KR20070068639A - Apparatus for detecting and correcting motion by hand in moving pictures - Google Patents

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KR20070068639A KR1020050130481A KR20050130481A KR20070068639A KR 20070068639 A KR20070068639 A KR 20070068639A KR 1020050130481 A KR1020050130481 A KR 1020050130481A KR 20050130481 A KR20050130481 A KR 20050130481A KR 20070068639 A KR20070068639 A KR 20070068639A
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    • G06T7/20Analysis of motion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

Abstract

An apparatus for detecting and correcting a motion of an image caused by hand trembling is provided to calculate a motion of an image and accumulated motions and provide information required for correction to an encoder to detect and correct a motion caused by hand trembling without decreasing an encoding speed. An apparatus for detecting a motion of an image includes an estimation unit(110), a computation unit(120), and a determination unit(130). The estimation unit obtains horizontal and vertical motion vectors to estimate a motion of an input image. The computation unit calculates accumulated motions in vertical and horizontal directions by using the motion vectors. The determination unit determines that the motion of the input image is caused by hand trembling when the accumulated motions are smaller than a predetermined threshold value.

Description

동영상의 손떨림 검출 및 보정 장치{Apparatus for detecting and correcting motion by hand in moving pictures}Apparatus for detecting and correcting motion by hand in moving pictures}

도 1은 본 발명에 따른 동영상의 손떨림 보정 장치의 일실시예 구조도,1 is a structural diagram of an embodiment of an image stabilizer for a video according to the present invention;

도 2a는 본 발명의 장치에 입력되는 가로 방향의 라인의 일예시도,Figure 2a is an exemplary view of a horizontal line input to the device of the present invention,

도 2b는 본 발명의 장치에 입력되는 세로 방향의 라인의 일예시도,Figure 2b is an example of the longitudinal line input to the apparatus of the present invention,

도 3a는 도 1의 움직임 예측부가 수직 방향의 움직임을 예측하는 것을 설명하기 위한 일예시도, 3A is an exemplary view for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts a motion in a vertical direction;

도 3b는 도 1의 움직임 예측부가 수평 방향의 움직임을 예측하는 것을 설명하기 위한 일예시도,3B is an exemplary view for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts a motion in a horizontal direction;

도 4a 및 도 4b는 도 1의 움직임 예측부가 수직 및 수평 방향으로 움직임을 예측하는 것을 설명하기 위한 일예시도,4A and 4B are exemplary views for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts motion in the vertical and horizontal directions;

도 5는 도 1의 누적 움직임량 연산부의 일실시예 상세 구조도,FIG. 5 is a detailed structural diagram of an embodiment of the cumulative motion calculation unit of FIG. 1; FIG.

도 6은 도 1의 보정부가 수행하는 보정 과정을 설명하기 위한 일예시도.6 is an exemplary view for explaining a correction process performed by the correction unit of FIG. 1.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 움직임 예측부 120 : 누적 움직임량 연산부110: motion estimation unit 120: cumulative motion amount calculation unit

130 : 손떨림 결정부 140 : 보정부130: Image stabilization unit 140: Correction unit

본 발명은 동영상의 손떨림 검출 및 보정 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠코더 또는 카메라에 사용되는 동영상의 손떨림 검출 및 보정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a camera shake detection and correction device, and more particularly to a camera shake detection and correction device used in a camcorder or camera.

일반적으로, 동영상의 손떨림 보정에 있어 움직임을 검출하는 방법으로는 블록 매칭 알고리즘이 가장 널리 알려져 있다. 이러한 블록 매칭 알고리즘을 사용하기 위해서는 이전 프레임을 저장할 메모리를 필요로 하는데, 이와 같은 메모리를 추가하지 않기 위해서는 동영상 인코더(encoder)의 메모리를 이용할 수 밖에 없기 때문에 인코더와 연동해서 동작하여야 한다. 따라서, 인코더의 인코딩 속도에 영향을 미치지 않기 위해서는 손떨림 보정을 위해 필요한 전체 움직임 벡터(global motion vector)를 상당히 정확하면서도 최대한 빨리 찾는 것이 과제라 할 수 있다. In general, a block matching algorithm is most widely known as a method for detecting motion in image stabilization. In order to use the block matching algorithm, a memory for storing a previous frame is required. In order not to add such a memory, a memory of a video encoder must be used. Therefore, in order not to affect the encoding speed of the encoder, it is a task to find the global motion vector required for image stabilization fairly accurately and as quickly as possible.

