JPH04207480A - Moving vector detector - Google Patents

Moving vector detector

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Publication number
JPH04207480A
JPH04207480A JP2333838A JP33383890A JPH04207480A JP H04207480 A JPH04207480 A JP H04207480A JP 2333838 A JP2333838 A JP 2333838A JP 33383890 A JP33383890 A JP 33383890A JP H04207480 A JPH04207480 A JP H04207480A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
picture
motion vector
spatial
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP2333838A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Kondo
俊明 近藤
Masayoshi Sekine
正慶 関根
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to DE69124777T priority patent/DE69124777T2/en
Priority to EP91311002A priority patent/EP0488723B1/en
Publication of JPH04207480A publication Critical patent/JPH04207480A/en
Priority to US08/402,990 priority patent/US5734441A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To utilize effectively space gradient information provided in a picture and to obtain a high space resolution by setting a moving vector arithmetic area adaptively and automatically in response to a spatial frequency of an input picture. CONSTITUTION:Detection means 4, 9 detect a moving vector of a picture depending on the relation between a change for a prescribed time in a picture density corresponding to an optional position of a picture and a space gradient of a picture signal corresponding to an optional position, and setting means 5, 6, 10, 11, 13, 15 set adaptively the size and shape of a unit arithmetic area outputting a moving vector in response to the spatial frequency of the input picture. Thus, the size and shape of an optimum block suitable for the spatial frequency in each part of the input picture are set automatically based on a simple evaluation criterion representing the spatial frequency of the input picture. Thus, the spatial gradient information given in the picture is effectively utilized and a high spatial resolution is attained.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ビデオカメラ、電子カメラ、電子スチルカメ
ラ等の撮像装置における防振や、被写体追尾に用いて好
適な、画像信号を用いた動きベクトル検出装置に関する
ものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a motion control system using image signals, which is suitable for use in image stabilization and object tracking in imaging devices such as video cameras, electronic cameras, and electronic still cameras. This invention relates to a vector detection device.

(従来の技術) 従来より、画像信号より動きベクトルを検出することに
より画像の動きを検出する方法が知られている。
(Prior Art) Conventionally, a method of detecting the motion of an image by detecting a motion vector from an image signal is known.

動きベクトルを求める方法も種々提案されているが、た
とえば、USP 3890462 、特公昭60−46
87111号公報、J、0.Limb and J、A
、Murphy″Measuring the 5pe
ed of Moving 0bject from 
 Te1evision Signals” 、 IE
EE Trans、Com、、Com−23,pp、4
74−478(April 1975)等に記載されて
いるような時空間勾配法がある。
Various methods for determining motion vectors have been proposed; for example, USP 3890462, Japanese Patent Publication No. 60-46
Publication No. 87111, J, 0. Limb and J,A
,Murphy"Measuring the 5pe
ed of Moving 0bject from
Te1evision Signals”, IE
EE Trans, Com,, Com-23, pp, 4
74-478 (April 1975), etc., there is a spatiotemporal gradient method.

この時空間勾配法では、以下の基本式に従って各点の動
き量を算出する。すなわち、 α=Σs  d−sign(g’x)/Σ+i  Ig
’xlβ=Σs  d−sign(g’y)/Σa  
Ig’ylただし、a、βはそれぞれX方向、X方向に
おける動き量を示し、dは時間的に連続する画像間の同
じ場所における濃度差すなわち時間勾配を示し、g’x
 、 g’yは画像をgで表わしたときのX方向、X方
向における空間勾配をそれぞれ示すものである。またΣ
、は複数個の画素からなる単位演算領域となるブロック
内の総和演算を意味し、sign()はg’、 、 g
’うの符合を出力する関数である。
In this spatio-temporal gradient method, the amount of motion of each point is calculated according to the following basic formula. That is, α=Σs d-sign(g'x)/Σ+i Ig
'xlβ=Σs d-sign(g'y)/Σa
Ig'yl However, a and β indicate the amount of movement in the X direction and the
, g'y respectively indicate the spatial gradient in the X direction and the X direction when the image is expressed by g. Also Σ
, means a summation operation within a block that is a unit operation area consisting of multiple pixels, and sign() is g', , g
This is a function that outputs the sign of 'u.

また前記ブロックの大きさ及び形状は入力画像に拘らず
固定されている。
Further, the size and shape of the block are fixed regardless of the input image.

