JP4469309B2 - Camera shake correction method, camera shake correction apparatus, and imaging apparatus - Google Patents

Camera shake correction method, camera shake correction apparatus, and imaging apparatus Download PDF

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Description

本発明は、手ぶれ補正方法に関し、さらに詳しくは、デジタルスチルカメラ及び携帯情報端末装置の手ぶれを補正する技術に関するものである。   The present invention relates to a camera shake correction method, and more particularly to a technique for correcting camera shake of a digital still camera and a portable information terminal device.

近年、デジタルスチルカメラにおいて、高画素化と小型化が進んでいる。それに伴い、手ぶれによる画質への影響が大きくなってきている。そこでこの手ぶれを補正する方法として、レンズやCCDをメカ的にシフトする方法があるが、この方法はコストアップの要因となり、手ぶれ補正のために新たな機構を設けるため小型化を妨げる要因となっている。
従来技術として特許文献1には、連続して複数枚の撮影を行い、各々の撮影画像に対応するデジタル画像データのずれベクトルを検出し、検出されたずれベクトルを基に少なくとも1つ以上の画像データについて補正することにより手ぶれ補正を行う方法が開示されている。
また他の従来技術として特許文献2、3、4には、連続して複数枚の撮影を行い、各々の撮影画像に対応するデジタル画像データのずれベクトルを検出し、検出されたずれベクトルを補正し、合成することにより手ぶれ補正を行う方法が開示されている。
また、特許文献5には、ぶれ軌跡データに基づきPSFを生成し、手ぶれ補正を行う方法が開示されている。
特開2002−247444公報 特開2004−266648公報 特開2000−341577公報 特開2003−087647公報 特開平11−134481号公報
In recent years, digital still cameras have been increased in size and size. Along with this, the effect on image quality due to camera shake is increasing. Therefore, as a method of correcting the camera shake, there is a method of mechanically shifting the lens and the CCD. However, this method causes an increase in cost, and a new mechanism is provided for correcting the camera shake, thereby preventing a reduction in size. ing.
As a conventional technique, Patent Document 1 discloses that a plurality of images are continuously shot, a shift vector of digital image data corresponding to each shot image is detected, and at least one image is based on the detected shift vector. A method of correcting camera shake by correcting data is disclosed.
Further, as other conventional techniques, Patent Documents 2, 3, and 4 continuously photograph a plurality of images, detect a deviation vector of digital image data corresponding to each photographed image, and correct the detected deviation vector. However, a method for correcting camera shake by combining the images is disclosed.
Patent Document 5 discloses a method of generating a PSF based on shake trajectory data and performing camera shake correction.
JP 2002-247444 A JP 2004-266648 A JP 2000-341577 A JP 2003-087647 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-134481

