JPH04144371A - 画面ゆれ補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ この発明は撮像装置の揺動等による画面ゆれを補１丁す
る装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図から第６図は、従来の画面ゆれ補正装置の動作を
説明するための図で、第４図は被写体のオリジナル画像
、第５図は画面ゆれを検出する検出エリアの設定位置を
しめす図、第６図は画面ゆれ補正の動作を示す図で、第
６図（ａ）は補正ｒＩｉｉの画像を、第６図（ｂ）は補
正後の画像を示している。

る。

つぎに、従来の画面ゆれ補正装置の動作を説明する。

被写体像の動画像を撮影するビデオカメラや、このビデ
オカメラに磁気記録再生装置などが付加された、いわゆ
るビデオカメラは、三脚等のように撮像装置を固定する
手段を用いないで手持ちで撮影することが多く、またそ
のｉｉＪ搬性の良さから、自動車や型中などの移動体か
ら撮影されることも多い。

このような環境トでの撮影には装置のゆれが常に付きま
とい、装置のゆれが即画面のゆれとな−）て発現するた
め、見る者にと−）て不快感をｌｊえる場合が少なくな
い、。

このようないわゆる画面ゆれを補正するための装置とし
ては、例えば、テレビジョン学会技術報告ＶＯＩ　Ｉｌ
、　Ｎｏ３　　（ｌ　９８７年）第４　：ｒ、　（１か
ら第４　ｓ　ａｒに記載されているものが知られている
。

この装置は、第４図に示すように画像がゆれた場合、第
５図のように、動きを１１−めようと望む範囲（検出エ
リア）を設定し、この検出エリア内の画像の動きに相当
する大きさと方向（動きベクトル）を求め、この動きベ
クトルでフレームメ干りから読み出ず画像信号°のタイ
ミングを動きとは逆方向にコントロールし７て画面ゆれ
の少ない第６図のような映像を作り出すように構成され
たものである。

し発明が解決しようとする課題］ ト述した従来の動きベクトル検出手段は、動きベクトル
を求めるためにフレーム間の画像比較を行っている。

しかし、−・般に画像比較には大晴のメモリーを必要と
するためコスト面での採算が合わない等の理由によって
民生用には適さないという問題点があった。

この発明は、かかる問題点の解消を目的としてなされた
もので、画像情報を基に、大容量のフレームメモリを用
いないで動きベクトルの検出を行い、画面ゆれを補止す
る装置を得ることを目的としている。

〔課題を解決するだめの手段〕

この発明にかかる画面ゆれ補１１装置は、画面の動きベ
クトルを画像信号より検出する動きベクトル検出手段と
、この検出された動きベクトルが零となる方向に画面の
位置補正を行う画像位置補正手段とを有し、十記動きベ
クトル検出手段が、複合映像信号から抜き出した輝度信
号（Ｙ信号）を水平同期期間（１１期間）毎にサンプル
アンドホールド（Ｓ　／　Ｈ）するＳ　／　１１手段と
、このボールドデータから画面をＸ軸方向にｍ分割、Ｙ
軸方向にｎ分割した各区分の輝度の中心位置を求める第
１の演算手段と、これら各区分の輝度中心位置から各区
分のフィールド間の輝度重心位置の差を求め、これら各
区分の輝度小心位置の差からフィールド間ので次元方向
の動きベクトルを求める第２の演算手段とで構成された
点を特徴とする３゜ Ｃ作用〕 この発明による動きベクトル検出手段は、検出エリアを
ｍｘｎ個に分割した各１×分のＹ信すの輝度重心を、水
土同期信号のカウント数として求め、次にフィールド間
の各区分の輝度重心位置の差を求め、この各区分のフィ
ールド間輝度小心の位置の差からフィールド間の動きベ
クトルを得ているので、比較的簡便な画像処理で精度の
高い動きベクトルを検出することができる。

