JP2009267716A - Motion vector detecting apparatus and method, and imaging apparatus - Google Patents

Motion vector detecting apparatus and method, and imaging apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion vector detecting apparatus and method and an imaging apparatus for correctly detecting a motion vector between frames and capturing a motion image with reduced blur. <P>SOLUTION: A motion vector detection unit 16 which divides a frame of motion image data into a plurality of blocks and establishes matching between a previous frame and a current frame for each of the divided blocks, calculate an integrated value of difference absolute values in pixel data between the previous frame and the current frame of each block for each search position, sets a difference in position of the blocks between the previous frame and the current frame at the search position with the minimum integrated value as a motion vector of the blocks, and sets the degree of sharpness of the integrated value at the minimum search position as an evaluation value of the motion vector of the blocks. Further, the motion vector detection unit 16 sets the degree of sharpness of the minimum value as the smallest value other than zero when the integrated value of the difference absolute values for each search position calculated in each block is normalized within the range of 0 to 100. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、動画像の手ぶれを検出・補正することが可能な動きベクトル検出装置およびその方法、並びに撮像装置に関し、特に動画像データを複数のブロックに分割し、ブロック毎に検出された動きベクトルの信頼性を評価する際の精度の向上に関するものである。   The present invention relates to a motion vector detection apparatus and method, and an imaging apparatus capable of detecting and correcting motion blur of a moving image, and more particularly, to a motion vector detected for each block by dividing moving image data into a plurality of blocks. This is related to the improvement of accuracy when evaluating the reliability of the.

近年、撮像装置としてカメラの小型化が進み、手振れ補正技術が注目をされてきている。   In recent years, camera miniaturization has progressed as an imaging apparatus, and camera shake correction technology has attracted attention.

その要因として、カメラの小型化により、写真撮影においてホールド性の低下したことや、携帯電話に搭載のカメラなどの撮影方法として、片手での撮影など従来の撮影形態とくらべ自由度が広がっていることで手振れが発生し易くなっていることが挙げられる。   The reason for this is that the holdability of photography has been reduced due to the miniaturization of the camera, and the degree of freedom has increased compared to conventional photography forms such as one-handed photography as a method of photography such as a camera mounted on a mobile phone. Therefore, it is easy to cause camera shake.

このように、撮影する際に、種々の方法や安定性の無い状態で撮影する場合、シャッターボタンを押した際にカメラがぶれて、手振れが発生してしまう。   As described above, when shooting is performed in various methods or in an unstable state, the camera shakes when the shutter button is pressed, and camera shake occurs.

この問題を解消すべく、専用の機構を設け物理的に手振れ補正する装置が、一眼レフや最近ではコンパクトカメラにも搭載されている。   In order to solve this problem, a device for physically correcting camera shake by providing a dedicated mechanism is also mounted on a single-lens reflex camera or recently a compact camera.

たとえば、ブレに合わせてレンズを傾斜させ補正する、光学式手振れ補正装置が製品化されているが、近年の小型化や携帯電話カメラへの搭載を考慮するとスペース的にも非常に困難である。
そのため、画像処理によってぶれのない動画像を得ることができる撮像装置などが種々提案されている。
For example, an optical camera shake correction device that inclines and corrects a lens in accordance with a shake has been commercialized, but it is very difficult in terms of space in consideration of recent downsizing and mounting in a mobile phone camera.
For this reason, various imaging devices that can obtain a moving image without blurring by image processing have been proposed.

