JP2012008975A - Image processor, and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動きベクトルを求めるための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for obtaining a motion vector.
近年、TV受像機やPCモニタを始めとして、画像表示部を備えた様々な装置が実用化されている。これらの画像表示部には、液晶表示装置を始めとして様々なデバイスが使用されている。 In recent years, various devices including an image display unit such as a TV receiver and a PC monitor have been put into practical use. Various devices including a liquid crystal display device are used for these image display units.
例えば、液晶表示装置は、常に発光しているバックライトを液晶シャッターで調光する方式を採用しており、1フレーム期間にわたって調光された光が出力される故、ホールド型表示装置と言われている。ホールド型表示装置において動画の追従視(動画表示において、動く部分を視線で追いかける見方)を行った場合、光出力期間に応じた“動きぼけ”が観測される。60Hzの動画表示では、原理的には最低16.7msの“動きぼけ”が観測される。 For example, a liquid crystal display device employs a method of dimming a backlight that is always emitting light with a liquid crystal shutter, and is said to be a hold-type display device because dimmed light is output over one frame period. ing. When a moving image is viewed in the hold-type display device (how to follow a moving part with a line of sight in moving image display), “motion blur” corresponding to the light output period is observed. In moving image display at 60 Hz, in principle, a “motion blur” of at least 16.7 ms is observed.
一方、例えば、CRTや有機ELといった自発光型表示装置は、1フレーム期間において発光期間と消光期間がある故、インパルス型表示装置と言われている。インパルス型表示装置は、消光期間があるため追従視による“動きぼけ”が観測され難い。しかしながら、大画面化すると60Hzの画像表示ではフリッカが目立ち易くなる。 On the other hand, for example, a self-luminous display device such as a CRT or an organic EL is said to be an impulse display device because it has a light emission period and a quenching period in one frame period. The impulse display device has a quenching period, so that “motion blur” due to tracking is difficult to observe. However, when the screen is enlarged, flicker is more noticeable in 60 Hz image display.
上記表示方式に起因する“動きぼけ”や、大画面化によるフリッカを改善する技術として、60Hzの入力画像に対して、動画の動きに合わせた補間画像を生成して挿入することで120Hz画像として表示を行う方法が提案されている。120Hz動画表示では、原理的に“動きぼけ”が60Hz動画表示の半分となる。また、人間の視覚特性上、フリッカを感じ難くなる。 As a technology to improve the “motion blur” caused by the above display method and flicker due to the large screen, a 120 Hz image is created by inserting and inserting an interpolated image according to the motion of the moving image with respect to the 60 Hz input image. A method of displaying is proposed. In 120 Hz moving image display, in principle, “motion blur” is half that of 60 Hz moving image display. In addition, it is difficult to feel flicker due to human visual characteristics.
補間画像を生成する場合、表示画像がフレーム間でどの方向に動いているか(=動きベクトル)を検出する必要がある。一般に動きベクトル検出方法として、所謂ブロックマッチング法がある。ブロックマッチング法では、処理の対象となる基準フレーム画像を所定のサイズに分割した基準ブロックに対し、参照フレーム画像内において対応する位置を起点として、基準ブロックと同サイズの参照ブロックを抽出する。次に、基準ブロックと参照ブロックのそれぞれ対応する全ての画素について絶対差分和(Sum of Absolute Difference:SAD)を算出する。このSAD演算を、参照フレーム画像に設定する所定の探索領域内で、参照ブロックを1画素ずつ移動させながら繰り返して行う。そして、上記SADが最も小さい値を示した点の起点に対する座標を動きベクトルとして検出する。 When generating an interpolation image, it is necessary to detect in which direction the display image moves between frames (= motion vector). In general, there is a so-called block matching method as a motion vector detection method. In the block matching method, a reference block having the same size as the reference block is extracted from a corresponding position in the reference frame image with respect to a reference block obtained by dividing the reference frame image to be processed into a predetermined size. Next, the sum of absolute differences (SAD) is calculated for all the pixels corresponding to the base block and the reference block. This SAD calculation is repeatedly performed while moving the reference block one pixel at a time within a predetermined search area set in the reference frame image. And the coordinate with respect to the starting point of the point where the SAD showed the smallest value is detected as a motion vector.
一方、ビデオカメラ、電子カメラなどの高画質化技術として同一シーンにおける露光量の異なる複数枚の画像を撮影し、この複数枚の画像データを何らかの演算で合成して、ダイナミックレンジを拡大する技術がある(特許文献1)。以下では、この高ダイナミックレンジ化技術をHDR(High Dynamic Range)技術と略する。 On the other hand, as a technology for improving the image quality of video cameras, electronic cameras, etc., there is a technology that takes a plurality of images with different exposure amounts in the same scene, combines these image data with some calculation, and expands the dynamic range. Yes (Patent Document 1). Hereinafter, this high dynamic range technology is abbreviated as HDR (High Dynamic Range) technology.
