JPH0750771A

JPH0750771A - ビデオカメラの自動映像安定化装置

Info

Publication number: JPH0750771A
Application number: JP5322708A
Authority: JP
Inventors: Han Jung; ハンヂォン; Ho-Sang Park; 浩相朴; Young-Man Kim; 栄萬金; Seung-Pyo Hong; 承杓洪; Ki-Won Kim; 基元金
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1992-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 1995-02-21
Also published as: DE4343698A1; KR960014831B1; GB2275842B; DE4343698C2; KR940017740A; GB9326006D0; GB2275842A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は撮像の際、手の震えによる映像の揺
れを自動的に補正することのできるカムコーダーの自動
映像安定化装置に関する。【構成】本発明の装置は、映像信号をデジタル値に変
換させるＡ／Ｄ変換器25、変換されたデジタル映像信号
を記憶させてズーミング処理するメモリ及びズーミング
処理部27、変換されたデジタル信号のノイズを除去して
近接した各々の画素のエッジ値を検出してエッジ値の最
大の点を代表点として動きベクターを検出する動きベク
ター検出器26、そして動きベクター信号を受信して手の
震えによる動き信号である場合にメモリ及びズーミング
処理部27にストックされた映像デジタルデータを補正す
るように制御する制御部29を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラに関し、
特に撮影の際、手の震えによる映像の振れを自動的に補
正するこのとできるビデオカメラの自動映像安定化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のビデオカメラの映像安定化装置
は、図１のように余分領域(2) と、走査領域(3) と、画
面領域(4) に区分され、走査領域(3) 程だけ映像信号を
読み込む撮像部(1) と、撮像部(1) の出力信号を処理す
る信号処理器(5) と、信号処理器(5) の動き成分を検出
して、フィードバック方向と順方向に出力する動き検出
器(6) と、信号処理器(5) の出力側に接続して走査領域
(3) の映像信号をストックするバッファーメモリ(7)
と、動き検出器(6) のフィードバック方向信号の入力を
受けて走査領域(3) を制御する走査領域制御器(8) と、
走査領域制御器(8) により駆動されて走査領域(3) を変
えることにより概略的な動き補正をする撮像部駆動器
(9) と、動き検出器(6) の順方向信号の入力を受けてバ
ッファーメモリ(7) にストックされた走査領域(3) の映
像信号を補正して出力するように制御するメモリ制御器
(10)を含めて構成する。

【０００３】このように構成された従来の映像安定化の
動作は次の通りである。

【０００４】先ず、撮像部(1) で走査領域(3) に入力さ
れた映像信号を信号処理器(5) を介してバッファーメモ
リ(7) にストックする。

【０００５】これと共に信号処理器(5) の信号が動き検
出器(6) に入力されて動き成分を検出するための相関関
係計算を行う。

【０００６】このときの相関関係計算は、図２のように
撮像素子(11)の垂直と水平方向エッジ信号(12)(13)の２
次元映像を１次元に減らしたエッジデータで投射させ
て、動き検出器(6) の詳細図として示した図３のように
１ビットラインメモリ(14)に各々記憶させる。また、減
少したエッジデータは、１フィールド期間の間ラインメ
モリ(15)まで遅延され、動き成分は遅延されていないラ
インメモリ(14)の現在のフィールドデータと遅延された
ラインメモリ(15)の以前のフィールドデータの相関関係
が相関関係計算部(16)を通じて計算される。

【０００７】このようにして求められた動き成分はメモ
リ制御器(10)に入力されて走査領域(3) の映像信号をス
トックしているバッファーメモリ(7) の行／列のアドレ
ス位置を動き量だけ補償させて選択することにより安定
した映像信号を出力した。

【０００８】また、従来の他の実施例として図４のよう
な松下（Matsushita）社の映像安定化システムを挙げる
ことができるが、このシステムは入力される映像信号の
バンド成分を抽出するプレーフィルター(17)と、フィー
ルド間の動き成分が記憶される以前の代表値メモリ部(1
9)と、前記プレーフィルター(17)と以前代表値メモリ部
(19)の相関関係を計算する相関関係計算部(20)と、相関
関係計算部(20)の出力側に接続されて４分面で動き成分
を検出する最大相関関係制御部(21)を含む動き成分検出
器(22)を備え、前記動き成分検出器(22)の出力を受けて
ビデオカメラの動きを最も良く現す一つの動き成分だけ
を選択するマイクロコンピュータ(23)と、入力される映
像信号とマイクロコンピュータ(23)の制御を受け、動き
成分を補正して出力するフィールドメモリ(24)を含む。