し発明の実施例］ 第１図はこの発明の−・実施例を示すブロック回路図で
ある。

図において、（１）はレンズ、（２）は被写体像の光電
変換を行う撮像素子（ＣＣＤ）、（３）は信号発生回路
で、後述するＶ　Ｄ　ＲＶ　（２目からＣＣＩ）　（２
）から信号を取り出すためのクロックパルス、水平及び
垂直同期信号ＩＩ　Ｄ　Ｃ９１、Ｖ　Ｉ）　（＋３１を
発生ずる。（４）は信号処理回路で、ＣＣＤ　（２１の
出力信号を複合映像信号（５）に変換する。（６）は干
二り〜′Ｉ″Ｖで、人力された複合映像信号（５）を可
視像に映出する。（８）はサンプルアンドホールド回路
で、信号処理回路（４）からＹ信号（７）同期信号発生
手段（３）から水゛１乙同期信号（ＨＤ　）（９）が入
力される。（１１）はＡＩＤ変換器で、Ｓ／１１回路（
８）からＳ　／　Ｈ信す（１０）が入力され、その出力
はマイクロコンピュータ（１２）に人力される。

このマイクロコンピュータ（１２）には、ＨＤ（９）。

垂直同期信号（ＶＤ）（＋４）および画面ゆれ補正指令
（１６）が人力されている。ここで、Ｖｌ）（＋４１は
同期信号発生手段（３）の出力Ｖ　不Ｔｌ３１がインバ
ータ（＋５）によって論理レベルが反転されたものであ
る。マイクロコンピュータ（Ｉ２）の出力Ｖ　Ｄ　Ｘ　
（１７１はフリップフロップ（１８）に入力されてＩＩ
　ｌ）　＋９＋でトリガされるとともに論理レベルが反
転されたＶ　ｆ）　Ｘ　（１９１が切換スイッチ（２０
）に人力される。この切換スイッチ（２０）の他方の入
力端には同期化シ）発生手段（３）からＶ　Ｉ）　（＋
３）が人力されており、切換スイッチ（２０）は画面ゆ
れ補１［指令（１６）で切換制御され、この指令（＋６
）が人力されていれば、切換スイッチ（２０）はＶ　Ｉ
）　Ｘ　（Ｉｇ）を選択し、指令（１ｂ）がなければＶ
　Ｄ　（＋３）を選択する。この切換スイッチ（２０）
の出力Ｖ　Ｉ）　ｌ（Ｖ　（２１１は同期信り発生−Ｌ
段（３）に人力されてＣＣＩ）　（２１を駆動する東１
ＣＪ同期佑シ）（Ｖ−３ＹＮＣＩとして用いられる。

第２図はこの実施例における動きベクトルを検出するた
めの第１の演算丁１段の動作を説明するだめのフロー図
、第３図はこの実施例の第２の演９手段の動作を説明す
るための図である。

次にこの実施例の動作について説明する。

まず撮像装置による被写体像をＩＩＪ視表７１（するだ
めの動作について説明する。

図示していない被写体像は、レンズ（１）によりＣＣＤ
　（２）の撮像面に結像する。ＣＯＤ　（２）に蓄積さ
れた画像電荷は、垂直同期信号（Ｖ−３ＹＮＣ）のタイ
ミングで映像信号処理回路（４）に読み出され、複合映
像４５号（５）に変換されてモニター１’　Ｖ　（６１
に入力され、画像に映出される。

