JP2012160887A - Imaging device and motion vector detection method - Google Patents
Imaging device and motion vector detection method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012160887A JP2012160887A JP2011018837A JP2011018837A JP2012160887A JP 2012160887 A JP2012160887 A JP 2012160887A JP 2011018837 A JP2011018837 A JP 2011018837A JP 2011018837 A JP2011018837 A JP 2011018837A JP 2012160887 A JP2012160887 A JP 2012160887A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motion vector
- column direction
- direction component
- component
- movement amount
- 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.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 40
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 25
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/68—Control of cameras or camera modules for stable pick-up of the scene, e.g. compensating for camera body vibrations
- H04N23/689—Motion occurring during a rolling shutter mode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、撮像装置および動きベクトル検出方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to an imaging apparatus and a motion vector detection method.
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどのイメージセンサの駆動方法の1つに、XYアドレス読み出し法(以下、ローリングシャッタ法という)がある。ローリングシャッタ法は、1枚のフレーム画像を作成する際に、上部から画素行ごとに順次シャッタ動作を行って画像信号を取り出し、フレーム周期以内に全行の読み出し動作を完了する方法である。 One of driving methods of image sensors such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensors is an XY address reading method (hereinafter referred to as a rolling shutter method). The rolling shutter method is a method in which when one frame image is created, a shutter operation is sequentially performed for each pixel row from the upper portion to extract an image signal, and the readout operation for all rows is completed within a frame cycle.
画像信号は、シャッタが開の期間にサンプリングされる。このため、ローリングシャッタ法では、一枚のフレーム画像内において、上部の行から下部の行に向かって行ごとにサンプリング時刻が所定のずれ時間ずつ遅れることになる。このため、ローリングシャッタ法を用いて移動体を撮影した場合、行ごとに異なるサンプリング時刻を考慮しつつ、動きベクトルを用いて画像を補正することが好ましい。 The image signal is sampled while the shutter is open. For this reason, in the rolling shutter method, the sampling time is delayed by a predetermined shift time for each row from the upper row to the lower row in one frame image. For this reason, when a moving body is imaged using the rolling shutter method, it is preferable to correct an image using a motion vector while taking into account different sampling times for each row.
ところで、ローリングシャッタ法において、時間的に隣り合うフレーム画像の同一行どうしのサンプリング間隔は、フレーム周期と一致する。このため、動きベクトルの画素行方向(水平方向)の成分については、フレーム間の移動画素量をフレーム周期で除すことにより容易に求めることができる。 By the way, in the rolling shutter method, the sampling interval between the same rows of temporally adjacent frame images coincides with the frame period. Therefore, the pixel row direction (horizontal direction) component of the motion vector can be easily obtained by dividing the moving pixel amount between frames by the frame period.
一方、時間的に隣り合うフレーム画像の異なる行どうしのサンプリング間隔は、フレーム周期とは異なる。このため、動きベクトルの画素列方向(垂直方向)の成分は、横方向成分と同様にフレーム間の移動画素量をフレーム周期で除して算出してしまうと、誤差が生ることになる。したがって、従来の技術では、動きベクトルに縦方向成分を含む被写体(垂直方向に移動する被写体)については、検出した動きベクトルの縦方向成分に誤差が含まれてしまう。 On the other hand, the sampling interval between different rows of temporally adjacent frame images is different from the frame period. For this reason, if the component in the pixel column direction (vertical direction) of the motion vector is calculated by dividing the amount of moving pixels between frames by the frame period in the same manner as the horizontal component, an error occurs. Therefore, in the conventional technique, for a subject whose motion vector includes a vertical component (a subject moving in the vertical direction), an error is included in the vertical component of the detected motion vector.