이에 대한 선행기술로서, 대한민국 공개특허 제1999-0011577(손떨림 보정시 전체적인 움직임 검출장치 및 방법), 대한민국 공개특허 제2005-0023549호(손떨림 움직임 보상 카메라폰) 및 대한민국 공개특허 제2001-0096969호(영상 단말기의 영상신호 송신 방법 및 장치)가 개시되어 있다.As a prior art, Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0011577 (the overall motion detection apparatus and method for image stabilization), Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0023549 (image stabilization camera phone) and Korean Patent Publication No. 2001-0096969 ( Disclosed is a video signal transmission method and apparatus of a video terminal.

위 공개특허 제1999-0011577호는 부분적인 움직임의 영향을 배제하고 전체 움직임만을 검출하기 위한 방법을 제시하였는데, 이 방법을 사용할 경우 영상 내에 크기가 작으면서도 움직이는 물체가 하나만 존재하여도 그것의 영향을 받아 움직이는 물체의 방향이 전체 움직임으로 검출되게 된다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0011577 has proposed a method for detecting only the entire motion without the effect of partial motion. When using this method, even if there is only one small and moving object in the image, The direction of the moving object is detected as a whole movement.

그러나, 손떨림 보정의 기본 정의는 영상 내에서 움직이는 물체의 방향을 이용하여 전체 움직임을 찾는 것이 아니라, 반대로 움직임이 없으면서도 특징이 될만한 물체(예를 들어 나무 혹은 책상, 의자 등의 배경)를 이용하여 전체 움직임을 찾는 것이므로, 위 공개특허에 의해서는 부분적인 움직임의 영향에 의해서는 손떨림에 의한 움직임을 찾아낼 수 없는 문제점이 있다.However, the basic definition of image stabilization is not to find the whole movement by using the direction of the moving object in the image, but on the contrary, by using an object without motion (that is, a background such as a tree, a desk, a chair, etc.) Since the entire motion is to be found, there is a problem that the motion due to the hand shake can not be found by the influence of the partial motion by the above-mentioned patent.

또한, 공개특허 제2005-0023549호는 움직임 센서를 이용하여 움직임 벡터를 구한 후, 입력되는 영상이미지의 시작점을 조정하거나, 직접적으로 센서의 구동 펄스를 변조하여 움직임을 보상하는 방법을 제시하고 있다.In addition, Patent Publication No. 2005-0023549 discloses a method of compensating motion by obtaining a motion vector using a motion sensor, adjusting a starting point of an input image image, or directly modulating a driving pulse of the sensor.

그러나, 위 공개특허 제2005-0023549호는, 움직임 벡터가 어떤 임계값을 넘어가면 움직임으로 검출하는 것으로서, 그 움직임이 손떨림에 의한 움직임인지, 아니면 의도적인 움직임(패닝; panning)인지 정확하게 알아낼 수 없으므로, 정확한 손떨림에 의한 움직임을 검출할 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 인코더 메모리를 이용하므로, 인코딩 속도에 영향을 미치는 문제점이 있다.However, the above-mentioned Patent Publication No. 2005-0023549 detects a motion vector as a motion when a certain threshold is exceeded, and thus cannot accurately determine whether the motion is a hand shake or a deliberate motion (panning). However, there is a problem in that it is impossible to detect a motion due to hand shake, and since an encoder memory is used, there is a problem influencing the encoding speed.

