JPH05130489A - Camera integrated moving picture coder - Google Patents

Camera integrated moving picture coder

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Publication number
JPH05130489A
JPH05130489A JP32132491A JP32132491A JPH05130489A JP H05130489 A JPH05130489 A JP H05130489A JP 32132491 A JP32132491 A JP 32132491A JP 32132491 A JP32132491 A JP 32132491A JP H05130489 A JPH05130489 A JP H05130489A
Authority
JP
Japan
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image
cmd
moving
motion vector
area
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32132491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Matsukura
和浩 松倉
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05130489A publication Critical patent/JPH05130489A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce number of conventional frame memories storing picture, to decrease the circuit scale and to make the arithmetic operation processing efficient. CONSTITUTION:CMD 3, 4 are used as image pickup elements, video information passing through an optical lens 1 is subject to transmission quantity control by a translucent mirror 1 and a liquid crystal shutter on the CMD 3, 4 the result is written, a panning and a hand blur discrimination section 9 discriminates the presence of panning and hand blur of a picture based on a motion vector detected by block matching between pictures written in the CMD 3,4, an address offset section 11 compensates the panning and hand blur by compensating a picture read address based on the discrimination result, a comparator 13 discriminates a still area and a moving area of the picture and the block matching section 14 obtains the moving vector as to the area discriminated to be a moving area only.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、動画像符号化装置に
関し、特に回路規模を縮小するのに好適なカメラ一体型
動画像符号化装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving picture coding apparatus, and more particularly to a camera-integrated moving picture coding apparatus suitable for reducing the circuit scale.

【0002】[0002]

【従来の技術】動画像符号化技術の向上に伴い、各分野
から符号化装置が活発に開発されている。その背景とし
て、符号化方式の国際標準化が進んでいることが挙げら
れる。中でも、蓄積メディアを想定したMPEG方式
(Moving PictureExpert Gro
up)においては、仕様決定が完了している。
2. Description of the Related Art With the improvement of moving image coding technology, coding devices have been actively developed from various fields. The background to this is that the international standardization of coding methods is progressing. In particular, the MPEG method (Moving Picture Expert Gro) that is intended for storage media is used.
up), the specification has been determined.

【0003】このMPEG方式では、時間軸方向の冗長
度を落とすために動き補償を行い画像の差分を取り、そ
の後空間軸方向の冗長度を落とすために直交変換の一種
であるDCT(離散コサイン変換)および可変長符号化
方式を導入している。
In this MPEG system, motion compensation is performed in order to reduce redundancy in the time axis direction, a difference between images is obtained, and thereafter, DCT (discrete cosine transform), which is a kind of orthogonal transformation, is performed in order to reduce redundancy in the spatial axis direction. ) And a variable length coding method are introduced.

【0004】時間軸方向の冗長度削減については、連続
した動画像が、前後のフレーム間(またはフィールド
間)において高い相関性を有するといった性質を利用し
ている。すなわち、符号化を行おうとしている画像(現
画像)と時間的に前後にある画像との間で各ブロック毎
に動ベクトルを検出し、動き予測を行い、現画像を予測
した後、両者の間における予測誤差を算出する。ここ
で、動画像を構成する各画像は、Iピクチャ(フレーム
内符号化画像またはフィールド内符号化画像)、Pピク
チャ(前方向予測画像)、Bピクチャ(前方向、後方
向、両方向予測画像)の3つの種類に分類された後、符
号化されることになる。
To reduce the redundancy in the time axis direction, the property that continuous moving images have a high correlation between preceding and following frames (or between fields) is used. That is, a motion vector is detected for each block between the image to be encoded (current image) and the images that are temporally before and after, the motion prediction is performed, the current image is predicted, and then both Calculate the prediction error between Here, each image forming the moving image is an I picture (intra-frame coded image or intra-field coded image), P picture (forward prediction image), B picture (forward, backward, bidirectional prediction image). Will be encoded after being classified into three types.

【0005】また、空間軸方向の冗長度については、各
画像の予測誤差信号をブロック単位でDCT係数に対し
量子化を施した後、可変長符号化を行っている。
Regarding the redundancy in the direction of the spatial axis, variable length coding is performed after the prediction error signal of each image is quantized to the DCT coefficient in block units.

【0006】一方、CCD(Charge Coupl
ed Device)等の固体撮像素子を用いた撮像装
置としてビデオカメラがある。このビデオカメラでは、
動画像の記録はアナログ記録を行っている。このビデオ
カメラに用いられているCCDは、光電変換機能を有す
る画素をマトリックス状に配列し、電荷転送方式により
画素を走査して映像信号を読み出すものであり、 扱う
電荷量が小さくなるため、あまり画素を縮小できない、
電荷を転送する際の読み残しや付加雑音のため高速駆
動に向いていない、また駆動回路が複雑になる、という
問題がある。
On the other hand, a CCD (Charge Couple)
There is a video camera as an image pickup apparatus using a solid-state image pickup device such as an ed device). With this video camera,
Analog recording is used to record moving images. The CCD used in this video camera arranges pixels having a photoelectric conversion function in a matrix and scans the pixels by a charge transfer method to read out a video signal. Pixels cannot be reduced,
There are problems that it is not suitable for high-speed driving due to unread data when transferring charges and additional noise, and that the driving circuit becomes complicated.

