JP2010232731A - Movement correction device, and method thereof - Google Patents
Movement correction device, and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010232731A JP2010232731A JP2009075156A JP2009075156A JP2010232731A JP 2010232731 A JP2010232731 A JP 2010232731A JP 2009075156 A JP2009075156 A JP 2009075156A JP 2009075156 A JP2009075156 A JP 2009075156A JP 2010232731 A JP2010232731 A JP 2010232731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotation angle
- center
- storage unit
- change position
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、異なる複数の画像情報から、画像間の動きを求め、その動き情報から画像の表示位置の補正をする動き補正装置およびその方法に関するものである。 The present invention relates to a motion correction apparatus and method for obtaining a motion between images from a plurality of different image information and correcting the display position of the image from the motion information.
動画を撮影する際に、たとえば、カメラを持っている手を動かしてしまったりすると、撮影された画像はブレた画像になってしまう。また、屋外等に設置された固定カメラにおいては、風や振動などによってカメラが揺れることにより、ブレた画像となってしまう。
このような画像の動きを検出してブレの少ない画像に補正する方法として、ブロックマッチング法(テンプレートマッチング法)、位相相関法等が知られている。
When shooting a moving image, for example, if the hand holding the camera is moved, the shot image becomes a blurred image. In addition, in a fixed camera installed outdoors or the like, the camera shakes due to wind or vibration, resulting in a blurred image.
As a method for detecting such a motion of an image and correcting it to an image with less blur, a block matching method (template matching method), a phase correlation method, and the like are known.
近年においては、このブロックマッチング法や位相相関法を用いて、縦方向や横方向に対するブレ(動き)補正だけでなく、さらに精度を上げるために回転による動きの補正も行われるようになってきている。
たとえば、ブロックマッチング法を用いて縦方向、横方向だけでなく、回転による動きの補正も行う画像処理装置がある。
In recent years, this block matching method and phase correlation method have been used not only to correct blur (motion) in the vertical and horizontal directions, but also to correct motion by rotation to further improve accuracy. Yes.
For example, there is an image processing apparatus that uses a block matching method to correct not only the vertical and horizontal directions but also the movement by rotation.
このような画像処理装置として、特許文献1には、次のような技術が開示されている。この画像処理装置において、回転による動きの補正を行う場合、まず、画像センサで取り込まれた2枚の画像のそれぞれについて複数個の動き検出領域の選択を行う。
この選択された動き検出領域それぞれに対して、2枚の画像の間の動きベクトルを算出する。
この算出された複数個の動きベクトルを用いて回転成分を算出し、2枚目の画像にこの回転成分と逆の変換を施す。さらに、2枚目の画像をある一定の刻み幅ずつ変化させ、1枚目の画像と相関を取る。
この中から相関が最も高い2枚目の画像を出力画像として補正を行っている。
As such an image processing apparatus,
For each selected motion detection area, a motion vector between two images is calculated.
A rotation component is calculated using the calculated plurality of motion vectors, and a conversion opposite to the rotation component is performed on the second image. Further, the second image is changed by a certain step size and correlated with the first image.
Among them, the second image having the highest correlation is corrected as an output image.
また、縦方向、横方向の場合は、2枚の画像の間の動きベクトルを算出することにより2枚の画像の間の画素ずれ量を算出する。
2枚目の画像に指定されている手ブレ補正領域から、算出された画素ずれ量だけずらした領域を切り出して、2枚目の画像出力領域の画像として出力している。
In the case of the vertical direction and the horizontal direction, the amount of pixel shift between the two images is calculated by calculating the motion vector between the two images.
An area shifted by the calculated pixel shift amount is cut out from the camera shake correction area specified in the second image and output as an image in the second image output area.
しかしながら、特許文献1のように1枚目の画像と2枚目の画像を比較して動きを検出し、2枚目の補正を行う場合は、1枚目の画像の状態に左右されることになる。
たとえば、カメラが傾いた状態から撮影を行った場合は、この傾いた状態で撮影された画像が1枚目の画像となる。
この傾いた1枚目の画像を基準に2枚目の画像までの動きを検出して補正するため、この傾いた1枚目の画像の影響を受けて出力画像は傾いたものになる可能性が高い。
However, when the motion is detected by comparing the first image and the second image and correction of the second image is performed as in
For example, when shooting is performed from a state in which the camera is tilted, an image captured in this tilted state is the first image.
Since the motion up to the second image is detected and corrected based on the tilted first image, the output image may be tilted under the influence of the tilted first image. Is expensive.
本発明は、動画のような連続した動きの検出と補正をする際に、画像位置の不自然な傾きの無い、自然な画像を得ることが可能な動き補正装置およびその方法を提供することにある。 The present invention provides a motion correction apparatus and method capable of obtaining a natural image without an unnatural inclination of an image position when detecting and correcting a continuous motion such as a moving image. is there.