しかしながら、特許文献1に開示されている従来技術では、画像取得時間を短くすることのみで手ぶれによる画質への影響を抑えているので、補正誤差を十分に抑えることができない。
また特許文献2〜4に開示されている従来技術では、各々の画像データに対して手ぶれを抑えることができない。
また特許文献5に開示されている従来技術では、ぶれ軌跡データを取得する必要があるため、小型化を妨げるといった問題があり、推定されたPSFの誤差による影響を十分に抑えることができない。
本発明は、かかる課題に鑑み、ずれベクトルを基にPSFを算出して補正することにより、手ぶれによる画質への影響をさらに低減し、且つコストアップを抑えて小型化を可能とした手ぶれ補正方法及びそれを利用した撮像装置及び携帯情報端末装置を提供することを目的とする。
However, in the conventional technique disclosed in Patent Document 1, since the influence on image quality due to camera shake is suppressed only by shortening the image acquisition time, the correction error cannot be sufficiently suppressed.
In addition, in the conventional techniques disclosed in Patent Documents 2 to 4, camera shake cannot be suppressed for each image data.
In addition, the conventional technique disclosed in Patent Document 5 needs to acquire blur locus data, and thus has a problem of preventing miniaturization, and the influence of the estimated PSF error cannot be sufficiently suppressed.
In view of such problems, the present invention calculates and corrects a PSF based on a deviation vector, thereby further reducing the influence on image quality due to camera shake, and reducing the cost and reducing the size of the camera shake correction method. It is another object of the present invention to provide an imaging device and a portable information terminal device using the same.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、連続して撮影された複数枚の画像データを取得する取得手順と、該取得手順により取得された画像データから参照データとして検出する参照データ検出手順と、該参照データ検出手順により検出された参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出するずれベクトル検出手順と、該ずれベクトル検出手順により検出されたずれベクトルに基づいて点広がり関数を推定するPSF推定手順と、該PSF推定手順により推定した点広がり関数により前記各画像データを補正する補正手順と、該補正手順により補正された画像データと前記参照データとを合成する合成手順と、備えたことを特徴とする。
本発明での手ぶれ補正手順は、取得手順により複数枚の画像データを取得し、参照データ検出手順により取得した画像データの中から最も手ぶれの少ない画像データを参照データとする。そして参照データと他の画像データとのずれベクトルをずれベクトル検出手順により検出し、PSF推定手順により検出されたずれベクトルを基にPSF推定を行なう。次に補正手順により推定したPSFにより画像データをそれぞれ補正する。最後に合成手順により参照データと補正された画像データを合成する。尚、PSFとは点広がり関数(Point Spread Function)であり、一点から出た光がどのように広がるかを表す関数である。
請求項2は、前記ずれベクトル検出手順は、取得された情報を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを特徴とする。
請求項3は、前記ずれベクトル検出手順は、前記取得手順により取得された対象の画像データと当該対象の画像データの直前に取得された画像データとのずれベクトルや相互相関度の最大値を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを特徴とする。
本発明のずれベクトル検出手順の計算方法としては、相互相関度等がある。相互相関度で検出する場合、参照データとその他の画像データとの相互相関度の最大値の位置の差をずれベクトルとする。対象の画像データとその前に取得された画像データとのずれベクトルや相互相関度の最大値を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを行うことにより、手ぶれの大きい画像による影響を抑えることができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an acquisition procedure for acquiring a plurality of pieces of image data captured continuously, and a reference detected as reference data from the image data acquired by the acquisition procedure. A data detection procedure, a shift vector detection procedure for detecting a shift vector between the reference data detected by the reference data detection procedure and other image data, and a point spread based on the shift vector detected by the shift vector detection procedure PSF estimation procedure for estimating a function, correction procedure for correcting each image data by a point spread function estimated by the PSF estimation procedure, and a synthesis procedure for combining the image data corrected by the correction procedure and the reference data It is characterized by having provided.
In the camera shake correction procedure according to the present invention, a plurality of pieces of image data are acquired by the acquisition procedure, and image data with the least camera shake among the image data acquired by the reference data detection procedure is used as reference data. Then, a deviation vector between the reference data and the other image data is detected by a deviation vector detection procedure, and PSF estimation is performed based on the deviation vector detected by the PSF estimation procedure. Next, each image data is corrected by the PSF estimated by the correction procedure. Finally, the reference data and the corrected image data are synthesized by the synthesis procedure. Note that PSF is a point spread function, which is a function representing how light emitted from one point spreads.
According to a second aspect of the present invention, in the shift vector detection procedure, image data to be used for camera shake correction processing is selected based on the acquired information.
According to a third aspect of the present invention, the deviation vector detection procedure is based on a deviation vector between the target image data acquired by the acquisition procedure and the image data acquired immediately before the target image data, or a maximum value of a cross-correlation. And selecting image data to be used for camera shake correction processing.
As a calculation method of the shift vector detection procedure of the present invention, there is a cross-correlation degree or the like. When detecting by the cross-correlation degree, the difference in position of the maximum value of the cross-correlation degree between the reference data and the other image data is set as a shift vector. By selecting the image data to be used for camera shake correction processing based on the deviation vector between the target image data and the previously acquired image data and the maximum value of the cross-correlation, the effect of the image with large camera shake Can be suppressed.

