JP3751800B2 - Apparatus and method for correcting shake of imaging apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばビデオカメラの揺れによる映像信号中の画像の動きを補正する撮像装置の揺れ補正装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、例えば野外監視に用いられるビデオカメラは、設置する場所によっては風などの外的要因によりビデオカメラごと揺すられる場合がある。例えば道路監視において、ポールにビデオカメラを取り付けた場合に、風や自動車の振動によってポールが揺すられてそこに取り付けたビデオカメラも同様に揺すられる。その場合、ビデオカメラの映像は、ポールの揺れに伴って画角が変動し大変見苦しいものとなる。
【0003】
このような問題に対し、従来のビデオカメラでは、揺れ補正回路を追加して、揺れによる最終映像信号中の画像の動きを低減させ、揺れを目立たないようにしている。この種の揺れ補正回路では、撮像素子で得られ、時間的に連続する画面間の動きベクトルを検出し、この検出結果からビデオカメラが揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する第1の手法や、ビデオカメラの揺れ量を物理的に検出する角速度センサを使用して、この角速度センサによる検出結果から映像信号中の画像の動きを補正する第2の手法が採用されている。
【0004】
なお、上記の各手法による揺れ補正技術に関しては、特開平11−275441号、特公平5−23545号にその詳細が記載されているので、ここではその説明を省略する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記第1の手法では、検出精度が高く、個体差、経年変化によるばらつきがなく、メモリ切り出しを実際の動いた量(画素ピッチ)そのもので行なうことができるが、以下のような問題点を有している。
(1)動きのある被写体に対しては、ビデオカメラの動きではなく被写体の動きをベクトル量として検出してしまう。
(2)コントラストの少ない被写体(暗い被写体を含む)ではベクトルを上手く検出できない。
(3)高感度モードでは映像の露光サンプル時間が低下するため補正が困難となる。
【0006】
また、上記第2の手法では、ビデオカメラの揺れそのものを検出するため、動きベクトルのように被写体(映像信号)の状態に影響されない。しかし、以下のような問題点を有している。
(4)ビデオカメラの取り付け状態により、動きに回転が伴わない場合は検出信号が小さくなる。
(5)センサ出力はアナログ微小信号のためノイズに弱い。そのため、レンズのズームで画像を拡大した場合にはビデオカメラの揺れに対する映像の動き量が大きくなり、単位画素(映像に換算した揺れ量)あたりのセンサ出力信号が小さくなってしまい、SNが悪く検出精度が悪化する。
(6)センサ出力のばらつき(感度、オフセット)が大きい。
そこで、この発明の目的は、センサ出力の個体差によるばらつきや、撮像装置の設置条件による撮像装置の実際の揺れと回転運動の変換率との違いに影響されることなく、撮像装置の揺れの検出精度を向上させることが可能で、撮像装置の揺れによる画像の動きを確実に補正し得る撮像装置の揺れ補正装置及び方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る撮像装置の揺れ補正装置は、撮像素子から出力される映像信号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、この動きベクトル検出手段による検出結果に基づいて撮像装置が揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する動き補正手段とを備える撮像装置の揺れ補正装置において、撮像装置の揺れ量を物理的に検出する物理センサと、この物理センサの出力を任意の増幅率で増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力信号を動きベクトル検出手段で検出される動きベクトル相当の信号に変換する信号変換手段と、外部から与えられる制御指示に応じて、信号変換手段の出力信号が動きベクトル検出手段の出力信号と略一致するように増幅手段の増幅率を制御する増幅制御手段と、信号変換手段の出力信号と動きベクトル検出手段の出力信号とを比較して動きベクトルの信頼性を判断し、その信頼性の度合いに応じて、動き補正手段に対して処理の実行・停止を制御する実行・停止制御手段とを備えるようにしたものである。
【0008】
この構成では、動きベクトルを利用して撮像装置が揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する場合に、物理センサを利用して実際の撮像装置の揺れ量を検出し、動きベクトルの大きさに対して物理センサで検出される揺れ量がわずかである場合には、動きベクトルの信頼性が低いものと判断して、動き補正処理を停止させるようにしている。このとき、両者の比較において、物理センサ出力の個体差によるばらつきや、撮像装置の設置条件による撮像装置の実際の揺れと回転運動の変換率との違いが問題となる。そこで、撮像装置の設置時に撮像装置が揺れた状態にして、スイッチ等による制御操作で、動きベクトル相当の信号と映像信号から検出した動きベクトルの検出信号とが略一致するように物理センサ出力に対する増幅率を制御しておくことで、上記の問題を解決し、物理センサによる揺れ量検出精度を向上させるとともに、物理センサ出力と動きベクトルとの比較判定精度を向上させるようにしている。
【0009】
この発明に係る撮像装置の揺れ補正装置は、撮像装置の揺れ量を物理的に検出する物理センサと、この物理センサにより検出された撮像装置の揺れ量に基づいて撮像素子から出力される映像信号中の画像の動きを補正する動き補正手段とを備える撮像装置の揺れ補正装置において、撮像素子から出力される映像信号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、物理センサの出力を任意の増幅率で増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力信号を動きベクトル検出手段で検出される動きベクトル相当の信号に変換し、動き補正手段に与える信号変換手段と、外部からの制御指示に応じて、信号変換手段の出力信号が動きベクトル検出手段の出力信号と略一致するように増幅手段の増幅率を制御する増幅制御手段とを備えるようにしたものである。
【0010】
この構成では、物理センサを利用して撮像装置が揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する場合に、物理センサ出力の個体差によるばらつきや、撮像装置の設置条件による撮像装置の実際の揺れと回転運動の変換率との違いが問題となることに着目し、撮像装置の設置時に撮像装置が揺れた状態にして、スイッチ等の制御操作で、物理センサの出力を増幅し、動きベクトル相当の信号に変換した上で動きベクトルと比較し、両者が略一致するように物理センサ出力に対する増幅率を制御しておくことで、上記の問題を解決し、物理センサによる揺れ量検出精度を向上させている。