HDR技術では、低輝度側の撮像対象の階調情報が多く含まれるように露出を長めに設定した長露出画像と、高輝度側の撮像対象の階調情報が多く含まれるように露出を短めに設定した短露出画像とを作成する。これをディスプレイで連続して表示することで、人間の目で積分して見ると低輝度側、高輝度側の何れも階調を残した高いダイナミックレンジを得ることができる。 In the HDR technology, a long exposure image in which the exposure is set to be long so that a large amount of gradation information of the imaging target on the low luminance side is included, and a short exposure is set so that the gradation information of the imaging target on the high luminance side is included. And a short exposure image set to. By displaying this continuously on the display, it is possible to obtain a high dynamic range in which gradation is left on both the low luminance side and the high luminance side when viewed by integration with the human eye.
このHDR技術を動画表示に適用する場合、1つのフレーム画像を構成する長露出画像と短露出画像を交互に表示することになる。このような表示画像を以下、HDR動画と称する。HDR動画を液晶表示装置のようなホールド型表示装置で表示する場合、中間画像を生成し挿入することで、動きぼけを改善することが考えられる。 When this HDR technology is applied to moving image display, a long exposure image and a short exposure image constituting one frame image are alternately displayed. Such a display image is hereinafter referred to as an HDR video. When displaying an HDR video on a hold-type display device such as a liquid crystal display device, it may be possible to improve motion blur by generating and inserting an intermediate image.
ただし、HDR動画は、原理的に黒潰れ(低輝度側に階調がシフトした状態)や、白とび(高輝度側に階調がシフトした状態)が発生しやすい。SADを求める際の基準ブロック内の画素にこれらの現象が起こると、探索領域がフラットで輝度変化が乏しいため、SADのピークは一点ではなく、複数、あるいは面状にもつことになり、結果として動きベクトルの信頼性が低下してしまう。 However, in principle, an HDR moving image is likely to be crushed black (in a state in which the gradation is shifted to the low luminance side) or whiteout (in a state in which the gradation is shifted to the high luminance side). When these phenomena occur in the pixels in the reference block when obtaining the SAD, the search region is flat and the luminance change is poor, so the SAD peak is not a single point but a plurality or a plane. The reliability of the motion vector is reduced.
この問題への対処方法として、基準ブロックの周辺のブロックを基準ブロックとした際の動きベクトル(周辺ブロックの動きベクトル)から、基準ブロックの動きベクトルを求める方法がある(特許文献2)。特許文献2では、複数の周辺ブロックの動きベクトルから基準ブロックの動きベクトルを求めることで、基準ブロックの動きベクトルの信頼性を高める技術が開示されている。
As a method for dealing with this problem, there is a method of obtaining a motion vector of a reference block from a motion vector (motion vector of a peripheral block) when a block around the reference block is a reference block (Patent Document 2).
しかしながら、特許文献2の技術は、周辺ブロックも黒潰れ、あるいは白とびしていた場合、正しい動きベクトルを得ることはできない。また、HDR動画の場合、一方の画像が黒潰れ、あるいは白飛びしていても、他方の画像には階調が残っており、さらにこの2枚の画像は動きは同一である。よって、黒潰れ、あるいは白とびした画像の周辺ブロックから動きベクトルを求めるよりも、もう一方の画像の基準ブロックにおける動きベクトルを採用した方が信頼性が高い。しかし、特許文献2では、HDR動画を想定していない為、上記のようにもう一方の画像における動きベクトルを採用することはできない。
However, the technique of
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、HDR動画において動き補正を精度よく行い、動きぼけを改善する為の技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique for accurately correcting motion and improving motion blur in an HDR video.
