JP2662103B2 - Motion compensator - Google Patents

Motion compensator

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JP2662103B2
JP2662103B2 JP3033018A JP3301891A JP2662103B2 JP 2662103 B2 JP2662103 B2 JP 2662103B2 JP 3033018 A JP3033018 A JP 3033018A JP 3301891 A JP3301891 A JP 3301891A JP 2662103 B2 JP2662103 B2 JP 2662103B2
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motion
brightness
screen
motion vector
vector
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隆行 堀野
幸雅 渡辺
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオムービーなど
の撮像装置の揺動による画面ゆれの方向と大きさとを検
出して、その画面のゆれを補正するようになされている
動き補正装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion compensator for detecting the direction and magnitude of a screen shake caused by a swing of an image pickup apparatus such as a video movie and correcting the screen shake. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7〜図9は、従来の動き補正装置の動
作を説明するための図で、図7は被写体のオリジナル画
像、図8は動き検出エリアの設定状況を説明するための
図、図9は画面ゆれ補正の動作の状況を説明するための
図で、同図(a)は補正前の画像を、同図(b)は補正
後の画像を示している。
2. Description of the Related Art FIGS. 7 to 9 are diagrams for explaining the operation of a conventional motion compensating device. FIG. 7 is a diagram for explaining an original image of a subject, and FIG. 9A and 9B are views for explaining the state of the operation of the screen shake correction. FIG. 9A shows an image before correction, and FIG. 9B shows an image after correction.

【0003】被写体像の動画像を撮影してディスプレイ
モニタ上に可視像を得ることが可能なビデオカメラある
いはビデオカメラに磁気記録再生装置などが付加され
た、いわゆるビデオムービーは、電子技術の進歩によ
り、小型化、軽量化、大量生産が可能となっている。近
年の電子技術の進歩は、重量が1Kg以下で、わずかA
6サイズにも満たない大きさのビデオムービーの提供を
可能とし、価格も民生用として十分に需要の見込めるほ
ど手ごろになってきており、また画質についても業務用
の装置に近いレベルにまで達している。
A video camera capable of capturing a moving image of a subject image to obtain a visible image on a display monitor, or a video camera in which a magnetic recording / reproducing device is added to a video camera, has been developed by electronic technology. Thus, miniaturization, weight reduction, and mass production are possible. Recent advances in electronic technology have weighed less than 1 kg and
It has become possible to provide video movies of less than 6 sizes, and the price has become affordable enough to meet demand for consumer use, and the image quality has reached a level close to that of commercial equipment. I have.

【0004】ところで、このようなビデオムービーの使
用環境としては、三脚等のように撮像装置を固定する手
段を用いない手持ち撮影の場合が多く、またその可搬性
の良さから、屋外、場合によっては、自動車、電車など
の移動体上での撮影も少なくない。このような環境下で
の撮影には手振れによる装置のゆれが常に問題となり、
そのことが画面のゆれとなって発現するため、再生画像
を見る者に不快感を与える場合が少なくない。
[0004] By the way, as an environment for using such a video movie, there are many cases of hand-held shooting that does not use means for fixing an image pickup device such as a tripod, and because of its good portability, it may be used outdoors or in some cases. There are also many shootings on moving objects such as automobiles and trains. When shooting in such an environment, shake of the device due to camera shake is always a problem,
Since this is manifested by shaking of the screen, the viewer of the reproduced image often feels uncomfortable.

【0005】このようないわゆる画面ゆれを補正するた
めの手段を備えた装置として、例えば、テレビジョン学
会技術報告Vo111、No3(1987年)第43頁
から第48頁に記載されている動き補正装置が知られて
いる。この動き補正装置は、図7のように、モニタTV
6の画面上の画像がゆれている場面を想定した場合、図
8のように、動いている部分のうち、動きを止めようと
する範囲6A(以下、検出エリアと称す)を任意の位置
および大きさに設定し、この検出エリア6Aの中の動き
量と方向Vr(以下、動きベクトルと称す)を求める。
この動きベクトルVrでフレームメモリを、動きとは逆
方向にコントロールして図9(a)の補正前の状態から
図9(b)のように、画面ゆれの少ない映像を作り出す
ものである。
As an apparatus provided with a means for correcting such a so-called screen shake, for example, a motion correction apparatus described in the Technical Report of the Institute of Television Engineers of Japan, Vol. 111, No. 3 (1987), pp. 43-48. It has been known. As shown in FIG. 7, this motion compensating device uses a monitor TV.
Assuming a scene where the image on the screen of FIG. 6 is shaking, as shown in FIG. 8, a range 6A (hereinafter, referred to as a detection area) in which the movement is to be stopped is set at an arbitrary position and The size is set, and a motion amount and a direction Vr (hereinafter, referred to as a motion vector) in the detection area 6A are obtained.
The motion vector Vr controls the frame memory in the direction opposite to the motion to create an image with little screen fluctuation as shown in FIG. 9B from the state before correction in FIG. 9A.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の動き補正装置は
以上のように構成されており、動きベクトルを求めるた
めに、フレーム間の画像比較をおこなうが、この画像比
較には大量のメモリおよびそれを抑制する大規模なIC
などを必要とするため、高価となり、民生用には適さな
いという問題があった。
The conventional motion compensator is constructed as described above, and compares images between frames in order to obtain a motion vector. This image comparison requires a large amount of memory and a large amount of memory. Large-scale IC that suppresses
However, there is a problem that it is expensive and is not suitable for consumer use.