【0011】
また、上記構成において、増幅制御手段は、制御動作時に信号変換手段の出力信号と動きベクトル検出手段による検出信号とが略一致した時の制御結果を格納する記憶手段を備え、外部からの制御指示が与えられない場合に、記憶手段に格納された制御結果に対応する増幅率を増幅手段に設定することを特徴とする。
【0012】
この構成では、撮像装置を設置する際や制御操作があった時にのみ、物理センサ出力に対する増幅率の制御を行ない、その時に動きベクトル相当の信号と映像信号から検出される動きベクトルとが略一致した時の制御結果を記憶手段に記憶しておけば、以後、記憶手段に記憶された制御結果に対応する増幅率が増幅手段に設定され、制御操作なしでその設置場所における物理センサの揺れ量検出精度を維持することができ、被写体の状態に影響されることなく撮像装置が揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正することができる。また、設置場所が変わって制御操作がある度に、記憶手段に格納される制御結果が更新されるため、設置条件や経年変化にも対応可能である。
【0013】
また、上記構成において、記憶手段は、信号変換手段の出力信号と動きベクトル検出手段による検出信号との比較結果に応じた増幅率を記憶し、増幅制御手段は、外部からの制御指示が与えられない場合に、信号変換手段の出力信号と動きベクトル検出手段による検出信号とを比較し、この比較結果に対応する増幅率を記憶手段から読み出して増幅手段に設定することを特徴とする。
【0014】
この構成では、記憶手段に信号変換手段の出力信号と動きベクトル検出手段による検出信号との比較結果に応じた増幅率を記憶しておくことで、制御操作なしの状態で、実際の撮像装置の揺れ量に対応して、映像信号中の画像の動きの補正をきめ細かに行なうことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
(第1の実施形態)
図1は、この発明に係わるビデオカメラの揺れ補正装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【0017】
図1において、ズームレンズ1を介して撮像した映像は、撮像素子2により電気信号に変換されてサンプル・ホールド回路(S/H回路)3にサンプリング処理が施される。このサンプル・ホールド回路3の出力信号は、A/D(アナログ/デジタル)変換器4でデジタル信号に変換され、信号処理回路5でホワイトバランス、ガンマ補正、ディテール等の処理が施され、メモリ6に格納される。
【0018】
A/D変換器4の出力信号は、動きベクトル検出回路7にも入力され、動きベクトル信号S1を得る。この動きベクトル信号S1は、画素が単位時間あたり(例えば1フィールド)何画素動いたかをX,Y方向について示すものである。この動きベクトル信号S1はメモリ制御回路8及びマイクロコンピュータ10に入力される。メモリ制御回路8は、入力されたベクトル量(ビデオカメラの動き量)に応じてそれを打ち消すようにメモリ6の書き込みエリアから切り出しエリアを決定してメモリ6の読み出し制御を行なう。メモリ6の出力信号は、テレビモニタの画角に合わせるために、電子ズーム回路9で拡大してエンコーダ11でNTSCビデオ信号に変換し、D/A(デジタル/アナログ)変換器12によってアナログの最終ビデオ出力信号を得る。
【0019】
マイクロコンピュータ10は、A/D変換部102、補正部103、ゲイン制御部104、不揮発性メモリ105、比較判定部106で構成される。
【0020】
A/D変換部102には、ビデオカメラの揺れ量を物理的に検出する角速度センサ13の出力をAGC(オート・ゲイン・コントローラ)15で任意の増幅率で増幅した信号が入力される。なお、角速度センサ13は、水平方向用及び垂直方向用の二重構成のセンサであり、AGCアンプ15も各方向の検出信号を増幅する二重構成のアンプである。
【0021】
このAGCアンプ15の増幅信号は、A/D変換部102でデジタル信号に変換され、補正部103によって動きベクトル検出回路7で検出される動きベクトル相当の信号S2に変換されて後、ゲイン制御部104及び比較判定部106にそれぞれ供給される。補正部103は、ズームレンズ1のズーム位置によって補正量を変えることによりどのズーム位置において動きベクトル相当の信号が得られるように補正処理を行なう。
【0022】
ゲイン制御部104は、動きベクトル検出回路7からの動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2とを比較し、この比較結果信号S4をAGCアンプ15に出力して増幅率を制御する。また、ゲイン制御部104は、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2とが一致した時の増幅設定値を不揮発性メモリ105に記憶する。
【0023】
比較判定部106は、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2とを比較しその相関を見ることにより、動きベクトル信号S1がビデオカメラの揺れ量であるか、被写体が動いた量であるかを判定し、この判定結果に基づいて、メモリ制御回路8を制御する。
【0024】
また、ゲイン制御部104は、スイッチ(SW)14により制御開始の通知S5を受けると、S1とS2が一致するようにAGCアンプ15の増幅率を制御し、一致した時の増幅設定値を不揮発性メモリ105に記憶する。以後、AGCアンプ104は不揮発性メモリ105に記憶した増幅設定値で動作する。
【0025】
スイッチ14による制御開始の操作は、製造ラインのある振動治具上、あるいは実際にビデオカメラを設置した状態でビデオカメラが揺れている状態の時に行なう。これにより、角速度センサ13のばらつき、設置場所の条件による影響を吸収することができ、比較判定部106の精度を向上(しきい値を小さく設定できる)することができ、誤判定を防止することが可能である。
【0026】
次に、上記構成における揺れ補正の原理について図2を参照して説明する。 メモリ6において、メモリ切り出しエリア(実際に読み出す範囲)は、メモリ制御回路8によりビデオカメラの動いた方向と逆に移動される。読み出し信号は、実際の撮像範囲より小さくなるため、電子ズーム回路9によって電子ズームで拡大し、テレビモニタの画角に合わせる。
【0027】
次に、上記比較判定部106における相関判定方法について図3を参照して説明する。
比較判定部106では、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2との差をとり、その値がしきい値範囲内であれば動きベクトルはビデオカメラの動きを検出したものと判断する。すなわち、角速度センサ13の出力は、ビデオカメラの動きのみに反応するため、角速度センサ13の検出結果との相関が強ければビデオカメラの揺れを検出したものと判断できる。なお、判定にしきい値を持たせているのは、角速度センサ13の出力は個体差によるばらつき、ビデオカメラの取り付け状態によるビデオカメラの実際の揺れと角速度の変換率との違いにより、補正後の信号であっても実際の動きベクトルとの関係がばらつく(完全には一致しない)ためである。
