JPH082090B2 - 画像動き補正装置 - Google Patents

画像動き補正装置

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JPH082090B2
JPH082090B2 JP61309077A JP30907786A JPH082090B2 JP H082090 B2 JPH082090 B2 JP H082090B2 JP 61309077 A JP61309077 A JP 61309077A JP 30907786 A JP30907786 A JP 30907786A JP H082090 B2 JPH082090 B2 JP H082090B2
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智彦 鈴木
稔 阿部
謙二郎 加井
茂 氏原
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勝範 千葉
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、画面内の画像全体の移動量(動きベクト
ル)を検出し、移動量分だけ画像全体の移動量を逆方向
に補正して画像全体の動きを軽減する画像動き補正装置
に関する。
(従来の技術) テレビジョン画面のような画面内における画像の動き
は、画像中の物体の移動によるものとカメラの平行移動
(パン)によるものが一般的であるが、この他に撮影時
の条件によりカメラの振動等による画像の動きが加わる
場合がある。例えば、望遠で撮影するときは、画角が小
さいため僅かの振動が画像では大きな動きとなり、視角
上の障害となりやすい。また、ハンディカメラを持って
移動しながら撮影する場合及びヘリコプター等に搭載し
て撮影する場合にも、カメラの振動が画像の振動となっ
て現れる。
このような障害の対策として、ジャイロセンサを利用
した防振装置がある。これはジャイロセンサで検出した
変位分だけ逆方向に位置または光軸を偏位して補正する
ものである。また、もっと単純なものでは、スプリング
で振動吸収するものもある。これらは自動車やヘリコプ
ターに搭載して撮影する場合を中心に利用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記のような防振装置では、撮影機材
に取付けて使用するため、カメラ1台毎に1式必要と
し、その重量上の負担及び報道等の緊急性の高い場合に
はその準備する時間的な負担も無視できなくなる。
一方、画像情報を電気的に処理して動きベクトルを検
出して補正を行なうことが考えられている。この補正に
おいて、動きベクトルを検出する際、画像情報によって
は検出精度が悪い場合がある。空や海のような一様な画
像の場合及び画像中で物体の移動がこれに相当する。動
きベクトル検出は画像情報のレベル変化を利用している
ため、一様な画像では検出できなくなり、また僅かなノ
イズ成分で大きな誤りを生じることもある。画像中に移
動する物体、例えば自動車や生物があると、それは動き
ベクトルの一要素として扱われるが、画像全体での占め
る割合が小さい場合にはその影響は無視できるものの、
割合が大きくなると大きな誤差を生じる。
この発明は上記のような問題を改善するためになされ
たもので、撮影後の画像情報を電気的に処理し、その振
動分を除去することができ、これによって撮影現場には
何等追加の機材を必要とせず、重量上の負担を解決で
き、また後処理が可能で必要な場面及びその程度等を編
集することのできる画像動き補正装置を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) すなわち、この発明に係る画像動き補正装置は、時間
的に連続した画像情報を画面毎に順次記憶するメモリ
と、前記画像情報について画面内をそれぞれ予め決めら
れた領域に分割して各領域内に代表点を設定し、各代表
点について一画面前の画像情報の対応する分割領域との
相関処理により移動量及び移動方向を示す動きベクトル
を検出し、各代表点の動きベクトルのうち最も数多い動
きベクトルを画像全体の動きベクトルとして検出する動
きベクトル検出手段と、前記メモリから画像情報を読み
出す際に、画面に対して読出し画像が前記動きベクトル
検出手段で検出された動きベクトルに相反するように読
出し領域を制御することで、画像取得時の振動により生
じた画像移動分を補正すると共に、その補正により画面
の端で画像情報が欠落しないように、読出し速度を書込
み速度より遅くして画像を予め設定した補正範囲と一致
する領域だけ拡大する読出し制御手段とを具備して構成
される。
(作用) 上記構成による画像動き補正装置では、時間的に連続
した画像情報の相関から画像全体の移動量及び移動方向
を示す動きベクトルを検出し、この動きベクトルに基づ
いて画像情報記憶メモリの読出し領域を制御すること
で、画像取得時の振動により生じた画像移動分を補正
し、補正による画像移動によって欠落部分が生じないよ
うに、読出し速度を書込み速度より遅くすることで画像
を拡大する用にしている。
特に、動きベクトルの検出方法としては、画像情報に
ついてそれぞれ予め決められた領域に分割して各領域内
に代表点を設定し、各代表点について一つ前の画像情報
の対応する分割領域との相関処理により移動量及び移動
方向を示す動きベクトルを検出し、各代表点の動きベク
トルのうち最も数多い動きベクトルを画像全体の動きベ
クトルとして取り出すようにし、これによって画像内の
個々の動きを無視し、画像全体の平行移動、すなわち撮
影時の振動分のみを抽出するようにしている。