本発明の第1の観点の動き補正装置は、時間的に連続する画像間の動きを検出する動き検出部と、前記検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記回転角度検出部で検出された回転角度を順次記憶する回転角度記憶部と、前記回転角度記憶部に記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、当該第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する中心回転角度算出部と、前記中心回転角度算出部により算出された中心回転角度に基づいて前記第1の回転角度の際の画像を補正する動き補正部と、を有する。 A motion correction apparatus according to a first aspect of the present invention detects a motion detection unit that detects motion between temporally continuous images, and a rotation angle when the direction of rotation of the detected motion changes. Among the rotation angles when the rotation direction stored in the rotation angle storage unit changes, the rotation angle detection unit, the rotation angle storage unit that sequentially stores the rotation angles detected by the rotation angle detection unit, and the rotation angle stored in the rotation angle storage unit. A central rotation angle calculation unit that calculates a central rotation angle that is the center of the first rotation angle and the second rotation angle that is stored immediately before the first rotation angle, and is calculated by the central rotation angle calculation unit A motion correction unit that corrects an image at the first rotation angle based on the center rotation angle.
好適には、前記回転角度記憶部は、第1の回転角度記憶部と第2の回転角度記憶部と、を含み、前記第1の回転角度記憶部と前記第2の回転角度記憶部は、前記検出された動きのうち、回転方向が変化する際の回転角度を交互に記憶し、中心回転角度算出部は、以下の式により前記中心となる回転角度を求める。 Preferably, the rotation angle storage unit includes a first rotation angle storage unit and a second rotation angle storage unit, and the first rotation angle storage unit and the second rotation angle storage unit include: Among the detected movements, the rotation angle when the rotation direction is changed is alternately stored, and the center rotation angle calculation unit obtains the center rotation angle by the following formula.
本発明の第2の観点の動き補正装置は、時間的に連続する画像間の動きを検出する動き検出部と、前記検出された動きのうち垂直方向または水平方向の動きが当該動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を検出する変化位置検出部と、前記変化位置検出部で検出された変化位置を順次記憶する変化位置記憶部と、前記変化位置記憶部に記憶された動き方向が変化した際の変化位置のうち、第1の変化位置と、当該第1の変化位置の直前に記憶された第2の変化位置と、の中心となる中心位置を算出する中心位置算出部と、前記中心位置算出部により算出された中心位置に基づいて前記第1の変化位置の際の画像を補正する動き補正部と、を有する。 A motion correction apparatus according to a second aspect of the present invention includes a motion detection unit that detects a motion between temporally continuous images, and a motion in a vertical direction or a horizontal direction among the detected motions in the motion state. Stored in the change position storage unit, the change position detection unit that detects the change position at the time of changing in the opposite direction, the change position storage unit that sequentially stores the change positions detected by the change position detection unit, and the change position storage unit. Center position that calculates the center position that is the center of the first change position and the second change position stored immediately before the first change position among the change positions when the movement direction changes A calculation unit; and a motion correction unit that corrects an image at the first change position based on the center position calculated by the center position calculation unit.
本発明の第3の観点の動き補正装置は、時間的に連続する画像間の動きを検出する動き検出ステップと、前記検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を検出する回転角度検出ステップと、前記回転角度検出ステップで検出された回転角度を順次記憶する回転角度記憶ステップと、前記回転角度記憶ステップで記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、当該第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する中心回転角度算出ステップと、前記中心回転角度算出ステップにより算出された中心回転角度に基づいて前記第1の回転角度の際の画像を補正する画像補正ステップと、を有する。 A motion correction apparatus according to a third aspect of the present invention detects a motion detection step for detecting motion between temporally continuous images, and detects a rotation angle when the rotation direction of the detected motion changes. Of the rotation angle detection step, the rotation angle storage step for sequentially storing the rotation angles detected in the rotation angle detection step, and the rotation angle when the rotation direction stored in the rotation angle storage step changes, A center rotation angle calculating step for calculating a center rotation angle that is the center of the first rotation angle and the second rotation angle stored immediately before the first rotation angle, and the center rotation angle calculation step. And an image correction step of correcting an image at the first rotation angle based on the center rotation angle.
本発明の第4の観点の動き補正装置は、時間的に連続する画像間の動きを検出する動き検出ステップと、前記検出された動きのうち垂直方向または水平方向の動きが当該動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を検出する変化位置検出ステップと、前記変化位置検出ステップで検出された変化位置を順次記憶する変化位置記憶ステップと、前記変化位置記憶ステップで記憶された動き方向が変化した際の変化位置のうち、第1の変化位置と、当該第1の変化位置の直前に記憶された第2の変化位置と、の中心となる中心位置を算出する中心位置算出ステップと、前記中心位置算出ステップにより算出された中心位置に基づいて前記第1の変化位置の際の画像を補正する画像補正ステップと、を有する。 A motion correction apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes a motion detection step for detecting motion between temporally continuous images, and vertical or horizontal motion among the detected motions in the motion state. Stored in the change position detecting step for detecting the change position when changing in the opposite direction, the change position storing step for sequentially storing the change positions detected in the change position detecting step, and the change position storing step. Center position that calculates the center position that is the center of the first change position and the second change position stored immediately before the first change position among the change positions when the movement direction changes A calculation step; and an image correction step of correcting the image at the first change position based on the center position calculated by the center position calculation step.