請求項4は、前記参照データ検出手順は、前記取得手順により取得された画像データのうち、手ぶれが最も小さい画像データを参照データとして検出することを特徴とする。
取得された画像データから最も手ぶれが小さい画像データを参照データとすることが望ましい。このことにより、より精度良くずれベクトル検出が可能となる。
請求項5は、前記参照データ検出手順は、前記取得手順により取得された画像データのうち、最もコントラストが高い画像データを参照データとして検出することを特徴とする。
手ぶれが最も小さい画像データを検出する方法として、最もコントラストが高い画像データを最も手ぶれが小さい画像データとすることが挙げられる。その理由は、手ぶれが大きい画像データほどコントラストが下がると考えることができるためである。このことにより、より精度良くずれベクトル検出が可能となる。
請求項6は、前記ずれベクトル検出手順は、前記画像データに含まれる一部の領域を対象としてずれベクトルを検出することを特徴とする。
ずれベクトル検出手順による検出範囲を限定することで高速化できるので、画像データに含まれる一部の領域を対象としてずれベクトルを検出するのが好ましい。
請求項7は、前記ずれベクトル検出手順および前記補正手順は、前記画像データを座標変換することを特徴とする。
画像データの座標変換を行うことにより、より精度良くずれベクトル検出がされ、より良いPSF推定が可能となる。画像データの手ぶれによる傾き変化に対して補正することができ、且つ超解像が実現できる可能性がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the reference data detection procedure, image data with the smallest camera shake is detected as reference data among the image data acquired by the acquisition procedure.
It is desirable to use the image data with the smallest camera shake as the reference data from the acquired image data. As a result, the shift vector can be detected with higher accuracy.
According to a fifth aspect of the present invention, the reference data detection procedure detects image data having the highest contrast among the image data acquired by the acquisition procedure as reference data.
As a method for detecting the image data with the smallest camera shake, the image data with the highest contrast is made the image data with the smallest camera shake. The reason for this is that it can be considered that the image data with larger camera shake lowers the contrast. As a result, the shift vector can be detected with higher accuracy.
According to a sixth aspect of the present invention, in the shift vector detection procedure, a shift vector is detected for a partial area included in the image data.
Since the speed can be increased by limiting the detection range by the shift vector detection procedure, it is preferable to detect the shift vector for a part of the region included in the image data.
A seventh aspect of the present invention is characterized in that the deviation vector detection procedure and the correction procedure perform coordinate transformation of the image data.
By performing the coordinate conversion of the image data, the shift vector is detected with higher accuracy, and better PSF estimation is possible. There is a possibility that a change in tilt due to camera shake of image data can be corrected and super-resolution can be realized.

請求項8は、請求項1乃至7の何れか一項に記載の手ぶれ補正方法を備えたことを特徴とする。
本発明の手ぶれ補正方法を手ぶれ補正装置に備えることにより、装置の低コストや小型化が実現できる。
請求項9は、手ぶれ補正モードを設定した時に前記手ぶれ補正方法の処理を行うことを特徴とする。
本発明の手ぶれ補正装置は、通常モードの他に手ぶれ補正モードを備え、そのモードが設定されたときに手ぶれ補正方法の処理を行うものである。
請求項10は、請求項8又は9に記載の手ぶれ補正装置を備えたことを特徴とする。
デジタルスチルカメラや携帯情報端末装置に本発明の手ぶれ補正装置を備えることにより、小型で低コストにも関わらず優れた手ぶれ補正を行うことができる。
An eighth aspect of the present invention includes the camera shake correction method according to any one of the first to seventh aspects.
By providing the camera shake correction method of the present invention in the camera shake correction device, it is possible to realize low cost and downsizing of the device.
According to a ninth aspect of the present invention, when the camera shake correction mode is set, the process of the camera shake correction method is performed.
The camera shake correction apparatus according to the present invention includes a camera shake correction mode in addition to the normal mode, and performs processing of the camera shake correction method when the mode is set.
According to a tenth aspect of the present invention, the camera shake correction apparatus according to the eighth or ninth aspect is provided.
By providing the digital still camera and the portable information terminal device with the camera shake correction device of the present invention, it is possible to perform excellent camera shake correction despite the small size and low cost.

請求項1の発明によれば、複数枚における1枚当たりの画像取得時間が短くなることにより手ぶれが1/n倍になる。さらにずれベクトルを基にPSFを推定することから、更に良く手ぶれを補正することができる。
請求項2、3の発明によれば、手ぶれの大きい画像データによる影響を抑えることができ、更に良く手ぶれを補正することができる。
請求項4、5の発明によれば、ずれベクトル検出精度を向上させることにより、更に良く手ぶれを補正することができる。
請求項6の発明によれば、検出領域を一部にすることにより、より速い補正を行うことができる。
請求項7の発明によれば、より精度良くずれベクトル検出がされることや傾き成分を補正することにより、更に良く手ぶれを補正することができ、且つ超解像が実現できる可能性がある。
請求項8、9の発明によれば、手ぶれ補正装置において、更に良く手ぶれを補正することができ、且つ低コスト化や小型化も実現できると共に、手ぶれ補正処理を行うか否かを選択することができる。
請求項10の発明によれば、手ぶれ補正装置を有するデジタルスチルカメラまたは携帯情報端末装置において、更に良く手ぶれを補正することや低コスト化や小型化が実現できる。
According to the first aspect of the present invention, camera shake is increased by 1 / n times by shortening the image acquisition time for each of a plurality of sheets. Furthermore, since the PSF is estimated based on the shift vector, it is possible to correct camera shake better.
According to the second and third aspects of the present invention, it is possible to suppress the influence of image data with a large amount of camera shake, and to correct camera shake more satisfactorily.
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, camera shake can be corrected more satisfactorily by improving the deviation vector detection accuracy.
According to the invention of claim 6, faster correction can be performed by making the detection region a part.
According to the seventh aspect of the invention, there is a possibility that camera shake can be further corrected and super-resolution can be realized by detecting the shift vector with higher accuracy and correcting the tilt component.
According to the eighth and ninth aspects of the present invention, in the camera shake correction apparatus, it is possible to correct camera shake better, to realize cost reduction and downsizing, and to select whether or not to perform camera shake correction processing. Can do.
According to the invention of claim 10, in a digital still camera or a portable information terminal device having a camera shake correction device, camera shake can be corrected further, cost reduction and size reduction can be realized.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
まず、本発明の手ぶれ補正方法に用いるPSFについて以下に説明する。
f(x、y)を理想画像データ、g(x、y)を取得された画像データとしたとき、