(実施例) 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。
まず、第2図及び第3図によりこの発明の概念につい
て説明する。
第2図(a)に示す画像に振動がある場合、空と海は
一様なため、動きベクトル検出には適さない。もし、こ
のような画像部分から動きベクトルを検出しようとした
場合には、画像のコントラストがないため、大幅な間違
いを生じたりする。したがって、第2図(a)のように
対象物体を点線で囲んだ領域に絞り、その他の領域は検
出対象外とする。この領域の指定操作は、例えばマウス
エンコーダ等を使い、画面を見ながら入力する。入力す
る領域は画像に枠を重畳表示する。また、画像素材とし
てビデオテープレコーダ(VTR)を使用し、画像信号と
共にタイムコード信号を記録しておき、このタイムコー
ドの時刻別に検出領域を指定することにより、連続的に
円滑な運用ができる。
ここで、時刻T1のときの画像に検出領域設定した場
合の例を第2図(a)に点線で示す。すなわち、点線内
の画像のみから動きベクトルを検出する。次に、時刻T
2で第2図(b)の画像に切替わった場合、同様に点線
で示すように検出領域を設定する。そして、編集段階に
時刻と検出領域を入力し、その後、VTR再生時にタイム
コードを読出して入力された時刻と比較し、該当する検
出領域を表示し、またその範囲から動きベクトルを検出
する動作を行なう。
このようにして検出された動きベクトルはフレーム間
の動きであり、原則的にはそれを順次加算し、その総和
が移動量といえる。したがって、その総和分だけ変位す
ればよい。一方、画像情報は一旦メモリに格納し、取出
す際に、前記移動量分だけ変位することにより移動補正
を達成している。また、このとき画像情報を拡大するこ
とにより、偏位したときの画像端に出る画像の欠けを防
いでいる。この様子を第3図(a),(b)に示す。す
なわち、第3図(a)に原画像を示し、そのままメモリ
に格納する。次に、メモリから取出す際に、例えば第3
図(a)の点線内の部分を取出し、拡大処理して第3図
(b)のように再生する。画像の移動量分を偏位して取
出すということは、第3図(a)の点線部分を移動する
ことに相当する。
上記概念を基に構成したこの発明に係る画像動き補正
装置を第1図に示した説明する。
第1図において、入力端子1より入力されるVTRから
の画像情報は3分岐され、ひとつはラッチ回路2に前フ
レームの画像情報として導かれ、ひとつは相関器7に現
フレームの画像情報として導かれ、ひとつは遅延回路26
に導かれる。入力画像情報は例えばテレビジョン画像情
報のようなシリアルな走査信号であり、一般的にディジ
タル化されているものとする。
ラッチ回路2は入力端子1に予め定められた画面内の
代表点の画像情報の入力タイミングに合わせて発生され
るラッチパルス11によりラッチする。この代表点は、例
えば画面を複数の領域に分割し、各領域内に設定され
る。このラッチ回路2にラッチされた代表点の画像情報
は、転送許可信号12により適当なタイミングで代表点保
存メモリ3に転送され、その代表点について予め定めら
れたアドレスに保存される。
代表点保存メモリ3は書込み/読出しのモード切換信
号13により制御され、書込みモード時にはアドレスコン
トローラ4から発生される書込みアドレスデータ15が、
また読出しモード時には読出しアドレスデータ16がそれ
ぞれアドレス切換回路5を介してアドレス入力として供
給される。代表点保存メモリ3から読み出される代表点
の画像情報はラッチ回路6にラッチされ、相関器7に導
かれる。相関器7は入力端子1に入力された現フレーム
の代表点の画像情報との相関演算を行なう。ここで、ラ
ッチ回路6は代表点保存メモリ3から読み出される代表
点の画像情報がそれぞれ代表点抽出領域内の1つの画素
の画像情報を代表しており、それが各代表点抽出領域に
含まれる入力画像情報の各画素との相関演算のために複
数回使用される関係で、その複数回使用される期間中、
代表点保存メモリ3から読み出された画像情報を保存す
るために設けられている。また、ラッチ回路2は代表点
保存メモリ3が読出しモードにあるときに現フレームに
おける代表点の画像情報が到来しても、それを受付けら
れるようにするために設けられている。
相関器7は入力端子1に現フレームにおける代表点抽
出領域内の各画素の画像情報が入力される毎に、その画
像情報とラッチ回路6から供給される前フレームのその
領域の代表点画像情報との相関演算を行なう。この場
合、ラッチ回路6から相関器7に供給される画像情報
は、入力端子1に入力された画像情報が属する相関検出
領域を含む代表点抽出領域の前フレームにおける代表点
の画像情報である。相関器7は相関演算を行ない、各偏
位に対応した相関値を出力する。相関器7の相関演算結
果は、アドレスコントローラ4から与えられるアドレス
データ19に従って、累積加算器8に入力される。累積加
算器8では、各領域の対応する画素の各偏位に対応した
相関値が後述の検出信号25によって累積加算され、動き
ベクトル発生回路9に領域の加算値として入力される。
動きベクトル発生回路9は、累積加算器8の累積加算結
果のうち加算した領域内の最小値を探索し、その最小値
の画素における領域の中心部からの偏位を判定して、そ
れを動きベクトル10として出力する。
次に、操作部22から第2図に示す検出領域とその時刻
を入力すると、検出領域管理部21に記憶される。この検
出領域は上記代表点を設定した領域単位に応じて設定さ
れる。時刻信号20を受けて、一致する時刻に入力された
検出領域データを検出信号発生器23に送り、ここで画像
信号のタイミングに合わせた検出信号25を作り、累積加
算器8に伝える。検出信号25は累積加算を行なうタイミ