한편, 위 공개특허 제2001-0096969호는, 카메라의 움직임에 의해서 생기는 영상의 흔들림을 보상하여 상대방에게 전송되는 영상의 품질을 향상시키고자 하는 방법을 제시하고 있다.On the other hand, Korean Patent Laid-Open No. 2001-0096969 proposes a method for improving the quality of an image transmitted to a counterpart by compensating for the shaking of an image caused by a camera movement.

그러나, 위 공개특허 제2001-0096969호 역시 , 그 움직임이 손떨림에 의한 움직임인지, 아니면 패닝인지 정확하게 알아낼 수 없으므로, 정확한 손떨림에 의한 움직임을 검출할 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 인코더 메모리를 이용하므로, 인코딩 속도에 영향을 미치는 문제점이 있다.However, the above-mentioned Patent Publication No. 2001-0096969 also has a problem in that it is impossible to accurately detect whether the movement is caused by hand shaking or panning, and thus, it is impossible to detect the movement due to hand shaking. However, there is a problem that affects the encoding speed.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 입력되는 영상 데이터에 대하여 인코더와 독립적으로 전체 움직임 및 누적 움직임을 계산하여 보정에 필요한 정보를 인코더에 제공함으로써, 인코딩 속도의 손실 없이 손떨림에 의한 움직임을 검출하고 보정하기 위한, 동영상의 손떨림 검출 및 보정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and by calculating the total motion and cumulative motion independently of the encoder with respect to the input image data, and providing the encoder with the information necessary for correction, the camera shakes without loss of encoding speed. It is an object of the present invention to provide an image stabilization and correction apparatus for detecting and correcting a motion by a motion picture.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 구하여 입력되는 영상의 움직임을 예측하기 위한 예측부; 상기 예측부가 구한 움직임 벡터를 이용하여, 수직/수평 방향의 누적 움직임량을 연산하기 위한 누적 움직임량 연산부; 및 상기 누적 움직임량 연산부가 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 작을 경우 손떨림으로 결정하기 위한 결정부를 포함하는 손떨림 검출 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a prediction unit for estimating the motion of the input image to obtain a motion vector in the vertical / horizontal direction; A cumulative motion amount calculator for calculating the cumulative motion amount in the vertical / horizontal direction using the motion vector obtained by the predictor; And a determination unit configured to determine the hand shake when the cumulative motion amount calculated by the cumulative motion amount calculation unit is smaller than a predetermined threshold value.

이때, 누적 움직임량 만큼 영상의 오프셋을 조정하여 흔들림 보정을 수행하기 위한 보정부가 더 포함될 수 있다.At this time, the correction unit for performing the shake correction by adjusting the offset of the image by the amount of cumulative movement may be further included.

여기서, 상기 예측부는, 수평 방향으로 영상을 소정의 개수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 움직임 벡터의 중간값을 취하여 움직임을 예측하고, 수직 방향으로 영상을 소정의 개수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 움직임 벡터의 중간값을 취하여 움직임을 예측한다.Here, the prediction unit divides the image into a predetermined number of regions in a horizontal direction, estimates motion by taking a median value of the motion vectors of each region, and divides the image into a predetermined number of regions in a vertical direction, The motion is predicted by taking the median of the motion vectors of the regions.

또한, 상기 누적 움직임량 연산부는, 입력신호를 지연하고 이득을 곱하기 위한 지연부; 및 입력신호와 상기 지연부의 출력의 연산하여 누적 움직임량을 출력하기 위한 연산부를 포함할 수 있으며, 상기 이득은, 실질적으로 0.95이다.The cumulative movement amount calculating unit may further include a delay unit for delaying an input signal and multiplying a gain; And an operation unit for outputting an accumulated motion amount by calculating an input signal and an output of the delay unit, wherein the gain is substantially 0.95.

