JPS61237581A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
- Publication number
- JPS61237581A JPS61237581A JP60077824A JP7782485A JPS61237581A JP S61237581 A JPS61237581 A JP S61237581A JP 60077824 A JP60077824 A JP 60077824A JP 7782485 A JP7782485 A JP 7782485A JP S61237581 A JPS61237581 A JP S61237581A
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- JP
- Japan
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- frame
- picture
- image
- correction
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- Prior art date
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- Pending
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は撮像装置に関し、特に移動体に搭載しその振動
によって画面が見難くならないよう構成された撮像装置
に関する。
によって画面が見難くならないよう構成された撮像装置
に関する。
（従来の技術）
航空機・自動車・潜水船などの移動体に撮像センサを搭
載してそれらの周辺（特に移動方向）を調査し移動手段
の補助としたシ、人間が近付き難い場所（例えば惑星の
表面や深海底など）の探査をするととがひろく行われて
いる。
載してそれらの周辺（特に移動方向）を調査し移動手段
の補助としたシ、人間が近付き難い場所（例えば惑星の
表面や深海底など）の探査をするととがひろく行われて
いる。
しかしこれら移動体に撮像センサを搭載して撮影すると
き、移動体のエンジン等の機械的振動が撮像センサにも
振動が伝わυ出力される影像信号が振動に応じて乱れ、
再生した画像が振れて非常に見難くなるという欠点があ
った。特に長焦点の望遠レンズを使用したときは顕著に
みられる。そのため撮像センサに機械的振動が伝わらな
いよう防振台を設けて撮像センサを防振台に搭載する方
法がとられている。セして撮像センサ（例えばカメラ管
・電荷結合素子など）の感光部の画素の大きさ以内に撮
像センサの受ける振動を減小せしむるようにすればよい
。
き、移動体のエンジン等の機械的振動が撮像センサにも
振動が伝わυ出力される影像信号が振動に応じて乱れ、
再生した画像が振れて非常に見難くなるという欠点があ
った。特に長焦点の望遠レンズを使用したときは顕著に
みられる。そのため撮像センサに機械的振動が伝わらな
いよう防振台を設けて撮像センサを防振台に搭載する方
法がとられている。セして撮像センサ（例えばカメラ管
・電荷結合素子など）の感光部の画素の大きさ以内に撮
像センサの受ける振動を減小せしむるようにすればよい
。
しかし、これらを満足させるような防振台を採用すると
、解像度を上げるため撮像センサの感光部の画素の寸法
を小さくすればするほど防振台の仕様は厳しくなシ、従
って防振台には複雑な制御機構が要求され、そのため寸
法は大きくなシ重量は増加する。よってこれを搭載する
移動体も大きくなって実現が難しくなっている。
、解像度を上げるため撮像センサの感光部の画素の寸法
を小さくすればするほど防振台の仕様は厳しくなシ、従
って防振台には複雑な制御機構が要求され、そのため寸
法は大きくなシ重量は増加する。よってこれを搭載する
移動体も大きくなって実現が難しくなっている。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明が解決しようとする従来の技術の問題点は、上述
のように撮像センサの防振対策を機械的防振台の採用に
よるとすれば、機構が複雑となるのでその寸法・重量が
大きくなり、撮像センサを搭載する移動体の実現が難し
くなるという点にある。
のように撮像センサの防振対策を機械的防振台の採用に
よるとすれば、機構が複雑となるのでその寸法・重量が
大きくなり、撮像センサを搭載する移動体の実現が難し
くなるという点にある。
従って本発明の目的は、上記欠点を解決した撮像装置を
提供することにある。
提供することにある。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明の撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段の出力
