JP2006178642A

JP2006178642A - 動きベクトル検出装置

Info

Publication number: JP2006178642A
Application number: JP2004369613A
Authority: JP
Inventors: Mitsutomo Kariya; 三友刈屋
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】動きベクトルをより正確に検出することが可能な動きベクトル検出装置を提供すること。
【解決手段】現入力画像用バッファ１から入力された現画像の輝度成分が画像認識部３内の輝度抽出部４で抽出され、抽出された輝度成分からエッジ部分がエッジ抽出部５で抽出される。このエッジ部分の出現パターンがエッジパターン認識部６において認識される。その結果、入力画像がローコントラスト画像の場合には動きベクトルの検出が中止され、入力画像が繰り返しパターンを含む画像の場合には動きベクトルの検出範囲が通常の動きベクトル検出範囲よりも狭い範囲に決定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、被写体の動きやカメラの揺れなどによる画像の動きを検出するための動きベクトル検出装置に関する。

動画撮影やデジタルカメラの連続撮影時などにおいて、動きベクトルを検出する際の検出精度を上げる提案として、例えば特許文献１では、異なる大きさ及び形状の動きベクトル検出範囲によって動きベクトルを検出できる動きベクトル検出装置を複数備えるようにし、それぞれの動きベクトル検出装置で動きベクトル検出を行って、そのうちの１つの動きベクトルを選択するようにしている。
特開平９−９３５８５号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、入力画像の特性について何らの考慮もせずに、それぞれの動きベクトル検出装置で固定の動きベクトル検出範囲を設定している。このため、動きベクトルを検出するのが困難なローコントラスト画像や繰り返しパターンを含む画像などに対しては動きベクトルが検出できなかったり、動きベクトルを誤検出してしまったりするおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、動きベクトルをより正確に検出することが可能な動きベクトル検出装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様による動きベクトル検出装置は、入力画像の画像特性を認識する画像認識部と、前記画像認識部から得られた結果により、動きベクトルを検出する範囲を決定する動きベクトル検出範囲決定部と、前記動きベクトル検出範囲決定部によって決定された範囲で前記動きベクトルを検出する動きベクトル検出部とを具備することを特徴とする。

この第１の態様では、画像認識部により入力画像の画像特性を認識し、この認識した画像特性に基づいて動きベクトル検出範囲決定部により動きベクトルの検出範囲を決定して、この決定された動きベクトルの検出範囲で動きベクトルの検出を行う。即ち、第１の態様によれば、画像特性に応じて動きベクトルの検出範囲を動的に変えることができ、入力画像の特性に伴う動きベクトルの誤検出を防いで、正確な動きベクトルを検出することができる。

本発明によれば、動きベクトルをより正確に検出することが可能な動きベクトル検出装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る動きベクトル検出装置の構成を示す図である。図１に示す動きベクトル検出装置は、現入力画像用バッファ１と、前入力画像用バッファ２と、画像認識部３と、動きベクトル検出範囲決定部７と、動きベクトル検出部８とから構成されている。

現入力画像用バッファ１には、例えばＣＣＤなどで撮像されて得られた現フレームにおける入力画像（現画像）が格納される。また、前入力画像用バッファ２には、１つ前のフレームにおける入力画像（前画像）が格納される。現入力画像用バッファ１に格納された現画像は、画像認識部３と動きベクトル検出部８とに入力される。一方、前入力画像用バッファに格納された前画像は、動きベクトル検出部８のみに入力される。また、動きベクトルが検出された後は、現入力画像用バッファ１に格納されていた現画像が前入力画像用バッファ２に格納され、次のフレームにおける前画像として利用される。

画像認識部３は、輝度抽出部４と、エッジ抽出部５と、エッジパターン認識部６とから構成されている。輝度抽出部４では、入力画像の輝度成分が抽出される。エッジ抽出部５では、抽出された輝度成分からエッジ部分が抽出される。エッジパターン認識部６では、抽出されたエッジパターンの特性に基づいて入力画像の特性が認識される。動きベクトル検出範囲決定部７では、画像認識部３における画像認識結果に基づいて動きベクトルの検出範囲が決定される。動きベクトル検出範囲決定部７で決定された動きベクトルの検出範囲は、動きベクトル検出部８に通知される。

動きベクトル検出部８では、動きベクトル検出範囲決定部７で決定された動きベクトルの検出範囲内で、現画像の前画像からの移動量及び移動方向、即ち動きベクトルが検出される。