【０００９】このような図４の実施例の作動を説明する
と次の通りである。

【００１０】即ち、入力映像信号は、動き成分検出器(2
2)とフィールドメモリ(24)に各々入力されて動き成分検
出器(22)に入力された映像信号はバンド成分抽出フィル
ターのプレーフィルター(17)を経てフィールド間の動き
成分がレプレゼンターティブポイントマッチング（Repr
esentative Point Matching ）技法を用いて計算され
る。

【００１１】ここで、プレーフィルター(17)にはノイズ
と映像信号で不要な高周波成分を抑制するための直列に
連結された後、ローパスフィルター（LPF ）と、映像補
償のためのハイパスフィルター（HPF ）が用いられる。

【００１２】なお、前記レプレゼンターティブポイント
マッチング計算は、以前の代表値メモリ部(19)に入力さ
れる一つのフィールドの映像信号で図５のように四つの
４分面で各々３０個の定められた代表点位置での映像デ
ータをストックする。

【００１３】このような、以前の画面の一つのフィール
ドの代表値と現画面の一つのフィールドの映像信号値が
相関関係計算部(20)と最大相関関係制御部(21)を経て四
つの４分面での動き成分で各々検出されてマイクロコン
ピュータ(23)で入力される。

【００１４】従って、マイクロコンピュータ(23)では入
力された四つの動き成分の中で、ビデオカメラの動きを
最も良く現す一つの動き成分だけを選んで、この動き成
分でフィールドメモリ(24)にストックされた映像信号値
のアドレス位置を調節して動き値が補正された安定な映
像を出力させる。

【００１５】しかし、前記のような従来の動き補正シス
テムにおいては、次のような欠点がある。

【００１６】１）動きベクターをより一層正確に探す
ためには膨大なハードウェアが必要であり、ハードウェ
アを減らした場合、やや不正確な動きベクターが検出さ
れる。特に松下社の動き成分検出方法はやや正確ではあ
るが１２０個の代表点との相関関係を計算しなければな
らないため、多量のハードウェアが必要である。

【００１７】２）固定された代表点でのデータで、相
関関係を計算するため、より一層確実な映像情報を有す
る点を逃しやすい。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、可変
的な１６個の代表点を選択して動き成分を正確に探すこ
とのできる装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の自動映像安定化装置は入力映像信号をデジ
タル値に変換させるＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）手段
と；変換されたデジタル映像信号を記憶させ、ズーミン
グ処理するメモリ及びズーミング手段と；変換されたデ
ジタル信号のノイズを除去して近接した各々の画素のエ
ッジ値を検出してエッジ値の最大の点を代表点として動
きベクターを検出する動きベクター検出手段と；動きベ
クター信号を受信して手の震えによる動き認識かパンニ
ングによる動き認識かを判定して、手の震えによる動き
信号である場合、メモリでストックされた映像デジタル
データを補正するように制御する制御手段を含む。

【００２０】

【作用】このように構成された本発明のシステムにおい
て、入力されるアナログ映像信号はＡ／Ｄ変換手段によ
りデジタル映像信号に変換された後、メモリ及びズーミ
ング処理手段によりストック及びズーミング処理され
る。前記デジタル映像信号が動きベクター検出手段に入
力され処理されることにより動きベクターが検出され
る。制御手段は、検出された動きベクター信号により手
の震えによる動きであるか、パンニングによる動きであ
るかを判定し、手の震えによる動きと判定されたとき、
メモリ及びズーミング処理手段を制御してデジタル映像
信号を安定化された映像に補正するようになる。