(発明の解決しようとする問題点) しかしながら、前記の従来例によれば、ブロックの大き
さ、及び形状が固定されているので、画像の空間周波数
が低い領域では、ブロック内に演算に必要な空間勾配情
報が不足し、著しい精度劣化を生じるという欠点があっ
た。
(Problem to be Solved by the Invention) However, according to the conventional example described above, the size and shape of the block are fixed, so in the area where the spatial frequency of the image is low, there is no need for calculation within the block. There was a drawback that spatial gradient information was insufficient, resulting in a significant deterioration in accuracy.

逆に、画像の空間周波数が高い領域では、画像の細かい
周期の影響のために検出レンジが狭く、必ずしも大きい
ブロックを必要としていないにも拘らず、固定されたブ
ロックの大きさ及び形状によって動きベクトルを検出す
る空間解像度が制約されるという欠点があった。
Conversely, in areas where the spatial frequency of the image is high, the detection range is narrow due to the influence of the fine period of the image, and although large blocks are not necessarily required, the motion vector is The disadvantage is that the spatial resolution for detecting is limited.

(問題点を解決するための手段) そこで、本発明は、画像の空間周波数に応じた最適なブ
ロックを適応的に、且つ簡単な方法で自動的に決定うろ
ことのできる動きベクトル検出装置を提供することを目
的としてなされたもので、その特徴とするところは、画
像の任意の位置に対応する画像濃度値の所定時間におけ
る変化量と前記任意の位置に対応する画像信号の空間勾
配の関係から画像の動きベクトルを検出する検出手段と
、前記動きベクトルを出力する単位演算領域の大きさ及
び形状を入力画像の空間周波数に応じて適応的に設定す
る設定手段とを備えた動きベクトル検出装置にある。
(Means for Solving the Problems) Therefore, the present invention provides a motion vector detection device that can adaptively and automatically determine an optimal block according to the spatial frequency of an image using a simple method. It was developed for the purpose of A motion vector detection device comprising a detection means for detecting a motion vector of an image, and a setting means for adaptively setting the size and shape of a unit calculation area for outputting the motion vector according to the spatial frequency of an input image. be.

(作用) これによって、入力画像の空間周波数を示す簡易な評価
基準(評価関数)により、人力画像の各部分における空
間周波数に適応した最適なブロックの大きさ及び形状を
自動的に設定でき、画像の持つ空間勾配情報を有効に活
用することができる。
(Function) As a result, it is possible to automatically set the optimal block size and shape adapted to the spatial frequency of each part of the human image using a simple evaluation standard (evaluation function) that indicates the spatial frequency of the input image. It is possible to effectively utilize the spatial gradient information possessed by

(実施例) 以下、図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明における撮像装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an imaging device according to the present invention.

同図において、1は画像信号の入力端子、2は入力信号
の前処理を行なうローパスフィルタによって構成された
前処理フィルタ、3は1フイ一ルド期間あるいはlフレ
ーム期間画像信号を記憶するメモリ、4は連続する2フ
イールドあるいは2フレ一ム間の対応する点における画
像濃度差を計算する減算器、5は乗算器、6,13はリ
セット信号が入るまで順次入力データを累積加算する総
和回路、7,14はイネーブル信号が入るまでそれぞれ
総和回路6.13より入力された入力データを保持する
ラッチ回路、8は画像の空間勾配を演算するのに必要な
期間だけ画像信号を記憶するメモリ、9は入力信号の符
合データのみを出力する符合出力回路、10は入力デー
タな0値と比較するためのコンパレータ、11は画像の
空間勾配の絶対値を求めるための絶対値出力回路、12
はリセット信号とイネーブル信号に時間差を生じさせる
ための遅延回路、15は除算器、16は動きベクトル出
力端子である。
In the figure, 1 is an input terminal for an image signal, 2 is a preprocessing filter composed of a low-pass filter for preprocessing the input signal, 3 is a memory for storing the image signal for one field period or one frame period, and 4 is a memory for storing the image signal for one field period or one frame period. 5 is a multiplier; 6 and 13 are summation circuits that sequentially add input data until a reset signal is input; , 14 is a latch circuit that holds the input data input from the summation circuits 6 and 13 until an enable signal is input, 8 is a memory that stores the image signal for only the period necessary to calculate the spatial gradient of the image, and 9 is a A code output circuit outputs only the code data of the input signal; 10 is a comparator for comparison with the 0 value of the input data; 11 is an absolute value output circuit for determining the absolute value of the spatial gradient of the image; 12
1 is a delay circuit for creating a time difference between the reset signal and the enable signal, 15 is a divider, and 16 is a motion vector output terminal.