【0007】この問題を改善するため、MOSフォトト
ランジスタで画素を構成したCMD(Charge M
odulation Device)がある。このCM
Dは、 画素構造が簡単で、また画素分離領域が不要で
あることから、多画素化・高密度化に向いている、 画
素がMOS構造であることから残像がなく、また、高速
駆動に向いている、 CCDと違い、外部クロックをそ
のまま使用して画素を動作させるわけではないため、駆
動が容易である、 蓄積電荷を直接出力するわけではな
いため、リセットしなければ何度でも出力信号を取り出
せるという非破壊読み出し機能を持っている、 スミア
抑圧特性が非常に良好である、という特徴がある。この
CMDに関する技術については、テレビジョン学会誌V
ol.42 ,No.8 1988年 遊佐著、「高感
度固体撮像技術」、p.787−793に記載されてい
る。このCMD型固体撮像素子では、光電変換機能を有
する画素をマトリックス状に配列し、X−Yアドレス方
式により画素を走査して映像信号を読み出すものであ
る。この読み出しを高速化する技術として、テレビジョ
ン学会技術報告 Vol.11,No.28 1987
年 森田他著、「CMDの高速駆動化検討」、p.7−
12に記載されている。
In order to improve this problem, a CMD (Charge M) in which a pixel is composed of a MOS phototransistor is used.
Odulation Device). This CM
D has a simple pixel structure and does not require a pixel separation region, so it is suitable for increasing the number of pixels and increasing the density. Since the pixel has a MOS structure, there is no afterimage and it is suitable for high-speed driving. However, unlike CCD, it does not operate the pixel using the external clock as it is, so it is easy to drive. It does not directly output the accumulated charge, so the output signal can be output many times unless reset. It has the characteristics that it has a non-destructive read-out function that can be taken out and that the smear suppression characteristic is very good. For the technology related to this CMD, see the Television Society Journal V.
ol. 42, No. 8 1988, Yusa, "High-sensitivity solid-state imaging technology", p. 787-793. In this CMD type solid-state image pickup device, pixels having a photoelectric conversion function are arranged in a matrix, and pixels are scanned by an XY address system to read a video signal. As a technique for speeding up this reading, the Institute of Television Engineers Technical Report Vol. 11, No. 28 1987
, Morita et al., "High-speed drive of CMD", p. 7-
12 are described.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の動画像符号化方式により、動ベクトルを検出するに
は、前画像、現画像、後画像をそれぞれ記憶するメモリ
が3つ必要となる。この例として撮像系にCCD型固体
撮像素子を用いたカメラ一体型の動画像符号化装置を図
7に示す。この装置では、被写体の映像を光学レンズ6
1を通して撮像するCCD62が配置され、その後段に
取り込んだ前画像を記憶するフレームメモリ63と、取
り込んだ現画像を記憶するフレームメモリ64が設けら
れ、それらのメモリ出力はフレームメモリ63内の前画
像とフレームメモリ64内の現画像とのブロックマッチ
ングを行い、動ベクトルを出力するブロックマッチング
部65に接続される。さらに、CCD62の後段には取
り込んだ後画像を記憶するフレームメモリ66が設けら
れ、そのメモリ出力とフレームメモリ64の出力はフレ
ームメモリ64内の現画像とフレームメモリ66内の後
画像とのブロックマッチングを行い、動ベクトルを出力
するブロックマッチング部67に接続される。このよう
な場合、フレームメモリが3つも必要となるため、回路
規模が増大しその結果筐体が大きくなり好ましくない。
However, in order to detect the motion vector by the above-mentioned conventional moving picture coding system, three memories for storing the preceding picture, the current picture and the succeeding picture are required. As an example of this, FIG. 7 shows a camera-integrated video image encoding device using a CCD type solid-state image pickup device in an image pickup system. In this device, the image of the subject is captured by the optical lens 6
1, a CCD 62 for picking up an image through 1 is provided, and a frame memory 63 for storing the captured previous image and a frame memory 64 for storing the captured current image are provided in the subsequent stage, and the memory outputs thereof are the previous images in the frame memory 63. Is connected to a block matching unit 65 which outputs a motion vector by performing block matching with the current image in the frame memory 64. Further, a frame memory 66 for storing the captured post-image is provided in the subsequent stage of the CCD 62, and the memory output and the output of the frame memory 64 are block matching between the current image in the frame memory 64 and the post-image in the frame memory 66. And is connected to the block matching unit 67 that outputs a motion vector. In such a case, since three frame memories are required, the circuit scale increases, resulting in a large housing, which is not preferable.

【0009】また、画像内においては、動領域と静止領
域に分けられるが、静止領域についてもブロックマッチ
ング等により 動ベクトルを求めることは効率の低下を
引き起こす。従って、画像内における動領域のみの動ベ
クトル検出を行い、処理効率を上げることが望まれる。
あるいは、ビデオカメラで撮像中にパン、手ぶれが発生
した場合、本来、静止している物についても動体として
検出され、画像内のすべてのブロックについて動ベクト
ルを検出しなければならなくなり、やはり効率の低下を
引き起こすという問題がある。
Further, in the image, it is divided into a moving area and a still area, but even for the still area, obtaining a motion vector by block matching or the like causes a decrease in efficiency. Therefore, it is desired to detect the motion vector only in the moving area in the image to improve the processing efficiency.
Alternatively, if panning or camera shake occurs during imaging with a video camera, originally, even a stationary object is detected as a moving object, and motion vectors have to be detected for all blocks in the image, which is also inefficient. There is a problem of causing a decrease.