【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、フレームメモリやそれを制御す
る大規模なICなどを用いない安価な構成としながら、
動きベクトルを検出して所定の動き補正を精度よく実現
することができる動き補正装置を提供することを目的と
している。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has an inexpensive configuration without using a frame memory or a large-scale IC for controlling the frame memory.
It is an object of the present invention to provide a motion compensator capable of detecting a motion vector and accurately performing a predetermined motion compensation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る動き補正
装置は、映像信号の情報から画面上に設定されたゆれ検
出エリア内の明るさの重心位置を各フィールド毎に検出
する重心位置検出手段と、上記重心位置手段により検出
された各フィールドの明るさの重心位置の差を動きベク
トルとして検出する動きベクトル検出手段と、上記動き
ベクトル検出手段により検出された動きベクトルに基づ
いて画面の位置補正を行う動き補正手段と、画面上に設
定された動き検出エリア内の明るさのピーク位置を各フ
ィールド毎に検出する明るさピーク位置検出手段と、上
記各フィールド毎の明るさピーク位置から明るさピーク
位置の移動ベクトルを検出する移動ベクトル検出手段
と、画面上に設定された動き検出エリア内の明るさの分
布状態を上記移動ベクトルによって判別する特徴抽出手
段と、上記特徴抽出手段によって、上記移動ベクトルが
所定の値より大きいと判別されたときは、映像信号の情
報を反転させて上記重心位置検出手段により明るさの重
心位置を求め、該明るさの重心位置から上記動きベクト
ル検出手段により検出された動きベクトルにより画面の
位置補正を行い、上記移動ベクトルが所定の値より小さ
いと判別されたときは、上記動きベクトル検出手段によ
り検出された動きベクトルにより画面の位置補正を行う
ように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A motion compensating apparatus according to the present invention is capable of detecting a shake set on a screen from video signal information.
Detects the center of gravity of brightness in the exit area for each field
Center of gravity detecting means and the center of gravity
The difference in the center of gravity of the brightness of each field
Motion vector detecting means for detecting the
Based on the motion vector detected by the vector detection means
Motion correction means to correct the position of the screen
The brightness peak position within the specified motion detection area
A brightness peak position detecting means for detecting for each field;
Brightness peak from the brightness peak position for each field
Moving vector detecting means for detecting a moving vector of a position
And the brightness within the motion detection area set on the screen.
Feature extraction method for determining the cloth state based on the movement vector
By the step and the feature extracting means, the movement vector is
If it is determined that the value is larger than the predetermined value,
The brightness information is inverted, and the brightness
The position of the center is obtained, and the motion vector is calculated from the position of the center of gravity of the brightness.
Of the screen by the motion vector detected by the
After performing position correction, the movement vector is smaller than a predetermined value.
Is determined by the motion vector detecting means.
Screen position correction using the detected motion vector
And control means for performing such control .

【0009】[0009]

【作用】この発明によれば、画面上に設定された動き検
出エリア内の各フィールドごとの明るさの重心位置を画
像信号より検出し、さらに各フィールドの明るさの重心
位置の変化から動きベクトルを検出する。そして、その
検出された動きベクトルが零となるように、動き補正手
段を介して画面の位置を変位させる制御動作をおこなう
とともに、画面上に設定された動き検出エリア内の画像
信号をもとにして画像の明るさの分布の特徴を抽出し、
動きベクトル検出手段もしくは動き補正手段自身を制御
することにより、画面のゆれをなくするための動き補正
を所定どおりにおこなう。
According to the present invention, the position of the center of gravity of each field in the motion detection area set on the screen is detected from the image signal, and the motion vector is determined from the change of the position of the center of gravity of the brightness of each field. Is detected. Then, a control operation for displacing the position of the screen via the motion correcting means is performed so that the detected motion vector becomes zero, and based on the image signal in the motion detection area set on the screen. To extract the features of the image brightness distribution,
By controlling the motion vector detecting means or the motion correcting means itself, the motion correction for eliminating the screen shake is performed as predetermined.