次に第1図に示す回路の動作について順を追って説明す
る。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 1 will be explained in order.

画像信号入力端子1より入力された画像信号は、まず通
常ローパスフィルタによって構成される前処理フィルタ
2に供給され、画像信号に含まれるノイズの影響を軽減
するとともに急峻な空間勾配を滑らかにする処理が行な
われる。
The image signal input from the image signal input terminal 1 is first supplied to a preprocessing filter 2, which is usually composed of a low-pass filter, and is processed to reduce the influence of noise contained in the image signal and to smooth out steep spatial gradients. will be carried out.

フィルタ2を通過後、画像信号は2つの糸路に分岐され
、一方はメモリ3及び減算器4へと供給され、フィルタ
2の画像出力信号とこれをメモリ3で所定時間遅延され
た画像信号とが減算され、時間的に連続する2つ画像間
における濃度差、すなわち時間勾配dが演算される。
After passing through the filter 2, the image signal is branched into two paths, one of which is supplied to a memory 3 and a subtracter 4, where the image output signal of the filter 2 and the image signal delayed by a predetermined time in the memory 3 are combined. is subtracted, and the density difference between two temporally consecutive images, that is, the temporal gradient d, is calculated.

減算器4より出力された画像の時間勾配dは乗算器5へ
と入力され、符合出力回路9より出力された符合倍され
た後、総和回路6へ入力される。
The temporal gradient d of the image output from the subtracter 4 is input to the multiplier 5, multiplied by the sign output from the sign output circuit 9, and then input to the summation circuit 6.

乗算器5より出力され総和回路6へと入力されたデータ
(= d−sign(g’))は、リセット信号が入る
まで累積加算され、リセット信号が入力されると、次の
ラッチ回路7へと供給され、除算器15へその除算の分
子として入力される。
The data (= d-sign(g')) output from the multiplier 5 and input to the summation circuit 6 is cumulatively added until a reset signal is input, and when the reset signal is input, the data is transferred to the next latch circuit 7. is input to the divider 15 as the numerator of the division.

またフィルタ2の出力の他方は、メモリ8と減算器4に
それぞれ供給され、フィルタ出力とメモリ8で遅延され
た画像信号とを減算することによって画像空間勾配g°
が演算される。この画像空間勾配g゛は、さらに3系路
に分岐され、1つは時間勾配dを空間勾配の符合倍する
ために符合出力回路9に入力されるものであり、1つは
総和回路6.13及びその後段のラッチ回路7.14に
それぞれリセット信号及びイネーブル信号を送るタイミ
ングを求めるためのコンパレータユ0に入力される。ま
たもう1つは絶対値回路11によって絶対値をとられ、
総和回路13にて前記コンパレータ10より発生するリ
セット信号が入力され−るまで累積加算されラッチ回路
14を経て、除算器15へその除算の分母として人力さ
れる。
The other output of the filter 2 is also supplied to a memory 8 and a subtracter 4, respectively, and the image space gradient g° is obtained by subtracting the filter output and the image signal delayed by the memory 8.
is calculated. This image spatial gradient g' is further branched into three paths, one of which is input to the sign output circuit 9 for multiplying the temporal gradient d by the sign of the spatial gradient, and one which is input to the summation circuit 6. 13 and the subsequent stage latch circuits 7 and 14, respectively, are inputted to comparator unit 0 for determining the timing of sending a reset signal and an enable signal. In addition, the absolute value of the other one is taken by the absolute value circuit 11,
The summation circuit 13 performs cumulative addition until the reset signal generated by the comparator 10 is input, passes through the latch circuit 14, and is input to the divider 15 as the denominator for the division.

そして除算器15において、ラッチ回路7にラッチされ
た時間勾配dに符合出力回路9よより出力された符合s
ign(g’)を乗じたd−sign(g’)の検出ブ
ロック内の総和を、空間勾配の絶対値の検出ブロック内
の総和1g゛1で除すことによって画像の動きベクトル
が求められる。
Then, in the divider 15, the time gradient d latched in the latch circuit 7 is matched with the sign s output from the sign output circuit 9.
The motion vector of the image is obtained by dividing the sum of d-sign(g') multiplied by ign(g') within the detection block by the sum of the absolute values of the spatial gradients within the detection block, 1g'1.

またコンパレータ10では、画像の空間勾配g°の値を
O値と比較し、前記g°の値が0あるいはほぼOになっ
たときに、リセット信号とイネーブル信号を発生させる
Further, the comparator 10 compares the value of the spatial gradient g° of the image with the O value, and when the value of g° becomes 0 or approximately O, a reset signal and an enable signal are generated.

