JPH057327A - Motion vector detecting device - Google Patents

Motion vector detecting device

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JPH057327A
JPH057327A JP3150319A JP15031991A JPH057327A JP H057327 A JPH057327 A JP H057327A JP 3150319 A JP3150319 A JP 3150319A JP 15031991 A JP15031991 A JP 15031991A JP H057327 A JPH057327 A JP H057327A
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motion vector
image
circuit
block
calculation
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Toshiaki Kondo
俊明 近藤
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正慶 関根
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Abstract

PURPOSE:To effectively utilize spatial information a picture has by providing a simple evaluation standard or evaluation function to show the spatial frequency of an input picture and setting automatically the extracting area of the maximum size and shape adaptive to the spatial frequency of each part of the input picture. CONSTITUTION:A picture signal inputted to an input terminal 10 is passed through a pre-processing filter 20 before the calculation of a motion vector, and spatial frequency components unsuitable to correlation calculation or matching calculation, for instance, an extremely high spatial frequency component and a low frequency component close to a DC component are excluded. Next, the picture signal after being passed through the filter 20 is supplied to a space gradient arithmetic circuit 30 and a delay circuit 50 after dividing it into two passages. The circuit 30 calculates space gradients in a vertical direction and a horizontal direction respectively, and stores a position at which calculated luminance difference is '0' or below a prescribed threshold, and forms one closed area, i.e., a block by connecting these positions, and controls so that difference sum calculation for the correlation calculation in an analog switch 60 is executed within the block determined by a block boundary determination circuit 40, and operates a motion vector arithmetic circuit 70.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、動きベクトル検出装置
に関し、さらに具体的には、画像信号から動きベクトル
を検出する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 motion vector detecting device, and more particularly to a device for detecting a motion vector from an image signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カメラ等の撮像装置の分野におい
ては、自動焦点制御、自動露出制御、自動防振制御等、
その多機能化及び自動化が著しい。またその方法も、各
機能ごとに独立したセンサ系を具えるものから、撮影し
た画像に基づく映像信号より各種制御に用いられるパラ
メータとなる信号成分を抽出して各種制御を行なうよう
な方式に移りつつある。これは撮像手段より出力される
映像信号を用いてすべての制御を行なうことによつてシ
ステムのインテリジエント化を図ることを意味してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of image pickup devices such as cameras, automatic focus control, automatic exposure control, automatic image stabilization control, etc.
Its multi-functionality and automation are remarkable. In addition, the method is also changed to a method in which a signal component serving as a parameter used for various controls is extracted from a video signal based on a captured image to perform various controls, from a system having an independent sensor system for each function. It's starting. This means that the system is made intelligent by performing all control using the video signal output from the image pickup means.

【0003】このような背景にあつて、カメラ等の撮像
装置においては、自動防振制御を例にとると、その画像
の動きを正確に、且つ高精度に検出する必要がある。こ
れは自動防振に限ったものではなく、自動焦点制御にお
いても画像の動き検出は、精度を上げる上で重要であ
る。
Against such a background, in an image pickup apparatus such as a camera, taking automatic image stabilization control as an example, it is necessary to detect the movement of the image accurately and highly accurately. This is not limited to automatic image stabilization, and even in automatic focus control, image motion detection is important for improving accuracy.

【0004】ところで、画像の動きを検出する手段とし
ては、種々の方法が考えられるが、画面内に設定された
動きベクトル検出用の検出領域(ブロツクと称す)内に
相当する画像信号中より動きベクトルを検出する方法が
複雑な画像の動きを高精度に且つきめ細かに検出できる
ことから、近年注目されている。
Various methods are conceivable as means for detecting the motion of an image, but the motion is detected from the image signal corresponding to the detection area (called block) for detecting the motion vector set in the screen. The method of detecting a vector has been attracting attention in recent years because it can detect a complicated image movement with high precision and fine detail.

【0005】画像信号処理による動きベクトル検出法と
しては、定義式に従い相互相関計数h(ξ,η)を計算
する相互相関法や2枚の画像間の差の絶対値和(以下、
残差と称す)を計算するマツチング法がある。
As a motion vector detection method by image signal processing, a cross-correlation method for calculating a cross-correlation coefficient h (ξ, η) according to a definition formula and a sum of absolute values of differences between two images (hereinafter,
There is a matching method for calculating the residual).

