JPH06133298A - Motion vector detector - Google Patents

Motion vector detector

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JPH06133298A
JPH06133298A JP27631892A JP27631892A JPH06133298A JP H06133298 A JPH06133298 A JP H06133298A JP 27631892 A JP27631892 A JP 27631892A JP 27631892 A JP27631892 A JP 27631892A JP H06133298 A JPH06133298 A JP H06133298A
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JP
Japan
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motion vector
area
motion
region
screen
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Application number
JP27631892A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Kondo
Masayoshi Sekine
俊明 近藤
正慶 関根
Original Assignee
Canon Inc
キヤノン株式会社
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Publication date
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Publication of JPH06133298A publication Critical patent/JPH06133298A/en
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Abstract

PURPOSE: To enhance the detection accuracy of a motion vector.
CONSTITUTION: A motion vector detection circuit 13 detects the distribution of motion vectors. A microcomputer 14 divides areas of a picture based on the distribution of the motion vectors detected by the motion vector detection circuit 13. Then the appearance area is discriminated based on the result of area division and the direction of the motion vector at the moment and the motion vector detected from the appearance area is eliminated. Then the motion quantity of the picture to be corrected is calculated. A memory read control circuit 15 controls a read position of the memory 16 so as to correct the final motion vector calculated by the microcomputer 14. A read luminance signal and a read chrominance signal are converted into an analog signal by a D/A converter 17 and the signal is outputted from a video signal output terminal 18.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio

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、動画像信号の符号化装置や画像触れ補正装置等に用いられる動きベクトル検出装置に関する。 The present invention relates to a motion vector detecting apparatus for use in the encoding device and the image touching correcting apparatus or the like of the moving image signal.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、画像の符号化装置や画像触れ補正装置に必要な動きベクトル検出方法としては、米国特許3890462号明細書や特公昭60−46878号公報等記載の時空間勾配法、あるいは相関演算に基づく相関法やブロックマッチング法(テンプレートマッチング法)がある。 Conventionally, as a motion vector detecting method required for encoding device or an image touching correction apparatus of the image when the spatial gradient method in US Patent 3890462 Pat and JP 60-46878 Patent Publication description, or there is a correlation method or a block matching method based on correlation calculation (template matching method). 時空間勾配法については、BKP Horn らにより、Artificial Intelligence 17, p.185 〜203 (1 The spatio-temporal gradient method, by BKP Horn et al., Artificial Intelligence 17, p.185 ~203 (1
981)で詳しく論じられており、また、ブロックマッチング法については、尾上守夫らにより、情報処理Vol. 17, Is discussed in detail in 981), also for the block matching method, by Morio Onoe et al, the information processing Vol. 17,
No.7, p.634 〜 640 July 1976 で詳しく論じられている。 No.7, it is discussed in more detail in the p.634 ~ 640 July 1976.

【0003】時空間勾配法は、フレーム(あるいはフィールド)間の輝度差dと画面内の画素間の輝度差Δから、画像の動き量をd/Δで表す方法である。 [0003] Space-time gradient method, the brightness difference delta between pixels of the frame (or field) brightness difference d and the screen between a method of representing the motion amount of the image in the d / delta. これは、 this is,
カメラから得られる信号がフィールド周期の時間平均であり、画像の動き量が大きいほどエッジが鈍り、画素間の輝度差Δが小さくなる性質を利用し、フレーム(あるいはフィールド)間の輝度差dを信号Δで正規化したものである。 Signal obtained from the camera is the time average of the field period, as the motion amount of the image is larger edge rounding, utilizing the nature of the luminance difference Δ is smaller between pixels, a brightness difference d between frames (or fields) it is normalized by the signal delta.

【0004】一方、ブロックマッチング法は入力画像信号を適当な大きさのブロック(例えば8画素×8ライン)に分割し、ブロック単位に前のフレーム(あるいはフィールド)の一定範囲の画素との差を計算し、この差の絶対値の和が最小となる前のフレーム(あるいはフィールド)のブロックを探査する。 On the other hand, the block matching method divides an input image signal to the appropriate size of blocks (e.g., 8 pixels × 8 lines), a difference between a range of pixels of the previous frame (or field) into blocks calculated, to probe block of the previous frame (or field) in which the sum of the absolute value of this difference is minimized. 当該ブロックの相対的なずれがそのブロックの動きベクトルを表している。 Relative displacement of the block represents a motion vector of the block.

【0005】いずれの手法においても、画像の動きを検出する画像間での対応点の存在を前提としている。 [0005] In either approach, it assumes the existence of corresponding points between images to detect motion of the image.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来の動きベクトル検出方法では、ある瞬間の画面内に直前の画面内に存在しない領域が新規に出現した場合に、時系列に連続する画像間に対応点が存在しないため、原理的に正しい動きベクトルを検出することができず、当該新規出現領域から検出される誤った動きベクトルにより、符号化装置の符号化精度や画像振れ補正装置の補正精度が劣化するという問題点がある。 However [0005] In the conventional motion vector detection method described above, when a region that does not exist in the previous screen on the screen of a certain moment appeared newly, between consecutive images in time series since there is no corresponding point can not be detected in principle correct motion vector, the erroneous motion vector is detected from the novel appearance region, the correction of the coding accuracy and image blur correction apparatus of the encoder accuracy there is a problem of deterioration.