本発明の一実施形態に係る撮像装置は、上述した課題を解決するために、カメラと、動きベクトル検出部と、動きベクトル垂直成分補正部とを備える。カメラは、行列に配置された撮像素子を有し、上端の行から下端の行に向かって隣接する行間のシャッタ時間が所定のずれ時間を有するXYアドレス読み出し法により撮像素子の信号を取り出すことにより所定のフレーム周期でフレーム画像を得る。動きベクトル検出部は、時間的に連続する2枚のフレーム画像に含まれる対象物について、2枚のフレーム画像間における対象物の行方向および列方向の移動量を検出する。動きベクトル垂直成分補正部は、動きベクトル検出部により検出された移動量の列方向成分を所定のずれ時間およびフレーム周期の少なくとも一方を用いて補正し、移動量の行方向成分および補正後の列方向成分を出力する。 In order to solve the above-described problem, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a camera, a motion vector detection unit, and a motion vector vertical component correction unit. The camera has image pickup devices arranged in a matrix, and takes out signals from the image pickup device by an XY address reading method in which a shutter time between adjacent rows from a top row to a bottom row has a predetermined shift time. Frame images are obtained at a predetermined frame period. The motion vector detection unit detects the amount of movement of the object in the row direction and the column direction between the two frame images for the object included in the two temporally continuous frame images. The motion vector vertical component correction unit corrects the column direction component of the movement amount detected by the motion vector detection unit using at least one of a predetermined shift time and a frame period, and corrects the row direction component of the movement amount and the corrected column. Outputs the direction component.
本発明に係る撮像装置および動きベクトル検出方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of an imaging apparatus and a motion vector detection method according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る撮像装置10の一例を示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an example of an
撮像装置10は、ローリングシャッタカメラ11および主制御部12を有する。
The
ローリングシャッタカメラ11は、行列に配置された撮像素子を有しローリングシャッタ法(XYアドレス読み出し法)により画像信号を出力するCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどにより構成される。 The rolling shutter camera 11 includes a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor that has image sensors arranged in a matrix and outputs an image signal by a rolling shutter method (XY address reading method).
主制御部12は、CPU、RAMおよびROMなどの記憶媒体などにより構成される。主制御部12のCPUは、ROMなどの記憶媒体に記憶された動きベクトル検出プログラムおよびこのプログラムの実行のために必要なデータをRAMへロードし、このプログラムに従って、ローリングシャッタカメラ11により取得された画像から検出される動きベクトルの列方向(垂直方向)の誤差を補正する。
The
主制御部12のRAMは、CPUが実行するプログラムおよびデータを一時的に格納するワークエリアを提供する。主制御部12のROMなどの記憶媒体は、動きベクトル検出プログラムや、これらのプログラムを実行するために必要な各種データを記憶する。
The RAM of the
なお、ROMをはじめとする記憶媒体は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、CPUにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有し、これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は図示しないネットワーク接続部を介して電子ネットワークを介してダウンロードされるように構成してもよい。 A storage medium such as a ROM has a configuration including a recording medium readable by a CPU, such as a magnetic or optical recording medium or a semiconductor memory, and a part of programs and data in the storage medium. Or you may comprise so that all may be downloaded via an electronic network via the network connection part which is not shown in figure.
なお、この場合、ネットワーク接続部は、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装し、この各種プロトコルに従って主制御部12と他の電気機器とを電子ネットワークを介して接続する。この接続には、電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線/有線LAN(Local Area Network)やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。
In this case, the network connection unit implements various information communication protocols according to the network form, and connects the
図1に示すように、主制御部12のCPUは、動きベクトル検出プログラムによって、少なくとも動きベクトル検出部13、動きベクトル垂直成分補正部14および画像歪み補正部15として機能する。この各部13〜15は、RAMの所要のワークエリアを、データの一時的な格納場所として利用する。なお、これらの機能実現部は、CPUを用いることなく回路などのハードウエアロジックによって構成してもよい。
As shown in FIG. 1, the CPU of the
図2(a)はグローバルシャッタ法におけるフレーム画像のサンプリング面と時間の関係の一例を示す説明図であり、(b)はローリングシャッタ法におけるフレーム画像のサンプリング面と時間の関係の一例を示す説明図である。 FIG. 2A is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the sampling plane of the frame image and time in the global shutter method, and FIG. 2B is an explanation showing an example of the relationship between the sampling plane of the frame image and time in the rolling shutter method. FIG.