【0028】
次に、上記比較判定部106の動作を図4のフローチャートを参照して説明する。
まず、比較判定部106は、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2との差分値αを求め(ステップa1)、この差分値αがしきい値THより小さいか否かを判断する(ステップa2)。ここで、差分値αがしきい値THより大きいならば(No)、比較判定部106は、メモリ制御回路8の画像動き補正処理を停止させる(ステップa3)。
【0029】
これに対して、差分値αがしきい値未満であるならば比較判定部106は、メモリ制御回路8に対し画像動き補正の制御指示S3を与える(ステップa4)。
【0030】
これにより、角速度センサ13のばらつき(個体差、経年変化)、ビデオカメラの設置場所の条件による角速度センサ13の検出感度の影響を吸収し、比較判定部106の精度を向上(しきい値を小さく設定できる)することができ、誤判定を防止することが可能となる。
【0031】
以上のように上記第1の実施形態では、動きベクトルを利用してビデオカメラが揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する場合に、角速度センサ13を利用して実際のビデオカメラの揺れ量を検出し、この角速度センサ13の出力をAGCアンプ15で増幅し、補正部103で動きベクトル相当の信号S2に変換した上で、比較判定部106によって動きベクトル信号S1と比較して動きベクトルの信頼性を判断し、この判断結果に基づいて動きベクトルの信頼性がある程度得られるときに、メモリ制御回路8に対し補正処理を実行させ、信頼性が低い場合に、メモリ制御回路8の処理を停止させるようにしている。
【0032】
このため、動きベクトルの大きさに対して角速度センサ13で検出されるビデオカメラの揺れ量がわずかである場合に、動きベクトルの信頼性が低いものと判断でき、メモリ制御回路8の処理を停止させることで、動きベクトルの信頼性が低い時に映像信号中の画像の動きを補正することを防止できる。
【0033】
また、ゲイン制御部104は、ビデオカメラの設置時に、ビデオカメラが揺れた状態で、スイッチ14による制御開始の通知S5を受けることで、動きベクトル相当の信号S2と動きベクトル信号S1とを比較し、両者が略一致するようにAGCアンプ15の増幅率を制御するので、角速度センサ13の出力の個体差によるばらつきや、ビデオカメラの設置条件によるビデオカメラの実際の揺れと回転運動の変換率との違いを解消し、角速度センサ13による揺れ量検出精度及び比較判定部106の比較判定精度を向上させることができる。
【0034】
さらに、ゲイン制御部104は、制御動作時に、動きベクトル相当の信号S2と動きベクトル信号S1とが略一致した時の増幅設定値を不揮発性メモリ105に記憶し、スイッチ14による制御操作がない状態で、不揮発性メモリ105に記憶された増幅設定値を読み出して、AGCアンプ15に設定するようにしている。
【0035】
このようにすることで、スイッチ14による制御操作なしの状態でその設置場所における角速度センサ13の揺れ量検出精度を維持することができ、被写体の状態に影響されることなくビデオカメラが揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正することができる。また、設置場所が変わってスイッチ14による制御操作がある度に、不揮発性メモリ105に記憶される増幅設定値が更新されるため、種々の設置条件や経年変化にも対応可能である。
【0036】
(第2の実施形態)
図5はこの発明に係るビデオカメラの揺れ補正装置の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。なお、図5において上記図1と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
【0037】
図1と異なる点は、メモリ制御回路8の制御処理を角速度センサ13の検出結果に基づいて行っていることにある。角速度センサ13はビデオカメラの動きそのものを検出しているため、上記第1の実施形態で使用していた比較判定部106が不要となる。すなわち、メモリ制御回路8には補正部103の出力信号S2が入力され、その信号S2に基づいてメモリの切り出し制御が行われる。
【0038】
この第2の実施形態では、角速度センサ13を利用してビデオカメラが揺れたことによる映像信号中の画像の動きを補正する場合に、角速度センサ13出力の個体差によるばらつきや、ビデオカメラの設置条件によるビデオカメラの実際の揺れと回転運動の変換率との違いが問題となることに着目し、ビデオカメラの設置時にビデオカメラを揺らした状態にして、スイッチ14による制御操作で、角速度センサ13の出力をAGCアンプ15で増幅し、補正部103によって動きベクトル相当の信号S2に変換した上でゲイン制御部104で動きベクトル信号S1と比較し、両者が略一致するようにAGCアンプ15の増幅率を制御しておくことで、角速度センサ13による揺れ量検出精度を向上させている。この際、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2とが略一致した時の増幅設定値を不揮発性メモリ105に記憶しておくようにし、以後、スイッチ14による制御操作がない場合に、この不揮発性メモリ105に記憶された増幅設定値をAGCアンプ15に設定しておくようにしている。
【0039】
このため、スイッチ14による制御操作を行なわない場合でも、角速度センサ13出力の個体差によるばらつきや、ビデオカメラの設置条件によるビデオカメラの実際の揺れと回転運動の変換率との違いに影響されることなく、また、被写体の状態に影響されることなく角速度センサ13の揺れ量検出精度を向上させた上で、ビデオカメラが揺れたことによる画像の動きを確実に補正することができる。
【0040】
(その他の実施形態)
この発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば不揮発性メモリ105に動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2との比較結果に応じた増幅設定値を記憶しておくようにしてもよい。この場合、ゲイン制御部104は、スイッチ14による制御開始の通知S5がなくても、動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2とを常に比較し、この比較結果に対応する増幅設定値を不揮発性メモリ105から読み出してAGCアンプ15に設定する。
【0041】
このように、不揮発性メモリ105に動きベクトル信号S1と補正部103の出力信号S2との比較結果に応じた増幅設定値を記憶しておくことで、スイッチ14による制御操作なしの状態で、実際のビデオカメラの揺れ量に対応して、撮像素子2により得られる映像信号中の画像の動きをきめ細かに補正することができる。