画像処理による手ぶれ補正は、動画像の連続する前後フレーム間の動きベクトルを検出し、画像出力の際に画像を読み出す領域を動きベクトル分だけずらすことで、ぶれのない画像を生成するものである。
特開平6−169452号公報 特開平7−177519号公報 特開2007−300592号公報
Image stabilization by image processing detects motion vectors between successive frames of a moving image, and shifts the region from which the image is read when outputting the image by the motion vector, thereby generating an image without blurring. .
Japanese Patent Laid-Open No. 6-169552 JP-A-7-177519 JP 2007-300592 A

動きベクトルの検出は、例えばブロックマッチングなどの方法が一般的であり、画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎に画像の相関をとって動きベクトルを求め、最終的に画面全体の動きベクトルを決定するものがある。   For example, a method such as block matching is generally used to detect a motion vector. An image is divided into a plurality of blocks, a motion vector is obtained by correlating the image for each block, and finally a motion vector of the entire screen is obtained. There is something to decide.

しかし、ぶれている画像や平坦な被写体の画像、あるいは縦縞など同じような模様の多い画像などでは誤検出しやすく、多くのブロックで誤検出が発生してしまうと効果的なぶれの補正に支障をきたす場合がある。   However, it is easy to falsely detect blurry images, images of flat subjects, or images with many similar patterns such as vertical stripes, and if erroneous detection occurs in many blocks, it will hinder effective blur correction. May result.

特許文献1および2においては、動きベクトルの検出方法に関する技術は開示されているが、その信頼性については言及されていない。動きベクトルは、被写体や撮影の条件によって誤った検出が行われる場合があり、誤った動きベクトルを用いると手ブレ補正に用いる場合にはかえってブレを増長することになりかねない。   Patent Documents 1 and 2 disclose a technique related to a motion vector detection method, but do not mention its reliability. The motion vector may be erroneously detected depending on the subject and shooting conditions. If an incorrect motion vector is used, blurring may be increased when it is used for camera shake correction.

また、特許文献3には、残差の積分値をもとにブロックを選択する手法が開示されている。この方法においても、真に信頼性の高い動きベクトルを選択することは困難である。   Patent Document 3 discloses a method for selecting a block based on an integral value of a residual. Even in this method, it is difficult to select a motion vector that is truly reliable.

本発明の目的は、ブロック毎に検出された動きベクトルの信頼性を判定し、検出精度を向上することが可能な動きベクトル検出装置およびその方法、並びに撮像装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a motion vector detection apparatus and method, and an imaging apparatus capable of determining the reliability of a motion vector detected for each block and improving the detection accuracy.

本発明の第1の観点は、動画像データのフレームを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる動きベクトル検出装置であって、各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差分の絶対値の積算値を探索位置毎に求め、前記積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロックの位置の差を当該ブロックの動きベクトルとし、前記最小となる検索位置の積算値の先鋭度を当該ブロックの動きベクトルの評価値とする処理部を有する。   A first aspect of the present invention is a motion vector detection apparatus that divides a frame of moving image data into a plurality of blocks, and that matches the previous frame and the current frame for each divided block, The absolute value of the difference between the pixel data of the current frame and the current frame is obtained for each search position, and the difference between the position of the block of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is the minimum is the motion vector of the block, A processing unit that uses the sharpness of the integrated value of the minimum search position as an evaluation value of the motion vector of the block;

好適には、前記処理部は、前記各ブロックで求めた前記動きベクトルから画面全体の動きベクトルを決定する際に、対応する前記評価値が所定の閾値以上となる前記動きベクトルのみを有効とする。   Preferably, when determining the motion vector of the entire screen from the motion vector obtained in each block, the processing unit validates only the motion vector for which the corresponding evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold. .

好適には、前記処理部は、各ブロックで求めた前記動きベクトルのうち、対応する前記評価値が最も高いものを画面全体の動きベクトルとして採用する。   Preferably, the processing unit employs, as the motion vector of the entire screen, a motion vector having the highest corresponding evaluation value among the motion vectors obtained in each block.

好適には、前記処理部は、前記各ブロックにおける前記先鋭度は、前記最小となる積算値とその次に小さい積算値の差分とする。   Preferably, the processing unit sets the sharpness in each block as a difference between the minimum integrated value and the next smallest integrated value.

