JPH05122589A - 画像の手振れ補正装置 - Google Patents

画像の手振れ補正装置

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JPH05122589A
JPH05122589A JP31016391A JP31016391A JPH05122589A JP H05122589 A JPH05122589 A JP H05122589A JP 31016391 A JP31016391 A JP 31016391A JP 31016391 A JP31016391 A JP 31016391A JP H05122589 A JPH05122589 A JP H05122589A
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哲二郎 近藤
Yasuhiro Fujimori
泰弘 藤森
Masashi Uchida
真史 内田
Masaru Horishi
賢 堀士
Tsukasa Hashino
司 橋野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の動きベクトルが手振れに起因するもの
であるか否かを判定して、手振れ補正を確実に行うこと
のできる画像の手振れ補正装置を提供する。 【構成】 動きベクトル検出部10においてブロックマ
ッチングにより画像の動きベクトルを検出するととも
に、雑音除去フィルタ20により雑音成分が除去された
入力ビデオ信号で構成される1フィールドの画像を複数
に分割した各ブロックの代表点画素のフィールド相関に
基づいて、手振れ判定部30により上記画像の動きベク
トルが手振れに起因するものであるか否かを判定し、手
振れに起因する動きベクトルに応じた補正量の手振れ補
正信号を補正量発生部40により発生し、補正部50に
より入力ビデオ信号に手振れ補正を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ハンディタイプのビデ
オカメラの撮像出力等をビデオデータに含まれる所謂手
振れによる画像の移動量を検出して補正する画像の手振
れ補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ハンディタイプのビデオカメラ
では、撮影時の手振れすなわちカメラの振動が画像の振
動となって現れる。そこで、このような手振れによる画
像の振動を補正する画像の手振れ補正装置として、例え
ば特開63−166370号公報に開示されているよう
に、画像の動きベクトルを検出し、この動きベクトルに
基づいて、画像メモリに貯えられているビデオデータを
補正するものが提案されている。
【0003】画像の動きベクトルの検出には、例えばブ
ロックマッチング法が採用される。このブロックマッチ
ング法による画像の動きベクトルの検出では、画面を多
数の領域(ブロックと称する)に分割し、各ブロックの
中心に位置する前フィールドの代表点画素と現フィール
ドのブロック内の各画素の画像データとのフィールド差
の絶対値を演算し、各ブロックのフィールド差分絶対値
を対応する画素毎に積算して相関積分値を求めて、1ブ
ロック分の画素配列に対応する座標を有する相関積算値
表を形成する。そして、この相関積算値表における相関
積分値の最小値の座標値を画像の動きベクトルの座標値
として画面全体の動きベクトルを決定している。
【0004】そして、画像の手振れ補正装置では、検出
された動きベクトルを補正信号に変換し、この補正信号
により現画像を移動する補正を行っている。このような
画像の手振れ補正装置における補正精度は、画像の動き
ベクトルの検出精度に依存する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に相関積算値表における相関積分値の最小値の座標値を
画像の動きベクトルの座標値として画面全体の動きベク
トルを決定するようにした従来のブロックマッチング法
による画像の動きベクトルの検出では、カメラの手振れ
による動きベクトルと被写体の移動による動きベクトル
とが同時に発生する。従って、画像の手振れ補正装置で
は、上記手振れによる動きベクトルと被写体の移動によ
る動きベクトルとを判別し、上記手振れによる動きベク
トルのみにより手振れ補正信号を形成して手振れ補正を
行う必要がある。上記被写体の移動による動きベクトル
を手振れによる動きベクトルと誤って判定して、手振れ
