JPH09200608A - 映像ぶれ安定化回路 - Google Patents
映像ぶれ安定化回路Info
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- JPH09200608A JPH09200608A JP8349008A JP34900896A JPH09200608A JP H09200608 A JPH09200608 A JP H09200608A JP 8349008 A JP8349008 A JP 8349008A JP 34900896 A JP34900896 A JP 34900896A JP H09200608 A JPH09200608 A JP H09200608A
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Abstract
度が高い映像ぶれ安定化回路を提供すること。 【解決手段】 映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子61と、撮像素子61の出力
を入力され、映像のぶれを検出する映像動き検出部62
と、撮像素子61から入力された映像信号を映像動き検
出部62から入力された動き成分により補正して出力す
る映像補正部63と、フィードバックされた最終映像を
貯蔵する第1バッファ64と、映像補正部63から入力
された映像において補正により映像の外郭の欠損された
部分を第1バッファ64から読取り合成し、最終映像を
出力する映像合成部63とから構成される。
Description
路に係り、より詳しくは、カムコーダやカメラに用いる
とき発生し得る手の震えによる映像を、その解像度の低
下なしに安定化させる映像ぶれ安定化回路に関する。
ることは画像圧縮、画像認識および画像安定化などに必
須不可欠な技術である。現在、携帯用VCR(Video Cas
setteRecorder) 一体型カメラ(カムコーダ)を用いて
撮影(特に、歩行時の撮影、走行中である物体の撮影)
するときにはカメラの動きにより安定せず震える映像が
入力され易い。さらに、ズームによる倍率が増加するほ
ど手の震えによる映像の不安定さが深刻化となる。最
近、広く愛用されているカムコーダおよびカメラなどに
おいて各種のぶれ補正回路および装置が内蔵されてその
性能が消費者の好評を得ている。従来のカムコーダにお
いては、映像のぶれを補正するために、撮像素子( CC
D;Charge Coupled Device)の部分領域またはフィール
ド・メモリの部分領域を選択的に出力する方式を採って
いる。また、ソニー社などのアクティブ・プリズムのよ
うに入力光の光軸を直接光学的に制御する方式を活用し
ている。
安定化技術について説明する。図6ないし図8は従来用
いられている映像ぶれ安定化方式の概念を示すものであ
る。図6は撮像素子(CCD)10で撮像して得られた
入力映像を映像バッファ11を介してフィールド・メモ
リを用いて貯蔵した後、映像補正部12で補正して出力
する方式を図式化したものである。このとき、映像を補
正しないモードにおいては、入力された映像をそのまま
出力することができるが、動きを補正した後出力する場
合には、映像の一部分のみを補正した後拡大して出力す
る。
子21の読取り領域21aを制御してぶれを補償して安
定化映像22を得る方式の概念図である。この方式は角
速度センサなどにより感知したぶれを撮像素子の領域を
制御することにより補正する。
プリズム)を用いた映像ぶれの補正方式に対する概念図
である。この方式は、拡大による解像度の低下がない
し、広い補正領域を有することができるという長所があ
る。
方式は映像拡大により解像度が低下し、図7の方式は映
像の動きが大きい高倍率ズームにおいても対応するため
には、より大きい余裕面積を有する高密度撮像素子22
が必要となり、図8の方式は機械的に光学素子を制御
(プリズムの方向、位置を機械的に制御)するため、補
正精度の限界(駆動速度および高倍率における制御分解
能においての限界)を有しているばかりでなく、構造的
な複雑性を有するという課題がある。
課題を解決するためになされたものであって、その目的
は、画像を出力するに必要な最小限の分解能(映像の標
本化数)を有する撮像素子(CCD)とフィールド・メ
モリを用い、映像拡大による解像度の劣化がなく、補正
精度が高い映像ぶれ安定化回路を提供することにある。
に、本発明の映像ぶれ安定化回路は、映像を入力され、
光信号を電気的信号に変換して出力する撮像素子と、前
記撮像素子の出力を入力され、映像のぶれを検出する映
像動き検出部と、前記撮像素子から入力された映像信号
を前記映像動き検出部から入力された動き成分により補
正して出力する映像補正部と、フィードバックされた最
終映像を貯蔵する第1バッファと、前記映像補正部から
入力された映像において補正により映像の外郭の欠損さ
れた部分を前記第1バッファから読取り合成し、最終映
像を出力する映像合成部とを含んでなる。
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
映像ぶれ安定化回路を示すブロック図である。同図に示
すように、本発明の第1実施の形態にしたがう映像ぶれ
安定化回路は、映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子61を有し、この撮像素子6