本発明によれば、動画のような連続した動きの検出と補正をする際に、画像位置の不自然な傾きの無い、自然な画像を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a natural image without an unnatural inclination of an image position when detecting and correcting a continuous motion such as a moving image.
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、本発明の第1の実施形態に係る画像の動き補正装置を採用した画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus that employs an image motion correction apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本画像処理装置10は、画像入力部11、記憶部12、動き検出部13、回転角度検出部14、中心回転角度算出部15、動き補正部16、および画像出力部17を有する。
The
本画像処理装置10は、動画のような連続した動きの検出と、この動き検出結果に応じて動き補正を行う機能を有し、表示位置の不自然な傾きの無い、自然な画像表示を行うことを可能に構成されている。
本画像処理装置10は、異なる連続した画像情報から、その画像間の回転角度を含む動きを求めた後、回転した角度の最大値と最小値を履歴情報として保存する。
そして、画像処理装置10は、履歴情報として保存された最大値と最小値の回転角度のうち時間的に新しい画像で求めた回転角度情報の反映度をより大きくした、時間的なフィルタをかけることにより、回転角度情報から、画像を止めて表示すべき角度(回転中心角)を求める機能を有する。
The
The
Then, the
画像入力部11は、撮像された画像(映像)に基づく入力信号を受け取り、入力した画像信号を記憶部12、および画像出力部17に供給する。
The
記憶部12は、画像保存部12aおよび履歴情報保存部12bを有する。
The
画像保存部12aは、画像入力部11により供給される時間的に連続する画像データを、たとえばフレーム単位で順次に保存する。
画像保存部12aに保存される画像データは、動き検出部13により読み出される。
The
The image data stored in the
履歴情報保存部12bは、回転角度記憶部として機能し、回転角度検出部14で検出される検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を履歴情報として保存する。
履歴情報保存部12bに保存される回転角度情報は、中心回転角度算出部15により読み出される。
履歴情報保存部12bは、図2に示すように、第1の回転角度記憶部121と第2の回転角度記憶部122と、を含む。
第1の回転角度記憶部121と第2の回転角度記憶部122は、回転角度検出部14で検出された動きのうち、回転方向が変化する際の回転角度を第1の回転角度f(n)および第2の回転角度g(n)として交互に記憶する。
The history
The rotation angle information stored in the history
As illustrated in FIG. 2, the history
The first rotation
動き検出部13は、記憶部12の画像保存部12aに保存された現フレームと前フレーム間の回転角度を含む動きを検出し、検出結果を回転角度検出部14に供給する。
The
回転角度検出部14は、動き検出部13で検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を第1の回転角度および第2の回転角度として検出し、第1の回転角度f(n)および第2の回転角度g(n)として第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に交互に出力し記憶する。
The rotation
動き検出部13の回転角度検出の処理の一例を以下に示す。
この移動量および回転角度検出処理においては、たとえば所定の窓関数が設定された画像に対して下記(式2)に従ったフーリエ変換を行い、振幅画像を求める。
An example of the rotation angle detection process of the
In this movement amount and rotation angle detection process, for example, an Fourier image according to the following (Equation 2) is performed on an image in which a predetermined window function is set to obtain an amplitude image.
そして、フーリエ変換により得られた、直交座標系で表されていた振幅画像を極座標系に変換(log−polar)変換する。この極座標に変換するとは、複素対数極座標を行うことである。
さらに、この検出処理部では、極座標系に変換されたθ,rに基づいて画像間の変化量を検出する。このとき、変化量を検出するのは、回転、拡大、縮小のいずれかの動作を行った場合である。
Then, the amplitude image obtained by the Fourier transform and expressed in the orthogonal coordinate system is converted into a polar coordinate system (log-polar). Converting to polar coordinates means performing complex logarithmic polar coordinates.
Further, the detection processing unit detects the amount of change between images based on θ and r converted to the polar coordinate system. At this time, the amount of change is detected when any of the operations of rotation, enlargement, and reduction is performed.
log−polar変換処理において、直交座標上の画素位置Y(x,y)を、極座標θ, rに変換、さらに対数変換し、log−polar変換後の座標Y(ρ,θ)を求める。
その式を以下に示す。
In the log-polar conversion processing, the pixel position Y (x, y) on the orthogonal coordinates is converted into polar coordinates θ, r and further logarithmically converted to obtain the coordinates Y (ρ, θ) after log-polar conversion.
The formula is shown below.