【００２１】

【実施例の詳細な説明】図６は本発明の自動映像安定化
装置の一実施例を示すブロック図である。この実施例の
装置は入力されるアナログ映像信号をデジタル値に変換
させるＡ／Ｄ変換器(25)と、Ａ／Ｄ変換器(25)のデジタ
ル値により動きベクターを検出する動きベクター検出器
(26)と、前記Ａ／Ｄ変換器(25)のデジタル値を記憶させ
てズーミング処理するメモリ及びズーミング（Zooming
）処理部(27)と、前記動きベクター検出器(26)の出力
をメモリ制御器(29)に伝達されるように制御するマイク
ロコンピュータ(28)と、マイクロコンピュータ(28)の制
御により動き情報の伝達を受けてメモリ及びズーミング
処理部(27)の映像データアドレス位置を調節するメモリ
制御器(29)と、メモリ及びズーミング処理部(27)のデジ
タル信号をアナログ信号に変換させて安定化した映像を
出力するＤ／Ａ変換器(30)を備える本発明の一実施例に
よる自動映像安定化装置を示す。

【００２２】前記メモリ及びズーミング処理部(27)は、
映像信号を記憶させるフィールドメモリ(31)と、動きを
補償させるための映像部分だけで全画面に出力されるよ
うにデジタルズーム処理するズーミング部(32)で構成さ
れ、動きベクター検出器(26)はＡ／Ｄ変換器(25)のデジ
タル信号のノイズを除去するフィルター(33)と、両領域
間のエッジを検出するため特別な形態のマスク処理をす
るマスク処理部(34)と、マスク処理部(34)に連結されて
動き成分を検出するための代表値を決める以前の代表点
検出部(35)と、前記マスク処理部(34)と以前の代表点検
出部(35)の相関関係を計算して動き成分を出力させる相
関関係計算部(36)で構成される。

【００２３】かかる構成の本発明は映像信号の入力され
るとＡ／Ｄ変換器(25)を経てデジタル信号に変換された
後、メモリ及びズーミング処理部(27)のフィールドメモ
リ(31)に記憶されると共に、動きベクター検出器(26)の
フィルター(33)を経てノイズが除去されれる。

【００２４】この時、フィルター(33)はローパスフィル
ターを用い、下記のような平均フィルター原理を利用す
る。

【００２５】即ち、３×３の領域に対する平均フィルタ
ー係数の行列は、

【数１】出力される新しい映像行列での中心画素値＝（ｆ_1,1×
Ｐ_1,1）＋（ｆ_2,1×Ｐ_2,1）＋・・・＋（ｆ_3,3×Ｐ
_3,3）ここでｆｉ、ｊは係数行列、Ｐｉ、ｊは入力映像データ
である。

【００２６】このようにフィルター(33)で映像データが
出力されると代表値を求めるため特別な形態のマスクを
通過するようになる。

【００２７】即ち、マスク処理部(34)を介して図７での
ように定義された領域で代表点を検出するとき、重要な
エッジ結果を出力するようになる。

【００２８】この時、水平、垂直方向の周辺の画素と輝
度値処理を加えた値をその位置でのエッジ値として定め
る。

【００２９】このようにして求められたエッジデータは
以前の代表点検出部(35)を介して動き成分を検出するた
めの代表値を決めるようになる。

【００３０】例えば、図７（イ）に示されたように１６
個の部分に分けられた領域でエッジ値が最も大きい点を
代表点に定める。

【００３１】ここで、１６個の部分の間に余裕をおいた
のは各領域での動き成分検出のため探索の際、隣接部分
とのデータ重複を避けるためである。

【００３２】前記以前の代表点検出部(35)で出力された
以前の画面の代表点とマスク処理部(34)の現在の画面の
エッジデータが相関関係計算部(36)で図７の（ロ）のよ
うに１６個の各代表点周辺を動き成分検出のための探索
領域として代表点と探索領域内のエッジ値との相関関係
を計算する。

【００３３】そして、１６個部分に対して相関関係を求
めた値を合算して最小になる位置ベクターが動き成分に
なってマイクロコンピュータ(28)に入力される。

【００３４】かかる、マイクロコンピュータ(28)の動作
を図８を参照して説明する。

【００３５】即ち、動きベクター検出器(26)で検出され
た代表点の相関関係を利用した動きベクター値である動
き成分（ｉ、ｊ）値はＳ1 段階で各１０個のフレームで
抽出された動き成分としてストックされる。

【００３６】そうするとＳ2 段階で動き成分の真偽を判
定して誤って検出された動き成分である場合はＳ3 段階
のように前フレームの動き成分のようになり正しい動き
成分であればＳ4 段階のようにその値が動き成分とな
る。