補正を行った場合には、静止しているべき背景画像など
が手振れ補正により移動してしまうことになり、不自然
が画像となってしまう。逆に、上記手振れによる動きベ
クトルを被写体の移動による動きベクトルと誤って判定
した場合には、手振れ補正がきかなくなってしまう。
【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、ハンディタイプのビデオカメラなどにお
ける高性能の手振れ補正を可能にすることを目的とし、
検出した画像の動きベクトルが手振れによる画像の動き
ベクトルであるか被写体の移動による動きベクトルであ
るかを確実に判定して、手振れ補正を行うようにした画
像の手振れ補正装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る画像の手振
れ補正装置は、上述の課題を解決するために、入力ビデ
オ信号で構成される1フィールドの画像を複数に分割し
た各ブロック毎の代表点画素の画像データIk (0,
0)をメモリに1フィールド期間記憶し、現フィールド
のブロックの各画素の画像データIk (x,y)と上記
メモリから読み出される前フィールドのブロックの代表
点画素の画像データIk-1 (0,0)との差分の絶対値
|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|に基づいて画像
の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、上記
入力ビデオ信号の雑音成分を除去する雑音除去フィルタ
と、上記雑音除去フィルタにより雑音成分が除去された
入力ビデオ信号で構成される1フィールドの画像を複数
に分割した各ブロック毎の代表点画素の画像データIk
(0,0)をメモリに1フィールド期間記憶し、現フィ
ールドのブロックの各画素の画像データIk (x,y)
と上記メモリから読み出される前フィールドのブロック
の代表点画素の画像データIk-1 (0,0)との差分の
絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|が Ik-1 (0,0)≒Ik (0,0) なる第1の判定条件を満たし、且つ、判定のしきい値を
THI として、 |Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|≧THI なる第2の判定条件を満たす画素を検出する毎に1ブロ
ック分の画素配列に対応する座標の度数f(x,y)を
インクリメントした度数分布表を形成し、この度数分布
表に基について、上記動きベクトル検出部が検出した動
きベクトルにより指定される座標の度数値が所定値より
も小さい場合に、上記動きベクトルが画像の手振れに起
因するものであると判定する手振れ判定部と、上記手振
れ判定部により画像の手振れに起因するものであると判
定された上記動きベクトルに応じた補正量の手振れ補正
信号を形成する補正量発生部と、上記補正量発生部から
供給される手振れ補正信号により入力ビデオ信号に手振
れ補正処理を施す補正部とを備えることを特徴とするも
のである。
【0008】
【作用】本発明に係る画像の手振れ補正装置では、入力
ビデオ信号で構成される1フィールドの画像を複数に分
割した各ブロック毎の代表点画素の画像データを用いて
ブロックマッチングにより画像の動きベクトルを動きベ
クトル検出部により検出するとともに、雑音除去フィル
タにより雑音成分が除去された入力ビデオ信号で構成さ
れる1フィールドの画像を複数に分割した各ブロック毎
の代表点画素の画像データのフィールド間相関に基づい
て上記動きベクトルが手振れに起因するものであるか否
かを手振れ判定部により判定し、手振れに起因する動き
ベクトルに応じた補正量の手振れ補正信号を補正量発生
部により形成して、補正部により入力ビデオ信号に手振
れ補正処理を施す。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る画像の手振れ補正装置の
一実施例について図面に従い詳細に説明する。本発明に
係る画像の手振れ補正装置は、例えば図1に示すように
構成される。
【0010】この図1に示した画像の手振れ補正装置
は、ハンディタイプのビデオカメラにおける手振れによ
る画像の動きを補正する手振れ補正装置に本発明を適用
したもので、画像の動きベクトル検出部10、雑音除去
フィルタ20、手振れ判定部30、補正量発生部40及
び補正部50を備えてなる。図1において、信号入力端