なお、リセット信号は、ラッチ回路7.14で保持され
たデータが除算器15に入力されるまでの時間分、イネ
ーブル信号より遅く発生させる必要があるため、コンパ
レータ10の出力後、前記時間分遅延させるための遅延
回路12を通過させてから総和回路6.13ヘリセット
信号として送られる。
Note that the reset signal needs to be generated later than the enable signal by the time required for the data held in the latch circuit 7.14 to be input to the divider 15. After passing through the delay circuit 12 for causing the signal to rise, the signal is sent to the summation circuit 6.13 as a heliset signal.

本願の動きベクトル検出装置の構成及び動作は以上のよ
うになっており、以下にその特有の作用効果について説
明する。
The configuration and operation of the motion vector detection device of the present application are as described above, and the unique functions and effects thereof will be explained below.

第2図は画像の任意の断面を示すものである。FIG. 2 shows an arbitrary cross section of the image.

同図において、縦軸が画像濃度値、横軸が画像中の位置
を示すものである。
In the figure, the vertical axis shows the image density value, and the horizontal axis shows the position in the image.

横軸に記入したX 11 Xs r Xs +・・・・
・・、Xsは、g’ fx+) ”tg’ (xi) 
JHp++Jg’ (xa) 4=rOとなる点である
。すなわち画像の空間勾配が0、あるいはほぼ0の点を
ブロックの境界と決めれば、X1%Xm間をブロック1
.x2〜x1間をブロック2というように、画像の空間
周波数に応じた最適なブロックの大きさ及び2次元的に
は形状が自動的に設定される。
X written on the horizontal axis 11 Xs r Xs +...
..., Xs is g' fx+) "tg" (xi)
This is the point where JHp++Jg' (xa) 4=rO. In other words, if the point where the spatial gradient of the image is 0 or almost 0 is determined as the block boundary, then the area between X1%Xm is block 1.
.. The optimal block size and two-dimensional shape are automatically set according to the spatial frequency of the image, such as block 2 between x2 and x1.

第2図では画像周期Tの1/2をブロックの大きさとし
ているが、画像周期Tをそのままブロックの大きさとし
ても良い。
In FIG. 2, the block size is set to 1/2 of the image period T, but the image period T may be used as is as the block size.

このようにすることによって、時空間勾配法の演算に必
要な画像の空間勾配情報が乏しい低周波領域ではブロッ
クの大きさを大きくとることにより、従来より問題とな
っている低周波領域から発生する大きいエラーベクトル
を除去することができる。
By doing this, the size of the block is increased in the low-frequency region where the spatial gradient information of the image necessary for the calculation of the spatio-temporal gradient method is scarce, thereby eliminating the problem that occurs from the low-frequency region. Large error vectors can be removed.

逆に空間勾配情報が十分に存在する高周波領域ではブロ
ックの大きさを小さくとることが可能となり、ブロック
の大きさが固定されている従来の方法において生じるブ
ロック内の空間勾配情報の冗長性を減することができ、
結果として高い空間解像度を得ることができる。
Conversely, in high frequency regions where there is sufficient spatial gradient information, it is possible to reduce the block size, reducing the redundancy of spatial gradient information within the block that occurs in conventional methods where the block size is fixed. can,
As a result, high spatial resolution can be obtained.

また本発明において、空間勾配の大きさがほぼ0になる
点をブロックの境界する場合、空間勾配の大きさがほぼ
Oになるとみなせる範囲は、時空間勾配法の演算領域か
らはずされることになる。
In addition, in the present invention, when a block is bordered by a point where the spatial gradient magnitude is approximately 0, the range where the spatial gradient magnitude is approximately O is excluded from the calculation area of the spatiotemporal gradient method. Become.

すなわち上記の範囲は、画像中の極めて空間勾配情報の
乏しい領域であったり、空間勾配情報は多(でも空間勾
配の符合が逆転する領域に相当しており、前記領域は原
理的に時空間勾配法がもっとも不得手とする領域である
ため、前記領域を各ブロック間のすきまとして自動的に
演算領域から除去することができる。
In other words, the above range corresponds to an area in the image where spatial gradient information is extremely poor, or a region where spatial gradient information is abundant (but the sign of the spatial gradient is reversed), and in principle, the above range corresponds to a region where the spatial gradient information is reversed. Since this is the area where the algorithm is least effective, the area can be automatically removed from the calculation area as a gap between each block.