【0006】相互相関係数算出の定義式は、 h ( ξ,η)=∬g0(x −ξ,y −η)・g1(x ,y )dxdy で表わされる。ただし、g0(x ,y )・g1(x ,y )
は、2枚の画像を表わし、ξ,ηは前記2枚の画像のズ
レ量を示している。相互相関係数h(ξ,η)は、前記
2枚の画像が完全に一致したときに最大となり、前記2
枚の画像間にズレが生じると指数関数的に小さくなる。
The definition equation for calculating the cross-correlation coefficient is represented by h (ξ, η) = ∬g 0 (x −ξ, y −η) · g 1 (x, y) dxdy. However, g 0 (x, y) · g 1 (x, y)
Represents two images, and ξ and η represent the deviation amounts of the two images. The cross-correlation coefficient h (ξ, η) becomes maximum when the two images completely match, and
If there is a gap between the images, it becomes exponentially small.

【0007】マツチング法は、下式に従い、残差e
(ξ,η)を計算する。
In the matching method, the residual e
Calculate (ξ, η).

【0008】 e(ξ,η)=ΣB|g0(x −ξ,y −η)・g1(x ,y)| ここで、累算範囲を示す記号Bをブロツクと呼び、ブロ
ツク単位で2枚の画像間の類似度、整合度を計算するた
め、ブロツクマツチング法とかテンプレートマツチング
法とも呼ばれる。なお2枚の画像間の不一致度、不整合
度を示す残差の定義は上述した各画素の差の絶対値和だ
けでなく、差の2乗和でもよい。また、前記ブロツクの
大きさや形状は入力画像によらず固定されている。
E (ξ, η) = Σ B | g 0 (x −ξ, y −η) · g 1 (x, y) | Here, the symbol B indicating the accumulation range is called a block, and a block unit In order to calculate the degree of similarity and the degree of matching between two images, the method is also called a block matching method or a template matching method. Note that the definition of the degree of mismatch between the two images and the residual indicating the degree of mismatch may be not only the sum of absolute values of the differences between the pixels described above, but also the sum of squares of the differences. The size and shape of the block are fixed regardless of the input image.

【0009】[0009]

【発明の解決しようとする問題点】しかしながら、上記
の方式によれば、検出ブロツクの大きさ、及び形状が固
定されているため、画像の空間周波数が低い領域では、
ブロツク内に相関演算に必要な画像情報が不足し、著し
い精度劣化を受けるという欠点があつた。逆に画像の空
間種は数が高い領域では、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ツクを必要
としていないにもかかわらず、固定されたブロツクの大
きさ、及び形状によつ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つた。
However, according to the above method, since the size and shape of the detection block are fixed, in the region where the spatial frequency of the image is low,
There is a drawback that the image information necessary for the correlation calculation is insufficient in the block and the accuracy is remarkably deteriorated. On the contrary, in the region where the number of spatial species of the image is high, the detection range is narrow due to the influence of the fine period of the image, and although the large block is not necessarily required, the size and shape of the fixed block are fixed. Therefore, there is a drawback that the spatial resolution for detecting the motion vector is limited.

【0010】そこで本発明は画像の空間周波数に応じて
最適なブロツクを適応的に、かつ簡単な方法で自動的に
決定することのできる動きベクトル検出装置を提示する
ことを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a motion vector detecting device capable of adaptively and automatically determining an optimum block according to a spatial frequency of an image by a simple method.

【0011】[0011]

【問題点を解決するための手段】本発明は上述した問題
を解決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、画像信号中より動きベクトルを検出す
る装置であつて、一個の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
て適応的に自動設定する領域設定手段と、前記領域設定
手段によつて設定された前記単位演算領域内に相当する
画像信号より、時系列に連続した画像間の相関演算また
はマツチング演算を行つて画像の動きベクトルを検出す
る動きベクトル検出手段とを備えた動きベクトル検出装
置にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and is characterized by a device for detecting a motion vector in an image signal. Area setting means for adaptively and automatically setting the size and shape of the unit operation area for outputting the motion vector according to the spatial frequency of the input image, and within the unit operation area set by the area setting means. A motion vector detecting device provided with a motion vector detecting means for detecting a motion vector of an image by performing a correlation calculation or a matching calculation between consecutive images in time series from a corresponding image signal.