本発明の目的を達成するために、本発明の一例としての画像処理装置は以下の構成を備える。即ち、第1のフレーム期間内でそれぞれ異なる2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得する第1の取得手段と、前記第1のフレーム期間の次のフレーム期間である第2のフレーム期間内でそれぞれ異なる前記2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得する第2の取得手段と、前記第1の取得手段が取得した2枚の画像の一方である画像Xから、前記第2の取得手段が取得した2枚の画像のうち該画像Xと同じ撮像条件の画像Zへの動きベクトルを求める第1の計算手段と、前記第1の取得手段が取得した2枚の画像の他方である画像Yから、前記第2の取得手段が取得した2枚の画像のうち該画像Yと同じ撮像条件の画像Wへの動きベクトルを求める第2の計算手段と、前記画像Z中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Zに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Zに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第1の設定手段と、前記画像W中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Wに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Wに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第2の設定手段と、前記第1の計算手段が計算した動きベクトルと前記第2の計算手段が計算した動きベクトルとが同じではない場合、前記画像Zに対して設定された信頼度と前記画像Wに対して設定された信頼度との大小比較を行う手段と、前記大小比較の結果、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも高い場合には、前記第1の計算手段により計算された動きベクトルを出力し、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも低い場合には、前記第2の計算手段により計算された動きベクトルを出力する出力手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the object of the present invention, an image processing apparatus as an example of the present invention comprises the following arrangement. That is, a first acquisition unit that acquires two images captured under two different imaging conditions within the first frame period, and a second frame that is a frame period subsequent to the first frame period From a second acquisition unit that acquires two images captured under different two imaging conditions within a period, and an image X that is one of the two images acquired by the first acquisition unit, Of the two images acquired by the second acquisition means, a first calculation means for obtaining a motion vector to an image Z under the same imaging condition as the image X, and two images acquired by the first acquisition means Second calculation means for obtaining a motion vector from the image Y that is the other of the two images acquired by the second acquisition means to an image W under the same imaging condition as the image Y; The distribution of luminance values is on the low or high luminance side A prescribed reliability is set for the image Z, and the prescribed reliability is set for the image Z when the image Z is not biased to either the low luminance side or the high luminance side. A first setting unit that sets a higher reliability than the image W, and when the distribution of luminance values in the image W is biased toward a low luminance side or a high luminance side, a predetermined reliability is set for the image W. A second setting means for setting a reliability higher than the specified reliability for the image W when the setting is not biased to either the low luminance side or the high luminance side; When the motion vector calculated by the first calculation means and the motion vector calculated by the second calculation means are not the same, the reliability set for the image Z and the reliability set for the image W Means for performing magnitude comparison with degree, and as a result of the magnitude comparison, the image When the reliability set for the image W is higher than the reliability set for the image W, the motion vector calculated by the first calculation means is output and set for the image Z. And output means for outputting a motion vector calculated by the second calculation means when the set reliability is lower than the reliability set for the image W.
本発明の構成によれば、HDR動画において動き補正を精度よく行い、動きぼけを改善することができる。 According to the configuration of the present invention, motion correction can be performed with high accuracy in an HDR video, and motion blur can be improved.
以下、添付図面を参照し、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載の構成の具体的な実施例の1つである。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below shows an example when the present invention is specifically implemented, and is one of the specific examples of the configurations described in the claims.
[第1の実施形態]
先ず、本実施形態に係る画像処理装置の構成例について、図1のブロック図を用いて説明する。以下の説明では、図1に示した各部は何れもハードウェアで構成されているものとして説明する。
[First Embodiment]
First, a configuration example of the image processing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the block diagram of FIG. In the following description, each unit illustrated in FIG. 1 is assumed to be configured by hardware.