このように、本願によれば、入力画像の空間周波数に応
じて、空間勾配情報を検出するブロックをその精度の上
がる方向に最適化することができ、動きベクトル検出精
度を向上することができる。
As described above, according to the present application, it is possible to optimize the block for detecting spatial gradient information in a direction that increases the accuracy according to the spatial frequency of the input image, and it is possible to improve the accuracy of motion vector detection.

上述の実施例によれば、検出ブロックの境界を決定する
手段として、画像の空間勾配を用いているが、以下に示
す第2の実施例によれば、連続する画像間の濃度差を用
いて前記実施例と同様に入力画像信号の空間周波数の大
きさに応じた適応型のブロックの大きさ及び形状を自動
的に設定するものである。
According to the above embodiment, the spatial gradient of the image is used as a means for determining the boundary of the detection block, but according to the second embodiment described below, the density difference between consecutive images is used to determine the boundary of the detection block. As in the previous embodiment, the adaptive block size and shape are automatically set according to the spatial frequency of the input image signal.

第3図は、第2の実施例を説明するためのもので、第1
図に示す第1の実施例との相違点は、コンパレータ10
への入力信号のみである。
FIG. 3 is for explaining the second embodiment.
The difference from the first embodiment shown in the figure is that the comparator 10
This is only the input signal to.

本実施例によれば、コンパレータ10にメモリ3、減算
器4により演算される連続する画像の濃度差すなわち時
間勾配dが供給され、この時間勾配dと0値との比較が
行なわれ、前記時間勾配dの値がOあるいは、はぼ0に
なった時に、リセット信号を遅延回路12を会して総和
回路6へ、イネーブル信号をラッチ回路7へ送るという
ものである。
According to this embodiment, the density difference between successive images, that is, the time gradient d, calculated by the memory 3 and the subtractor 4 is supplied to the comparator 10, and this time gradient d is compared with a 0 value, and the time gradient d is compared with the 0 value. When the value of the gradient d becomes O or almost 0, a reset signal is sent to the summation circuit 6 via the delay circuit 12, and an enable signal is sent to the latch circuit 7.

第4図は、本実施例の様子を表わす図である。FIG. 4 is a diagram showing the state of this embodiment.

同図において、縦軸が画像濃度値を示しており、横軸が
画像中の位置を示している。
In the figure, the vertical axis shows the image density value, and the horizontal axis shows the position in the image.

横軸に記入したx、、xg 、・・・・・・、Xaは時
間的に連続する画像時間の濃度差、すなわち時間勾配d
が0になる点である。前記点OC+、X2゜・・・・・
・、xg)をブロックの境界と定めれば、画像の空間周
波数に応じた最適なブロックの大きさ、及び2次元的に
は形状が自動的に設定される。
x, , xg , ..., Xa written on the horizontal axis is the density difference between temporally continuous image times, that is, the time gradient d
is the point where becomes 0. The above point OC+, X2゜...
.

第4図では、時間勾配d=oの点ごとにブロックを区切
る様子を示したが、d=oの点を1回飛ばしてブロック
の境界として1ブロツクがほぼ画像の1周期Tに等しく
なるようにしてもよい。
Figure 4 shows how blocks are divided into points with a time gradient d=o, but the point d=o is skipped once and the block boundary is made so that one block is approximately equal to one period T of the image. You can also do this.

また本発明において、時間勾配dの大きさがほぼ0にな
る点をブロックの境界する場合、時間勾配dの大きさが
ほぼ○になるとみなせる範囲は、時空間勾配法の演算領
域からはずされることになる。
Furthermore, in the present invention, when a block boundary is a point where the magnitude of the temporal gradient d is approximately 0, the range where the magnitude of the temporal gradient d is approximately ○ is excluded from the calculation area of the spatiotemporal gradient method. It turns out.

すなわち上記の範囲は、画像中の極めて空間勾配情報の
乏しい領域であったり、空間勾配情報は多くても空間勾
配の符合が逆転する領域に相当しており、前記領域は原
理的に時空間勾配法がもっとも不得手とする領域である
ため、前記領域を各ブロック間のすきまとして自動的に
演算領域から除去することができる。
In other words, the above range corresponds to an area in the image where spatial gradient information is extremely poor, or an area where the spatial gradient information is reversed even if there is a lot of spatial gradient information, and in principle, this area corresponds to a region where the spatial gradient information is reversed. Since this is the area where the algorithm is least effective, the area can be automatically removed from the calculation area as a gap between each block.