【0010】[0010]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にもとづい
て説明する。図1はこの発明の一実施例による動き補正
装置を含むビデオムービーの構成を示すブロック図であ
り、同図において、1は被写体像を結像させるレンズ、
2は被写体像の光電変換を行なう撮像素子(以下、CC
Dと称す)、3はCCD2から出力を取り出すためのク
ロックパルス、水平同期信号(以下、HDと称す)9お
よび垂直同期信号(以下、VDと称す)13を発生する
同期信号発生回路、4は上記CCD2の信号を複合映像
信号5に変換する信号処理回路、6はこの複合映像信号
5が映し出されるモニタTVである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video movie including a motion compensation device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a lens for forming a subject image;
Reference numeral 2 denotes an image sensor (hereinafter, CC) that performs photoelectric conversion of a subject image.
Reference numeral 3 denotes a clock pulse for extracting an output from the CCD 2, a horizontal synchronizing signal (hereinafter referred to as HD) 9, and a synchronizing signal generating circuit for generating a vertical synchronizing signal (hereinafter referred to as VD) 13. The signal processing circuit 6 for converting the signal of the CCD 2 into a composite video signal 5 is a monitor TV on which the composite video signal 5 is projected.

【0011】8はサンプルホールド回路(以下、S/H
回路と称す)で、上記信号処理回路4から取り出された
輝度信号(以下、Y信号と称す)7が入力され、また、
上記同期信号発生回路3からHD9が入力されている。
このS/H回路8の出力であるS/H信号10はA/D
変換器11に入力され、その出力がマイクロコンピュー
タ12に入力されている。このマイクロコンピュータ1
2には、上記HD9およびVD14が入力されている。
ここで、このVD14は上記VD13がインバータ15
によって論理レベルが反転された信号である。また、上
記マイクロコンピュータ12の出力信号VDX17はフ
リップフロップ18に入力され、ここで、HD9でトリ
ガされ、かつ論理レベルが反転された信号VDX19と
なって、切換スイッチ20に入力される。この切換スイ
ッチ20の他方の入力端子には上記VD13が入力され
ており、さらに他方では画面ゆれ補正指令16が切り換
え信号として入力され、この画面ゆれ補正指令16が入
力されているときにVDX19が、またこの画面ゆれ補
正指令16が入力されていないときにはこのVD13が
VDRV21として出力される。そしてのVDRV2
1が上記CCD2を垂直駆動する垂直同期信号(V−S
YNC)として用いられる。
Reference numeral 8 denotes a sample / hold circuit (hereinafter referred to as S / H).
A luminance signal (hereinafter, referred to as a Y signal) 7 extracted from the signal processing circuit 4;
HD 9 is input from the synchronization signal generation circuit 3.
The S / H signal 10 output from the S / H circuit 8 is A / D
The signal is input to the converter 11, and the output is input to the microcomputer 12. This microcomputer 1
2, HD9 and VD14 are input.
Here, the VD 14 is the same as the VD 13
Is a signal whose logic level has been inverted. The output signal VDX17 of the microcomputer 12 is input to the flip-flop 18, where it is triggered by the HD9 and becomes a signal VDX19 whose logic level is inverted and input to the changeover switch 20. This is the other input terminal of the changeover switch 20 and the VD13 is input, is further input as signal switching correction command 16 shaking screen, on the other hand, is VDX19 when this screen shaking correction command 16 is input also this VD13 when this screen shaking correction command 16 is not input
Output as VDRV21 . And this V DRV2
1 is a vertical synchronizing signal (V-S
YNC).

【0012】以上の構成のうち、S/H回路8、A/D
変換器11およびマイクロコンピュータ12で動きベク
トル検出手段30が構成され、また同期信号発生回路
3、マイクロコンピュータ12、フリップフロップ1
8、切換スイッチ20および画面ゆれ補正指令16で動
き補正手段40が構成されている。
In the above configuration, the S / H circuit 8, the A / D
The converter 11 and the microcomputer 12 constitute a motion vector detecting means 30, and the synchronizing signal generating circuit 3, the microcomputer 12, the flip-flop 1
8, the changeover switch 20 and the screen shake correction command 16 constitute a motion correction means 40.

【0013】図2は上記実施例において動きベクトルに
より画面のゆれ補正を行なっている状況を説明するため
の図、図3は動きベクトル検出手段30の動作を説明す
るための信号波形図、図4は逆光時の動き補正の動作を
説明するための図、また図5および図6はそれぞれマイ
クロコンピュータ12における動きベクトル検出のため
の演算手順を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a diagram for explaining a situation in which the screen shake is corrected by a motion vector in the above embodiment, FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the motion vector detecting means 30, and FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of motion compensation at the time of backlight, and FIGS. 5 and 6 are flowcharts each showing a calculation procedure for detecting a motion vector in the microcomputer 12.

【0014】つぎに、上記実施例における動きベクトル
検出手段30の動作について説明する。図1の構成にお
いて、図示していない被写体像は、レンズ1によりCC
D2に結像する。このCCD2に蓄積された電荷は垂直
同期信号(V−SYNC)のタイミングで信号処理回路
4に送り込まれ、この信号処理回路4から出力される複
合映像信号5がモニタTV6に入力されて映像が映し出
される。
Next, the operation of the motion vector detecting means 30 in the above embodiment will be described. In the configuration of FIG. 1, a subject image (not shown) is
An image is formed on D2. The charges stored in the CCD 2 are sent to a signal processing circuit 4 at the timing of a vertical synchronizing signal (V-SYNC), and a composite video signal 5 output from the signal processing circuit 4 is input to a monitor TV 6 to display an image. It is.