入力端子100には、第1のフレーム期間(現在のフレーム期間)内で比較的短い露光時間で撮像された画像X(一方)の画像信号が入力される。入力端子101には、第1のフレーム期間の次のフレーム期間である第2のフレーム期間内で比較的短い露光時間で撮像された画像Zの画像信号が入力される。本実施形態では、画像Xの露光時間と画像Zの露光時間とは全く同じであるものとして説明するが、若干ずれていても良い。
The
入力端子102には、第1のフレーム期間(現在のフレーム期間)内で比較的長い露光時間で撮像された画像Y(他方)の画像信号が入力される。入力端子103には、第2のフレーム期間内で比較的長い露光時間で撮像された画像Wの画像信号が入力される。本実施形態では、画像Yの露光時間と画像Wの露光時間とは全く同じであるものとして説明するが、若干ずれていても良い。
An image signal of the image Y (the other) captured with a relatively long exposure time within the first frame period (current frame period) is input to the
即ち、入力端子100〜103により、第1のフレーム期間内でそれぞれ異なる2つの撮像条件で撮像された2枚の画像、第2のフレーム期間内でそれぞれ異なる2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得することができる(第1の取得、第2の取得)。
That is, two images captured under two different imaging conditions in the first frame period and two images captured under two different imaging conditions in the second frame period by the
動きベクトル探索部110は、入力端子100,101を介して入力された画像Xと画像Zのそれぞれの画像信号を受け取ると、画像Xから画像Zへの動きベクトル204を求める(第1の計算)。また、動きベクトル探索部110は、画像Z(201)を信頼度算出部112に送出する。
When the motion
信頼度算出部112は、画像Z中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っているか、それとも低輝度側及び高輝度側の何れにも偏っていないか、に応じて、画像Zに対して信頼度104を設定する(第1の設定)。
The
動きベクトル探索部111は、入力端子102,103を介して入力された画像Yと画像Wのそれぞれの画像信号を受け取ると、画像Yから画像Wへの動きベクトル205を求める(第2の計算)。また、動きベクトル探索部111は、画像W(203)を信頼度算出部113に送出する。
When the motion
信頼度算出部113は、画像W中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っているか、それとも低輝度側及び高輝度側の何れにも偏っていないか、に応じて、画像Wに対して信頼度105を設定する(第2の設定)。
The
動きベクトル決定部114は、動きベクトル204,205、信頼度104,105を用いて、第1のフレーム期間から第2のフレーム期間への動きベクトルを決定する。そして動きベクトル決定部114は、この決定した動きベクトルを出力端子106を介して外部に出力する。
The motion
次に、動きベクトル探索部110の動作について、より詳細に説明する。動きベクトル探索部110による動きベクトル探索処理は周知の技術であるため、これについての説明は簡単に行う。
Next, the operation of the motion
動きベクトル探索部110は、画像X、画像Zを受けると、これらをデータとして保持する。図2(a)は、画像X中の、以下に説明する基準ブロック200の周辺領域を示している。図2(b)は、画像Z内において、基準ブロック200とブロックマッチングを行うための領域である参照領域(画素ブロック291)を示している。画素ブロック291のサイズは特に限定するものではなく、画像Zそのもののサイズであっても良いし、画像Zを複数の矩形に分割した場合の1つの矩形のサイズであっても良い。また、図2では、各画素の画素値(輝度値)は8ビット(0〜255)で表現されているものとしている。
When receiving the image X and the image Z, the motion
図2(a)において3画素×3画素のサイズの基準ブロック200は、動きベクトルを探索する為の基準となるブロックである。そして、図2(b)に示した画素ブロック291内において、基準ブロック200と最も一致する領域を探索する。
In FIG. 2A, a
本実施形態では、動きベクトル探索部110は、画素ブロック291内で基準ブロック200を画素単位で移動させ、画素ブロック291内で基準ブロック200と最も一致する領域を探索する。この方法として、ブロック間の絶対差分和(Sum of Absolute Difference:SAD)を用いたブロックマッチングを行う。
In the present embodiment, the motion
画素ブロック291内で基準ブロック200と最も一致する領域の中心画素位置を図2(c)において星印で示す。即ち、この星印で示した画素位置は、SADのピークが求まった位置である。そして動きベクトル探索部110は、画素ブロック291の中心位置から、星印の画素位置へのベクトルを、動きベクトルとして求める。
In FIG. 2C, the center pixel position of the region that most closely matches the
なお、基準ブロック202の周辺領域が図2(d)、画像Z内の参照領域である画素ブロック293が図2(e)に示すようなものであったとする。この場合も同様に、画素ブロック293内で基準ブロック202を画素単位で移動させ、画素ブロック293内で基準ブロック202と最も一致する領域を探索する。このとき、図2(f)に示す如く、画素ブロック293内で基準ブロック202と最も一致する領域の中心画素位置(星印の画素位置)が複数であったとする。この場合、動きベクトル探索部110は、画素ブロック293の中心位置から、それぞれの星印の画素位置へのベクトルを、動きベクトルとして求める。
Assume that the peripheral region of the
このようにして動きベクトル探索部110は、求め得る全ての動きベクトルを求め、動きベクトル204として動きベクトル決定部114に出力する。なお、動きベクトル探索部111の動作は、用いる画像が画像Z及び画像Wである点が異なるのみで、実質的には動きベクトル探索部110と同様であるため、動きベクトル探索部111の動作についての説明は省略する。
In this way, the motion
次に、信頼度算出部112の動作について、より詳細に説明する。信頼度算出部112は、図2(a)〜(c)の場合、参照領域に対する(参照領域が画像Z(201)全体である場合には画像Z(201)に対する)信頼度を算出する。本実施形態では、この信頼度は、参照領域が動きベクトルを探索する為の情報を十分に有しているかどうかを測る指標、と定義する。
Next, the operation of the
以下に、この信頼度算出部112がこの信頼度を算出する為に行う処理について説明する。先ず信頼度算出部112は、画像Z(201)を受けると、この画像Z(201)において参照領域中の輝度値のヒストグラムを作成する。図2(a)〜(c)の場合、画素ブロック291内の輝度値のヒストグラムを作成する。
Hereinafter, processing performed by the
作成したヒストグラムの一例を図3(a)に示す。横軸は輝度値(0〜255を0〜1に正規化している)、縦軸が各輝度値の出現頻度値(累積頻度)を表している。動きベクトル探索は、階調がまんべんなく現われていた方が精度よく求められる。しかし、参照領域が黒潰れしていたり、白とびしていては、動きベクトルを正確に求めることができない。すなわち、参照領域が黒潰れしていたり、白とびしている場合、この参照領域は、動きベクトルを探索するための情報を雄分には有していないことになり、その信頼度は低くなる。 An example of the created histogram is shown in FIG. The horizontal axis represents the luminance value (0 to 255 is normalized to 0 to 1), and the vertical axis represents the appearance frequency value (cumulative frequency) of each luminance value. The motion vector search is required with high accuracy when the gradations appear evenly. However, if the reference area is blacked out or overexposed, the motion vector cannot be obtained accurately. That is, when the reference area is blacked out or overexposed, this reference area does not have information for searching for a motion vector in its male part, and its reliability is low. .