好適には、前記処理部は、前記各ブロックにおける前記先鋭度は、前記積算値の最小値と最大値の差分で正規化したときの、0以外の最も小さい値とする。   Preferably, the processing unit sets the sharpness in each block to the smallest value other than 0 when normalized by the difference between the minimum value and the maximum value of the integrated values.

本発明の第2の観点の動きベクトル検出方法は、動画像の各フレームを複数のブロックに分割するステップと、前記各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差分の絶対値の積算値を探索位置毎に求めるステップと、前記積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロック位置の差を当該ブロックの動きベクトルとすると同時に、前記最小となる探索位置の積算値の先鋭度を当該ブロックの動きベクトルの評価値とするステップと、を有する。   A motion vector detection method according to a second aspect of the present invention includes a step of dividing each frame of a moving image into a plurality of blocks, and an integrated value of absolute values of differences between pixel data of the previous frame and the current frame of each block. The step of obtaining for each search position, and the difference between the block position of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is the minimum as the motion vector of the block, and at the same time the sharpness of the integrated value of the minimum search position And setting the evaluation value of the motion vector of the block as the evaluation value.

本発明の第3の観点の撮像装置は、光学系と、前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子から得られる動画像データのフレームを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる動きベクトル検出装置とを有し、前記動きベクトル検出装置は、各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差分の絶対値の積算値を探索位置毎に求め、前記積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロックの位置の差を当該ブロックの動きベクトルとし、前記最小となる検索位置の積算値の先鋭度を当該ブロックの動きベクトルの評価値とする処理部を有する。   An imaging apparatus according to a third aspect of the present invention divides an optical system, an imaging element that captures a subject image that has passed through the optical system, and a frame of moving image data obtained from the imaging element into a plurality of blocks, A motion vector detecting device for matching the previous frame and the current frame for each divided block, wherein the motion vector detecting device is an integrated value of absolute values of differences between pixel data of the previous frame and the current frame of each block; For each search position, the difference between the position of the block of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is the minimum as the motion vector of the block, and the sharpness of the integrated value of the minimum search position It has a processing part which makes an evaluation value of a motion vector of a block.

本発明によれば、フレーム間の動きベクトルを精度良く検出し、ブレを抑えた動画像を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to accurately detect a motion vector between frames and obtain a moving image with reduced blur.

以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る撮像装置の一実施形態を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.

本撮像装置10は、光学系11、撮影制御部12、操作部13、撮像部14、画像処理部15、動きベクトル検出部16、メモリ17、および記録部18を有している。
これらの構成要素のうち、画像処理部、動きベクトル検出部16、メモリ17等により処理部が構成される。
The imaging apparatus 10 includes an optical system 11, an imaging control unit 12, an operation unit 13, an imaging unit 14, an image processing unit 15, a motion vector detection unit 16, a memory 17, and a recording unit 18.
Among these components, a processing unit is configured by the image processing unit, the motion vector detection unit 16, the memory 17, and the like.

本撮像装置10は、ブロックマッチングによる動きベクトル検出方法において、ブロック毎に求めた動きベクトルのうち、どれを画面全体の動きベクトルとして採用するのかの判断材料となる評価値を実現している。
具体的には、フレーム間で探索位置毎に画素データの差分の絶対値の積算値を求め、その最小値とそれ以外の値との差(先鋭度)が大きければ、最小値が得られたときの前フレームと現フレームの位置関係がずれ量として確からしいと判断できる。
この位置関係が示す動きベクトルは信頼性が高いものとなる。
In the motion vector detection method based on block matching, the imaging apparatus 10 realizes an evaluation value that is used to determine which of the motion vectors obtained for each block is to be used as the motion vector for the entire screen.
Specifically, the integrated value of the absolute value of the difference between the pixel data is obtained for each search position between frames, and if the difference (sharpness) between the minimum value and other values is large, the minimum value is obtained. It can be determined that the positional relationship between the previous frame and the current frame is likely to be a deviation amount.
The motion vector indicated by this positional relationship is highly reliable.