本発明における動きベクトル検出装置は以上のように構
成されており、次に本発明の動きベクトル検出装置をビ
デオカメラのぶれ補正装置として適用した場合について
説明する。
The motion vector detection device according to the present invention is configured as described above, and next, a case will be described in which the motion vector detection device according to the present invention is applied as a blur correction device for a video camera.

第5図は、本発明における動きベクトル検出装置をビデ
オカメラのぶれ補正装置に用いた第3の実施例を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment in which the motion vector detection device of the present invention is used in a blur correction device for a video camera.

同図において、101は撮影レンズ光学系、102は撮
影レンズ光学系101によって撮像面に結像された被写
体像を光電変換して画像信号を出力するCCD等の撮像
素子、103は撮像素子103より出力された画像信号
を所定のレベルに増幅するプリアンプ、104は入力さ
れた画像信号にAGCをかけてレベルを一定に保つとと
もに、ガンマ補正等の処理を行なう前処理回路、105
は入力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変
換するA/D変換器、106はA/D変換器105より
出力されたデジタル画像信号を1フイ一ルド分記憶する
画像メモリ、107は画像メモリ106に画像を読み込
む際のアドレス及び書き込みレートをコントロールする
とともに、画像メモリ106より画像を読み出す際、そ
の画像の読み出しアドレス及び読み出しレートをコント
ロールするメモリコントロール回路であり、後述のシス
テムコントロール回路109によって動作制御される。
In the figure, 101 is a photographic lens optical system, 102 is an image sensor such as a CCD that photoelectrically converts the subject image formed on the imaging surface by the photographic lens optical system 101 and outputs an image signal, and 103 is an image sensor from the image sensor 103. A preamplifier 104 amplifies the output image signal to a predetermined level; 105 is a preprocessing circuit that applies AGC to the input image signal to keep the level constant; and performs processing such as gamma correction;
106 is an A/D converter that converts the input analog image signal into a digital image signal, 106 is an image memory that stores one field of the digital image signal output from the A/D converter 105, and 107 is an image memory. This is a memory control circuit that controls the address and write rate when reading an image into the image memory 106, and controls the read address and read rate of the image when reading the image from the image memory 106, and is operated by the system control circuit 109, which will be described later. controlled.

108は画像信号中より画像の動きベクトルを検出する
動きベクトル検出回路で、その内部構成及び動作は前述
の第1図、第3図に示す回路の通りであるが、デジタル
信号による処理が行なわれることは言うまでもない。
Reference numeral 108 denotes a motion vector detection circuit that detects a motion vector of an image from an image signal, and its internal configuration and operation are the same as those shown in FIGS. 1 and 3 above, but processing is performed using digital signals. Needless to say.

109は水袋!を総合的に制御するシステムコントロー
ル回路で、マイクロコンピュータによって構成され、動
きベクトル検出回路108において演算された動きベク
トル情報からぶれ補正情報を演算し、その演算結果に基
づいてメモリコントロール回路107を制御し、メモリ
106より画像を読み出す際、その読み出し位置すなわ
ち読み出しアドレスをメモリ上においてぶれの方向にシ
フトすることによってぶれを相殺するように制御する。
109 is a water bag! The system control circuit is configured by a microcomputer and calculates blur correction information from the motion vector information calculated in the motion vector detection circuit 108, and controls the memory control circuit 107 based on the calculation result. When reading an image from the memory 106, control is performed to offset the blurring by shifting the readout position, that is, the readout address, on the memory in the direction of the blurring.

110はメモリ106より読み比された画像信号に所定
の信号処理を施し、規格化された映像信号に変換するた
めの処理を行なうカメラ信号処理回路、111はシステ
ムコントロール回路によって制御され、メモリ106よ
り読み出した画像の画角を補正する画角補正回路である
。すなわちメモリ106における画像の読み出し位置を
シフトすることによってぶれ補正を行なうため、メモリ
に読み込む画像に比較して読み出す画像は、メモリ上で
シフト可能な範囲の分だけ画角が小さくなる。したがっ
て画角補正回路111は、メモリ106より読み出した
画像かもとの画角と同じ大きさとなるよう、画角の拡大
及び画像の補間等の処理を行なうものである。
110 is a camera signal processing circuit that performs predetermined signal processing on the image signal read from the memory 106 and converts it into a standardized video signal; 111 is controlled by a system control circuit; This is a view angle correction circuit that corrects the view angle of the read image. That is, since blur correction is performed by shifting the read position of the image in the memory 106, the angle of view of the read image is smaller by the shiftable range on the memory compared to the image read into the memory. Therefore, the view angle correction circuit 111 performs processing such as enlarging the view angle and interpolating the image so that the image read out from the memory 106 has the same size as the original view angle.