次に、図１のような構成を有する動きベクトル検出装置の作用について図２のフローチャートを参照して説明する。

まず、輝度抽出部４に現入力画像用バッファ１から現画像が入力されると、輝度抽出部４において画像の中の輝度成分が抽出される（ステップＳ１１）。次に、エッジ抽出部５において、輝度抽出部４で抽出された輝度成分のうちで、コントラストが大きく変化する部分（エッジ）が抽出される。更に、このエッジは、所定の閾値によって２値化されて出力される。なお、このときの閾値は任意の値に設定することができる。

次に、エッジパターン認識部６において、エッジ抽出部５で閾値以上のエッジが抽出されたか否か、即ち画像に高コントラスト部分があったか否かが判定される（ステップＳ１３）。ステップＳ１３の判定において、閾値以上のエッジが抽出されていない場合には、現画像はローコントラスト画像である。この場合には、動きベクトルの検出が中止される（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１３において、閾値以上のエッジが抽出された場合には、エッジパターン認識部６において、エッジの出現パターンから、現画像が繰り返しパターンの画像であるか否かが判定される（ステップＳ１５）。この繰り返しパターンの判定手法としては、図３のように通常の動きベクトル検出範囲１１よりも狭い範囲１２内で、エッジ１３が縦または横に規則的に配列されていることが認識された場合に、その規則的な配列が通常の動きベクトル検出範囲１１でも規則的であるか否かを判定するようにすれば良い。

ステップＳ１５において、繰り返しパターンの画像であることが判定された場合には、エッジの繰り返し間隔（エッジ間隔）が算出され、ここで算出されたエッジ間隔が動きベクトル検出範囲決定部７に通知される。そして、動きベクトル検出範囲決定部７において、図４に示すようにして、動きベクトルの検出範囲がエッジ間隔よりも狭い範囲１４に制限される（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１５において、繰り返しパターンの画像でないことが判定された場合には、動きベクトル検出範囲決定部７において、動きベクトルの検出範囲が通常の動きベクトル検出範囲１１に決定される（ステップＳ１７）。

ステップＳ１６又はステップＳ１７で動きベクトルの検出範囲が決定された場合には、動きベクトル検出部８において、現入力画像用バッファ１から入力された現画像と前入力画像用バッファ２から入力された前画像とから、動きベクトルが算出され（ステップＳ１８）、得られた動きベクトルが出力される（ステップＳ１９）。その後、次のフレームの処理に移行する。

以上説明したように、本一実施形態によれば、入力画像が、動きベクトルを検出することが困難なローコントラスト画像や繰り返しパターンの画像などであっても、動きベクトルを誤検出することがない。即ち、繰り返しパターンの場合には、動きベクトルの検出範囲内に複数個の高コントラスト部分が入らないように動きベクトルの検出範囲を制限することで、１つの高コントラスト部分に着目して、動きベクトルを正しく検出することができるようになる。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る動きベクトル検出装置の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係る動きベクトル検出装置の作用について説明するためのフローチャートである。繰り返しパターンの画像の例を示す図である。繰り返しパターンの画像の動きベクトルを検出する際の動きベクトル検出範囲について示す図である。

符号の説明

１…現入力画像用バッファ、２…前入力画像用バッファ、３…画像認識部、４…輝度抽出部、５…エッジ抽出部、６…エッジパターン認識部、７…動きベクトル検出範囲決定部、８…動きベクトル検出部

Claims

入力画像の画像特性を認識する画像認識部と、
前記画像認識部から得られた結果により、動きベクトルを検出する範囲を決定する動きベクトル検出範囲決定部と、
前記動きベクトル検出範囲決定部によって決定された範囲で前記動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
を具備することを特徴とする動きベクトル検出装置。
前記画像認識部は、
前記入力画像から輝度成分を抽出する輝度抽出部と、
前記輝度抽出部により抽出された輝度成分からエッジ部分を抽出するエッジ抽出部と、
前記エッジ抽出部により抽出されたエッジ部分の中に同形のエッジ部分が等間隔に配列されていることを認識することにより、前記入力画像が繰り返しパターンを含む画像であることを認識するエッジパターン認識部と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
前記動きベクトル検出範囲決定部は、前記エッジパターン認識部において、前記入力画像が繰り返しパターンを含む画像であることが認識された場合に、前記動きベクトルを検出する範囲を通常よりも狭くするように決定することを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル検出装置。
前記エッジパターン認識部は、前記エッジ抽出部によるエッジ抽出の結果、エッジが抽出されなかったことを認識することにより、前記入力画像がローコントラスト画像であることを認識することを更に行うことを特徴とする請求項２に記載の動きベクトル検出装置。
前記動きベクトル検出部は、前記エッジパターン認識部において、前記入力画像がローコントラスト画像であることが認識された場合に、動きベクトルの検出を中止することを特徴とする請求項４に記載の動きベクトル検出装置。