画像信号を量子化するアナログ・デジタル変換手段と、
前記アナログ・デジタル変換手段から出力する画像量子
化信号の１フレーム分のデータを格納できる複数個のフ
レームメモリを含むフレーム記憶手段と、前記フレーム
記憶手段に格納されている前記画像量子化信号のうち各
フレームの対応する位置の画素列について相隣るフレー
ムの前記画素列間の相関をと９相隣るフレームごとの画
像の移動量を出力する相関手段と、前記相関手段から出
力される画像の移動量を平滑化した基準線と各画面の移
動量との差を求め各画面のフレームごとの補正量を出力
する補正信号出力手段と、前記フレーム記憶手段から出
力される画像量子化信号を前記補正信号出力手段から出
力される補正信号で補正し補正された画像信号を出力す
る補正手段と、前記フレーム記憶手段に格納される画像
信号の書込み・読出しおよび前記相関手段ならびに前記
補正手段の動作を制御する制御手段とを備えて構成され
る。
画像信号を量子化するアナログ・デジタル変換手段と、
前記アナログ・デジタル変換手段から出力する画像量子
化信号の１フレーム分のデータを格納できる複数個のフ
レームメモリを含むフレーム記憶手段と、前記フレーム
記憶手段に格納されている前記画像量子化信号のうち各
フレームの対応する位置の画素列について相隣るフレー
ムの前記画素列間の相関をと９相隣るフレームごとの画
像の移動量を出力する相関手段と、前記相関手段から出
力される画像の移動量を平滑化した基準線と各画面の移
動量との差を求め各画面のフレームごとの補正量を出力
する補正信号出力手段と、前記フレーム記憶手段から出
力される画像量子化信号を前記補正信号出力手段から出
力される補正信号で補正し補正された画像信号を出力す
る補正手段と、前記フレーム記憶手段に格納される画像
信号の書込み・読出しおよび前記相関手段ならびに前記
補正手段の動作を制御する制御手段とを備えて構成され
る。
（実施例）
次に本発明について実施例を示す図面を参照して詳細に
説明する。第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図、第２図はフレームメモリから画素列を取出す説
明図、第３図（ａ）・〜・（ｄ）は相関の方法を示す説
明図、第４図はフレームごとの補正量を取出す説明図、
第５図は補正量算出の区域を示す説明図、第６図（ａ）
はフレーム補正の順序を示す説明図、第６図（ｂ）はフ
レーム補正のベクトル図である。
説明する。第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図、第２図はフレームメモリから画素列を取出す説
明図、第３図（ａ）・〜・（ｄ）は相関の方法を示す説
明図、第４図はフレームごとの補正量を取出す説明図、
第５図は補正量算出の区域を示す説明図、第６図（ａ）
はフレーム補正の順序を示す説明図、第６図（ｂ）はフ
レーム補正のベクトル図である。
本発明の実施例の概要について説明する。
先に述べたように、撮像センサの防振対策を機械的な防
振台に求めることは、その寸法・重量が著しく大きくな
シ、撮像センサを搭載する移動体の実現が難しくなると
いう欠点があった。そのため本発明では、撮像センサか
ら出力される画像信号に信号処理を施して電気的に解決
するものである。
振台に求めることは、その寸法・重量が著しく大きくな
シ、撮像センサを搭載する移動体の実現が難しくなると
いう欠点があった。そのため本発明では、撮像センサか
ら出力される画像信号に信号処理を施して電気的に解決
するものである。
すなわち、画像信号を画素ごとに量子化してメモリに記
憶させ、連続するフレームの対応する画素または画素列
に画かれている画像の一部を相関などで比較し、本来の
画像の動きから外れたフレームの画像信号をその移動量
だけ逆方向に補正せしめることによって、機械振動から
生ずる画像の動きを防ぎ安定な画像を出力する撮像装置
を提供している。
憶させ、連続するフレームの対応する画素または画素列
に画かれている画像の一部を相関などで比較し、本来の
画像の動きから外れたフレームの画像信号をその移動量
だけ逆方向に補正せしめることによって、機械振動から
生ずる画像の動きを防ぎ安定な画像を出力する撮像装置
を提供している。
ここで本発明の一実施例の構成と動作について説明する
。第１図を参照するに、この実施例はビデオカメラ１と
、ＡＤコンバータ２と、フレームメモリ群３と、相関器
４と、補正信号発生器５と、補正器６と、制御器７とを
備えている。
。第１図を参照するに、この実施例はビデオカメラ１と
、ＡＤコンバータ２と、フレームメモリ群３と、相関器
４と、補正信号発生器５と、補正器６と、制御器７とを
備えている。
ビデオカメラ１は映像センサ１１と光学系１２とを含み
、撮像対象物からの光線１０１は光学系１２を通して収
束され撮像センサ１１の感光面１９ラミ予約に走査され