【0042】
また、上記各実施形態では、マイクロコンピュータ10内の各部をハードウェア構成としているが、ソフトウェア構成であっても同様に実施可能である。
【0043】
その他、ビデオカメラの構成や種類、角速度センサの種類、不揮発性メモリの記憶内容についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々変形して実施可能である。
【0044】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、撮像装置の設置場所が変わった場合でも簡単な制御操作を行なうだけで角速度センサの検出感度を補正することができ、これによりセンサ出力の経年変化、個体差によるばらつきや、撮像装置の設置条件による撮像装置の実際の揺れと回転運動の変換率との違いに影響されることなく、撮像装置が揺れたことによる映像信号中の画像の動きを確実に補正し得る撮像装置の揺れ補正装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わるビデオカメラの揺れ補正装置の第1の実施形態の構成を示すブロック図。
【図2】同第1の実施形態における揺れ補正の原理を説明するために示す図。
【図3】上記図1に示した比較判定部における相関判定方法を説明するために示す図。
【図4】上記図1に示した比較判定部の動作を説明するために示すフローチャート。
【図5】この発明に係る第2の実施形態のビデオカメラの揺れ補正装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
1…ズームレンズ、
2…撮像素子、
3…サンプル・ホールド回路(S/H回路)、
4…A/D変換器、
5…信号処理回路、
6…メモリ、
7…動きベクトル検出回路、
8…メモリ制御回路、
9…電子ズーム回路、
10…マイクロコンピュータ、
11…エンコーダ、
12…D/A変換器、
13…角速度センサ、
14…スイッチ(SW)
15…AGC(オート・ゲイン・コントローラ)アンプ、
102…A/D変換部、
103…補正部、
104…ゲイン制御部、
105…不揮発性メモリ、
106…比較判定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shake correction apparatus and method for an image pickup apparatus that corrects a motion of an image in a video signal caused by a shake of a video camera, for example.
[0002]
[Prior art]
As is well known, for example, a video camera used for field monitoring may be shaken together with the video camera due to external factors such as wind depending on the installation location. For example, in a road surveillance, when a video camera is attached to a pole, the video camera attached to the pole is shaken in the same manner as the pole is shaken by wind or car vibration. In that case, the image of the video camera becomes very unsightly because the angle of view fluctuates with the shaking of the pole.
[0003]
In order to solve such a problem, the conventional video camera adds a shake correction circuit to reduce the movement of the image in the final video signal due to the shake so that the shake is not noticeable. In this type of shake correction circuit, a motion vector between temporally continuous screens obtained by the image sensor is detected, and the motion of the image in the video signal due to the shake of the video camera is corrected based on the detection result. The first method or the second method for correcting the motion of the image in the video signal from the detection result of the angular velocity sensor using the angular velocity sensor that physically detects the amount of shaking of the video camera is employed.
[0004]
The details of the shake correction technique by the above-described methods are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-275441 and Japanese Patent Publication No. 5-23545, and the description thereof is omitted here.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the first method, the detection accuracy is high, there is no variation due to individual differences and aging, and the memory extraction can be performed with the actual amount of movement (pixel pitch) itself. have.
(1) For a moving subject, the motion of the subject is detected as a vector quantity instead of the motion of the video camera.