次に、画面ゆれ補正動作について説明する。

映像化シＪ″処理回路（４）から輝度イ８シづ（Ｙ　（
Ｎ−づ−）（７）がＳ　／　ｌ−１回路（８）に人力さ
れ、■毎にサンプルアンドホールト（Ｓ　／　Ｈ）され
てＡ／Ｉ）変換器（１１）に入力される。このとき、す
でに画面ゆれ補正指令（１６）が卜されているとすると
、マイクロコンピュータ（１２）は、このΔ／Ｄ変換器
（１１）から出力されるデジタルデータを取り込み、こ
のデータから、検出エリアをＸ軸方向にｍ分割、Ｙ軸方
向にｎ個に分割したｍＸｎ個の各区分の輝度小心位置を
、＋−＋　ｒ＞　（９）のカウント値として求める第１
の演算を行い、つぎに第１．第２のフィールドの同じ区
分の輝度重心イ☆ｆｆｆの差を求め、これらの輝度小心
位置の差からフィールド間の動きベクトルを求める第２
の演算を行う。この第１．第２の演算によって画面のゆ
れがあった場合、画面移動′−バーの算出は、フィール
ド間のｍ　Ｘ　ｎ個の区分の輝瓜−ｎ心の差から真のフ
ィールド間の動きヘクトルを求めることができる、５ さて、ＣＣｌ）　（２）の電た；ｆは、Ｖ−３ＹＮＣの
タイミングで映像信号処理回路（４）に送り出され、こ
のＶ−８ＹＮＣとして、Ｖ　Ｉ）　ＲＶ　（２１１を用
いていることは前述のとおりである。また、画面ゆわ補
ｊ１指令（１６）が下されている状況下では、Ｖ　Ｉ）
　ＲＶ　（２１１はＶ　Ｄ　Ｘ　Ｔ１７１のタイミング
と等価である。ここで、先はどの第２の演算で求めた動
きベクトル、即ちフィールド間の画面ゆれ１１士および
方向に従って、Ｖ　Ｉ）　Ｘ　（１７１発生のタイミン
グを制御してやれば、Ｃｃ　Ｄ　（２）からの電荷取り
出しのタイミングを可変とすることがｉｉｆ能となる。

つぎに、ｍＸｎ個の区分の輝度重心を求める第１の演算
手段の動作を第２図のフローグーヤードによって説明す
る。

この実施例は、説明を筒中、にするために、検出エリア
をＹ軸方向に２分割し、Ｙ軸方向の動きへクトルを検出
する場合とし、さらに検出エリアはＨＤ　＋９１のカウ
ント数か５０〜１３９の上半分と、１４０〜２２（Ｉの
ト半分とに２分割されており、各ＵＸ分の１１１）のカ
ウント数はそれぞれ９０である。

第２図において、まずはじめにＶ　Ｉ）　＋１４１の立
ち上がりエツジまで待機する（１０１１　　つぎにＶ　
ｌ）　（１４）が入ると直ちにＩ　ＩＩ　Ｄ　ＣＮ　Ｔ
ｌ　をクリアしく＋０２）　、さらにＴＩＩＣＮＴ）を
９０に設定し、（Ｍｌ）、　（Ｍ２）をクリアする（１
０３）。ここで、Ｉ−Ｉ　Ｄ　（９１を待ち（＋０４１
　　　ＨＤ　（９１が来ると（ｌＩＤｃＮ’ｌ’ｌ　を
インクリメントする（１１１５１ つぎに（１０６）では（ｌｌｃＮＴ）の値を検定し、５
５０≦（ＨＤＣＮ’ｎ　＜１４０つまり画面の」−半分
内なら処理＋１０８１へ、またそれ以外なら処理（１０
７）へ流れる。（１（１７）では同じ＜　（ＩＩ　Ｄ　
ＣＮ　Ｔ）のイ１０を検定し、１４０≦ｆｌｌＤｃＮＴ
）　＜　２３０つまりド半分なら（１０８）へ、そうで
なければ［＋０４１へ流れる。（＋０８１では、Ａ　／
　Ｉ）変換器（１１）の出力を△レジスタに取り込み、
さらに（＋０９１でそれを（Ｍｌ）に加えることによっ
て、人−）てくる信号レベルを１４１）が来る度に積算
していく。

つぎに（１１０）ではΔレジスタ値とＣＩＩ　ＣＮ　ｉ
’　）とを乗宴した−に、（Ｍｌ）にそれを、加えるこ
とによって、ＨＤ毎に信号レベルＸ　（ＩＩｃＮＴ）を
積算していく。