【0012】[0012]

【作用】これにより、入力画像の空間周波数を示す簡易
な評価基準(または評価関数)を設けることにより、入
力画像の各部の空間周波数に適応した最適な大きさ、形
状の検出領域を自動的に設定することができ、結果とし
て画像の持つ空間的な情報を有効に活用することができ
る。
With this, by providing a simple evaluation criterion (or evaluation function) indicating the spatial frequency of the input image, the detection area of the optimum size and shape adapted to the spatial frequency of each part of the input image is automatically determined. It can be set, and as a result, the spatial information of the image can be effectively used.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明における
動きベクトル検出装置をその一実施例について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a motion vector detecting device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は、ビデオカメラ、電子カメラ等の撮
像装置に用いて好適な本発明の動きベクトル検出装置の
一実施例の構成を示すブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a motion vector detecting device of the present invention, which is suitable for use in an image pickup device such as a video camera or an electronic camera.

【0015】10は画像信号の入力端子、20は動きベ
クトル演算前の前処理フイルタ、30は画像の空間勾配
を演算する回路、40はブロツクの境界を決定する境界
決定回路、50は空間勾配演算回路30及びブロツク境
界決定回路40による演算時間との調整用の遅延回路、
60はブロツク境界決定回路40の出力により開閉制御
されるアナログスイツチ、70は相関演算による動きベ
クトル演算回路、80は最終的な動きベクトル量を示す
信号を出力する出力端子である。
Reference numeral 10 is an image signal input terminal, 20 is a preprocessing filter before motion vector calculation, 30 is a circuit for calculating the spatial gradient of the image, 40 is a boundary determining circuit for determining the boundary of the block, and 50 is spatial gradient calculation. A delay circuit for adjusting the operation time by the circuit 30 and the block boundary determination circuit 40,
Reference numeral 60 is an analog switch whose opening and closing is controlled by the output of the block boundary determination circuit 40, 70 is a motion vector calculation circuit by correlation calculation, and 80 is an output terminal which outputs a signal indicating the final motion vector amount.

【0016】入力端子10に入力された画像信号は、前
処理フイルタ20を通過し、相関演算(またはマツチン
グ演算)に適していない空間周波数成分(たとえば非常
に高い空間周波数成分や直流成分に近い低周波成分な
ど)が除去される。画像信号は前処理フイルタ20通過
後2つの経路に分割され、空間勾配演算回路30と遅延
回路50へと供給される。
The image signal input to the input terminal 10 passes through the pre-processing filter 20 and has a spatial frequency component (for example, a very high spatial frequency component or a low DC component that is not suitable for correlation calculation (or matching calculation)). Frequency components) are removed. The image signal is divided into two paths after passing through the preprocessing filter 20, and is supplied to the spatial gradient calculation circuit 30 and the delay circuit 50.

【0017】空間勾配演算回路30では、それぞれ垂直
方向及び水平方向における空間勾配が演算される。図2
は水平方向の空間勾配を演算する簡単な回路構成例であ
る。図2において、画像信号入力端子90より入力した
画像信号は、1画素時間分の遅延を生じさせるラツチ1
00通過後の画像信号と減算器100で減算され、差分
が出力端子120から出力される。これは水平方向に隣
接する画素間の輝度差を求めていることを意味する。
The spatial gradient calculation circuit 30 calculates the spatial gradients in the vertical and horizontal directions, respectively. Figure 2
Is a simple circuit configuration example for calculating the spatial gradient in the horizontal direction. In FIG. 2, the image signal input from the image signal input terminal 90 is a latch 1 that causes a delay of one pixel time.
The image signal after passing 00 is subtracted by the subtractor 100, and the difference is output from the output terminal 120. This means that the brightness difference between the pixels adjacent in the horizontal direction is obtained.