1から入力された映像を第2バッファ66で貯蔵すると
ともに、映像動き検出部62に入力し、そこで映像のぶ
れを検出する。
入力された映像信号を映像動き検出部62から入力され
た動き成分により補正して出力する。また、第2バッフ
ァ66から入力された映像は第1バッファ64に貯蔵さ
れる。映像合成部65は、映像補正部63から入力され
た映像において、補正により映像の外郭の欠損された部
分を第1バッファ64から読取って合成し、最終映像を
出力する。
映像ぶれ安定化回路を示すブロック図である。同図に示
すように、本発明の第2実施の形態にしたがう映像ぶれ
安定化回路は、映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子71を有し、撮像素子71か
ら入力された映像を第2バッファ76に貯蔵するととも
に、撮像素子71の出力を映像動き検出部72に入力
し、映像のぶれを検出する。
6から入力された映像信号を映像動き検出部72から入
力された動き成分により補正して出力する。さらに、フ
ィードバックされた最終映像を貯蔵する第1バッファ7
4を備えている。映像合成部75は映像補正部73から
入力された映像において、補正により映像の外郭の欠損
された部分を第1バッファ74から読取り合成し、最終
映像を出力するようにしている。
映像ぶれ安定化回路を示すブロック図である。同図に示
すように、本発明の第3実施の形態にしたがう映像ぶれ
安定化回路は、映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子81から入力された映像を第
2バッファ88で貯蔵するとともに、撮像素子81の出
力を映像のぶれを検出する映像動き検出部82に入力す
るようにしている。
高周波成分のみを出力する高周波通過フィルタ(High Pa
ss Filter)83に入力されるとともに、低周波成分のみ
を出力する低周波通過フィルタ(Low Pass Filter) 84
にも入力される。映像補正部85は第2バッファ88か
ら入力された映像信号を高周波通過フィルタ83から入
力された高周波動き成分により補正して出力する。さら
に第1バッファ86はフィードバックされた最終映像を
低周波通過フィルタ84から入力された低周波動き成分
により補正して貯蔵する。映像合成部87は映像補正部
85から入力された映像において、補正により映像の外
郭の欠損された部分を第1バッファ86から読取って合
成し、最終映像を出力する。
ぶれ安定化回路の動作について説明する。まず、本発明
について整理すると、本発明はビデオ・カメラの撮影時
に問題になる手の震えによる不安定な映像を撮像素子と
フィールド・メモリとを用いて解像度の低下なしで安定
化する方式に関するものであり、これは入力映像につい
てカメラの動きを補正するとき欠損する映像の境界部分
を時間的に隣接して貯蔵された映像から選択的に出力す
る映像を合成する方式である。
情報は時間的な変化が大きくないことを前提とする。し
たがって、欠損した映像の外郭部分の移動体は歪曲を伴
うことになる。しかしながら、視覚情報論的見地におい
て映像の中心から外れた位置であるほど認識される情報
の価値が縮小されるため、映像の外郭部分において生じ
る移動体の歪曲については無視することにする。
にしたがう映像ぶれ安定化の基本概念について説明す
る。図4および図5は本発明の実施の形態にしたがう映
像ぶれ安定化の基本概念を示すものである。まず、図4
によれば、映像の入力を既検出した映像の手の震え動き
成分により補正する。このとき、映像を補正することに
より、上下左右の四辺のうち、最大二辺において映像の
欠損部分が生じる。この映像の欠損部分をフィールド遅
延された映像情報を貯蔵している第1バッファから読取
り最終の出力映像を合成する。
した映像の手の震え動き成分により補正する。このと
き、映像を補正することにより、上下左右の四辺のう
ち、最大二辺において映像の欠損部分が生じる。この映
像の欠損部分を過去の映像出力をフィードバックして貯
蔵しているフィールド・メモリから読取り、最終の出力
映像を合成する。
を用いて合成するとき、補正不能な角部分が生じる可能
性がある。この部分の映像の欠損領域は空間的に隣接し
た画素からゼロ次補間により生成する。前述したよう
に、外郭部分の動く被写体に対する歪曲と対角方向の動
きによる角部分のゼロ次補間は実際映像の正確な出力を
表わすことができないが、時間的に非常に短い瞬間に発
生するばかりでなく、映像の中心から離れた境界部分に
存在するため、その影響は大きくない。結果的に、入力
映像の同一の分解能を有する撮像素子とフィールド・メ
モリのみを有し、拡大による画像の低下がない安定的な
映像を出力することができる。
検出して補正する、本発明の実施の形態にしたがう映像
ぶれ安定化回路を示すブロック図である。ここで、動き
成分を検出した後補正するため、第2バッファを用い
る。図1に示すように、第1実施の形態においては、電
源が印加されると回路が動作し、まず、映像動き検出部
62は撮像素子61で入力された入力映像から動きベク
トルを検出し、映像補正部63は映像動き検出部62で
入力された動きベクトルで第2バッファ66に貯蔵した
入力映像を補正する。映像合成部65は補正した映像に
おいて欠損した映像の部分を以前のフィールドの入力映
像が貯蔵(次のフィールドの映像合成のため、現在映像
