JPH04874A - 手ブレ検出回路 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラの手ブレ検出回路に関する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラの手ブレを検出して補正する回路に付いて
は、特開昭６０−１４３３３０号公報（ＧＯ３Ｂ１９１
００）に開示されている。この従米技術では、振動型角
速度センサーにてコリオリカを検出してビデオカメラの
手ブレ量を電気的に検出するものである。

また、１９８７年テレビジョン学会全国大会予稿集第３
７７頁〜３７８頁には、映像中に多数のサンプリング点
のレベルを検出して記憶し、一定期間後にサンプリング
点周辺のレベルと記憶レベルとを比較し、レベルの一致
する方向と距離に基づき動きベクトルを特定し、サンプ
リング点毎の動きベクトルの最頻値を画面の動きベクト
ルとする構成が開示されている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上述する従来例は、何も構成が複雑且つ大規模
であり、民生用のカメラに採用することは困離であった
。

（ニ）課題を解決するための手段 そこで、本発明は、サンプリング点の映像を基準レベル
と比較して２値化する比較手段と、ブロック毎に比較出
力の縦方向と横方向の分布位置を検出して記憶する記憶
手段と、記憶手段の読出出力に基づきブロック毎に動き
ベクトルを特定する動きベクトル特定手段と、前記各ブ
ロック毎の動きベクトルの内頻度の高い動きベクトルを
選択する動きベクトル選択手段とを、それぞれ配するこ
とを第１の特徴とし、サンプリング点の映像を基準レベ
ルと比較して２値化する比較手段と、ブロック毎に比較
出力の縦方向と横方向の分布量を計数する計数手段と、
縦方向と横方向の所定値以上の計数値の分布を検出して
記憶する記憶手段と、記憶手段の読出出力に基づきブロ
ック毎に動きベクトルを特定する動きベクトル特定手段
と、前記各ブロック毎の動きベクトルの内頻度の高い動
きベクトルを選択する動きベクトル選択手段とを、それ
ぞれ配することを第２の特徴とする。

（ホ）作用 よって、第１の発明によれば、映像信号が２値化データ
に変換されて更にブロック毎に縦方向と横方向に比較値
の分布が検出されてデータ圧縮された状態で記憶され、
ブロック毎に動きベクトルが設定され、最も頻度の高い
動きベクトルが選択導出される。また、第２の発明によ
れば、２値化データの縦方向と横方向の分布量が計数さ
れ一定値以上の計数値の分布が検出されて記憶され、ブ
ロックごとに動きベクトルが設定され、最も頻度の高い
動きベクトルが選択導出される。

（へ）実施例 ［第１実施例］ 以下、まず第１の発明である第１実施例に付いて説明す
る。

（原理説明） 本実施例では、第２図に図示する様に、有効映像ライン
を４８０ライン、１ラインを９００ドツトとする映像エ
リアを縦方向にＮ分割し、横方向にＭ分割してＭ　ｘ　
Ｎ個のブロックを構成し、縦Ｐライン、横Ｑドツトのブ
ロックを構成し、各ブロック毎に被写体の動きを特定す
るものである。

本実施例では、動きベクトル特定のためにまずブロック
内の被写体像の位置検出をしている。

この位置検出は、まず各画素の映像信号レベルと基準値
とを比較して被写体像を２値化し、この２値化データの
ハイレベル出力の分布位置を検出している。

分布位置の検出は、各ブロック毎に横方向と縦方向にそ
れぞれハイレベル出力の有無を検出することにより実現
され、検出結果は各ブロック毎にＰピットの縦ラインメ
モリとＱピットの横ラインメモリにそれぞれ記憶される
。

上述する検出は、全てのブロックについて為され、検出
結果はフレーム単位でまず１記憶手段に記憶される。第
１記憶手段の記憶容量は、縦ラインメモリがＭＸＰＸＮ
（４８ＯＮ）ビット、横ラインｌ　モ’）　カＮ　Ｘ　
Ｑ　Ｘ　Ｍ　（９００Ｍ　）ビットとなり、サンプリン
グ点４３２にビットより遥かに少ない記憶容量となる。

続くフレームの２値化データに付いても同様の検出を為
し、第１記憶手段と同一構成の第２配憶手段に記憶する
。

動きベクトルの特定は、ブロック毎にフレーム間の映像
の動きを求めることにより特定される。

そこで、垂直ブランキング期間に両記憶手段の同−アド
レスのデータを同時に読出し、縦方向と横方向のデータ
の相関を求め、ブロック毎の縦方向の移動量と横方向の
移動量を特定することにより該当ブロックの動きベクト
ルを特定する。

