatus 1 shown in FIG. 1 in the first embodiment, common constituent elements are denoted by the same reference numerals as those in FIG. Further, the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment performs the same process as that illustrated in the flowchart of FIG. However, the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment performs the process illustrated in the flowchart of FIG. 4 instead of the process illustrated in the flowchart of FIG.

図4のフローチャートにおいて、ステップb401〜b406はそれぞれ、図2(b)に示したフローチャートのステップb201〜b206と同じである。   In the flowchart of FIG. 4, steps b401 to b406 are the same as steps b201 to b206 of the flowchart shown in FIG.

ステップb404での像流れぼけ補正処理が行われた後、ステップb404′では、制御回路1097は、再度、動き検出回路1091に撮像装置1の動きを検出させる。すなわち、動きベクトル算出回路10911に動きベクトルを算出させ、ステップb401にて算出された動きベクトルのデータの全てを、ステップb404で新たに算出された動きベクトルのデータによって更新する。   After the image blur correction process in step b404 is performed, in step b404 ′, the control circuit 1097 causes the motion detection circuit 1091 to detect the motion of the imaging apparatus 1 again. That is, the motion vector calculation circuit 10911 is caused to calculate a motion vector, and all the motion vector data calculated in step b401 is updated with the motion vector data newly calculated in step b404.

そして、ステップb405では、制御回路1097は、動き推定回路10912に、更新された動きベクトルを用いて撮像装置1の動きを推定させる。   In step b405, the control circuit 1097 causes the motion estimation circuit 10912 to estimate the motion of the imaging device 1 using the updated motion vector.

このように、像流れぼけを低減した映像を用いて撮像装置1の動きの検出(動きベクトルの算出)を行うことにより、より正確な動きベクトルを算出することができ、動きの検出精度が向上する。この結果、像振れ補正効果を改善することができる。   As described above, by detecting the motion of the image pickup apparatus 1 (calculation of motion vector) using the image with reduced image blur, it is possible to calculate a more accurate motion vector and improve the motion detection accuracy. To do. As a result, the image blur correction effect can be improved.

次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例は、より高精細な映像をユーザに提供するために、像流れぼけ補正処理を、像振れ補正処理が行われた複数のフレームを用いて行う実施例である。   Next, Embodiment 3 of the present invention will be described. The present embodiment is an embodiment in which image blur correction processing is performed using a plurality of frames on which image blur correction processing has been performed in order to provide a user with higher definition video.

本実施例における撮像装置の構成は、実施例1において図1に示した撮像装置1の構成と同じであるので、共通する構成要素には図1中の符号と同符号を付す。また、本実施例の撮像装置は、実施例1にて図2(a)のフローチャートに示した処理と同じ処理を行う。ただし、本実施例の撮像装置は、実施例1にて図2(b)のフローチャートに示した処理に代えて、図5のフローチャートに示した処理を行う。   Since the configuration of the image pickup apparatus in the present embodiment is the same as that of the image pickup apparatus 1 shown in FIG. 1 in the first embodiment, common constituent elements are denoted by the same reference numerals as those in FIG. Further, the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment performs the same process as that illustrated in the flowchart of FIG. However, the imaging apparatus according to the present exemplary embodiment performs the process illustrated in the flowchart of FIG. 5 instead of the process illustrated in the flowchart of FIG.

図5のフローチャートにおいて、ステップb501〜b506はそれぞれ、図2(b)に示したフローチャートのステップb201〜b206と同じである。   In the flowchart of FIG. 5, steps b501 to b506 are the same as steps b201 to b206 of the flowchart shown in FIG.

ステップb503において現フレームに像流れぼけが有りと判定された場合は、制御回路1097は、ステップb507において、現フレームの像流れぼけフラグをONにセットする。   If it is determined in step b503 that the current frame has image blur, the control circuit 1097 sets the image blur flag of the current frame to ON in step b507.

また、ステップb506で像振れ補正処理が行われた後、ステップb508では、制御回路1097は、動きぼけフラグがONか否かを判別する。ONである場合は、ステップb509に進んで、制御回路1097は、像流れぼけ補正処理回路1093に像流れぼけ補正処理を行わせる。一方、像流れぼけフラグがOFFであった場合は、制御回路1097は、像振れ/像流れぼけ補正処理を終了する。   In addition, after the image blur correction process is performed in step b506, in step b508, the control circuit 1097 determines whether or not the motion blur flag is ON. If ON, the process proceeds to step b509, and the control circuit 1097 causes the image blur correction processing circuit 1093 to perform the image blur correction process. On the other hand, if the image blur flag is OFF, the control circuit 1097 ends the image blur / image blur correction process.