そのため、検出処理において比較対象の画像間のθ方向のずれを求めることで、画像の回転角を求めることが可能となる。ちなみに、r方向のずれを求めることで、拡大・縮小を求めることができる。
そして、求めた回転角度のうち、回転する方向が変化する際の回転角度が第1の回転角度および第2の回転角度として求められ、履歴情報保存部12bの第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に交互に記憶する。
Therefore, it is possible to obtain the rotation angle of the image by obtaining the shift in the θ direction between the comparison target images in the detection process. Incidentally, enlargement / reduction can be obtained by obtaining the displacement in the r direction.
Then, among the obtained rotation angles, the rotation angles when the rotation direction changes are obtained as the first rotation angle and the second rotation angle, and the first rotation
中心回転角度算出部15は、第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、この第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する。
中心回転角度算出部15は、時間的に新しい時間の画像で求めた角度情報の反映度をより大きくした、時間的なフィルタをかけることにより、回転の移動量データから、画像を止めて表示すべき角度(回転中心角)を求める。
The center rotation
The central rotation
中心回転角度算出部15は、下の式により中心となる回転角度を求める。
The center rotation
但し、mは第1の回転角度憶部または第2の回転角度記憶部に記憶された回転角度の個数、f(n)は第1の回転角度記憶部に記憶された回転角度、g(n)は第2の回転角度記憶部に記憶された回転角度、αは時間的な重み付け指数をそれぞれ示す。 Where m is the number of rotation angles stored in the first rotation angle storage unit or the second rotation angle storage unit, f (n) is the rotation angle stored in the first rotation angle storage unit, and g (n ) Represents a rotation angle stored in the second rotation angle storage unit, and α represents a temporal weighting index.
動き補正部16は、中心回転角度算出部15により算出された中心回転角度に基づいて、画像出力部17における第1の回転角度の際の画像(本実施形態では動画像)のブレ(動き)を補正する。
Based on the center rotation angle calculated by the center rotation
上記構成を有する画像処理装置10は、画像の回転角度の動きの履歴情報から回転中心位置を推定する方法を用いている。
以下、この方法についてさらに詳述する。
The
Hereinafter, this method will be described in further detail.
通常、動画像のブレ補正において、X方向(水平方向または横方向)とY方向(垂直方向または縦方向)の動きの補正の場合は、基本的には、撮影開始時点の位置を中心として補正を開始するだけでよい。
その場合、図3に示すように、補正の基準位置は、補正可能範囲の中心位置とすることでよい。
しかし、回転の移動量の補正を行う場合は、撮影開始時点の位置を中心に回転ブレの補正をしてしまうと、図4および図5に示すように、撮影開始時点が傾いた画像の場合に、そのままの画像を基準として補正してしまうため、不自然な画像を表示してしまうことになる。
なお、図3〜図5において、RIMは基準画像エリアを示し、図4および図5においてVPSTは画像の垂直位置を示している。
Usually, in motion blur correction, when correcting motion in the X direction (horizontal direction or horizontal direction) and Y direction (vertical direction or vertical direction), basically, correction is performed around the position at the start of shooting. Just start.
In this case, as shown in FIG. 3, the reference position for correction may be the center position of the correctable range.
However, in the case of correcting the rotational movement amount, if the rotational blur is corrected around the position at the start of shooting, as shown in FIGS. In addition, since the correction is performed based on the image as it is, an unnatural image is displayed.
3 to 5, RIM represents a reference image area, and in FIGS. 4 and 5, VPST represents a vertical position of the image.
たとえば、監視カメラにおいて、垂直に立てられたポールにカメラが設置されるような場合、風や周辺の振動によって、カメラが揺れることがある。
この場合、画像外下部を中心に反復回転することになるが、回転の止めるべき位置は、地面に垂直な方向とするべきである。
しかし、撮影開始時点、もしくはブレ補正開始時点で、垂直方向に対して回転した状態で補正を開始すると、ずれた位置を基準として補正してしまうため、不自然な画像になってしまう。
For example, in a surveillance camera, when the camera is installed on a vertically standing pole, the camera may shake due to wind or surrounding vibration.
In this case, it rotates repeatedly around the lower part of the image, but the position where the rotation should be stopped should be in the direction perpendicular to the ground.
However, if the correction is started in the state of being rotated with respect to the vertical direction at the start of shooting or the start of blur correction, the shifted position is corrected based on the reference, resulting in an unnatural image.
撮影開始時点がブレの中心であった場合、図6に示すように、違和感の無い画像となるが、画像が傾いた時点で撮影開始された場合は、図7に示すように、傾いた画像を基準として補正してしまうことになる。
また、X方向およびY方向の補正においても、撮影したい位置とずれた場所から撮影が開始された場合は、図8に示すように、被写体OBJの一部が切れたような画像を基準として補正してしまうことなる。
When the shooting start time is the center of blur, the image is not uncomfortable as shown in FIG. 6, but when shooting is started when the image is tilted, the tilted image is displayed as shown in FIG. Will be corrected with reference to.
Also, in the correction in the X direction and the Y direction, when shooting is started from a position deviated from the position to be shot, as shown in FIG. 8, the correction is performed based on an image in which a part of the subject OBJ is cut. Will end up.