本実施形態の撮像装置10は、手ブレ補正撮影のON/OFFのモード切り換え部を有している。
そして、手ブレ補正撮影ONのときには、撮像装置10は撮影画像間の位置ズレを補正し、ブレ低減を図った画像を形成する機能を有している。
The imaging apparatus 10 according to the present embodiment includes an ON / OFF mode switching unit for camera shake correction photography.
When the camera shake correction shooting is ON, the imaging device 10 has a function of correcting a positional shift between the shot images and forming an image in which blur reduction is achieved.

シャッターボタンなどの操作部13より撮影指示を受けた撮影制御部12は、被写体の明るさから最適なシャッタースピード、絞り、ゲインの値を算出し、撮像部14に制御信号を送る。   Upon receiving a shooting instruction from the operation unit 13 such as a shutter button, the shooting control unit 12 calculates optimum shutter speed, aperture, and gain values from the brightness of the subject, and sends a control signal to the imaging unit 14.

撮影制御部12は、露出制御を行うとともに、操作部13などの操作入力を持ち、それらの入力に応じて、システム全体の動作を決定し、光学系11、撮像部14等を制御し、システム全体の調停制御を司るものである。   The imaging control unit 12 performs exposure control and has operation inputs of the operation unit 13 and the like, determines the operation of the entire system according to those inputs, controls the optical system 11, the imaging unit 14, and the like, and It is responsible for overall mediation control.

撮像部14は、CCDやCMOSセンサなどの撮像素子141を含んで形成され、光学系11を通った被写体の光学像を受けて画像信号に変換し、変換した画像信号からYUV形式の画像データを生成し、画像処理部15に出力する。   The imaging unit 14 is formed to include an imaging element 141 such as a CCD or a CMOS sensor, receives an optical image of a subject passing through the optical system 11 and converts it into an image signal, and converts YUV format image data from the converted image signal. Generate and output to the image processing unit 15.

画像処理部15では、撮像部14により供給された画像データをメモリ17に格納し、メモリ17に格納された画像信号に対し信号処理を行う。   The image processing unit 15 stores the image data supplied from the imaging unit 14 in the memory 17 and performs signal processing on the image signal stored in the memory 17.

動きベクトル検出部16では、現フレームと前フレームの画像間の動きベクトル(位置ズレ量)と相関評価値を検出する。   The motion vector detection unit 16 detects a motion vector (position shift amount) and a correlation evaluation value between images of the current frame and the previous frame.

動きベクトルの検出については、画像を一定の大きさの小領域(ブロック)に分割し、各ブロックが前のフレームのどこに対応するかを探し、対応するブロックの位置の差を動きベクトルとする。   For motion vector detection, an image is divided into small areas (blocks) of a certain size, where each block corresponds to in the previous frame, and the difference in the position of the corresponding block is used as a motion vector.

検出した動きベクトルに応じてメモリ中の画像の切り出し位置を変えて、動画像として
記録部18にて記録媒体に記録する。
The cutout position of the image in the memory is changed according to the detected motion vector, and the moving image is recorded on the recording medium by the recording unit 18.

動きベクトル検出部16は、撮像素子から得られる動画像データを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる。
動きベクトル検出部16は、各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差の絶対値の積算値を探索位置毎に求める。
そして、動きベクトル検出部16は、積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロックの位置の差をそのブロックの動きベクトルとし、最小となる部分の積算値の先鋭度をブロックの動きベクトルの評価値とする機能を含む。
The motion vector detection unit 16 divides moving image data obtained from the image sensor into a plurality of blocks, and performs matching between the previous frame and the current frame for each of the divided blocks.
The motion vector detection unit 16 obtains an integrated value of absolute values of differences between pixel data of the previous frame and the current frame of each block for each search position.
Then, the motion vector detection unit 16 uses the difference between the position of the block of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is the minimum as the motion vector of the block, and determines the sharpness of the integrated value of the minimum part of the block. Includes a function for evaluating motion vectors.