Figure 0004469309
の関係があるとする。ここで、h(x、y、x’、y’)はPSF、n(x、y)はランダムノイズである。PSFとは点広がり関数(Point Spread Function)であり、一点から出た光がどのように広がるかを表す。ここで、PSFが場所に依存しないと考えると、
Figure 0004469309
となる。手ぶれは、シフトによる影響が大きいと考えられ、場所への依存度が小さいと言える。
本発明は、連続して撮影された複数枚の画像データを取得し、取得された画像データのうちの1枚を参照データとして検出し、参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出し、検出されたずれベクトルを基にPSFを推定し、推定したPSFにより画像データ各々を補正し、参照データと補正された画像データを合成することにより手ぶれを補正する方法である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
First, the PSF used in the camera shake correction method of the present invention will be described below.
When f (x, y) is ideal image data and g (x, y) is acquired image data,
Figure 0004469309
Suppose there is a relationship. Here, h (x, y, x ′, y ′) is PSF, and n (x, y) is random noise. PSF is a point spread function, which represents how light emitted from one point spreads. Here, considering that PSF is location independent,
Figure 0004469309
It becomes. Camera shake is considered to be greatly affected by shifts, and it can be said that the degree of dependence on the location is small.
The present invention acquires a plurality of image data continuously shot, detects one of the acquired image data as reference data, and detects a shift vector between the reference data and other image data. In this method, PSF is estimated based on the detected shift vector, each image data is corrected by the estimated PSF, and the camera shake is corrected by combining the reference data and the corrected image data.

従来の特許文献2、3、4では、画像データ各々に対しての手ぶれを抑えることができない。しかし、本発明による手ぶれ補正方法ではPSFを推定し画像データ各々に対して補正を行うため、手ぶれによる影響を抑えることができる。また、合成することにより推定したPSFの誤差による影響を抑えることができると考えられる。
図1は画像1枚からのPSF推定と本発明による手ぶれ補正方法でのPSF推定による違いを示す図である。図1(a)は画像1枚からのPSF推定による図であり、画像1枚からのPSF推定では複雑であるため、推定が困難である。しかし、本発明による手ぶれ補正方法では複数枚取得した画像データ各々でPSFを推定するため、図1の矢印1における範囲のPSFを推定すれば良い。そのため、手ぶれが小さいので推定が容易である。また、ずれベクトルによりPSFを推定するので、新たに機構を設ける必要はない。
In the conventional Patent Documents 2, 3, and 4, camera shake for each image data cannot be suppressed. However, in the camera shake correction method according to the present invention, PSF is estimated and correction is performed on each image data, so that the influence of camera shake can be suppressed. In addition, it is considered that the influence of the PSF error estimated by combining can be suppressed.
FIG. 1 is a diagram showing a difference between PSF estimation from one image and PSF estimation in the image stabilization method according to the present invention. FIG. 1A is a diagram based on PSF estimation from one image. Since PSF estimation from one image is complicated, estimation is difficult. However, in the camera shake correction method according to the present invention, the PSF is estimated from each of a plurality of acquired image data, and therefore the PSF in the range indicated by the arrow 1 in FIG. Therefore, the estimation is easy because the camera shake is small. Further, since the PSF is estimated from the deviation vector, it is not necessary to provide a new mechanism.