한편, 상기 결정부는, 상기 누적 움직임량 연산부가 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 큰 경우에는 패닝으로 결정할 수 있다.The determining unit may determine panning when the cumulative motion amount calculated by the cumulative motion calculation unit is greater than a predetermined threshold.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 손떨림을 검출하기 위한 이미지 처리 장치의 이미지 프로세서에 있어서, 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 구하여 입력되는 영상의 움직임을 예측하고, 이렇게 구한 움직임 벡터를 이용하여, 수직/수평 방향의 누적 움직임량을 연산하여, 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 작을 경우 손떨림으로 결정하기 위한 검출부; 및 누적 움직임량 만큼 영상의 오프셋을 조정하여 흔들림 보정을 수행하기 위한 보정부를 포함하는 이미지 프로세서가 제공된다.In addition, according to another embodiment of the present invention, in the image processor of the image processing apparatus for detecting camera shake, obtain a motion vector in the vertical / horizontal direction to predict the motion of the input image, by using the motion vector A detector configured to calculate a cumulative motion amount in the vertical / horizontal direction and determine that the calculated motion is less than a predetermined threshold value as a hand shake; And a correction unit configured to perform image stabilization by adjusting an offset of the image by an amount of accumulated motion.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능 한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as possible, even if displayed on the other drawings have the same number as possible. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 동영상의 손떨림 보정 장치의 일실시예 구조도이다.1 is a structural diagram of an embodiment of a video image stabilizer according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 보정 장치는, 움직임 예측부(110), 누적 움직임량 연산부(120), 손떨림인지 패닝인지 여부를 결정하기 위한 손떨림 결정부(130) 및 손떨림에 의한 움직임을 보정하기 위한 보정부(140)를 포함하여 구성된다.As shown in the figure, the correction apparatus of the present invention, the motion estimation unit 110, the cumulative motion calculation unit 120, the hand shake determination unit 130 for determining whether the hand shake or panning and the motion caused by the hand shake It is configured to include a correction unit 140 for correction.

한편, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 장치에 입력되는 가로 및 세로 방향의 라인의 일예시도이다.On the other hand, Figures 2a and 2b is an exemplary view of the horizontal and vertical lines input to the apparatus of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치가 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 예측하기 위해 필요한 가로 및 세로 방향으로의 화소값들의 평균값을 구하여, 그 평균값이 입력된다. 예를 들어, 인코딩 될 영상의 크기가 VGA(640*480)일 때를 기준으로 설명하면, 도 2에서와 같이 가로 방향으로 240개, 세로 방향으로 540개 라인에 대한 화소값들의 평균값을 구한다. 참고로, 움직임 벡터의 빠른 연산을 위해 전체 영상의 절반에서만 데이터를 추출하여 값을 구할 수 있다. 다만, 본 발명의 장치에 입력되는 데이터의 종류는 이에 한정되는 것은 아니라 할 것이다.As shown in the figure, the device of the present invention obtains an average value of pixel values in the horizontal and vertical directions required for predicting a motion vector in the vertical / horizontal direction, and the average value is input. For example, when the size of an image to be encoded is VGA (640 * 480), the average value of pixel values of 240 lines in the horizontal direction and 540 lines in the vertical direction is obtained as shown in FIG. 2. For reference, in order to quickly calculate a motion vector, data can be obtained by extracting data from only half of the entire image. However, the type of data input to the apparatus of the present invention is not limited thereto.

도 1의 움직임 예측부(110)는 수직/수평 방향의 움직임을 예측하는 기능을 담당한다. 이하, 도 3을 참조로 움직임 예측부(110)의 동작을 상세히 설명하자.The motion predictor 110 of FIG. 1 is responsible for predicting the motion in the vertical / horizontal direction. Hereinafter, the operation of the motion predictor 110 will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3a는 도 1의 움직임 예측부가 수직 방향의 움직임을 예측하는 것을 설명 하기 위한 일예시도이다.FIG. 3A is an exemplary view for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts a motion in a vertical direction.

