JP6031366B2 - Imaging vibration control device - Google Patents

Imaging vibration control device Download PDF

Info

Publication number
JP6031366B2
JP6031366B2 JP2013013349A JP2013013349A JP6031366B2 JP 6031366 B2 JP6031366 B2 JP 6031366B2 JP 2013013349 A JP2013013349 A JP 2013013349A JP 2013013349 A JP2013013349 A JP 2013013349A JP 6031366 B2 JP6031366 B2 JP 6031366B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
imaging
motion vector
image
image sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013013349A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014146918A (en
Inventor
俊枝 三須
俊枝 三須
境田 慎一
慎一 境田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
Priority to JP2013013349A priority Critical patent/JP6031366B2/en
Publication of JP2014146918A publication Critical patent/JP2014146918A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6031366B2 publication Critical patent/JP6031366B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、撮影時の被写体像のぶれを抑制する撮像制振装置に関する。   The present invention relates to an imaging damping device that suppresses blurring of a subject image during shooting.

従来、撮影時の手ぶれ等の振動の影響を補正する技術として、画像処理によって撮像(撮影された映像)内に写る被写体像のぶれを補正する技術や、撮影時に機械的に振動を抑制する技術等があった。特に、機械的に振動を抑制する技術は、光が撮像素子上で蓄積されてから撮像が読み出されるまでの処理の前に、振動の抑制を行うため、ビデオカメラのみならず、スチルカメラにも有効であり、なおかつ、ディジタルカメラのみならず、銀塩カメラにも有効である。   Conventionally, as a technique for correcting the influence of vibration such as camera shake during shooting, a technique for correcting blur of a subject image captured in an imaged (captured image) by image processing, or a technique for suppressing vibration mechanically during shooting Etc. In particular, the technology that suppresses vibration mechanically suppresses vibration before processing from when light is accumulated on the image sensor until the image is read out. It is effective and not only for digital cameras but also for silver halide cameras.

この機械的に振動を抑制する技術の一例として、例えば、以下の(a)〜(d)の技術がある。
(a)付加装置を用いる技術。
この技術は、回転モーメントを有する物体を回転させることによって、ジャイロ剛性を利用してカメラ全体の振動を制御する技術である。
(b)架台を用いる技術(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
この技術は、支持体(撮影者等)とカメラとの間を非剛性的に連結することによって、支持体(撮影者等)の細かな振動がカメラに伝わらないようにする技術である。
(c)光学系の一部(レンズやプリズム等)を移動又は回転させる技術。
この技術は、振動に応じて光学系の一部(レンズやプリズム等)を移動又は回転させることによって、振動を相殺する技術である。
(d)撮像素子を移動させる技術(例えば、特許文献3参照)。
この技術は、振動に応じて撮像素子を移動させることによって、振動を相殺する技術である。この技術は、例えば、動画像における撮像時刻の異なる2つのフレーム間での被写体像の動きベクトルの水平成分値及び垂直成分値をそれぞれ「uc」及び「vc」とする場合に、撮像素子の変位制御量を(uc,vc)に設定し、その変位制御量(uc,vc)分だけ、撮像素子を当該撮像素子の撮像面に沿って水平方向及び垂直方向に移動させるものである。これによって、この技術は、被写界に対する撮像素子の光学的な位置を変化させている。以下、被写界に対する撮像素子の光学的な位置を変化させる動作を「変位」と称する。また、ここでは、この撮像素子を移動させる技術に係る装置を「従来の撮像制振装置」として説明する。
As an example of the technique for suppressing vibration mechanically, there are the following techniques (a) to (d), for example.
(A) Technology using an additional device.
This technology is a technology for controlling the vibration of the entire camera using gyro rigidity by rotating an object having a rotational moment.
(B) Technology using a gantry (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
This technique is a technique for preventing fine vibrations of a support (such as a photographer) from being transmitted to the camera by non-rigidly connecting the support (such as a photographer) and the camera.
(C) A technique for moving or rotating a part of the optical system (lens, prism, etc.).
This technique is a technique for canceling vibration by moving or rotating a part of an optical system (such as a lens or a prism) according to vibration.
(D) Technology for moving the image sensor (see, for example, Patent Document 3).
This technique is a technique for canceling vibration by moving an image sensor in response to vibration. In this technique, for example, when the horizontal component value and the vertical component value of a motion vector of a subject image between two frames having different imaging times in a moving image are set to “uc” and “vc”, respectively, The control amount is set to (uc, vc), and the image pickup device is moved in the horizontal direction and the vertical direction along the image pickup surface of the image pickup device by the displacement control amount (uc, vc). Thereby, this technique changes the optical position of the image sensor with respect to the object scene. Hereinafter, the operation of changing the optical position of the image sensor with respect to the scene is referred to as “displacement”. Here, an apparatus related to a technique for moving the image sensor will be described as a “conventional image damping device”.

特許第5009177号公報Japanese Patent No. 5009177 特開2011−171933号公報JP 2011-171933 A 特開2012−234196号公報(図2)JP2012-234196A (FIG. 2)

従来の撮像制振装置は、単一フレーム内の露光時間内における被写体像のぶれを最小化することや、複数フレーム間での被写体像の動揺を抑制することを目的としている。なお、「単一フレーム内の露光時間内における被写体像のぶれを最小化すること」とは、例えば、60Hzで作動する電子シャッタを用いる場合に、1/60秒以内の被写体像の動きをキャンセルして、被写体像のぶれを最小化することを意味している。また、「複数フレーム間での被写体像の動揺を抑制すること」とは、被写体像が所定のフレーム間(例えば、5フレーム間)で連続して動かないようにすることを意味している。   A conventional imaging vibration control device aims to minimize blurring of a subject image within an exposure time within a single frame and to suppress shaking of the subject image between a plurality of frames. Note that “minimizing blurring of the subject image within the exposure time within a single frame” means, for example, canceling the motion of the subject image within 1/60 seconds when using an electronic shutter operating at 60 Hz. This means that the blurring of the subject image is minimized. Further, “suppressing the sway of the subject image between a plurality of frames” means that the subject image is not continuously moved between predetermined frames (for example, between five frames).

このような従来の撮像制振装置は、振動の影響の補正を行わない場合(振動を抑制しない場合)よりも、動画像における各フレーム間での被写体像の移動量を小さくすることができる。   Such a conventional imaging vibration damping device can reduce the amount of movement of the subject image between the frames in the moving image, compared to the case where the effect of vibration is not corrected (when the vibration is not suppressed).

しかしながら、従来の撮像制振装置は、電子シャッタの開口時間(例えば、1/60秒)以内の被写体像の動きをキャンセルして、被写体像のぶれを最小化した場合に、特に被写体の動きが大きなときには、上下方向又は左右方向に0.5画素を超える動き補正が行われることがある。   However, the conventional imaging damping device cancels the movement of the subject image within the opening time (for example, 1/60 seconds) of the electronic shutter and minimizes the blurring of the subject image. When it is large, motion correction exceeding 0.5 pixels may be performed in the vertical direction or the horizontal direction.

この点について説明を補足すると、従来の撮像制振装置は、撮像素子の位置変位を画素の単位格子領域の範囲からはみ出させないようにすることを意図した構成になっておらず、単純に結像を撮像素子上で静止させるだけの構成になっている。そのため、従来の撮像制振装置は、単位格子領域を逸脱した補正を行い得る。その結果、従来の撮像制振装置は、この補正を動画像に適用した場合に、不自然な映像(例えば、本来動いているはずの被写体が静止し続けている映像や、被写体が補正許容量を超えた瞬間に本来の動きとは異なる方向に大きく移動する映像等)が、取得されてしまうことがある。ここで、「画素の単位格子領域」とは、撮像素子を形成する各単位セル(画素)の中心点が移動し得る領域を意味している。   To supplement this explanation, the conventional image damping device is not designed to prevent the position displacement of the image sensor from protruding from the range of the unit cell region of the pixel, and simply forms an image. Is configured to be stationary on the image sensor. Therefore, the conventional imaging vibration control device can perform correction that deviates from the unit cell area. As a result, when this correction is applied to a moving image, a conventional imaging vibration suppression device has an unnatural image (for example, an image in which a subject that should have been moving is still stationary, or the subject has an allowable correction amount. In such a case, a video that moves greatly in a direction different from the original motion) may be acquired at the moment of exceeding. Here, the “pixel unit cell region” means a region where the center point of each unit cell (pixel) forming the image sensor can move.

カメラは、被写体像の小数画素単位の移動があると(つまり、結像がフレーム間で画素単位ではない移動を行うと)、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理において、非整数画素の動き補償を行うための補間フィルタの影響が生じ、その影響分だけ、動き補償残差が余分に生ずるため、符号化効率(レート歪み特性)が低下する。   When the subject image moves in units of decimal pixels (that is, when the image formation moves in units of pixels not between pixels), the camera performs non-integer in motion compensation prediction processing when performing video compression coding The influence of the interpolation filter for performing the pixel motion compensation is generated, and an extra motion compensation residual is generated by that amount, so that the coding efficiency (rate distortion characteristic) is lowered.

その結果、従来の撮像制振装置は、例えば、画質が劣化したり、ビットレートが増加したりする等の不具合が発生する場合がある、という問題点があった。
また、従来の撮像制振装置は、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまう恐れがある、という問題点もあった。
As a result, the conventional imaging vibration control device has a problem that, for example, problems such as deterioration of image quality and increase of the bit rate may occur.
In addition, the conventional imaging vibration damping device has a problem that it may excessively cancel even the shake of the subject image intended for production reasons.

本発明は、前記した問題点を解決するためになされたものであり、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止する撮像制振装置を提供することを主な課題とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and improves the compression encoding efficiency of the video to improve the image quality, suppress the increase in the bit rate, etc. It is a main object to provide an image pickup vibration damping device that prevents excessive cancellation of even a subject image shake intended by the above.

前記課題を解決するため、本発明は、撮像制振装置であって、映像を撮影する撮像素子と、被写界に対する前記撮像素子の光学的な位置の変位を発生(実行)させるための変位部と、前記変位部を制御する制御部とを有し、前記制御部は、変位量推定部と、変位制御部とを備える構成とする。なお、前記変位部は、前記変位を発生させるための構成として、例えば、撮像素子の位置を光学系に対して物理的に移動させる構成や、撮像素子に対して光軸を曲げる構成等を備える構成にするとよい。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention is an image pickup vibration damping device, which is an image pickup device that takes an image, and a displacement that generates (executes) a displacement of an optical position of the image pickup device with respect to an object scene. And a control unit that controls the displacement unit, and the control unit includes a displacement amount estimation unit and a displacement control unit. In addition, the said displacement part is equipped with the structure which moves the position of an image pick-up element physically with respect to an optical system, the structure which bends an optical axis with respect to an image pick-up element, etc. as a structure for generating the said displacement, for example. It is good to have a configuration.

係る構成により、撮像制振装置は、被写界に対する撮像素子の位置変位が画素の単位格子領域の範囲からはみ出さないように、変位を発生させる。   With this configuration, the imaging vibration control device generates a displacement so that the positional displacement of the imaging element with respect to the object field does not protrude from the range of the unit cell region of the pixel.

そのために、この撮像制振装置の変位量推定部は、変位を発生させなかった場合に生じる結像の動きベクトルの推定値を推定動きベクトルとし、撮像時刻の異なる2つのフレーム間の撮像素子上の結像の移動量をマッチングして画素の単位格子領域のサイズより細かい精度で当該推定動きベクトルを算出する構成になっている。また、この撮像制振装置の変位制御部は、変位を発生させた結果得られる結像の動きベクトルを変位結果ベクトルとし、変位量推定部によって算出された推定動きベクトルから、変位結果ベクトルの値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量を算出し、変位制御量を変位部に出力する構成になっている。   For this purpose, the displacement amount estimation unit of the imaging vibration control device uses an estimated motion vector estimation value that is generated when no displacement is generated as an estimated motion vector, and is applied to an imaging element between two frames at different imaging times. The estimated motion vector is calculated with an accuracy finer than the size of the unit lattice area of the pixel by matching the moving amounts of the image formation. In addition, the displacement control unit of the imaging vibration control device uses the motion vector of the imaging obtained as a result of generating the displacement as a displacement result vector, and calculates the value of the displacement result vector from the estimated motion vector calculated by the displacement estimation unit. Calculates a displacement control amount that matches a vector value or zero vector value in a vector value set obtained by connecting the center points of two adjacent pixels, and sets the displacement control amount as a displacement unit. Is configured to output.

ここで、「変位結果ベクトルの値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量」とは、変位結果ベクトルの値が直近の整数値となる変位制御量を意味している。   Here, “displacement control amount in which the value of the displacement result vector becomes a value that coincides with any vector value or zero vector value in the vector value set obtained by connecting the center points of two adjacent pixels” Means a displacement control amount in which the value of the displacement result vector becomes the nearest integer value.

そして、この撮像制振装置は、変位部が変位制御量に基づいて変位を発生させる。このとき、変位結果ベクトルが前記した値に設定されているため、変位結果ベクトルの値が直近の整数値となり、その結果、変位を発生させた後の結像(以下、「変位後の結像」と称する)の位置が画素の単位格子領域の範囲内の位置に設定される。   In the imaging vibration damping device, the displacement unit generates a displacement based on the displacement control amount. At this time, since the displacement result vector is set to the above-described value, the value of the displacement result vector becomes the nearest integer value. As a result, the image after the displacement is generated (hereinafter referred to as “image after displacement”). Is set to a position within the range of the unit cell region of the pixel.

したがって、変位後の結像は、必ず、画素の単位格子領域の範囲内の位置に存在するようになり、画素の単位格子領域の範囲からはみ出さないようになる。つまり、撮影時の各フレーム間の被写体像の全体的な移動量(例えば、撮像素子における所定領域の平均的な動き等)は、画素の単位格子領域のサイズにおいて整数化される。   Accordingly, the image after displacement always exists at a position within the range of the unit cell region of the pixel, and does not protrude from the range of the unit cell region of the pixel. That is, the total amount of movement of the subject image between the frames at the time of shooting (for example, the average movement of the predetermined area in the image sensor, etc.) is made an integer in the size of the unit grid area of the pixel.

そのため、この撮像制振装置は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理において、補間フィルタの影響分だけ、動き補償残差が余分に生ずることを回避することができる。すなわち、この撮像制振装置は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理後の予測処理残差を抑制することができる。これにより、この撮像制振装置は、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   For this reason, this imaging vibration control device can avoid the occurrence of an extra motion compensation residual due to the influence of the interpolation filter in the motion compensation prediction process when compressing and encoding video. That is, this imaging vibration control device can suppress a prediction process residual after the motion compensation prediction process when performing video compression encoding. As a result, this imaging vibration control device improves the compression encoding efficiency of the video, improves the image quality, suppresses the increase in the bit rate, etc., and also shakes the subject image intended for production reasons. Can be prevented from excessively canceling.

この撮像制振装置の前記変位制御部は、好ましくは、前記推定動きベクトルの水平成分値及び垂直成分値から、当該推定動きベクトルの水平成分値及び垂直成分値のそれぞれに対して前記画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値及び垂直成分演算値を減算することによって、前記変位制御量を算出する構成にしてもよい。   Preferably, the displacement control unit of the imaging vibration control device is a unit of the pixel for each of the horizontal component value and the vertical component value of the estimated motion vector from the horizontal component value and the vertical component value of the estimated motion vector. A configuration in which the displacement control amount is calculated by subtracting a horizontal component calculation value and a vertical component calculation value obtained by performing a carry-up operation or a carry-down operation of a digit toward a nearest integer value in a decimal part in the size of the lattice area. Also good.