ここで、ステップb509での像流れぼけ補正処理について、図6を用いて説明する。ステップb509での像流れぼけ補正処理は、ステップb506で像振れが低減された映像(複数フレーム)を用いて行われる。   Here, the image blur correction process in step b509 will be described with reference to FIG. The image blur correction process in step b509 is performed using the video (plural frames) in which the image blur is reduced in step b506.

図6において、601は既にステップb506で像振れ補正処理が行われた複数のフレームを示している。像振れ補正処理では、複数のフレームのそれぞれから、図中に太線で示すように、被写体を同じ位置に含むように切り出し領域602を切り出して順次出力する。これにより、映像上では被写体の位置が常に同じ位置に維持される。   In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a plurality of frames that have already undergone image blur correction processing in step b506. In the image blur correction process, as indicated by a thick line in the drawing, a cutout region 602 is cut out from each of a plurality of frames so as to include the subject at the same position and sequentially output. Thereby, the position of the subject is always maintained at the same position on the video.

ステップb503において、時刻t(現在)と時刻t−2(前)のフレーム603とフレーム604が動きぼけフラグがONである像流れぼけ有りフレームであり、それ以外のフレームは像流れぼけフラグがOFFの像流れぼけ無しフレームであるとする。そして、像流れぼけ補正処理の対象である像流れぼけ有りフレーム(現フレーム)603からkフレーム前までの像流れぼけ無しフレームを用いて動きぼけ画像補正処理を行う。ここでは、k=3とする。そして、時刻t−1〜t−4までの3つの像流れぼけ無しフレームm(i)(i=t−1,t−3,t−4であり、像流れぼけ有りフレーム604(時刻t−2)は除外)を用いて、式10に従って時刻tのフレームm′を新たに生成する像流れぼけ補正処理を行う。   In step b503, the frames 603 and 604 at time t (present) and time t-2 (previous) are frames with motion blur with the motion blur flag set to ON, and the image flow blur flag is turned off for other frames. It is assumed that the frame is a non-blurred frame. Then, the motion blur image correction process is performed using the image blur-free frame from the frame 603 with the image blur (current frame) 603 to be the target of the image blur correction process. Here, k = 3. Then, there are three image flow blur-free frames m (i) from time t-1 to t-4 (i = t−1, t−3, t−4, and image shift blur frames 604 (time t− 2) is used to perform an image blur correction process for newly generating a frame m ′ at time t according to Equation (10).

式10において、各フレームは切り出した画像座標で計算する。また、i=t−1〜t−k(ただし、像流れぼけ有りフレームは除外)であり、j=1〜kである。 In Equation 10, each frame is calculated with the cut image coordinates. Further, i = t−1 to tk (however, a frame with image blur is excluded), and j = 1 to k.

このように、像流れぼけのない複数のフレームを用いて像流れぼけ補正処理を行うことにより、単一のフレームを用いた像流れぼけ補正処理を行う場合に比べて、高精細でノイズが少ない像流れぼけ補正処理後のフレームを生成することが可能となる。   In this way, by performing image blur correction processing using a plurality of frames without image blur, it is high definition and less noise than when image blur correction processing using a single frame is performed. It is possible to generate a frame after the image blur correction process.

なお、ここでは、単純な加重平均として像流れぼけを補正したが、複数フレームを用いた補正方法(不等間隔補間、画像再構型の超解像等)を適用することも可能である。   Although the image blur is corrected here as a simple weighted average, a correction method using a plurality of frames (unequal-interval interpolation, image reconstruction type super-resolution, etc.) can also be applied.

また、ここでは像流れぼけ補正処理の対象フレームよりも前に生成された像流れぼけ無しフレームのみを利用して像流れぼけ補正処理を行う場合について説明した。しかし、既に撮像による生成が行われて記録された後の映像に対して像流れぼけ補正処理を行う場合には、像流れぼけ補正処理の対象フレームの後に生成された像流れぼけ無しフレームを利用するようにしてもよい。すなわち、像流れぼけ補正処理の対象フレームの前および後のうち少なくとも一方の像流れぼけ無しフレームを利用することができる。   In addition, here, the case where the image blur correction process is performed using only the image blur-free frame generated before the target frame of the image blur correction process has been described. However, when image blur correction processing is performed on an image that has already been generated and recorded by imaging, the image blur-free frame generated after the target frame of the image blur correction processing is used. You may make it do. That is, it is possible to use at least one image blur-free frame before and after the target frame for the image blur correction process.