도 3a를 참조로 하면, 본 발명의 움직임 예측부는, 영상을 가로 방향으로 세 개의 영역으로 나누고, 각 영역에서 가로 방향으로 화소값들을 더한 벡터

Figure 112005076659226-PAT00001
를 구한다. 현재 영상에서 구한 벡터
Figure 112005076659226-PAT00002
를 이전 영상에서 구한 벡터
Figure 112005076659226-PAT00003
과 탐색 영역 내에서 비교하여 가장 유사한 벡터를 찾는다. 이때 유사도 측정을 위해 SAD(sum of absolute difference)를 이용하였으며, 그 수식은 다음과 같다.Referring to FIG. 3A, the motion predictor of the present invention divides an image into three regions in a horizontal direction and adds pixel values in the horizontal direction in each region.
Figure 112005076659226-PAT00001
Obtain Vector obtained from the current image
Figure 112005076659226-PAT00002
Obtained from previous image
Figure 112005076659226-PAT00003
In the search region to find the most similar vector. At this time, the sum of absolute difference (SAD) was used to measure the similarity, and the formula is as follows.

Figure 112005076659226-PAT00004
Figure 112005076659226-PAT00004

여기서,

Figure 112005076659226-PAT00005
로 길이가 N인 벡터이며,
Figure 112005076659226-PAT00006
는 탐색 영역 안에서의 최대 범위를 나타낸다. 각 영역에서의 움직임 벡터는 탐색 영역 안에서 SAD가 가장 적은 값을 가질 때의 위치를 찾음으로써 구하게 된다. 즉, 다음 수학식과 같다. here,
Figure 112005076659226-PAT00005
Is a vector of length N,
Figure 112005076659226-PAT00006
Indicates the maximum range within the search area. The motion vector in each region is obtained by finding the position when SAD has the smallest value in the search region. That is, it is as follows.

Figure 112005076659226-PAT00007
Figure 112005076659226-PAT00007

각 영역에서 구한 움직임 벡터는 수직 방향으로 하나의 전체 움직임 벡터를 정의하기 위하여 사용되며, 그 수식은 다음과 같다. The motion vectors obtained in each region are used to define one entire motion vector in the vertical direction. The equation is as follows.

Figure 112005076659226-PAT00008
Figure 112005076659226-PAT00008

즉, 본 발명의 움직임 예측부(110)는 수평 및 수직 영역을 세 개로 나누어 각 로컬 영역에서 찾은 움직임 벡터의 중간값(median vlaue)을 취함으로써, 움직이는 물체의 크기가 영상 크기의 절반 이상을 초과하지 않을 경우에는 주변의 배경(즉, 움직임이 없는 물체)을 이용하여 상당히 정확한 전체 움직임을 찾을 수 있다.That is, the motion estimation unit 110 of the present invention divides the horizontal and vertical areas into three and takes the median vlaue of the motion vectors found in each local area, so that the size of the moving object exceeds half of the image size. If you don't, you can use the surrounding background (that is, an object without motion) to find a fairly accurate overall motion.

한편, 도 3b는 도 1의 움직임 예측부가 수평 방향의 움직임을 예측하는 것을 설명하기 위한 일예시도이다.3B is an exemplary view for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts a motion in a horizontal direction.

본 발명의 움직임 예측부(110)는 영상을 세로 방향으로 세 개의 영역으로 나눈 뒤, 각 영역에서 세로 방향으로 화소값들을 더한 벡터

Figure 112005076659226-PAT00009
를 구한다. 현재 영상에서 구한 벡터
Figure 112005076659226-PAT00010
를 이전 영상에서 구한
Figure 112005076659226-PAT00011
와 탐색 영역 내에서 비교하여 가장 유사한 벡터를 찾음으로써, 최종적으로 수평 방향으로 하나의 전체 움직임 벡터
Figure 112005076659226-PAT00012
를 구하게 된다. 그 중간 과정은 수직 방향의 움직임 예측 과정과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The motion predictor 110 of the present invention divides an image into three regions in the vertical direction, and then adds pixel values in the vertical direction in each region.
Figure 112005076659226-PAT00009
Obtain Vector obtained from the current image
Figure 112005076659226-PAT00010
From the previous video
Figure 112005076659226-PAT00011
And compare within the search area to find the most similar vector, so that finally one full motion vector in the horizontal direction
Figure 112005076659226-PAT00012
Will be obtained. Since the intermediate process is the same as the vertical motion prediction process, a detailed description thereof will be omitted.