ブロック毎に特定された動きベクトルは、多数決論理に
より画面全体の動きベクトルが特定される。この多数決
論理に従って、被写体の移動に影響されずに、手ブレに
よる画面全体の動きが検出される。

（具体的回路構成） 以下、本実施例の回路動作に付いて図面に従い説明する
。

本実施例では、第１図は本実施例を具体的に図示するも
のであり、撮像出力を発生する固体撮像素子１は前述す
る従来例にも示されている様に撮像エリアを広く形成し
、撮像エリア内で映像信号を取り出す有効映像エリアを
変更可能としている撮像出力を入力する信号処理回路２
は、ＮＴＳＣカラー映像信号と輝度信号を導出している
。

輝度信号は基準値選択回路３に入力され輝度信号のピー
ク値とペデスタルレベルに基づいてＭ半値を設定して基
準出力を導出している。

比較回路４は、基準出力と輝度信号とを所定サンプリン
グ周期で比較し、基準出力を越す輝度信号が入力された
期間にハイレベルとなる比較出力を２値化データとして
導出している。

この比較出力は、有効映像期間に於て第１記憶手段５に
記憶される。この第１記憶手段５は、第３図に図示する
様に横ラインメモリ５ａと縦ラインメモリ５ｂを配して
いる。

前記横ラインメモリ５ａは、輝度信号の同期成分に同期
して該当するアドレスのデータを読出し、新たに入力さ
れる２値化データと共に論理和回路５ｃに入力し、論理
和出力を元のアドレスに記憶せしめて縦方向の位置検出
を為している。

また、縦ラインメモリ５ｂの前段に配されたフリップ７
０ツブ５ｄは、輝度信号の同期成分に同期し各ラインの
ブロック毎にリセットされ、２値化データがハイレベル
となったときにセットされる。従って、ラインのブロッ
ク期間中に高輝度部分があれば前記フリップ７０ツブ５
ｄはセットされ、ブロック単位の検出を為している。前
記縦ラインメモリ５ｂは、このフリップ７０ツブ５ｄの
出力を、前述するリセットタイミングで該当アドレスに
記憶している。

上述する第１記憶手段５の構成は、第２記憶手段６と共
通であり、前記両記憶手段５及び６は、フレーム毎に交
互に記憶を為す。

前記両記憶手段５及び６に記憶された全てのデータは、
動きベクトル特定のために各フレームの映像期間の終了
の度に、続出アドレスを共通にして横ラインメモリ５ａ
、縦ラインメモリ５ｂの順に高速で同時に読出される。

読出されたデータは、マイクロコンピュータ７に入力さ
れ、動きベクトルの特定と動きベクトルに基づき映像エ
リアの変更を為している。このマイクロコンピュータ７
の動きベクトル検出手段７ａは、機能的に第４図に図示
する構成を採用しており、現フレームのデータを３ビツ
トの第１シフトレジスタ１０に入力し、前フレームのデ
ータを５ビツトの第２シフトレジスタ１１に入力してい
る。第１シフトレジスタ１０の遅延出力と第２シフトレ
ジスタ１１の各ピット出力を、５個の否定排他論理和回
路１２〜１６に入力してその出力を第１〜第５カウンタ
１７〜２１に供給してブロック単位の計数を為している
。

従って、前記各否定排他論理和回路は前フレームのデー
タに対し現フレームのデータを±２ビットの範囲でずら
せてデータの一致を検出しており、後続するカウンタは
その一致回数をブロック単位で計数して相関度を求めて
いる。

動きベクトル特定手段２２は、計数完了の度に計数値が
最大となったカウンタを特定し、ブロック毎の水平方向
の移動量を全て求め、続いて垂直方向の移動量を求め、
動きメモリ２３に順次記憶しせしめ前記動きメモリ２３
内で各ブロックの動きベクトルを完成する。

動きベクトル完成後、前記動きメモリ２３はブロック毎
の動きベクトルを順次読出して、多数決論理処理の可能
な動きベクトル選択手段２４に供給しており、前記動き
ベクトル選択手段２４は最も頻度の高い動きベクトルを
選択して画面全体の動きベクトルとして導出している。