さらに、ここでは、像振れ補正処理を行った映像に対して像流れぼけ補正処理を行う場合について説明したが、像振れ補正処理を行わずにフレーム間での動き量のみを利用して像流れぼけ補正処理を行うことで、幾何変換による画像劣化を回避することも可能である。   Furthermore, here, the case where the image blur correction process is performed on the image that has been subjected to the image blur correction process has been described. However, only the amount of motion between frames is used without performing the image blur correction process. By performing the blur correction process, it is also possible to avoid image degradation due to geometric transformation.

上記各実施例では、撮像装置に画像処理装置を内蔵した場合について説明した。しかし、例えば図7に示すように、撮像装置1401で生成した映像をパーソナルコンピュータ1402に送信し、パーソナルコンピュータ1402において、実施例1〜3で説明した像振れ補正処理および像流れぼけ補正処理を行ってもよい。この場合、パーソナルコンピュータ1402が、図2,4,5にて説明した処理を画像処理プログラムに従って実行する画像処理装置として機能する。   In each of the above embodiments, the case where the image processing apparatus is built in the imaging apparatus has been described. However, for example, as shown in FIG. 7, the image generated by the imaging device 1401 is transmitted to the personal computer 1402, and the personal computer 1402 performs the image blur correction process and the image blur correction process described in the first to third embodiments. May be. In this case, the personal computer 1402 functions as an image processing apparatus that executes the processing described with reference to FIGS.

映像の送信方法は、ケーブル方式、無線方式のいずれでもよく、インターネットやLANを介して送信してもよい。   The video transmission method may be either a cable method or a wireless method, and may be transmitted via the Internet or a LAN.

また、この場合の撮像装置の動きの検出(動き情報の取得)は、パーソナルコンピュータ1402によって行ってもよいし、撮像装置に搭載された振れセンサ又は動きベクトル検出回路からの出力をパーソナルコンピュータ1402が取り込むことで行ってもよい。   In this case, the movement of the imaging apparatus (acquisition of movement information) may be detected by the personal computer 1402, and the personal computer 1402 outputs the output from the shake sensor or the motion vector detection circuit mounted on the imaging apparatus. You may do it by taking in.

さらに、上記各実施例で説明した像振れ補正処理および像流れぼけ補正処理を行う画像処理装置を、撮像により生成された映像を再生表示するモニタやプロジェクタ等の映像表示装置に搭載してもよい。   Furthermore, the image processing apparatus that performs the image blur correction process and the image blur correction process described in each of the above embodiments may be mounted on a video display apparatus such as a monitor or a projector that reproduces and displays a video generated by imaging. .

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

映像の像振れと像流れぼけを良好に低減できる画像処理装置および撮像装置を提供できる。   It is possible to provide an image processing apparatus and an imaging apparatus capable of satisfactorily reducing image blur and image blur.

1 撮像装置
109 像振れ/像流れぼけ補正回路
1091 動き検出回路
1092 像流れぼけ評価値算出回路
1093 像流れぼけ補正処理回路
1094 像振れ補正処理回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 109 Image blur / image blur correction circuit 1091 Motion detection circuit 1092 Image blur evaluation value calculation circuit 1093 Image blur correction processing circuit 1094 Image blur correction processing circuit

Claims (6)