【0010】この発明の目的は、このような従来の問題
を解決し、画像を記憶する従来のフレーム(フィール
ド)メモリの数を減少させ、回路規模を縮小化し、演算
処理の効率化を図れるカメラ一体型動画像符号化装置を
提供することにある。
An object of the present invention is to solve the conventional problems described above, reduce the number of conventional frame (field) memories for storing images, reduce the circuit scale, and improve the efficiency of arithmetic processing. An object is to provide an integrated moving picture coding device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明のカメラ一体型動画像符号化装置は、被写
体からの映像を結像する光学的手段と、この光学的手段
を通過した画像を書き込み、X−Yアドレス方式により
非破壊読み出しが可能な撮像素子から構成される撮像手
段と、前記撮像素子内の画像のパン・手ぶれの有無を判
定し、代表動ベクトルを出力するパン・手ぶれ判定手段
と、前記画像の静止領域か動領域かを判定する領域判定
手段と、この領域判定手段により判定された動領域につ
いてのみ動ベクトルを求める動ベクトル検出手段とを有
し、前記領域判定手段は、前記パン・手ぶれ判定手段か
ら出力される代表動ベクトルに応じて前記撮像素子から
の読み出しアドレスをシフトした後、画像の静止領域、
動領域の判定を行うことに特徴がある。
In order to achieve the above-mentioned object, a camera-integrated moving picture coding apparatus according to the present invention comprises optical means for forming an image of a subject and an image passed through the optical means. , And an image pickup means composed of an image pickup device capable of nondestructive read by an XY address system, and a pan / camera shake for judging the presence / absence of pan / shake of an image in the image pickup device and outputting a representative motion vector. The area determining means includes a determining means, an area determining means for determining whether the image is a still area or a moving area, and a moving vector detecting means for obtaining a moving vector only for the moving area determined by the area determining means. Is a stationary area of the image after shifting the read address from the image sensor according to the representative motion vector output from the pan / camera shake determination means,
It is characterized by determining the moving area.

【0012】[0012]

【作用】この発明においては、動ベクトルを検出する
際、画像内における真の動領域についてのみ動ベクトル
を求め、演算処理の効率化を図る。
In the present invention, when the motion vector is detected, the motion vector is obtained only for the true motion area in the image, and the efficiency of the arithmetic processing is improved.

【0013】[0013]

【実施例】以下、この発明の一実施例を、図面により詳
細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】I.第1の実施例 図1はカメラ一体型動画像符号化装置の構成図を示すも
ので、被写体の映像を結像させる光学レンズ1を通過し
た入射光は半透明鏡2により前画像取り込み用のCMD
3と、現画像取り込み用のCMD4に2分されるように
配置されている。
I. First Embodiment FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a camera-integrated moving image encoding apparatus, in which incident light that has passed through an optical lens 1 for forming an image of a subject is captured by a semitransparent mirror 2 for capturing a previous image. CMD
3 and CMD4 for capturing the current image.

【0015】タイミングパルス発生部5からのタイミン
グパルス信号に基づき液晶による光の透過量を制御する
液晶駆動部6はCMD3およびCMD4と接続されてい
る。また、タイミングパルス発生部5はCMD3または
CMD4の内容をリフレッシュするためのリフレッシュ
信号発生部7と接続され、そのリフレッシュ信号がそれ
ぞれCMD3とCMD4に入力されるように配置されて
いる。
The liquid crystal drive unit 6 for controlling the amount of light transmitted by the liquid crystal based on the timing pulse signal from the timing pulse generation unit 5 is connected to the CMD3 and CMD4. The timing pulse generator 5 is connected to a refresh signal generator 7 for refreshing the contents of CMD3 or CMD4, and the refresh signal is arranged to be input to CMD3 and CMD4, respectively.

【0016】前画像(B1〜Bn)と後画像(B1〜B
n)とのブロックマッチングを取り、各動ベクトルvi
(1≦i≦n)を出力するための各ブロックマッチング
部8の2つの入力は、それぞれCMD3およびCMD4
の出力に接続される。
The front image (B1 to Bn) and the rear image (B1 to Bn)
n) and block matching with each motion vector vi
The two inputs of each block matching unit 8 for outputting (1 ≦ i ≦ n) are CMD3 and CMD4, respectively.
Connected to the output of.

【0017】ブロックマッチング部8の後段には各動ベ
クトルviから画像のパン、手ぶれの有無を判断し、代
表動ベクトルを出力するためのパン・手ぶれ判定部9が
設けられている。
At the subsequent stage of the block matching unit 8, there is provided a pan / camera shake judging unit 9 for judging the presence / absence of an image pan or camera shake from each motion vector vi and outputting a representative motion vector.

【0018】X−Yアドレス指定部10は、CMD3と
代表動ベクトルに従い、CMD4の現画像の各ブロック
の読み出しアドレスを補償するX−Yアドレスオフセッ
ト部11とにアドレス指定信号を与えるように配置され
ている。
The XY address designating section 10 is arranged so as to give an address designating signal to the CMD3 and the XY address offset section 11 which compensates the read address of each block of the current image of the CMD4 according to the representative motion vector. ing.