係る構成によれば、撮像制振装置は、変位結果ベクトルの値が直近の整数値となる変位制御量(すなわち、変位結果ベクトルが変位後の結像の位置を画素の単位格子領域の範囲内の位置に設定する値となる、適正な変位制御量)を算出することができる。   According to such a configuration, the imaging vibration control device detects the displacement control amount at which the value of the displacement result vector becomes the nearest integer value (that is, the position of the imaging after the displacement result vector is within the range of the unit cell region of the pixel). It is possible to calculate an appropriate displacement control amount that is a value set at the position.

また、この撮像制振装置は、好ましくは、さらに、別の撮像素子と、光路を前記撮像素子の方向と前記別の撮像素子の方向とに分岐する分岐部材とを備え、前記変位量推定部は、前記撮像素子上の前記結像の前記推定動きベクトルを「Vc」とし、前記別の撮像素子上の前記結像の動きベクトルを「Vs」とする場合に、前記別の撮像素子によって撮像された2つのフレーム間の映像に基づいて、前記動きベクトルVsを算出し、算出された当該動きベクトルVsに基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する構成にしてもよい。   In addition, the imaging vibration suppression apparatus preferably further includes another imaging element and a branching member that branches an optical path into the direction of the imaging element and the direction of the other imaging element, and the displacement amount estimation unit When the estimated motion vector of the imaging on the image sensor is “Vc” and the motion vector of the image on the other image sensor is “Vs”, the image is captured by the another image sensor. The motion vector Vs may be calculated on the basis of the video between the two frames, and the estimated motion vector Vc may be calculated on the basis of the calculated motion vector Vs.

係る構成によれば、撮像制振装置は、別の撮像素子によって撮像された2つのフレーム間の映像に基づいて、動きベクトルVsを算出し、さらに、算出された動きベクトルVsに基づいて、推定動きベクトルVcを算出することができる。   According to this configuration, the imaging vibration suppression device calculates the motion vector Vs based on the video between two frames captured by another imaging device, and further estimates based on the calculated motion vector Vs. A motion vector Vc can be calculated.

また、この撮像制振装置の前記変位量推定部は、好ましくは、前記撮像素子の撮像フレーム時間間隔、水平画素ピッチ、垂直画素ピッチを、それぞれ、「Tc」、「Pc」、「Qc」とし、前記別の撮像素子の撮像フレーム時間間隔、水平画素ピッチ、垂直画素ピッチを、それぞれ、「Ts」、「Ps」、「Qs」とする場合に、式(1)に基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する構成にしてもよい。

Figure 0006031366
The displacement estimation unit of the imaging vibration control device preferably sets the imaging frame time interval, the horizontal pixel pitch, and the vertical pixel pitch of the imaging element to “Tc”, “Pc”, and “Qc”, respectively. , When the imaging frame time interval, the horizontal pixel pitch, and the vertical pixel pitch of the other imaging device are “Ts”, “Ps”, and “Qs”, respectively, the estimated motion based on the equation (1) The vector Vc may be calculated.
Figure 0006031366

係る構成によれば、撮像制振装置は、式(1)をメモリ等に予め準備しておき、動きベクトルVsに基づいて、推定動きベクトルVcを算出することができる。   According to such a configuration, the imaging vibration damping device can prepare Equation (1) in a memory or the like in advance and calculate the estimated motion vector Vc based on the motion vector Vs.

さらに、この撮像制振装置の前記変位量推定部は、好ましくは、前記撮像素子によって観賞用の映像として用いる現フレームとその直前に撮像されたフレームとの間の前記撮像素子上の前記結像の前記推定動きベクトルを「Vc」とし、前記撮像素子によって現フレームよりも過去の時刻ta,tb(ただし、ta<tb)に撮像された2つのフレーム間の前記撮像素子上の前記結像の動きベクトルを「Vd」とし、時刻taにおける前記変位制御量を「Da」とし、時刻tbにおける前記変位制御量を「Db」とする場合に、式(2)に基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する構成にしてもよい。

Figure 0006031366
Further, the displacement amount estimation unit of the imaging vibration control device is preferably configured such that the imaging on the imaging element between a current frame used as an ornamental image by the imaging element and a frame imaged immediately before the current frame is used. The estimated motion vector of “Vc” is set to “Vc”, and the image formation on the image sensor between the two frames imaged by the image sensor at the times ta and tb (ta <tb) past the current frame. When the motion vector is set to “Vd”, the displacement control amount at time ta is set to “Da”, and the displacement control amount at time tb is set to “Db”, the estimated motion vector Vc is calculated based on Expression (2). May be configured to calculate.
Figure 0006031366

係る構成によれば、撮像制振装置は、撮像素子によって観賞用の映像として用いる現フレームとその直前に撮像されたフレームとの間の撮像素子上の結像の推定動きベクトルVcを算出することができる。   According to such a configuration, the imaging vibration control device calculates the estimated motion vector Vc of the imaging on the imaging element between the current frame used as an ornamental image by the imaging element and the frame imaged immediately before the current frame. Can do.

また、この撮像制振装置の前記変位部は、好ましくは、前記撮像素子及び光学系のいずれか一方を物理的に移動させる手段にすることや、或いは、光路上に配置され、かつ、前記撮像素子上の前記結像の位置を光学的に変化させる光路変更素子にしてもよい。   Further, the displacement unit of the imaging vibration damping device is preferably a means for physically moving one of the imaging element and the optical system, or is disposed on an optical path, and the imaging An optical path changing element that optically changes the position of the image formation on the element may be used.

本発明に係る撮像制振装置は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理後の予測処理残差を抑制することができる。これによって、この撮像制振装置は、映像の圧縮符号化効率を改善して、例えば、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現することができる。   The imaging vibration control device according to the present invention can suppress a prediction process residual after the motion compensation prediction process when performing video compression encoding. As a result, the imaging vibration damping device can improve the compression encoding efficiency of the video, and can realize, for example, improvement in image quality, suppression of increase in bit rate, and the like.

また、この撮像制振装置は、変位部が前記した変位制御量分だけしか振動の抑制を行わないため、画素の単位格子領域のサイズの倍数の被写体像の動揺を過剰に相殺することがなくなる。その結果、この撮像制振装置は、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   Further, in this imaging vibration damping device, since the displacement unit suppresses the vibration only by the amount of displacement control described above, it does not excessively cancel the shake of the subject image that is a multiple of the size of the unit cell region of the pixel. . As a result, this imaging vibration control device can prevent excessive cancellation of even the sway of the subject image intended for production reasons.

実施形態1に係る撮像制振装置の構成及び動作例を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation example of the imaging damping device which concerns on Embodiment 1. FIG. (a),(b)は、実施形態1に係る撮像制振装置の動作タイミングの一例を示す図であり、(a)は、第1撮像素子における映像の「蓄積」タイミング及び「読出」タイミングを示しており、(b)は、第2撮像素子における映像の「蓄積」タイミング及び「読出」タイミングを示している。(A), (b) is a figure which shows an example of the operation timing of the imaging damping device which concerns on Embodiment 1, (a) is the "accumulation" timing and "read" timing of the image in a 1st image sensor. (B) shows the “accumulation” timing and “read” timing of the video in the second image sensor. (a),(b)は、第1撮像素子と第2撮像素子とでフレーム時間間隔が異なる場合の実施形態1に係る撮像制振装置の動作タイミングの一例を示す図であり、(a)は、第1撮像素子の動作タイミングを示しており、(b)は、第2撮像素子の動作タイミングを示している。(A), (b) is a figure which shows an example of the operation timing of the imaging damping device which concerns on Embodiment 1 when a frame time interval differs between a 1st image sensor and a 2nd image sensor, (a) Shows the operation timing of the first image sensor, and (b) shows the operation timing of the second image sensor. 画素の単位格子領域の一例を示す図であり、撮像素子がモノクロ単板の正方格子として構成されており、かつ、その開口率が100%となっている場合の画素の単位格子領域の一例を示している。It is a figure which shows an example of the unit lattice area | region of a pixel, and is an example of the unit lattice area | region of a pixel when the image pick-up element is comprised as a square grid of a monochrome single board, and the aperture ratio is 100% Show. (a),(b),(c)は、画素の単位格子領域の一例を示す図であり、(a)は、カラー用の正方格子として構成された撮像素子の構成例を示しており、(b)は、緑(G)の画素の単位格子領域の一例を示しており、(c)は、赤(R)の画素の単位格子領域の一例を示している。(A), (b), (c) is a figure which shows an example of the unit lattice area | region of a pixel, (a) has shown the example of a structure of the image pick-up element comprised as a square lattice for colors, (B) shows an example of a unit grid area of green (G) pixels, and (c) shows an example of a unit grid area of red (R) pixels. 画素の単位格子領域の一例を示す図であり、撮像素子がハニカム格子として構成されている場合の画素の単位格子領域の一例を示している。It is a figure which shows an example of the unit cell area | region of a pixel, and shows an example of the unit cell area | region of a pixel in case an imaging element is comprised as a honeycomb lattice. 本発明を適用しない場合と本発明を適用した場合との変位後の結像の位置の違いを示す図である。It is a figure which shows the difference in the position of the image formation after a displacement with the case where this invention is not applied, and the case where this invention is applied. 実施形態2に係る撮像制振装置の構成及び動作例を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation example of the imaging damping device which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態2に係る撮像制振装置の動作タイミングの一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of operation timing of the imaging vibration damping device according to the second embodiment. 実施形態3に係る撮像制振装置の構成及び動作例を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation example of the imaging damping device which concerns on Embodiment 3. FIG. 実施形態3で用いる変位部(光路変更素子)の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of the displacement part (optical path changing element) used in Embodiment 3. 実施形態4に係る撮像制振装置の構成及び動作例を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation example of the imaging damping device which concerns on Embodiment 4. FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態(以下、「本実施形態」と称する)につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings. Each figure is only schematically shown so that the present invention can be fully understood. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated example. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the common component and the same component, and those overlapping description is abbreviate | omitted.

ここでは、被写界に対する撮像素子の光学的な位置を変化させる動作を「変位」と称する。また、変位を発生(実行)させた結果得られる結像を「変位後の結像」と称する。また、撮像素子を形成する各単位セル(画素)の中心点が移動し得る領域を「画素の単位格子領域」と称する。   Here, the operation of changing the optical position of the image sensor with respect to the object scene is referred to as “displacement”. Further, an image formed as a result of generating (executing) displacement is referred to as “image after displacement”. An area in which the center point of each unit cell (pixel) forming the image sensor can move is referred to as a “pixel unit grid area”.

本発明に係る撮像制振装置は、「変位後の結像」が「画素の単位格子領域の範囲」からはみ出さないように(図4(b)参照)、「変位」を発生(実行)させることによって、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止する。   The imaging damping device according to the present invention generates (executes) “displacement” so that “image after displacement” does not protrude from the “range of the unit cell region of the pixel” (see FIG. 4B). This improves video compression and coding efficiency, improves image quality and suppresses the increase in bit rate, etc., and overshoots the subject image shake that was intended for production reasons. To prevent it.

[実施形態1]
<撮像制振装置の構成>
以下、図1を参照して、本実施形態1に係る撮像制振装置1の構成につき説明する。
図1に示すように、本実施形態1に係る撮像制振装置1は、制御部2、レンズ20、2つの撮像素子10,60、変位部40a〜40d、及び、ハーフミラー50を有している。以下、2つの撮像素子10,60を区別する場合に、撮像素子10を「第1撮像素子10」と称し、撮像素子60を「第2撮像素子60」と称する。
[Embodiment 1]
<Configuration of imaging damping device>
Hereinafter, the configuration of the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment includes a control unit 2, a lens 20, two imaging elements 10 and 60, displacement units 40 a to 40 d, and a half mirror 50. Yes. Hereinafter, when the two image sensors 10 and 60 are distinguished, the image sensor 10 is referred to as a “first image sensor 10”, and the image sensor 60 is referred to as a “second image sensor 60”.

制御部2は、撮像制振装置1の全体の動作を制御する機能手段である。制御部2は、CPUによって構成されており、後記する「変位量推定部70」、及び、後記する「変位制御部80」を備えている。   The control unit 2 is a functional unit that controls the overall operation of the imaging vibration damping device 1. The control unit 2 includes a CPU, and includes a “displacement amount estimation unit 70” described later and a “displacement control unit 80” described later.

レンズ20は、第1撮像素子10上に光を集めて、観賞用の映像を第1撮像素子10上に結像させる光学系である。このレンズ20は、ここでは、凸レンズとしての機能を有しており、レンズ単体でも又は複数のレンズを組み合わせた構成であっても構わない。レンズ20は、図示を省略した筐体に接続されるように構成されている。   The lens 20 is an optical system that collects light on the first image sensor 10 and forms an image for viewing on the first image sensor 10. Here, the lens 20 has a function as a convex lens, and may be a single lens or a configuration in which a plurality of lenses are combined. The lens 20 is configured to be connected to a housing (not shown).

第1撮像素子10は、レンズ20から取り込んだ被写体等の映像を撮影する素子である。
第2撮像素子60は、結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値の算出に用いる映像を撮影する素子である。第2撮像素子60は、ここでは、「結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値」を算出するためのセンサとして用いられる。
The first image sensor 10 is an element that captures an image of a subject or the like captured from the lens 20.
The second image sensor 60 is an element that captures an image used for calculation of a motion vector measurement value of the entire image formation or a part thereof. Here, the second image sensor 60 is used as a sensor for calculating “a measured value of the motion vector of the entire image or a part thereof”.

以下、「結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値」を「測定動きベクトルVs」と称する。また、「結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値(測定動きベクトルVs)」の算出に用いる映像を「測定用の映像」と称する。   Hereinafter, the “measured value of the motion vector of the entire image or a part thereof” is referred to as “measured motion vector Vs”. In addition, an image used for calculation of “measured value of motion vector of whole or part of image formation (measured motion vector Vs)” is referred to as “measurement image”.

なお、第1撮像素子10と第2撮像素子60とは、同じ種類の素子であってもよいし、異なる種類の素子であってもよい。第2撮像素子60の空間分解能(画素間隔あたりの画角)は、第1撮像素子10よりも細かいことがより好ましい(ただし、この条件は、必須ではない)。   The first image sensor 10 and the second image sensor 60 may be the same type of element or different types of elements. The spatial resolution (view angle per pixel interval) of the second image sensor 60 is more preferably finer than that of the first image sensor 10 (however, this condition is not essential).

変位部40a〜40dは、前記した「変位(すなわち、被写界に対する第1撮像素子10の光学的な位置を変化させる動作)」を発生(実行)させる手段である。変位部40a〜40dは、第1撮像素子10及び光学系(レンズ20等)のいずれか一方を小数画素単位で物理的に移動させる手段として構成することができる。   The displacement units 40a to 40d are means for generating (executing) the above-described “displacement (that is, an operation of changing the optical position of the first image sensor 10 with respect to the object scene)”. The displacement units 40a to 40d can be configured as means for physically moving either the first image sensor 10 or the optical system (lens 20 or the like) in units of decimal pixels.

本実施形態1では、変位部40a〜40dがレンズ20の光軸30に対する第1撮像素子10の位置を小数画素単位で物理的に変化させるアクチュエータによって構成されている場合を想定して説明する。   In the first embodiment, the case where the displacement units 40a to 40d are configured by an actuator that physically changes the position of the first image sensor 10 with respect to the optical axis 30 of the lens 20 in units of decimal pixels will be described.

具体的には、変位部40a〜40dが第1撮像素子10を第1撮像素子10の撮像面に沿って水平方向及び垂直方向に移動させる構成(すなわち、レンズ20の光軸30に対して垂直に交差する平面内で第1撮像素子10を2次元的に並進させる構成)となっているものとして説明する。
このような変位部40a〜40dとしては、例えば、圧電素子や、サーボモータ、リニアモータ等によって構成することができる。
Specifically, a configuration in which the displacement units 40 a to 40 d move the first imaging element 10 in the horizontal direction and the vertical direction along the imaging surface of the first imaging element 10 (that is, perpendicular to the optical axis 30 of the lens 20). The first imaging element 10 is two-dimensionally translated in a plane that intersects with (1).
Such displacement portions 40a to 40d can be constituted by, for example, a piezoelectric element, a servo motor, a linear motor, or the like.