行列に配置された撮像素子を有するカメラの駆動方法には、大きくグローバルシャッタ法とローリングシャッタ法の2通りがある。 There are two main methods of driving a camera having image sensors arranged in a matrix, a global shutter method and a rolling shutter method.
行列に配置された撮像素子の各素子に対応するフレーム上の画素をP(x、y)とし、さらに時間tにサンプリングが開始されるフレーム上の画素をP(x、y、t)とする。 The pixel on the frame corresponding to each element of the imaging elements arranged in the matrix is P (x, y), and the pixel on the frame where sampling starts at time t is P (x, y, t). .
グローバルシャッタ法は、全ての撮像素子のサンプリングを同時に行う方法である。このため、グローバルシャッタ法では、同一フレーム上の任意の画素が同一時刻tでサンプリングされる。したがって、グローバルシャッタ法では、図2(a)に示すように、x軸、y軸およびt軸が互いに直交する。 The global shutter method is a method in which all image sensors are sampled simultaneously. For this reason, in the global shutter method, arbitrary pixels on the same frame are sampled at the same time t. Therefore, in the global shutter method, as shown in FIG. 2A, the x axis, the y axis, and the t axis are orthogonal to each other.
一方、ローリングシャッタ法は、1枚のフレーム画像を作成する際に、上部から画素行ごとに順次シャッタ動作を行って画像信号を取り出し、フレーム周期T以内に全行の読み出し動作を完了する方法である。このため、同一行の撮像素子間ではサンプリング時刻が等しいが、上部の行から下部の行に向かって行ごとにサンプリング時刻が所定のずれ時間kずつ遅れる。したがって、ローリングシャッタ法では、図2(b)に示すように、x軸とy軸およびX軸とt軸は直交するものの、y軸とt軸は直交しない。 On the other hand, the rolling shutter method is a method in which when one frame image is created, a shutter operation is sequentially performed for each pixel row from the top to extract an image signal, and the readout operation for all rows is completed within the frame period T. is there. For this reason, the sampling times are the same between the image sensors in the same row, but the sampling time is delayed by a predetermined shift time k for each row from the upper row to the lower row. Therefore, in the rolling shutter method, as shown in FIG. 2B, the x-axis and the y-axis and the x-axis and the t-axis are orthogonal, but the y-axis and the t-axis are not orthogonal.
次に、ローリングシャッタ法で得られたフレーム画像にもとづいて検出される動きベクトルの補正方法について説明する。 Next, a method for correcting a motion vector detected based on a frame image obtained by the rolling shutter method will be described.
図3は、図2(b)に示すローリングシャッタ法におけるフレーム画像のサンプリング面のyt平面の一例を示す説明図である。図3において、破線はローリングシャッタ法におけるフレーム画像のサンプリング面を表す。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the yt plane of the sampling plane of the frame image in the rolling shutter method shown in FIG. In FIG. 3, a broken line represents a sampling plane of a frame image in the rolling shutter method.
動きベクトル検出部13は、ブロックマッチング法や勾配法などを用いて、ローリングシャッタ法で得られた時間的に連続する2枚のフレーム画像に含まれる対象物について、2枚のフレーム画像間における対象物の行方向および列方向の動きベクトルm(u、v)を検出する。
The motion
たとえば、時間的に連続する2枚のフレームをフレームn−1およびフレームnとし、フレームn−1においてy座標y1にあった被写体が、フレームnにおいてy座標y2で観測された場合を考える。 For example, let us consider a case where two frames that are temporally continuous are a frame n-1 and a frame n, and an object at the y coordinate y1 in the frame n-1 is observed at the y coordinate y2 in the frame n.