【0007】本発明は、対応点が無いことに起因する動きベクトルの検出誤差の影響を低減し、動きベクトルの検出精度を高めることを目的とする。 [0007] The present invention reduces the influence of the detection error of the motion vector due to the corresponding point is not, intended to enhance the detection accuracy of the motion vector.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明の動きベクトル検出装置は、画像を複数個からなる小領域に分割し、前記小領域ごとに動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、現画面より1画面前の画面には存在せず、 Motion vector detecting device of the present invention, in order to solve the problem] is divided into the sub-area of ​​an image of a plurality, the the motion vector detection apparatus for determining a motion vector for each small region, one screen than the current screen does not exist in front of the screen,
現画面に新たに出現した領域を特定する特定手段と、該特定手段に特定された領域から検出される動きベクトルを無効ベクトルとして排除または軽く評価する評価手段とを有することを特徴とする。 Specifying means for specifying a newly appearing region to the present frame, and having an evaluation unit to eliminate or lightly evaluate the motion vector detected from a specified region in said specifying means as invalid vectors.

【0009】前記特定手段には、新たに出現した領域を特定するために動きベクトルの空間的分布情報を用いるものがある。 [0009] wherein the identifying means is to use a spatial distribution information of a motion vector to identify the newly appearing region. これは、動きベクトルの空間的分布情報として、画面内から同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域を抽出し、抽出した集合領域の移動方向に対して後方の領域を新たに出現した領域として特定するものである。 This is the spatial distribution information of the motion vector, in the same direction a and comparable from the screen size to extract a set area of ​​the motion vector with the rear area with respect to the moving direction of the extracted aggregate area new it is intended to identify a region that appeared. この場合、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、当該動きベクトルの大きさにより決定するもの、画像の濃度を用いて決定するもの、画像を入力する装置に取り付けられたセンサからの信号により検出するものがある。 What this case, a region rearward of the moving direction of the set area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, as determined by the magnitude of the motion vector, determined using the density of the image are those detected by the signal from the sensor attached to the device for inputting an image.

【0010】また、本発明の動きベクトル検出装置は、 [0010] The motion vector detecting device of the present invention,
画像を複数個からなる小領域に分割し、前記小領域ごとに動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、現画面より1画面前の画面には存在せず、現画面に新たに出現した領域を特定する特定手段と、該特定手段に特定された領域の対応点を過去2画面以上に遡って探索し、近似的な動きベクトルを検出する検出手段とを有することを特徴とする。 Is divided into the sub-area of ​​an image of a plurality, the the motion vector detection apparatus for determining a motion vector for each small region, not present in the one screen before the screen than the current screen, the newly appearing region on the current screen specifying means for specifying the corresponding point of the particular region in the identification means searches back over the past two screens, and having a detecting means for detecting an approximate motion vector.

【0011】前記特定手段には、新たに出現した領域を特定するために動きベクトルの空間的分布情報を用いるものがある。 [0011] wherein the identifying means is to use a spatial distribution information of a motion vector to identify the newly appearing region. これは、動きベクトルの空間的分布情報として、画面内から同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域を抽出し、抽出した集合領域の移動方向に対して後方の領域を新たに出現した領域として特定するものである。 This is the spatial distribution information of the motion vector, in the same direction a and comparable from the screen size to extract a set area of ​​the motion vector with the rear area with respect to the moving direction of the extracted aggregate area new it is intended to identify a region that appeared. この場合、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、当該動きベクトルの大きさにより決定するもの、画像の濃度を用いて決定するもの、画像を入力する装置に取り付けられたセンサからの信号により検出するものがある。 What this case, a region rearward of the moving direction of the set area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, as determined by the magnitude of the motion vector, determined using the density of the image are those detected by the signal from the sensor attached to the device for inputting an image. 前記検出手段は、新たに出現する領域の対応点を探索する過去の画面を特定するのに、前記新たに出現する領域を陰蔽していた物体の大きさおよび前記物体の動きベクトルの大きさを用いるものである。 The detecting device, the size of the newly to identify past the screen for searching the corresponding points of the area to emerge, the new motion vector magnitude and the object of the object that was Kage蔽 areas appearing it is to use a.

【0012】 [0012]

【作用】現画面より1画面前の画面には存在せず、現画面に新たに出現した領域(以下、出現領域と記す)を特定手段が検出し、この出現領域から検出される信頼性の低い動きベクトルを評価手段が排除するか軽く評価することにより、信頼性の高い動きベクトルのみを検出するため、対応点が無いことに起因する動きベクトルの検出誤差の影響を低減できる。 [Action] not present in one screen before the screen than the current screen regions emerging to the present frame (hereinafter, referred to as the appearance area) detecting the specific means, the reliability detected from the appearance region lower by evaluation means the motion vector is evaluated lighter or eliminated, in order to detect only reliable motion vectors, it is possible to reduce the influence of the detection error of the motion vector due to the corresponding point is not.

【0013】また、出現領域を特定手段が検出し、この出現領域の対応点を検出手段が過去2画面以上にまで遡って探索して近似的な動きベクトルを検出し、出現領域から検出される信頼性の低い動きベクトルを近代的な動きにベクトルに置き換えることにより、動きベクトルの検出精度を高めることができるため、対応点化が無いことに起因する動きのベクトルの検出誤差の影響を低減できる。 Further, the appearance area detected by the specific means, a corresponding point of the occurrence region detecting means detects an approximate motion vector by searching back to the past more than two screens, is detected from the appearance region by replacing the vector modern motion unreliable motion vectors, it is possible to improve the detection accuracy of the motion vector, it is possible to reduce the influence of the detection error of the motion vector due to the corresponding point of absence .