(2) Vectors cannot be detected well for subjects with low contrast (including dark subjects).
(3) In the high sensitivity mode, correction becomes difficult because the exposure sample time of the video is reduced.
[0006]
Further, in the second method, since the video camera itself is detected, it is not affected by the state of the subject (video signal) like the motion vector. However, it has the following problems.
(4) The detection signal is small when the movement is not accompanied by rotation depending on the video camera mounting state.
(5) The sensor output is weak against noise because it is an analog minute signal. For this reason, when the image is enlarged by zooming the lens, the amount of motion of the video with respect to the shake of the video camera increases, the sensor output signal per unit pixel (the amount of shake converted to the video) decreases, and the SN is poor. Detection accuracy deteriorates.
(6) Variation in sensor output (sensitivity, offset) is large.
Therefore, the object of the present invention is to avoid fluctuations in the imaging device without being affected by variations in sensor output due to individual differences and differences between the actual shaking of the imaging device due to installation conditions of the imaging device and the conversion rate of the rotational motion. An object of the present invention is to provide a shake correction apparatus and method for an imaging apparatus that can improve detection accuracy and can reliably correct the movement of an image due to the shake of the imaging apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The shake correction apparatus for an image pickup apparatus according to the present invention includes a motion vector detection unit that detects a motion vector from a video signal output from an image pickup device, and a shake of the image pickup apparatus based on a detection result by the motion vector detection unit. In a shake correction apparatus for an imaging apparatus that includes a motion correction unit that corrects a motion of an image in a video signal, a physical sensor that physically detects the shake amount of the imaging apparatus, and an output of the physical sensor at an arbitrary amplification factor Amplifying means for amplifying, signal converting means for converting an output signal of the amplifying means into a signal corresponding to a motion vector detected by the motion vector detecting means, and an output signal of the signal converting means in accordance with a control instruction given from the outside Amplification control means for controlling the amplification factor of the amplification means so that the output signal of the motion vector detection means substantially coincides with the output signal of the signal conversion means and the motion An execution / stop control means for judging the reliability of the motion vector by comparing the output signal of the shuttle detection means, and controlling the execution / stop of the process for the motion correction means according to the degree of the reliability. It is intended to provide.