【0018】また図3は垂直方向における空間勾配を演
算する簡単な回路構成例である。画像信号入力端子13
0より入力した画像信号は、1走査線時間分の遅延を生
じさせるラインメモリ140を通過した画像信号と減算
器150で減算され、その差分が出力端子160から出
力される。これは垂直方向に隣接する画素間の輝度差を
求めていることになる。
FIG. 3 shows a simple circuit configuration example for calculating the spatial gradient in the vertical direction. Image signal input terminal 13
The image signal input from 0 is subtracted by the subtracter 150 from the image signal that has passed through the line memory 140 that causes a delay of one scanning line time, and the difference is output from the output terminal 160. This means that the brightness difference between the pixels adjacent in the vertical direction is obtained.

【0019】ブロツク境界決定回路40では、空間勾配
演算回路30で演算された輝度差が0あるいは所定のし
きい値以下になつた位置を記憶し、これを接続して1つ
の閉領域、すなわちブロツクを形成する。アナログスイ
ツチ60は相関演算のための差和演算をブロツク境界決
定回路40で決定されるブロツク内で行なうよう制御す
る。
The block boundary determining circuit 40 stores the position where the brightness difference calculated by the spatial gradient calculating circuit 30 becomes 0 or less than a predetermined threshold value, and connects this position to one closed region, that is, a block. To form. The analog switch 60 controls so that the difference-sum calculation for correlation calculation is performed within the block determined by the block boundary determination circuit 40.

【0020】動きベルトル演算回路70ではアナログス
イツチ60の制御下で、相関演算あるいはマツチング演
算を行ない動きベクトルを演算する。演算された動きベ
クトルは出力端子80より出力される。
Under the control of the analog switch 60, the motion vector calculation circuit 70 performs a correlation calculation or a matching calculation to calculate a motion vector. The calculated motion vector is output from the output terminal 80.

【0021】本発明における動きベクトル装置は以上の
ような構成になつており、次にその特有の作用について
説明する。
The motion vector device according to the present invention is constructed as described above, and its unique operation will be described below.

【0022】図4は画像の任意の断面を示すものであ
る。縦軸は画像の濃度値を示し、横軸は画像中の位置を
示すものである。横軸上のx12, ……,x8は、画像
信号g'(x1)≒g'(x2)≒……≒g'(x8)≒0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
ブロツクの境界と決めればx1〜x2間をブロツク1、x
2〜x3間をブロツク2……というように、画像の空間周
波数に応じた最適なブロツクの大きさ及び2次元的には
形状が自動的に設定される。
FIG. 4 shows an arbitrary section of the image. The vertical axis represents the density value of the image, and the horizontal axis represents the position in the image. X 1 x 2 , ..., X 8 on the horizontal axis are points at which the image signal g ′ (x 1 ) ≈g ′ (x 2 ) ≈ …… ≈g ′ (x 8 ) ≈0. That block 1 between x 1 ~x 2 be determined points spatial gradient is zero or nearly zero and the boundary of the block of the image, x
An optimum block size and a two-dimensional shape are automatically set according to the spatial frequency of the image, such as block 2 between 2 and x 3 .

【0023】図4では画像周期Tの1/2をブロツクの
大きさとしたが、画像周期Tをそのままブロツクの大き
さとしてもよい。
In FIG. 4, 1/2 of the image period T is set to the block size, but the image period T may be set to the block size as it is.

【0024】このようにすることにより、相関演算(ま
たはマツチング演算)に必要な画像情報が乏しい低周波
領域ではブロツクの大きさを大きくとることにより、従
来より問題となつている低周波領域から発生する大きな
エラーベクトルを除去することができる。逆に情報が十
分に存在する高周波領域では、ブロツクの大きさを小さ
く取ることが可能となり、ブロツクの大きさが固定され
ている従来方式で生じるブロツク内の空間勾配情報の冗
長性を減ずることができ、結果として高い空間解像度を
得ることができる。
By doing so, the block size is increased in the low frequency region where the image information required for the correlation calculation (or the matching calculation) is scarce, so that the problem occurs from the low frequency region which has been a problem in the past. It is possible to remove a large error vector that does. On the contrary, in the high frequency area where information is sufficiently present, it is possible to reduce the block size, and it is possible to reduce the redundancy of spatial gradient information in the block generated by the conventional method in which the block size is fixed. As a result, high spatial resolution can be obtained.