【0014】 [0014]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明の動きベクトル検出装置の第1実施例を適用した画像振れ補正装置を組み込んだビデオカメラの構成ブロック図である。 [0015] Figure 1 is a first block diagram of a video camera incorporating an image blur correction apparatus is applied an embodiment of a motion vector detection apparatus of the present invention. このビデオカメラは、被写体1を撮影する撮影レンズ2と、例えば2次元CCDからなる撮像素子3と、撮像素子3からの出力信号を保持するサンプルホールド(以下、S/Hと記す) This video camera includes a photographic lens 2 for photographing the subject 1, for example, an imaging device 3 consisting of two-dimensional CCD, a sample-hold for holding the output signal from the imaging device 3 (hereinafter, referred to as S / H)
回路4と、S/H回路4の出力の利得を調整するオートゲインコントロール回路(以下、AGC回路と記す)5 A circuit 4, an automatic gain control circuit for adjusting the gain of the output of the S / H circuit 4 (hereinafter, referred to as AGC circuit) 5
と、AGC回路5の出力をA/D変換するA/D変換器6と、撮像素子3からの色差線順次信号を2水平走査期間だけ遅延させる遅延回路7と、色信号(C)生成回路8と、輝度信号に混入する色信号を除去するためのローパスフィルタ(以下、LPFと記す)10と、輝度信号の高周波成分を強調するエンハンサ11と、ガンマ補正器12と、動きベクトル検出回路13と、特定手段および評価手段として、出現領域の判断を行うマイクロコンピュータ14と、メモリ読み出し制御回路15と、フィールドメモリ(あるいはフレームメモリ)16と、輝度信号と色信号をD/A変換するD/A変換器17と、輝度信号(Y)と色信号(C)の出力端子18とから構成されている。 When an A / D converter 6 to output the A / D conversion of the AGC circuit 5, a delay circuit 7 only delaying two horizontal scanning periods are sequentially signal color difference line from the image pickup device 3, the color signal (C) generating circuit 8, low-pass filter for removing a color signal to be mixed with the luminance signal (hereinafter, referred to as LPF) 10, and emphasize enhancer 11 a high-frequency component of the luminance signal, and a gamma corrector 12, the motion vector detection circuit 13 If, as a specific means and evaluation means, and a microcomputer 14 for determining the occurrence region, the memory read control circuit 15, a field memory (or frame memory) 16, a luminance signal and a color signal converting D / a D / a converter 17, and a luminance signal (Y) and color signal output terminal 18. of (C). LPF10以降の要素は輝度信号処理部を構成する。 LPF10 subsequent elements constituting the luminance signal processing section. 動きベクトル検出回路13は、時空間勾配法に基づく回路で構成してもよいし、マッチング演算に基づく回路で構成してもよいが、本実施例では実時間処理できる検出回路である必要がある。 Motion vector detection circuit 13 may be constituted by a circuit based on a spatio-temporal gradient method, it may be formed by a circuit based on the matching calculation, but must be a detector capable of real-time processing in the present embodiment .

【0016】次に図1のビデオカメラの動作を説明する。 [0016] Next, describing the operation of the video camera shown in FIG. 1. 被写体1は、撮影レンズ2により、撮像素子3上に結像され光電変換される。 Object 1, the photographing lens 2 is focused on the image pickup device 3 is converted photoelectrically. S/H回路4は撮像素子3の出力信号を保持し、引き続きAGC回路5が自動的に信号の利得を制御する。 S / H circuit 4 holds the output signal of the image sensor 3, continue AGC circuit 5 controls the gain of the automatic signal. A/D変換器6はAGC回路5の出力信号をA/D変換する。 A / D converter 6 the output signal of the AGC circuit 5 for converting A / D. 遅延回路7は、撮像素子3 Delay circuit 7, the image pickup device 3
からの色差線順次信号を1H遅延信号と(OH+2H) 1H delayed signal sequentially signal color difference line from the (OH + 2H)
遅延信号に分離し、それぞれ輝度信号処理部10〜18 Separating the delayed signal, respectively the luminance signal processing unit 10 to 18
と色信号生成回路8を送る。 And send a color signal generating circuit 8. 色信号生成回路8では色信号が生成され、メモリ16に記憶される。 Color signal in the color signal generating circuit 8 is generated and stored in the memory 16.