図2は本発明による手ぶれ補正方法の手順の一例を示すフローチャートである。本発明の手ぶれ補正方法は、連続して撮影された複数枚の画像データを取得する取得手順と、この取得手段により取得された画像データのうちの1枚を参照データとして検出する参照データ検出手順と、この参照データ検出手順により検出された参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出するずれベクトル検出手順と、このずれベクトル検出手順により検出されたずれベクトルに基づいて点広がり関数を推定するPSF推定手順と、PSF推定手順により推定した点広がり関数により各画像データを補正する補正手順と、この補正手順により補正された画像データと参照データとを合成する合成手順と、備えて構成される。
まず取得手順では、連続して撮影された複数枚の画像データを取得する(S1)。n枚撮影する場合は1枚撮影する時と比べ、画像取得時間を1/n倍、感度をn倍にする。そのため、複数枚における1枚の手ぶれは1/n倍、ノイズはn倍となる。
次に参照データ検出手順では、取得された画像データから最も手ぶれが小さい画像データを参照データとして検出する(S2)。その方法として、最もコントラストが高い画像データを最も手ぶれが小さい画像データとすることが挙げられる。即ち、手ぶれが大きい画像データほどコントラストが下がると考えることができるためである。このことにより、より精度良くずれベクトル検出が可能となる。また、コントラストを基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを行うことにより、手ぶれの大きい画像による影響を抑えることができる。
次にずれベクトル検出手順では、参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出する(S3)。計算方法としては、相互相関度等がある。相互相関度で検出する場合、参照データとその他の画像データとの相互相関度の最大値の位置の差をずれベクトルとする。対象の画像データとその前に取得された画像データとのずれベクトルや相互相関度の最大値を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを行うことにより、手ぶれの大きい画像による影響を抑えることができる。また、検出範囲を限定することで高速化できる。
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the procedure of the camera shake correction method according to the present invention. An image stabilization method of the present invention includes an acquisition procedure for acquiring a plurality of image data captured continuously and a reference data detection procedure for detecting one of the image data acquired by the acquisition means as reference data. A shift vector detection procedure for detecting a shift vector between the reference data detected by the reference data detection procedure and other image data, and a point spread function is estimated based on the shift vector detected by the shift vector detection procedure A PSF estimation procedure, a correction procedure for correcting each image data by a point spread function estimated by the PSF estimation procedure, and a synthesis procedure for synthesizing the image data corrected by the correction procedure and the reference data. The
First, in the acquisition procedure, a plurality of pieces of image data taken continuously are acquired (S1). When shooting n images, the image acquisition time is 1 / n times and the sensitivity is n times that when shooting a single image. Therefore, one hand shake in a plurality of sheets is 1 / n times, and noise is n times.
Next, in the reference data detection procedure, image data with the smallest camera shake is detected as reference data from the acquired image data (S2). As the method, the image data with the highest contrast is made the image data with the smallest camera shake. In other words, it can be considered that the image data with greater hand movement has lower contrast. As a result, the shift vector can be detected with higher accuracy. Further, by selecting image data to be used for the camera shake correction process based on the contrast, it is possible to suppress the influence of an image with a large camera shake.
Next, in the shift vector detection procedure, a shift vector between the reference data and other image data is detected (S3). As a calculation method, there is a cross-correlation degree or the like. When detecting by the cross-correlation degree, the difference in position of the maximum value of the cross-correlation degree between the reference data and the other image data is set as a shift vector. By selecting the image data to be used for camera shake correction processing based on the deviation vector between the target image data and the previously acquired image data and the maximum value of the cross-correlation, the effect of the image with large camera shake Can be suppressed. Further, the speed can be increased by limiting the detection range.

次にPSF推定手順では、検出されたずれベクトルを基にPSFを推定する(S4)。例えば、画像取得間隔を0として、画像取得時間が十分に短く、手ぶれを等速で線形であると仮定できるならば、図3に示す方法でPSFを推定することができる。即ち図3により、