【0015】次に、画面ゆれ補正の動作について説明す
る。信号処理回路4から出力されるY信号7はS/H回
路8に入力されて、水平走査期間毎にサンプルホールド
され、A/D変換器11に入力される。このとき、画面
ゆれ補正指令16がマイクロコンピュータ12に与えら
れていると、このマイクロコンピュータ12は上記A/
D変換器11から出力されるデジタルデータを取り込
み、このデジタルデータから、第1の演算手段によっ
て、V−SYNC、つまり1フィールド毎の明るさの重
心位置を水平走査線のカウント値として求める。
Next, the operation of the screen shake correction will be described. The Y signal 7 output from the signal processing circuit 4 is input to the S / H circuit 8, sampled and held every horizontal scanning period, and input to the A / D converter 11. At this time, if the screen shake correction command 16 is given to the microcomputer 12, the microcomputer 12
The digital data output from the D converter 11 is fetched, and from this digital data, the V-SYNC, that is, the barycentric position of the brightness for each field, is obtained as the count value of the horizontal scanning line by the first arithmetic means.

【0016】次に、マイクロコンピュータ12は第2の
演算手段によって各フィールド毎の明るさの重心位置よ
り、フィールド間の明るさの重心位置の差を求める。こ
の第2の演算手段によって動きベクトルが水平走査線の
カウント値として求まる。CCD2の電荷は、V−SY
NCのタイミングで信号処理回路4に送り出され、この
V−SYNCとして、VDRV21が用いられている
が、画面ゆれ補正指令16が与えられた場合のVDRV
21は、VDX17のタイミングと等価である。ここ
で、先ほどの第2の演算手段で求めた動きベクトル、す
なわち、フィールド間の画面ゆれ量および方向に従っ
て、VDX17の発生タイミングを制御してやれば、C
CD2からの電荷取り出しのタイミングを変えることが
でき、画面のゆれを補正することができる。
Next, the microcomputer 12 obtains a difference in the center of gravity of the brightness between the fields from the center of the brightness of each field by the second calculating means. The motion vector is obtained as the count value of the horizontal scanning line by the second calculating means. The charge of CCD2 is V-SY
The signal is sent to the signal processing circuit 4 at the timing of NC, and the VDRV 21 is used as the V-SYNC.
21 is equivalent to the timing of VDX17. Here, if the generation timing of the VDX 17 is controlled in accordance with the motion vector obtained by the above-described second calculation means, that is, the amount and direction of the screen shake between the fields, C
The timing of extracting the charge from the CD 2 can be changed, and the screen shake can be corrected.

【0017】以下、このVDX17の制御方法につい
て、図2を用いて説明する。なお、以下の説明では、V
DX17とその論理レベルが反転されたVDX19とは
タイミング的に等価であるので、VDX19を用いて説
明を進行する。モニタTV6の画面で、いま仮に、6a
の部分が高い輝度を持っている被写体が映し出されてい
ると、そのときのフィールド内での輝度信号の明るさ、
すなわちS/H信号10の値の分布は図2の中の10a
のように表される。ちなみに、このときのVDX19の
タイミングはVD13と同じであったとする。このと
き、上記第1の演算手段によってS/H信号10のフィ
ールド内での明るさの重心がG0として求められてお
り、画面ゆれによって、次のフィールドで、高い輝度を
持つ部分が図2中の6bに移動したとすると、すなわ
ち、高輝度部分が画面の上方に移動したとすると、S/
H信号10の10aの部分が10bに移り、明るさの重
心がG1として求まり、第2の演算手段によって動きベ
クトルΔHが求まる。すなわち、動きベクトルΔHは次
で表される。 ΔH=G1−G0…… ただし、Hの単位は水平走査線の数である。
Hereinafter, the control method of the VDX 17 will be described.
This will be described with reference to FIG. In the following description, V
What is DX17 and VDX19 whose logic level is inverted?
Since they are equivalent in timing, the explanation is made using VDX19.
Advance Ming. On the screen of the monitor TV6, suppose that 6a
The subject with high brightness is projected
Then, the brightness of the luminance signal in the field at that time,
That is, the distribution of the value of the S / H signal 10 is 10a in FIG.
It is represented as By the way, VDX19 of this time
Assume that the timing is the same as VD13. This and
In this case, the S / H signal 10
The center of gravity of the brightness in the field is determined as G0.
The screen shake causes a high brightness in the next field.
If the holding part moves to 6b in FIG.
That is, assuming that the high-luminance portion has moved to the top of the screen,
The 10a portion of the H signal 10 moves to 10b,
The heart is determined as G1, and the motion is detected by the second arithmetic means.
The vector ΔH is obtained. That is, the motion vector ΔH is
formula It is represented by ΔH = G1-G0 ...  Here, the unit of H is the number of horizontal scanning lines.