の入力が貯蔵)されている第1バッファ64から選択し
て出力し、映像を合成する。
ては、電源が印加されると回路が動作し、まず、映像動
き検出部72は撮像素子71で入力された入力映像から
動きベクトルを検出し、映像補正部73は映像動き検出
部72で入力された動きベクトルで第2バッファ76に
貯蔵した入力映像を補正する。映像合成部75は補正さ
れた映像において欠損した映像部分を、映像出力結果を
フィードバックして貯蔵(次のフィールドの映像合成の
ため、映像の補正と合成をした出力映像を貯蔵)してい
る第1バッファ74から選択して出力し、映像を合成す
る。
影において、カメラの映像の動き成分は撮影者の手の震
え成分以外にも意図的なパニングによる一定の速度の映
像の平行移動成分を考慮しなければならない。ここで、
手の震えによる映像の動き成分はパニング成分より高い
周波数成分で存在するため、この高周波動き成分のみを
補正することが必要となる。
れると回路が動作し、まず、映像動き検出部82は撮像
素子81で入力された入力映像から動きベクトルを検出
し、映像補正部85は映像動き検出部82から検出され
た動き信号を高周波通過フィルタ83を経て手の震え成
分のみを検出して、第2バッファ88の入力映像を補正
する。映像合成部87は前記映像補正部85で入力され
た映像において補正により映像の外郭の欠損された部分
を低周波通過フィルタ84を経たパニングの動き成分に
補正された第1バッファ86から読取って合成し、最終
の映像を出力する。
回路によれば、画像を出力するに必要な最小限の分解能
(映像の標本化数)を有する撮像素子とフィールドメモリ
とを用い、映像拡大による解像度の低下がなく、補正精
度も高い効果を有する映像ぶれ安定化回路を提供するこ
とができる。本発明のこの効果はカムコーダおよびカメ
ラなどの分野において用いられることにより、より有効
なものとなる。
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
定化の基本概念を示す説明図。
定化の別の基本概念を示す説明図。
示す説明図。
示す説明図。
示す説明図。
Claims (6)
- 【請求項1】 映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子と、 前記撮像素子の出力を入力され、映像のぶれを検出する
映像動き検出部と、 前記撮像素子から入力された映像信号を前記映像動き検
出部から入力された動き成分により補正して出力する映
像補正部と、 フィードバックされた最終映像を貯蔵する第1バッファ
と、 前記映像補正部から入力された映像において補正により
映像の外郭の欠損された部分を前記第1バッファから読
取り合成し、最終映像を出力する映像合成部とを含んで
なることを特徴とする映像ぶれ安定化回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の映像ぶれ安定化回路にお
いて、 前記撮像素子と前記映像補正部との間に動き成分を検出
した後、補正するための第2バッファを付加することを
特徴とする映像ぶれ安定化回路。 - 【請求項3】 映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子と、 前記撮像素子から入力された映像を貯蔵する第2バッフ
ァと、 前記撮像素子の出力を入力され、映像のぶれを検出する
映像動き検出部と、 前記映像動き検出部から出力された信号を入力され、高
周波成分のみを出力する高周波通過フィルタと、 前記映像動き検出部から出力された信号を入力され、低
周波成分のみを出力する低周波通過フィルタと、 前記第2バッファから入力された映像信号を前記高周波
通過フィルタから入力された高周波動き成分により補正
して出力する映像補正部と、 フィードバックされた最終の映像を前記低周波通過フィ
ルタから入力された低周波動き成分により補正して貯蔵
する第1バッファと、 前記映像補正部から入力された映像において補正により
映像の外郭の欠損された部分を前記第1バッファから読
取り合成し、最終の映像を出力する映像合成部とを含ん
でなることを特徴とする映像ぶれ安定化回路。 - 【請求項4】 請求項1または3記載の映像ぶれ安定化
回路において、 前記第1バッファは次のフィールドの映像合成のため、
映像の補正と合成とをした出力映像を貯蔵することを特
徴とする映像ぶれ安定化回路。 - 【請求項5】 映像を入力され、光信号を電気的信号に
変換して出力する撮像素子と、 前記撮像素子から入力された映像を貯蔵する第2バッフ
ァと、 前記撮像素子の出力を入力され、映像のぶれを検出する
映像動き検出部と、 前記第2バッファから入力された映像信号を前記映像動
き検出部から入力された動き成分により補正して出力す
る映像補正部と、 前記第2バッファから入力された映像を貯蔵する第1バ
ッファと、 前記映像補正部から入力された映像において補正により
映像の外郭の欠損された部分を前記第1バッファから読
取り合成し、最終の映像を出力する映像合成部とを含ん
でなることを特徴とする映像ぶれ安定化回路。 - 【請求項6】 請求項5記載の映像ぶれ安定化回路にお
いて、 前記第1バッファは次のフィールドの映像合成のため、
現在映像の入力を貯蔵することを特徴とする映像ぶれ安
定化回路。
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