動きベクトル検出部16は、各ブロックで求めた動きベクトルから画面全体の動きベクトルを決定する際に、対応する評価値が所定の閾値以上となる動きベクトルのみを有効とする。
動きベクトル検出部16は、各ブロックで求めた動きベクトルのうち、対応する評価値が最も高いものを画面全体の動きベクトルとして採用する機能を有する。
When determining the motion vector of the entire screen from the motion vector obtained for each block, the motion vector detection unit 16 validates only the motion vector whose corresponding evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold.
The motion vector detection unit 16 has a function of adopting the motion vector obtained by each block having the highest corresponding evaluation value as the motion vector of the entire screen.

動きベクトル検出部16は、各ブロックにおける先鋭度は、最小となる積算値とその次に小さい積算値の差分とする。   The motion vector detection unit 16 sets the sharpness in each block as the difference between the minimum integrated value and the next smallest integrated value.

動きベクトル検出部16は、各ブロックにおける先鋭度は、積算値の最小値と最大値の差分で正規化したときの、0以外の最も小さい値とする。
より具体的には、動きベクトル検出部16は、最小値の先鋭度は、各ブロックで求めた探索位置毎の差分絶対値の積算値の最小値を0、最大値を100に正規化したときの、0以外の最も小さい値とする。
The motion vector detection unit 16 sets the sharpness in each block to the smallest value other than 0 when normalized by the difference between the minimum value and the maximum value of the integrated values.
More specifically, when the motion vector detection unit 16 normalizes the minimum value sharpness to 0 for the integrated value of the absolute value of the difference for each search position obtained in each block, and 100 for the maximum value. The smallest value other than 0.

以下、ブロック毎に動きベクトルと相関評価値を求める方法についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, a method for obtaining a motion vector and a correlation evaluation value for each block will be described in more detail.

図2は、連続する画像の基準ブロックと参照ブロックを模式的に示した図である。   FIG. 2 is a diagram schematically showing a standard block and a reference block of consecutive images.

図2に示すように、動画像データの連続する前フレーム21と現フレーム22において、前フレーム21を複数ブロックに分割した領域23である基準画像が、現フレーム22の探索領域24である参照画像の中でどの位置に相当するかを画像の相関(画素データの差分)を取りながら1画素単位でマッチングを行う。   As shown in FIG. 2, in the previous frame 21 and the current frame 22 in which the moving image data is continuous, the reference image that is the area 23 obtained by dividing the previous frame 21 into a plurality of blocks is the reference image that is the search area 24 of the current frame 22. Matching is performed on a pixel-by-pixel basis while taking the correlation of the image (difference in pixel data) as to which position in the image corresponds to.

図3は、1画素単位でずらした探索位置毎の差分積算値(画素データの差分の絶対値の積分値)を示す図である。
画像間の相関が最も高い位置では差分積算値は極小を示し、このポイントにおける前フレームと現フレームのブロックの位置の差を動きベクトルとする。
FIG. 3 is a diagram illustrating a difference integrated value (integral value of absolute values of pixel data differences) for each search position shifted in units of one pixel.
At the position where the correlation between the images is highest, the difference integrated value is minimal, and the difference between the positions of the blocks of the previous frame and the current frame at this point is used as a motion vector.

図4は、分かりやすくするために図3の極小値を含む1行の差分積算値をグラフにしたものである。
図4において、横軸が水平方向探索位置を、縦軸が差分積算値をそれぞれ示している。
図4において、ある1点において鋭角に極小点を示している。図4では水平方向探索位置が−3の位置で極小点を示している。
FIG. 4 is a graph showing the difference integrated value of one line including the minimum value of FIG. 3 for easy understanding.
In FIG. 4, the horizontal axis indicates the horizontal search position, and the vertical axis indicates the difference integrated value.
In FIG. 4, a local minimum point is shown at an acute angle at a certain point. In FIG. 4, the minimum point is shown when the horizontal search position is -3.