画角な補正された信号は、D/A変換器112によって
アナログ画像信号に変換され、図示しないビデオレコー
ダ、電子ビューファインダ等のモニタへと供給される。
The field angle corrected signal is converted into an analog image signal by the D/A converter 112, and is supplied to a monitor such as a video recorder or an electronic viewfinder (not shown).

以上の構成により、撮像素子より出力される画像信号か
ら、本願の前言己第1図、第2図に示す構成によって動
きベクトルを演算してぶれ量を検出し、このぶれ量を相
殺する方向に、メモリの読み出しアドレスをシフトする
ことによりぶれ補正を行なうことができる。
With the above configuration, a motion vector is calculated from the image signal output from the image sensor using the configuration shown in FIGS. , blur correction can be performed by shifting the read address of the memory.

また第6図は、本願の動きベクトル検出回路を用いたぶ
れ補正装置を備えたビデオカメラの他の例を示すブロッ
ク図である。なお第5図と同一構成部分については、同
一符合を用いてその説明を省略する。
Further, FIG. 6 is a block diagram showing another example of a video camera equipped with a blur correction device using the motion vector detection circuit of the present application. Note that the same reference numerals are used for the same components as in FIG. 5, and the explanation thereof will be omitted.

同図において、201は撮影レンズ光学系の頂角すなわ
ち光軸の向きを変化させてぶれを補正する可変頂角プリ
ズムである。そしてその構成はたとえば2枚の並行ガラ
ス板の間にシリコン系の液体を封入したもので、この2
枚のガラスのなす角度を変化させることにより、頂角を
可変することができるように構成されているものである
In the figure, numeral 201 is a variable apex angle prism that corrects blur by changing the apex angle of the photographing lens optical system, that is, the direction of the optical axis. The structure is, for example, a silicon-based liquid sealed between two parallel glass plates.
It is constructed so that the apex angle can be varied by changing the angle formed by the sheets of glass.

202はプリアンプより出力された画像信号を規格化さ
れた映像信号に変換して出力するカメラ信号処理回路、
203は動きベクトル検出回路108より供給される動
きベクトル情報からぶれの方向およびぶれ量を検圧し、
これを補正するための可変頂角プリズムの駆動量を演算
するマイコンによって構成されたシステムコントロール
回路である。システムコントロール回路203で演算さ
れた補正情報は、駆動回路204へと供給され、可変頂
角プリズム201を駆動するためのアクチュエータ20
5がぶれを補正する方向にそのぶれ量を打ち消す量だけ
駆動される。
202 is a camera signal processing circuit that converts the image signal output from the preamplifier into a standardized video signal and outputs it;
203 detects the direction and amount of blur from the motion vector information supplied from the motion vector detection circuit 108;
This is a system control circuit made up of a microcomputer that calculates the drive amount of the variable apex angle prism to correct this. The correction information calculated by the system control circuit 203 is supplied to the drive circuit 204, and the actuator 20 for driving the variable apex angle prism 201
5 is driven in the direction of correcting the blur by an amount that cancels out the amount of blur.

このように、画像信号中より動きベクトルを検出するこ
とによってぶれ量を演算し、そのぶれ量を打ち消す方向
に可変頂角プリズムを駆動し、ぶれ補正を行なうことが
できる。
In this way, the amount of blur is calculated by detecting a motion vector in the image signal, and the variable vertex angle prism is driven in a direction to cancel the amount of blur, thereby making it possible to perform blur correction.

これらいずれの実施例においても、動きベクトル演算領
域を入力画像の空間周波数に応じて適応的に且つ自動的
に設定するようにしたので、特徴の少ない図柄の領域に
おいても大きなエラーベクトルを除去でき、画像の有す
る空間勾配情報を有効に活用することにより高い空間解
像度を得ることができるので、時空間勾配法が不得意と
する空間勾配の符合逆転する領域を検出ブロック間の透
き間にして演算領域から除去して検出精度を向上するこ
とができ、高精度で動作の確実なぶれ補正を行なうこと
ができる。
In any of these embodiments, the motion vector calculation area is adaptively and automatically set according to the spatial frequency of the input image, so large error vectors can be removed even in areas with patterns with few features. High spatial resolution can be obtained by effectively utilizing the spatial gradient information of an image, so regions where the spatial gradient has a reversed sign, which the spatio-temporal gradient method is weak at, can be used as gaps between detection blocks from the calculation area. By removing this, detection accuracy can be improved, and blur correction can be performed with high precision and reliable operation.