子1には、上記ビデオカメラの図示しない撮像部による
撮像出力として得られるビデオ信号をディジタル化した
入力ビデオデータが供給される。そして、入力ビデオデ
ータは、上記信号入力端子1から上記動きベクトル検出
部10及び補正部50に直接供給されるとともに、上記
信号入力端子1から上記雑音除去フィルタ20を介して
上記手振れ判定部30に供給される。
【0011】この手振れ補正装置において、上記動きベ
クトル検出部10は、上記入力ビデオデータが上記信号
入力端子1を介して供給される代表点メモリ11及び減
算回路12と、この減算回路12による減算出力データ
が供給される相関積算値表形成回路13と、この相関積
算値表形成回路13により形成された相関積算値表の相
関積算値が供給される動きベクトル検出回路14とを備
えてなる。
【0012】この動きベクトル検出部10における上記
代表点メモリ11は、入力ビデオデータで構成される1
フィールドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表
点画素の画像データIk (0,0)を記憶する。具体的
には、例えば図2に示すように、1フィールドの画面を
m画素×nラインのブロックに分割し、図3に示すよう
に各ブロックの中心の画素を代表点とし、各代表点画素
の画像データIk (0,0)を上記代表点メモリ11に
1フィールド期間記憶する。なお、上記代表点は、画面
上で均一のばらまかれている。そして、この代表点メモ
リ11から読み出される1フィールド前の各代表点画素
の画像データIk-1 (0,0)が上記減算回路12に供
給される。
【0013】上記減算回路12は、上記信号入力端子1
を介して供給される入力ビデオデータすなわち現フィー
ルドの画像データについて、ブロック毎のm×n個の各
画素の画像データIk (x,y)と上記代表点メモリ1
1から読み出される前フィールドの対応するブロックの
代表点画素の画像データIk-1 (0,0)との差分すな
わちフィールド間差の絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik
(x,y)|を検出する。そして、この減算回路12に
よる減算出力データとして得られるフィールド差分絶対
値が上記相関積算値表形成回路13に供給される。
【0014】上記相関積算値表形成回路13は、上記減
算回路12により得られた各ブロックのフィールド差分
絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|を対応す
る画素毎に1フィールド期間に亘って積算し、1ブロッ
ク分の画素配列に対応するm×nの整数座標を有する相
関積算値表を形成する。この相関積算値表形成回路13
により形成される相関積算値表は、m×n個のフィール
ド差分絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|の
積算値すなわち相関積算値の分布を示し、フィールド相
関の最も強い座標の相関積算値が最小値となる。そし
て、この相関積算値表形成回路13により形成される相
関積算値表のm×n個の相関積算値が上記動きベクトル
検出回路14に供給される。
【0015】上記動きベクトル検出回路14は、上記相
関積算値表形成回路13により形成された相関積算値表
の相関積算値の最小値の座標を検出する。上記相関積算
値表形成回路13により形成された相関積算値表の相関
積算値は、各ブロックの代表点画素の画像データIk-1
(0,0)と他の画素の画像データIk (x,y)との
フィールド間相関を示すもので、相関の強い画素に対応
する座標ほど小さな値となり、動きベクトルに対応する
座標の相関積算値が最小値となる。すなわち、上記動き
ベクトル検出回路14は、動きベクトルを示す座標とし
て、上記相関積算値表の相関積算値の最小値の座標を検
出する。
【0016】そして、この動きベクトル検出回路14に
より検出された上記相関積算値の最小値の座標すなわち
動きベクトルは、上記手振れ判定部30と上記補正量発
生部40に供給される。
【0017】また、この手振れ補正装置において、上記
手振れ判定部30は、上記入力ビデオデータが上記信号
入力端子1から上記雑音除去フィルタ20を介して供給
される代表点メモリ31及び減算回路32と、この減算
回路32による減算出力データが供給される条件判定回
路33と、この条件判定回路33による判定出力に基づ
いて度数分布表を形成する度数分布表形成回路34と、
上記動きベクトル検出部10により検出された画像の動