즉, 도 2a 및 도 2b와 같이 세로 및 가로 방향으로의 화소값들의 평균값이 입력되면, 움직임 예측부(110)는 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 예측한다. 도 4a 및 도 4b는 도 1의 움직임 예측부가 수직 및 수평 방향으로 움직임을 예측하는 것을 설명하기 위한 일예시도이다.That is, when an average value of pixel values in the vertical and horizontal directions is input as shown in FIGS. 2A and 2B, the motion predictor 110 predicts a motion vector in the vertical / horizontal direction. 4A and 4B are exemplary views for explaining that the motion predictor of FIG. 1 predicts motion in the vertical and horizontal directions.

도면에 도시된 바와 같이, 탐색 영역은 ±30이다. 움직임 벡터를 예측하는 방법에 대해서는, 위에서 설명한 바와 같으며, 본 발명의 적용례에서 수평 방향의 움직임 벡터는 계산량을 줄이기 위해 1/2로 다운 샘플링(down sampling)해서 구할 수 있다.As shown in the figure, the search area is ± 30. The method of predicting the motion vector is as described above, and in the application example of the present invention, the horizontal motion vector can be obtained by down sampling to 1/2 to reduce the amount of calculation.

도 1의 누적 움직임량 연산부(120)는 움직임 예측부(110)가 구한 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 이용하여 수직/수평 방향의 누적 움직임량을 계산하는 기능을 담당한다. 이를 도 5를 참조로 설명하기로 하자.The cumulative motion calculation unit 120 of FIG. 1 is responsible for calculating the cumulative motion amount in the vertical / horizontal direction using the motion vector in the vertical / horizontal direction obtained by the motion predictor 110. This will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 도 1의 누적 움직임량 연산부의 일실시예 상세 구조도이다.FIG. 5 is a detailed structural diagram of an embodiment of the cumulative movement amount calculator of FIG. 1. FIG.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 누적 움직임량 연산부(120)는 연산부(310) 및 지연부(320)를 포함하여 구성되며, 그 입력인

Figure 112005076659226-PAT00013
는 다음 수학식과 같다.As shown in the figure, the cumulative motion calculation unit 120 of the present invention includes a calculation unit 310 and the delay unit 320, the input is
Figure 112005076659226-PAT00013
Is as shown in the following equation.

Figure 112005076659226-PAT00014
Figure 112005076659226-PAT00014

지연부(320)는 입력신호를 지연하고 이득

Figure 112005076659226-PAT00015
를 곱하여 연산부(310)에 제공한다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면,
Figure 112005076659226-PAT00016
는 0.95이다. 연산부(310)는 지연부(320)에서 입력신호
Figure 112005076659226-PAT00017
와 지연부(320)에서 입력된 신호를 덧셈 연산하는 기능을 담당한다. 연산부(310)의 출력인
Figure 112005076659226-PAT00018
는 다음의 수학식과 같으 며,
Figure 112005076659226-PAT00019
이다.Delay unit 320 delays the input signal and gain
Figure 112005076659226-PAT00015
Multiply by and provide it to the operation unit 310. According to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 112005076659226-PAT00016
Is 0.95. The calculation unit 310 is an input signal from the delay unit 320
Figure 112005076659226-PAT00017
And it is responsible for the addition operation of the signal input from the delay unit (320). Output of the operation unit 310
Figure 112005076659226-PAT00018
Is the same as
Figure 112005076659226-PAT00019
to be.