しかし、ブロック内に同じような模様が連続する被写体や変化の小さい平坦な画像などがある場合には、図5や図6のように極小点の値に近い値が複数存在することになり、ノイズやぶれの影響により正しい相関ポイントを極小点として検出できなくなってしまう。   However, if there is a subject with a similar pattern in the block or a flat image with a small change, there are a plurality of values close to the minimum point value as shown in FIGS. The correct correlation point cannot be detected as a minimum point due to the influence of noise and blurring.

これを防ぐために、本実施形態においては、相関の評価値を導入する。
具合的には、本実施形態においては、極小点の値と2番目に小さい値の間の大きさを評価値とし、この評価値が大きいほど検出した動きベクトルの信頼性が高いとする。
In order to prevent this, an evaluation value of correlation is introduced in this embodiment.
Specifically, in the present embodiment, the magnitude between the minimum point value and the second smallest value is set as the evaluation value, and the greater the evaluation value, the higher the reliability of the detected motion vector.

また、ブロックによって明るさや被写体の模様が異なることで、差分積算値の大きさ自体が変わってしまうことから、ブロックの差分積算値の最小値を「0」、最大値を「100」と規格化したときの評価値を求める。   In addition, since the size of the difference integrated value itself changes depending on the brightness and the pattern of the subject depending on the block, the minimum value of the difference integrated value of the block is standardized to “0” and the maximum value is set to “100”. Obtain the evaluation value when

次に、上記構成による動きベクトル検出動作を図7のフローチャートに関連付けて説明する。   Next, a motion vector detection operation with the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

<ステップST1>
ステップST1において、動きベクトル検出部16は、連続する前フレームと現フレームの画像から縦横の画素を間引いた粗い画像を生成し、複数(n)のブロックに分割する。
<Step ST1>
In step ST1, the motion vector detection unit 16 generates a coarse image obtained by thinning out vertical and horizontal pixels from the images of the previous previous frame and current frame, and divides the image into a plurality of (n) blocks.

<ステップST2>
ステップST2において、動きベクトル検出部16は、ブロック毎に基準画像に対する探索範囲の探索位置ごとのフレーム間の差分積算値を求める。
<Step ST2>
In step ST2, the motion vector detection unit 16 obtains an inter-frame difference integrated value for each search position of the search range with respect to the reference image for each block.

<ステップST3>
ステップST3において、動きベクトル検出部16は、たとえばブロック内での差分積算値の最小値を「0」、最大値を「100」として規格化する。
<Step ST3>
In step ST <b> 3, the motion vector detection unit 16 normalizes, for example, by setting the minimum value of the difference integrated value in the block as “0” and the maximum value as “100”.

<ステップST4>
ステップST4において、動きベクトル検出部16は、規格化した差分積算値の「0」以外の最小値を求め、この値をブロックの評価値とする。
<Step ST4>
In step ST4, the motion vector detection unit 16 obtains a minimum value other than “0” of the standardized difference integrated value, and uses this value as an evaluation value of the block.

<ステップST5>
ステップST5において、動きベクトル検出部16は、全てのブロックで動きベクトルと評価値を求め、評価値の大きい複数(m [m<n])ブロックを有効ブロックとする。
<Step ST5>
In step ST5, the motion vector detection unit 16 obtains motion vectors and evaluation values for all blocks, and sets a plurality of (m [m <n]) blocks having large evaluation values as effective blocks.

<ステップST6>
ステップST6において、動きベクトル検出部16は、間引く前の画像の有効ブロックに対して詳細マッチングを行い、動きベクトルと評価値を求める。
<Step ST6>
In step ST6, the motion vector detection unit 16 performs detailed matching on the effective block of the image before thinning, and obtains a motion vector and an evaluation value.