このとき、動きベクトル検出部13は、フレーム周期Tを用いて動きベクトルm(u、v)を算出する。したがって、動きベクトル検出部13により検出される動きベクトルmの列方向成分vは、次のように書ける。
v = (y2−y1)/T (1)
At this time, the motion
v = (y2−y1) / T (1)
一般に、動きベクトルは単位時間当たりではなく、フレーム間の移動量として定義することが多い。このため、動きベクトル検出部13は、フレーム間の移動量を出力してもよい。このとき、たとえば動きベクトル検出部13が出力するフレーム間の移動量の列方向成分は、式(1)を変形した次式で得ることができる。
vT = y2−y1 (2)
In general, a motion vector is often defined as a movement amount between frames, not per unit time. For this reason, the motion
vT = y2−y1 (2)
しかし、ローリングシャッタ法のサンプリング面は、垂直方向の画素位置に応じてグローバルシャッタ法のサンプリング面に対して時間遅れが発生するため、式(1)および式(2)で求められる動きベクトルmの列方向成分vは誤差を含んでいる。 However, the rolling shutter method sampling plane has a time lag with respect to the global shutter method sampling plane in accordance with the vertical pixel position, so that the motion vector m obtained by the equations (1) and (2) The column direction component v includes an error.
そこで、動きベクトル垂直成分補正部14は、動きベクトル検出部13により検出された移動量の列方向成分v・Tを、所定のずれ時間(ローリングシャッタ法におけるサンプリング時刻の行間のずれ時間)およびフレーム周期Tの少なくとも一方を用いて補正し、移動量の行方向成分u・Tおよび補正後の列方向成分v0・Tを出力する。
Therefore, the motion vector vertical
ローリングシャッタ法におけるサンプリング時刻の行間のずれ時間をk、1枚のフレームの読み出しに要する時間をτ、撮像素子の総行数をNとすると、行間のずれ時間kはk=τ/Nで表される。このとき、y座標y1およびy2におけるローリングシャッタ法のサンプリング面のグローバルシャッタ法のサンプリング面に対する時間遅れΔt1およびΔt2は、それぞれ次の式(3)および式(4)のように表せる。
Δt1 = (τ/N) y1 = ky1 (3)
Δt2 = (τ/N) y1 = ky2 (4)
In the rolling shutter method, when the shift time between sampling times is k, the time required to read one frame is τ, and the total number of rows of the image sensor is N, the shift time k between rows is expressed as k = τ / N. Is done. At this time, the time delays Δt1 and Δt2 of the sampling surface of the rolling shutter method with respect to the sampling surface of the global shutter method at the y coordinates y1 and y2 can be expressed by the following equations (3) and (4), respectively.
Δt1 = (τ / N) y1 = ky1 (3)
Δt2 = (τ / N) y1 = ky2 (4)
このため、フレームn−1においてy座標y1がサンプリングされる時刻から、フレームnにおいてy座標y2がサンプリングされる時刻までの時間は、フレーム周期Tに比べ時間Δtだけずれることになる(図3参照)。
Δt = Δt2−Δt1 = k(y2−y1) (5)
Therefore, the time from the time when the y coordinate y1 is sampled in the frame n-1 to the time when the y coordinate y2 is sampled in the frame n is shifted by the time Δt compared to the frame period T (see FIG. 3). ).
Δt = Δt2−Δt1 = k (y2−y1) (5)
したがって、y1からy2への移動に対応する動きベクトルの列方向成分(垂直成分)の単位時間当たりの移動量v0は、次のように表せる。
v0 = (y2−y1) /(T+Δt) (6)
Therefore, the movement amount v0 per unit time of the column direction component (vertical component) of the motion vector corresponding to the movement from y1 to y2 can be expressed as follows.
v0 = (y2−y1) / (T + Δt) (6)
この式(5)が正しい動きベクトルの列方向成分(垂直成分)の単位時間当たりの移動量v0を示す式であって、グローバルシャッタサンプリング面に換算した単位時間当たりの移動量と考えることができる。式(5)を変形すれば、正しいフレーム間の移動量の列方向成分を与える次式を得ることができる。
v0 T =(y2−y1) T /(T+Δt)
=(y2−y1) /(1+Δt/T) (7)
This expression (5) is an expression indicating the movement amount v0 per unit time of the column direction component (vertical component) of the correct motion vector, and can be considered as the movement amount per unit time converted into the global shutter sampling plane. . By transforming equation (5), the following equation that gives the column direction component of the correct amount of movement between frames can be obtained.
v0 T = (y2−y1) T / (T + Δt)
= (y2−y1) / (1 + Δt / T) (7)
フレーム間の移動量の垂直成分について、補正前をv・T=V、補正後をv0・T=V0とすると、式(2)および式(7)から次式が導かれる。
V0 = V /(1+Δt/T) (8)
Assuming that the vertical component of the movement amount between frames is v · T = V before correction and v0 · T = V0 after correction, the following equation is derived from Equation (2) and Equation (7).