なお、図1に示す例では、撮像制振装置1は、4つの変位部40a〜40dが設けられている。しかしながら、変位部の数は、レンズ20の光軸30に対して垂直に交差する平面内で第1撮像素子10を2次元的に並進させることができれば、4つでなくてもよい。
また、本実施形態1では、撮像制振装置1は、変位部40a〜40dによって第1撮像素子10を移動させる構成になっているが、レンズ20等の光学系を移動させる構成にすることも可能である。
In the example illustrated in FIG. 1, the imaging vibration damping device 1 is provided with four displacement portions 40 a to 40 d. However, the number of the displacement portions may not be four as long as the first imaging device 10 can be translated two-dimensionally within a plane perpendicular to the optical axis 30 of the lens 20.
In the first embodiment, the imaging vibration damping device 1 is configured to move the first imaging element 10 using the displacement units 40a to 40d, but may be configured to move the optical system such as the lens 20 or the like. Is possible.

ハーフミラー50は、光路を第1撮像素子10の方向と第2撮像素子60の方向とに分岐する分岐部材である。撮像制振装置1は、ハーフミラー50をレンズ20からの光軸30上でレンズ20と第1撮像素子10との間に設けられており、ハーフミラー50によって光路が分岐されることにより、同じ映像が第1撮像素子10上と第2撮像素子60上とに結像されるように構成されている。つまり、ハーフミラー50は、光路を第1撮像素子10の方向と第2撮像素子60の方向とに分岐して、観賞用の被写体の映像を第1撮像素子10に導いて第1撮像素子10上に結像させるとともに、前記した「測定用の映像(すなわち、「測定動きベクトルVs」の算出に用いる映像)」を第2撮像素子60に導いて第2撮像素子60上に結像させるように構成されている。
なお、撮像制振装置1は、ハーフミラー50の代わりに、分岐部材として図示せぬハーフプリズムを用いる構成にしてもよい。
The half mirror 50 is a branching member that branches the optical path into the direction of the first image sensor 10 and the direction of the second image sensor 60. The imaging vibration control device 1 includes a half mirror 50 provided between the lens 20 and the first imaging element 10 on the optical axis 30 from the lens 20, and the optical path is branched by the half mirror 50. An image is formed on the first image sensor 10 and the second image sensor 60. That is, the half mirror 50 branches the optical path into the direction of the first image sensor 10 and the direction of the second image sensor 60, and guides the video of the object to be viewed to the first image sensor 10. In addition to forming an image on the top, the above-described “measurement image (that is, an image used for calculating“ measurement motion vector Vs ”)” is guided to the second image sensor 60 and imaged on the second image sensor 60. It is configured.
The imaging vibration control device 1 may be configured to use a half prism (not shown) as a branch member instead of the half mirror 50.

第2撮像素子60で結像された測定用の映像は、図示せぬ記憶部に格納された後、制御部2によって読み出されて、変位部40a〜40dを作動させるための制御量(以下、「変位制御量」と称する)の算出に用いられる。   A measurement image formed by the second image sensor 60 is stored in a storage unit (not shown) and then read out by the control unit 2 to control the displacement units 40a to 40d (hereinafter referred to as control amounts). , Referred to as “displacement control amount”).

制御部2は、ここでは、以下に説明する「変位量推定部70」及び「変位制御部80」を備える構成となっている。
「変位量推定部70」及び「変位制御部80」は、例えば、撮像素子10,60がモノクロ単板の正方格子として構成されており、かつ、開口率が100%の場合に、後記する「変位制御量の算出法」の章で詳細に説明するように、前記した「変位制御量(すなわち、変位部40a〜40dを作動させるための制御量)」を後記する「(uc−round(uc)),(vc−round(vc))」に設定することによって、後記する「変位結果ベクトル」を「(round(uc)),(round(vc))」に設定して、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理を整数画素単位で行えるようにする。
Here, the control unit 2 includes a “displacement amount estimation unit 70” and a “displacement control unit 80” described below.
The “displacement amount estimation unit 70” and the “displacement control unit 80” are described later, for example, when the imaging elements 10 and 60 are configured as a monochromatic square lattice and the aperture ratio is 100%. As described in detail in the section “Calculation Method of Displacement Control Amount”, the “displacement control amount (that is, the control amount for operating the displacement units 40a to 40d)” described later is “(uc-round (uc) )), (Vc-round (vc)) ", and the" displacement result vector "to be described later is set to" (round (uc)), (round (vc)) ", and the video compression code The motion compensation prediction process when performing the conversion is performed in units of integer pixels.

変位量推定部70は、前記した「変位(すなわち、被写界に対する第1撮像素子10の光学的な位置を変化させる動作)」を発生させなかった場合に生じる結像の動きベクトルの推定値(以下、「推定動きベクトルVc」と称する)を小数画素精度で算出する機能手段である。   The displacement amount estimation unit 70 estimates an image motion vector generated when the above-described “displacement (that is, an operation of changing the optical position of the first image sensor 10 with respect to the object scene)” is not generated. (Hereinafter, referred to as “estimated motion vector Vc”) is a functional means for calculating with decimal pixel accuracy.

本実施形態1では、変位量推定部70は、まず、第2撮像素子60で撮影された前記した「測定用の映像」に基づいて、前記した「測定動きベクトルVs」を算出し、次に、その測定動きベクトルVsに基づいて、前記した「推定動きベクトルVc」を小数画素精度で算出する。なお、「測定動きベクトルVs」の算出法及び「推定動きベクトルVc」の算出法については、後記する。   In the first embodiment, the displacement amount estimation unit 70 first calculates the “measurement motion vector Vs” based on the “video for measurement” captured by the second image sensor 60, and then Based on the measured motion vector Vs, the aforementioned “estimated motion vector Vc” is calculated with decimal pixel accuracy. A method for calculating “measured motion vector Vs” and a method for calculating “estimated motion vector Vc” will be described later.

ここで、「小数画素精度」とは、前記した「画素の単位格子領域」のサイズより細かい精度を意味している。なお、「画素の単位格子領域」の具体例については、図3A〜図3Cを用いて後記する。   Here, “decimal pixel accuracy” means an accuracy finer than the size of the “pixel unit cell region”. A specific example of the “pixel unit cell region” will be described later with reference to FIGS. 3A to 3C.

変位制御部80は、変位部40a〜40dを作動させて、前記した「変位(すなわち、被写界に対する第1撮像素子10の光学的な位置を変化させる動作)」を発生させる機能手段である。   The displacement control unit 80 is a functional unit that operates the displacement units 40 a to 40 d to generate the above-described “displacement (that is, an operation for changing the optical position of the first image sensor 10 with respect to the object scene)”. .

変位制御部80は、変位量推定部70によって算出された推定動きベクトルVcに基づいて、前記した「変位制御量(すなわち、変位部40a〜40dを作動させるための制御量)」を算出する。   Based on the estimated motion vector Vc calculated by the displacement amount estimation unit 70, the displacement control unit 80 calculates the “displacement control amount (that is, the control amount for operating the displacement units 40a to 40d)”.

このとき、変位制御部80は、その「変位制御量」分だけ前記した「変位」を発生させることによって、撮影時の各フレーム間の被写体像の全体的な移動量(例えば、第1撮像素子10における所定領域の平均的な動き等)が画素の単位格子領域のサイズにおいて整数値となるようにする。   At this time, the displacement control unit 80 generates the above-described “displacement” by the “displacement control amount”, thereby moving the overall movement amount of the subject image between the frames at the time of shooting (for example, the first image sensor). The average movement of the predetermined area in FIG. 10 is an integer value in the size of the unit cell area of the pixel.

すなわち、このとき、変位制御部80は、変位部40a〜40dが前記した「変位」を発生させた結果得られる、「第1撮像素子10上の結像の全体又はその一部分(例えば、中央付近の領域)」の複数個所又は撮像時刻の異なる複数フレームを画素の単位格子領域のサイズ精度(以下、「画素精度」と称する)で測った場合の「好適な所定の代表値」の小数部分の絶対値が最小となるように、「変位制御量」を算出して、「変位制御量」分だけ前記した「変位」を発生させる。   That is, at this time, the displacement control unit 80 obtains “all or part of the image formed on the first image sensor 10 (for example, near the center) obtained as a result of the displacements 40a to 40d generating the“ displacement ”described above. Of the "preferred predetermined representative value" when measuring a plurality of frames at different positions or image capturing times with the size accuracy (hereinafter referred to as "pixel accuracy") of the unit cell region of pixels. The “displacement control amount” is calculated so as to minimize the absolute value, and the above-described “displacement” is generated by the “displacement control amount”.

そのための構成として、本実施形態1では、変位制御部80は、後記する「変位結果ベクトル」の値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量を算出する構成になっている。   As a configuration for this, in the first embodiment, the displacement control unit 80 selects any one of the vector value sets obtained by connecting the center points of two adjacent pixels with the value of a “displacement result vector” described later. The displacement control amount is a value that coincides with the vector value or the zero vector value.

ここで、「変位結果ベクトルの値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量」とは、変位結果ベクトルの値が直近の整数値となる変位制御量を意味している。   Here, “displacement control amount in which the value of the displacement result vector becomes a value that coincides with any vector value or zero vector value in the vector value set obtained by connecting the center points of two adjacent pixels” Means a displacement control amount in which the value of the displacement result vector becomes the nearest integer value.

本実施形態1では、「変位結果ベクトルの値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量」は、後記する「変位制御量の算出法」の章で説明する手法が変位制御部80によって実行されることによって、算出される。   In the first embodiment, “displacement in which the value of the displacement result vector becomes a value that coincides with any vector value or zero vector value in the vector value set obtained by connecting the center points of two adjacent pixels. The “control amount” is calculated by the displacement control unit 80 executing a method described in the section “Calculation method of displacement control amount” described later.

なお、「好適な所定の代表値」とは、例えば、最頻値や、平均値、中央値、統計値等の中から、運用に応じて、予め任意に定められた好適な値を意味している。「好適な所定の代表値」としては、特に、最頻値が好ましい。なお、「変位制御量」の具体的な算出法については、後記する。   The “preferred predetermined representative value” means, for example, a suitable value arbitrarily determined in advance according to the operation from among the mode value, the average value, the median value, the statistical value, and the like. ing. As the “preferred predetermined representative value”, the mode value is particularly preferable. A specific calculation method of the “displacement control amount” will be described later.

変位制御部80は、「変位制御量」を算出すると、「変位制御量」(厳密には、「変位制御量」分だけ変位部40a〜40dを作動させるための制御信号)を変位部40a〜40dに出力する。これに応答して、変位部40a〜40dは、「変位制御量」分だけ、第1撮像素子10を第1撮像素子10の撮像面に沿って水平方向及び垂直方向に移動させて、前記した「変位」を発生させる。   When the displacement control unit 80 calculates the “displacement control amount”, the displacement control unit 80 outputs the “displacement control amount” (strictly, a control signal for operating the displacement units 40a to 40d by the “displacement control amount”) to the displacement units 40a to 40a. Output to 40d. In response to this, the displacement units 40a to 40d move the first imaging device 10 in the horizontal direction and the vertical direction along the imaging surface of the first imaging device 10 by the amount of “displacement control amount”, and the above-described operation is performed. Generate “displacement”.

以下、「変位」を発生させた結果、第1撮像素子10で得られる、変位後の結像の変位前の位置からの動きベクトルを「変位結果ベクトル」と称する。つまり、「変位結果ベクトル」は、前記した「変位」の発生の前と後とにおける、第1撮像素子10によって撮像された映像の一部又は全体の画素単位で測った移動量を意味している。   Hereinafter, a motion vector from the position before displacement of the image after displacement obtained by the first image sensor 10 as a result of generating “displacement” is referred to as “displacement result vector”. In other words, the “displacement result vector” means a movement amount measured in units of pixels of a part or the whole of the image captured by the first image sensor 10 before and after the occurrence of the “displacement”. Yes.

<撮像制振装置の動作>
以下、図1、並びに、図2Aを参照して、撮像制振装置1の動作につき説明する。なお、撮像制振装置1は、図示せぬタイマによって計測された時間に基づいて動作する。また、撮像制振装置1の動作は、図示せぬ記憶部に読み出し自在に予め格納された制御プログラムによって規定されており、制御部2によって実行される。また、各データは、図示せぬ記憶部に読み出し自在に一旦格納されてから、その後の処理を行う所要の構成要素に出力される。以下、これらの点については、情報処理では常套手段であるので、その詳細な説明を省略する。
<Operation of imaging vibration control device>
Hereinafter, the operation of the imaging vibration damping device 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2A. The imaging vibration control device 1 operates based on the time measured by a timer (not shown). The operation of the imaging vibration control device 1 is defined by a control program stored in advance in a readable manner in a storage unit (not shown), and is executed by the control unit 2. In addition, each data is temporarily stored in a storage unit (not shown) so as to be readable, and then output to a required component for performing subsequent processing. Hereinafter, since these points are conventional means in information processing, detailed description thereof will be omitted.

図1に示すように、撮像制振装置1は、前記した通り、レンズ20によって第1撮像素子10上に光を集めて、観賞用の映像を第1撮像素子10上に結像させる。その際に、撮像制振装置1は、ハーフミラー50によって光路を第1撮像素子10の方向と第2撮像素子60の方向とに分岐して、観賞用の映像を第1撮像素子10に導くとともに、前記した「測定用の映像(すなわち、「測定動きベクトルVs」の算出に用いる映像)」を第2撮像素子60に導いて第2撮像素子60上に結像させる。   As shown in FIG. 1, the imaging vibration damping device 1 collects light on the first image sensor 10 by the lens 20 and forms an ornamental image on the first image sensor 10 as described above. At that time, the imaging vibration control device 1 branches the optical path into the direction of the first imaging element 10 and the direction of the second imaging element 60 by the half mirror 50, and guides an ornamental image to the first imaging element 10. At the same time, the “measurement video (that is, video used to calculate“ measurement motion vector Vs ”)” is guided to the second image sensor 60 and imaged on the second image sensor 60.

第1撮像素子10及び第2撮像素子60は、それぞれ、図2Aに示す「蓄積」タイミングで、撮像素子10,60上に結像された映像を構成する光に対応する電荷を蓄積する。そして、制御部2が、図2Aに示す「読出」タイミングで、撮像素子10,60に蓄積された電荷を電圧信号に変換して映像信号として図示せぬ記憶部に格納し、その後に、図示せぬ記憶部から映像信号を読み出して、映像信号を所定の演算に用いる。   Each of the first image sensor 10 and the second image sensor 60 accumulates electric charges corresponding to light constituting the image formed on the image sensors 10 and 60 at the “accumulation” timing shown in FIG. 2A. Then, at the “reading” timing shown in FIG. 2A, the control unit 2 converts the electric charge accumulated in the imaging elements 10 and 60 into a voltage signal and stores it as a video signal in a storage unit (not shown). A video signal is read from a storage unit (not shown), and the video signal is used for a predetermined calculation.