【0017】一方、輝度信号処理部10〜18に送られた信号はまずLPF10に入力される。 Meanwhile, the signal sent to the luminance signal processing unit 10 to 18 is first inputted to the LPF 10. LPF10は、 LPF10 is,
色差順次信号からキャリア成分を除去し、輝度信号分離を行う。 The carrier component is removed from the color difference sequential signal, it performs luminance signal separation. エンハンサ11は、LPF10の出力に対し、 Contrast enhancer 11, the output of the LPF10,
画質向上のための被写体のエッジ等高周波成分を強調する処理を施す。 The process of emphasizing the edge like a high-frequency component of an object for image quality subjected. 通常は、映像信号の2次微分を原信号に付加する。 Usually adds a second-order differential of the video signal to the original signal. ガンマ補正回路12は、エンハンサ11の出力のハイライト部分での飽和を防ぎ、ダイナミックレンジを広げる。 Gamma correction circuit 12 prevents the saturation of the highlight portion of the output of the enhancer 11, widening the dynamic range. 動きベクトル検出回路13は、ガンマ補正器12からの出力から動きベクトルの分布(オプティカルフロー)を検出する。 Motion vector detection circuit 13 detects the distribution of the motion vector (optical flow) from the output from the gamma corrector 12. メモリ16は、輝度信号Yおよび色信号Cを所定時間(本実施例では1フィールド時間)遅延する遅延回路であり、1フィールド前の映像信号を記憶し現フフィールドとの時空間勾配法の演算、あるいは相関演算を可能にする。 Memory 16 is a delay circuit for the luminance signal Y and the chrominance signal C (which one field period in the present embodiment) a predetermined time delay, storing one field video signal before computation of the spatial gradient method when the current full field , or to allow for correlation calculation. マイクロコンピュータ1 The microcomputer 1
4は、動きベクトル検出回路13で検出されるオプティカルフローから、画像の領域分割を行う。 4, the optical flow detected by the motion vector detection circuit 13 performs image segmentation. そして、領域分割の結果とその瞬間の動きベクトルの向きから、出現領域を判断し、この出現領域から検出される動きベクトルを除去、あるいは軽い重み付けを行う。 Then, from the direction of the result and the moment of the motion vector of the region segmentation, to determine the appearance region, removing a motion vector detected from the appearance region, or a light weighting performed. その後、マイクロコンピュータ14は、補正対象となる手振れによる動きベクトルを出力しているブロックを抽出し、その瞬間の補正すべき画像の動き量を演算する。 Thereafter, the microcomputer 14 extracts the block outputs the motion vector due to camera shake the correction object, calculates the movement amount of the moment to be corrected images. メモリ読み出し制御回路15は、マイクロコンピュータ14で計算された最終の動きベクトルを相殺、すなわち補正するようにメモリ16の読み出し位置を制御する。 Memory read control circuit 15, offset the final motion vector calculated by the microcomputer 14, i.e., controls the reading position of the memory 16 so as to correct. 読み出された輝度信号および色信号はD/A変換器17によってアナログ信号に変換され、映像信号出力端子18から出力される。 Read luminance signal and the chrominance signal is converted into an analog signal by a D / A converter 17, it is outputted from the video signal output terminal 18.

【0018】ここで、さまざまな撮影状況時の出現領域の様子を図2〜図4を参照して説明する。 [0018] Here it will be described with reference to FIGS how the appearance region at various shooting conditions. 図2は図面を四角い物体が横切っている様子を示す図である。 Figure 2 is a view showing a state in which crosses rectangular object to the drawings. 図2 Figure 2
(a)に示すように、時刻T i-2の画面右端にある物体21が、順に図2(b),(c),(d)に示すように、時刻T i-1 ,T i ,T i+1と進むにしたがい、左方向へ移動している。 (A), the time T i-2 of the screen on the far right object 21 is sequentially FIG 2 (b), (c) , (d), the time T i-1, T i, in accordance with proceeds T i + 1, it is moving to the left direction. 図2(b)の出現領域22が、1画面前(図2(a))には隠れていて見えなかった領域である。 Appearance region 22 of FIG. 2 (b), is not visible hidden area to the previous screen (FIG. 2 (a)). 物体21の進行方向の長さをd、移動速度をw 1 The traveling direction of the length of the object 21 d, the moving speed w 1
とした。 And the. 出現領域の進行方向の長さW 2は動きベクトルの長さw 1と等しい。 The length in the traveling direction of appearance region W 2 is equal to the length w 1 of the motion vector.

【0019】図3はカメラの一定方向へ同じ速度で継続的に動かした時(いわゆるパンニングやチルティング操作時)の画面の様子を示す図である。 [0019] FIG. 3 is a diagram showing a state of a screen when a continual motion at the same speed to a certain direction of the camera (during so-called panning and tilting operations). 図3(b), FIG. 3 (b), the
(c),(d)に示すように、画面左端には前画面(図3(a))には存在していなかった出現領域31が現れる。 (C), as shown in (d), before the left screen screen (FIG. 3 (a)) appear appearance region 31 that did not exist in.

【0020】図4は、画面中心にある丸い物体を追尾被写体41として追尾撮影しているときの画面の様子を示す図である。 [0020] FIG. 4 is a diagram showing a state of a screen while tracking photography round object in the center of the screen as the tracking subject 41. 追尾被写体41と背景42は相対的に異なる動きとなるため、順に図4(a),(b),(c), For tracking subject 41 and the background 42 to be relatively different motion, sequentially FIG 4 (a), (b), (c),
(d)に示すように、時刻T As shown in (d), the time T i-2 ,T i-1 ,T i ,T i-2, T i-1 , T i, T
i+1と進むにしたがい、追尾被写体41の背後から出現領域43が現れている。 According proceeds i + 1, appearance region 43 has appeared from behind the tracked object 41. また、同時に画面左端からもカメラの振りに応じて出現領域44が現れている。 Further, appearance region 44 in accordance with the swing of the camera has appeared from the left end of the screen at the same time.