V0 = V / (1 + Δt / T) (8)
また、式(2)および式(5)からV=Δt/kと書けるため、式(8)は次のように変形できる。
V0 = V /(1+kV/T) (9)
Moreover, since it can be written as V = Δt / k from Expression (2) and Expression (5), Expression (8) can be modified as follows.
V0 = V / (1 + kV / T) (9)
動きベクトル垂直成分補正部14は、この式(9)を用いて動きベクトル検出部13が出力した移動量の垂直成分VをV0に補正して出力する。
The motion vector vertical
また、kV/Tが1より十分小さい場合、式(9)を次のように近似できる。
V0 ≒ V(1−KV) (10)
ただし、K=k/T=(τ/T)/N
When kV / T is sufficiently smaller than 1, Equation (9) can be approximated as follows.
V0 ≒ V (1−KV) (10)
However, K = k / T = (τ / T) / N
このとき、さらにτ/T≒1であれば、K=(τ/T)/N≒1/Nであるから、式(10)は次のように変形できる。
V0 ≒ V(1−V/N) (11)
At this time, if τ / T≈1, then K = (τ / T) / N≈1 / N, so equation (10) can be modified as follows.
V0 ≒ V (1−V / N) (11)
動きベクトル垂直成分補正部14は、式(10)または式(11)を用いて動きベクトル検出部13が出力した移動量の垂直方向成分VをV0に補正して出力してもよい。
The motion vector vertical
なお、動きベクトルの行方向成分(水平成分)は、フレーム間で同一行上にあるため、ローリングシャッタ法に起因するサンプリング時刻差は発生しない。このため、水平成分を補正する必要は無い。 Note that since the row direction component (horizontal component) of the motion vector is on the same row between frames, a sampling time difference due to the rolling shutter method does not occur. For this reason, it is not necessary to correct the horizontal component.
続いて、画像歪み補正について説明する。
画像歪み補正部15は、動きベクトル垂直成分補正部14により出力された移動量の行方向成分Uおよび補正後の列方向成分V0を用いて、ローリングシャッタカメラ11により出力されたフレーム画像のローリングシャッタ法に起因する歪みを補正する。ここで、U=u・Tを表すものとする。以下、画像歪み補正についてより具体的に説明する。
Next, image distortion correction will be described.
The image
垂直方向については、画像歪み補正部15は、補正後の列方向成分V0を用いてグローバルシャッタ法のサンプリング面における画素位置のy座標y0を算出する。
y0 = y2−v0Δt2
= y2(1−kv0) (∵式(4))
= y2(1−kV0/T)
= y2(1−KV0) (12)
For the vertical direction, the image
y0 = y2−v0Δt2
= y2 (1−kv0) (Formula (4))
= y2 (1−kV0 / T)
= y2 (1−KV0) (12)
水平方向については、画像歪み補正部15は、動きベクトル検出部13が出力したフレーム間の移動量の行方向成分Uを用いてグローバルシャッタ法のサンプリング面における画素位置のx座標x0を算出する。
x0 = x2−uΔt2
= x2−uky2 (∵式(4))
= x2−Uky2 /T
= x2−UKy2 (13)
For the horizontal direction, the image
x0 = x2−uΔt2
= x2−uky2 (Formula (4))
= x2−Uky2 / T
= x2−UKy2 (13)
さらに、τ/T≒1であれば、K=(τ/T)/N≒1/Nであるから、式(12)および式(13)はそれぞれ次のように変形できる。
y0 = y2(1−V0/N) (14)
x0 = x2−U(y2 /N ) (15)
Furthermore, if τ / T≈1, then K = (τ / T) / N≈1 / N, and therefore Expression (12) and Expression (13) can be modified as follows.
y0 = y2 (1−V0 / N) (14)
x0 = x2−U (y2 / N) (15)
画像歪み補正部15は、式(14)および式(15)を用いてローリングシャッタカメラ11により出力されたフレーム画像の各画素の画素位置を補正することにより、ローリングシャッタ法に起因する画像の歪みを補正する。
The image
次に、本実施形態に係る撮像装置および動きベクトル検出方法の動作の一例について説明する。 Next, an example of the operation of the imaging apparatus and the motion vector detection method according to the present embodiment will be described.