Figure 0004469309
は求めたい対象の前に撮影された軌跡と参照データからのずれベクトルで、
Figure 0004469309
は求めたい対象の軌跡と参照データからのずれベクトルである。検出される参照データからのずれベクトルは軌跡の中心であると考えられることから、求めたい対象の軌跡は、
Figure 0004469309
・・・・・・(1)
となる。このように求めた軌跡よりPSFを算出する。他にも、ずれベクトルを基にPSFを推定するすべての方法が適用可能である。
次にずれベクトル補正手順では、推定したPSFにより画像データ各々を補正する(S5)。例えば、推定したPSFにより画像データ各々を擬似ウィナーフィルタで補正することを行う。擬似ウィナーフィルタの式は以下で与えられる。
Figure 0004469309
・・・・・・(2)
Figure 0004469309
は推定したPSFの空間周波数、
Figure 0004469309
は推定したPSFの空間周波数の複素共役、
Figure 0004469309
は定数である。式(2)と画像データの空間周波数の積をフーリエ変換すると補正される。他にも、推定したPSFで補正されるすべての方法が適用可能である。
最後に合成手順では、参照データと補正された画像データを合成する(S6)。合成する方法として、平均化処理が挙げられる。合成することにより、PSF推定誤差による影響を抑えることができる。
以上のように画像データの座標変換を行うことにより、より精度良くずれベクトル検出がされ、より良いPSF推定が可能となる。画像データの手ぶれによる傾き変化に対して補正することや、超解像も期待できる。また、カラーの場合はRGBそれぞれにおいて補正処理を行い、それらの情報を統合して手ぶれ補正を行うこともできる。 Next, in the PSF estimation procedure, the PSF is estimated based on the detected deviation vector (S4). For example, if it is assumed that the image acquisition interval is 0, the image acquisition time is sufficiently short, and the camera shake is constant and linear, the PSF can be estimated by the method shown in FIG. That is, according to FIG.
Figure 0004469309
Is the deviation vector from the trajectory and the reference data taken before the object you want to find,
Figure 0004469309
Is a deviation vector from the trajectory of the target to be obtained and the reference data. Since the deviation vector from the detected reference data is considered to be the center of the trajectory, the trajectory of the target to be obtained is
Figure 0004469309
(1)
It becomes. The PSF is calculated from the trajectory thus obtained. In addition, all methods for estimating the PSF based on the shift vector are applicable.
Next, in the shift vector correction procedure, each image data is corrected by the estimated PSF (S5). For example, each image data is corrected by a pseudo Wiener filter based on the estimated PSF. The formula for the pseudo Wiener filter is given below.
Figure 0004469309
(2)
Figure 0004469309
Is the estimated spatial frequency of the PSF,
Figure 0004469309
Is the complex conjugate of the estimated PSF spatial frequency,
Figure 0004469309
Is a constant. Correction is performed by Fourier transform of the product of the expression (2) and the spatial frequency of the image data. In addition, all methods corrected by the estimated PSF are applicable.
Finally, in the synthesis procedure, the reference data and the corrected image data are synthesized (S6). An averaging process is an example of the synthesis method. By synthesizing, the influence of the PSF estimation error can be suppressed.
By performing the coordinate conversion of the image data as described above, the shift vector is detected with higher accuracy, and better PSF estimation is possible. It can be expected to correct the tilt change due to camera shake of the image data and to achieve super-resolution. In the case of color, correction processing can be performed for each of RGB, and the information can be integrated to perform camera shake correction.

図4は本発明の一実施形態にかかる手ぶれ補正装置の一例を示す図である。この手ぶれ補正装置100は、連続して撮影された複数枚の画像データを取得する撮像装置10と、撮像装置10により取得された画像データを一旦蓄積するバッファメモリ14と、画像データのうちの1枚を参照データとして検出する参照データ検出器11と、参照データ検出器11により検出された参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出するずれベクトル検出器12と、ずれベクトル検出器12により検出されたずれベクトルに基づいて点広がり関数を推定するPSF推定器13と、PSF推定器13により推定した点広がり関数により各画像データを補正する補正器15と、補正器15により補正された画像データと参照データとを合成する合成器16と、その合成画像を記憶するメモリ17とを備えて構成される。
図5は、手ぶれ補正装置を有するデジタルスチルカメラの一例である。図5(A)は正面図であり、図5(B)は背面図である。このデジタルスチルカメラ110は、カメラ本体50と、レンズ51、被写体を覗くファインダ52と、被写体を閃光するフラッシュ53と、シャッタボタン54と、電源スイッチ55と、手ぶれ補正処理選択ボタン56と、LCD等のディスプレイ57と、メニュー選択ボタン58と、画像を記憶するメモリを挿入するメモリスロット59とを備えて構成される。尚、デジタルスチルカメラの動作については公知であるので、ここでは説明を省略する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a camera shake correction apparatus according to an embodiment of the present invention. The camera shake correction apparatus 100 includes an imaging device 10 that acquires a plurality of pieces of image data captured continuously, a buffer memory 14 that temporarily stores the image data acquired by the imaging device 10, and one of the image data. A reference data detector 11 that detects a sheet as reference data, a shift vector detector 12 that detects a shift vector between the reference data detected by the reference data detector 11 and other image data, and a shift vector detector 12. A PSF estimator 13 that estimates a point spread function based on the detected shift vector, a corrector 15 that corrects each image data by the point spread function estimated by the PSF estimator 13, and an image corrected by the corrector 15 It comprises a synthesizer 16 that synthesizes data and reference data, and a memory 17 that stores the synthesized image.
FIG. 5 is an example of a digital still camera having a camera shake correction device. FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a rear view. The digital still camera 110 includes a camera body 50, a lens 51, a viewfinder 52 for looking into a subject, a flash 53 for flashing the subject, a shutter button 54, a power switch 55, a camera shake correction processing selection button 56, an LCD, and the like. Display 57, a menu selection button 58, and a memory slot 59 into which a memory for storing images is inserted. Since the operation of the digital still camera is known, the description thereof is omitted here.