【0021】次にマイクロコンピュータ14内で行われる動きベクトルの信頼性評価の仕方を図5を参照して詳細に説明する。 [0021] Then how the reliability evaluation of a motion vector performed by the microcomputer within 14 with reference to FIG. 5 will be described in detail.

【0022】図5は画像信号の入力からその瞬間の出現領域判断までの流れを示す図である。 [0022] FIG. 5 is a diagram showing the flow from the input image signal until the instant appearance region determination. 図5(a)は入力画像を示す図であり、被写体51となる自動車を追尾撮影しているときの1コマである。 5 (a) is a diagram showing an input image, which is one frame when on-tracking photographing automobiles being an object 51. 本実施例は、当該入力画像を縦12個、横16個のブロックに分割し、各ブロックごとに動きベクトルを検出する。 This embodiment, the input vertical 12 images, horizontal 16 is divided into blocks, detecting a motion vector for each block. 図5(b)は各ブロックごとに動きベクトルを検出した結果を示している。 FIG. 5 (b) shows the result of the motion vector is detected for each block. このような動きベクトルの分布図を一般にオプティカルフロー図と呼ぶ。 Generally referred to as optical flow diagram the distribution diagram of the motion vector. 図5(b)では、同方向でかつ同じ程度の大きさを持つ動きベクトルの集合分布から、画面中央部と周辺部の2つの異なる動きをしている領域が存在していることがわかる。 In FIG. 5 (b), from a set distribution of motion vectors with large enough and in the same direction the same, it can be seen that areas that two different movements of the screen central portion and the peripheral portion are present. そして、これら2つの領域の進行方向後方で対応点ミスに起因する信頼精度の低い動きベクトルが検出されている。 Then, a low motion vector reliability accuracy due to corresponding points mistakes traveling direction behind the two regions is detected. 本実施例では、これら2つの領域が動きベクトルの空間的分布情報として抽出される。 In this embodiment, these two regions are extracted as the spatial distribution information of the motion vector. 図5(c)は図5(b)のオプティカルフロー図から出現領域を抽出した結果を示す図である。 Figure 5 (c) is a diagram showing a result of extracting appearance region from the optical flow diagram of FIG. 5 (b). マイクロコンピュータ14では、抽出された領域52,53から検出された動きベクトルを除去するか、他と比較して相対的に軽い重み付けを評価することにより、その後の処理に与える悪影響を抑制する。 The microcomputer 14, or to remove the detected motion vector from the extracted regions 52 and 53, by evaluating the relative light weight as compared to other, suppress the adverse effects on subsequent processing. なお、出現領域52, It should be noted that the appearance region 52,
53の広さは、直前の画面で出現領域52,53を隠蔽していた物体の移動速度に直接依存している。 Size of 53 is directly dependent on the movement speed of the object which has been concealed appearance region 52 and 53 in the previous screen. 被写体5 Subject 5
1がゆっくりと動いている場合には、出現領域52,5 When one is moving slowly, appearance region 52,5
3が小さく、ほとんど出現領域52,53による動きベクトルの精度劣化は問題にならないが、被写体51が高速に動いているときには、出現領域52,53が大きくなるため、出現領域52,53による動きベクトルの精度劣化の影響が増大する。 3 is small, although the accuracy deterioration of a motion vector by most appearance region 52, 53 no problem, when the object 51 is moving at high speed, because the appearance region 52 and 53 is increased, the motion due to appearance region 52 vector the influence of the accuracy deterioration is increased. 図5(c)の例では、連続する画像間での被写体51の動き量が、ちょうど動きベクトルを検出する単位ブロックの横幅と等しいので、出現領域52,53の幅も1ブロックの幅と決定される。 In the example of FIG. 5 (c), determining the movement amount of the object 51 between successive images, exactly it is equal to the lateral width of the unit block for detecting a motion vector, the width of appearance region 52 and 53 the width of one block and It is. 出現領域が動きベクトルを検出する単位領域であるブロックにまたがる場合には、移動物体と当該出現領域の境界が明確でない。 Appearance region is a unit area for detecting a motion vector in the case that spans block boundary of the moving object and the appearance region is not clear. この場合には、出現領域から検出される動きベクトルが相対的に低く評価されるように移動体の先頭部から後方部にかけて下降する重み付けをつけた評価をすればよい。 In this case, it is sufficient from the beginning portion of the moving body as the motion vector detected from the appearance region is evaluated relatively lower evaluation with a weighting that drops to the rear portion. マイクロコンピュータ14は、さらに出現領域を除去して残った動きベクトルの分布から、手振れ補正したい領域(防振領域)を選択し、当該防振領域内の動きベクトルから、補正ベクトルを演算する。 The microcomputer 14 further from the distribution of the remaining motion vectors by removing the appearance region, select the region (vibration-isolating range) to be camera shake correction, the motion vector of the anti-vibration area, calculates the correction vector. 動きベクトルから防振領域を抽出する手法としては、各ブロックごとの動きベクトルの時間方向加算法がある(特開平2−117276号公報参照)。 As a method of extracting a vibration-isolating range from the motion vector, there is a time direction addition method of the motion vector of each block (see Japanese Patent Laid-Open No. 2-117276).

【0023】メモり読み出し制御回路15は、マイクロコンピュータ14により求められた補正ベクトルデータを用いてメモリ16からの画像読み出し位置を決定し、 The memory read control circuit 15 determines an image reading position from the memory 16 by using the correction vector data obtained by the microcomputer 14,
不快な手振れ成分を補正した画像を出力端子18より出力する。 Output from the output terminal 18 an image obtained by correcting the unpleasant hand shake component.