そこで本実施形態では、参照領域に対する信頼度は次のように決定する。参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域300(輝度値[0−0.25],累積頻度[50%−100%])内を通った場合、即ち、参照領域中の輝度値の分布が低輝度側に偏っていたとする。この場合、参照領域は黒つぶれしていると定義する。また、参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域303(輝度値[0.75−1],累積頻度[0%−50%])内を通った場合、即ち、参照領域中の輝度値の分布が高輝度側に偏っていたとする。この場合、参照領域は白とび状態にあると定義する。 Therefore, in the present embodiment, the reliability for the reference region is determined as follows. When a histogram curve created from the reference region passes through the region 300 (luminance value [0-0.25], cumulative frequency [50% -100%]), that is, the distribution of luminance values in the reference region is low. Suppose that it is biased toward the luminance side. In this case, it is defined that the reference area is blacked out. Further, when the histogram curve created from the reference region passes through the region 303 (luminance value [0.75-1], cumulative frequency [0% -50%]), that is, the distribution of luminance values in the reference region. Is biased toward the high luminance side. In this case, it is defined that the reference area is in an overexposure state.
更に、領域300は黒潰れの度合いに応じて、2つの領域301,302に分ける。領域303も同様に、白とびの度合いに応じて、2つの領域304,305に分ける。そして、領域301,302,304,305とそれ以外の領域306のそれぞれに対して信頼度を予め定義しておく。各領域に対する信頼度を図3(b)に示す。
Furthermore, the
参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域301(領域A)内を通った場合(曲線h1の場合)、参照領域に対する信頼度は「−2」となる。参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域301(領域A)内を通らず領域302(領域B)内を通った場合、参照領域に対する信頼度は「−1」となる。参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域304(領域D)内を通った場合(曲線h3の場合)、参照領域に対する信頼度は「−1」となる。参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域304(領域D)内を通らず領域305(領域E)内を通った場合、参照領域に対する信頼度は「−2」となる。参照領域から作成したヒストグラムの曲線が領域A、B、D、Eの何れも通らず、領域306(領域C)内を通っている場合(曲線h2の場合)、参照領域に対する信頼度は「0」となる。 When the curve of the histogram created from the reference region passes through the region 301 (region A) (in the case of the curve h1), the reliability for the reference region is “−2”. When the histogram curve created from the reference region passes through the region 302 (region B) instead of passing through the region 301 (region A), the reliability for the reference region is “−1”. When the histogram curve created from the reference region passes through the region 304 (region D) (in the case of the curve h3), the reliability with respect to the reference region is “−1”. When the histogram curve created from the reference region does not pass through the region 304 (region D) but passes through the region 305 (region E), the reliability for the reference region is “−2”. When the histogram curve created from the reference region passes through the region 306 (region C) without passing through any of the regions A, B, D, and E (in the case of the curve h2), the reliability for the reference region is “0”. "
もちろん、信頼度の値は上記の例に限定するものではない。信頼度設定の本質は、画像Z中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合は画像Zに対して規定の信頼度を設定し、低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合は画像Zに対して規定の信頼度よりも高い信頼度を設定することにある。 Of course, the reliability value is not limited to the above example. The essence of the reliability setting is that when the distribution of luminance values in the image Z is biased toward the low luminance side or the high luminance side, a specified reliability is set for the image Z, and the low luminance side and the high luminance side are set. If the image Z is not biased to any of the above, a higher reliability than the prescribed reliability is set for the image Z.