図4は、図1に示す主制御部12のCPUにより、ローリングシャッタカメラ11により取得された画像から検出される動きベクトルの列方向(垂直方向)の誤差を補正し、補正後の動きベクトルを用いて画像の歪みを補正する際の手順を示すフローチャートである。図4において、Sに数字を付した符号は、フローチャートの各ステップを示す。
4 corrects an error in the column direction (vertical direction) of a motion vector detected from an image acquired by the rolling shutter camera 11 by the CPU of the
まず、ステップS1において、動きベクトル検出部13は、ローリングシャッタカメラ11からローリングシャッタ法で得られた時間的に連続する2枚のフレーム画像の画像データを取得する。
First, in step S1, the motion
次に、ステップS2において、動きベクトル検出部13は、取得した画像データにもとづいて、時間的に連続する2枚のフレーム画像間における対象物のフレーム間移動量の行方向成分Uおよび列方向成分Vを算出する。
Next, in step S2, the motion
次に、ステップS3において、動きベクトル垂直成分補正部14は、式(9)−式(11)のいずれかにもとづき、ローリングシャッタ法におけるサンプリング時刻の行間のずれ時間(シャッタずれ時間)k(=τ/N)およびフレーム周期Tの少なくとも一方を用いてフレーム間移動量の補正後の列方向成分V0を算出する。
Next, in step S3, the motion vector vertical
次に、ステップS4において、画像歪み補正部15は、式(12)および式(13)、または式(14)および式(15)にもとづき、フレーム間の移動量の行方向成分Uおよび補正後の列方向成分V0を用いてローリングシャッタカメラ11により出力されたフレーム画像の各画素の画素位置を補正することにより、ローリングシャッタ法に起因する画像の歪みを補正する。
Next, in step S4, the image
以上の手順により、ローリングシャッタカメラ11により取得された画像から検出される動きベクトルの列方向(垂直方向)の誤差を補正し、補正後の動きベクトルを用いて画像の歪みを補正することができる。 Through the above procedure, errors in the column direction (vertical direction) of the motion vector detected from the image acquired by the rolling shutter camera 11 can be corrected, and the distortion of the image can be corrected using the corrected motion vector. .
本実施形態に係る撮像装置10は、動きベクトル垂直成分補正部14により式(9)−式(11)のいずれかにもとづいてフレーム間移動量の補正後の列方向成分V0を算出することができる。このため、ローリングシャッタ法に起因する動きベクトルの列方向成分の誤差を、容易かつ正確に補正することができる。したがって、本実施形態に係る撮像装置10は、たとえば運転支援技術などの正確な動きベクトルを必要とする技術に好適である。
In the
また、フレーム間移動量の補正後の列方向成分V0にもとづいて、ローリングシャッタ法に起因する画像の歪みを正確に補正することができる。 Further, it is possible to accurately correct image distortion caused by the rolling shutter method based on the column direction component V0 after the correction of the inter-frame movement amount.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。 Further, in the embodiment of the present invention, each step of the flowchart shows an example of processing that is performed in time series in the order described. The process to be executed is also included.