そこで、本第1の実施形態においては、回転角の動きの履歴情報から回転中心位置を推定する方法を用いる。
履歴情報としては、連続的に求めた角度の最大値と最小値を示す部分の情報を保存しておき、そこに時間的なフィルタをかけて回転中心位置を推定する。
Therefore, in the first embodiment, a method of estimating the rotation center position from the history information of the rotation angle movement is used.
As the history information, information of a portion indicating the maximum value and the minimum value of the angle obtained continuously is stored, and the rotation center position is estimated by applying a temporal filter there.
求める回転中心位置をD、角度情報を保存して置く数をm、保存した角度情報を、時間的に最新のものから、n=1,2,3,…とし、最新のものほど影響度を大きくする。第1の回転角度としての最大検出角度をf(n)、第2の回転角度としての最小検出角度をg(n)とした場合の、中心回転角度算出部15におけるフィルタの式を以下に示す。
The rotation center position to be obtained is D, the number of stored angle information is m, the stored angle information is changed from the latest in time to n = 1, 2, 3,... Enlarge. The filter expression in the center rotation
ここで、係数αは、時間的なフィルタをかけた係数で、m回合計した値が1になるような係数とする。この係数は、最新の時間の方に重みをおくことが望ましい。ここでは、次式のように、α=1/2nとした場合を例として説明する。 Here, the coefficient α is a coefficient that has been subjected to a temporal filter, and is a coefficient such that the sum of m times is 1. This coefficient is preferably weighted towards the latest time. Here, a case where α = 1 / 2n is assumed as shown in the following formula, for example.
ここで、最大検出角度f(n)、最小検出角度g(n)を取得する条件は、角度が変化する方向が変わったときとする。
つまり、角度の変化がプラス方向からマイナス方向に変化した瞬間の最大の角度の値と、マイナス方向からプラス方向に変化した瞬間の最小の角度の値を、第1の回転角度としての最大検出角度f(n)と第2の回転角度としての最小検出角度g(n)として、第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に交互に記憶する。
Here, the condition for obtaining the maximum detection angle f (n) and the minimum detection angle g (n) is when the direction in which the angle changes is changed.
That is, the maximum detected angle as the first rotation angle is the maximum angle value at the moment when the change in angle changes from the plus direction to the minus direction and the minimum angle value at the moment when the angle change changes from the minus direction to the plus direction. f (n) and the minimum detected angle g (n) as the second rotation angle are alternately stored in the first rotation
このようなフィルタをかけた場合の例を以下に示す。
図9は、正弦波の角度の遷移に対し、数6で示す式により、回転中心位置(中心角)を求めた場合を示している。
回転中心は、ゼロを指し示しているのがわかる。
図9では、典型的な例として、正弦波を用いたが、実際のブレ波形は、様々な周波数が混在している場合が多い。
An example of applying such a filter is shown below.
FIG. 9 shows a case where the rotation center position (center angle) is obtained from the equation (6) with respect to the transition of the sine wave angle.
It can be seen that the center of rotation points to zero.
In FIG. 9, a sine wave is used as a typical example, but an actual blur waveform often includes various frequencies.
例として、図10では、周波数3,5,7Hzが混在し、しかもその位相がπ/6ずつずれている波形の場合を示したものである。このような波形の場合でも、回転中心は一定の範囲で動くことがわかる。
As an example, FIG. 10 shows the case of a waveform in which
図11は、図10と同じ波形に対し、撮影開始時の角度が回転中心から外れていた場合を示したものである。この場合でも、回転中心となるべき位置に収束しているのがわかる。 FIG. 11 shows a case where the angle at the start of photographing deviates from the rotation center with respect to the same waveform as FIG. Even in this case, it turns out that it has converged on the position which should become a rotation center.
次に、図12は、図10と同じ波形に対し、カメラのパンニングが一定速度で発生した場合を示している。この場合では、回転中心位置もパンニングに応じて移動していることがわかる。 Next, FIG. 12 shows a case where panning of the camera occurs at a constant speed with respect to the same waveform as FIG. In this case, it can be seen that the rotation center position also moves in accordance with panning.
数5で示す式において、係数αは、最新の時間の方に重みをおくようにしているが、これは、このようなパンニングの場合に特に有効である。
たとえば、係数の重み付け時間にかかわらず均等にした場合、新しい時間と古い時間の検出角度の反映度が同じになってしまうため、このようなパンニングは発生した場合の中心位置の追従が遅れてしまうことになる。
そこで、最新の時間のデータに重みをおくことにより、実際の回転中心位置へのスムーズな追従が可能となる。
In the equation shown in
For example, if the coefficients are equalized regardless of the weighting time, the reflected angles of the detection angles of the new time and the old time will be the same, so the tracking of the center position when such panning occurs will be delayed. It will be.
Therefore, by giving weight to the latest time data, it is possible to smoothly follow the actual rotation center position.
図13は、本第1の実施形態に係る画像処理装置の動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the image processing apparatus according to the first embodiment.