【0018】次に、マイクロコンピュータ12で、いま
VD13と一致している現在のフィールドのVDX19
を、図2に示すように、ΔHだけ遅らせて発生させる
と、切換スイッチ20を介してVDRV21として、同
期信号発生回路3に加えられる。CCD2の電荷は、こ
のVDRV21、つまりVDX19のタイミングで取り
出されるので、画面上では再び6aの位置に高い輝度の
部分が見え、画面ゆれが補正されたことになる。ここま
では、高輝度部分が画面の上方に移動した場合の補正動
作について説明したが、下方に移動した場合は、VDX
19をVD13に対して進めるように補正を行なえば良
いことになる。
Next, in the microcomputer 12, the VDX 19 of the current field which now matches the VD 13
As shown in FIG. 2, when the signal is generated by delaying by ΔH, the signal is applied to the synchronization signal generating circuit 3 as the VDRV 21 via the changeover switch 20. Since the electric charge of the CCD 2 is taken out at the timing of VDRV21, that is, VDX19, a high-brightness portion can be seen again at the position 6a on the screen, and the screen shake is corrected. So far, the correction operation in the case where the high-luminance portion has moved upward on the screen has been described.
That is, it is only necessary to perform correction so that 19 is advanced with respect to VD13.

【0019】以上をまとめると、ΔH>0のとき、VD
X19をVD13に対してΔHだけ遅延させ、ΔH<0
のとき、VDX19をVD13に対してΔHだけ進める
ということになる。このようにして、画面ゆれの補正が
行なわれる。
In summary, when ΔH> 0, VD
X19 is delayed from VD13 by ΔH, and ΔH <0
In this case, VDX19 is advanced by ΔH with respect to VD13. In this manner, the screen shake is corrected.

【0020】次に、フィールドの明るさの重心位置を求
めるマイクロコンピュータ12における第1の演算手段
の動作について、図5を参照しながら説明する。なお、
ここでA/D変換器11は8ビットとする。また、第1
の演算手段による積算の領域(ゆれ検出エリア)は、本
実施例では図3に示すように、52H目から230H目
までの水平走査期間とする。
Next, the operation of the first calculating means in the microcomputer 12 for obtaining the position of the center of gravity of the brightness of the field will be described with reference to FIG. In addition,
Here, the A / D converter 11 has 8 bits. Also, the first
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the area of integration (fluctuation detection area) by the calculating means is the horizontal scanning period from the 52Hth to the 230Hth.

【0021】図5において、マイクロコンピュータ12
が画面ゆれ補正指令16を受け付けると、VD14を持
ち(ステップ101)、その直後にHカウントを初期設
定し、メモリ0に8ビットA/D変換の最小値0を格納
し、またメモリ1およびメモリ2をクリアする(ステッ
プ102)。この場合の水平走査線のカウント値(Hカ
ウント値)は、230−52=178である。次に、V
D14からHD9の52H目がくるまで待機する(ステ
ップ103)。この52H目がくると、HD9まちの処
理であるステップ104をパスして、S/H信号10の
A/D変換データを読み込む(ステップ105)。つづ
くステップ106からステップ108までは、S/H信
号10の積算領域における最大レベルをHカウント値と
して得るための処理で、メモリ0には、最終的に1フィ
ールドにおけるS/H信号10の最大点の位置がHカウ
ント値として格納されることになる。
Referring to FIG. 5, the microcomputer 12
Has received the VD 14 (step 101), immediately after that, initializes the H count, stores the minimum value 0 of the 8-bit A / D conversion in the memory 0, 2 is cleared (step 102). In this case, the count value (H count value) of the horizontal scanning line is 230-52 = 178. Next, V
It waits until the 52Hth of HD9 comes from D14 (step 103). When the 52H comes, the A / D conversion data of the S / H signal 10 is read through the step 104 which is the processing of the HD 9 (step 105). The following steps 106 to 108 are processes for obtaining the maximum level of the S / H signal 10 in the integration area as the H count value. The memory 0 finally stores the maximum point of the S / H signal 10 in one field. Is stored as the H count value.

【0022】その後、さらに読み込んだA/D変換デー
タをメモリ1に加算し(ステップ109)、同データに
Hのカウント値を乗じた値をメモリ2に加算(ステップ
110)していく。ついで、Hカウント値を1減らし、
0であるか否かを判定し(ステップ111)、0でなか
ったらステップ104に戻ってHD9を検出する毎にス
テップ105からステップ111までの処理を繰り返
す。また、ステップ111で0と判定されると、重心位
置の算出処理が行なわれる(ステップ112)。その
後、第2の演算手段によって動きベクトルvgが求めら
れ(ステップ113)、その動きベクトルvgに基づい
て動き補正が行われて(ステップ114)、1フィール
ドにおける動き補正の処理がすべて終了する。
Thereafter, the read A / D conversion data is added to the memory 1 (step 109), and a value obtained by multiplying the data by the count value of H is added to the memory 2 (step 110). Then, reduce the H count value by 1,
It is determined whether the value is 0 (step 111). If the value is not 0, the process returns to step 104, and the process from step 105 to step 111 is repeated each time HD9 is detected. If it is determined to be 0 in step 111, a process of calculating the position of the center of gravity is performed (step 112). After that, the motion vector vg is obtained by the second calculating means (step 113), and the motion is corrected based on the motion vector vg (step 114), and all the motion correction processes in one field are completed.