10 撮像装置
11 ローリングシャッタカメラ
12 主制御部
13 動きベクトル検出部
14 動きベクトル垂直成分補正部
15 画像歪み補正部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
時間的に連続する2枚のフレーム画像に含まれる対象物について、前記2枚のフレーム画像間における前記対象物の行方向および列方向の移動量を検出する動きベクトル検出部と、
前記動きベクトル検出部により検出された前記移動量の前記列方向成分を前記所定のずれ時間および前記フレーム周期の少なくとも一方を用いて補正し、前記移動量の前記行方向成分および補正後の列方向成分を出力する動きベクトル垂直成分補正部と、
を備えた撮像装置。 The image sensor is arranged in a matrix, and a shutter time between adjacent rows from the upper end row to the lower end row has a predetermined shift time. A camera that obtains a frame image at a frame period;
A motion vector detection unit that detects a movement amount of the object in a row direction and a column direction between the two frame images with respect to an object included in two temporally continuous frame images;
The column direction component of the movement amount detected by the motion vector detection unit is corrected using at least one of the predetermined shift time and the frame period, and the row direction component of the movement amount and the corrected column direction A motion vector vertical component correction unit that outputs a component;
An imaging apparatus comprising:
前記動きベクトル検出部に検出された前記移動量の前記列方向成分をV、前記所定のずれ時間を前記フレーム周期で除した値をKとしたとき、V0=V/(1+KV)により前記補正後の列方向成分V0を算出し、前記移動量の前記行方向成分および補正後の前記列方向成分V0を出力する、
請求項1記載の撮像装置。 The motion vector vertical component correction unit is
When the column direction component of the amount of movement detected by the motion vector detection unit is V, and the value obtained by dividing the predetermined shift time by the frame period is K, after the correction by V0 = V / (1 + KV) The column direction component V0 of the movement amount is output, and the row direction component of the movement amount and the corrected column direction component V0 are output.
The imaging device according to claim 1.
前記動きベクトル検出部に検出された前記移動量の前記列方向成分をV、前記所定のずれ時間を前記フレーム周期で除した値をKとしたとき、V0=V(1−KV)により前記補正後の列方向成分V0を算出し、前記移動量の前記行方向成分および補正後の前記列方向成分V0を出力する、
請求項1記載の撮像装置。 The motion vector vertical component correction unit is
When the column direction component of the amount of movement detected by the motion vector detection unit is V and the value obtained by dividing the predetermined shift time by the frame period is K, the correction is performed by V0 = V (1−KV). Calculating a subsequent column direction component V0, and outputting the row direction component of the movement amount and the corrected column direction component V0;
The imaging device according to claim 1.
前記動きベクトル検出部に検出された前記移動量の前記列方向成分をV、前記撮像素子の総行数をNとしたとき、V0=V(1−V/N)により前記補正後の列方向成分V0を算出し、前記移動量の前記行方向成分および補正後の前記列方向成分V0を出力する、
請求項1記載の撮像装置。 The motion vector vertical component correction unit is
When the column direction component of the amount of movement detected by the motion vector detection unit is V and the total number of rows of the image sensor is N, V0 = V (1−V / N) and the corrected column direction. Calculating a component V0, and outputting the row direction component of the movement amount and the corrected column direction component V0;
The imaging device according to claim 1.
をさらに備えた請求項1ないし4のいずれか1項に記載の撮像装置。 Distortion due to the XY address reading method of the frame image obtained by the camera using the row direction component and the corrected column direction component of the movement amount output by the motion vector vertical component correction unit An image distortion correction unit that corrects
The imaging device according to any one of claims 1 to 4, further comprising:
時間的に連続する2枚のフレーム画像に含まれる対象物について、前記2枚のフレーム画像間における前記対象物の行方向および列方向の移動量を検出するステップと、
この検出された移動量の前記列方向成分を前記所定のずれ時間および前記フレーム周期の少なくとも一方を用いて補正し、前記移動量の前記行方向成分および補正後の列方向成分を出力するステップと、
を有する動きベクトル検出方法。 By extracting a signal of the image sensor from the camera having the image sensor arranged in a matrix by an XY address reading method in which the shutter time between adjacent rows from the upper row to the lower row has a predetermined deviation time. Obtaining a frame image at a predetermined frame period;
Detecting a movement amount of the object in a row direction and a column direction between the two frame images for an object included in two temporally continuous frame images;
Correcting the column direction component of the detected movement amount using at least one of the predetermined shift time and the frame period, and outputting the row direction component and the corrected column direction component of the movement amount; ,
A motion vector detection method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011018837A JP5731839B2 (en) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | Imaging apparatus and motion vector detection method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011018837A JP5731839B2 (en) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | Imaging apparatus and motion vector detection method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012160887A true JP2012160887A (en) | 2012-08-23 |
JP5731839B2 JP5731839B2 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=46841076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011018837A Active JP5731839B2 (en) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | Imaging apparatus and motion vector detection method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5731839B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012204995A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | Image processing apparatus, image processing system and image processing method |