【0024】第1実施例では、出現領域の広さをその出現領域を隠蔽していた物体の動きベクトルの大きさに応じて決めたが、出現領域の境界判断には時系列に連続な画像間の濃度差を使ってもよい。 [0024] In the first embodiment, although determined according the size of the appearance region to the size of the motion vector of the object that was concealed its appearance region, continuous time series in the boundary determination of appearance region image concentration difference between may also be used. 以下、図6を参照して原理を説明する。 Hereinafter, to explain the principles with reference to FIG.

【0025】図6(a)は物体エッジ61が右方向へ移動しているところを示している。 [0025] FIG. 6 (a) shows the place where the object edge 61 is moving to the right. 図中Aは1画面前のエッジ61の立ち上がり点(始点)、Bは1画面前のエッジ61の立ち下がり点(終了点)、Cは現画面のエッジ61の立ち上がり点(始点)、Dは現画面のエッジ61 A in the figure is rising point of one screen before the edge 61 (the starting point), B is one screen before the falling point of the edge 61 (end point), C is the rising point of the edge 61 of the current screen (start point), D is edge of the current screen 61
の立ち下がり点(終了点)である。 A falling point of the (end point). エッジ61は画像内の異なる物体の境界をモデル化したものである。 Edge 61 is obtained by modeling the boundaries of different objects in the image. 図6 Figure 6
(b)は同図(a)に示された2つのエッジ61の濃度差を表している。 (B) represents the density difference between the two edges 61 shown in the diagram (a). 画像が微小量平行移動したときの濃度差は、画像の1次微分に相当するので、エッジ61のような高周波成分の高いところでは濃度差の変化が大きく、この濃度差から容易にエッジの検出ができる。 Density difference when the image is moved a small amount parallel, it is equal to 1 derivative image, large changes in the density difference at high frequency components such as edges 61, easily detected edge from the density difference can. そこで、動きベクトルで明らかとなった移動体の後方で、画像間の濃度差が大きい領域を求めれば、出現領域62を特定できる。 Therefore, behind the moving object revealed by the motion vector, by obtaining the area density difference between images is large, identifiable appearance region 62. 図6(b),(d)では、AC間で斜線で示した領域が出現領域62となっており、出現領域62 FIG. 6 (b), the has a region appearance region 62 shown by diagonal lines between the (d) In, AC, appearance region 62
から検出された動きベクトルを無効とする。 To invalidate the detected motion vector from. BC間はエッジ61の動き量が大きくなると出現領域62となっていく領域である。 BC between is a region going a motion amount of the edge 61 becomes large as the appearance area 62. 図6(b)で示すように、C点が移動体に対してB点より後方にある場合には新たな領域の出現はないが、図6(D)で示すように、エッジの動き量が大きくなりC点がB点より前方にある場合には、BC As shown in FIG. 6 (b), but not the emergence of a new area if the C point is behind the point B to the mobile, as shown in FIG. 6 (D), the edge of the motion amount If the increased and point C is in front of the point B, BC
間も出現領域62となる。 Between even the appearance region 62. したがって、BC間の出現領域62から検出された動きベクトルは軽い評価付けを行い、動きベクトルの誤差を抑制する。 Therefore, the motion vector detected from the appearance region 62 between the BC performs light evaluation with suppresses the error of motion vectors. なお、本実施例では、時系列に連続な画像間の濃度差(時間方向)を用いて物体の境界検出を行ったが、1枚の画像内で近接する画素の濃度差(空間方向)を求めて境界検出してもよい。 In this embodiment, when the concentration difference between successive images in time series were subjected to object boundaries detected using a (time direction), the density difference of adjacent pixels in one image (spatial direction) it may be boundary detection asking. 図7(a)〜(d)は、エッジ71が右方向へ移動しているときの画面ごとのエッジの1次微分の様子を示しており、見方は図6と同じである。 Figure 7 (a) ~ (d) shows the state of the first derivative of the edges of each screen when the edge 71 is moving to the right, view is the same as FIG. この場合、常にエッジ71の立ち上がり点A、点Cの間が出現領域72となっている。 In this case, always rising point of the edge 71 A, is between points C and has a appearance region 72.

【0026】前記各実施例では、いずれも出現領域の広さを求めるのに画像データ処理に基づく手法で求めたが、図3で示されるようなカメラの振りに起因する出現領域の広さは、カメラに取り付けられたセンサ(不図示)からの信号を用いて求めてもよい。 [0026] in each of the foregoing embodiments, although obtained by the method either based on the image data processing to determine the extent of appearance region, size of the occurrence area caused by camera shake, such as shown in Figure 3 it may be obtained by using a signal from the sensor attached to the camera (not shown). このセンサで検出されるカメラの動き量を、撮影レンズの焦点距離に応じて、撮像面上での動き量に変換すればよい。 The movement amount of the camera detected by the sensor, in accordance with the focal length of the taking lens, may be converted into the motion amount on the imaging surface.

【0027】出現領域からは正しい動きベクトルを検出することはできないが、新規に出現してきた領域の対応点を過去2画面以上に遡って探索し、近似的に動きベクトルを求めることはできる。 [0027] Although it is impossible to detect the correct motion vector from appearance region, searching back through the corresponding points of the region which have appeared new over the past two screens, it is approximately possible to find the motion vector. 図8を参照して原理を説明する。 Explaining the principle with reference to FIG.