(発明の効果) 以上述べたように、本発明における動きベクトル検8装
置によれば、動きベクトル演算領域を入力画像の空間周
波数に応じて適応的に且つ自動的に設定するようにした
ので、特徴の少ない図柄の領域における大きなエラーベ
クトルを確実に除去することができ、画像の有する空間
勾配情報を有効に活用することにより高い空間解像度を
得ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the motion vector detection device 8 of the present invention, the motion vector calculation area is adaptively and automatically set according to the spatial frequency of the input image. Large error vectors in areas of patterns with few features can be reliably removed, and high spatial resolution can be obtained by effectively utilizing the spatial gradient information of the image.

また単純な評価関数卯によりブロックの境界を決定する
ため、高速にブロックを決定することができる。
Furthermore, since the boundaries of blocks are determined using a simple evaluation function, blocks can be determined quickly.

また従来時空間勾配法が不得意とする空間勾配の符合逆
転する領域をブロック間の隙間として容易に演算領域か
ら除外することができ、検出精度を向上することができ
る。
In addition, regions where the spatial gradient has a sign reversal, which the conventional spatio-temporal gradient method is not good at, can be easily excluded from the calculation region as gaps between blocks, and detection accuracy can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明における動きベクトル検出装置の第1の
実施例の構成を示すブロック図、第2図は画像の空間勾
配を用いてブロックの境界を決定する方法を説明する図
、 第3図は本発明における動きベクトル検出装置の第2の
実施例の構成を示すブロック図、第4図は画像の時間勾
配を用いてブロックの境界を決定する方法を説明するた
めの図、第5図は本発明における動きベクトル検出装置
をビデオカメラのぶれ補正装置に適用した場合示す第3
の実施例のブロック図、 第6図は本発明における動きベクトル検出装置をビデオ
カメラのぶれ補正装置に適用した場合を示す第4の実施
例のブロック図である。 9(z) 8(t) 発+図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a motion vector detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a method for determining a block boundary using the spatial gradient of an image, and FIG. is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the motion vector detection device according to the present invention, FIG. 4 is a diagram for explaining a method for determining a block boundary using the temporal gradient of an image, and FIG. The third example shows the case where the motion vector detection device according to the present invention is applied to a blur correction device for a video camera.
FIG. 6 is a block diagram of a fourth embodiment in which the motion vector detection device of the present invention is applied to a blur correction device for a video camera. 9(z) 8(t) Release + figure

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)画像の任意の位置に対応する画像濃度値の所定時
間における変化量と前記任意の位置に対応する画像信号
の空間勾配の関係から画像の動きベクトルを検出する検
出手段と、前記動きベクトルを出力する単位演算領域の
大きさ及び形状を入力画像の空間周波数に応じて適応的
に設定する設定手段とを備えたことを特徴とする動きベ
クトル検出装置。
(1) Detection means for detecting a motion vector of an image from the relationship between the amount of change in the image density value corresponding to an arbitrary position of the image over a predetermined time and the spatial gradient of the image signal corresponding to the arbitrary position, and the motion vector 1. A motion vector detection device comprising: a setting means for adaptively setting the size and shape of a unit operation area for outputting the motion vector according to the spatial frequency of an input image.
(2)特許請求の範囲第(1)項において、前記設定手
段は、前記単位演算領域の境界を、画像の空間勾配を用
いて決定するように構成されていることを特徴とする動
きベクトル検出装置。
(2) In claim (1), the motion vector detection is characterized in that the setting means is configured to determine a boundary of the unit calculation area using a spatial gradient of the image. Device.
(3)特許請求の範囲第(1)項において、前記設定手
段は、前記単位演算領域の境界を、時間的に連続する画
像間の濃度差を用いて決定するように構成されているこ
とを特徴とする動きベクトル検出装置。
(3) In claim (1), the setting means is configured to determine the boundary of the unit calculation area using a density difference between temporally consecutive images. Features a motion vector detection device.
JP2333838A 1990-11-30 1990-11-30 Moving vector detector Pending JPH04207480A (en)

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DE69124777T DE69124777T2 (en) 1990-11-30 1991-11-28 Device for the detection of the motion vector
EP91311002A EP0488723B1 (en) 1990-11-30 1991-11-28 Movement vector detection apparatus
US08/402,990 US5734441A (en) 1990-11-30 1995-03-13 Apparatus for detecting a movement vector or an image by detecting a change amount of an image density value

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