図6は本発明のずれベクトル検出手順から補正手順までの一実施例を示す図である。r’、d’は求めたい対象の前に撮影された軌跡と参照データからのずれベクトルで、r、dは求めたい対象の軌跡と参照データからのずれベクトルである。
理想の画像データ(a)と参照画像データ(b)と対象の前に撮影された画像データ(c)と対象の画像データ(d)が図のような状況であった場合、参照画像データ(b)と対象の前に撮影された画像データ(c)の相互相関度の最大値は1行3列目(符号20)であり、参照画像データ(b)と対象の画像データ(d)の相互相関度の最大値は2行3列目(符号21)であることから、参照データからのずれベクトルd’、dが求まる。対象の前に撮影された画像データ(c)のPSFと参照画像データ(b)からのずれベクトルd’、dから、漸化式的に求めたい対象の軌跡rが求められる。軌跡rと相互相関度の分布等から、PSFを推定し、対象の画像データを補正する。この実施例では、補正された画像データ(g)は理想の画像データ(a)となっている。合成することにより、PSF推定誤差やノイズ等の影響を抑制することが可能となる。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment from the deviation vector detection procedure to the correction procedure of the present invention. r ′ and d ′ are deviation vectors from the trajectory photographed before the object to be obtained and the reference data, and r and d are deviation vectors from the object locus to be obtained and the reference data.
When the ideal image data (a), the reference image data (b), the image data (c) photographed before the target, and the target image data (d) are in the situation shown in the figure, the reference image data ( The maximum value of the cross-correlation between the image data (c) photographed before b) and the object is the first row and the third column (reference numeral 20), and the reference image data (b) and the object image data (d). Since the maximum value of the degree of cross-correlation is the second row and third column (reference numeral 21), deviation vectors d ′ and d from the reference data are obtained. From the PSF of the image data (c) photographed before the object and the deviation vectors d ′ and d from the reference image data (b), the locus r of the object to be obtained recursively is obtained. The PSF is estimated from the locus r and the cross-correlation degree distribution, and the target image data is corrected. In this embodiment, the corrected image data (g) is ideal image data (a). By combining, it is possible to suppress the influence of PSF estimation error, noise, and the like.

画像1枚からのPSF推定と本発明による手ぶれ補正方法でのPSF推定による違いを示す図である。It is a figure which shows the difference by PSF estimation in the PSF estimation from one image, and the camera-shake correction method by this invention. 本発明による手ぶれ補正方法の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the camera-shake correction method by this invention. 本発明のPSF推定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of estimating PSF of the present invention. 本発明の一実施形態にかかる手ぶれ補正装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the camera-shake correction apparatus concerning one Embodiment of this invention. 手ぶれ補正装置を有するデジタルスチルカメラの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the digital still camera which has a camera shake correction apparatus. 本発明のずれベクトル検出手順から補正手順までの一実施例を説明する図である。It is a figure explaining one Example from the shift vector detection procedure of this invention to a correction procedure.

符号の説明Explanation of symbols

10 撮像装置、11 参照データ検出器、12 ベクトル検出器、13 PSF推定器、14 バッファメモリ、15 補正器、16 合成器、17 メモリ、50 カメラ本体、51 レンズ、52 ファインダ、53 フラッシュ、54 シャッタボタン、55 電源スイッチ、56 手ぶれ補正処理選択ボタン、57 ディスプレイ、58 メニュー選択ボタン、59 メモリスロット、100 手ぶれ補正装置、110 デジタルスチルカメラ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging device 11 Reference data detector 12 Vector detector 13 PSF estimator 14 Buffer memory 15 Corrector 16 Synthesizer 17 Memory 50 Camera body 51 Lens 52 Finder 53 Flash 54 Shutter Button, 55 power switch, 56 camera shake correction processing selection button, 57 display, 58 menu selection button, 59 memory slot, 100 camera shake correction device, 110 digital still camera

Claims (10)