きベクトルが手振れによる画像の動きベクトルであるか
否かの判定処理を上記度数分布表形成部34により形成
された度数分布表に基づいて行う手振れ判定回路35を
備えてなる。
【0018】ここで、ハンディタイプのビデオカメラに
より得られる手振れを伴う画像の撮像出力では、手振れ
によりカメラ自体が動くために画面全体が動くので、図
4に示すように各ブロック毎に得られる動きベクトルV
A が一致するのに対し、固定したビデオカメラにより得
られる手振れの無い画像の撮像出力では、図5に示すよ
うに破線の位置から実線の位置に被写体OBが移動した
場合に、この移動した被写体OBが位置しているブロッ
クにだけ動きベクトルVB が発生することになる。従っ
て、図6に示すように、1フィールドの画面を複数に分
割した各ブロック毎に各代表点画素の画像データI
k (0,0)と前フィールドの画像データIk-1 (0,
0)との比較により動き判定を行い、静止ブロックを検
出することにより、上記手振れを伴う画像と手振れの無
い画像とを判別することができる。
【0019】そして、この手振れ判定部30における上
記代表点メモリ31は、上記雑音除去フィルタ20によ
り雑音成分が除去された入力ビデオ信号で構成される1
フィールドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表
点画素の画像データIk (0,0)を1フィールド期間
記憶する。なお、上記各ブロックは、上述の手振れ判定
部20において1フィールドの画像を複数に分割した各
ブロックに対応している。そして、上記代表点メモリ3
1から1フィールド前の各代表点画素の画像データI
k-1 (0,0)が読み出されて、上記減算回路32に供
給される。
【0020】上記減算回路32は、上記信号入力端子1
から上記雑音除去フィルタ20を介して供給される入力
ビデオデータすなわち現フィールドの画像データについ
て、ブロック毎のm×n個の各画素の画像データI
k (x,y)と上記第1の代表点メモリ31から読み出
される1フィールド前の各代表点画素の画像データI
k-1 (0,0)との差分の絶対値|Ik-1(0,0)−
k (x,y)|すなわちフィールド間差の絶対値を検
出する。そして、この減算回路32による減算出力デー
タとして得られるフィールド差分絶対値が上記条件判定
回路33に供給される。
【0021】上記条件判定回路33は、上記減算回路3
2により検出された各ブロックのフィールド差分絶対値
|Ik-1 (0,0)−Ik (0,0)|が、 Ik-1 (0,0)≒Ik (0,0) なる第1の判定条件を満たし、且つ |Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|≧ThI なる第2の判定条件を満たすか否かを判定する。ここ
で、上記ThI は、空間内のレベル差の有無を判定する
ためしきい値である。
【0022】すなわち、上記条件判定回路33では、上
記第1の判定条件によりフィールド相関が強い代表点画
素を有する静止ブロック候補を検出し、この静止ブロッ
ク候補について、第2の判定条件により代表点画素の画
像データIk(0,0)に対する各画素のIk (x,
y)の相関に基づく静止判定を行っている。そして、こ
の条件判定回路33による判定出力が上記度数分布表形
成回路34に供給される。
【0023】上記度数分布表形成回路34は、1ブロッ
ク分の画素配列に対応する座標を有するメモリテーブル
34Aと、上記条件判定回路34による判定出力に基づ
いて、上記第1及び第2の判定条件を満たす画素が検出
される毎に対応する座標の度数f(x,y)をインクリ
メントする加算器34Bとからなる。そして、この度数
分布表形成回路34では、現フィールドの画像データI
k (x,y)と1フィールド前の各代表点画素の画像デ
ータIk-1 (0,0)との差分の絶対値|Ik-1 (0,
0)−Ik (x,y)|に基づいて、代表点画素の1フ
ィールド間の相関を示す条件付度数分布表が上記メモリ
テーブル34Aに形成される。そして、この度数分布表
形成回路34により上記メモリテーブル34Aに形成さ
れた1フィールド間の相関を示す度数分布表の度数値が
上記手振れ判定回路35に供給される。
【0024】上記手振れ判定回路35は、上記度数分布
表形成回路34により形成された度数分布表について、
上記動きベクトル検出部10により検出された画像の動
きベクトルに対応する座標の度数値が、所定値よりも小
さい場合には上記動きベクトル検出部10により検出さ