【0019】アドレス指定された前画像のブロックから
現画像のブロックを減算する減算部12は、その出力と
しきい値Thとを比較し、ブロックが静止領域か動領域
かの判断を行うためのコンパレータ13と接続されてい
る。その出力はその判断により得られた動領域について
のみブロックマッチングを行い、動ベクトルを出力する
ためのブロックマッチング部14に接続されている。
The subtractor 12 for subtracting the block of the current image from the block of the previous image which has been addressed compares the output with the threshold value Th to determine whether the block is a static region or a moving region. It is connected with 13. The output is connected to the block matching unit 14 for performing the block matching only on the moving area obtained by the judgment and outputting the moving vector.

【0020】図2はCMDの構成図で、CMDの受光部
21は、複数の画素をマトリックス状に配置し、垂直シ
フトレジスタ22と水平シフトレジスタ23とビデオラ
イン24とを図示し、他の構成要素(レベルミックス回
路等)は省略している。
FIG. 2 is a block diagram of a CMD. A light receiving unit 21 of the CMD has a plurality of pixels arranged in a matrix, a vertical shift register 22, a horizontal shift register 23, and a video line 24. Elements (level mix circuit, etc.) are omitted.

【0021】まず、電荷蓄積時には、レベルミックス回
路(図示省略)から、CMDをカットオフする低い電位
をゲートに印加する。光発生正孔がゲート部に蓄積する
と表面電位が上昇する。信号を読み出す際には、選択す
る行に読み出しゲート電位を印加する。そして水平シフ
トレジスタ23によりMOSスイッチを介して各列を選
択し、入射光量に応じた各画素からのソース電流を、ビ
デオライン24より検出する。読み出し動作後は、リセ
ット電位を印加し蓄積された正孔を基板に放出する。
First, at the time of charge storage, a low potential for cutting off CMD is applied to the gate from a level mix circuit (not shown). When photogenerated holes are accumulated in the gate portion, the surface potential rises. When reading a signal, a read gate potential is applied to a selected row. Then, each column is selected by the horizontal shift register 23 via the MOS switch, and the source current from each pixel according to the amount of incident light is detected from the video line 24. After the read operation, the reset potential is applied to release the accumulated holes to the substrate.

【0022】図3は液晶シャッタの例を示す図で、CM
Dの受光部21をなす1画素31は感光部32とその表
面の液晶シャッタ33とから構成される。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a liquid crystal shutter.
One pixel 31 forming the light receiving portion 21 of D is composed of a photosensitive portion 32 and a liquid crystal shutter 33 on the surface thereof.

【0023】この液晶シャッタ33は、タイミングパル
ス発生部5からのパルス信号に基づき液晶による光の透
過を制御する液晶駆動部6が動作し、液晶駆動部6から
の制御信号により液晶シャッタ33の開閉動作をする。
液晶シャッタ33の開閉のタイミングは、CMD3上の
液晶シャッタ33が開いているとき、CMD4上の液晶
シャッタ33が閉じ、逆にCMD3上の液晶シャッタ3
3が閉じているとき、CMD4上の液晶シャッタ33が
開いているといったトグル動作となる。従って、液晶シ
ャッタ33の動作により、CMD3について前画像の情
報、CMD4について現画像の情報が書き込まれること
になる。
The liquid crystal shutter 33 is operated by a liquid crystal drive unit 6 which controls the transmission of light by the liquid crystal based on a pulse signal from the timing pulse generation unit 5, and the liquid crystal shutter 33 is opened and closed by a control signal from the liquid crystal drive unit 6. To work.
The timing of opening and closing the liquid crystal shutter 33 is such that when the liquid crystal shutter 33 on the CMD 3 is open, the liquid crystal shutter 33 on the CMD 4 is closed, and conversely, the liquid crystal shutter 3 on the CMD 3 is opened.
When 3 is closed, the toggle operation is such that the liquid crystal shutter 33 on the CMD 4 is open. Therefore, by the operation of the liquid crystal shutter 33, the information of the previous image for CMD3 and the information of the current image for CMD4 are written.

【0024】図4はパン、手ぶれ検出用の観察ブロック
の例を示すもので、CMDの受光部21に映し出された
画像41の中心およびその中心とほぼ等間隔の位置に配
置した5個の観察ブロック42を示す。ここでは、観察
ブロック42が5個の例を示しているが、これに限定さ
れるものではなく、所望の画像に応じて任意の数配置し
てもよい。
FIG. 4 shows an example of an observation block for pan and camera shake detection. Five observations are arranged at the center of the image 41 displayed on the light receiving section 21 of the CMD and at positions substantially equidistant from the center. Block 42 is shown. Here, an example in which the number of the observation blocks 42 is five is shown, but the number is not limited to this, and an arbitrary number may be arranged according to a desired image.

【0025】以下、この第1の実施例の動作を、図1〜
図4により説明する。
The operation of the first embodiment will be described below with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0026】被写体からの映像情報は、光学レンズ1を
通過した後、半透明鏡2により2つに分けられ、CMD
3とCMD4へそれぞれ向かう。上述したような液晶シ
ャッタ33の動作により、CMD3について前画像の情
報、CMD4について現画像の情報が書き込まれる。
After passing through the optical lens 1, the image information from the subject is divided into two by the semitransparent mirror 2 and the CMD.
3 and CMD4 respectively. By the operation of the liquid crystal shutter 33 as described above, the information of the previous image for CMD3 and the information of the current image for CMD4 are written.