【0028】図8は画面中を丸い被写体81が左方向へ平行移動しているところを示している。 [0028] Figure 8 shows a place where the screen during a round object 81 is parallel moved in the left direction. 図8(d)に示す時刻T i+1の出現領域82は、図8(a)に示す3画面遡った時刻T i-2の画面中に対応点83があるので、 Appearance region 82 at time T i + 1 shown in FIG. 8 (d), there is a corresponding point 83 in the three screens predated the time T i-2 screen shown in FIG. 8 (a),
3画面分の動き量を求めることができる。 It can be obtained motion amount of 3 screens. 当該3画面分の動き量を3で割れば、近似的に時刻T i+1の出現領域82の動き量を求めることができる。 Dividing the motion amount of the 3 screens 3, it is possible to obtain a motion amount of approximately time T i + 1 of appearance region 82. 遡る画像の枚数は、動きベクトルから認識される移動体の移動速度と被写体81の大きさでおおよそ決まる。 Number of dates back image is roughly determined by the size of the moving speed and the object 81 of the moving object is recognized from the motion vector. 被写体81の進行方向のサイズをd、動きベクトルの大きさおよび出現領域82の進行方向の長さをwとすれば、時刻T i+1の出現領域の対応点は、下式で表される時刻に遡ればよい。 If the traveling direction size of the object 81 d, the magnitude and direction of travel of the length of the appearance region 82 of the motion vector and w, the corresponding point of the appearance regions of the time T i + 1 is represented by the following formula it may be traced back to the time.

【0029】T=(d+w)/w 例えば、d=2wの関係にある場合、T=3となり、3 [0029] T = (d + w) / w For example, if you are in a relationship of d = 2w, T = 3, and the 3
画面遡ればよいことがわかる。 It can be seen that may be traced back screen. ただし、本実施例は過去の画像を複数枚記憶しておく必要がある。 However, the present embodiment it is necessary to plural storing previous image.

【0030】 [0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、画像から検出された動きベクトル分布から、前画面にはなく現画面い新たに出現した領域を容易に判断し、出現領域から検出される誤った動きベクトルを排除することができる。 The present invention described above, according to the present invention is accidentally from the detected motion vector distribution from the image, the previous screen and easily determine the current screen have newly appearing region not to be detected from the appearance region motion vector can be eliminated. また、出現領域の対応点を過去2画面以上遡って見つけることにより近似的に動きベクトルを求めることができる。 Further, it is possible to obtain approximately the motion vector by finding retroactively corresponding points appearance region past two or more screens. これにより、従来、画像の出現・隠蔽に起因する信頼性の低い動きベクトルにより著しい精度劣化を受けていた動画像符号化装置や画像振れ補正装置等の精度を向上する効果がある。 Thus, conventionally, there is an effect of improving the accuracy of the moving image such as a coding apparatus and an image blur correction apparatus that has received a significant deterioration in accuracy by unreliable motion vectors caused by the emergence-concealment of the image.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の動きベクトル検出装置の一実施例を示すブロック図である。 1 is a block diagram showing an embodiment of a motion vector detection apparatus of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は出現領域が出現する様子を示す図である。 Figure 2 (a) ~ (d) are views showing how the appearance region appears.

【図3】(a)〜(d)はパンニング操作時の出現の様子を示す図である。 FIG. 3 (a) ~ (d) is a diagram showing the state of the appearance at the time of panning operation.

【図4】(a)〜(d)は追尾撮影動作時の出現の様子を示す図である。 FIG. 4 (a) ~ (d) is a diagram showing the state of the appearance at the time of tracking photographing operation.

【図5】(a)〜(c)は入力画像から出現領域を抽出するまでの流れを示す図である。 [5] (a) ~ (c) is a diagram showing a flow until extracting the appearance region from the input image.

【図6】(a)〜(d)はエッジの動きとその濃度差(時間方向)を表す図である。 6 (a) ~ (d) is a diagram showing the motion and its density difference edge (time direction).

【図7】(a)〜(d)はエッジの動きとその濃度差(空間方向)を表す図である。 7 (a) ~ (d) is a diagram showing the motion and its density difference of the edge (spatial direction).

【図8】対応点を過去に遡って探索する方法の説明図である。 8 is an explanatory view of a method of searching back to corresponding points in the past.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 被写体 2 撮影レンズ 3 撮像素子 4 S/H回路 5 AGC回路 6 A/D変換器 7 遅延回路 8 色信号生成回路 10 ローパスフィルタ 11 エンハンサ回路 12 ガンマ補正回路 13 動きベクトル検出回路 14 マイクロコンピュータ 15 メモリ読み出し制御回路 16 フィールドメモリ 17 A/D変換器 18 映像信号出力端子 1 subject 2 taking lens 3 imaging element 4 S / H circuit 5 AGC circuit 6 A / D converter 7 a delay circuit 8 color signal generating circuit 10 the low-pass filter 11 enhancer circuit 12 gamma correction circuit 13 motion vector detecting circuit 14, the microcomputer 15 memory read control circuit 16 field memories 17 A / D converter 18 the video signal output terminal