[0008]
In this configuration, when correcting the motion of the image in the video signal due to the shaking of the imaging device using the motion vector, the actual amount of shaking of the imaging device is detected using the physical sensor, and the motion vector When the amount of shaking detected by the physical sensor with respect to the magnitude is small, it is determined that the reliability of the motion vector is low, and the motion correction process is stopped. At this time, in the comparison between the two, problems due to variations in individual output of the physical sensor and differences between the conversion rate of the actual shaking of the imaging device and the rotational motion due to the installation conditions of the imaging device become a problem. Therefore, when the imaging apparatus is installed, the imaging apparatus is shaken, and a control operation using a switch or the like is performed so that the motion vector equivalent signal and the motion vector detection signal detected from the video signal are substantially matched. By controlling the amplification factor, the above-mentioned problems are solved, and the shake detection accuracy by the physical sensor is improved, and the accuracy of comparison and determination between the physical sensor output and the motion vector is improved.
[0009]
A shake correction apparatus for an image pickup apparatus according to the present invention includes a physical sensor that physically detects a shake amount of the image pickup apparatus, and a video signal output from the image sensor based on the shake amount of the image pickup apparatus detected by the physical sensor. In a shake correction apparatus for an image pickup apparatus comprising a motion correction means for correcting the movement of an image in the image, a motion vector detection means for detecting a motion vector from a video signal output from the image sensor, and an arbitrary amplification of the output of the physical sensor Amplifying means for amplifying at a rate, a signal converting means for converting the output signal of the amplifying means into a signal corresponding to a motion vector detected by the motion vector detecting means, and giving to the motion correcting means, and according to a control instruction from the outside And an amplification control means for controlling the amplification factor of the amplifying means so that the output signal of the signal converting means substantially coincides with the output signal of the motion vector detecting means. Than it is.
[0010]
In this configuration, when the movement of the image in the video signal due to the shaking of the imaging device using the physical sensor is corrected, the variation of the physical sensor output due to individual differences and the actual imaging device depending on the installation conditions of the imaging device. Focusing on the problem of the difference between the fluctuation of the vibration and the conversion rate of the rotational motion, the imaging device is shaken when the imaging device is installed, the output of the physical sensor is amplified by the control operation such as a switch, and the movement By converting the signal into a vector-equivalent signal, comparing it with the motion vector, and controlling the amplification factor for the physical sensor output so that the two are almost the same, the above problem is solved, and the amount of shake detection by the physical sensor is detected. Has improved.
[0011]
Further, in the above configuration, the amplification control means includes storage means for storing a control result when the output signal of the signal conversion means and the detection signal by the motion vector detection means substantially coincide with each other during the control operation. Is not provided, the amplification factor corresponding to the control result stored in the storage unit is set in the amplification unit.
[0012]
In this configuration, only when the image pickup device is installed or when there is a control operation, the amplification factor is controlled for the physical sensor output, and the signal corresponding to the motion vector and the motion vector detected from the video signal at that time are substantially the same. If the control result is stored in the storage means, then the amplification factor corresponding to the control result stored in the storage means is set in the amplification means, and the physical sensor shake amount at the installation location without the control operation The detection accuracy can be maintained, and the motion of the image in the video signal due to the shaking of the imaging device can be corrected without being affected by the state of the subject. In addition, since the control result stored in the storage means is updated each time the installation location is changed and a control operation is performed, it is possible to deal with installation conditions and secular changes.
[0013]
In the above configuration, the storage means stores an amplification factor according to the comparison result between the output signal of the signal conversion means and the detection signal of the motion vector detection means, and the amplification control means is given a control instruction from the outside. If not, the output signal of the signal conversion means is compared with the detection signal from the motion vector detection means, and the amplification factor corresponding to the comparison result is read from the storage means and set in the amplification means.
[0014]
In this configuration, an amplification factor corresponding to the comparison result between the output signal of the signal conversion unit and the detection signal of the motion vector detection unit is stored in the storage unit, so that the actual imaging apparatus can be used without a control operation. Corresponding to the amount of shaking, the movement of the image in the video signal can be finely corrected.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a video camera shake correcting apparatus according to the present invention.