【００３７】次にＳ5 段階で各々再びストックされた１
０個の動きベクターはＳ6 段階でパンニング判定を行
う。若し、使用者による故意のカメラ移動であると、Ｓ
7 段階でのように動きベクター値が０になり、手の震え
による動きであればＳ8 段階でのように動きベクター値
として認識される。

【００３８】また、Ｓ9 段階でパンニング判定に従って
動き成分により映像を中央に補償させて補償値を出力す
る。

【００３９】このようにマイクロコンピュータ(28)で補
償値を出力するとメモリ制御器(29)でフィールドメモリ
(31)のアドレスを制御して補償領域の画面を出力する。

【００４０】従って、メモリ及びズーミング処理部(27)
のズーミング(32)では図９のように動きを補償させるた
めの映像信号だけをもって全体の画面に出力されるよう
にデジタルズーム処理をした後、Ｄ／Ａ変換器(30)を経
てアナログ映像信号として出力される。

【００４１】

【発明の効果】以上で説明したように本発明は、簡単な
ハードウェア構成でもっと正確な動き成分を検出して手
の震えによる揺れる映像を安定化した映像で補正して出
力することのできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の二重映像安定化装置のブロック図であ
る。

【図２】従来の映像信号の投射を示す図面である。

【図３】従来の動き検出器の一実施例を示す図面であ
る。

【図４】従来の映像安定化装置の他の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図５】動きベクター検出領域を説明するための図面で
ある。

【図６】本発明の自動映像安定化装置のブロック図であ
る。

【図７】本発明による代表点検出領域と動きベクター検
出のための探索領域の図面である。

【図８】本発明による動作フロー図である。

【図９】本発明によるズーミング処理を説明するための
図面である。

【符号の説明】

(25)：Ａ／Ｄ変換器 (26)：動きベクター検出器 (27)：メモリ及びズーミング処理部 (28)：マイクロコンピュータ (29)：メモリ制御器 (30)：Ｄ／Ａ変換器 (31)：フィールドメモリ (32)：ズーミング部 (33)：フィルター (34)：マスク処理部 (35)：以前の代表点検出部 (36)：相関関係計算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金栄萬大韓民国京畿道水原市勸善区仁渓洞韓信アパート103−1107 (72)発明者洪承杓大韓民国京畿道水原市遠川洞72−41 (72)発明者金基元大韓民国京畿道城南市太平２洞3307−118

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力される映像信号をデジタル値に変換
させるＡ／Ｄ変換手段と；前記変換されたデジタル映像
信号を記憶させてズーミング処理するメモリ及びズーミ
ング処理手段と；前記変換されたデジタル映像信号をノ
イズを除去して近接した各々の画素のエッジ値を検出し
てエッジ値が最大の点を代表点として動きベクターを検
出する動きベクター検出手段と；そして前記動きベクタ
ー検出手段の動きベクター信号の伝達を受けて手の震え
による動きであるかパンニングによる動きであるかを判
定して手の震えによる動き信号であるとき、前記メモリ
及びズーミング処理手段にストックされた映像デジタル
データを補正するように制御する制御手段を含むことを
特徴とするビデオカメラの自動映像安定化装置。
【請求項２】前記メモリ及びズーミング処理手段が、
デジタル値に変換された映像信号を記憶させるフィード
ルメモリと；そして前記フィードルメモリに連結されて
動きを補償させるための映像部分だけで全画面に出力さ
れるようにデジタルズーム処理をするズーミング手段を
含むことを特徴とする請求項１記載のビデオカメラの自
動映像安定化装置。
【請求項３】前記動きベクター検出手段が、デジタル
変換された映像信号のノイズを除去するフィルターと；
このフィルターの出力側に接続されて両領域間のエッジ
を検出するためのマスク処理をするマスク処理手段と；
このマスク処理手段の出力側に接続されて動き成分を検
出するための代表値を決める以前の代表点検出手段と；
そして前記マスク処理手段と以前の代表点検出手段の相
関関係を計算して動き成分を出力させる相関関係計算手
段を含むことを特徴とする請求項１記載のビデオカメラ
の自動映像安定化装置。