この画面全体の動きベクトルを入力する読出エリア制御
出力７ｂは、動きベクトルに追従する映像エリアを選択
するため、読み出しエリア制御出力を発生し、ＣＣＤ駆
動回路８に供給している。

従って、ＣＣＤ駆動手段８は前述する従来例と同一方法
で、撮像素子１を駆動して所望の撮像出力を導出せしめ
る。

従って、本実施例によれば手ブレによる画面全体の動き
を検出し、その動きをキャンセルする方向に映像エリア
が移動し、手ブレ補正が可能となる。

尚、本実施例は、手ブレ検出自体に特徴があり、補正方
法についてはどの様な方法を採用しても支障はない。

また、本実施例ではフレーム間の最大移動量を垂直方向
に±２ライン水平方向にも±２ドツトに限定しているが
、必要に応じてその範囲を拡大することも可能であり、
実施例の範囲に限定されるものではない。

尚、特許請求の範囲第１項に於て、「比較手段」は比較
回路４に対応し、「記憶手段」は第１・第２記憶回路５
・６に対応するが、この第１の発明は、これらの手段を
マイクロコンピュータのソフウエアで実現する構成をも
含むことは云うまでもない。

［第２実施例］ 上述する第１実施例の場合、２ｇ化データがブロック内
で分散しているとブロック内の動き検出が困難となる。

そこで、第２実施例では、ブロック内の被写体パターン
を圧縮して２値化することにより確実な動き検出を可能
にしている。

（原理説明） 本実施例は、各ブロック毎に２値化データのハイレベル
出力（第６８図にハツチングで図示）の縦方向と横方向
の分布量を加算計数により求めている。第６図に於て、
横方向に加算計数された計数値データがライン数分形成
され、縦方向に加算計数された計数値データもドツト数
分形成される（ｖｌ・Ｈ１参照）。

次に、各ブロックの方向毎に計数値データの中間値を算
出する。第６図の場合、横方向の中間値は６　　［＝　
（１＋１１）／２］、また縦方向の中間値は５　［＝　
（１＋９）／２］　となる。

更に、この中間値を基準に計数値を２値化して標準化デ
ータを形成する。第６図に於て形成される標準化データ
は、横方向は６以上が１、縦方向は５以上が１に設定さ
れそれ以外は、０となる（■２・Ｈ２参照）。

ビット単位の標準化データは、第１実施例の位置検出デ
ータに代えて縦ラインメモリと横ラインメモリに記憶さ
れる。

但し、標準化データの形成に必要な中間値は、先行フレ
ームで形成されたものを用いるものとする。

尚、上述する以外の本実施例の動作は、前述する実施例
と共通に付き説明を割愛する。

（具体的回路構成） 以下、第５図に従い本実施例の回路動作について説明す
る。

本実施例は、比較回路４以降動きベクトル検出回路７迄
の処理回路に特徴があり、太く図示した回路ブロックは
本実施例固有の回路ブロックであり、小さい回路ブロッ
クは第１実施例と共通の回路ブロックである。

従って、以下本実施例の特徴的な回路ブロックの動作に
ついて説明する。

前記比較回路４より得られる２値化データは、水平計数
回路３０と垂直計数回路に入力される。

前記水平計数回路３０は、ブロック単位で２値化データ
を計数して計数値を第１中間値設定回路３３に入力する
。

入力された計数値は、前記第１中間値設定回路３３内で
最大値ラッチ回路４１と最小値ラッチ回路４２に入力さ
れる。両ラッチ回路は、各ブロックの最小値または最大
値を更新記憶しており、１フレーム分の２１ｉｉ化デー
タが入力５ｔ″Ｌ各プロ／りの最大値と最小値が確定し
た後の垂直ブランキング期間に、中間値演算回路４３に
於て各ブロックの最大値と最小値を平均化してブロック
毎の水平中間値データを演算導出している。

この横方向の水平中間値データは、次段の第１中間値記
憶回路３５に記憶され、続くフレームで入力される計数
値データに対応するブロックの水平中間値データが読み
出される。

水平標準化回路３０は、入力される計数値と対応するブ
ロックの水平中間値データとを比較して、比較出力を水
平標準化データとして導出している。

一方、垂直計数回路３１は、Ｍラインメモリ３２より読
み出される記憶データと２値化データとを加算して、前
記Ｍラインメモリ３２に供給している。即ち、前記Ｍラ
インメモリ３２は１フレーム全てのブロックの縦方向の
計数値を記憶し、前記垂直計数回路３１は２値化データ
の対応位置に合わせて全ての計数値を順次更新する。