[0017]
In FIG. 1, an image picked up via the
[0018]
The output signal of the A /
[0019]
The
[0020]
The A /
[0021]
The amplified signal of the
[0022]
The
[0023]
The comparison /
[0024]
Further, when receiving the control start notification S5 from the switch (SW) 14, the
[0025]
The control start operation by the
[0026]
Next, the principle of shake correction in the above configuration will be described with reference to FIG. In the memory 6, the memory cut-out area (the actual reading range) is moved by the
[0027]
Next, a correlation determination method in the
The
[0028]
Next, the operation of the
First, the comparison /
[0029]
On the other hand, if the difference value α is less than the threshold value, the comparison /
[0030]
As a result, the influence of the detection sensitivity of the
[0031]
As described above, in the first embodiment, when the motion of the image in the video signal due to the shake of the video camera is corrected using the motion vector, the
[0032]
For this reason, when the amount of shaking of the video camera detected by the
[0033]
Further, the
[0034]
Further, the
[0035]
In this way, the accuracy of detecting the amount of shaking of the
[0036]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the video camera shake correcting apparatus according to the present invention. 5, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be described here.
[0037]
The difference from FIG. 1 is that the control process of the
[0038]
In the second embodiment, when the motion of the image in the video signal due to the shaking of the video camera using the
[0039]
For this reason, even when the control operation by the
[0040]
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the
[0041]
In this way, by storing the amplification set value according to the comparison result between the motion vector signal S1 and the output signal S2 of the
[0042]
Further, in each of the above embodiments, each part in the
[0043]
In addition, the configuration and type of the video camera, the type of angular velocity sensor, and the content stored in the nonvolatile memory can be variously modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
[0044]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even when the installation location of the imaging device is changed, the detection sensitivity of the angular velocity sensor can be corrected only by performing a simple control operation. Ensures the movement of the image in the video signal due to the shaking of the imaging device without being affected by variations due to individual differences or the difference between the actual shaking of the imaging device due to the installation conditions of the imaging device and the conversion rate of the rotational motion It is possible to provide a shake correction apparatus and method for an imaging apparatus that can correct the image to the minimum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a shake correction apparatus for a video camera according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the principle of shake correction in the first embodiment;
FIG. 3 is a view for explaining a correlation determination method in the comparison determination unit shown in FIG. 1;
4 is a flowchart shown for explaining the operation of the comparison / determination unit shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a video camera shake correction apparatus according to a second embodiment of the present invention;
[Explanation of symbols]
1 ... zoom lens,
2 ... Image sensor,
3. Sample hold circuit (S / H circuit),
4 ... A / D converter,
5 ... Signal processing circuit,
6 ... Memory,
7: Motion vector detection circuit,
8: Memory control circuit,
9 ... Electronic zoom circuit,
10 ... Microcomputer,
11: Encoder,
12 ... D / A converter,
13 ... Angular velocity sensor,
14 ... Switch (SW)
15 ... AGC (auto gain controller) amplifier,
102 ... A / D converter,
103 ... correction part,
104: Gain control unit,
105 ... non-volatile memory,
106: Comparison determination unit.
Claims (6)
前記撮像装置の揺れ量を物理的に検出する物理センサと、
この物理センサの出力を任意の増幅率で増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力信号を前記動きベクトル検出手段で検出される動きベクトル相当の信号に変換する信号変換手段と、
外部から与えられる制御指示に応じて、前記信号変換手段の出力信号が前記動きベクトル検出手段の出力信号と略一致するように前記増幅手段の増幅率を制御する増幅制御手段と、
前記信号変換手段の出力信号と前記動きベクトル検出手段の出力信号とを比較して動きベクトルの信頼性を判断し、その信頼性の度合いに応じて、前記動き補正手段に対して処理の実行・停止を制御する実行・停止制御手段とを具備してなることを特徴とする撮像装置の揺れ補正装置。Motion vector detection means for detecting a motion vector from the video signal output from the image sensor, and motion correction for correcting the motion of the image in the video signal due to the shaking of the imaging device based on the detection result by the motion vector detection means A shake correction apparatus for an imaging apparatus comprising:
A physical sensor that physically detects the amount of shaking of the imaging device;
Amplifying means for amplifying the output of this physical sensor at an arbitrary amplification factor;
A signal conversion means for converting the output signal of the amplification means into a signal corresponding to a motion vector detected by the motion vector detection means;
Amplification control means for controlling the amplification factor of the amplification means so that the output signal of the signal conversion means substantially coincides with the output signal of the motion vector detection means in response to a control instruction given from the outside,
The output signal of the signal conversion means and the output signal of the motion vector detection means are compared to determine the reliability of the motion vector, and depending on the degree of the reliability, A shake correction apparatus for an image pickup apparatus, comprising execution / stop control means for controlling stop.