<ステップST7>
ステップST7において、動きベクトル検出部16は、評価値の最も大きいブロックの動きベクトルを画面全体の動きベクトルとする。
そして、得られた動きベクトルを用いて動き補償処理等が行われる。
<Step ST7>
In step ST7, the motion vector detection unit 16 sets the motion vector of the block having the largest evaluation value as the motion vector of the entire screen.
Then, motion compensation processing or the like is performed using the obtained motion vector.

以上説明したように、本実施形態によれば、動きベクトル検出部16は、撮像素子から得られる動画像データを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる。
動きベクトル検出部16は、各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差の絶対値の積算値を探索位置毎に求める。
そして、動きベクトル検出部16は、積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロックの位置の差をそのブロックの動きベクトルとし、最小となる部分の積算値の先鋭度をブロックの動きベクトルの評価値とする機能を含む。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the motion vector detection unit 16 divides moving image data obtained from the image sensor into a plurality of blocks, and performs matching between the previous frame and the current frame for each of the divided blocks. Take.
The motion vector detection unit 16 obtains an integrated value of absolute values of differences between pixel data of the previous frame and the current frame of each block for each search position.
Then, the motion vector detection unit 16 uses the difference between the position of the block of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is the minimum as the motion vector of the block, and determines the sharpness of the integrated value of the minimum part of the block. Includes a function for evaluating motion vectors.
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

エッジのはっきりした画像をマッチングする場合には差分積算値の極小値は鋭角的に示され評価値も大きく、変化の小さい画像の場合には差分積算値の極小値付近がなだらかになり評価値も小さくなる。
誤りが起こりやすい被写体は画面全体の動きベクトルを決定する対象ブロックから省くことができ、評価値の大きいブロックを有効ブロックとすることができる。
パターンマッチングの2段階探索の場合には、1段階目の粗い画像においてブロック毎の動きベクトルと評価値を求め、評価値の大きい、すなわち信頼性の高いブロックのみピックアップし、2段階目の詳細画像のマッチングを行うことができる。
また、縦縞のような同じ模様の連続する画像に対する誤検出を大幅に減少することに寄与する。
When matching images with clear edges, the minimum value of the difference integrated value is shown at an acute angle and the evaluation value is large, and in the case of an image with a small change, the vicinity of the minimum value of the difference integrated value is gentle and the evaluation value is also Get smaller.
Objects subject to errors can be omitted from the target block for determining the motion vector of the entire screen, and a block having a large evaluation value can be set as an effective block.
In the case of a two-step search for pattern matching, a motion vector and an evaluation value are obtained for each block in the coarse image at the first step, and only a block with a high evaluation value, that is, a highly reliable block is picked up. Can be matched.
Moreover, it contributes to greatly reducing false detections for continuous images having the same pattern such as vertical stripes.

本発明に係る画像処理装置の一実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of an image processing apparatus according to the present invention. 連続する画像の基準ブロックと参照ブロックを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the reference | standard block and reference block of a continuous image. ブロックでの各探索位置の差分積算値を示した図である。It is the figure which showed the difference integrated value of each search position in a block. ブロックでの各探索位置の差分積算値を示した図である。It is the figure which showed the difference integrated value of each search position in a block. ブロックでの各探索位置の差分積算値を示した図である。It is the figure which showed the difference integrated value of each search position in a block. ブロックでの各探索位置の差分積算値を示した図である。It is the figure which showed the difference integrated value of each search position in a block. 本実施形態に係る動きベクトル検出動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the motion vector detection operation | movement which concerns on this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・撮像装置、11・・・光学系、12・・・撮影制御部、13・・・操作部、14・・・撮像部、15・・・画像処理部、16・・・動きベクトル検出部、17・・・メモリ、18・・・記録部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Imaging device, 11 ... Optical system, 12 ... Shooting control part, 13 ... Operation part, 14 ... Imaging part, 15 ... Image processing part, 16 ... Motion vector Detection unit, 17 ... memory, 18 ... recording unit.