つぎに（ＩＩＩ）ではｆｌｌｃＮＴｌをデクリメントし
、さらにその値を検定して次の操作を行う。すなわち、
（ｏｃＮＴ）がＯならば＋１＋２）へ、そうでなければ
（＋０４）へという具合である。Ｔ１０８１〜（１１０
１の処理によってこの時点では、（Ｍｌ）には１１Ｄ毎
にサンプリングしたＳ　／　ＩＩ信号（１，０）の値の
検出エリアの１−半分と下半分の積算値が、また、（Ｍ
ｌ）には１１１）毎にサンプリングしたＳ　／　ｔｌ　
（Ｈ弓（ｌＯ）の値に！］のカウント値を乗じた値の検
出エリアの１一半分とド半分の積算値がそれぞれ格納さ
れていることになる。

つぎに（＋１２１では（ＨＤＣＮＴｌ値を検定している
。

ここでは検出エリアの１−半分の積算が終了したか否か
を判断し、Ｊ−半分なら（＋１３）に流れ、あるフィー
ルドＸにおける上半分の輝度重心値（ＧＩＸ）が、（Ｍ
ｌ）／（Ｍｌｌの操作で１−１の値として求められ、そ
の後ｆｌ　０４１に流れて下半分の処理が行われる。

同様に検出エリアの下半分のときは（＋１４１に流れて
輝度重心値ＣＧ２Ｘ）が求められ、その後（＋０１１に
流れて次のフィールドの先頭を待つ。

つぎに、この実施例の第２の演算手段による動きベクト
ル算出方法を第３図を用いて説明する。

あるフィールドすなわちフィールド１にあった被写体が
、そのつぎのフィールド２において、画面上で−に方に
へ１１本だけ移動した場合、フィールド１．２のＳ／１
１信号（１０）は、それぞれ第２図（ａ）。

（ｂ）のようになる。

まず、第１の演算手段によって輝度重心を求めるとき、
検出エリアを分割せずに一つとした場合は、フィールド
１．２各画面の輝度重心は、第２図（ｃ）に示すＧ　ｌ
　、　Ｇ　２として得られる。すなわちこのときの動き
ベクトル■Ｓは、第２図（ｃ）に示すように画面ではフ
ィールドＩ−２間で下向きである。しかしながら、この
動きベクトル＋ ■Ｓは正しい情報でないことは明らかであり、検出エリ
アを分割しないで輝度重心を求めるこの方法は、誤動作
の可能性を内包している。

次に、検出エリアをＹ軸方向に１−ドに２分割した場合
を考えてみると、第２図（ｄ）に示すように第１の演算
手段によりフィールドｌでは輝度重心Ｇ１１．Ｇ２１が
、またフィールド２ではＧＩ２．Ｇ２２が求められる。

このときのフィールド１−２間の動きベクトルを求める
と、検出エリアの１−半分ではＶｌ）ｌ、Ｆ半分ではＶ
Ｄ２という方向、大きさともに異なる動きベクトルとな
るが、この場合は検出エリアの下半分で求めた動きベク
トル■［）２が、正しい方向と大きさを小している。

しかし、この実施例では第２の演算手段は２つの動きベ
クトルの向きが異なる場合には［誤まり］という判断を
下し、０という動きベクトルを真の動きベクトルとして
出力して補止の誤動作を防ぐようにしている。