画像入力部11を通して、時間的に連続する撮像された画像(映像)が画像保存部12aに、たとえばフレーム単位で順次に保存される(ST1、ST2)。比較を行う2枚の画像のうち、1枚目の画像(前フレーム)をステップST1で保存し、2枚目の画像(現フレーム)をステップST2で保存する。
画像保存部12aに保存される画像データは、動き検出部13により読み出される。
Through the
The image data stored in the
動き検出部13では、記憶部12の画像保存部12aに保存された現フレームと前フレーム間の回転角度を含む動きが検出され、検出結果が回転角度検出部14に供給される。
回転角度検出部14では、動き検出部13で検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度が第1の回転角度および第2の回転角度として検出される。
そして、角度の変化がプラス方向からマイナス方向に変化した瞬間の最大の角度の値と、マイナス方向からプラス方向に変化した瞬間の最小の角度の値が、第1の回転角度としての最大検出角度f(n)と第2の回転角度としての最小検出角度g(n)として、第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に交互に記憶される(ST3〜ST7)。第1の回転角度、第2の回転角度が検出されない限り、ステップST2へ戻って再び新しい画像(現フレーム)を保存して、ステップST3〜ST7の処理を繰り返す。
The
The rotation
Then, the maximum angle value at the moment when the change in angle changes from the plus direction to the minus direction and the minimum angle value at the moment when the angle change changes from the minus direction to the plus direction are the maximum detection angle as the first rotation angle. f (n) and the minimum detected angle g (n) as the second rotation angle are alternately stored in the first rotation
次に、中心回転角度算出部15において、第1の回転角度記憶部121および第2の回転角度記憶部122に記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度としての最大検出角度f(n)と第2の回転角度としての最小検出角度g(n)、の中心となる中心回転角度が算出される(ST8)。
そして、動き補正部16において、中心回転角度算出部15により算出された中心回転角度に基づいて、画像出力部17における第1の回転角度の際の画像(本実施形態では動画像)のブレが補正される(ST9)。
Next, in the center rotation
Then, in the
以上説明したように、本実施形態によれば、画像動き補正装置を適用した画像処理装置10は、時間的に連続する画像間の動きを検出する動き検出部13と、検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を検出する回転角度検出部14と、を有する。
画像処理装置10は、回転角度検出部で検出された回転角度を順次記憶する回転角度記憶部としての履歴情報保存部12bと、履歴情報保存部12bに記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、この第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する中心回転角度算出部15と、中心回転角度算出部15により算出された中心回転角度に基づいて第1の回転角度の際の画像を補正する動き補正部16と、を有する。
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
The
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
すなわち、本実施形態によれば、異なる連続した画像間の情報から、その画像間の回転角度を含む移動量を求めた後、回転の移動量データから、画像を止めて表示すべき角度(回転中心角)を求めることにより、表示位置の不自然な傾きの無い、自然でゆれの無い画像表示を行うことが可能となる。
また、回転した角度の最大値と最小値を履歴情報として保存し、時間的に新しい時間の画像で求めた角度情報の反映度をより大きくした、時間的なフィルタをかけることにより、自然でゆれの無い画像表示を行うことが可能となる。
また、本実施形態の画像移動量検出方式を、回転以外の移動量に適用することにより、より高精度でゆれの無い画像表示を行うことが可能となる。
That is, according to the present embodiment, after obtaining a movement amount including a rotation angle between images from information between different consecutive images, the angle (rotation) to stop and display the image from the rotation movement amount data. By obtaining the (center angle), it is possible to perform natural and unsharp image display without an unnatural tilt of the display position.
In addition, the maximum and minimum values of the rotated angle are saved as history information, and the degree of reflection of the angle information obtained from the image at a new time is increased, and a temporal filter is applied to make the natural fluctuation. It is possible to display an image without any image.
Further, by applying the image movement amount detection method of the present embodiment to a movement amount other than rotation, it is possible to perform image display with higher accuracy and without shaking.
すなわち、本実施形態においては、画面に対してZ軸方向の回転移動の移動量検出と補正について示したが、この方法は、Z軸の回転に限らず、X,Y,Z軸の平行移動や、X,Y軸の回転移動に対しても当てはめることができる。 That is, in the present embodiment, the movement amount detection and correction of the rotational movement in the Z-axis direction with respect to the screen has been shown. However, this method is not limited to the rotation of the Z-axis, but the parallel movement of the X, Y, and Z axes. It can also be applied to the rotational movement of the X and Y axes.
図14は、本発明の第2の実施形態に係る画像の動き補正装置を採用した画像処理装置の構成例を示すブロック図である。 FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus employing the image motion correction apparatus according to the second embodiment of the present invention.