Claims (7)

動画像データのフレームを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる動きベクトル検出装置であって、
各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差分の絶対値の積算値を探索位置毎に求め、前記積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロックの位置の差を当該ブロックの動きベクトルとし、前記最小となる検索位置の積算値の先鋭度を当該ブロックの動きベクトルの評価値とする処理部
を有する動きベクトル検出装置。
A motion vector detection apparatus that divides a frame of moving image data into a plurality of blocks and performs matching between the previous frame and the current frame for each divided block,
The absolute value of the difference between the pixel data of the previous frame and the current frame of each block is obtained for each search position, and the difference between the position of the block of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is minimum A motion vector detection apparatus comprising: a processing unit that uses the minimum search position integrated value sharpness as an evaluation value of the motion vector of the block.
前記処理部は、
前記各ブロックで求めた前記動きベクトルから画面全体の動きベクトルを決定する際に、対応する前記評価値が所定の閾値以上となる前記動きベクトルのみを有効とする
請求項1に記載の動きベクトル検出装置。
The processor is
The motion vector detection according to claim 1, wherein when determining a motion vector of the entire screen from the motion vector obtained in each block, only the motion vector whose corresponding evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold is valid. apparatus.
前記処理部は、
各ブロックで求めた前記動きベクトルのうち、対応する前記評価値が最も高いものを画面全体の動きベクトルとして採用する
請求項1に記載の動きベクトル検出装置。
The processor is
The motion vector detection device according to claim 1, wherein among the motion vectors obtained in each block, a motion vector having the highest corresponding evaluation value is adopted as a motion vector for the entire screen.
前記処理部は、
前記各ブロックにおける前記先鋭度は、前記最小となる積算値とその次に小さい積算値の差分とする、
請求項1から3の何れか一に記載の動きベクトル検出装置。
The processor is
The sharpness in each block is a difference between the minimum integrated value and the next smallest integrated value,
The motion vector detection device according to any one of claims 1 to 3.
前記処理部は、
前記各ブロックにおける前記先鋭度は、前記積算値の最小値と最大値の差分で正規化したときの、0以外の最も小さい値とする
請求項1から4の何れか一に記載の動きベクトル検出装置。
The processor is
The motion vector detection according to any one of claims 1 to 4, wherein the sharpness in each block is the smallest value other than 0 when normalized by the difference between the minimum value and the maximum value of the integrated values. apparatus.
動画像の各フレームを複数のブロックに分割するステップと、
前記各ブロックの前フレームと現フレームの画素データの差分の絶対値の積算値を探索位置毎に求めるステップと、
前記積算値が最小となる探索位置における前フレームと現フレームのブロック位置の差を当該ブロックの動きベクトルとすると同時に、前記最小となる探索位置の積算値の先鋭度を当該ブロックの動きベクトルの評価値とするステップと、
を有する動きベクトル検出方法。
Dividing each frame of the moving image into a plurality of blocks;
Obtaining an integrated value of absolute values of differences between pixel data of the previous frame and the current frame of each block for each search position;
The difference between the block position of the previous frame and the current frame at the search position where the integrated value is minimum is used as the motion vector of the block, and at the same time, the sharpness of the integrated value of the minimum search position is evaluated for the motion vector of the block. A value step;
A motion vector detection method comprising:
光学系と、
前記光学系を通過した被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子から得られる動画像データのフレームを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎に前フレームと現フレームとのマッチングをとる前記請求項1から5のいずれか一に記載の動きベクトル検出装置と
を有する撮像装置。
Optical system,
An image sensor that images a subject image that has passed through the optical system;
The motion vector detection according to any one of claims 1 to 5, wherein a frame of moving image data obtained from the image sensor is divided into a plurality of blocks, and the previous frame and the current frame are matched for each divided block. An imaging apparatus having the apparatus.
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