前記撮像素子から出力される映像信号から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
前記物理センサの出力を任意の増幅率で増幅する増幅手段と、
この増幅手段の出力信号を前記動きベクトル検出手段で検出される動きベクトル相当の信号に変換し、前記動き補正手段に与える信号変換手段と、
外部からの制御指示に応じて、前記信号変換手段の出力信号が前記動きベクトル検出手段の出力信号と略一致するように前記増幅手段の増幅率を制御する増幅制御手段とを具備してなることを特徴とする撮像装置の揺れ補正装置。A physical sensor that physically detects the amount of shaking of the imaging device, and a motion correction unit that corrects the motion of the image in the video signal output from the imaging device based on the amount of shaking of the imaging device detected by the physical sensor In a shake correction device for an imaging device comprising:
Motion vector detection means for detecting a motion vector from a video signal output from the image sensor;
Amplifying means for amplifying the output of the physical sensor at an arbitrary amplification factor;
A signal converting means for converting the output signal of the amplifying means into a signal corresponding to a motion vector detected by the motion vector detecting means, and giving the signal to the motion correcting means;
Amplification control means for controlling the amplification factor of the amplification means so that the output signal of the signal conversion means substantially matches the output signal of the motion vector detection means in response to an external control instruction. A shake correction apparatus for an image pickup apparatus characterized by the above.
前記増幅制御手段は、外部からの制御指示が与えられない場合に、前記信号変換手段の出力信号と前記動きベクトル検出手段による検出信号とを比較し、この比較結果に対応する増幅率を前記記憶手段から読み出して前記増幅手段に設定することを特徴とする請求項3記載の撮像装置の揺れ補正装置。The storage means stores an amplification factor according to a comparison result between the output signal of the signal conversion means and the detection signal of the motion vector detection means,
The amplification control means compares the output signal of the signal conversion means and the detection signal from the motion vector detection means when no external control instruction is given, and stores the amplification factor corresponding to the comparison result. 4. The shake correction apparatus for an image pickup apparatus according to claim 3, wherein the shake correction apparatus is read from the means and set in the amplification means.
物理センサにより前記撮像装置の揺れ量を物理的に検出し、
この物理センサの検出出力を任意の増幅率で増幅し、
この増信号を前記動きベクトル相当の信号に変換し、
外部から与えられる制御指示に応じて、前記動きベクトル相当の信号が前記映像信号から検出される動きベクトルと略一致するように前記物理センサ出力を増幅する際の増幅率を制御し、
前記動きベクトル相当の信号と前記映像信号から検出される動きベクトルとを比較して動きベクトルの信頼性を判断し、その信頼性の度合いに応じて動き補正処理の実行・停止を制御することを特徴とする撮像装置の揺れ補正方法。In a shake correction method for an imaging apparatus that detects a motion vector from a video signal output from an imaging element and corrects a motion of an image in the video signal due to the shaking of the imaging apparatus based on the detection result.
Physically detecting the amount of shaking of the imaging device by a physical sensor;
Amplify the detection output of this physical sensor with an arbitrary amplification factor,
This increased signal is converted into a signal corresponding to the motion vector,
In accordance with a control instruction given from the outside, the amplification factor when amplifying the physical sensor output is controlled so that a signal corresponding to the motion vector substantially matches a motion vector detected from the video signal,
Comparing the motion vector equivalent signal and the motion vector detected from the video signal to determine the reliability of the motion vector, and controlling the execution / stop of the motion correction process according to the degree of the reliability. A method for correcting shake of an imaging apparatus.
前記撮像素子から出力される映像信号から動きベクトルを検出し、
前記物理センサの出力を任意の増幅率で増幅し、
この増幅信号を前記映像信号から検出される動きベクトル相当の信号に変換し、この動きベクトル相当の信号により前記映像信号中の画像の動きを補正し、
外部からの制御指示に応じて、前記動きベクトル相当の信号が前記映像信号から検出される動きベクトルと略一致するように前記物理センサ出力を増幅する際の増幅率を制御することを特徴とする撮像装置の揺れ補正方法。In the shake correction method for an image pickup apparatus that corrects the movement of an image in a video signal output from an image pickup device based on the shake amount of the image pickup apparatus detected by a physical sensor,
Detecting a motion vector from a video signal output from the image sensor;
Amplify the output of the physical sensor at an arbitrary amplification factor,
The amplified signal is converted into a signal corresponding to a motion vector detected from the video signal, and the motion of the image in the video signal is corrected by the signal corresponding to the motion vector,
In accordance with an external control instruction, an amplification factor for amplifying the physical sensor output is controlled such that a signal corresponding to the motion vector substantially matches a motion vector detected from the video signal. A shake correction method for an imaging apparatus.
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