【0027】CMD4に書き込まれた情報の一部は、図
4に示されるように画像内の複数個の任意のブロックを
選び出し、観察ブロック42としてCMD4からブロッ
クマッチング部8へ送出される。また、CMD3からも
観察ブロック42に対する参照ブロックとしてブロック
マッチング部8へ送出される。ブロックマッチング部8
は、観察ブロック42と同数あり、各ブロックの動ベク
トルを並列に算出することができる。また、CMDを用
いることにより各CMDから情報を読み出すとき、CC
Dなどとは異なり、高速な非破壊読み出しが可能である
ため、CMD上の映像情報を失わないという点、およ
び、X−Yアドレス方式により任意のブロック内の情報
を読み出すことができるため、CCD型撮像素子のよう
な電荷転送方式とは異なり、不要なブロックを読み出さ
ずに済みブロックマッチング処理の高速化が図れる。
As shown in FIG. 4, a part of the information written in the CMD4 is selected from a plurality of arbitrary blocks in the image and sent as an observation block 42 from the CMD4 to the block matching unit 8. Further, it is also sent from the CMD 3 to the block matching unit 8 as a reference block for the observation block 42. Block matching unit 8
Are the same as the number of observation blocks 42, and the motion vector of each block can be calculated in parallel. When information is read from each CMD by using the CMD, CC
Unlike D, etc., high-speed non-destructive reading is possible, so that image information on the CMD is not lost, and information in an arbitrary block can be read by the XY address system. Unlike a charge transfer method such as that of a solid-state image sensor, it is possible to speed up block matching processing without reading unnecessary blocks.

【0028】ブロックマッチング部8から出力された動
ベクトルは、パン・手ぶれ判定部9へ入力される。パン
・手ぶれ判定部9では、複数の動ベクトル状態により、
前画像と現画像との間におけるパンあるいは手ぶれの有
無を判定する。このパン・手ぶれ判定部9によるパン・
手ぶれの判定フローチャートを図5に示す。以下、図5
のフローに従って前画像と現画像との間におけるパンあ
るいは手ぶれの有無の判定動作を説明する。
The motion vector output from the block matching unit 8 is input to the pan / camera shake determination unit 9. In the pan / camera shake determination unit 9, depending on a plurality of motion vector states,
Whether or not there is pan or camera shake between the previous image and the current image is determined. This bread, the bread by the camera shake determination unit 9,
FIG. 5 shows a flowchart for determining camera shake. Below, FIG.
The determination operation of the presence or absence of pan or camera shake between the previous image and the current image will be described according to the flow of 1.

【0029】まず、初期設定を行い、ループカウンタn
の値を「0」とする(ステップ501)。次にパンある
いは手ぶれの判定が1回で行えない場合を想定し、再び
動ベクトルを他の観察ブロックで検出するときのループ
回数N0を入力する(ステップ502)。次に、予めブ
ロックマッチング部8で求められた各観察ブロックの動
ベクトルv1,v2,・・・,vnを入力する(ステッ
プ503)。次に各観察ブロックの動ベクトルv1,v
2,・・・,vnについて、それぞれのベクトル和を取
る。この値が、予め設定されているしきい値Th以上の
値のとき、画像間のパンあるいは手ぶれがないものと判
断し(ステップ504)、パン、手ぶれに関するフラグ
信号FLG1=0を出力する(ステップ508)。
First, initialization is performed, and the loop counter n
Is set to "0" (step 501). Next, assuming that the pan or camera shake cannot be determined once, the number of loops N0 for detecting a motion vector in another observation block is input again (step 502). Next, the motion vectors v1, v2, ..., Vn of each observation block obtained in advance by the block matching unit 8 are input (step 503). Next, the motion vectors v1, v of each observation block
For 2, ..., vn, take the vector sum of each. When this value is equal to or greater than the preset threshold value Th, it is determined that there is no panning or blurring between images (step 504), and a flag signal FLG1 = 0 relating to panning and blurring is output (step 504). 508).

【0030】一方、ベクトル和がしきい値Thに満たな
い値のとき、パン、手ぶれが発生した可能性があると判
断し、観察ブロック42を他のブロックへと変更し(ス
テップ505)、再び動ベクトルv1’,v2’,・・
・,vn’をブロックマッチングにより検出する(ステ
ップ506)。そして、再びv1’からvn’までベク
トル和を取り、しきい値Thとの比較を行う(ステップ
507)。このステップ507において、しきい値Th
以上の値のとき、パン、手ぶれ無しと判断し、フラグ信
号FLG1=0を出力し(ステップ508)、この値が
しきい値Thに満たないとき、ループカウンタnに1が
加算され(ステップ510)、その後初期設定したルー
プ回数n0と比較される(ステップ511)。このステ
ップ511では、n<n0のとき、再び観察ブロックの
変更後(ステップ505)、動ベクトルを検出する処理
を行い(ステップ506)、一方、n=n0のとき、パ
ン、手ぶれが発生したものと判断し、フラグ信号FLG
1=1を出力する(ステップ512)。最後に、パン・
手ぶれ判定部9において、FLG1=0のとき、代表動
ベクトルvt=0、FLG1=1のとき、各観察ブロッ
クの動ベクトルに関する平均値を代表ベクトルvtとし
て出力する(ステップ509,513)。
On the other hand, when the vector sum is less than the threshold value Th, it is determined that panning or camera shake may have occurred, the observation block 42 is changed to another block (step 505), and the observation block 42 is changed again. Motion vectors v1 ', v2', ...
., Vn 'are detected by block matching (step 506). Then, the vector sum is again taken from v1 'to vn' and the result is compared with the threshold Th (step 507). In this step 507, the threshold value Th
When the value is equal to or more than the above value, it is determined that there is no panning or camera shake, and the flag signal FLG1 = 0 is output (step 508). When this value is less than the threshold value Th, 1 is added to the loop counter n (step 510). ), And then compared with the initially set loop count n0 (step 511). In this step 511, when n <n0, the observation block is changed again (step 505), and then a process of detecting a motion vector is performed (step 506). On the other hand, when n = n0, panning or camera shake has occurred. Flag signal FLG
1 = 1 is output (step 512). Finally, bread
In the camera shake determination unit 9, when FLG1 = 0, the representative motion vector vt = 0, and when FLG1 = 1, the average value regarding the motion vector of each observation block is output as the representative vector vt (steps 509 and 513).