【0025】以上の実施例では、ブロツクの境界を決定
する手段として、画像の空間勾配を用いた場合について
説明したが、以下に本発明における第2の実施例は、連
続する画像間の濃度差すなわち時間勾配を用い、前記実
施例と同様に、入力画像信号の大きさ及び形状を自動的
に設定する方法を説明する。
In the above embodiment, the case where the spatial gradient of the image is used as the means for determining the boundary of the block has been described. However, in the second embodiment of the present invention, the density difference between consecutive images will be described below. That is, a method of automatically setting the size and shape of the input image signal by using the time gradient will be described as in the above embodiment.

【0026】図5は、本発明の第2の実施例を示す図で
ある。同図において、図1に示す第1の実施例との相違
点は、ブロツク境界決定回路200でブロツクの境界を
決定するための基準となる画像濃度差演算回路190の
動作のみである。
FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the figure, the only difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is the operation of the image density difference calculation circuit 190 which is the reference for determining the block boundaries by the block boundary determination circuit 200.

【0027】図6は時系列に連続する2枚の画像間の濃
度差すなわち時間勾配を求める回路の簡単な構成例であ
る。入力端子250から入力した画像信号はメモリ26
0を通過して1画面分遅れた画像信号と減算器270に
おいて減算され、その差分が出力端子280から出力さ
れる。メモリ260のデータ保持時間は、たとえばNT
SCのフイールド単位の処理であれば1/60秒、フレ
ーム単位の処理であれば1/30秒である。濃度差が0
あるいは設定されたしきい値以下となる位置をブロツク
の境界とすることにより、入力画像の各部分の空間周波
数に応じた適応型のブロツク形状が自動的に設定され
る。
FIG. 6 is a simple configuration example of a circuit for obtaining a density difference between two images which are continuous in time series, that is, a time gradient. The image signal input from the input terminal 250 is stored in the memory 26.
The image signal that has passed 0 and is delayed by one screen is subtracted by the subtractor 270, and the difference is output from the output terminal 280. The data holding time of the memory 260 is, for example, NT.
It is 1/60 second for SC field processing and 1/30 second for frame processing. The density difference is 0
Alternatively, an adaptive block shape corresponding to the spatial frequency of each part of the input image is automatically set by setting a block boundary at a position equal to or less than the set threshold value.

【0028】図7は、本実施例の様子を表わす図であ
る。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。横軸に記入したx1,x2,……,x8
は時間的に連続する画像間の濃度差、すなわち時間勾配
dが0になる点である。前記各点(x1,x2,……,x
8)をブロツクの境界と定めれば、画像の空間周波数に
応じた最適なブロツクの大きさ、及び2次元的には形状
が自動的に設定される。図7では、時間勾配d=0の点
ごとにブロツクを区切る様子を示したが、d=0の点を
1回飛ばしてブロツクの境界とし、1ブロツクの大きさ
がほぼ画像の1周期Tに等しくなるようにしてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing the state of this embodiment. The vertical axis shows the image density value, and the horizontal axis shows the position in the image. X 1 , x 2 , ..., x 8 entered on the horizontal axis
Is the point where the density difference between images that are continuous in time, that is, the time gradient d becomes zero. Each point (x 1 , x 2 , ..., x
If 8 ) is defined as the block boundary, the optimum block size and the two-dimensional shape are automatically set according to the spatial frequency of the image. In FIG. 7, the block is divided for each point with the time gradient d = 0, but the point with d = 0 is skipped once as a block boundary, and the size of one block is approximately one cycle T of the image. You may make it equal.

【0029】次に上述の動きベクトル検出装置を実際に
ビデオカメラの防振装置に適用した場合について、図
8、図9を参照しながら例を上げて説明する。
Next, a case where the above-mentioned motion vector detecting device is actually applied to the image stabilizing device of a video camera will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

【0030】図8は、本発明における動きベクトル検出
装置を用いて画像の振れを検出するとともに、その振れ
を補正する振れ補正手段として、撮影レンズの光軸を可
変して、光学的に振れを補正する可変頂角プリズムを用
いたものである。
FIG. 8 shows a shake correction means for detecting a shake of an image by using the motion vector detecting device according to the present invention and correcting the shake by changing the optical axis of the photographing lens to optically shake the shake. A variable apex angle prism for correction is used.