「所定の演算」としては、例えば、制御部2の変位量推定部70による前記した「測定動きベクトルVs」の算出及び前記した「推定動きベクトルVc」の算出、並びに、制御部2の変位制御部80による前記した「変位制御量」の算出等がある。また、「所定の演算」としては、例えば、制御部2の図示せぬ機能手段による映像の圧縮符号化処理やその映像の圧縮符号化処理を行う際の動き補償予測処理等がある。ここでは、変位量推定部70による前記した「測定動きベクトルVs」の算出及び前記した「推定動きベクトルVc」の算出、並びに、変位制御部80による前記した「変位制御量」の算出を重点的に説明する。   As the “predetermined calculation”, for example, the above-described calculation of the “measured motion vector Vs” and the above-mentioned “estimated motion vector Vc” by the displacement amount estimation unit 70 of the control unit 2 and the displacement control of the control unit 2 are performed. The above-described “displacement control amount” is calculated by the unit 80. Examples of the “predetermined calculation” include a video compression encoding process by a function unit (not shown) of the control unit 2 and a motion compensation prediction process when the video compression encoding process is performed. Here, the calculation of the “measured motion vector Vs” and the calculation of the “estimated motion vector Vc” described above by the displacement amount estimation unit 70 and the calculation of the “displacement control amount” by the displacement control unit 80 are emphasized. Explained.

図2Aに示す例では、第1撮像素子10のフレーム時間間隔が「Tc」となっており、また、第2撮像素子60のフレーム時間間隔がTsとなっている。ここで、「フレーム時間間隔」とは、映像の「蓄積」と「読出」とを周期的に行う間隔を意味している。   In the example shown in FIG. 2A, the frame time interval of the first image sensor 10 is “Tc”, and the frame time interval of the second image sensor 60 is Ts. Here, the “frame time interval” means an interval for periodically performing “accumulation” and “reading” of video.

なお、図2Aに示す例では、第1撮像素子10のフレーム時間間隔Tc及び第2撮像素子60のフレーム時間間隔Tsが、ほぼ同じ値に設定されている。しかしながら、図2Bに示すように、第1撮像素子10のフレーム時間間隔Tc及び第2撮像素子60のフレーム時間間隔Tsは、異なる値に設定することができる。   In the example shown in FIG. 2A, the frame time interval Tc of the first image sensor 10 and the frame time interval Ts of the second image sensor 60 are set to substantially the same value. However, as shown in FIG. 2B, the frame time interval Tc of the first image sensor 10 and the frame time interval Ts of the second image sensor 60 can be set to different values.

図2Aに示す例では、フレーム時間間隔Ts,Tcは、それぞれ、各周期の「蓄積」期間の開始時から次の周期の「蓄積」期間の開始時までの間隔となっている。しかしながら、フレーム時間間隔Ts,Tcは、それぞれ、各周期の「蓄積」期間の終了時から次の周期の「蓄積」期間の終了時までの間隔であってもよい。又は、フレーム時間間隔Ts,Tcは、それぞれ、各周期の「読出」期間の開始時から次の周期の「読出」期間の開始時までの間隔、或いは、各周期の「読出」期間の終了時から次の周期の「読出」期間の終了時までの間隔であってもよい。   In the example shown in FIG. 2A, the frame time intervals Ts and Tc are intervals from the start of the “accumulation” period of each cycle to the start of the “accumulation” period of the next cycle. However, the frame time intervals Ts and Tc may be intervals from the end of the “accumulation” period of each cycle to the end of the “accumulation” period of the next cycle. Alternatively, the frame time intervals Ts and Tc are the intervals from the start of the “read” period of each cycle to the start of the “read” period of the next cycle, or the end of the “read” period of each cycle, respectively. To the end of the “read” period of the next cycle.

なお、第2撮像素子60の「蓄積」期間は、第1撮像素子10の「蓄積」期間よりも、短くなっている。これは、第2撮像素子60によって撮影される映像が、前記した「測定用の映像(すなわち、「測定動きベクトルVs」の算出に用いる映像)」であり、観賞用の映像でないため、第1撮像素子10によって撮影される映像よりも低品位で構わないからである。   Note that the “accumulation” period of the second image sensor 60 is shorter than the “accumulation” period of the first image sensor 10. This is because the video imaged by the second image sensor 60 is the above-mentioned “video for measurement (that is, video used for calculation of“ measurement motion vector Vs ”)”, and is not an ornamental video. This is because the image quality may be lower than that of the image captured by the image sensor 10.

図2Aに示す例では、撮像制振装置1は、撮像時刻の異なるフレームF1,F2,F3,…の「蓄積」タイミングで、第1撮像素子10によって観賞用の映像としての「変位後の結像」を撮影している。   In the example shown in FIG. 2A, the imaging vibration control device 1 performs “accumulation after displacement” as an ornamental image by the first imaging element 10 at the “accumulation” timing of the frames F1, F2, F3,. The "image" is being photographed.

撮像制振装置1は、このような動作を実現するために、第1撮像素子10での「蓄積」タイミングに先行するタイミングで、第2撮像素子60によって撮像時刻の異なる複数フレームの測定用の映像を撮影する。例えば、撮像制振装置1は、フレームF1の「蓄積」タイミングに先行して、フレームfa,fbの「蓄積」タイミングで、第2撮像素子60によって測定用の映像を撮影している。   In order to realize such an operation, the imaging vibration control device 1 is used for measuring a plurality of frames having different imaging times by the second imaging element 60 at a timing preceding the “accumulation” timing in the first imaging element 10. Take a picture. For example, the imaging vibration damping device 1 captures a video for measurement by the second image sensor 60 at the “accumulation” timing of the frames fa and fb prior to the “accumulation” timing of the frame F1.

第2撮像素子60によって撮影されたフレームfa,fbの測定用の映像は、第1撮像素子10がフレームF1の観賞用の映像を撮影する際に事前に行われる、前記した「変位」を発生させる変位制御に用いられる。すなわち、フレームfa,fbは、フレームF1用の動きベクトルの推定に用いるフレーム対となる。以下に、その詳細を説明する。   The measurement images of the frames fa and fb photographed by the second image sensor 60 generate the above-mentioned “displacement” that is performed in advance when the first image sensor 10 captures the ornamental image of the frame F1. Used for displacement control. That is, the frames fa and fb are a frame pair used for estimating the motion vector for the frame F1. The details will be described below.

撮像制振装置1は、第2撮像素子60でのフレームfbの測定用の映像の「蓄積」期間が終了してから、第1撮像素子60でのフレームF1の観賞用の映像の「蓄積」期間が開始するまでの間に、以下の処理を行う。   The imaging vibration control device 1 performs “accumulation” of the video for viewing the frame F1 on the first image sensor 60 after the “accumulation” period of the video for measurement of the frame fb on the second image sensor 60 ends. Until the period starts, the following processing is performed.

例えば、撮像制振装置1は、フレームfa,fbの測定用の映像が第2撮像素子60に蓄積されて図示せぬ記憶部に格納されると、制御部2が、読出時間t1のタイミングで、フレームfa,fbの各測定用の映像を読み出す。   For example, in the imaging vibration damping device 1, when the video for measurement of the frames fa and fb is accumulated in the second imaging element 60 and stored in a storage unit (not shown), the control unit 2 performs the reading at the timing of t1. The video for each measurement of the frames fa and fb is read out.

次に、算出時間t2のタイミングで、制御部2の変位量推定部70が、まず、フレームfa,fbの各測定用の映像に基づいて、前記した「測定動きベクトルVs」を算出し、次に、その測定動きベクトルVsに基づいて、前記した「推定動きベクトルVc」を算出し、さらに、制御部2の変位制御部80が、「変位制御量」を算出する。なお、「測定動きベクトルVs」の算出法、「推定動きベクトルVc」の算出法、及び、「変位制御量」の算出法については、それぞれ、後記する。   Next, at the timing of the calculation time t2, the displacement amount estimation unit 70 of the control unit 2 first calculates the above-described “measurement motion vector Vs” based on each measurement video of the frames fa and fb. In addition, based on the measured motion vector Vs, the above-described “estimated motion vector Vc” is calculated, and the displacement control unit 80 of the control unit 2 calculates the “displacement control amount”. A method for calculating “measured motion vector Vs”, a method for calculating “estimated motion vector Vc”, and a method for calculating “displacement control amount” will be described later.

次に、変位制御時間t3のタイミングで、変位制御部80が、算出時間t2で算出された「変位制御量」(厳密には、「変位制御量」分だけ変位部40a〜40dを作動させるための制御信号)を変位部40a〜40dに出力する。   Next, at the timing of the displacement control time t3, the displacement control unit 80 operates the displacement units 40a to 40d by “displacement control amount” (strictly, “displacement control amount”) calculated at the calculation time t2. Control signal) is output to the displacement portions 40a to 40d.

これにより、変位制御部80が、変位部40a〜40dに、その「変位制御量」分だけ、第1撮像素子10を第1撮像素子10の撮像面に沿って水平方向及び垂直方向に移動させて、前記した「変位」を発生させる変位制御を行う。   Accordingly, the displacement control unit 80 causes the displacement units 40a to 40d to move the first image sensor 10 in the horizontal direction and the vertical direction along the imaging surface of the first image sensor 10 by the “displacement control amount”. Then, displacement control for generating the above-described “displacement” is performed.

その結果、第1撮像素子10は、フレームF1の「蓄積」タイミングで、観賞用の映像としての「変位後の結像」を撮影する。   As a result, the first image sensor 10 captures “image formation after displacement” as an ornamental image at the “accumulation” timing of the frame F1.

この後、撮像制振装置1は、フレームF2,F3,…の「蓄積」タイミングに合わせて、同様の動作を繰り返し行う。これにより、第1撮像素子10は、各フレームF2,F3,…の「蓄積」タイミングで、観賞用の映像としての「変位後の結像」を撮影する。   Thereafter, the imaging vibration damping device 1 repeatedly performs the same operation in accordance with the “accumulation” timing of the frames F2, F3,. Thus, the first image sensor 10 captures “image formation after displacement” as an image for viewing at the “accumulation” timing of each frame F2, F3,.

<測定動きベクトルVsの算出法>
以下、図1を参照して、前記した「測定動きベクトルVs」の算出法につき説明する。
図1に示すように、変位量推定部70は、第2撮像素子60によって撮影された測定用の映像の複数個所又は撮像時刻の異なる複数フレーム間の測定用の映像から、前記した「測定動きベクトルVs」を算出する。
<Calculation method of measurement motion vector Vs>
Hereinafter, with reference to FIG. 1, the calculation method of the “measured motion vector Vs” will be described.
As shown in FIG. 1, the displacement estimation unit 70 determines the “measurement motion” from a plurality of measurement images captured by the second image sensor 60 or measurement images between a plurality of frames at different imaging times. Vector Vs "is calculated.

ここでは、変位量推定部70は、第2撮像素子60によって撮影された撮像時刻の異なる複数フレーム間の測定用の映像において、映像の全体又は一部分でブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVs」を算出するものとして説明する。   Here, the displacement amount estimation unit 70 performs block matching on the whole or a part of the video in the measurement video between a plurality of frames taken by the second imaging device 60 at different imaging times, thereby obtaining the “measurement motion vector”. It is assumed that “Vs” is calculated.

ここで、「第2撮像素子60によって撮影された撮像時刻の異なる複数フレーム」とは、例えば、第1撮像素子10によってこれから撮影しようとする現フレームに先行して、第2撮像素子60によって撮影されたフレーム−1とフレーム−2との2つのフレーム等を意味している。   Here, “a plurality of frames taken by the second image sensor 60 at different imaging times” is, for example, photographed by the second image sensor 60 prior to the current frame to be photographed by the first image sensor 10. It means two frames, such as frame-1 and frame-2.

なお、「測定動きベクトルVs」の算出精度は、第2撮像素子60によって撮影された2つのフレーム間の測定用の映像のブロックマッチングによって取得されるため、第2撮像素子60の画素ピッチが第1撮像素子10の画素ピッチよりも十分に細かい場合(例えば、0.5倍以下の場合)に、整数画素精度であっても、又は、小数画素精度であっても構わない。   Note that the calculation accuracy of the “measurement motion vector Vs” is obtained by block matching of a measurement image between two frames photographed by the second image sensor 60, so that the pixel pitch of the second image sensor 60 is the first. When the pixel pitch is sufficiently finer than the pixel pitch of one image sensor 10 (for example, 0.5 times or less), it may be integer pixel accuracy or decimal pixel accuracy.

ただし、「測定動きベクトルVs」の算出精度は、第2撮像素子60の画素ピッチが第1撮像素子10の画素ピッチよりも十分に細かくない場合(例えば、0.5倍よりも大きい場合)に、小数画素精度である必要がある。   However, the calculation accuracy of the “measured motion vector Vs” is when the pixel pitch of the second image sensor 60 is not sufficiently finer than the pixel pitch of the first image sensor 10 (for example, larger than 0.5 times). The decimal pixel accuracy is required.

小数画素精度のブロックマッチングを行う手法としては、例えば、2つのフレームの映像のそれぞれに補間画素を内挿して拡大した映像を生成し、生成した映像同士を比較することによって動きベクトルを求め、これを拡大倍率で除することによって取得する手法がある。   As a technique for performing block matching with sub-pixel accuracy, for example, an enlarged image is generated by interpolating interpolation pixels in each of two frames of video, and a motion vector is obtained by comparing the generated videos. There is a method of obtaining by dividing by a magnification.

又は、小数画素精度のブロックマッチングを行う手法としては、例えば、いわゆる「パラボラフィッティング」と称される手法がある。この「パラボラフィッティング」と称される手法は、2つのフレーム間の映像で相関をとり、相関値が最大値(誤差の最小値)をとる動きベクトルを求め、その動きベクトルを中心とする、例えば水平方向に±1画素以内でかつ垂直方向に±1画素以内の計9点の画素における相関値列(又は誤差値列)の2次曲面を求め、その2次曲面上で最大値(又は最小値)を与える点を求めて、この点を小数画素精度の動きベクトルとみなす手法である。   Alternatively, as a technique for performing block matching with decimal pixel precision, for example, there is a technique called “parabolic fitting”. This method called “parabolic fitting” correlates images between two frames, obtains a motion vector having a maximum correlation value (minimum value of error), and centers on the motion vector. A quadratic surface of a correlation value sequence (or error value sequence) is calculated for a total of nine pixels within ± 1 pixel in the horizontal direction and within ± 1 pixel in the vertical direction, and the maximum value (or minimum) on the quadric surface This is a method in which a point giving a value is obtained and this point is regarded as a motion vector with decimal pixel precision.

変位量推定部70は、このようなブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVs」を算出する。なお、「測定動きベクトルVs」は、2つのフレーム間の測定用の映像のブロックマッチングによって取得されるため、ブロックマッチングに用いられる映像の画素の単位格子領域のサイズに影響される。   The displacement amount estimation unit 70 calculates the “measurement motion vector Vs” by performing such block matching. Note that the “measurement motion vector Vs” is obtained by block matching of a measurement video between two frames, and thus is affected by the size of a unit cell region of video pixels used for block matching.

<推定動きベクトルVcの算出法>
以下、図1を参照して、前記した「推定動きベクトルVc」の算出法につき説明する。
図1に示すように、変位量推定部70は、「測定動きベクトルVs」を算出すると、以下のようにして、「測定動きベクトルVs」に基づいて、前記した「推定動きベクトルVc」を小数画素精度で算出する。
<Calculation method of estimated motion vector Vc>
Hereinafter, a method for calculating the “estimated motion vector Vc” will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, when the displacement amount estimation unit 70 calculates the “measured motion vector Vs”, the “estimated motion vector Vc” is decimally calculated based on the “measured motion vector Vs” as follows. Calculate with pixel accuracy.