れた画像の動きベクトルが画像の手振れに起因するもの
であると判定し、また、上記度数値が所定値よりも大き
い場合には上記動きベクトル検出部10により検出され
た画像の動きベクトルが画像の手振れに起因するもので
ないと判定する。
【0025】ここで、上記信号入力端子1から供給され
る入力ビデオデータに雑音成分が含まれていると、この
雑音成分の影響により上記手振れ判定部30の条件判定
回路33における各静止ブロック候補についての静止判
定に誤りが発生して、手振れ判定の精度が低下する虞れ
があるが、この実施例の手振れ補正装置では、上記手振
れ判定部30の前段に設けた上記雑音除去フィルタ20
により入力美声データの雑音成分を除去しているので、
上記手振れ判定部30により高い精度で手振れ判定を行
うことができる。
【0026】そして、この手振れ判定部30の判定出力
が上記補正量発生部40に供給される。
【0027】上記補正量発生部40は、上記動きベクト
ル検出部10が検出した動きベクトルが画像の手振れに
起因するものであることを示す判定出力が上記手振れ判
定部30から供給されると、上記動きベクトル検出部1
0が検出した上記動きベクトルを手振れベクトルVt
として、 Xt =Xt-1 −Vt ’ なる補正量Xt の手振れ補正信号を形成し、この手振れ
補正信号を上記補正部50に供給する。また、この補正
量発生部40は、上記動きベクトル検出部10が検出し
た動きベクトルが画像の手振れに起因するものでないこ
とを示す判定出力が上記手振れ判定部30から供給され
ると、手振れベクトルVt’を零ベクトルV〔0,0〕
として手振れ補正信号を形成し、この手振れ補正信号を
上記補正部50に供給する。
【0028】また、上記補正部50は、例えば図7に示
すように、上記補正量発生部40から手振れ補正信号が
供給されるアドレス制御回路51及びセレクト信号発生
回路52と、上記アドレス制御回路51から供給される
アドレス信号に従ってビデオデータの書き込み/読み出
しが行われるフィールドメモリ53及び周辺メモリ44
と、上記フィールドメモリ53及び周辺メモリ54から
読み出されるビデオデータを上記セレクト信号発生回路
52から供給されるセレクト信号に応じて選択的に出力
するセレクタ55とを備えてなる。
【0029】上記フィールドメモリ52には、上記信号
入力端子1を介して供給される入力ビデオデータが順次
書き込まれる。そして、このフィールドメモリ42の読
み出しアドレスが上記手振れ補正信号により上記手振れ
ベクトルに応じて制御される。これにより、上記フィー
ルドメモリ52からは、1フィールドの入力ビデオデー
タが上記手振れベクトルに応じて移動されたビデオデー
タが得られる。そして、このフィールドメモリ52から
読み出されるビデオデータと上記周辺メモリ53から読
み出される周辺ビデオデータとが上記セレクタ55によ
る選択によって合成され、手振れ補正処理済のビデオデ
ータとして信号出力端子2から出力される。
【0030】なお、上記周辺メモリ53には、上記セレ
クタ55を介して出力される手振れ補正処理済のビデオ
データによる画像の補正範囲に相当する周辺部分のビデ
オデータが周辺ビデオデータとして逐次書き込まれる。
【0031】この手振れ補正装置では、上述のように上
記動きベクトル検出部10により検出された画像の動き
ベクトルが手振れに起因するものであるか否かの手振れ
判定を上記手振れ判定部30により確実に行うことがで
きるので、手振れ補正を確実に行うことができ、自然な
画像出力が得られる。
【0032】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る画像の手振れ補正装置では、入力ビデオ信号で
構成される1フィールドの画像を複数に分割した各ブロ
ック毎の代表点画素の画像データを用いてブロックマッ
チングにより画像の動きベクトルを動きベクトル検出部
により検出するとともに、雑音除去フィルタにより雑音
成分が除去された入力ビデオ信号で構成される1フィー
ルドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表点画素
の画像データのフィールド間相関に基づいて上記動きベ
クトルが手振れに起因するものであるか否かを手振れ判
定部により確実に判定することができ、手振れに起因す
る動きベクトルに応じた補正量の手振れ補正信号を補正
量発生部により形成して、補正部により入力ビデオ信号
に手振れ補正処理を確実に施すことができる。