【0023】次に、マイクロコンピュータ12の第2の
演算手段により動きベクトルvgを求めるための処理ス
テップ113の詳細な内容について、図4および図6を
参照しながら説明する。まず、図6において、A/D変
換されたS/H信号10の取り込み極性を反転した直後
のフィールドであるか否かの検定を行なう(ステップ2
01)。その検定結果において、S/H信号10の取り
込み極性反転直後のフィールドでない、つまり反転があ
ってから2フィールド以上経過している場合は、上述の
第1の演算手段で求めた現フィールドにおける明るさの
重心位置と前フィールドにおける明るさの重心位置の差
から動きベクトルvgを求める(ステップ202)。さ
らに、フィールド間での明るさのピークの位置の差vp
を求め(ステップ203)、その差による検定を行なう
(ステップ204)。ここで、明るさのピークの位置の
差vp、すなわちピーク位置の移動量が所定の値αを越
えたときには(図4参照)、周辺が明るく中心部が暗い
信号、具体的には逆光時の被写体像であると認識して、
動きベクトルvgをクリアし(ステップ205)、A/
D変換されたS/H信号10をマイクロコンピュータ1
2に取り込むときの取り込み極性を反転する(ステップ
206)。また、ステップ204での検定において、ピ
ーク位置の移動量が所定の値αを越えていないときに
は、なにも行なわずに処理を終了する。
Next, the details of the processing step 113 for obtaining the motion vector vg by the second arithmetic means of the microcomputer 12 will be described with reference to FIGS. 4 and 6. First, in FIG. 6, a test is performed to determine whether or not the field is immediately after the polarity of the A / D converted S / H signal 10 is inverted (step 2).
01). As a result of the test, if the field is not the field immediately after the inversion of the fetched polarity of the S / H signal 10, that is, if two or more fields have passed since the inversion, the brightness in the current field obtained by the above-described first arithmetic means is calculated. The motion vector vg is obtained from the difference between the center of gravity of the image and the center of gravity of the brightness in the previous field (step 202). Further, the difference vp between the positions of the brightness peaks between the fields
(Step 203), and a test based on the difference is performed (step 204). Here, when the difference vp in the position of the peak of the brightness, that is, the amount of movement of the peak position exceeds a predetermined value α (see FIG. 4), a signal in which the periphery is bright and the center is dark, specifically, in the case of backlight. Recognizing that it is a subject image,
The motion vector vg is cleared (step 205).
The D / S converted S / H signal 10 is supplied to the microcomputer 1
Then, the polarity of the data to be taken into the device 2 is inverted (step 206). If the amount of movement of the peak position does not exceed the predetermined value α in the test at step 204, the process ends without performing any operation.

【0024】つまり、図4に示すように、逆光時などの
ように、画面の周辺が明るく中心部が暗い画面の場合
は、検出していない真の動きベクトルvrと、明るさの
重心位置のフィールド間での差である動きベクトルvg
とは互いに方向が逆となっており、動きベクトルvgで
補正を行なうと、誤動作を起こすが、このままではそれ
を知ることができない。いま、明るさのピークの位置の
フィールド間での差vpを導入すると、上記のような場
合、明るさのピークの位置のフィールド間での差vp
は、ゆれ検出エリア内で上端から下端あるいはその逆に
大きく変動することがわかる。したがって、明るさのピ
ークの位置のフィールド間での差vpが所定の値αを越
えているか否かを検定することで、動きベクトルvgが
正しく得られるか否かの検定が可能となる。ちなみに、
上記差vpの所定値としては、ゆれ検出エリアのHカウ
ント値の半分程度が望ましく、本実施例では90Hとし
ているが、これに限定されるものでない。
In other words, as shown in FIG. 4, when the screen is bright and the center is dark, such as when the subject is backlit, the true motion vector vr that has not been detected and the center of gravity of the brightness are determined. Motion vector vg, which is the difference between fields
The directions are opposite to each other, and if the correction is performed using the motion vector vg, a malfunction will occur, but this cannot be known as it is. Now, when the difference vp between the fields of the position of the brightness peak is introduced, in the above case, the difference vp between the fields of the position of the brightness peak is obtained.
It can be seen that fluctuates greatly from the upper end to the lower end or vice versa in the shake detection area. Therefore, by testing whether or not the difference vp between the fields of the position of the peak of the brightness exceeds the predetermined value α, it becomes possible to test whether or not the motion vector vg is correctly obtained. By the way,
The predetermined value of the difference vp is desirably about half of the H count value of the shake detection area, and is set to 90H in the present embodiment, but is not limited thereto.