変位量推定部70は、第1撮像素子10の撮像フレーム時間間隔を「Tc」とし、第1撮像素子10の水平画素ピッチを「Pc」とし、第1撮像素子10の垂直画素ピッチを「Qc」とし、さらに、第2撮像素子60の撮像フレーム時間間隔を「Ts」とし、第2撮像素子60の水平画素ピッチを「Ps」とし、第2撮像素子60の垂直画素ピッチを「Qs」としたとき、以下の式(1)に基づいて、小数画素精度の「推定動きベクトルVc」を算出することができる。

Figure 0006031366
The displacement amount estimation unit 70 sets the imaging frame time interval of the first image sensor 10 to “Tc”, sets the horizontal pixel pitch of the first image sensor 10 to “Pc”, and sets the vertical pixel pitch of the first image sensor 10 to “Qc”. Furthermore, the imaging frame time interval of the second image sensor 60 is “Ts”, the horizontal pixel pitch of the second image sensor 60 is “Ps”, and the vertical pixel pitch of the second image sensor 60 is “Qs”. Then, the “estimated motion vector Vc” with decimal pixel precision can be calculated based on the following equation (1).
Figure 0006031366

なお、式(1)は、以下の(a)〜(c)の条件を満たしていると仮定した場合のものである。
(a)第1撮像素子10の水平軸及び垂直軸と第2撮像素子60の水平軸及び垂直軸とがそれぞれ平行となるように、第1撮像素子10と第2撮像素子60とが配置されているという条件。
(b)第2撮像素子60上の結像がハーフミラー50によって鏡像となることが補償済みであるという条件。
(c)第1撮像素子10と第2撮像素子60とがレンズ20の第二光学主点から同一の距離に配置されているという条件。
In addition, Formula (1) is a thing on the assumption that the conditions of the following (a)-(c) are satisfy | filled.
(A) The first image sensor 10 and the second image sensor 60 are arranged so that the horizontal axis and vertical axis of the first image sensor 10 and the horizontal axis and vertical axis of the second image sensor 60 are parallel to each other. The condition of being.
(B) The condition that it has been compensated that the image on the second image sensor 60 becomes a mirror image by the half mirror 50.
(C) A condition that the first image sensor 10 and the second image sensor 60 are arranged at the same distance from the second optical principal point of the lens 20.

<変位制御量の算出法>
以下、図1を参照して、前記した「変位制御量」の算出法につき説明する。
図1に示すように、変位制御部80は、変位量推定部70が「推定動きベクトルVc」を算出すると、以下のようにして、「推定動きベクトルVc」に基づいて、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。
<Calculation method of displacement control amount>
Hereinafter, the calculation method of the “displacement control amount” will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, when the displacement estimation unit 70 calculates the “estimated motion vector Vc”, the displacement control unit 80 calculates the displacement control amount (ΔX based on the “estimated motion vector Vc” as follows. , ΔY).

本実施形態1では、変位制御部80は、「推定動きベクトルVc(推定結果)」の水平成分値及び垂直成分値から、「推定動きベクトルVc」の水平成分値及び垂直成分値のそれぞれに対して画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値及び垂直成分演算値を減算することによって、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。   In the first embodiment, the displacement control unit 80 calculates the horizontal component value and the vertical component value of the “estimated motion vector Vc” from the horizontal component value and the vertical component value of the “estimated motion vector Vc (estimation result)”. By subtracting the horizontal component calculation value and the vertical component calculation value obtained by performing the carry-up calculation or the carry-down calculation with the decimal part in the size of the unit cell region of the pixel being directed to the nearest integer value, the displacement control amount (ΔX, ΔY) is calculated.

具体的には、変位制御部80は、変位量推定部70によって算出された「推定動きベクトルVc」の水平成分値を「uc」とし、垂直成分値を「vc」としたとき、推定動きベクトルVcに基づいて、以下の式(2)に基づいて、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。

Figure 0006031366
Specifically, the displacement control unit 80 sets the estimated motion vector when the horizontal component value of the “estimated motion vector Vc” calculated by the displacement amount estimation unit 70 is “uc” and the vertical component value is “vc”. Based on Vc, a displacement control amount (ΔX, ΔY) is calculated based on the following equation (2).
Figure 0006031366

ここで、round関数は、丸め演算を表している。「丸め演算」は、小数第1位の四捨五入や、IEEE757−2008に定める2種類の最近接丸めのいずれか、0.5を加算するものに対する切り下げ、或いは、0.5を減算したものに対する切り上げを行う演算である。   Here, the round function represents a rounding operation. "Rounding operation" means rounding off to the first decimal place or two types of nearest rounding specified in IEEE 757-2008, rounding down to the one that adds 0.5, rounding up to the one that subtracts 0.5 Is an operation to perform.

このような丸め演算による水平成分演算値round(uc)及び垂直成分演算値round(vc)は、それぞれ、水平成分値uc及び垂直成分値vcよりも大きくなる場合もあれば、水平成分値uc及び垂直成分値vcよりも小さくなる場合もある。   The horizontal component calculation value round (uc) and the vertical component calculation value round (vc) by such rounding calculation may be larger than the horizontal component value uc and the vertical component value vc, respectively, or the horizontal component value uc and In some cases, the vertical component value vc may be smaller.

そして、変位制御量(ΔX,ΔY)は、動きベクトルVc(推定結果)の水平成分値uc及び垂直成分値vcから丸め演算による水平成分演算値round(uc)及び垂直成分演算値round(vc)を減算した値であるため、水平方向及び垂直方向にそれぞれ第1撮像素子10の画素ピッチの0.5倍以内(具体的には、仮に、第1撮像素子10がモノクロ単板の正方格子として構成されており、かつ、開口率が100%の場合に、チェビシェフ距離における半径0.5画素以内)の値となる。   Then, the displacement control amounts (ΔX, ΔY) are calculated from the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the motion vector Vc (estimated result) by the rounding calculation, the horizontal component calculated value round (uc) and the vertical component calculated value round (vc). Is subtracted from the pixel pitch of the first image sensor 10 in the horizontal direction and the vertical direction (specifically, the first image sensor 10 is assumed to be a monochromatic single plate square lattice). When the aperture ratio is 100%, the value is within a radius of 0.5 pixels in the Chebyshev distance.

変位部40a〜40dは、変位制御量(ΔX,ΔY)に応じて、水平方向に(uc−round(uc))分だけ、また、垂直方向に(vc−round(vc))分だけ、第1撮像素子10を変位させる。   The displacement units 40a to 40d are arranged in the horizontal direction by (uc-round (uc)) and in the vertical direction by (vc-round (vc)) according to the displacement control amount (ΔX, ΔY). 1 The image sensor 10 is displaced.

これにより、前記した「変位結果ベクトル(すなわち、変位後の結像の変位前の位置からの動きベクトル)」は、水平成分値が(uc−ΔX)=(uc−(uc−round(uc)))=round(uc)となり、また、垂直成分値が(vc−ΔY)=(vc−(vc−round(vc)))=round(vc)となる。   As a result, the “displacement result vector (that is, the motion vector from the position before displacement of the image after displacement)” has a horizontal component value of (uc−ΔX) = (uc− (uc−round (uc)). )) = Round (uc), and the vertical component value is (vc−ΔY) = (vc− (vc−round (vc))) = round (vc).

つまり、「変位結果ベクトル」は、「推定動きベクトルVc」の水平成分値及び垂直成分値のそれぞれに対して水平成分値及び垂直成分値がそれぞれ画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った値になる。このように、制御部2の変位制御の結果、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理を整数画素単位で行うことができる。   In other words, the “displacement result vector” has a horizontal component value and a vertical component value corresponding to the horizontal component value and the vertical component value of the “estimated motion vector Vc”, respectively, and the nearest part of the size of the unit cell region of the pixel A value obtained by performing a carry operation or a carry operation for a digit toward an integer value. As described above, as a result of the displacement control by the control unit 2, the motion compensation prediction process when the video is compressed and encoded can be performed in units of integer pixels.

なお、「変位結果ベクトル」は、前記した通り、前記した「変位」の発生の前と後とにおける、第1撮像素子10によって撮像された映像の一部又は全体の画素単位で測った移動量を意味している。「変位結果ベクトル」は、各フレーム間においてほぼ整数値化されるため、小数部分の値が最小の値となる。   As described above, the “displacement result vector” is a movement amount measured in units of pixels of a part or the whole of the image captured by the first image sensor 10 before and after the occurrence of the “displacement”. Means. Since the “displacement result vector” is converted into an integer value between the frames, the value of the decimal part is the minimum value.

撮像制振装置1は、変位後の結像が、必ず、画素の単位格子領域の範囲内の位置に存在して、画素の単位格子領域の範囲からはみ出さないように、「変位」を発生させる。これによって、撮像制振装置1は、撮影時の各フレーム間の被写体像の全体的な移動量(例えば、撮像素子における所定領域の平均的な動き等)を、画素の単位格子領域のサイズにおいて整数化する。   The imaging vibration control device 1 generates “displacement” so that the image after displacement always exists at a position within the range of the unit cell region of the pixel and does not protrude from the range of the unit cell region of the pixel. Let As a result, the imaging vibration control device 1 determines the overall movement amount of the subject image between frames at the time of shooting (for example, the average movement of a predetermined area in the image sensor, etc.) in the size of the unit cell area of the pixel. Convert to integer.

その結果、撮像制振装置1は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理後の予測処理残差を抑制することができる。そのため、撮像制振装置1は、映像の圧縮符号化効率を改善して、例えば、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現することができる。   As a result, the imaging vibration control device 1 can suppress a prediction process residual after the motion compensation prediction process when performing video compression encoding. Therefore, the imaging vibration control device 1 can improve the compression encoding efficiency of the video, and can realize, for example, improvement in image quality, suppression of increase in bit rate, and the like.

また、撮像制振装置1は、変位部40a〜40dが変位制御量(ΔX,ΔY)分だけしか振動の抑制を行わないため、画素の単位格子領域のサイズの倍数の被写体像の動揺を過剰に相殺することがなくなる。その結果、撮像制振装置1は、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   Further, the imaging vibration damping device 1 has excessive vibration of the subject image that is a multiple of the size of the unit cell area of the pixel because the displacement units 40a to 40d suppress the vibration only by the displacement control amount (ΔX, ΔY). Will not cancel out. As a result, the imaging vibration damping device 1 can prevent excessive cancellation of even the shake of the subject image intended for production reasons.

<画素の単位格子領域の具体例>
以下、図3A〜図3Cを参照して、画素の単位格子領域の具体例につき説明する。「画素の単位格子領域」とは、前記した通り、撮像素子を形成する各単位セル(画素)の中心点が移動し得る領域を意味している。画素の単位格子領域は、撮像素子10,60の構造や仕様によって異なっている。
<Specific Example of Pixel Unit Cell Region>
Hereinafter, a specific example of a unit cell region of a pixel will be described with reference to FIGS. 3A to 3C. The “pixel unit lattice region” means a region where the center point of each unit cell (pixel) forming the image sensor can move as described above. The unit cell region of the pixel differs depending on the structure and specifications of the image sensors 10 and 60.

図3Aは、モノクロ単板の正方格子として構成されており、かつ、その開口率が100%となっている撮像素子100を形成する単位セル101における画素の単位格子領域の一例を示している。   FIG. 3A shows an example of a unit cell region of pixels in the unit cell 101 that forms the image sensor 100 that is configured as a monochromatic square lattice and has an aperture ratio of 100%.

図3A中、点線で示す領域の内部が単位セル101における画素の単位格子領域(すなわち、単位セル101の中心点が移動し得る領域)である。なお、図3A中、点線で示す領域は、単位セル101の中心と隣接左上セルの中心との中点、単位セル101の中心と隣接右上セルの中心との中点、単位セル101の中心と隣接右下セルの中心との中点、及び、単位セル101の中心と隣接左下セルの中心との中点を頂点とする正方形状の領域になっている。カメラは、単位セル101を被写界に対して光学的に移動させるが、そのとき、その移動の範囲は、単位セル101の中心点が単位格子領域を逸脱しないように制限される(以下、同様)。   In FIG. 3A, the inside of the region indicated by the dotted line is a unit lattice region of pixels in the unit cell 101 (that is, a region where the center point of the unit cell 101 can move). In FIG. 3A, the regions indicated by dotted lines are the midpoint between the center of the unit cell 101 and the center of the adjacent upper left cell, the midpoint between the center of the unit cell 101 and the center of the adjacent upper right cell, and the center of the unit cell 101. This is a square area whose apex is the midpoint of the center of the adjacent lower right cell and the midpoint of the center of the unit cell 101 and the center of the adjacent lower left cell. The camera optically moves the unit cell 101 with respect to the object scene, and at that time, the range of the movement is limited so that the center point of the unit cell 101 does not deviate from the unit lattice region (hereinafter, referred to as the unit cell 101). The same).

図3Bは、カラー用の正方格子として構成されている撮像素子200を形成する単位セルにおける画素の単位格子領域の一例を示している。   FIG. 3B shows an example of a unit lattice region of pixels in a unit cell that forms the imaging device 200 configured as a square lattice for color.

図3B(a)は、撮像素子200の構造を示している。図3B(a)に示す例では、撮像素子200は、一点鎖線で示すように、2つの緑(G)用の単位セルと1つの赤(R)用の単位セルと1つの青(B)用の単位セルとからなる4つのセルをカラー用の一ブロックのセルとして用いる構造になっている。   FIG. 3B (a) shows the structure of the image sensor 200. In the example shown in FIG. 3B (a), the imaging device 200 includes two green (G) unit cells, one red (R) unit cell, and one blue (B), as indicated by a dashed line. In this structure, four cells, each of which is a unit cell, are used as one block cell for color.

図3B(b)は、このような撮像素子200を形成する緑(G)用の単位セル201Gにおける画素の単位格子領域の一例を示している。図3B(b)中、点線で示す格子の内部の領域が単位セル201Gにおける画素の単位格子領域である。なお、図3B(b)中、点線で示す領域は、単位セル201Gの上、右、下、及び、左の各セルの中心を結んだ正方形状の領域になっている。   FIG. 3B (b) shows an example of the unit cell region of the pixel in the green (G) unit cell 201G that forms such an image sensor 200. In FIG. 3B (b), the area inside the grid indicated by the dotted line is the unit grid area of the pixel in the unit cell 201G. In FIG. 3B (b), a region indicated by a dotted line is a square region connecting the centers of the upper, right, lower, and left cells of the unit cell 201G.

図3B(c)は、赤(R)用の単位セル201Rにおける画素の単位格子領域の一例を示している。図3B(c)中、点線で示す格子の内部の領域が単位セル201Rにおける画素の単位格子領域である。なお、図3B(c)中、点線で示す領域は、単位セル201Rの左上、右上、右下、及び、左下の各セルの中心を結んだ正方形状の領域になっている。   FIG. 3B (c) shows an example of the unit cell region of the pixel in the unit cell 201R for red (R). In FIG. 3B (c), the area inside the grid indicated by the dotted line is the unit grid area of the pixel in the unit cell 201R. In FIG. 3B (c), the area indicated by the dotted line is a square area connecting the centers of the upper left, upper right, lower right, and lower left cells of the unit cell 201R.

緑(G)用の単位セル201Gは、カラー用の一ブロックのセルの中にセルが2つ存在するため、画素の単位格子領域が図3B(b)に示すようになる。一方、赤(R)用の単位セル201Rは、カラー用の一ブロックのセルの中にセルが1つしか存在しないため、画素の単位格子領域が図3B(c)に示すようになる。なお、ここでは、図示せぬ青(B)用の単位セルの画素の単位格子領域は、赤(R)用の単位セル201Rと同様になるものとする。ただし、これらの画素の単位格子領域は、撮像素子200の構造や仕様によっては、異なる構成になる場合がある。   Since the unit cell 201G for green (G) has two cells in one block cell for color, the unit cell region of the pixel is as shown in FIG. 3B (b). On the other hand, since the unit cell 201R for red (R) has only one cell in one block cell for color, the unit cell region of the pixel is as shown in FIG. 3B (c). Here, it is assumed that the unit cell region of the pixel of the blue (B) unit cell (not shown) is the same as the unit cell 201R for red (R). However, the unit cell region of these pixels may have different configurations depending on the structure and specifications of the image sensor 200.