【0031】次に、X−Yアドレスオフセット部11に
おいて、代表動ベクトルに従い、現画像の各ブロックの
読み出しのオフセット化を行う。すなわち、X−Yアド
レス指定部10からCMD上の画素位置に関するアドレ
ス指定が行われたとき、アドレス情報(xi,yi)
に、現画像のパン、手ぶれによる代表ベクトルの情報
(vx,vy)を加算し、現画像について(xi+v
x,yi+vy)のアドレスを指定することになる。従
って、X−Yアドレス指定が行われると、CMD3の前
画像における(xi,yi)なる画素位置の情報が読み
出されるとき、CMD4の現画像における(xi+v
x,yi+vy)なる画素位置の情報が読み出されるこ
とになるので、等価的にパン、手ぶれを防止し静止領域
を補償したことに相当する。
Next, the XY address offset unit 11 offsets the reading of each block of the current image according to the representative motion vector. That is, when the XY addressing unit 10 addresses the pixel position on the CMD, the address information (xi, yi)
To the current image, the information (vx, vy) of the representative vector due to the pan and camera shake of the current image is added to
The address of (x, yi + vy) is designated. Therefore, when XY addressing is performed, when the information of the pixel position of (xi, yi) in the previous image of CMD3 is read, (xi + v) in the current image of CMD4 is read.
Since the information of the pixel position of (x, yi + vy) is read out, it is equivalent to equivalently preventing pan and camera shake and compensating for the still region.

【0032】次に、アドレス指定された各CMD3,4
に記憶されている画像が、減算部12において演算さ
れ、コンパレータ13において、各ブロック毎の減算結
果より差分絶対値和Aを求め、しきい値Th’と比較さ
れる。
Next, each CMD 3, 4 addressed
The image stored in 1 is calculated in the subtracting unit 12, the comparator 13 calculates the sum of absolute differences A from the subtraction result for each block, and compares it with the threshold value Th '.

【0033】ここで、 A<Th’ のとき、画像間のブロック内における変化が少ないこと
から、このブロックについて静止領域と判断し、フラグ
信号FLG2=0を出力する。
Here, when A <Th ', there is little change in the blocks between the images, so it is determined that this block is a still region, and the flag signal FLG2 = 0 is output.

【0034】一方、 A≧Th’ のとき、画像間のブロック内の変化が多いことから、こ
のブロックについて動領域と判断し、フラグ信号FLG
2=1を出力する。
On the other hand, when A ≧ Th ′, there are many changes in the block between the images, so it is judged that this block is the moving region, and the flag signal FLG is set.
2 = 1 is output.

【0035】ブロックマッチング部14では、フラグ信
号FLG2に基づき、現画像を動き補償するための動ベ
クトル検出が行われる。ただし、FLG2=1の動領域
についてのみブロックマッチングが行われる。従って、
本来ブロックマッチングが不要な静止領域については、
キャンセルされるため、動ベクトル検出のための演算量
が減り、ブロックマッチング部14での高速な処理が行
われるという利点がある。このブロックマッチング部1
4での処理結果としてブロックマッチングにより求めら
れた動ベクトルが出力されることになる。なお、FLG
2=0のとき、動ベクトルを強制的に「0」に設定し出
力する。
The block matching unit 14 detects a motion vector for motion compensating the current image based on the flag signal FLG2. However, block matching is performed only for the moving area of FLG2 = 1. Therefore,
For static areas that originally do not require block matching,
Since the cancellation is performed, there is an advantage that the amount of calculation for detecting the motion vector is reduced and the block matching unit 14 performs high-speed processing. This block matching unit 1
As a result of the processing in 4, the motion vector obtained by block matching is output. In addition, FLG
When 2 = 0, the motion vector is forcibly set to “0” and output.

【0036】この第1の実施例から明らかなように、撮
像素子にX−Yアドレス方式により高速な非破壊読み出
しが可能なCMD型撮像素子を用いているため、画像を
記憶するためのフレーム(フィールド)メモリが不要と
なり、回路規模を縮小化することができる。また、動き
補償時に重要となる動ベクトル検出についても、パン、
手ぶれなどにより本来の静止領域を動領域と誤判定しな
いように、パン、手ぶれなどを補償し真の動領域のみを
検出し、その後ブロックマッチングにより動ベクトル検
出を行っているため、演算処理の効率化が図れるという
利点がある。
As is apparent from the first embodiment, since the CMD type image pickup device capable of high-speed nondestructive read-out by the XY address system is used as the image pickup device, a frame for storing an image ( The field) memory is not required, and the circuit scale can be reduced. Also, for motion vector detection, which is important during motion compensation, pan,
In order not to erroneously determine the original still area as a moving area due to camera shake, only the true moving area is detected by compensating for pan and camera shake, and then the motion vector detection is performed by block matching. There is an advantage that it can be realized.