ングに合わせて、検出オンまたはオフの2値で作られ、
オンを示す値のときのみ累積加算器8が累積加算を行な
うようになっている。
動きベクトル10は移動量演算部30に加えられ、ここで
動きベクトルの処理を行ない、当初から合計どれだけ移
動したかを判断し、その補正ベクトル31を算出してアド
レス発生回路29に加えられる。ここでは、遅延回路26を
経た画像情報を画像メモリに書込むためのアドレスと読
出しアドレスを移動することにより、振動分を補正した
画像出力32を得る。画像メモリは通常2フィールド分あ
り、交互に書込み、読出しを分担する。また、画像メモ
リの読出しでは、第3図のように入力画像情報に対して
動き補正を考慮して、小さい画像情報を読出しこれの画
面サイズを拡大することにより、振動分を補正したとき
画像の端が切れるのを防ぐ処理を行なう。そのため、読
出しアドレスはその拡大率に合わせて書込み時よりアド
レスの進みを遅くし、次の補正回路28にて不足する画素
の補間処理を行なう。
尚、34,35,36はメモリ2フィールド分のアドレスと書
込み/読出しの制御信号を示す。37は読出し時の補間処
理の制御信号を示す。遅延回路26は移動量算出までに要
する時間に合わせて、画像情報を遅延する回路である。
したがって、上記のような構成による画像動き補正装
置は、撮影現場に特別な機材を準備することなく、すな
わち特に重量的負担を与えることなく、カメラの振動に
伴う画像の不要な動きを軽減することができ、さらに画
像の拡大処理によって動き補正によっても画像端の欠落
を防止することができ、画像情報の品位を向上すること
ができる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、撮影後の画像情報を
電気的に処理し、その振動分を除去することができ、こ
れによって撮影現場には何等追加の機材を必要とせず、
重量上の負担を解決でき、また後処理が可能で必要な場
面及びその程度等を編集することのできる画像動き補正
装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る画像動き補正装置の一実施例を
示すブロック回路図、第2図及び第3図はそれぞれこの
発明の概念を説明するための図である。 1……画像情報入力端子、2……ラッチ回路、3……代
表点保存メモリ、4……アドレスコントローラ、5……
アドレス切換回路、6……ラッチ回路、7……相関器、
8……累積加算器、9……動きベクトル発生回路、21…
…検出領域管理部、22……操作部、23……検出信号発生
回路、26……遅延回路、27……画像メモリ、28……補間
回路、29……アドレス発生回路、30……移動量演算部、
33……画像情報出力端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 稔 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝小向工場内 (72)発明者 加井 謙二郎 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 氏原 茂 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 門條 由男 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 千葉 勝範 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (72)発明者 福田 雅之 東京都渋谷区神南2丁目2番1号 日本放 送協会放送センター内 (56)参考文献 特開 昭60−70877(JP,A) 特開 昭59−66271(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時間的に連続した画像情報を画面毎に順次
    記憶するメモリと、 前記画像情報について画面内をそれぞれ予め決められた
    領域に分割して各領域内に代表点を設定し、各代表点に
    ついて一画面前の画像情報の対応する分割領域との相関
    処理により移動量及び移動方向を示す動きベクトルを検
    出し、各代表点の動きベクトルのうち最も数多い動きベ
    クトルを画像全体の動きベクトルとして検出する動きベ
    クトル検出手段と、 前記メモリから画像情報を読み出す際に、画面に対して
    読出し画像が前記動きベクトル検出手段で検出された動
    きベクトルに相反するように読出し領域を制御すること
    で、画像取得時の振動により生じた画像移動分を補正す
    ると共に、その補正により画面の端で画像情報が欠落し
    ないように、読出し速度を書込み速度より遅くして画像
    を予め設定した補正範囲と一致する領域だけ拡大する読
    出し制御手段とを具備することを特徴とする画像動き補
    正装置。
  2. 【請求項2】前記動きベクトル検出手段は、前記画像情
    報について領域が指定されたとき、その指定領域内の動
    きベクトルを検出する機能を有することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の画像動き補正装置。
  3. 【請求項3】前記動きベクトル検出手段は、前記画像情
    報に付加される時間情報によって前記指定領域内の動き
    ベクトル検出タイミングを管理する機能を有することを
    特徴とする特許請求の範囲第2項記載の画像動き補正装
    置。
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