図3Cは、ハニカム格子として構成された撮像素子300を形成する単位セル301における画素の単位格子領域の一例を示している。図3C中、点線で示す格子の内部の領域が単位セル301における画素の単位格子領域である。なお、図3C中、点線で示す領域は、単位セル301の中心と単位セル301に隣接する6つの単位セルの各中心との6つの中点を求め、これら6つの中点を結んだ六角形状の領域になっている。   FIG. 3C shows an example of the unit cell region of the pixel in the unit cell 301 that forms the imaging device 300 configured as a honeycomb lattice. In FIG. 3C, the area inside the grid indicated by the dotted line is the unit grid area of the pixel in the unit cell 301. In FIG. 3C, a region indicated by a dotted line is a hexagonal shape obtained by obtaining six midpoints between the center of the unit cell 301 and each of the six unit cells adjacent to the unit cell 301 and connecting these six midpoints. It has become an area.

<本発明を適用した場合の変位後の結像の位置>
本発明は、前記した通り、変位後の結像が画素の単位格子領域の範囲からはみ出さないように、「変位」を発生させること(図4(b)参照)によって、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止するものである。
<Position of imaging after displacement when the present invention is applied>
As described above, the present invention generates a “displacement” so that the image after displacement does not protrude from the range of the unit cell region of the pixel (see FIG. 4B). Improves efficiency and realizes improvement of image quality, suppression of increase in bit rate, etc., and also prevents excessive cancellation of even the subject image shake intended for production reasons. is there.

以下、図4を参照して、本発明を適用しない場合と本発明を適用した場合との変位後の結像の位置の違いにつき説明する。なお、「本発明を適用する場合」とは、変位後の結像を必ず画素の単位格子領域Rの範囲内に存在させる値(すなわち、変位後の結像を必ず画素の単位格子領域Rの範囲からはみ出させない値)に、「変位制御量」の値を設定することを意味している。また、「本発明を適用しない場合」とは、「変位制御量」の値を、そのような値に設定しないことを意味している。   Hereinafter, with reference to FIG. 4, the difference in image formation position after displacement between the case where the present invention is not applied and the case where the present invention is applied will be described. Note that “when the present invention is applied” is a value that always causes the image after displacement to be within the range of the unit cell region R of the pixel (that is, the image after displacement is always in the unit cell region R of the pixel. This means that the value of “displacement control amount” is set to a value that does not protrude from the range. Further, “when not applying the present invention” means that the value of “displacement control amount” is not set to such a value.

図4(a)は、比較例として、本発明を適用しない場合の変位後の結像の位置の一例を示している。一方、図4(b)は、本実施形態1として、本発明を適用した場合の変位後の結像の位置の一例を示している。なお、図4は、第1撮像素子10がモノクロ単板の正方格子として構成されており、かつ、その開口率が100%となっている場合の例を示している。   FIG. 4A shows an example of the position of the image after displacement when the present invention is not applied as a comparative example. On the other hand, FIG. 4B shows an example of the position of the image after displacement when the present invention is applied as the first embodiment. FIG. 4 shows an example in which the first image sensor 10 is configured as a monochromatic single plate square lattice and the aperture ratio is 100%.

図4(a)に示すように、本発明を適用しない比較例は、変位後の結像が4つの画素上に跨ってのる。つまり、比較例は、変位後の結像が、画素の単位格子領域Rの範囲から小数画素単位ではみ出す状態になる。   As shown in FIG. 4A, in the comparative example to which the present invention is not applied, the image after displacement extends over four pixels. That is, in the comparative example, the image after displacement is in a state of protruding from the range of the unit lattice region R of the pixel in the decimal pixel unit.

このような比較例は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理時に、画素の単位格子領域Rの範囲からはみ出す領域が存在し、動き補償予測処理において非整数画素の動き補償を行うための補間フィルタの影響が生じ、その影響分だけ動き補償残差が余分に生ずるため、符号化効率(レート歪み特性)が低下する。その結果、比較例は、例えば、画質が劣化したり、ビットレートが増加したりする等の不具合が発生する場合がある。また、比較例は、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまう場合がある。   In such a comparative example, there is a region that protrudes from the range of the unit cell region R of the pixel at the time of motion compensation prediction processing when compressing and encoding video, and motion compensation of non-integer pixels is performed in the motion compensation prediction processing. For this reason, an influence of the interpolation filter is generated, and an extra motion compensation residual is generated by the amount of the influence, so that the encoding efficiency (rate distortion characteristic) is lowered. As a result, in the comparative example, there may be a problem that the image quality is deteriorated or the bit rate is increased. In addition, the comparative example may excessively cancel even the sway of the subject image intended for production reasons.

これに対し、図4(b)に示すように、本発明を適用する本実施形態1は、変位後の結像が単一の画素上にのる。つまり、本実施形態1は、変位後の結像が、画素の単位格子領域Rの範囲から小数画素単位ではみ出さない状態になる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, in the first embodiment to which the present invention is applied, the image after displacement is placed on a single pixel. That is, in the first embodiment, the image after displacement does not protrude from the range of the unit lattice region R of the pixel in units of decimal pixels.

このような本実施形態1は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理時に、画素の単位格子領域Rの範囲からはみ出す領域が存在しないため、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理において、補間フィルタの影響分だけ動き補償残差が余分に生ずることを回避することができる。すなわち、本実施形態1は、映像の圧縮符号化を行う際の動き補償予測処理後の予測処理残差を抑制することができる。その結果、本実施形態1は、符号化効率(レート歪み特性)の低下を抑制することができる。これにより、本実施形態1は、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   In the first embodiment as described above, there is no region that protrudes from the range of the unit cell region R of the pixel at the time of motion compensation prediction processing when compressing and encoding the image. In the compensation prediction process, it is possible to avoid an extra motion compensation residual due to the influence of the interpolation filter. That is, this Embodiment 1 can suppress the prediction process residual after the motion compensation prediction process at the time of video compression encoding. As a result, Embodiment 1 can suppress a decrease in encoding efficiency (rate distortion characteristics). As a result, the first embodiment improves the compression encoding efficiency of the video, realizes the improvement of the image quality, the suppression of the increase of the bit rate, and the like, and also up to the sway of the subject image intended for the production reason. Can be prevented from being excessively offset.

以上の通り、本実施形態1に係る撮像制振装置1によれば、第1撮像素子10によって撮影される映像の変位後の結像の変位結果ベクトル(すなわち、変位制御を行った結果、第1撮像素子10で撮影される出力映像の被写体像の動きベクトル)が各フレーム間においてほぼ整数値化される。   As described above, according to the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment, the displacement result vector of the image after displacement of the image captured by the first imaging element 10 (that is, as a result of performing displacement control, the first The motion vector of the subject image of the output video imaged by one image sensor 10 is substantially converted to an integer value between the frames.

そのため、撮像制振装置1によれば、カメラが出力映像の圧縮符号化を行う場合に(特に、カメラが、例えば、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4、H.264/MPEG−4 AVC等の、時間相関を利用して映像を圧縮符号化する方式によって出力映像の圧縮符号化を行う場合に)、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   Therefore, according to the image pickup vibration control device 1, when the camera performs compression encoding of the output video (in particular, the camera is, for example, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 / MPEG-4). When compressing and encoding output video using a method such as AVC that compresses and encodes video using time correlation), the video compression and coding efficiency is improved, image quality is improved, and bit rate is increased. In addition to realizing suppression and the like, it is possible to prevent excessive cancellation of even the sway of the subject image intended for production reasons.

また、撮像制振装置1によれば、第1撮像素子10を水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲だけしか変位させないため、被写体の真の位置と撮影された被写体像の位置との誤差が水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲となり、撮像制振装置1をカメラに付加することに起因する動的な画質劣化を最小限にとどめることができる。   Further, according to the imaging vibration control device 1, the first imaging element 10 is displaced only within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal direction and the vertical direction, so that the true position of the subject and the position of the photographed subject image Is within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal and vertical directions, and dynamic image quality degradation caused by adding the image pickup vibration control device 1 to the camera can be minimized.

[実施形態2]
次に、本実施形態2に係る撮像制振装置1Bについて説明する。撮像制振装置1Bは、実施形態1に係る撮像制振装置1と比較すると、撮像素子10によって撮影された観賞用の映像を測定用の映像として併用することによって(すなわち、観賞用の映像を測定用の映像としても用いることによって)変位制御量を算出する点で相違している。以下、図5を参照して、本実施形態2に係る撮像制振装置1Bの構成につき説明する。ここでは、本実施形態2に係る「測定動きベクトル(すなわち、結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値)」を「測定動きベクトルVd」と称する。
[Embodiment 2]
Next, the imaging vibration damping device 1B according to the second embodiment will be described. Compared with the imaging damping device 1 according to the first embodiment, the imaging damping device 1B uses an ornamental video imaged by the imaging element 10 as a measurement video (that is, an ornamental video image). The difference is that the displacement control amount is calculated (by using it as an image for measurement). Hereinafter, the configuration of the imaging vibration damping device 1B according to the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, the “measurement motion vector (that is, the measurement value of the motion vector of the entire image or a part thereof)” according to the second embodiment is referred to as “measurement motion vector Vd”.

図5に示すように、本実施形態2に係る撮像制振装置1Bは、実施形態1に係る撮像制振装置1と比較すると、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)からハーフミラー50及び第2撮像素子60を除いた構成となっている。   As shown in FIG. 5, the imaging vibration damping device 1 </ b> B according to the second embodiment is different from the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment from the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1). The configuration is such that the half mirror 50 and the second image sensor 60 are excluded.

また、撮像制振装置1Bは、変位量推定部70Bが、撮像素子10で撮影された観賞用の映像と変位制御部80から出力される変位制御量の値を表す制御信号とを用いて、推定動きベクトルVcを算出する構成になっている。   Further, in the imaging vibration damping device 1B, the displacement amount estimation unit 70B uses an ornamental video imaged by the imaging element 10 and a control signal representing the value of the displacement control amount output from the displacement control unit 80. The estimated motion vector Vc is calculated.

変位量推定部70Bは、撮像素子10によって撮影された撮像時刻の異なる複数フレーム間の鑑賞用の映像において、映像の全体又は一部分でブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVd」を算出する。   The displacement amount estimation unit 70B calculates the “measurement motion vector Vd” by performing block matching on the whole or a part of the video in the video for viewing between a plurality of frames taken by the imaging device 10 at different imaging times. .

具体的には、例えば、図6に示すように、変位量推定部70Bは、撮像素子10によってこれから撮影しようとする現フレームに先行して、撮像素子10によって撮影されたフレーム−1Fとフレーム−2Fとの2つのフレーム間の鑑賞用の映像において、映像の全体又は一部分でブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVd」を算出する。   Specifically, for example, as shown in FIG. 6, the displacement amount estimation unit 70B precedes the current frame to be photographed by the image sensor 10 from now on, and the frame-1F and the frame− captured by the image sensor 10. The “measured motion vector Vd” is calculated by performing block matching on the whole or a part of the video for viewing between two frames with 2F.

なお、図6に示す例では、撮像制振装置1Bは、フレーム−2F,−1F,F1,F2,…の「蓄積」タイミングで、撮像素子10によって、測定用の映像及び観賞用の映像として併用される「変位後の結像」を撮影している。撮像制振装置1Bは、フレーム−1Fの映像の「蓄積」期間が終了してから、フレームF1の映像の「蓄積」期間が開始するまでの間に、以下の処理を行う。   In the example illustrated in FIG. 6, the imaging vibration control device 1 </ b> B uses the imaging device 10 as a measurement image and an ornamental image at the “accumulation” timing of the frames −2F, −1F, F1, F2,. The "image after displacement" used together is photographed. The imaging vibration control device 1B performs the following processing after the “accumulation” period of the video of the frame -1F ends until the “accumulation” period of the video of the frame F1 starts.

撮像制振装置1Bは、制御部2が、読出時間t1のタイミングで、フレーム−2F,−1Fの各映像を読み出す。   In the imaging vibration control device 1B, the control unit 2 reads each video of the frames -2F and -1F at the timing of the read time t1.

次に、算出時間t2のタイミングで、制御部2の変位量推定部70Bが、まず、フレーム−2F,−1Fの各映像に基づいて、前記した「測定動きベクトルVd」を算出し、次に、その測定動きベクトルVdに基づいて、前記した「推定動きベクトルVc」を算出し、さらに、制御部2の変位制御部80が、「変位制御量(ΔX,ΔY)」を算出する。   Next, at the timing of the calculation time t2, the displacement amount estimation unit 70B of the control unit 2 first calculates the above-described “measured motion vector Vd” based on the respective images of the frames −2F and −1F, and then Based on the measured motion vector Vd, the above-described “estimated motion vector Vc” is calculated, and the displacement control unit 80 of the control unit 2 calculates “displacement control amount (ΔX, ΔY)”.

なお、変位量推定部70Bは、「測定動きベクトルVd」を算出する際に、小数画素精度のブロックマッチングを行う。小数画素精度のブロックマッチングを行う手法は、実施形態1で説明した手法と同様である。   The displacement amount estimation unit 70B performs block matching with decimal pixel accuracy when calculating the “measurement motion vector Vd”. A technique for performing block matching with decimal pixel accuracy is the same as the technique described in the first embodiment.

ここでは、これら2つのフレームの撮像時刻を時刻taと時刻tb(ただし、ta<tb)として説明する。なお、ここでは、「撮像時刻」は、例えば、蓄積開始時刻若しくは蓄積終了時刻、又は、これらの平均値として定義する。   Here, the imaging time of these two frames will be described as time ta and time tb (where ta <tb). Here, “imaging time” is defined as, for example, accumulation start time or accumulation end time, or an average value thereof.

また、ここでは、時刻taにおいて変位制御部80が変位部40a〜40dに指示した変位制御量をベクトル「Da」とし、また、時刻tbにおいて変位制御部80が変位部40a〜40dに指示した変位制御量をベクトル「Db」として説明する。   Further, here, the displacement control amount instructed by the displacement control unit 80 to the displacement units 40a to 40d at the time ta is the vector “Da”, and the displacement instructed by the displacement control unit 80 to the displacement units 40a to 40d at the time tb. The control amount will be described as a vector “Db”.

このような条件下において、変位量推定部70Bは、例えば、以下の式(3)に基づいて、「推定動きベクトルVc」を小数画素精度で算出する。

Figure 0006031366
Under such conditions, the displacement amount estimation unit 70B calculates the “estimated motion vector Vc” with decimal pixel accuracy based on the following equation (3), for example.
Figure 0006031366

変位量推定部70Bは、推定動きベクトルVcを算出すると、算出された推定動きベクトルVcを変位制御部80に出力する。すると、変位制御部80は、算出された推定動きベクトルVcを用いて、前記した式(2)に基づいて、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。   After calculating the estimated motion vector Vc, the displacement amount estimation unit 70B outputs the calculated estimated motion vector Vc to the displacement control unit 80. Then, the displacement control unit 80 calculates the displacement control amount (ΔX, ΔY) based on the above-described equation (2) using the calculated estimated motion vector Vc.

すなわち、撮像制振装置1Bは、変位制御部80が、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcから、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcのそれぞれに対して画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値round(uc)及び垂直成分演算値round(vc)を減算することによって、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。   That is, in the imaging vibration damping device 1B, the displacement control unit 80 uses the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc” from the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc”. A horizontal component calculation value round (uc) and a vertical component calculation value round (vc) obtained by performing a carry-up operation or a carry-down operation with the decimal part of the size of the unit cell region of the pixel directed to the nearest integer value for each. By subtracting, the displacement control amount (ΔX, ΔY) is calculated.