なお、信頼度算出部113は信頼度算出部112と同様の動作を行う。即ち、画像W中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合は画像Wに対して規定の信頼度を設定し、低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合は画像Wに対して規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する。
The
次に、動きベクトル決定部114が行う処理について、同処理のフローチャートを示す図4を用いて説明する。先ずステップS400では動きベクトル決定部114は、動きベクトル探索部110からの動きベクトル204と、動きベクトル探索部111からの動きベクトル205とを比較する。動きベクトル探索部110、動きベクトル探索部11が何れも1つずつ動きベクトルを求めた場合には、単純に動きベクトル204と動きベクトル205とを比較すればよい。しかし、動きベクトル探索部110が複数の動きベクトル204を求め、動きベクトル探索部11が1つの動きベクトル205を求めた場合、それぞれの動きベクトル204と動きベクトル205とを比較する必要がある。これは、一方が複数で他方が単数の場合、双方が複数の場合であっても同じことである。
Next, processing performed by the motion
そして動きベクトル決定部114は、ステップS400における比較の結果、互いに一致する動きベクトルの組が存在するか否かを判断する。この判断の結果、互いに一致する組が存在する場合には処理をステップS401に進め、存在しない場合には、処理をステップS402に進める。
Then, the motion
ステップS401では動きベクトル決定部114は、この組が1つのみであるか否かを判断する。この判断の結果、1つのみである場合には処理をステップS406に進め、複数の場合には、この複数の組を出力候補とし、処理をステップS407に進める。
In step S401, the motion
ステップS406では、動きベクトル決定部114は、動きベクトル204、動きベクトル205のうち何れか一方を選択し、選択した一方を出力端子106を介して外部に出力する。
In step S406, the motion
ステップS402では動きベクトル決定部114は、信頼度算出部112が求めた信頼度104と、信頼度算出部113が求めた信頼度105と、の大小比較を行う。この大小比較の結果、信頼度104≠信頼度105の場合、処理をステップS403に進める。また、信頼度104=信頼度105=0の場合には、処理をステップS404に進める。また、信頼度104=信頼度105<0の場合には、処理をステップS405に進める。
In step S402, the motion
ステップS403では、動きベクトル決定部114は、信頼度104>信頼度105であれば、動きベクトル204を出力候補として選択する。一方、信頼度104<信頼度105であれば、動きベクトル205を出力候補として選択する。
In step S403, if the
ステップS404では、動きベクトル204、動きベクトル205のどちらも信頼度が高いので、基準ブロック200を探索するための領域を拡大して、動きベクトル探索部110,111、信頼度算出部112,113を動作させる。そしてステップS403と同様に、信頼度が高い方の動きベクトルを出力候補として選択する。基準ブロック200を探索するための領域を拡大する例について図5を用いて説明する。元々領域500内で基準ブロック200を探索していたものの、信頼度104=信頼度105=0であったとする。この場合、領域500を拡大して領域501とし、この領域501内で基準ブロック200を探索する。
In step S404, since both the
ステップS405では、動きベクトル決定部114は、動きベクトル204、動きベクトル205の何れも信頼度が低いので、何れの動きベクトルも出力候補として選択せず、0の成分から成る動きベクトルを、出力端子106を介して外部に出力する。なお、本実施形態では信頼度の最高値を0としているが、上記の通り、信頼度の数値は上記の関係の関係を維持していれば、他の数値を採用しても良い。然るにステップS405の本質は、画像Zに対して設定された信頼度と画像Wに対して設定された信頼度とが同じであり、且つそれぞれの信頼度が規定値よりも低い場合には、0の成分から成る動きベクトルを出力することにある。なお、0の成分から成る動きベクトルを出力する代わりに、「動きベクトル無し」を示すコードを出力するようにしても良い。
In step S405, since the
ステップS407では、動きベクトル決定部114は、出力候補として選択された動きベクトルを、出力端子106を介して外部に出力する。ここで、出力候補として選択された動きベクトルが1つの場合にはこれをそのまま出力すれば良い。しかし、出力候補として選択された動きベクトルが複数個存在する場合、これらのうちから1つを更に選択する必要がある。
In step S407, the motion
この選択方法については様々な方法が考え得るが、例えば、次のような方法がある。着目動きベクトルと、着目動きベクトル以外のそれぞれの動きベクトルと、が為す角度θ(cosθでも良い)の平均値を求める。そしてそれぞれの動きベクトルについて求めた平均値のうち、最も小さい平均値を求めた動きベクトルを、最終的に出力する動きベクトルとする。もし、平均値が同じ動きベクトルが2以上存在する場合、ベクトルサイズが最も小さい動きベクトルを最終的に出力する動きベクトルとする。もし、何れのベクトルサイズも同じである場合には、ステップS405のように、0の成分から成る動きベクトルを出力する。なお、0の成分から成る動きベクトルを出力する代わりに、「動きベクトル無し」を示すコードを出力するようにしても良い。 Various methods can be considered for this selection method. For example, there are the following methods. An average value of an angle θ (cos θ may be used) formed by the target motion vector and each motion vector other than the target motion vector is obtained. Of the average values obtained for the respective motion vectors, the motion vector for which the smallest average value is obtained is set as a motion vector to be finally output. If there are two or more motion vectors having the same average value, the motion vector having the smallest vector size is set as the motion vector to be finally output. If all the vector sizes are the same, a motion vector composed of zero components is output as in step S405. Instead of outputting a motion vector composed of zero components, a code indicating “no motion vector” may be output.