【0031】同図において、101は撮影レンズ光学系
の光軸の方向すなわち頂角を可変する可変頂角プリズム
で、たとえば2枚の平行ガラス板間にシリコン系の液体
を充填したものである。102は撮影レンズ、103は
撮影レンズ102によつて結像された被写体画像を光電
変換して撮像信号を出力するCCD等の撮像素子、10
4はプリアンプ、105は撮像素子より出力された撮像
信号に対し、ブランキング処理、同期信号の付加、ガン
マ補正等、各種の処理を行なって規格化された映像信号
を出力するカメラ信号処理回路、106は前述の図1,
図5の各実施例において説明した動きベクトル検出回路
を含む動きベクトル検出回路、107は動きベクトル検
出回路106より供給された画像の動きベクトル情報を
取り込んで、カメラぶれによる画像の動きを相殺する可
変頂角プリズムの駆動方向の情報と振れ補正に必要な駆
動量を演算するシステムコントロール回路、108はシ
ステムコントロール回路107で演算された情報に基づ
いてアクチユエータ109を駆動制御し、可変頂角プリ
ズム101を駆動する駆動回路である。
In the figure, reference numeral 101 denotes a variable apex prism for varying the direction of the optical axis of the photographic lens optical system, that is, the apex angle. Reference numeral 102 denotes a taking lens, 103 denotes an image pickup device such as a CCD for photoelectrically converting a subject image formed by the taking lens 102 and outputting an image pickup signal, 10
Reference numeral 4 is a preamplifier, 105 is a camera signal processing circuit for performing various processing such as blanking processing, addition of a synchronization signal, and gamma correction on an image pickup signal output from an image pickup element to output a standardized video signal, 106 is the above-mentioned FIG.
A motion vector detection circuit including the motion vector detection circuit described in each embodiment of FIG. 5, 107 is a variable that takes in the motion vector information of the image supplied from the motion vector detection circuit 106 and cancels the motion of the image due to camera shake. A system control circuit that calculates information on the driving direction of the apex angle prism and a drive amount necessary for shake correction, 108 controls the drive of the actuator 109 based on the information calculated by the system control circuit 107, and sets the variable apex angle prism 101. It is a driving circuit for driving.

【0032】これによつて、前述した各実施例における
動きベクトル検出を行う動きベクトル検出回路106に
よつて画像のぶれ(カメラぶれ)に基づく動きベクトル
が検出され、この動きベクトルに基づいて、可変頂角プ
リズムの駆動方向及び駆動量が演算され、この演算出力
によつて可変頂角プリズムが駆動され、ぶれ補正が行な
われる。動きベクトル検出回路自体の動作は前述の実施
例にて説明した通りであり説明は省略する。
Accordingly, the motion vector detection circuit 106 for detecting the motion vector in each of the above-described embodiments detects the motion vector based on the image blur (camera blur), and based on this motion vector, the variable The driving direction and the driving amount of the apex angle prism are calculated, and the variable apex angle prism is driven by the output of this calculation to perform the blur correction. The operation of the motion vector detection circuit itself is the same as that described in the above embodiment, and the description thereof is omitted.

【0033】図9は、ぶれ補正手段に光学系を用いず、
一旦画像をメモリに取り込み、メモリからの読み出し範
囲を可変することによつて画像の動きを補正するように
したものである。
In FIG. 9, an optical system is not used for the blur correction means,
The image is once taken in the memory, and the movement of the image is corrected by changing the read range from the memory.

【0034】図8の実施例と同一構成部分については、
同一の符合を用いてその説明を省略する。
Regarding the same components as those of the embodiment of FIG.
The same reference numerals are used and the description thereof is omitted.