Figure 112005076659226-PAT00020
Figure 112005076659226-PAT00020

한편, 도 1의 손떨림 결정부(130)는 누적 움직임량 연산부(120)가 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 작을 경우에는 손떨림으로 간주하고, 보정부(140)로 전달한다. 그러나 누적 움직임량이 임계값보다 클 경우에는 의도적인 움직임(패닝; panning)으로 간주한다. 예를 들어, 손떨림 결정부(130)는 손떨림 또는 패닝인지 여부는 연속된 10장의 영상에서 구한 누적 움직임량이 20보다 적을 때를 손떨림으로 간주할 수 있다. Meanwhile, the hand shake determination unit 130 of FIG. 1 considers the hand shake when the cumulative motion amount calculated by the cumulative motion calculation unit 120 is smaller than a predetermined threshold value, and transmits the hand shake to the corrector 140. However, if the cumulative amount of motion is greater than the threshold, it is regarded as intentional panning. For example, the hand shake determiner 130 may consider whether the hand shake or the panning is when the cumulative movement amount obtained from 10 consecutive images is less than 20.

보정부(140)의 보정 과정을 설명하기 위한 것이 도 6에 나타나 있다. 도 6은 도 1의 보정부가 수행하는 보정 과정을 설명하기 위한 일예시도이다.6 illustrates a correction process of the correction unit 140. 6 is an exemplary view for explaining a correction process performed by the correction unit of FIG. 1.

도면에 도시된 바와 같이, 누적 움직임량이 안정(stabilization) 영역 내에 속하는 경우에는 누적 움직임량만큼 영상의 오프셋(도 6의'X_offset'과 'Y_offset')을 조정하여, 프레임 메모리로부터 적절한 영역을 읽어 인코딩을 수행함으로써, 흔들림이 보정된 영상을 획득할 수 있다. 흔들림 보정 중간에 누적 움직임량이 안정 영역을 벗어나면, 누적 움직임량의 값을 초기화하여 연산한다. 이때, 모드 전환으로 인한 영상의 끊김 현상을 제거하기 위해 마지막 누적 움직임량의 1/4에 해당하는 움직임 벡터만큼 연속하는 3장의 영상에 걸쳐 순차적으로 이동시켜 원래 위치로 복귀시킬 수도 있다.As shown in the figure, when the cumulative motion amount is within the stabilization area, the offset ('X_offset' and 'Y_offset' in FIG. 6) of the image is adjusted by the cumulative motion amount, and an appropriate area is read from the frame memory and encoded. By performing the above, it is possible to obtain an image in which the shake is corrected. If the cumulative motion amount is out of the stable region in the middle of the shake correction, the cumulative motion amount is initialized and calculated. In this case, in order to remove the discontinuity of the image due to the mode switching, the image may be sequentially returned to its original position by sequentially moving the three images successively by a motion vector corresponding to 1/4 of the last cumulative movement amount.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, 수평 및 수직 영역을 세 개로 나누어 각 로컬 영역에서 찾은 움직임 벡터의 중간값(median vlaue)을 취함으로써, 움직이는 물체의 크기가 영상 크기의 절반 이상을 초과하지 않을 경우에는 주변의 배경(움직임이 없는 물체)을 이용하여 상당히 정확한 전체 움직임을 찾을 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention divides the horizontal and vertical regions into three and takes the median vlaue of the motion vectors found in each local region, so that when the size of the moving object does not exceed half of the image size, It has the effect of using the surrounding background (the object that is not moving) to find a fairly accurate total motion.

또한, 본 발명은 인코더와는 독립적으로 CSP 중간 과정에서 입력되는 영상 데이터를 가지고 빠른 연산을 통해 전체 움직임 및 누적 움직임량을 계산하여 손떨림 보정에 필요한 정보를 인코더에 제공함으로써, 인코딩 속도에 전혀 손실을 주지 않으면서도 상당히 정확한 보정이 가능하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention calculates the total motion and cumulative motion amount through the fast operation with the image data input in the middle of the CSP process independently of the encoder to provide the encoder with the information necessary for image stabilization, so that no loss in encoding speed This has the effect of allowing a fairly accurate calibration without giving.

또한, 본 발명은 패닝과 손떨림을 구분하여 손떨림의 경우만을 검출함으로써, 정확한 손떨림 보정이 가능하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of distinguishing panning and hand shake to detect only the case of hand shake, thereby enabling accurate hand shake correction.