画像信号が取出され、その出力ｉＡＤコンバータ２−５
入力される。
、撮像対象物からの光線１０１は光学系１２を通して収
束され撮像センサ１１の感光面１９ラミ予約に走査され
画像信号が取出され、その出力ｉＡＤコンバータ２−５
入力される。
ＡＤコンバータ２は入力した画像信号を画素ごとに分解
して、そのおのおのについて量子化し、その出力はフレ
ームメモリ群３に入力される。
して、そのおのおのについて量子化し、その出力はフレ
ームメモリ群３に入力される。
フレームメモリ群３はフレームメモリ３ａ・〜・３ｎを
含み、そのおのおのは画素ごとに量子化された１フレー
ム分の画像信号を順次記憶し、全部でフレームメモリの
数に相当するフレーム数の画像信号を記憶する。従って
フレームメモリの記憶内容は、第２図の１フレーム分の
記憶の範囲２０に示すようななっておシ、各フレームメ
モリの対応する画素列（少なくとも１個の縦画素列２１
と少なくとも１個の横画素列２２）の信号が相関器４へ
出力される。また複数個のフレームメモリに記憶されて
いる。画像信号のうち最も古い１フレーム分の画像信号
が補正器６へ出力される。
含み、そのおのおのは画素ごとに量子化された１フレー
ム分の画像信号を順次記憶し、全部でフレームメモリの
数に相当するフレーム数の画像信号を記憶する。従って
フレームメモリの記憶内容は、第２図の１フレーム分の
記憶の範囲２０に示すようななっておシ、各フレームメ
モリの対応する画素列（少なくとも１個の縦画素列２１
と少なくとも１個の横画素列２２）の信号が相関器４へ
出力される。また複数個のフレームメモリに記憶されて
いる。画像信号のうち最も古い１フレーム分の画像信号
が補正器６へ出力される。
相関器４は、フレームメモリ群３から複数個の各フレー
ムメモリの対応する画素列の信号が入力されると、相隣
るフレームメモリから出力された対応する画素列の画素
ごとの相関係数の和を作る。
ムメモリの対応する画素列の信号が入力されると、相隣
るフレームメモリから出力された対応する画素列の画素
ごとの相関係数の和を作る。
次に対応する画素列の一方を画素の大きさの整数倍まで
移動せしめて対応する画素ごとの相関係数の和を作シそ
の最大値を求めて画面の移動量を出力する。
移動せしめて対応する画素ごとの相関係数の和を作シそ
の最大値を求めて画面の移動量を出力する。
これを第３図（ａ）・〜・（ｄ）で説明する。参照符号
３０は一画素列であり参照符号３１は参照符号３０に対
応する次のフレームの画素列であシ、参照符号３６は画
素列の明るい画面を示し参照符号３７は画素列の暗い画
面を示している。第３図（ａ）は２個の画素列の間に画
面の移動がない場合を示し、第３図（ｂ）は２個の画素
列の間にＤだけ画面が移動している場合を示している。
３０は一画素列であり参照符号３１は参照符号３０に対
応する次のフレームの画素列であシ、参照符号３６は画
素列の明るい画面を示し参照符号３７は画素列の暗い画
面を示している。第３図（ａ）は２個の画素列の間に画
面の移動がない場合を示し、第３図（ｂ）は２個の画素
列の間にＤだけ画面が移動している場合を示している。
第３図（Ｃ）はＤを求めるために２個の画素列の位置を
Ｘだけ移動した状態を示し、Ｆは両画素列の相接した画
素間の相関係数を求める区間である。、第３図（ｄ）で
横軸にｘ１縦軸に第３図（Ｃ）に示した区間Ｐにおいて
画素列３０および３１の相隣る画素間の相関係数の和を
求めたものである。第３図伸）のように同一画面の画素
列の場合は第３図（Ｃ）の方法で相関係の和を求めると
参照符号３８に示す結果が得られ、第３図（ｂ）のよう
な場合は参照符号３９に示す結果が得られる。２個の画
素列間の移動量りは、参照符号３９の最大値に対応する
Ｘの値から得られる。
Ｘだけ移動した状態を示し、Ｆは両画素列の相接した画
素間の相関係数を求める区間である。、第３図（ｄ）で
横軸にｘ１縦軸に第３図（Ｃ）に示した区間Ｐにおいて
画素列３０および３１の相隣る画素間の相関係数の和を
求めたものである。第３図伸）のように同一画面の画素
列の場合は第３図（Ｃ）の方法で相関係の和を求めると
参照符号３８に示す結果が得られ、第３図（ｂ）のよう
な場合は参照符号３９に示す結果が得られる。２個の画
素列間の移動量りは、参照符号３９の最大値に対応する
Ｘの値から得られる。
従って縦画素列２１および横画素列２２の移動量から（
それぞれの数量が複数であればそれぞれの平均値を用い
る）縦方向および横方向の相隣るフレーム間の画像の移
動量が得られ、相関器４は各フレームに対応する画像の
移動量を補正信号発生器５に出力する。
それぞれの数量が複数であればそれぞれの平均値を用い
る）縦方向および横方向の相隣るフレーム間の画像の移
動量が得られ、相関器４は各フレームに対応する画像の
移動量を補正信号発生器５に出力する。
補正信号発生器５は、相隣る各フレーム間の移動量が入
力されると、第４図に示すように最も古いフレームを基