【0035】プリアンプ104より出力された撮像信号
は、カメラ信号処理回路110によつてAGC、ガンマ
等の処理を施された後、A/D変換器111でデジタル
信号に変換され、後述のメモリコントロール回路116
によつて設定されるレートで画像メモリ112へと取り
こまれる。そしてメモリ112より読み出されたデジタ
ル画像信号は、さらにデジタルカメラ信号処理回路11
3によつて図8の例ではアナログ信号の形で行なわれて
いた所定の処理を施される。このときのメモリへの画像
の取り込みのためのA/D変換のレート及びタイミン
グ、さらにメモリへの書き込みタイミング,アドレスは
メモリコントロール回路116によつて制御される。メ
モリからの読み出しのアドレス、タイミングの制御もこ
のメモリコントロール回路によつて制御される。
The image pickup signal output from the preamplifier 104 is processed by the camera signal processing circuit 110 such as AGC and gamma, and then converted into a digital signal by the A / D converter 111, which will be described later in memory control. Circuit 116
The image memory 112 is loaded at a rate set by. The digital image signal read from the memory 112 is further processed by the digital camera signal processing circuit 11
3, the predetermined processing which is performed in the form of an analog signal in the example of FIG. 8 is performed. The memory control circuit 116 controls the rate and timing of A / D conversion for capturing an image in the memory at this time, and the writing timing and address in the memory. The control of the address and timing of reading from the memory is also controlled by this memory control circuit.

【0036】カメラ信号処理回路113より出力された
画像信号は、後述の画角補正回路114を介してぶれ補
正された後、D/A変換器115でアナログ信号に変換
されて出力される。なお、そのままデジタル映像信号出
力として出力するようにしてもよい。
The image signal output from the camera signal processing circuit 113 is shake-corrected through a field angle correction circuit 114, which will be described later, and then converted into an analog signal by the D / A converter 115 and output. Note that the digital video signal output may be output as it is.

【0037】一方、動きベクトル検出回路117では、
前述の図1または図5の実施例のようにカメラぶれによ
る動きベクトルが検出され、システムコントロール回路
118へと供給され、システムコントロール回路118
では、動きベクトル検出回路117において検出された
動きベクトルに基づいて画像の動きの方向と動き量を演
算し、これに基づいて、メモリコントロール回路116
を制御し、メモリの読み出し範囲を制御する。すなわち
メモリには予め出力される画角よりも広い画角で画像を
取り込み、メモリ読み出し時にその読み出し範囲をメモ
リ上で可変して動きを補正するものである。すなわち動
きの方向へ読み出し範囲をシフトすることによつて画像
の動きを補正することができる。
On the other hand, in the motion vector detection circuit 117,
A motion vector due to camera shake is detected and supplied to the system control circuit 118 as in the embodiment of FIG.
Then, the motion direction and the motion amount of the image are calculated based on the motion vector detected by the motion vector detection circuit 117, and based on this, the memory control circuit 116.
To control the read range of the memory. That is, an image is captured in the memory at an angle of view wider than the angle of view output in advance, and when the memory is read out, the read range is changed on the memory to correct the motion. That is, the movement of the image can be corrected by shifting the read range in the movement direction.

【0038】なおメモリに取り込んだ画像データを読出
す際、その読出し範囲をメモリ空間より小さく設定し、
読出し範囲をメモリ上で動きのある方向へと移動させる
ことによつて画像の動きを相殺しているため、メモリの
取り込み前と後では画角の大きさが異なる。画角補正回
路114は、この振れ補正による画角の大きさを補正す
るものであり、たとえば読出した画像情報を拡大して、
振れ補正前の画角と同一サイズにする処理を行なうもの
である。
When the image data taken in the memory is read, the read range is set smaller than the memory space,
Since the movement of the image is canceled by moving the reading range in the direction of movement on the memory, the size of the angle of view is different before and after taking in the memory. The angle-of-view correction circuit 114 corrects the size of the angle of view by this shake correction. For example, the read-out image information is enlarged,
The processing is performed to make the size the same as the angle of view before shake correction.

【0039】なお、上述の構成において、カメラ信号処
理回路は、D/A変換器115の後に配してアナログ信
号処理を行なってもよいが、デジタル信号処理を行なう
方が処理が容易となり、またノイズの点でも有利であ
る。
In the above configuration, the camera signal processing circuit may be arranged after the D / A converter 115 to perform analog signal processing, but digital signal processing facilitates the processing, and It is also advantageous in terms of noise.

【0040】このように、本発明における動きベクトル
検出回路によつて、ビデオカメラにオけるぶれ補正を行
なうことができる。その他、動き検出として、ぶれ補正
に限らず、カメラのパンニング検出等、その他多くの適
用が可能である。
As described above, the motion vector detecting circuit according to the present invention can perform the shake correction on the video camera. In addition, as motion detection, not only blur correction but also many other applications such as camera panning detection can be applied.