【0033】このように、発明に係る画像の手振れ補正
装置では、画像の動きベクトルが手振れに起因するもの
であるか否かを確実に判定して、手振れ補正を行うこと
ができ、ハンディタイプのビデオカメラなどにおける高
性能の手振れ補正を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る手振れ補正装置の構成を示すブロ
ック図である。
【図2】上記手振れ補正装置の動きベクトル検出部にお
ける画面のブロック分割の状態を示す図である。
【図3】上記ブロック分割された画面の1ブロックの構
造を示す図である。
【図4】手振れによる動きベクトルの発生状況を模式的
に示す図である。
【図5】被写体の動きによる動きベクトルの発生状況を
模式的に示す図である。
【図6】手振れによる動きベクトルと被写体の動きによ
る動きベクトルの判定原理の説明に供する図である。
【図7】上記手振れ補正装置の補正部の構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
10・・・・・・・・・動きベクトル検出部 11・・・・・・・・・代表点メモリ 12・・・・・・・・・減算回路 13・・・・・・・・・相関積算値表形成回路 14・・・・・・・・・動きベクトル検出回路 20・・・・・・・・・雑音除去フィルタ 30・・・・・・・・・手振れ判定部 31・・・・・・・・・代表点メモリ 32・・・・・・・・・減算回路 33・・・・・・・・・条件判定回路 34・・・・・・・・・度数分布表形成回路 35・・・・・・・・・手振れ判定回路 40・・・・・・・・・補正量発生部 50・・・・・・・・・補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀士 賢 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 橋野 司 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ビデオ信号で構成される1フィール
    ドの画像を複数に分割した各ブロック毎の代表点画素の
    画像データIk (0,0)をメモリに1フィールド期間
    記憶し、現フィールドのブロックの各画素の画像データ
    k (x,y)と上記メモリから読み出される前フィー
    ルドのブロックの代表点画素の画像データIk-1 (0,
    0)との差分の絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,
    y)|に基づいて画像の動きベクトルを検出する動きベ
    クトル検出部と、 上記入力ビデオ信号の雑音成分を除去する雑音除去フィ
    ルタと、 上記雑音除去フィルタにより雑音成分が除去された入力
    ビデオ信号で構成される1フィールドの画像を複数に分
    割した各ブロック毎の代表点画素の画像データI
    k (0,0)をメモリに1フィールド期間記憶し、現フ
    ィールドのブロックの各画素の画像データIk (x,
    y)と上記メモリから読み出される前フィールドのブロ
    ックの代表点画素の画像データIk-1 (0,0)との差
    分の絶対値|Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|が Ik-1 (0,0)≒Ik (0,0) なる第1の判定条件を満たし、且つ、判定のしきい値を
    THI として、 |Ik-1 (0,0)−Ik (x,y)|≧THI なる第2の判定条件を満たす画素を検出する毎に1ブロ
    ック分の画素配列に対応する座標の度数f(x,y)を
    インクリメントした度数分布表を形成し、この度数分布
    表に基について、上記動きベクトル検出部が検出した動
    きベクトルにより指定される座標の度数値が所定値より
    も小さい場合に、上記動きベクトルが画像の手振れに起
    因するものであると判定する手振れ判定部と、 上記手振れ判定部により画像の手振れに起因するもので
    あると判定された上記動きベクトルに応じた補正量の手
    振れ補正信号を形成する補正量発生部と、 上記補正量発生部から供給される手振れ補正信号により
    入力ビデオ信号に手振れ補正処理を施す補正部とを備え
    ることを特徴とする画像の手振れ補正装置。
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