本画像処理装置10Aは、画像入力部11、記憶部12、動き検出部13、変化位置検出部14A、中心位置算出部15A、動き補正部16A、および画像出力部17を有する。
The
本第2の実施形態の画像処理装置10Aが、第1の実施形態の画像処理装置10と異なる点は、回転角度ではなく、検出された動きのうちY方向(垂直方向)またはX方向(水平方向)の動きが、その動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を検出する。
そして、画像処理装置10Aにおいては、変化位置記憶部としての履歴情報保存部12bに検出された変化位置を順次記憶する。
履歴情報保存部12bは、第1および第2の回転角度記憶部の代わりに、図15に示すように、第1の変化位置記憶部121Aおよび第2の変化位置記憶部122Aを含んで構成される。
そして、中心位置算出部15Aが、記憶された動き方向が変化した際の変化位置のうち、第1の変化位置と、この第1の変化位置の直前に記憶された第2の変化位置と、の中心となる中心位置を算出する。
この際に、回転角度の場合と同じ数5および数6で示した式が同様に適用可能である。
この場合、mは第1の変化位置憶部または第2の変化位置記憶部に記憶された変化位置の個数、f(n)は第1の変化位置記憶部に記憶された変化位置、g(n)は第2の変化位置記憶部に記憶された変化位置、αは時間的な重み付け指数をそれぞれ示す。
最後に、動き補正部16Aが、中心位置算出部15Aにより算出された中心位置に基づいて第1の変化位置の際の画像を補正する。
The difference between the
In the
As shown in FIG. 15, the history
Then, the center
At this time, the same equations shown in
In this case, m is the number of change positions stored in the first change position storage unit or the second change position storage unit, f (n) is the change position stored in the first change position storage unit, and g ( n) is a change position stored in the second change position storage unit, and α is a temporal weighting index.
Finally, the
本第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。 According to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained.
10,10A・・・画像処理装置、11・・・画像入力部、12・・・記憶部、13・・・動き検出部、14・・・回転角度検出部、14A・・・変化位置検出部、15・・・中心回転角度算出部、15A・・・中心位置算出部、16,16A・・・動き補正部、17・・・画像出力部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を検出する回転角度検出部と、
前記回転角度検出部で検出された回転角度を順次記憶する回転角度記憶部と、
前記回転角度記憶部に記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、当該第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する中心回転角度算出部と、
前記中心回転角度算出部により算出された中心回転角度に基づいて前記第1の回転角度の際の画像を補正する動き補正部と、
を有する動き補正装置。 A motion detector that detects motion between temporally continuous images;
A rotation angle detector that detects a rotation angle when the rotation direction of the detected movement changes; and
A rotation angle storage unit that sequentially stores the rotation angles detected by the rotation angle detection unit;
Of the rotation angles when the rotation direction stored in the rotation angle storage unit changes, the center of the first rotation angle and the second rotation angle stored immediately before the first rotation angle A center rotation angle calculation unit for calculating a center rotation angle to be
A motion correction unit that corrects an image at the first rotation angle based on the center rotation angle calculated by the center rotation angle calculation unit;
A motion compensation device.
第1の回転角度記憶部と第2の回転角度記憶部と、を含み、
前記第1の回転角度記憶部と前記第2の回転角度記憶部は、
前記検出された動きのうち、回転方向が変化する際の回転角度を交互に記憶して、以下の式により前記中心となる回転角度を求める
請求項1に記載の動き補正装置。
Including a first rotation angle storage unit and a second rotation angle storage unit,
The first rotation angle storage unit and the second rotation angle storage unit are:
The motion correction apparatus according to claim 1, wherein among the detected movements, a rotation angle when the rotation direction changes is alternately stored, and the rotation angle serving as the center is obtained by the following expression.
前記検出された動きのうち垂直方向または水平方向の動きが当該動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を検出する変化位置検出部と、
前記変化位置検出部で検出された変化位置を順次記憶する変化位置記憶部と、
前記変化位置記憶部に記憶された動き方向が変化した際の変化位置のうち、第1の変化位置と、当該第1の変化位置の直前に記憶された第2の変化位置と、の中心となる中心位置を算出する中心位置算出部と、
前記中心位置算出部により算出された中心位置に基づいて前記第1の変化位置の際の画像を補正す動き補正部と、
を有する動き補正装置。 A motion detector that detects motion between temporally continuous images;
A change position detection unit that detects a change position when the movement in the vertical direction or the horizontal direction among the detected movements changes in a direction opposite to the direction in the movement state;
A change position storage unit that sequentially stores change positions detected by the change position detection unit;
Of the change positions when the movement direction stored in the change position storage unit changes, the center of the first change position and the second change position stored immediately before the first change position, A center position calculation unit for calculating the center position,
A motion correction unit that corrects an image at the first change position based on the center position calculated by the center position calculation unit;
A motion compensation device.
第1の変化位置記憶部と第2の変化位置記憶部と、を含み、
前記第1の変化位置記憶部と前記第2の変化位置記憶部は、
前記検出された動きのうち、垂直方向または水平方向の動きが当該動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を交互に記憶して、以下の式により前記中心となる位置を求める
請求項3に記載の動き補正装置。
Including a first change position storage unit and a second change position storage unit,
The first change position storage unit and the second change position storage unit are:
Among the detected movements, the change position when the movement in the vertical direction or the horizontal direction changes in a direction opposite to the direction in the movement state is alternately stored, and the center position is obtained by the following formula. The motion correction device according to claim 3.