連続して撮影された複数枚の画像データを取得する取得手順と、該取得手順により取得された画像データから参照データとして検出する参照データ検出手順と、該参照データ検出手順により検出された参照データとその他の画像データとのずれベクトルを検出するずれベクトル検出手順と、該ずれベクトル検出手順により検出されたずれベクトルに基づいて点広がり関数を推定するPSF推定手順と、該PSF推定手順により推定した点広がり関数により前記各画像データを補正する補正手順と、該補正手順により補正された画像データと前記参照データとを合成する合成手順と、備えたことを特徴とする手ぶれ補正方法。   An acquisition procedure for acquiring a plurality of image data captured continuously, a reference data detection procedure for detecting as reference data from the image data acquired by the acquisition procedure, and reference data detected by the reference data detection procedure Vector detection procedure for detecting a deviation vector between the image and other image data, a PSF estimation procedure for estimating a point spread function based on the deviation vector detected by the deviation vector detection procedure, and estimation by the PSF estimation procedure A camera shake correction method comprising: a correction procedure for correcting each image data by a point spread function; and a synthesis procedure for combining the image data corrected by the correction procedure and the reference data. 前記ずれベクトル検出手順は、取得された情報を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを特徴とする請求項1に記載の手ぶれ補正方法。 The camera shake correction method according to claim 1, wherein the shift vector detection procedure selects image data used for camera shake correction processing based on the acquired information. 前記ずれベクトル検出手順は、前記取得手順により取得された対象の画像データと当該対象の画像データの直前に取得された画像データとのずれベクトルや相互相関度の最大値を基に手ぶれ補正処理に利用する画像データを選択することを特徴とする請求項2に記載の手ぶれ補正方法。   The deviation vector detection procedure is a camera shake correction process based on the deviation vector between the target image data acquired by the acquisition procedure and the image data acquired immediately before the target image data and the maximum value of the cross-correlation. The image stabilization method according to claim 2, wherein image data to be used is selected. 前記参照データ検出手順は、前記取得手順により取得された画像データのうち、手ぶれが最も小さい画像データを参照データとして検出することを特徴とする請求項1、2又は3に記載の手ぶれ補正方法。   The camera shake correction method according to claim 1, wherein the reference data detection procedure detects, as reference data, image data having the smallest camera shake among the image data acquired by the acquisition procedure. 前記参照データ検出手順は、前記取得手順により取得された画像データのうち、最もコントラストが高い画像データを参照データとして検出することを特徴とする請求項4に記載の手ぶれ補正方法。   5. The camera shake correction method according to claim 4, wherein the reference data detection procedure detects image data having the highest contrast among the image data acquired by the acquisition procedure as reference data. 前記ずれベクトル検出手順は、前記画像データに含まれる一部の領域を対象としてずれベクトルを検出することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の手ぶれ補正方法。   6. The camera shake correction method according to claim 1, wherein the shift vector detection procedure detects a shift vector for a part of a region included in the image data. 前記ずれベクトル検出手順および前記補正手順は,前記画像データを座標変換することを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の手ぶれ補正方法。   The camera shake correction method according to claim 1, wherein the shift vector detection procedure and the correction procedure perform coordinate conversion of the image data. 請求項1乃至7の何れか一項に記載の手ぶれ補正方法を備えたことを特徴とする手ぶれ補正装置。   A camera shake correction apparatus comprising the camera shake correction method according to claim 1. 手ぶれ補正モードを設定した時に前記手ぶれ補正方法の処理を行うことを特徴とする請求項8に記載の手ぶれ補正装置。   The camera shake correction apparatus according to claim 8, wherein the camera shake correction method is processed when a camera shake correction mode is set. 請求項8又は9に記載の手ぶれ補正装置を備えたことを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising the camera shake correction apparatus according to claim 8.
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JP4930277B2 (en) * 2007-08-21 2012-05-16 カシオ計算機株式会社 Imaging apparatus and computer program therefor
JP2010161521A (en) * 2009-01-07 2010-07-22 Nec Corp Image processing apparatus, imaging apparatus, image blur correction method, and program
JP5281495B2 (en) * 2009-06-18 2013-09-04 キヤノン株式会社 Image processing apparatus and method
RU2426264C2 (en) * 2009-07-20 2011-08-10 Дмитрий Валерьевич Шмунк Image enhancement method
JP5482427B2 (en) * 2010-05-14 2014-05-07 カシオ計算機株式会社 Imaging apparatus, camera shake correction method, and program
JP5204165B2 (en) * 2010-08-05 2013-06-05 パナソニック株式会社 Image restoration apparatus and image restoration method
KR101350460B1 (en) 2012-05-07 2014-01-10 서울대학교산학협력단 Method and apparatus for removing motion blur of image
JP6091229B2 (en) * 2013-01-31 2017-03-08 キヤノン株式会社 Imaging apparatus, control method thereof, and program
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