【0041】これによつて、きわめて動き検出レンジが
広く、大小さまざまな動きに対して検出、補正を行なう
ことができ、高性能なぶれ補正機能付ビデオカメラを実
現することができる。
As a result, it is possible to realize a high-performance video camera with a shake correction function, which has an extremely wide motion detection range, can detect and correct various large and small motions.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上述べたように、本発明における動き
ベクトル検出装置によれば、動きベクトル検出領域とし
てのブロツクの大きさ及び形状を入力画像の空間周波数
に応じて適応的且つ自動的に設定することにより、空間
周波数が低く特徴の少ない図柄の領域における大きいエ
ラーベクトルを除去することができ、また画像の有する
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、さらに単純な評価関数によりブ
ロツクの境界を決定することができるため、ブロツク設
定処理の高速化を実現することができる。
As described above, according to the motion vector detecting apparatus of the present invention, the size and shape of the block as the motion vector detecting area is adaptively and automatically set according to the spatial frequency of the input image. By doing so, it is possible to remove a large error vector in a pattern region having a low spatial frequency and few features, and by effectively utilizing the spatial gradient information that the image has, a high spatial resolution can be obtained, and Since the boundary of the block can be determined by a simple evaluation function, the block setting process can be speeded up.

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

【図1】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ツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a motion vector detection device according to the present invention.

【図2】水平方向の勾配を求める回路構成を示すブロツ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration for obtaining a horizontal gradient.

【図3】垂直方向の勾配を求める回路構成を示すブロツ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration for obtaining a vertical gradient.

【図4】画像の空間勾配を用いてブロツクの境界を決定
する方法を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining a block boundary using a spatial gradient of an image.

【図5】本発明の第2の実施例における構成ブロツク図
である。
FIG. 5 is a configuration block diagram in the second embodiment of the present invention.

【図6】画像間の濃度差を求める回路構成図である。FIG. 6 is a circuit configuration diagram for obtaining a density difference between images.

【図7】画像間の濃度差を用いてブロツクの境界を決定
する方法の説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of determining a block boundary by using a density difference between images.

【図8】本発明の動きベクトル検出回路を適用したビデ
オカメラの一実施例を示すブロツク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an embodiment of a video camera to which the motion vector detection circuit of the present invention is applied.

【図9】本発明の動きベクトル検出回路を適用したビデ
オカメラの他の実施例を示すブロツク図である。
FIG. 9 is a block diagram showing another embodiment of a video camera to which the motion vector detection circuit of the present invention is applied.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像信号中より動きベクトルを検出する
装置であつて、一個の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
適応的に自動設定する領域設定手段と、前記領域設定手
段によつて設定された前記単位演算領域内に相当する画
像信号より、時系列に連続した画像間の相関演算または
マツチング演算を行つて画像の動きベクトルを検出する
動きベクトル検出手段と、を備えたことを特徴とする動
きベクトル検出装置。
1. An apparatus for detecting a motion vector from an image signal, wherein the size and shape of a unit calculation area for outputting one motion vector is adaptively and automatically set according to the spatial frequency of an input image. Motion for detecting a motion vector of an image by performing a correlation operation or a matching operation between images that are continuous in time series from an image signal corresponding to the unit operation area set by the setting means and the area setting means. A motion vector detection device comprising: a vector detection means.
【請求項2】 前記領域設定手段は、前記単位演算領域
の境界を、画像の空間勾配に基づいて決定するように構
成されていることを特徴とする請求項1に記載の動きベ
クトル検出装置。
2. The motion vector detection device according to claim 1, wherein the region setting means is configured to determine a boundary of the unit calculation region based on a spatial gradient of an image.
【請求項3】 前記領域設定手段は、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によつて表
される時間勾配に基づいて決定するように構成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の動きベクトル検出
装置。
3. The area setting means is configured to determine a boundary of the unit operation area based on a time gradient represented by a density difference between temporally consecutive images. The motion vector detection device according to claim 1, wherein the motion vector detection device is a motion vector detection device.
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