このように画面を更に多数に分割して動きベクトルを求
めるようにすれば、より精度の高い動きベクトルを得る
ことができる。

なお、１−記実施例では、Ｙ軸ノＪ向の動きへクトルの
検出動作を説明したが、Ｘ軸方向の動きベクトルの検出
を、検出エリアをＸ軸方向に分割し、各区分の輝度重心
のフィールド間の差を求めることで検出することができ
、このＸ軸方向の動きベクトルと、上記実施例で求めた
Ｙ軸方向の動きベクトルとがそれぞれ零に近づくように
画面の位置補正を行えば斜め方向の画面ゆれの補正を行
うことができるが、この場合はＳ　／　１１回路（８）
に人力されるサンプリングパルスをＨＤ　（９）のｍ倍
のパルスとし、マイクロコンピュータ（１２）における
検出エリアがＸ軸方向にｍ分割、Ｙ軸方向にｎ分割され
るようにサンプリングパルスのカウント数を設定すれば
、上記実施例と同様の手順でＸ軸方向およびＹ軸方向の
動きベクトルを検出することができる。

また、上記実施例では、第１．第２の演算手段をマイク
ロコンピュータ（１２）を用い、ソフトウェア的に行っ
ていたが、上記演算を実施できるハードウェアで構成し
てもよい。

また、−１記実施例では、ゆれの補正−Ｌ段をＣＣｌ）
　（２）か・ら電荷を取り出すタイミングを制御するこ
とで１−１つだが、レンズ（１）おにびＣＣＩ）　（２
）が取り付けられたユニットを機械的に動かして補１［
する構成としてもよい、。

さらに、１記実施例では、第２の演算り段を、第１．第
２のフィールドから求めた２−）の動きベクトルの向き
が反対なら真の動きベクトルとして０ヘクトルを出力す
るようにしていたが、この構成に限られるものではなく
、例えば検出エリアをｍＸｎ分割して求めたｍＸｎ個の
動きベクトルの総和の１・・均を真の動きベクトルとし
て出力するようにしても良い。

［発明の効果］ 以１°、のように、この発明によれば、検出エリアをＸ
軸ノＪ向およびＸ軸方向にｍＸｎ個に分割し、この分割
された各［区分の輝度小心を求め、第１゜第２のフィー
ルド間の各区分の輝度ｔ（ｉ心の２″からＸ軸方向およ
びＸ軸方向の動きベクトルを求めて、この動きベクトル
が零となる方向に画面のイ装置を補正するように構成し
たものであるから、画分を示す。

像メ干り−などを人絹に使うことなしに、動きベクトル
が検出できるので、コスト、サイズ、小量ともわずかの
アップで済むため、民生用ビデオムービーに用いること
ができる画面ゆれ補正装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による動きベクトル補正
装置を含む撮像装置の構成を示すブロック回路図、第２
図はこの実施例の第１の演算手段のフローチャート、第
３図はこの実施例の第２の演算手段の動作を説明するた
めの波形図、第４図、第５図および第６図は、従来の動
きベクトル検出装置の動作を説明するだめの図である。 （２）・・・撮像素子（ｃｃｎ）　、　ｆ３１　・・・
同期信号発生装置回路、（４）・・・映像化け処理回路
、（８）　・・・サンプルアンドボールド回路（、Ｓ／
ＩＩ）　、　（ＩＩ）・・・Ａ　／　ｌ）変換器、（１
２）・・・マイクロコンピュータ、（１５）・・・イン
バータ、（１８）・・・フリップフロップ、（２０）・
・・切換スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画面のゆれを輝度信号から検出する動きベクトル
   検出手段と、この検出される動きベクトルが零となる方
   向に画面の位置を補正する画像位置補正手段とを具備し
   た画面ゆれ補正装置であって、上記動きベクトル検出手
   段が、上記輝度信号を水平同期信号に同期したサンプリ
   ングパルスによってサンプルアンドホールドするＳ／Ｈ
   手段と、このホールドされた輝度信号データを上記画面
   上に設定された検出エリアをＸ軸方向にｍ分割、Ｙ軸方
   向にｎ分割して各区分毎の輝度重心の位置を求める第１
   の演算手段と、この第１の演算手段で求めた各区分の輝
   度重心の第１および第２フィールドの差を求め、さらに
   これら各区分の輝度重心の差から画面全体の動きベクト
   ルを求める第２の演算手段とで構成されたことを特徴と
   する画面ゆれ補正装置。