Claims (13)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 画像を複数個からなる小領域に分割し、 [Claim 1] by dividing the image into small regions comprising a plurality,
    前記小領域ごとに動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、 現画面より1画面前の画面には存在せず、現画面に新たに出現した領域を特定する特定手段と、 該特定手段に特定された領域から検出される動きベクトルを無効ベクトルとして排除または軽く評価する評価手段とを有することを特徴とする動きベクトル検出装置。 In the motion vector detection apparatus for determining a motion vector for each of the small areas, not present in the one screen before the screen than the current screen, specifying means for specifying the newly appearing region on the current screen, it is specified in the specifying means motion vector detecting apparatus characterized by comprising an evaluation means to eliminate or lightly evaluate the motion vectors as invalid vectors detected from the area.
  2. 【請求項2】 前記特定手段は、新たに出現した領域を特定するために動きベクトルの空間的分布情報を用いるものである請求項1記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said specifying means, newly appearing region motion to determine the motion vector detecting apparatus according to claim 1, wherein is to use a spatial distribution information of the vector.
  3. 【請求項3】 前記特定手段は、動きベクトルの空間的分布情報として、画面内から同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域を抽出し、抽出した集合領域の移動方向に対して後方の領域を新たに出現した領域として特定するものである請求項2記載の動きベクトル検出装置。 Wherein the specifying unit, the spatial distribution information of the motion vector, and extracts a set area of ​​the motion vectors from the screen with a and the same order of magnitude in the same direction, the moving direction of the extracted set area motion vector detecting apparatus according to claim 2, wherein an expression which specifies a newly appearing region behind the region against.
  4. 【請求項4】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、当該動きベクトルの大きさにより決定するものである請求項3記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said specifying means, wherein the rear area with respect to the moving direction of the collection area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude is to determine the size of the motion vector motion vector detecting device of claim 3, wherein.
  5. 【請求項5】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、画像の濃度を用いて決定するものである請求項3記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said identification means, claim a rear area with respect to the moving direction of the collection area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, but be determined using the density of the image 3 motion vector detection device according.
  6. 【請求項6】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、画像を入力する装置に取り付けられたセンサからの信号により検出するものである請求項3記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said specifying means, a signal of a region rearward of the moving direction of the set area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, from a sensor attached to the device for inputting an image motion vector detecting apparatus according to claim 3, wherein in order to detect the.
  7. 【請求項7】 画像を複数個からなる小領域に分割し、 7. A dividing an image into small regions comprising a plurality,
    前記小領域ごとに動きベクトルを求める動きベクトル検出装置において、 現画面より1画面前の画面には存在せず、現画面に新たに出現した領域を特定する特定手段と、 該特定手段に特定された領域の対応点を過去2画面以上に遡って探索し、近似的な動きベクトルを検出する検出手段とを有することを特徴とする動きベクトル検出装置。 In the motion vector detection apparatus for determining a motion vector for each of the small areas, not present in the one screen before the screen than the current screen, specifying means for specifying the newly appearing region on the current screen, it is specified in the specifying means area of ​​the corresponding point searched by going back to the past more than two screens, the motion vector detecting apparatus characterized by having a detecting means for detecting an approximate motion vector.
  8. 【請求項8】 前記特定手段は、新たに出現した領域を特定するために動きベクトルの空間的分布情報を用いるものである請求項1記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said specifying means, newly appearing region motion to determine the motion vector detecting apparatus according to claim 1, wherein is to use a spatial distribution information of the vector.
  9. 【請求項9】 前記特定手段は、動きベクトルの空間的分布情報として、画面内から同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域を抽出し、抽出した集合領域の移動方向に対して後方の領域を新たに出現した領域として特定するものである請求項8記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said identification means is a spatial distribution information of the motion vector, and extracts a set area of ​​the motion vectors from the screen with a and the same order of magnitude in the same direction, the moving direction of the extracted set area motion vector detecting apparatus according to claim 8, wherein an expression which specifies a newly appearing region behind the region against.
  10. 【請求項10】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、当該動きベクトルの大きさにより決定するものである請求項9記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said specifying means, wherein the rear area with respect to the moving direction of the collection area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude is to determine the size of the motion vector motion vector detection apparatus of claim 9, wherein.
  11. 【請求項11】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、画像の濃度を用いて決定するものである請求項9記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said identification means, claim a rear area with respect to the moving direction of the collection area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, but be determined using the density of the image 9 motion vector detection device according.
  12. 【請求項12】 前記特定手段は、同方向でかつ同程度の大きさを持つ動きベクトルの集合領域の移動方向に対して後方の領域を、画像を入力する装置に取り付けられたセンサからの信号により検出するものである請求項9 12. The identification unit, the signal of the rear area with respect to the moving direction of the collection area of ​​the motion vector having the same direction a and in the same order of magnitude, from a sensor attached to the device for inputting an image and it detects the claims 9
    記載の動きベクトル検出装置。 The motion vector detection device according.
  13. 【請求項13】 前記検出手段は、新たに出現する領域の対応点を探索する過去の画面を特定するのに、前記新たに出現する領域を陰蔽していた物体の大きさおよび前記物体の動きベクトルの大きさを用いるものである請求項7記載の動きベクトル検出装置。 Wherein said detecting means comprises a region which appears newly to identify past screens for searching for a corresponding point, the newly object was Kage蔽 areas appearing magnitude and of the object motion vector detecting apparatus according to claim 7, wherein is to use a size of the motion vector.
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