以上の説明により、本実施形態によれば、HDR動画において動き補正を精度よく行い、動きぼけを改善することができる。なお、本実施形態では、画像Xと画像Y(画像Zと画像W)として、互いに露光時間が異なる画像を用いた。しかし、画像Xと画像Yに適用可能な画像は、それぞれ異なる2つの撮像条件で撮像された2枚の画像であれば、他の取得形態で取得された画像であっても良い。例えば、第1のフレーム期間内で右目用の画像として撮像された画像を画像X、左目用の画像として撮像された画像を画像Yとして取得しても良い。これは画像Zと画像Wについても同様である。 As described above, according to the present embodiment, motion correction can be performed with high accuracy in an HDR video, and motion blur can be improved. In the present embodiment, images having different exposure times are used as the image X and the image Y (the image Z and the image W). However, the images applicable to the image X and the image Y may be images acquired in other acquisition modes as long as they are two images captured under two different imaging conditions. For example, an image captured as an image for the right eye within the first frame period may be acquired as an image X, and an image captured as an image for the left eye may be acquired as an image Y. The same applies to the image Z and the image W.
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、図1に示した各部は何れもハードウェアで構成されているものとして説明した。しかし、その一部若しくは全部をコンピュータプログラムとして構成しても良い。この場合、このコンピュータプログラムは、PC(パーソナルコンピュータ)等の装置にインストールされ、この装置が有するCPUなどにより実行される。これによりこの装置は、第1の実施形態で説明した動きベクトル決定処理を実行することができる。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the respective units illustrated in FIG. 1 have been described as being configured by hardware. However, some or all of them may be configured as a computer program. In this case, the computer program is installed in a device such as a PC (personal computer) and executed by a CPU or the like included in the device. As a result, this apparatus can execute the motion vector determination process described in the first embodiment.
[その他の実施例]
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
[Other Examples]
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (7)
前記第1のフレーム期間の次のフレーム期間である第2のフレーム期間内でそれぞれ異なる前記2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得する第2の取得手段と、
前記第1の取得手段が取得した2枚の画像の一方である画像Xから、前記第2の取得手段が取得した2枚の画像のうち該画像Xと同じ撮像条件の画像Zへの動きベクトルを求める第1の計算手段と、
前記第1の取得手段が取得した2枚の画像の他方である画像Yから、前記第2の取得手段が取得した2枚の画像のうち該画像Yと同じ撮像条件の画像Wへの動きベクトルを求める第2の計算手段と、
前記画像Z中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Zに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Zに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第1の設定手段と、
前記画像W中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Wに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Wに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第2の設定手段と、
前記第1の計算手段が計算した動きベクトルと前記第2の計算手段が計算した動きベクトルとが同じではない場合、前記画像Zに対して設定された信頼度と前記画像Wに対して設定された信頼度との大小比較を行う手段と、
前記大小比較の結果、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも高い場合には、前記第1の計算手段により計算された動きベクトルを出力し、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも低い場合には、前記第2の計算手段により計算された動きベクトルを出力する出力手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。 First acquisition means for acquiring two images captured under two different imaging conditions within the first frame period;
Second acquisition means for acquiring two images captured under the two imaging conditions different from each other within a second frame period that is a frame period subsequent to the first frame period;
A motion vector from an image X which is one of the two images acquired by the first acquisition unit to an image Z having the same imaging condition as the image X out of the two images acquired by the second acquisition unit A first calculating means for obtaining
A motion vector from an image Y, which is the other of the two images acquired by the first acquisition unit, to an image W having the same imaging condition as the image Y among the two images acquired by the second acquisition unit A second calculating means for obtaining
When the distribution of the luminance value in the image Z is biased toward the low luminance side or the high luminance side, a specified reliability is set for the image Z, and either the low luminance side or the high luminance side is set. If there is no bias, first setting means for setting a reliability higher than the prescribed reliability for the image Z;
When the distribution of the luminance value in the image W is biased toward the low luminance side or the high luminance side, a specified reliability is set for the image W, and either the low luminance side or the high luminance side is set. 2nd setting means for setting a reliability higher than the prescribed reliability for the image W when there is no bias,
When the motion vector calculated by the first calculation means and the motion vector calculated by the second calculation means are not the same, the reliability set for the image Z and the image W are set. A means of comparing the degree of reliability with
When the reliability set for the image Z is higher than the reliability set for the image W as a result of the size comparison, the motion vector calculated by the first calculation means is output. Output means for outputting a motion vector calculated by the second calculation means when the reliability set for the image Z is lower than the reliability set for the image W; An image processing apparatus comprising:
前記第2の取得手段は、前記第2のフレーム期間内で前記画像Xの露光時間と同じ露光時間で撮像された前記画像Zと、前記画像Yの露光時間と同じ露光時間で撮像された前記画像Wと、を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The first acquisition means acquires two images captured with different exposure times within the first frame period as the image X and the image Y,
The second acquisition unit is configured to capture the image Z captured at the same exposure time as the exposure time of the image X and the exposure time equal to the exposure time of the image Y within the second frame period. The image processing apparatus according to claim 1, wherein an image W is acquired.