変位制御部80は、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出すると、変位制御量(ΔX,ΔY)を変位部40a〜40dに出力する。これに応答して、変位部40a〜40dは、変位制御量(ΔX,ΔY)分だけ、撮像素子10を移動させる。   After calculating the displacement control amount (ΔX, ΔY), the displacement control unit 80 outputs the displacement control amount (ΔX, ΔY) to the displacement units 40a to 40d. In response to this, the displacement units 40a to 40d move the image sensor 10 by a displacement control amount (ΔX, ΔY).

なお、変位量推定部70Bは、推定動きベクトルVcの代わりに、前記した式(3)に基づいて算出された「推定動きベクトルVc」の時系列に対してフィルタ処理(例えば、直近3時点分の推定動きベクトルVc1,Vc2,Vc3の平均値をとる演算(すなわち、Vcn=(Vc1+Vc2+Vc3)/3)等)を行って、フィルタ処理の結果である推定動きベクトルVcnを算出し、その推定動きベクトルVcnを変位制御部80に出力するようにしても構わない。   The displacement amount estimation unit 70B performs a filtering process (for example, for the three most recent time points) on the time series of the “estimated motion vector Vc” calculated based on the above-described equation (3) instead of the estimated motion vector Vc. Is calculated (ie, Vcn = (Vc1 + Vc2 + Vc3) / 3) and the like to calculate an estimated motion vector Vcn that is a result of the filter processing, and the estimated motion vector You may make it output Vcn to the displacement control part 80. FIG.

以上の通り、本実施形態2に係る撮像制振装置1Bによれば、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)と同様に、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   As described above, according to the imaging damping device 1B according to the second embodiment, as in the imaging damping device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1), the compression encoding efficiency of the video is improved and the image quality is improved. Improvement of the image quality, suppression of an increase in the bit rate, and the like, and it is possible to prevent excessive cancellation of even the sway of the subject image intended for production reasons.

また、撮像制振装置1Bによれば、実施形態1に係る撮像制振装置1と同様に、撮像素子10を水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲だけしか変位させないため、被写体の真の位置と撮影された被写体像の位置との誤差が水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲となり、撮像制振装置1Bをカメラに付加することに起因する動的な画質劣化を最小限にとどめることができる。   Further, according to the imaging vibration control device 1B, as in the imaging vibration suppression device 1 according to the first embodiment, the imaging element 10 is displaced only within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal direction and the vertical direction. The error between the true position of the image and the position of the photographed subject image is within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal and vertical directions, and the dynamic image quality resulting from adding the image pickup vibration control device 1B to the camera Degradation can be minimized.

しかも、撮像制振装置1Bによれば、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)からハーフミラー50及び第2撮像素子60を除いた構成になっているため、実施形態1に係る撮像制振装置1よりも装置の小型化を図ることができる。   In addition, according to the imaging vibration damping device 1B, the configuration is obtained by removing the half mirror 50 and the second imaging element 60 from the imaging vibration damping device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment. The apparatus can be made smaller than the imaging vibration damping device 1.

[実施形態3]
次に、本実施形態3に係る撮像制振装置1Cについて説明する。撮像制振装置1Cは、実施形態1に係る撮像制振装置1と比較すると、変位部40a〜40dを除く代わりに、光学的に光路を変位することができる素子(以下、「光路変更素子」と称する)を用いる点、及び、本実施形態3に係る変位制御部80Cが変位制御量に対応する制御信号を光路変更素子に出力して光路変更素子を作動させる点で相違している。以下、図7を参照して、本実施形態3に係る撮像制振装置1Cの構成につき説明する。
[Embodiment 3]
Next, an imaging vibration damping device 1C according to the third embodiment will be described. Compared with the imaging damping device 1 according to the first embodiment, the imaging damping device 1C is an element that can optically displace the optical path instead of the displacement units 40a to 40d (hereinafter, “optical path changing element”). And the displacement control unit 80C according to the third embodiment is different in that the control signal corresponding to the displacement control amount is output to the optical path changing element to operate the optical path changing element. Hereinafter, with reference to FIG. 7, the configuration of the imaging vibration damping device 1 </ b> C according to the third embodiment will be described.

図7に示すように、撮像制振装置1Cは、ハーフミラー50と第1撮像素子10との間に、変位部90が配置されている。変位部90は、光学的に光路30を変位することができる光路変更素子によって構成されている。以下、変位部90を「光路変更素子90」と称する。   As illustrated in FIG. 7, in the imaging vibration damping device 1 </ b> C, a displacement unit 90 is disposed between the half mirror 50 and the first imaging element 10. The displacement part 90 is configured by an optical path changing element that can optically displace the optical path 30. Hereinafter, the displacement portion 90 is referred to as an “optical path changing element 90”.

光路変更素子90は、図8に示すように、本実施形態3に係る変位制御部80Cから出力される変位制御量に対応する制御信号に応じて、光路30を、水平方向、垂直方向、及び、斜め方向のいずれか任意の方向に、小数画素精度で多段階に変位させる素子である。光学的変位部90は、入射光の光軸方向と出射光の光軸方向とが平行になるように、出射光を出射する。   As shown in FIG. 8, the optical path changing element 90 moves the optical path 30 in the horizontal direction, the vertical direction, and the horizontal direction according to a control signal corresponding to the displacement control amount output from the displacement control unit 80C according to the third embodiment. This is an element that is displaced in multiple stages with decimal pixel accuracy in any direction of the oblique direction. The optical displacement unit 90 emits outgoing light so that the optical axis direction of incident light and the optical axis direction of outgoing light are parallel to each other.

係る構成において、本実施形態3に係る撮像制振装置1Cは、実施形態1に係る撮像制振装置1と同様に、変位量推定部70が、「測定動きベクトルVs」及び「推定動きベクトルVc」を算出する。   In such a configuration, in the imaging vibration damping device 1C according to the third embodiment, similarly to the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment, the displacement amount estimation unit 70 includes the “measured motion vector Vs” and the “estimated motion vector Vc”. Is calculated.

すなわち、撮像制振装置1Cは、実施形態1に係る撮像制振装置1と同様に、まず、変位量推定部70が、第2撮像素子60によって撮影された撮像時刻の異なる複数フレーム(例えば、第1撮像素子10によってこれから撮影しようとする現フレームに先行して、第2撮像素子60によって撮影されたフレーム−1とフレーム−2との2つのフレーム)間の測定用の映像において、映像の全体又は一部分でブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVs」を算出する。次に、撮像制振装置1Cは、実施形態1に係る撮像制振装置1と同様に、変位量推定部70が、算出された測定動きベクトルVsを用いて、前記した式(1)に基づいて、「推定動きベクトルVc」を小数画素精度で算出する。   That is, in the imaging vibration damping device 1C, similarly to the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment, first, the displacement amount estimation unit 70 has a plurality of frames with different imaging times (for example, taken by the second imaging element 60 (for example, In an image for measurement between two frames, frame-1 and frame-2, taken by the second image sensor 60 prior to the current frame to be photographed by the first image sensor 10, The “measured motion vector Vs” is calculated by performing block matching in whole or in part. Next, in the imaging vibration damping device 1C, similarly to the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment, the displacement amount estimation unit 70 uses the calculated measurement motion vector Vs based on the above-described equation (1). Then, the “estimated motion vector Vc” is calculated with decimal pixel accuracy.

この後、撮像制振装置1Cは、実施形態1に係る撮像制振装置1の変位制御部80と同様に、変位制御部80Cが、変位量推定部70によって算出された推定動きベクトルVcを用いて、前記した式(2)に基づいて、「変位制御量(ΔX,ΔY)」を算出する。   Thereafter, the imaging vibration control device 1C uses the estimated motion vector Vc calculated by the displacement amount estimation unit 70 by the displacement control unit 80C, similarly to the displacement control unit 80 of the imaging vibration suppression device 1 according to the first embodiment. Then, based on the above equation (2), “displacement control amount (ΔX, ΔY)” is calculated.

すなわち、撮像制振装置1Cは、変位制御部80Cが、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcから、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcのそれぞれに対して画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値round(uc)及び垂直成分演算値round(vc)を減算することによって、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。   That is, in the imaging vibration damping device 1C, the displacement control unit 80C uses the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc” from the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc”. A horizontal component calculation value round (uc) and a vertical component calculation value round (vc) obtained by performing a carry-up operation or a carry-down operation with the decimal part of the size of the unit cell region of the pixel directed to the nearest integer value for each. By subtracting, the displacement control amount (ΔX, ΔY) is calculated.

変位制御部80Cは、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出すると、変位制御量(ΔX,ΔY)に対応する制御信号を生成して、生成した制御信号を光路変更素子90に出力する。このとき、生成される制御信号は、光路変更素子90に対して、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)の変位部40a〜40dが第1撮像素子10を変位させた方向とは逆方向で、かつ、同じ大きさ(絶対値)分だけ、光路30を変位させることを指示する内容になっている。   When the displacement control unit 80C calculates the displacement control amount (ΔX, ΔY), the displacement control unit 80C generates a control signal corresponding to the displacement control amount (ΔX, ΔY), and outputs the generated control signal to the optical path changing element 90. At this time, the generated control signal is a direction in which the displacement units 40a to 40d of the imaging vibration damping device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment displace the first imaging element 10 with respect to the optical path changing element 90. The content is an instruction to displace the optical path 30 in the opposite direction and by the same magnitude (absolute value).

その結果、光路変更素子90は、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)の変位部40a〜40dが第1撮像素子10を変位させた方向と逆方向で、かつ、同じ大きさ(絶対値)分だけ、光路30を変位させる。   As a result, the optical path changing element 90 is in the opposite direction and the same size as the direction in which the displacement units 40a to 40d of the imaging vibration damping device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment displace the first imaging element 10. The optical path 30 is displaced by the length (absolute value).

本実施形態3に係る撮像制振装置1Cによれば、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)と同様に、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   According to the imaging vibration damping device 1C according to the third embodiment, as with the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1), the video compression encoding efficiency is improved, the image quality is improved, and the bit rate is improved. It is possible to suppress an increase in rate and the like, and to prevent excessive cancellation of even a subject image shake intended for production reasons.

また、撮像制振装置1Cによれば、実施形態1に係る撮像制振装置1が第1撮像素子10を水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲だけしか変位させない代わりに、光路30を水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲だけしか変位させないため、被写体の真の位置と撮影された被写体像の位置との誤差が水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲となり、撮像制振装置1Cをカメラに付加することに起因する動的な画質劣化を最小限にとどめることができる。   In addition, according to the imaging vibration damping device 1C, the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment displaces the first imaging element 10 only within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal direction and the vertical direction, instead of the optical path. 30 is displaced only within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal and vertical directions, so that the error between the true position of the subject and the position of the photographed subject image is ± 0.5 pixels in the horizontal and vertical directions. The dynamic image quality degradation caused by adding the imaging vibration control device 1C to the camera can be minimized.

[実施形態4]
次に、本実施形態4に係る撮像制振装置1Dについて説明する。撮像制振装置1Dは、実施形態2に係る撮像制振装置1B(図5参照)と比較すると、変位部40a〜40dを除く代わりに、光路変更素子90を用いる点、及び、本実施形態4に係る変位制御部80Cが実施形態3と同様に変位制御量に対応する制御信号を光路変更素子90に出力して光路変更素子90を作動させる点で相違している。以下、図9を参照して、本実施形態4に係る撮像制振装置1Dの構成につき説明する。ここでは、本実施形態4に係る「測定動きベクトル(すなわち、結像の全体又はその一部分の動きベクトルの測定値)」を「測定動きベクトルVd」と称する。
[Embodiment 4]
Next, an imaging vibration damping device 1D according to the fourth embodiment will be described. Compared with the imaging damping device 1B according to the second embodiment (see FIG. 5), the imaging damping device 1D uses an optical path changing element 90 instead of the displacement portions 40a to 40d, and the fourth embodiment. Similar to the third embodiment, the displacement control unit 80 </ b> C is different in that the control signal corresponding to the displacement control amount is output to the optical path changing element 90 to operate the optical path changing element 90. Hereinafter, with reference to FIG. 9, the configuration of the imaging vibration damping device 1 </ b> D according to the fourth embodiment will be described. Here, the “measurement motion vector (that is, the measurement value of the motion vector of the entire imaging or a part thereof)” according to the fourth embodiment is referred to as “measurement motion vector Vd”.

図9に示すように、撮像制振装置1Dは、実施形態3に係る撮像制振装置1Cと同様に、ハーフミラー50と第1撮像素子10との間に、光路変更素子90が配置されている。   As illustrated in FIG. 9, in the imaging vibration damping device 1 </ b> D, an optical path changing element 90 is disposed between the half mirror 50 and the first imaging device 10, similarly to the imaging vibration damping device 1 </ b> C according to the third embodiment. Yes.

係る構成において、本実施形態4に係る撮像制振装置1Dは、実施形態2に係る撮像制振装置1Bと同様に、変位量推定部70Bが、「測定動きベクトルVd」及び「推定動きベクトルVc」を算出する。   In such a configuration, in the imaging damping device 1D according to the fourth embodiment, similarly to the imaging damping device 1B according to the second embodiment, the displacement amount estimation unit 70B performs “measured motion vector Vd” and “estimated motion vector Vc”. Is calculated.

すなわち、撮像制振装置1Dは、実施形態2に係る撮像制振装置1Bと同様に、まず、変位量推定部70Bが、撮像素子10によって撮影された撮像時刻の異なる複数フレーム(例えば、撮像素子10によってこれから撮影しようとする現フレームに先行して、撮像素子10によって撮影されたフレーム−1F(図6参照)とフレーム−2F(図6参照)との2つのフレーム)間の鑑賞用の映像において、映像の全体又は一部分でブロックマッチングを行うことによって、「測定動きベクトルVd」を算出する。次に、撮像制振装置1Dは、実施形態2に係る撮像制振装置1Bと同様に、変位量推定部70Bが、算出された測定動きベクトルVd、時刻taにおける変位制御量を表すベクトルDa、及び、時刻tbにおける変位制御量を表すベクトルDbを用いて、前記した式(3)に基づいて、「推定動きベクトルVc」を小数画素精度で算出する。   That is, in the imaging damping device 1D, similarly to the imaging damping device 1B according to the second embodiment, first, the displacement amount estimation unit 70B has a plurality of frames (for example, imaging device) with different imaging times taken by the imaging device 10. 10, an image for viewing between two frames, frame-1F (see FIG. 6) and frame-2F (see FIG. 6) photographed by the image sensor 10, prior to the current frame to be photographed. Then, the “measured motion vector Vd” is calculated by performing block matching on the whole or a part of the video. Next, in the imaging vibration damping device 1D, similarly to the imaging vibration damping device 1B according to the second embodiment, the displacement amount estimation unit 70B calculates the calculated measurement motion vector Vd, the vector Da representing the displacement control amount at the time ta, Then, using the vector Db representing the displacement control amount at the time tb, the “estimated motion vector Vc” is calculated with the decimal pixel accuracy based on the above equation (3).

この後、撮像制振装置1Dは、実施形態2に係る撮像制振装置1Bと同様に、変位制御部80Cが、変位量推定部70Bによって算出された推定動きベクトルVcを用いて、前記した式(2)に基づいて、「変位制御量(ΔX,ΔY)」を算出する。   Thereafter, in the imaging vibration damping device 1D, similarly to the imaging vibration damping device 1B according to the second embodiment, the displacement control unit 80C uses the estimated motion vector Vc calculated by the displacement amount estimation unit 70B, and uses the above-described equation. Based on (2), the “displacement control amount (ΔX, ΔY)” is calculated.