準とした時間経過と共に累積移動量が得られるので、フ
レーム番号に対応する累積移動量の平滑化した基準線４
１と各７レームの累積移動量との差を算出しこの値があ
らかじめ設定した画素数（０でもよい）を越えたとき補
正量４２ａ・〜・４２Ｃとして補正器６へ最も古いフレ
ームに対応する分が出力される。゛また最も古いフレー
ムに対応する補正がないときはＯを出力し、第４図の累
積移動量に対応するフレーム番号は１番ずつ若くなる。
力されると、第４図に示すように最も古いフレームを基
準とした時間経過と共に累積移動量が得られるので、フ
レーム番号に対応する累積移動量の平滑化した基準線４
１と各７レームの累積移動量との差を算出しこの値があ
らかじめ設定した画素数（０でもよい）を越えたとき補
正量４２ａ・〜・４２Ｃとして補正器６へ最も古いフレ
ームに対応する分が出力される。゛また最も古いフレー
ムに対応する補正がないときはＯを出力し、第４図の累
積移動量に対応するフレーム番号は１番ずつ若くなる。
補正器は、フレームメモリ群３から最も古い１フレーム
分の画像信号が入力され、補正信号発生器５からの補正
量に従って補正した画像信号を出力画像信号１０１とし
て出力する。
分の画像信号が入力され、補正信号発生器５からの補正
量に従って補正した画像信号を出力画像信号１０１とし
て出力する。
制御器７は、フレームメモリ群３に格納される画像信号
の書込み・読出しと相関器４・補正器７の動作の制御を
行っている。
の書込み・読出しと相関器４・補正器７の動作の制御を
行っている。
以上述べた画像信号の補正は、第２図に示す縦画素列２
１および横画素列２２の相隣るフレーム間の相関から縦
方向および横方向の補正量を求める片方のみの画素列に
ついて説明をしているが、実際の振動は必らずしも画面
の平行移動方向のみとは限らない。例えば第６図（ａ）
に示す画面６１は平行移動して参照符号６２となシ次に
回転して参照符号６３となる場合もある。これはベクト
ルで表わせば第６図（ｂ）に示すように参照符号６２ａ
の平行移動と参照符号６３ａの回転からなっている。こ
の場合は先に述べた画素列と相関から画像の移動量を検
出する方法を第５図のように全画面５１を分割した画面
５２ごとに適用し各画面の移動方向のベクトルを検出し
、それぞれを平滑化して全画面の移動方向を平行移動と
回転に分解する方法もある。
１および横画素列２２の相隣るフレーム間の相関から縦
方向および横方向の補正量を求める片方のみの画素列に
ついて説明をしているが、実際の振動は必らずしも画面
の平行移動方向のみとは限らない。例えば第６図（ａ）
に示す画面６１は平行移動して参照符号６２となシ次に
回転して参照符号６３となる場合もある。これはベクト
ルで表わせば第６図（ｂ）に示すように参照符号６２ａ
の平行移動と参照符号６３ａの回転からなっている。こ
の場合は先に述べた画素列と相関から画像の移動量を検
出する方法を第５図のように全画面５１を分割した画面
５２ごとに適用し各画面の移動方向のベクトルを検出し
、それぞれを平滑化して全画面の移動方向を平行移動と
回転に分解する方法もある。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明の撮像装置は、望遠
レンズを伴った高解像度のものでも、寸法・重量の大き
な機械的防振台を使用することなく振動による画面の振
れを除去することができるので、通常の車輌・航空機へ
の搭載が極めて容易であシ小型の移動体に搭載して人間
が通常では近付き難い箇所でも探査観測が容易にできる
という効果がある。
レンズを伴った高解像度のものでも、寸法・重量の大き
な機械的防振台を使用することなく振動による画面の振
れを除去することができるので、通常の車輌・航空機へ
の搭載が極めて容易であシ小型の移動体に搭載して人間
が通常では近付き難い箇所でも探査観測が容易にできる
という効果がある。
第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図はフレームメモリから画素列を取出す説明図、第３
図（ａ）・〜・（ｄ）は相関の方法を示す説明図、第４
図はフレームごとの補正量を取出す説明図、第５図は補
正量算出の区域を示す説明図、第６図（ａ）はフレーム
補正の順序を示す説明図、第６図（ｂ）はフレーム補正
のベクトル図。 １・・・・・・ビデオカメラ、２・・・・・・ＡＤコン
バータ、３・・・・・・フレームメモリ群、４・・・・
・・相関器、５・・・・・・補正信号発生器、６・・・
・・・補正器、７・・・・・・制御器。 代理人 弁理士 内 原 晋 （’−’ 、−、、” ：、−Ｉ） 第 ３ 図
２図はフレームメモリから画素列を取出す説明図、第３
図（ａ）・〜・（ｄ）は相関の方法を示す説明図、第４
図はフレームごとの補正量を取出す説明図、第５図は補
正量算出の区域を示す説明図、第６図（ａ）はフレーム