Claims (8)

수직/수평 방향의 움직임 벡터를 구하여 입력되는 영상의 움직임을 예측하기 위한 예측부;A prediction unit for predicting a motion of an input image by obtaining a motion vector in a vertical / horizontal direction; 상기 예측부가 구한 움직임 벡터를 이용하여, 수직/수평 방향의 누적 움직임량을 연산하기 위한 누적 움직임량 연산부; 및A cumulative motion amount calculator for calculating the cumulative motion amount in the vertical / horizontal direction using the motion vector obtained by the predictor; And 상기 누적 움직임량 연산부가 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 작을 경우 손떨림으로 결정하기 위한 결정부를 포함하는 손떨림 검출 장치.And a determination unit for determining a hand shake when the cumulative motion amount calculated by the cumulative motion amount calculation unit is smaller than a predetermined threshold value. 제1항에 있어서, 누적 움직임량 만큼 영상의 오프셋을 조정하여 흔들림 보정을 수행하기 위한 보정부를 더 포함하는 손떨림 검출 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a correction unit configured to perform image stabilization by adjusting an offset of an image by an amount of cumulative movement. 제1항에 있어서, 상기 예측부는, 수평 방향으로 영상을 소정의 개수의 영역으로 분할하고, 각 영역의 움직임 벡터의 중간값을 취하여 움직임을 예측하는 손떨림 검출 장치.The image stabilizer of claim 1, wherein the predictor divides the image into a predetermined number of regions in a horizontal direction, and estimates motion by taking an intermediate value of a motion vector of each region. 제1항에 있어서, 상기 예측부는, 수직 방향으로 영상을 소정의 개수의 영역 으로 분할하고, 각 영역의 움직임 벡터의 중간값을 취하여 움직임을 예측하는 손떨림 검출 장치.The image stabilizer of claim 1, wherein the prediction unit divides the image into a predetermined number of regions in a vertical direction, and estimates motion by taking an intermediate value of the motion vectors of each region. 제1항에 있어서, 상기 누적 움직임량 연산부는, 입력신호를 지연하고 이득을 곱하기 위한 지연부; 및The apparatus of claim 1, wherein the cumulative movement amount calculating unit comprises: a delay unit for delaying an input signal and multiplying a gain; And 입력신호와 상기 지연부의 출력의 연산하여 누적 움직임량을 출력하기 위한 연산부를 포함하는 손떨림 검출 장치.And a computing unit for outputting a cumulative movement amount by calculating an input signal and an output of the delay unit. 제5항에 있어서, 상기 이득은, 실질적으로 0.95인 손떨림 검출 장치.The camera shake detection apparatus according to claim 5, wherein the gain is substantially 0.95. 제1항에 있어서, 상기 결정부는, 상기 누적 움직임량 연산부가 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 큰 경우에는 패닝으로 결정하는 손떨림 검출 장치. The apparatus of claim 1, wherein the determination unit determines panning when the cumulative motion amount calculated by the cumulative motion amount calculation unit is greater than a predetermined threshold value. 손떨림을 검출하기 위한 이미지 처리 장치의 이미지 프로세서에 있어서,An image processor of an image processing apparatus for detecting camera shake, 수직/수평 방향의 움직임 벡터를 구하여 입력되는 영상의 움직임을 예측하고, 이렇게 구한 움직임 벡터를 이용하여, 수직/수평 방향의 누적 움직임량을 연산 하여, 연산한 누적 움직임량이 소정의 임계값보다 작을 경우 손떨림으로 결정하기 위한 검출부; 및 When the motion vector in the vertical / horizontal direction is calculated, the motion of the input image is predicted, and the cumulative motion amount in the vertical / horizontal direction is calculated using the motion vector thus obtained, and the calculated motion is smaller than the predetermined threshold. A detection unit for determining by hand shake; And 누적 움직임량 만큼 영상의 오프셋을 조정하여 흔들림 보정을 수행하기 위한 보정부를 포함하는 이미지 프로세서.An image processor including a correction unit for performing image stabilization by adjusting the offset of the image by the amount of cumulative movement.
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