前記検出された動きのうち回転する方向が変化する際の回転角度を検出する回転角度検出ステップと、
前記回転角度検出ステップで検出された回転角度を順次記憶する回転角度記憶ステップと、
前記回転角度記憶ステップで記憶された回転する方向が変化する際の回転角度のうち、第1の回転角度と、当該第1の回転角度の直前に記憶された第2の回転角度と、の中心となる中心回転角度を算出する中心回転角度算出ステップと、
前記中心回転角度算出ステップにより算出された中心回転角度に基づいて前記第1の回転角度の際の画像を補正する画像補正ステップと、
を有する動き補正方法。 A motion detection step for detecting motion between temporally continuous images;
A rotation angle detection step of detecting a rotation angle when the rotation direction of the detected movement changes; and
A rotation angle storage step for sequentially storing the rotation angles detected in the rotation angle detection step;
Of the rotation angles when the rotation direction stored in the rotation angle storage step changes, the center of the first rotation angle and the second rotation angle stored immediately before the first rotation angle A center rotation angle calculating step for calculating a center rotation angle to be
An image correction step of correcting an image at the first rotation angle based on the center rotation angle calculated by the center rotation angle calculation step;
A motion correction method.
前記検出された動きのうち垂直方向または水平方向の動きが当該動き状態にあった方向と逆方向に変化する際の変化位置を検出する変化位置検出ステップと、
前記変化位置検出ステップで検出された変化位置を順次記憶する変化位置記憶ステップと、
前記変化位置記憶ステップで記憶された動き方向が変化した際の変化位置のうち、第1の変化位置と、当該第1の変化位置の直前に記憶された第2の変化位置と、の中心となる中心位置を算出する中心位置算出ステップと、
前記中心位置算出ステップにより算出された中心位置に基づいて前記第1の変化位置の際の画像を補正する画像補正ステップと、
を有する動き補正方法。 A motion detection step for detecting motion between temporally continuous images;
A change position detection step of detecting a change position when the movement in the vertical direction or the horizontal direction among the detected movements changes in a direction opposite to the direction in the movement state;
A change position storage step for sequentially storing the change positions detected in the change position detection step;
Of the change positions when the movement direction stored in the change position storage step changes, the center of the first change position and the second change position stored immediately before the first change position, A center position calculating step for calculating a center position,
An image correction step of correcting an image at the first change position based on the center position calculated by the center position calculation step;
A motion correction method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009075156A JP2010232731A (en) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Movement correction device, and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009075156A JP2010232731A (en) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Movement correction device, and method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010232731A true JP2010232731A (en) | 2010-10-14 |
Family
ID=43048176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009075156A Pending JP2010232731A (en) | 2009-03-25 | 2009-03-25 | Movement correction device, and method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010232731A (en) |
-
2009
- 2009-03-25 JP JP2009075156A patent/JP2010232731A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4653235B2 (en) | Composition of panoramic images using frame selection | |
CN106558063B (en) | Method and apparatus for estimating motion in video, and method and apparatus for stabilizing video | |
EP2849428B1 (en) | Image processing device, image processing method, image processing program, and storage medium | |
JP5486298B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP4430727B2 (en) | Motion filter processing for video stabilization | |
CN106911889B (en) | Image blur correction apparatus and tilt correction apparatus, and control methods thereof | |
US8760526B2 (en) | Information processing apparatus and method for correcting vibration | |
JP5613041B2 (en) | Camera device, image processing system, and image processing method | |
US20100177198A1 (en) | Imaging device | |
US9055217B2 (en) | Image compositing apparatus, image compositing method and program recording device | |
JP2012151796A (en) | Image processing device, image processing method, and program | |
JP2009124597A (en) | Anti-vibration image processor and anti-vibration image processing method | |
CN106303249B (en) | Video anti-shake method and device | |
JP5449980B2 (en) | Motion compensation apparatus and method | |
JP6282133B2 (en) | Imaging device, control method thereof, and control program | |
US10983363B2 (en) | Method for stabilizing a camera frame of a video sequence | |
JP4715366B2 (en) | Multiple image composition method and multiple image composition device | |
JP5364927B2 (en) | Motion compensation apparatus and method | |
JP2010232731A (en) | Movement correction device, and method thereof | |
JP6604783B2 (en) | Image processing apparatus, imaging apparatus, and image processing program | |
CN114531546A (en) | Lens adjusting method and device, storage medium and electronic equipment | |
JP2021033015A (en) | Image blur correction device and control method thereof, program, and storage medium | |
CN109767390A (en) | A kind of digital picture of block parallel disappears image rotation method | |
JP2001268431A (en) | Correction image generator, correction image generation method, correction image generation program recording medium and correction image generation program | |
JPH11252461A (en) | Scanning type image-pickup device |