すなわち、撮像制振装置1Dは、変位制御部80Cが、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcから、「推定動きベクトルVc」の水平成分値uc及び垂直成分値vcのそれぞれに対して画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値round(uc)及び垂直成分演算値round(vc)を減算することによって、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出する。   That is, in the imaging vibration damping device 1D, the displacement control unit 80C determines that the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc” from the horizontal component value uc and the vertical component value vc of the “estimated motion vector Vc”. A horizontal component calculation value round (uc) and a vertical component calculation value round (vc) obtained by performing a carry-up operation or a carry-down operation with the decimal part of the size of the unit cell region of the pixel directed to the nearest integer value for each. By subtracting, the displacement control amount (ΔX, ΔY) is calculated.

変位制御部80Cは、変位制御量(ΔX,ΔY)を算出すると、実施形態3と同様に、変位制御量(ΔX,ΔY)に対応する制御信号を生成して、生成した制御信号を光路変更素子90に出力する。このとき、生成される制御信号は、光路変更素子90に対して、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)の変位部40a〜40dが第1撮像素子10を変位させた方向とは逆方向で、かつ、同じ大きさ(絶対値)分だけ、光路30を変位させることを指示する内容になっている。   When calculating the displacement control amount (ΔX, ΔY), the displacement control unit 80C generates a control signal corresponding to the displacement control amount (ΔX, ΔY) and changes the generated control signal to an optical path, as in the third embodiment. Output to the element 90. At this time, the generated control signal is a direction in which the displacement units 40a to 40d of the imaging vibration damping device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment displace the first imaging element 10 with respect to the optical path changing element 90. The content is an instruction to displace the optical path 30 in the opposite direction and by the same magnitude (absolute value).

その結果、光路変更素子90は、実施形態3と同様に、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)の変位部40a〜40dが第1撮像素子10を変位させた方向と逆方向で、かつ、同じ大きさ(絶対値)分だけ、光路30を変位させる。   As a result, similarly to the third embodiment, the optical path changing element 90 is opposite to the direction in which the displacement units 40a to 40d of the imaging vibration damping device 1 (see FIG. 1) according to the first embodiment have displaced the first imaging element 10. The optical path 30 is displaced in the direction and by the same size (absolute value).

本実施形態4に係る撮像制振装置1Dによれば、実施形態3に係る撮像制振装置1C(図7参照)と同様に、映像の圧縮符号化効率を改善して、画質の向上やビットレートの増加の抑制等を実現するとともに、演出上の理由等で意図された被写体像の動揺までをも過剰に相殺してしまうことを防止することができる。   According to the imaging vibration damping device 1D according to the fourth embodiment, as with the imaging vibration damping device 1C according to the third embodiment (see FIG. 7), the compression encoding efficiency of the video is improved, the image quality is improved, and the bit is improved. It is possible to suppress an increase in rate and the like, and to prevent excessive cancellation of even a subject image shake intended for production reasons.

また、撮像制振装置1Dによれば、実施形態3に係る撮像制振装置1Cと同様に、光路30を水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲だけしか変位させないため、被写体の真の位置と撮影された被写体像の位置との誤差が水平方向及び垂直方向に±0.5画素以内の範囲となり、撮像制振装置1Dをカメラに付加することに起因する動的な画質劣化を最小限にとどめることができる。   Further, according to the imaging vibration control device 1D, as in the imaging vibration suppression device 1C according to the third embodiment, the optical path 30 is displaced only within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal direction and the vertical direction. The error between the true position and the position of the photographed subject image is within a range of ± 0.5 pixels in the horizontal and vertical directions, and dynamic image quality degradation caused by adding the imaging vibration control device 1D to the camera Can be kept to a minimum.

しかも、撮像制振装置1Dによれば、実施形態3に係る撮像制振装置1C(図7参照)からハーフミラー50及び第2撮像素子60を除いた構成になっているため、実施形態3に係る撮像制振装置1Cよりも装置の小型化を図ることができる。   Moreover, according to the imaging damping device 1D, the configuration is obtained by removing the half mirror 50 and the second imaging element 60 from the imaging damping device 1C according to the third embodiment (see FIG. 7). The apparatus can be made smaller than the imaging vibration damping device 1C.

なお、前記した実施形態1〜4では、制御部2,2B,2C,2Dは、それぞれ、図示せぬ記憶部に読み出し自在に予め格納された制御プログラムを実行することによって、前記した「変位量推定部70(又は70B)」及び「変位制御部80(又は80B)」を備える構成になっているものとする。   In the above-described first to fourth embodiments, the control units 2, 2B, 2C, and 2D each execute a control program that is pre-stored in a storage unit (not shown) so as to be readable. It is assumed that the estimation unit 70 (or 70B) "and the" displacement control unit 80 (or 80B) "are provided.

本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
例えば、実施形態1に係る撮像制振装置1(図1参照)及び実施形態3に係る撮像制振装置1C(図7参照)は、光路を分岐する分岐部材としてハーフミラー50を用いる構成になっている。しかしながら、撮像制振装置1,1Cは、ハーフミラー50の代わりに、分岐部材としてハーフプリズムを用いる構成にしてもよい。
また、撮像素子10を、時分割的に動き推定用(第2撮像素子60の代用)と映像出力用とに併用してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
For example, the imaging vibration damping device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1) and the imaging vibration damping device 1C according to the third embodiment (see FIG. 7) use a half mirror 50 as a branching member that branches the optical path. ing. However, the imaging vibration damping devices 1 and 1 </ b> C may be configured to use a half prism as a branching member instead of the half mirror 50.
Further, the image sensor 10 may be used in combination for motion estimation (substitute for the second image sensor 60) and video output in a time division manner.

なお、前記した「変位結果ベクトルの値が隣接する2つの画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量」は、正方格子(図3A及び図3B参照)やハニカム格子(図3C参照)だけでなく、例えば、長方格子や斜方格子、クインカンクス格子等の図示せぬ格子にも適用可能な変位制御量になっている。   It should be noted that the above-described “displacement control amount in which the value of the displacement result vector becomes a value that coincides with any vector value or zero vector value in the vector value set obtained by connecting the center points of two adjacent pixels. Is a displacement applicable not only to a square lattice (see FIGS. 3A and 3B) and a honeycomb lattice (see FIG. 3C) but also to a lattice (not shown) such as a rectangular lattice, an oblique lattice, a quinkanx lattice, etc. Control amount.

1,1B,1C,1D 撮像制振装置
2,2B,2C,2D 制御部
10,60 撮像素子
20 レンズ
30 光軸
40a,40b,40c,40d 変位部(アクチュエータ)
50 ハーフミラー
70,70B 変位量推定部
80,80B 変位制御部
90 変位部(光路変更素子)
1, 1B, 1C, 1D Imaging vibration control device 2, 2B, 2C, 2D Control unit 10, 60 Imaging element 20 Lens 30 Optical axis 40a, 40b, 40c, 40d Displacement unit (actuator)
50 Half mirror 70, 70B Displacement amount estimation unit 80, 80B Displacement control unit 90 Displacement unit (optical path changing element)

Claims (7)

映像を撮影する撮像素子と、
被写界に対する前記撮像素子の光学的な位置の変位を発生させるための変位部と、
前記変位部を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記変位を発生させなかった場合に生じる結像の動きベクトルの推定値を推定動きベクトルとし、撮像時刻の異なる2つのフレーム間の前記撮像素子上の前記結像の移動量をマッチングして、前記撮像素子を構成する画素の単位格子領域のサイズより細かい精度で当該推定動きベクトルを算出する変位量推定部と、
前記変位を発生させた結果得られる結像の動きベクトルを変位結果ベクトルとし、前記変位量推定部によって算出された前記推定動きベクトルから、当該変位結果ベクトルの値が隣接する2つの前記画素の中心点同士を結ぶことによって得られるベクトル値集合の中のいずれかのベクトル値もしくはゼロベクトル値と一致する値となる変位制御量を算出し、当該変位制御量を前記変位部に出力する変位制御部とを備える
ことを特徴とする撮像制振装置。
An image sensor for capturing images;
A displacement part for generating a displacement of the optical position of the image sensor relative to the object field;
A control unit for controlling the displacement unit,
The controller is
An estimated value of an imaging motion vector generated when the displacement is not generated is used as an estimated motion vector, and the moving amount of the imaging on the image sensor between two frames having different imaging times is matched, A displacement amount estimation unit that calculates the estimated motion vector with a finer precision than the size of the unit cell region of the pixels constituting the image sensor;
The imaging motion vector obtained as a result of generating the displacement is defined as a displacement result vector, and the center of the two adjacent pixels whose values of the displacement result vector are adjacent from the estimated motion vector calculated by the displacement amount estimation unit A displacement control unit that calculates a displacement control amount that matches a vector value or zero vector value in a vector value set obtained by connecting points and outputs the displacement control amount to the displacement unit An imaging vibration damping device comprising:
前記変位制御部は、前記推定動きベクトルの水平成分値及び垂直成分値から、当該推定動きベクトルの水平成分値及び垂直成分値のそれぞれに対して前記画素の単位格子領域のサイズにおける小数部分を直近の整数値に向けて桁の繰り上げ演算又は繰り下げ演算を行った水平成分演算値及び垂直成分演算値を減算することによって、前記変位制御量を算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像制振装置。
The displacement control unit is configured to determine, from a horizontal component value and a vertical component value of the estimated motion vector, a fractional part in the size of the unit cell region of the pixel for each of the horizontal component value and the vertical component value of the estimated motion vector 2. The imaging according to claim 1, wherein the displacement control amount is calculated by subtracting a horizontal component calculation value and a vertical component calculation value obtained by performing a carry operation or a carry operation of a digit toward an integer value. Damping device.
さらに、別の撮像素子と、
光路を前記撮像素子の方向と前記別の撮像素子の方向とに分岐する分岐部材とを備え、
前記変位量推定部は、前記撮像素子上の前記結像の前記推定動きベクトルを「Vc」とし、前記別の撮像素子上の前記結像の動きベクトルを「Vs」とする場合に、前記別の撮像素子によって撮像された2つのフレーム間の映像に基づいて、前記動きベクトルVsを算出し、算出された当該動きベクトルVsに基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像制振装置。
Furthermore, another image sensor,
A branching member that branches an optical path into the direction of the imaging element and the direction of the other imaging element;
When the estimated motion vector of the imaging on the image sensor is set to “Vc” and the motion vector of the imaging on the other image sensor is set to “Vs”, the displacement amount estimation unit The motion vector Vs is calculated based on an image between two frames imaged by the imaging element, and the estimated motion vector Vc is calculated based on the calculated motion vector Vs. Item 3. The image damping device according to Item 2.
前記変位量推定部は、前記撮像素子の撮像フレーム時間間隔、水平画素ピッチ、垂直画素ピッチを、それぞれ、「Tc」、「Pc」、「Qc」とし、前記別の撮像素子の撮像フレーム時間間隔、水平画素ピッチ、垂直画素ピッチを、それぞれ、「Ts」、「Ps」、「Qs」とする場合に、式(1)に基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像制振装置。
Figure 0006031366
The displacement amount estimation unit sets an imaging frame time interval, a horizontal pixel pitch, and a vertical pixel pitch of the imaging device to “Tc”, “Pc”, and “Qc”, respectively, and an imaging frame time interval of the other imaging device. When the horizontal pixel pitch and the vertical pixel pitch are “Ts”, “Ps”, and “Qs”, respectively, the estimated motion vector Vc is calculated based on Expression (1). Item 4. The imaging vibration damping device according to Item 3.
Figure 0006031366
前記変位量推定部は、前記撮像素子によって観賞用の映像として用いる現フレームとその直前に撮像されたフレームとの間の前記撮像素子上の前記結像の前記推定動きベクトルを「Vc」とし、前記撮像素子によって現フレームよりも過去の時刻ta,tb(ただし、ta<tb)に撮像された2つのフレーム間の前記撮像素子上の前記結像の動きベクトルを「Vd」とし、時刻taにおける前記変位制御量を「Da」とし、時刻tbにおける前記変位制御量を「Db」とする場合に、式(2)に基づいて、前記推定動きベクトルVcを算出する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像制振装置。
Figure 0006031366
The displacement amount estimation unit sets the estimated motion vector of the imaging on the image sensor between the current frame used as an ornamental image by the image sensor and a frame imaged immediately before the image to be “Vc”, The motion vector of the image formation on the image sensor between two frames imaged at the times ta and tb (where ta <tb) past the current frame by the image sensor is “Vd”, and at the time ta 3. The estimated motion vector Vc is calculated based on Expression (2) when the displacement control amount is “Da” and the displacement control amount at time tb is “Db”. The imaging vibration damping device according to 1.
Figure 0006031366
前記変位部は、前記撮像素子及び光学系のいずれか一方を物理的に移動させる手段である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の撮像制振装置。
The imaging vibration damping device according to claim 1, wherein the displacement unit is a unit that physically moves one of the imaging element and the optical system.
前記変位部は、光路上に配置され、かつ、前記撮像素子上の前記結像の位置を光学的に変化させる光路変更素子である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の撮像制振装置。
6. The optical path changing element according to claim 1, wherein the displacement part is an optical path changing element that is disposed on an optical path and optically changes a position of the image formation on the imaging element. The imaging damping device according to item.
JP2013013349A 2013-01-28 2013-01-28 Imaging vibration control device Expired - Fee Related JP6031366B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013013349A JP6031366B2 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Imaging vibration control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013013349A JP6031366B2 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Imaging vibration control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014146918A JP2014146918A (en) 2014-08-14
JP6031366B2 true JP6031366B2 (en) 2016-11-24

Family

ID=51426847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013013349A Expired - Fee Related JP6031366B2 (en) 2013-01-28 2013-01-28 Imaging vibration control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6031366B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102349788B1 (en) * 2015-01-13 2022-01-11 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 Method and apparatus for encoding/decoding video

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006171356A (en) * 2004-12-15 2006-06-29 Olympus Imaging Corp Imaging apparatus
JP2007264153A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Sony Corp Optical apparatus and imaging device
JP2012231302A (en) * 2011-04-26 2012-11-22 Sony Corp Image encoding device, image encoding method, program, and recording medium
JP5478677B2 (en) * 2012-07-19 2014-04-23 オリンパスイメージング株式会社 IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE CONTROL METHOD

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014146918A (en) 2014-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8581992B2 (en) Image capturing apparatus and camera shake correction method, and computer-readable medium
US9185271B2 (en) Imaging device detecting motion vector
US9118842B2 (en) Producing focused videos from single captured video
US7755667B2 (en) Image sequence stabilization method and camera having dual path image sequence stabilization
US8036481B2 (en) Image processing apparatus and image restoration method and program
JP5017419B2 (en) Image generating apparatus, image generating method, and program
JP5112104B2 (en) Image processing apparatus and image processing program
JP4682990B2 (en) Camera image compression processing apparatus and compression processing method
JP2011504266A (en) Block-based image stabilization
JPWO2008047664A1 (en) Image generating apparatus and image generating method
KR101109532B1 (en) Image capturing device, image capturing method, and a storage medium recording thereon a image capturing program
KR101393560B1 (en) Image processing device, image processing method and recording medium
KR20070085054A (en) Control method, control device and control program for photographic device
JP4483483B2 (en) Imaging device
US8976258B2 (en) Image processing apparatus, image capturing apparatus, and program
JP6031366B2 (en) Imaging vibration control device
JP6152642B2 (en) Moving picture compression apparatus, moving picture decoding apparatus, and program
JPH08275049A (en) Image pickup device
CN111886872B (en) Encoding device, decoding device, encoding method, decoding method, and recording medium
JP5482428B2 (en) Imaging apparatus, camera shake correction method, and program
JP2017200199A (en) Video compression device, video decoding device, and program
JP2011176776A (en) Image processing apparatus and image processing method
JP2018191136A (en) Encoding device, encoding method and program
JP5671900B2 (en) Imaging apparatus, imaging method, and program
KR101675797B1 (en) Shaking correction apparatus and digital imaging apparatus comprising thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160809

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161024

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6031366

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees