JP2614574B2 - 動きベクトル検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラの手ぶれ補
正装置等に用いて好適な動きベクトル検出回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラにおいて、手ぶれ補正を行
うには動きベクトルの検出が必要となる。この動きベク
トルの検出方法の一つにNational Technical Report Vo
l.37No.3 Jun.1991のＰ４８〜５４に示される代表点マ
ッチング法がある。

【０００３】この代表点マッチング法とは、固定の複数
の代表点における１フィールド（あるいは１フレーム）
前の映像信号レベルと代表点を含む検出エリア内のサン
プリング点の映像信号レベルとを比較し、その差がもっ
とも少ない相関性の高い現フィールドのサンプリング点
を求め、このサンプリング点と代表点との位置の差（偏
移）を被写体の動き、即ち、動きベクトルとして特定す
るものである。

【０００４】次にこの代表点マッチング法を具体的に説
明する。図４は撮像エリアを示し、この撮像エリア内に
は４個の検出ブロックが設けられている。更に、各検出
ブロックは１６個の検出エリアに区分されている。そし
て、図５に拡大して示す様に各検出エリアには複数のサ
ンプリング点が存在し、その中の一つが代表点として定
められている。

【０００５】図６に代表点マッチング法による動きベク
トル検出回路のブロック図を示す。

【０００６】入力端子１に入力されるデジタル映像信号
は代表点メモリ２及び相関値演算回路３に供給される。
この代表点メモリ２には各代表点の輝度レベルに応じた
デジタルデータが保存される。相関値演算回路３では現
フレームの映像信号の輝度レベルに応じたデジタルデー
タと前記代表点メモリ２からの１フレーム（或るいは１
フィールド）前のデジタルデータとの差の絶対値、即ち
代表点と検出エリア内における代表点に対して偏移した
サンプリング点との輝度の相関値が演算される。この相
関値は相関値メモリ及び加算器を含む累積加算回路４に
おいて、検出ブロック内の代表点に大して同一偏移を有
するサンプリング点毎に累積加算される。この累積加算
は４個の検出ブロック毎に行われる。

【０００７】累積加算回路出力は最小値検出回路５及び
平均値算出回路６に供給される。最小値検出回路５は相
関累積値が最小のサンプリング点の位置及びその最小値
を検出する。また、平均値算出回路６は相関累積値の平
均を算出する。そして、求められた最小位置、最小値及
び平均値は動きベクトル発生回路７に供給される。動き
ベクトル発生回路７はマイクロコンピュータにより構成
され、そのソフトウェア処理により、まず、各検出ブロ
ック毎に最小位置に基づいて計４個の動きベクトルを抽
出する。次に、この動きベクトルの内、最小値／平均値
が所定の閾値より小さいものを信頼度の低いものとして
除去し、残りのものから１個の動きベクトルを特定す
る。

【０００８】尚、代表点メモリ２、累積加算回路４及び
平均値算出回路６は制御回路８によりアドレス及びタイ
ミング等が制御される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の動きベクトル検
出回路においては、累積加算回路出力を使って平均値が
計算される。このため、累積加算回路に用いる相関値メ
モリは累積加算してもオーバーフローしないだけのビッ
ト数を必要とする。

【００１０】従って、ハードウェアの回路規模が大きく
なりＩＣ化の妨げとなっていた。

【００１１】本発明は上述の点に鑑み為されたものであ
り、累積加算回路に用いる相関値メモリのビット数を少
なくした動きベクトル検出回路を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、画像を複数の
領域に分割し各領域の代表点の画像データを記憶する代
表点メモリと、現フィールドの画像データと前記代表点
メモリからのデータとにより前記代表点に対して偏移し
たサンプリング点における相関値を演算する相関値演算
回路と、この相関値演算回路の出力を前記代表点に対し
て同一偏移を有するサンプリング点毎に累積加算するこ
とにより相関累積値を得る加算器と、この加算器からの
相関累積値を記憶する相関値メモリとを有する累積加算
回路と、この累積加算回路に接続され、前記相関累積値
が最小のサンプリング点の位置及び最小値を検出する最
小値検出回路と、前記相関累積値の平均値を算出する平
均値算出回路と、前記最小値検出回路及び前記平均値算
出回路出力に基づき画像の動きベクトルを発生する動き
ベクトル発生回路とを備える動きベクトル検出回路にお
いて、前記相関値メモリは、そのビット数が少なくとも
前記最小値の検出に必要なビット数に設定されると共
に、前記平均値算出回路は、前記相関値演算回路に直接
接続され、且つ、前記複数の領域の全サンプリング点の
相関値の総和をこの全サンプリング点の数で除すること
により前記相関累積値の平均値を算出することを特徴と
する。

【００１３】

【作用】上述の手段により、前記相関値メモリは、オー
バーフローが許容されており、相関値のうち相関累積値
の最小値の検出に必要なビット数だけ記憶される。ま
た、前記平均値算出回路は、前記複数の領域の全サンプ
リング点の相関値の総和をこの全サンプリング点の数で
除することにより前記相関累積値の平均値を算出する。

【００１４】

【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例を説明す
る。図１は本実施例における動きベクトル検出回路の概
略ブロック図を示し、図６と同一部分には同一符号を付
し説明を省略する。

【００１５】本実施例の特徴は相関値演算回路９の出力
を累積加算回路１０を経由すること無く直接平均値算出
回路６へ導いた点である。更に、相関値演算回路９出力
の内、平均値算出回路６への出力は１１ビットである
が、累積加算回路１０への出力は１０ビットに削減され
ている点を特徴とする。

【００１６】次に、相関値演算回路９の具体的実施例を
図２に示す。相関値演算回路９は減算回路９１、絶対値
回路９２及び最大値固定化回路９３とで構成される。入
力される現フレームの１１ビットデジタルデータ及び代
表点メモリ２からの１１ビットジタルデータはまず、減
算回路９１で差が取られる。次に絶対値回路９２でその
絶対値が取られ、１１ビットの相関値として出力され
る。この１１ビットの相関値は平均値算出回路６へ入力
されると共に、最大値固定化回路９３へ入力され、１１
ビットから１０ビットに削減されて累積加算回路１０へ
出力される。前記最大値固定化回路９３は１１ビットの
内、最上位ビットを削減するものであり、最上位ビット
と２ビット目以下の各ビットとの論理和をそれぞれＯＲ
ゲートより出力する構成となっている。

【００１７】従って、最大値固定化回路９３では相関値
演算結果、最上位ビットが１になれば１０ビットの出力
はすべて１となり最大値に固定される。

【００１８】このように構成することによって、相関値
演算回路９の入力データのビット数より累積加算回路１
０及び最小値検出回路５で必要とされるビット数の方が
少ない場合、そのビット数差の分だけ削減することがで
きるのである。

【００１９】尚、上記実施例においてはその差が１ビッ
トであったが、２ビット以上の場合は削減する上位ビッ
トの論理和出力を上記各ＯＲゲートの一方の入力とすれ
ばよい。

【００２０】次に、累積加算回路１０の具体的実施例を
図３に示す。累積加算回路１０は加算器１０１、最大値
固定化回路１０２、ラッチ回路１０３及び相関値メモリ
１０４で構成されている。加算器１０１は１０ビットの
相関値演算回路９出力と１０ビットの相関値メモリ１０
４出力とを加算する。加算器１０２は１０ビットの出力
端子及び桁上げ出力端子を備えており、合計１１ビット
の出力となるが、最大値固定化回路１０２で１１ビット
から１０ビットに削減される。この最大値固定化回路１
０２は相関値演算回路９に備えられているものと同様で
あり、桁上げ出力と各ビット出力との論理和をそれぞれ
ＯＲゲートより出力する構成となっている。従って、最
大値固定化回路１０２では加算の結果、桁上げ出力が１
になれば１０ビットの出力は全て１となり最大値に固定
される。

【００２１】そして、最大値固定化回路１０２出力はラ
ッチ回路１０３でラッチされた後、１０ビットの相関値
メモリ１０４に同一偏位を有するサンプリング点毎に記
憶される。相関値メモリ１０４は制御回路８により書き
込み及び読み出しが制御され、その読み出されたデータ
は最小値検出回路５へ出力されると共に、加算器１０１
に供給され累積加算される。

【００２２】以上のように、本実施例では相関値メモリ
１０４出力は平均値算出には用いられず最小値検出のみ
に用いられるため、最大値固定化回路１０２でビット数
を削減すると共に、相関値メモリ１０４のビット数を最
小値検出に必要なビット数に制限しても何ら問題はな
い。即ち、従来の構成では１０ビットのデータを累積加
算するのに１６ビット必要であったのが１０ビットで済
ますことができる。

【００２３】また、相関累積値の平均値の算出は検出ブ
ロック内の全サンプリング点の相関値を合計し検出エリ
ア内のサンプリング点の数で除すれば良いので、平均値
算出回路６を累積加算回路１０に接続せずに相関値演算
回路９に接続しても何ら問題はない。

【００２４】尚、本発明の動きベクトル検出回路はビデ
オカメラの手ぶれ補正装置以外に再生系における画像揺
れ補正装置にも適用できることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、累積相関
値の平均算出には相関値演算回路出力を用い、累積加算
回路出力は最小値検出のみに用いるようにした為、累積
加算回路を構成する相関値メモリは累積加算してオーバ
ーフローしても良い。

【００２６】よって、相関値メモリは最小値算出に必要
なビット数であれば良く大幅なビット数の削減が実現で
きるため回路規模の小型化ができＩＣ化が容易になる。

【００２７】また、相関値演算回路に最大値固定化回路
を設けた為、累積加算回路への出力ビット数を削減する
ことができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における動きベクトル検出回
路のブロック図である。

【図２】本実施例における相関値演算回路の具体的回路
図である。

【図３】本実施例における累積加算回路の具体的回路図
である。

【図４】代表点マッチング法における撮像エリアを示す
図である。

【図５】検出エリアの拡大図である。

【図６】従来の動きベクトル検出回路のブロック図であ
る。

【符号の説明】

２ 代表点メモリ ３、９ 相関値演算回路 ４、１０ 累積加算回路 ５ 最小値検出回路 ６ 平均値算出回路 ７ 動きベクトル発生回路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像を複数の領域に分割し各領域の代表点
   の画像データを記憶する代表点メモリと、 現フィールドの画像データと前記代表点メモリからのデ
   ータとにより前記代表点に対して偏移したサンプリング
   点における相関値を演算する相関値演算回路と、この相関値演算回路の出力を前記代表点に対して同一偏
   移を有するサンプリング点毎に累積加算することにより
   相関累積値を得る加算器と、この加算器からの相関累積
   値を記憶する相関値メモリとを有する累積加算回路と、 この累積加算回路に接続され、前記 相関累積値が最小の
   サンプリング点の位置及び最小値を検出する最小値検出
   回路と、 前記相関累積値の平均値を算出する平均値算出回路と、 前記最小値検出回路及び前記平均値算出回路出力に基づ
   き画像の動きベクトルを発生する動きベクトル発生回路
   とを備える動きベクトル検出回路において、前記相関値メモリは、そのビット数が少なくとも前記最
   小値の検出に必要なビット数に設定されると共に、前記
   平均値算出回路は、前記相関値演算回路に直接接続さ
   れ、且つ、前記複数の領域の全サンプリング点の相関値
   の総和をこの全サンプリング点の数で除することにより
   前記相関累積値の平均値を算出することを特徴とする 動
   きベクトル検出回路。
2. 【請求項２】 前記相関値演算回路の出力段に、その出
   力の所定値以上を最大値に固定することによって出力ビ
   ット数を削減する最大値固定化回路を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の動きベクトル検出回路。
3. 【請求項３】 前記累積加算回路内の加算器の出力段
   に、その出力の所定値以上を最大値に固定することによ
   って出力ビット数を削減する最大値固定化回路を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の動きベクトル検出回
   路。