【0025】さて、処理ステップ201において、取り
込み極性を反転した直後のフィールドであるときは、ス
テップ202からステップ206の処理を飛び越えてな
にもせずに処理を終了する。
If it is determined in the processing step 201 that the current field is the field immediately after the fetch polarity has been inverted, the processing is skipped from step 202 to step 206 and the processing is terminated without doing anything.

【0026】以上の処理によって得られた動きベクトル
vgにより、図5に示すとおりの動き補正処理(ステッ
プ114)が行なわれるが、上述のような動きベクトル
vgを得る図6に示した処理フローから明らかなよう
に、A/D変換されたS/H信号10の取り込み極性を
反転する直前および直後は、動きベクトルvgそのもの
を強制的に0ベクトルとすることで、誤動作を防止して
いる。その理由はつぎのとおりである。すなわち、S/
H信号10の取り込みの極性を反転する直前において
は、検出していない真の動きベクトルvrと、明るさの
ピークの位置のフィールド間での差vpより求めた動き
ベクトルvgとの方向が逆となっており、このまま補正
を行なうと、誤動作を起こす。また、S/H信号10の
取り込みの極性を反転直後のフィールドでは、なにも規
制を加えないと、S/H信号10の取り込みの極性を反
転する直前と反転直後のフィールド間での位置の差によ
って動きベクトルvgを得ることになるので、やはり補
正時の誤動作を起こすからである。
A motion correction process (step 114) as shown in FIG. 5 is performed using the motion vector vg obtained by the above process. The process shown in FIG. 6 for obtaining the motion vector vg as described above is performed. As is apparent, immediately before and immediately after inverting the polarity of the A / D-converted S / H signal 10, the malfunction is prevented by forcibly setting the motion vector vg itself to the zero vector. The reason is as follows. That is, S /
Immediately before the polarity of the capture of the H signal 10 is inverted, the direction of the true motion vector vr that has not been detected and the direction of the motion vector vg obtained from the difference vp between the fields of the position of the brightness peak are opposite. If the correction is performed as it is, a malfunction occurs. In addition, in the field immediately after the polarity of the capture of the S / H signal 10 is reversed, if no restriction is applied, the position between the fields immediately before and after the polarity of the capture of the S / H signal 10 is reversed. This is because a motion vector vg is obtained from the difference, and a malfunction at the time of correction also occurs.

【0027】また、A/D変換の極性を反転している理
由は次のとおりである。すなわち、図4に示すような例
においては、S/H信号10の通常の取り込み方式の場
合、上述のような誤動作を生じる。しかし、マイクロコ
ンピュータ12に取り込むときに極性の反転を行なって
いれば、マイクロコンピュータ12が暗い部分を明るい
と、また明るい部分を暗いと認識するため、図2に示す
ようなS/H信号10とすると、変わらない精度で、明
るさの重心位置のフィールド間での差vpより求めた動
きベクトルvgを得ることができるからである。
The reason for inverting the polarity of A / D conversion is as follows. That is, in the example as shown in FIG. 4, in the case of the normal fetching method of the S / H signal 10, the above-described malfunction occurs. However, if the polarity is inverted when the data is input to the microcomputer 12, the microcomputer 12 recognizes that the dark portion is bright and the bright portion is dark, so that the S / H signal 10 as shown in FIG. Then, the motion vector vg obtained from the difference vp between the fields of the position of the center of gravity of the brightness can be obtained with the same accuracy.

【0028】なお、上記実施例では、第1の演算手段お
よび第2の演算手段をマイクロコンピュータ12を用い
てソフトウェア的に行なったが、上記演算を実施できる
手段であれば何でもよく、実施例に限定されるものでは
ない。
In the above embodiment, the first arithmetic means and the second arithmetic means are performed by software using the microcomputer 12, but any means capable of performing the above arithmetic operation may be used. It is not limited.