撮像装置による撮像によって生成された動画像における連続する複数のフレーム間での前記撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理手段と、
前記動画像におけるフレームごとの前記撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理手段と、
前記撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得手段とを有し、
前記第1の処理手段が前記第1の処理を行う場合に、前記第2の処理手段は、
前記動き情報取得手段により取得された前記動きの情報と、前記撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、前記フレームごとに前記像流れぼけの有無を判定し、
前記像流れぼけが無しと判定した前記フレームに対しては前記第2の処理を行わず、前記像流れぼけが有りと判定した前記フレームに対しては前記第2の処理を行うことを特徴とする画像処理装置。
First processing means for performing a first process for reducing image blur caused by movement of the imaging device between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by imaging by the imaging device;
Second processing means for performing second processing for reducing image blur caused by movement of the imaging device for each frame in the moving image;
Movement information acquisition means for acquiring movement information of the imaging device;
When the first processing means performs the first processing, the second processing means
From the motion information acquired by the motion information acquisition means and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device, determine the presence or absence of the image blur for each frame,
The second process is not performed on the frame determined to have no image blur, and the second process is performed on the frame determined to have the image blur. An image processing apparatus.
前記第2の処理が行われた前記動画像から前記動きの情報を取得し、該動きの情報を用いて前記第1の処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the motion information is acquired from the moving image on which the second processing has been performed, and the first processing is performed using the motion information. 前記第2の処理手段は、前記像流れぼけが有りと判定したフレームの前および後の少なくとも一方に生成された、前記像流れぼけが無しと判定した複数のフレームを用いて前記第2の処理を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。   The second processing means uses the plurality of frames, which are generated at least one before and after the frame determined to have image flow blur, to be determined to have no image flow blur as the second processing unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein: 撮像により動画像を生成する撮像系と、請求項1から3のいずれか一項に記載の画像処理装置とを有することを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising: an imaging system that generates a moving image by imaging; and the image processing apparatus according to claim 1. 撮像装置による撮像によって生成された動画像における連続する複数のフレーム間での前記撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理ステップと、
前記動画像におけるフレームごとの前記撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理ステップと、
前記撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得ステップとを有し、
前記第1の処理ステップにおいて前記第1の処理を行う場合に、前記第2の処理ステップにおいて、
前記動き情報取得ステップにより取得された前記動きの情報と、前記撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、前記フレームごとに前記像流れぼけの有無を判定し、
前記像流れぼけが無しと判定した前記フレームに対しては前記第2の処理を行わず、前記像流れぼけが有りと判定した前記フレームに対しては前記第2の処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
A first processing step of performing a first process for reducing image blur due to movement of the imaging device between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by imaging by the imaging device;
A second processing step of performing a second process of reducing image blur caused by movement of the imaging device for each frame in the moving image;
A movement information acquisition step of acquiring movement information of the imaging device;
When performing the first processing in the first processing step, in the second processing step,
From the motion information acquired by the motion information acquisition step and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device, determine the presence or absence of the image blur for each frame,
The second process is not performed on the frame determined to have no image blur, and the second process is performed on the frame determined to have the image blur. Image processing method.
コンピュータに、
撮像装置による撮像によって生成された動画像における連続する複数のフレーム間での前記撮像装置の動きに伴う像振れを低減する第1の処理を行う第1の処理ステップと、
前記動画像におけるフレームごとの前記撮像装置の動きに伴う像流れぼけを低減する第2の処理を行う第2の処理ステップと、
前記撮像装置の動きの情報を取得する動き情報取得ステップとを含む処理を実行させる画像処理プログラムであって、
前記第1の処理ステップにおいて前記第1の処理を前記コンピュータに行わせる場合に、前記第2の処理ステップにおいて、前記コンピュータに、
前記動き情報取得ステップにより取得された前記動きの情報と、前記撮像装置の撮像時におけるフレームレートおよび焦点距離とから、前記フレームごとに前記像流れぼけの有無を判定させ、
前記像流れぼけが無しと判定された前記フレームに対しては前記第2の処理を行わせず、前記像流れぼけが有りと判定された前記フレームに対しては前記第2の処理を行わせることを特徴とする画像処理プログラム。
On the computer,
A first processing step of performing a first process for reducing image blur due to movement of the imaging device between a plurality of consecutive frames in a moving image generated by imaging by the imaging device;
A second processing step of performing a second process of reducing image blur caused by movement of the imaging device for each frame in the moving image;
An image processing program for executing a process including a movement information acquisition step of acquiring movement information of the imaging device,
In the case of causing the computer to perform the first processing in the first processing step, in the second processing step, in the computer,
From the motion information acquired by the motion information acquisition step and the frame rate and focal length at the time of imaging of the imaging device, the presence or absence of the image blur is determined for each frame,
The second process is not performed on the frame determined to have no image blur, and the second process is performed on the frame determined to have the image blur. An image processing program characterized by that.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015041819A (en) * 2013-08-20 2015-03-02 キヤノン株式会社 Imaging apparatus and its control method, program, and storage medium
JPWO2015068613A1 (en) * 2013-11-05 2017-03-09 株式会社村田製作所 Transformer and communication terminal device
CN112954212A (en) * 2021-02-08 2021-06-11 维沃移动通信有限公司 Video generation method, device and equipment

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