【0037】以上、前画像と現画像との関係について説
明したが、この実施例ではこれに限定されるものではな
く、現画像と後画像、あるいは現画像、前画像および後
画像についても容易に実施できる。なお、現画像、前画
像および後画像の関係を求める場合は、図1の構成にC
MDを1つ追加することにより行う。
Although the relationship between the previous image and the current image has been described above, the present invention is not limited to this, and the current image and the subsequent image, or the current image, the previous image and the subsequent image can be easily described. Can be implemented. If the relationship between the current image, the previous image, and the subsequent image is to be obtained, the structure of FIG.
This is done by adding one MD.

【0038】II.第2の実施例 図6は他のカメラ一体型動画像符号化装置の構成図を示
すもので、被写体の映像を結像させる光学レンズ1を通
過した入射光は一旦CMD15に書き込まれ、その後前
画像取り込み用のフレーム(フィールド)メモリ16に
記憶され、続いて現画像がCMD15に取り込まれるよ
うに配置されている。
II. Second Embodiment FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another camera-integrated moving image encoding apparatus, in which incident light that has passed through the optical lens 1 for forming an image of a subject is once written in the CMD 15 and before that. It is arranged so that it is stored in a frame (field) memory 16 for capturing an image, and subsequently the current image is captured in the CMD 15.

【0039】タイミングパルス発生部5からのタイミン
グパルス信号に基づき液晶による光の透過量を制御する
液晶駆動部6はCMD15と接続されている。また、タ
イミングパルス発生部5はCMD15の内容をリフレッ
シュするためのリフレッシュ信号発生部7と接続され、
そのリフレッシュ信号がCMD15に入力されるように
配置されている。
The liquid crystal drive unit 6 for controlling the amount of light transmitted by the liquid crystal based on the timing pulse signal from the timing pulse generation unit 5 is connected to the CMD 15. The timing pulse generator 5 is connected to the refresh signal generator 7 for refreshing the contents of the CMD 15,
It is arranged so that the refresh signal is input to the CMD 15.

【0040】前画像(B1〜Bn)と後画像(B1〜B
n)とのブロックマッチングを取り、各動ベクトルvi
(1≦i≦n)を出力するための各ブロックマッチング
部8の2つの入力は、それぞれCMD15およびフレー
ム(フィールド)メモリ16の出力に接続される。
The front image (B1 to Bn) and the rear image (B1 to Bn)
n) and block matching with each motion vector vi
The two inputs of each block matching unit 8 for outputting (1 ≦ i ≦ n) are connected to the outputs of the CMD 15 and the frame (field) memory 16, respectively.

【0041】ブロックマッチング部8の後段には各動ベ
クトルviから画像のパン、手ぶれの有無を判断し、代
表動ベクトルを出力するためのパン・手ぶれ判定部9が
設けられている。
At the subsequent stage of the block matching unit 8, there is provided a pan / camera shake judging unit 9 for judging the presence or absence of camera shake in the image from each motion vector vi and outputting a representative motion vector.

【0042】X−Yアドレス指定部10は、フレーム
(フィールド)メモリ16と代表動ベクトルに従い、C
MD15の現画像の各ブロックの読み出しアドレスを補
償するX−Yアドレスオフセット部11とにアドレス指
定信号を与えるように配置されている。
The XY address designating section 10 follows the frame (field) memory 16 and the representative motion vector C
It is arranged so as to give an address designation signal to the XY address offset unit 11 which compensates the read address of each block of the current image of the MD 15.

【0043】アドレス指定された前画像のブロックから
現画像のブロックを減算する減算部12は、その出力と
しきい値Thとを比較し、ブロックが静止領域か動領域
かの判断を行うためのコンパレータ13と接続されてい
る。その出力はその判断により得られた動領域について
のみブロックマッチングを行い、動ベクトルを出力する
ためのブロックマッチング部14に接続されている。こ
こで、第1の実施例と同一符号は同一のものである。
The subtractor 12 for subtracting the block of the current image from the block of the previous image that has been addressed compares the output with the threshold value Th to determine whether the block is a static area or a moving area. It is connected with 13. The output is connected to the block matching unit 14 for performing the block matching only on the moving area obtained by the judgment and outputting the moving vector. Here, the same symbols as those in the first embodiment are the same.