【0029】また、本実施例では、画面ゆれの補正を、
CCD2から電荷を取り出すタイミングを制御すること
で行なっていたが、例えばレンズ1およびCCD2が取
り付けられたユニットを機械的に動かす構成としても良
い。また、上記実施例において、第1の演算手段におけ
る演算領域を制限したのは、被写体外の周囲の影響を除
くためで、本実施例のように52Hから230Hまでの
領域に限られない。さらに、本実施例では、S/Hされ
た輝度信号レベルの取り込みを水平走査期間毎に行なっ
たが、適当な間隔で行なっても良い。
In this embodiment, the correction of the screen shake is
Although the control is performed by controlling the timing of extracting the electric charge from the CCD 2, a configuration in which the lens 1 and the unit to which the CCD 2 is attached may be mechanically moved may be used. Further, in the above embodiment, the calculation area in the first calculation means is limited in order to eliminate the influence of surroundings outside the subject, and is not limited to the area from 52H to 230H as in this embodiment. Further, in this embodiment, the S / H luminance signal level is taken in every horizontal scanning period, but may be taken at appropriate intervals.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、輝度
信号のレベルからフィールド毎の明るさの重心位置を検
出して、フィールド間の明るさの重心位置の差から動き
ベクトルを検出し、この動きベクトルが零となるように
画面に映像が映し出される位置を補正するように構成す
るとともに、画像の明るさの特徴を抽出して、例えば逆
光時などのように、検出した動きベクトルと真の動きと
の誤差が大きい可能性のあるときは、その時に検出した
動きベクトルではなく、映像信号の情報を反転させてか
ら明るさの重心位置を用いて動きベクトルを検出して画
面の位置補正を行っているので、どのような撮影状態で
あっても、正確に精度良く動き補正を行うことができる
という効果を奏する。また、この構成によれば、大容量
メモリや大規模なICを用いることなく精度の高い動き
補正を行うことができるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the center of gravity of the brightness of each field is detected from the level of the luminance signal, and the motion vector is detected from the difference in the center of gravity of the brightness between the fields. , The position where the image is projected on the screen is corrected so that the motion vector becomes zero, and the feature of the brightness of the image is extracted, for example,
As in the case of light, the detected motion vector and the true motion
When there is a possibility that the error of
Invert video signal information instead of motion vector
Motion vector is detected using the center of gravity
Because the position of the surface is corrected,
Even if there is, it is possible to accurately and accurately perform motion compensation
This has the effect. In addition, according to this configuration, large capacity
High-precision movement without using memory or large-scale IC
There is an effect that correction can be performed .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例による動き補正装置を含む
ビデオムービーの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video movie including a motion compensation device according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例による検出動きベクトルによる画面のゆ
れ補正動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a screen shake correction operation based on a detected motion vector according to the embodiment.

【図3】実施例の動きベクトル検出手段の動作を説明す
るための信号波形図である。
FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the motion vector detecting means of the embodiment.

【図4】実施例における逆光時の動き補正の動作を説明
するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an operation of motion compensation at the time of backlight in the embodiment.

【図5】マイクロコンピュータにおける第1の演算手段
の動作を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of a first arithmetic unit in the microcomputer.

【図6】マイクロコンピュータにおける第2の演算手段
の動作を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of a second arithmetic unit in the microcomputer.

【図7】従来の動き補正装置の動作を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of a conventional motion compensation device.

【図8】従来の動き補正装置による検出エリアの設定状
況を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a setting state of a detection area by a conventional motion correction device.

【図9】検出した動きベクトルにより画面ゆれを補正す
る動作の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of an operation of correcting screen shake based on a detected motion vector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 マイクロコンピュータ 30 動きベクトル検出手段 40 動き補正手段 12 microcomputer 30 motion vector detecting means 40 motion correcting means

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 映像信号の情報から画面上に設定された
ゆれ検出エリア内の明るさの重心位置を各フィールド毎
に検出する重心位置検出手段と、 上記重心位置手段により検出された各フィールドの明る
さの重心位置の差を動きベクトルとして検出する動きベ
クトル検出手段と、 上記動きベクトル検出手段により検出された動きベクト
ルに基づいて画面の位置補正を行う動き補正手段と、 画面上に設定された動き検出エリア内の明るさのピーク
位置を各フィールド毎に検出する明るさピーク位置検出
手段と、 上記各フィールド毎の明るさピーク位置から明るさピー
ク位置の移動ベクトルを検出する移動ベクトル検出手段
と、 画面上に設定された動き検出エリア内の明るさの分布状
態を上記移動ベクトルによって判別する特徴抽出手段
と、 上記特徴抽出手段によって、上記移動ベクトルが所定の
値より大きいと判別されたときは、映像信号の情報を反
転させて上記重心位置検出手段により明るさの重心位置
を求め、該明るさの重心位置から上記動きベクトル検出
手段により検出された動きベクトルにより画面の位置補
正を行い、 上記移動ベクトルが所定の値より小さいと判別されたと
きは、上記動きベクトル検出手段により検出された動き
ベクトルにより画面の位置補正を行うように制御する制
御手段とを備えた ことを特徴とする動き補正装置。
1. An information processing apparatus which is set on a screen from information of a video signal.
The center of gravity of brightness in the shake detection area is set for each field.
Center position detecting means for detecting the brightness of each field detected by the center position detecting means.
Motion vector that detects the difference between the centroid positions of
Vector detecting means , and a motion vector detected by the motion vector detecting means.
Motion correction means for correcting the position of the screen based on the screen, and the brightness peak within the motion detection area set on the screen
Brightness peak position detection that detects the position for each field
Means and the brightness peak position from the brightness peak position for each field.
Movement vector detecting means for detecting the movement vector of the lock position
And the brightness distribution in the motion detection area set on the screen
Feature extraction means for determining the state based on the movement vector
And the feature extraction means determines that the movement vector
If it is determined that the value is larger than the value,
And the brightness center of gravity position is detected by the center of gravity position detection means.
And the motion vector is detected from the position of the center of gravity of the brightness.
Screen position based on the motion vector detected by the
Positive, and it is determined that the movement vector is smaller than a predetermined value.
The motion detected by the motion vector detecting means.
Control to perform screen position correction by vector
A motion compensating device comprising a control means .
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