前記第2の取得手段は、前記第2のフレーム期間内で右目用の画像として撮像された前記画像Z、左目用の画像として撮像された前記画像Wを取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 The first acquisition means acquires the image X captured as a right-eye image and the image Y captured as a left-eye image within the first frame period,
The second acquisition unit acquires the image Z captured as a right-eye image and the image W captured as a left-eye image within the second frame period. An image processing apparatus according to 1.
前記画像処理装置が有する第1の取得手段が、第1のフレーム期間内でそれぞれ異なる2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得する第1の取得工程と、
前記画像処理装置が有する第2の取得手段が、前記第1のフレーム期間の次のフレーム期間である第2のフレーム期間内でそれぞれ異なる前記2つの撮像条件で撮像された2枚の画像を取得する第2の取得工程と、
前記画像処理装置が有する第1の計算手段が、前記第1の取得工程で取得した2枚の画像の一方である画像Xから、前記第2の取得工程で取得した2枚の画像のうち該画像Xと同じ撮像条件の画像Zへの動きベクトルを求める第1の計算工程と、
前記画像処理装置が有する第2の計算手段が、前記第1の取得工程で取得した2枚の画像の他方である画像Yから、前記第2の取得工程で取得した2枚の画像のうち該画像Yと同じ撮像条件の画像Wへの動きベクトルを求める第2の計算工程と、
前記画像処理装置が有する第1の設定手段が、前記画像Z中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Zに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Zに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第1の設定工程と、
前記画像処理装置が有する第2の設定手段が、前記画像W中の輝度値の分布が低輝度側若しくは高輝度側に偏っている場合には前記画像Wに対して規定の信頼度を設定し、前記低輝度側及び前記高輝度側の何れにも偏っていない場合には前記画像Wに対して該規定の信頼度よりも高い信頼度を設定する第2の設定工程と、
前記画像処理装置が有する比較手段が、前記第1の計算工程で計算した動きベクトルと前記第2の計算工程で計算した動きベクトルとが同じではない場合、前記画像Zに対して設定された信頼度と前記画像Wに対して設定された信頼度との大小比較を行う工程と、
前記画像処理装置が有する出力手段が、前記大小比較の結果、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも高い場合には、前記第1の計算工程で計算された動きベクトルを出力し、前記画像Zに対して設定された信頼度が前記画像Wに対して設定された信頼度よりも低い場合には、前記第2の計算工程で計算された動きベクトルを出力する出力工程と
を備えることを特徴とする画像処理方法。 An image processing method performed by an image processing apparatus,
A first acquisition step in which a first acquisition unit included in the image processing apparatus acquires two images captured under two different imaging conditions within a first frame period;
A second acquisition unit included in the image processing apparatus acquires two images captured under the two imaging conditions that are different from each other within a second frame period that is a frame period subsequent to the first frame period. A second acquisition step,
The first calculation means of the image processing apparatus uses the image X, which is one of the two images acquired in the first acquisition step, of the two images acquired in the second acquisition step. A first calculation step for obtaining a motion vector to the image Z under the same imaging condition as the image X;
The second calculation means included in the image processing apparatus uses the image Y, which is the other of the two images acquired in the first acquisition step, of the two images acquired in the second acquisition step. A second calculation step for obtaining a motion vector to the image W under the same imaging condition as the image Y;
The first setting means included in the image processing apparatus sets a specified reliability for the image Z when the distribution of luminance values in the image Z is biased toward a low luminance side or a high luminance side. A first setting step for setting a reliability higher than the prescribed reliability for the image Z when the image is not biased to either the low luminance side or the high luminance side;
The second setting means included in the image processing apparatus sets a specified reliability for the image W when the distribution of luminance values in the image W is biased toward a low luminance side or a high luminance side. A second setting step of setting a reliability higher than the specified reliability for the image W when the image is not biased to either the low luminance side or the high luminance side;
If the comparison unit included in the image processing apparatus does not have the same motion vector calculated in the first calculation step and the motion vector calculated in the second calculation step, the reliability set for the image Z is set. Performing a magnitude comparison between a degree and a reliability set for the image W;
When the reliability set for the image Z is higher than the reliability set for the image W as a result of the size comparison, the output means included in the image processing apparatus has the first When the motion vector calculated in the calculation step is output and the reliability set for the image Z is lower than the reliability set for the image W, the calculation is performed in the second calculation step. An image processing method comprising: an output step of outputting the motion vector obtained.
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