補正の順序を示す説明図、第６図（ｂ）はフレーム補正
のベクトル図。 １・・・・・・ビデオカメラ、２・・・・・・ＡＤコン
バータ、３・・・・・・フレームメモリ群、４・・・・
・・相関器、５・・・・・・補正信号発生器、６・・・
・・・補正器、７・・・・・・制御器。 代理人 弁理士 内 原 晋 （’−’ 、−、、” ：、−Ｉ） 第 ３ 図
Claims (1)
- 撮像手段と、前記撮像手段の出力画像信号を量子化する
アナグロ・デジタル変換手段と、前記アナグロ・デジタ
ル変換手段から出力する画像量子化信号の１フレーム分
のデータを格納できる複数個のフレームメモリを含むフ
レーム記憶手段と、前記フレーム記憶手段に格納されて
いる前記画像量子化信号のうち各フレームの対応する位
置の画素列について相隣るフレームの前記画素列間の相
関をとり相隣るフレームごとの画像の移動量を出力する
相関手段と、前記相関手段から出力される画像の移動量
を平滑化した基準線と各画面の移動量との差を求め各画
面のフレームごとの補正量を出力する補正信号出力手段
と、前記フレーム記憶手段から出力される画像量子化信
号を前記補正信号出力手段から出力される補正信号で補
正し補正された画像信号を出力する補正手段と、前記フ
レーム記憶手段に格納される画像信号の書込み・読出し
および前記相関手段ならびに前記補正手段の動作を制御
する制御手段とを備えてなる撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077824A JPS61237581A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60077824A JPS61237581A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237581A true JPS61237581A (ja) | 1986-10-22 |
Family
ID=13644788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60077824A Pending JPS61237581A (ja) | 1985-04-12 | 1985-04-12 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61237581A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142282U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-29 | ||
| EP0389192A2 (en) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluctuation stabilizing apparatus |
| JP2008511258A (ja) * | 2004-08-23 | 2008-04-10 | インターグラフ ソフトウェアー テクノロジーズ カンパニー | リアルタイム画像安定化 |
-
1985
- 1985-04-12 JP JP60077824A patent/JPS61237581A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142282U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-29 | ||
| EP0389192A2 (en) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Fluctuation stabilizing apparatus |
| JPH02246680A (ja) * | 1989-03-20 | 1990-10-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 揺れ補正装置 |
| US5099323A (en) * | 1989-03-20 | 1992-03-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Image fluctuation stabilizing apparatus for reducing fluctuations in image signals picked up by an optical imaging device |
| JP2008511258A (ja) * | 2004-08-23 | 2008-04-10 | インターグラフ ソフトウェアー テクノロジーズ カンパニー | リアルタイム画像安定化 |
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