１フレ一ム分の計数更新記憶が終了すると、続く垂直ブ
ランキング期間に於て記憶されている計数値は順次第２
中間値設定回路３４に入力され、第１中間値設定回路３
３と同様に垂直中間値データが演算導出される。但し、
第２中間値設定回路３４は、前記垂直計数回路３１を介
して導出される計数値がブロック毎に導出される為、第
７図に図示する最大値ラッチ回路４１と最小値ラッチ回
路４２にはブロック毎の記憶手段を設ける必要がなく回
路構成が簡単になる。

この縦方向の垂直中間値データは、次段の第２中間値記
憶回路３６に記憶され、続くフレームで入力される計数
値に対応する各ブロックの垂直中間値データが読み出さ
れる。

垂直標準化回路３８は、入力される計数値と対応するブ
ロックの垂直中間値データとを比較して、比較出力を垂
直標準化データとして導出している。

第１メモリ３９は、水平標準化データを縦方向メモリに
また垂直標準化データを横方向メモリに記憶ており、１
フレーム後第１メモリの記憶データを第２メモリ４０に
転送している。

前記第１７モリ３９と前記第２メモリ４ｏの記憶データ
は、同時に読み出されて動きベクトルの検出と読出エリ
アの制御のため、第１実施例と同一構成のマイクロコン
ピュータ７に供給される。

その結果、検出された動きベクトルに応じて固体撮像素
子１の読出エリアが変更され、手ブレ状態が解消または
軽減される。

尚、本実施例の回路ブロック図中小さい回路ブロックの
動作は、第１実施例と同一に付き符号を共通にして説明
を特徴する 特許請求の範囲第２項に於て「比較手段」は比較回路４
に対応し、「計数手段」は水平計数回路３０と垂直計数
回路３１とＭラインメモリ３２に対応し、「記憶手段Ｊ
は第１・第２中間値設定回路３３・３４と第１・第２中
間値記憶回路３５・３６と水平・垂直標準化回路３７・
３８と第１・第２メモリ３９・４０に対応するが、第２
の発明がこれらの実施例回路をソフトウェアで実現する
構成を含むことは云う迄もない。

（ト）発明の効果 よって、本発明によれば少ない記憶容量で手ブレ補正が
可能となるばかりか、手ブレを確実に検出出来その効果
は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る全体的な回路ブロッ
ク図、第２図はブロック分割説明図、第３図は記憶手段
の要部回路ブロック図、第４図は動きベクトル検出手段
の機能ブロック図を、第５図は本発明の第２実施例に係
る全体的な回路ブロック図、第６図は動作原理説明図、
第７図は中間値設定回路の具体的回路ブロック図を、そ
れぞれ示す。 ４−−−−−−−比較回路　５−−−−−−−・第１記
憶手段６−−−−−−−−−第２記憶手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像により得られる映像信号を多数のサンプリン
   グ点に対応して基準レベルと比較し２値化する比較手段
   と、 撮像画面をエリア分割して形成されるブロック毎に比較
   出力の縦方向の分布位置と横方向の分布位置を検出し、
   縦方向と横方向の分布データを記憶する記憶手段と、 記憶手段の読出出力に基づきブロック毎に動きベクトル
   を特定する動きベクトル特定手段と、前記各ブロック毎
   の動きベクトルの内頻度の高い動きベクトルを選択する
   動きベクトル選択手段とを、 それぞれ配することを特徴とする手ブレ検出回路。
2. （２）撮像により得られる映像信号を多数のサンプリン
   グ点に対応して基準レベルと比較し２値化する比較手段
   と、 撮像画面をエリア分割して形成されるブロック毎に比較
   出力の縦方向の分布量と横方向の分布量をそれぞれ計数
   する計数手段と、 縦方向と横方向に関して所定値以上の計数値の分布を検
   出して記憶する記憶手段と、 記憶手段の読出出力に基づきブロック毎に動きベクトル
   を特定する動きベクトル特定手段と、前記各ブロック毎
   の動きベクトルの内頻度の高い動きベクトルを選択する
   動きベクトル選択手段とを、 それぞれ配することを特徴とする手ブレ検出回路。