【0044】以下、第2の実施例の動作について説明す
る。被写体からの映像は光学レンズ1を通過した後、C
MD15に取り込まれる。その後直ちに、フレーム(フ
ィールド)メモリ16へ転送される。次に、リフレッシ
ュ信号発生部7よりリフレッシュ信号が送られ、CMD
15へ取り込んだ映像信号をリフレッシュし、再び光学
レンズ1を通過した映像がCMD15へ取り込まれる。
この動作により、フレーム(フィールド)メモリ16に
記憶されるのは前画像であり、一方、CMD15に記憶
されているのは現画像となるのは明らかである。これ以
降の動作については前述の第1の実施例と同様であり、
前画像の情報は、フレーム(フィールド)メモリ16か
ら、ブロックマッチング部8、14および減算部12へ
送られる。
The operation of the second embodiment will be described below. After the image from the subject passes through the optical lens 1, C
It is taken into MD15. Immediately thereafter, the data is transferred to the frame (field) memory 16. Next, a refresh signal is sent from the refresh signal generator 7 and the CMD is sent.
The video signal captured in 15 is refreshed, and the image that has passed through the optical lens 1 again is captured in the CMD 15.
By this operation, it is clear that the previous image is stored in the frame (field) memory 16, while the current image is stored in the CMD 15. The subsequent operation is similar to that of the first embodiment described above,
The information of the previous image is sent from the frame (field) memory 16 to the block matching units 8 and 14 and the subtraction unit 12.

【0045】このような動作は、現画像と前画像、ある
いは現画像と前画像および後画像についても全く同様で
ある。ただし、前後の両画像をも考慮する場合、フレー
ム(フィールド)メモリ2つで構成されることになる。
Such an operation is exactly the same for the current image and the previous image, or for the current image, the previous image and the subsequent image. However, if both the front and rear images are also taken into consideration, it is composed of two frame (field) memories.

【0046】このように、この第2の実施例において
は、前記第1の実施例と同様に従来必要とされていたフ
レーム(フィールド)メモリの数を減らし回路規模を縮
小化できる。さらに、この第2の実施例においては、C
MDを1つだけ設け、フレーム(フィールド)メモリを
設けたことにより、半透明鏡を省略することができるの
で、光学系の構成を簡素化できる。また、CMDが1つ
で実現できるので、装置のコスト低減が図れる。
As described above, in the second embodiment, like the first embodiment, the number of frame (field) memories required conventionally can be reduced and the circuit scale can be reduced. Furthermore, in this second embodiment, C
Since only one MD is provided and the frame (field) memory is provided, the semitransparent mirror can be omitted, so that the configuration of the optical system can be simplified. In addition, since only one CMD can be realized, the cost of the device can be reduced.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、画像を記憶する従来のフレーム(フィールド)メモ
リの数を減少させ、回路規模を縮小化し、演算処理の効
率化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the number of conventional frame (field) memories for storing images can be reduced, the circuit scale can be reduced, and the efficiency of arithmetic processing can be improved. ..

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例を示すカメラ一体型動
画像符号化装置の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a camera-integrated moving image coding apparatus showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したCMDの構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of the CMD shown in FIG.

【図3】図2における液晶シャッタの例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a liquid crystal shutter in FIG.

【図4】パン、手ぶれ検出用の観察ブロック例を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of an observation block for pan and camera shake detection.

【図5】図1のパン・手ぶれ判定部による判定フローチ
ャートである。
5 is a determination flowchart by a pan / camera shake determination unit in FIG. 1. FIG.

【図6】この発明の第2の実施例を示すカメラ一体型動
画像符号化装置の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a camera-integrated moving image coding apparatus showing a second embodiment of the present invention.

【図7】従来のCCD型撮像素子を用いたカメラ一体型
の動画像符号化装置の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a camera-integrated moving image encoding apparatus using a conventional CCD type image pickup device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学レンズ 2 半透明鏡 3 CMD 4 CMD 5 タイミングパルス発生部 6 液晶駆動部 7 リフレッシュ信号発生部 8 B1〜Bnのブロックマッチング部 9 パン・手ぶれ判定部 10 X−Yアドレス指定部 11 X−Yアドレスオフセット部 12 減算部 13 コンパレータ 14 ブロックマッチング部 15 CMD 16 フレームメモリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical lens 2 Semi-transparent mirror 3 CMD 4 CMD 5 Timing pulse generation part 6 Liquid crystal drive part 7 Refresh signal generation part 8 B1-Bn block matching part 9 Pan / camera shake determination part 10 XY address designation part 11 XY Address offset unit 12 Subtraction unit 13 Comparator 14 Block matching unit 15 CMD 16 Frame memory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体からの映像を結像する光学的手段
と、この光学的手段を通過した画像を書き込み、X−Y
アドレス方式により非破壊読み出しが可能な撮像素子か
ら構成される撮像手段と、前記撮像素子内の画像のパン
・手ぶれの有無を判定し、代表動ベクトルを出力するパ
ン・手ぶれ判定手段と、前記画像の静止領域か動領域か
を判定する領域判定手段と、この領域判定手段により判
定された動領域についてのみ動ベクトルを求める動ベク
トル検出手段とを有し、 前記領域判定手段は、前記パン・手ぶれ判定手段から出
力される代表動ベクトルに応じて前記撮像素子からの読
み出しアドレスをシフトした後、画像の静止領域、動領
域の判定を行うことを特徴とするカメラ一体型動画像符
号化装置。
1. An optical means for forming an image of a subject and an image passed through the optical means are written, and XY
An image pickup means composed of an image pickup device capable of nondestructive readout by an address method; a pan / shake movement decision means for judging the presence / absence of a pan / shake of an image in the image pickup element and outputting a representative motion vector; Area determination means for determining whether it is a still area or a moving area, and a motion vector detection means for obtaining a motion vector only for the moving area determined by the area determination means, wherein the area determination means is the pan / camera shake. A camera-integrated moving image coding apparatus, characterized in that after a read address from the image pickup device is shifted according to a representative moving vector output from the judging means, a still region or a moving region of an image is judged.
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