JP2018074486A (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Information processor, head-mount display, information processing system, and information processing method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007142929A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Megachips Lsi Solutions Inc | Image processing apparatus and camera system |
US20070154202A1 (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-05 | Lee King F | Method and apparatus to facilitate correcting rolling shutter images |
JP2009200981A (en) * | 2008-02-23 | 2009-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Video camera |
JP2010028607A (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Image processing apparatus, image capturing apparatus and image processing mehtod |
JP2011205442A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Sony Corp | Image processing apparatus, image processing method and program |
-
2011
- 2011-01-31 JP JP2011018837A patent/JP5731839B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007142929A (en) * | 2005-11-21 | 2007-06-07 | Megachips Lsi Solutions Inc | Image processing apparatus and camera system |
US20070154202A1 (en) * | 2006-01-04 | 2007-07-05 | Lee King F | Method and apparatus to facilitate correcting rolling shutter images |
JP2009200981A (en) * | 2008-02-23 | 2009-09-03 | Sanyo Electric Co Ltd | Video camera |
JP2010028607A (en) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Sanyo Electric Co Ltd | Image processing apparatus, image capturing apparatus and image processing mehtod |
JP2011205442A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Sony Corp | Image processing apparatus, image processing method and program |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012204995A (en) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | Image processing apparatus, image processing system and image processing method |
JP2018074486A (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-10 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Information processor, head-mount display, information processing system, and information processing method |
WO2018084051A1 (en) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Information processing device, head-mounted display, information processing system, and information processing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5731839B2 (en) | 2015-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8810692B2 (en) | Rolling shutter distortion correction | |
US20100053343A1 (en) | Apparatus for correcting motion caused by hand shake | |
JP2014150443A (en) | Imaging device, control method thereof, and program | |
WO2016096167A1 (en) | Selective high frame rate video capturing in imaging sensor subarea | |
KR102581210B1 (en) | Method for processing image signal, image signal processor, and image sensor chip | |
JP2016201745A (en) | Image processing apparatus, imaging device, control method and program for image processing apparatus | |
KR20100007506A (en) | New calibration method of multi-view camera for a optical motion capture system | |
JP2008216127A (en) | Distance image generation device, distance image generation method, and program | |
JP5731839B2 (en) | Imaging apparatus and motion vector detection method | |
US11196929B2 (en) | Signal processing device, imaging device, and signal processing method | |
JP5449980B2 (en) | Motion compensation apparatus and method | |
US9247188B2 (en) | Image capturing apparatus, image capturing system, and image capturing method that performs inverse transform processing on an image using an inverse transform filter | |
JP4998792B2 (en) | Camera, camera array and camera array system | |
KR100874670B1 (en) | Image Processor, Image Processing Unit, and Defective Pixel Correction Methods | |
KR20150146424A (en) | Method for determining estimated depth in an image and system thereof | |
JP2007079708A (en) | Image processor and processing method | |
WO2017188018A1 (en) | Solid-state image capturing element and method of operating solid-state image capturing element, image capturing device, and electronic instrument | |
JP4547321B2 (en) | Motion vector detection device and imaging device | |
JP2017059998A (en) | Image processing apparatus and method, and imaging device | |
JP2013021636A (en) | Image processing apparatus and method, learning apparatus and method, program, and recording medium | |
JP2011253381A (en) | Target tracking device and target tracking method | |
JP2001145012A (en) | Image distorting correction device | |
JP2019092089A (en) | Image processing apparatus, image display system, image processing method, and program | |
JP2019071522A (en) | Imaging apparatus and control method | |
JP2014131177A (en) | Image processing device, camera, image processing method, and image processing program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140612 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140624 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150324 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150410 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5731839 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |