JPH03283775A - 画像動き補正装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、小型化の進むカメラ、特に手にもって撮影す
るような小型軽量のビデオカメラなどの撮像装置におい
て、画面のゆれを補正する画像動き補正装置に関するも
のである。

〔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る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
ことがある０例えば、望遠で撮影するときには、画角が
小さいためわずかの振動が画像では大きいな動きとなり
、視覚上の障害となりやすい、また、ビデオカメラを持
って移動しながら撮影する場合やヘリコプタ−等に搭載
して撮影する場合にも、カメラの振動が画面の振動とな
って現れる。

そこで、画像情報を電気的に処理して補正を行うことが
考えられている。電気的に処理して補正を行う場合は、
一般的に連続する２画面の相関から動きを検出し、メモ
リの読み出し／書き込みのアドレスを変えたり、撮像素
子の読み出しエリアを変えたりして補正している。

第３図はメモリを用いて構成した、従来の画面ゆれ補正
装置の構成例を示すブロック図である。

第３図において、ｌはアナログ・デジタル変換器（以下
Ａ／Ｄ変換器と称す）、２は入力信号を書込み読み出す
メモリ、３は入力信号のゆれの方向と大きさを検出する
動きベクトル検出回路、４は動きベクトル検出回路から
の動きに従ってメモリの読み出しアドレスを制御するた
めのメモリ読み出しアドレス指令回路、１０はメモリか
ら読み出した映像信号の一部分を拡大補間処理する補間
回路、１１はデジタル・アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変
換器と称す）である。

次に動作について説明する。入力された画像信号は、Ａ
／Ｄ変換器１により一定のサンプリング周波数でサンプ
リングされ、デジタル信号に変換されて、メモリ２に書
き込まれる。また、動きベクトル検出回路３は連続する
フレーム間の相関からフレーム単位の動き（速度）を検
出する。メモリ読み出しアドレス指令回路４は動きベク
トル検出回路３により求めた動き量をもとにして基準点
（読み出しアドレス）を動き量により移動させてメモリ
２に書き込まれた信号の一部分を読み出す。

読み出された信号は補間回路１０により元の画面サイズ
に拡大補間され、Ｄ／Ａ変換器１１によりビデオ信号に
変換され出力される。

第６図に、メモリ２から基準点を移動させて読み出す様
子を示す。Ｗで示す領域は入力信号をメモリに書き込む
領域であり、これは常に一定である。Ｒｏで示す領域は
動き量が０の場合のメモリからの読み出し領域であり、
Ｒｘｖで示す領域は動き量が水平Ｘ、垂直ｙの時のメモ
リからの読み出し領域である。動き量は動きベクトル検
出で求めたフレーム単位の動き（速度）を積分すること
によって得ることができ、積分による誤差の蓄積は安定
時に読み出し領域をＲｏに近づけるという操作により無
くすことができる。

次に、第４図および第５図を用いて、動きベクトル検出
回路３について説明する。

フレーム間の画像移動量を検出するためには本来、画像
内の全画素についてどの方向にどれだけ動いたかを算出
するのが理想的であり、これ以上の動きベクトル検出精
度はない、しかし、大規模なハードウェアと時間を要し
、実現困難である。

そこで一般には、画面のいくつかの画素（以下、代表点
と称す）に着目し、これらの画素の移動量から画面全体
の動きベクトルを決定する方法がとられている。

第４図は一般的な動きベクトル検出回路（以下、代表点
演算回路と称す）のブロック図である。第５図は画像の
ブロックおよび代表点との関係を示している図である。

第４図の代表点演算回路は１フイールドの画像を所定個
数のブロック５１に分け、各ブロック毎に中央に１つの
代表点Ｒ４，５２を設けている。各ブロック毎に１フレ
ーム前の代表点とブロック内の全画素Ｓｉ、、、ｊ、、
　５３とのレベル差を演算している。

第４図において、入力映像信号ＣはまずＡ／Ｄ変換器４
１でＡ／Ｄ変換され、代表点５２となるべきブロック５
１内の所定の画素が、ラッチ回路４２を経由して代表点
メモリ４３に書き込まれる。

代表点メモリ４３に収納されたデータは、１フレーム遅
延されて読み出され、ラッチ回路４４を経由して絶対値
回路４６に送られる。他方、Ａ／Ｄ変換された映像信号
のデータはラッチ回路４５を経由して絶対値回路４６に
送出される。

ラッチ回路４４より出力されるｌフレーム前の代表点信
号ｄとラッチ回路４５より出力された現フレームの画素
信号ｅは絶対値回路４６にて演算され、両画素信号の差
の絶対値が算出される。これらの演算はブロック単位に
行われ、この絶対値回路４６の出力信号ｆは累積加算テ
ーブル４７の各ブロック内の画素の同一アドレスに対応
するテーブルに次々と加算される。このテーブルの加算
結果がテーブル値比較回路４８に入力され、最終的に、
加算結果の最小なところのアドレスをもって１フレーム
で画像位置がどの方向にどれだけ移動したかを示す動き
ベクトル値ｇが決まる。

即ち、代表点Ｒｉｊと水平方向Ｘ、垂直方向ｙの位置関
係にある信号Ｓｉ＊Ｘ＋ｊ＊Ｙの差の絶対値を求め、各
代表点について同じ位置関係にあるＸ、　　Ｆについて
加算して累積加算テーブルＤ８．とする。

このとき、Ｄ　ＸＦは、 Ｄｘｖ−Σｌ　ＲｉｊＳ　ｉ４冨＋　ｊａｙで示される
。

そして、このり、ｌｌ、の中での最小値のＸとｙを水平
方向および垂直方向の動きベクトルとする。

とこで、代表点を中心とする１ブロツクは、ベクトルの
大きさ、すなわちベクトルによる画像の補正ができる範
囲を示している。また、累積加算を行う結果は加算数が
多いほどベクトルの検出精度゛が向上するので、一般的
には全画面の代表点を加算して、画面全体の動きを平均
したものをベクトルとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、以上のように一般的に動きベクトルはフ
レーム単位で検出されるので、メモリから基準点を移動
させて読み−出す領域ＲＸＦの決定もフレーム単位にな
る。

一方、第７図のようにテレビジラン信号は２フイールド
をインターレースして１フ・レームとしているために奇
数フィールドと偶数フィールドの同一ラインで１画素分
のずれが生じ、なおかつその上下の位置関係も決まって
しまう。

従って、奇数／偶数フィールド信号に対して上下（ライ
ン）方向のメモリ読み出しアドレス指令値ａ（例えば垂
直方向のメモリ読み出し開始アドレスの値）が第７図に
示すようにフレーム単位で５０．５２．５３．・・・と
なったとすると、奇数フィールドの５０ライン、偶数フ
ィールドの５０ライン、奇数フィールドの５２ライン、
偶数フィールドの５２ライン、奇数フィールドの５３ラ
イン、偶数フィールドの５３ライン、・・・というよう
に読み出すので、メモリ読み出しアドレス指令値ａが減
少するときには（ア）のようにスムーズに画面が動（が
、メモリ読み出しアドレス指令値ａが増加するときには
（イ）のように画面が上下に「がたがた」しながら動く
という問題がある。

この発明は上記のような従来のものの問題点を解決する
ためになされたもので、インターレースしているチレビ
ジョン画像を動きをキャンセルす養ようにフィールド単
位で補正する場合に、画面が上に動いてい番ときにも下
に動いているときにも、゛スムーズな補正が可能となる
画像動き補正装置を提供することを目的とする本のであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するｈめに、本発明の画像動き補正装置
は、映像信号を書込み□読み出し可能なメモリと、前記
映像信号のゆ□れを検出する動きベクトル検出回路と、
前記動きベクトル検出回路の出力ｔｈるメモリの読゛み
出しア”ドレスを入力し、前フレームから増加している
ときと減少している時で奇数フィールドに同期させるか
偶数フィールドに同期させるかを切り替えて、前記メモ
リに対して出力する手段とを備えたものである。

〔作用〕

本発明は、以上の構成によって、画面が上に動いている
ときと画面が下に動いているときとで、メモリの読み出
しアドレスの指令タイミングを奇数フィールドに同期さ
せるか偶数フィールドに同期させるかを切り替えること
ができるので、カメラが上方に動く際にも、画面の動き
・が滑らかになるように動き補正を行なうことができる
。

〔実施例〕　　　・　　　　　　。

以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による画像動き補正装置の構
成図である。第１図において、１はアナログ・デジタル
変換器（以下Ａ／Ｄ変換器と称す）２は入力信号を書込
み読み出すメモリ、３は入力信号のゆれの方向と大きさ
を検出する動きベクトル検出回路、４は動きベクトル検
出回路からの動きに従ってメモリの読み出しアドレスを
制御するだめのメモリ読み出しアドレス指令回路、５は
前回のメモリ読み出しアドレス指令回路４の出力である
メモリ読み出しアドレス指令値ａを記憶する前回指令値
記憶回路、６はメモリ読み出しアドレス指令値ａと前回
指令値記憶回路５の出力である前回のメモリ読み出しア
ドレス指令値の大きさを比較する大小比較回路、７およ
び８はメモリ読み出しアドレス指令値ａを奇数／偶数フ
ィールド信号のそれぞれ奇数フィールドおよび偶数フィ
ールドの変化点に同期させて確定するラッチ回路、９は
ラッチ回路７および８の出力を大小比較回路６の出力に
従って切り替えて最終的にメモリ２のアドレスを制御す
るためのメモリ読み出しアドレス指令値すを出力するた
めのスイッチ回路、１０はメモリから読み出した映像信
号の一部分を拡大補間処理する補間回路、１１はデジタ
ル・アナログ変換器（以下Ｄ／Ａ変換器と称す）である
。

次に動作について説明する。入力された画像信号はＡ／
Ｄ変換器１により一定のサンプリング周波数でサンプリ
ングされ、デジタル信号に変換されて、メモリ２に書き
込まれる。また、動きベクトル検出回路３は連続するフ
レーム間の相関からフレーム単位の動き（速度）を検出
する。メモリ読み出しアドレス指令回路４は動きベクト
ル検出回路３により求めた動き量をもとにして、メモリ
読み出しアドレス指令値ａを出力する。

このメモリ読み出しアドレス指令値ａはラッチ回路７お
よび８に入力され、それぞれ奇数フィールドおよび偶数
フィールドの変化点で出力が確定される。一方、このメ
モリ読み出しアドレス指令値ａは前回指令値記憶回路５
に入力され、毎回記憶値を更新すると同時に、大小比較
回路６で今回の指令値と前回の指令値の大きさを比較し
、スイッチ回路９でランチ回路７または８を選択し最終
的なメモリ読み出しアドレス指令値すとする。このメモ
リ読み出しアドレス指令値すにより基準点（読み出しア
ドレス）を移動させて、メモリ２に書き込まれた信号の
一部分を読み出す。読み出された信号は補間回路１０に
より元の画面サイズに拡大補間され、Ｄ／Ａ変換器１１
によりビデオ信号に変換され出力される。

第２図に示すように、奇数／偶数フィールド信号に対し
て上下（ライン）方向のメモリ読み出しアドレス指令値
ａが出力されたとすると、Ａ区間およびＣ区間では前回
指令値より指令値が大きくなり、逆にＢ区間では前回指
令値より指令値が小さくなっている。従ってメモリ読み
出しアドレス指令値すは、Ａ区間およびＣ区間では奇数
／偶数フィールド信号のダウンエツジに同期して、Ｂ区
間では奇数／偶数フィールド信号のアップエツジに同期
してそれぞれ変化するので、メモリ読み出しアドレス指
令値が増加するときにも減少するときにもラインの読み
出しがスムーズに行える。

なお、メモリ２から基準点を移動させて読み出す様子、
動きベクトル検出回路３の動作については従来と同様で
ある。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、上下方向のメモ
リ読み出しアドレスが前フレームから増加している時と
減少している時とで奇数フィールドに同期させて出力す
るか偶数フィールドに同期させて出力するかを切替える
ようにしたので、インターレースしているテレビジラン
画像を画面の動きをキャンセルするようにフィールド単
位で補正する場合に、画面が上に動いているときにも下
に動いているときにもスムーズな補正が可能な画像動き
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図および第２図は本発明の一実施例を示す図で、第
１図はその構成例を示すブロック図、第２図はメモリ読
み出しアドレス指令値から最終的なメモリ読み出しアド
レスし指令値が出力されるまでとその時の読み出しライ
ンとの関係を示した図である。 第３図ないし第７図は従来の画像動き補正装置を説明す
るための図で、第３図は従来のメモリを用いた場合の画
面ゆれ補正装置の構成例を示すブロック図、第４図は一
般的な代表点演算回路のブロック図、第５図は第４図の
従来例における画像のブロックおよび代表点との関係を
示している図、第６図はメモリから基準点を移動させて
読み出す様子を示す図、第７図は従来のメモリ読み出し
アドレス指令値と、そのときの読み出しラインとの関係
を示した図である。 図において、２はメモリ、３は動きベクトル検出回路、
４はメモリ読み出しアドレス指令回路、５は前回指令ア
ドレス記憶回路、６は大小比較回路、７，８はラッチ回
路、９はスイッチ回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像装置における画面のゆれを補正するための装
   置であって、 映像信号を書込み読み出し可能なメモリと、前記映像信
   号のゆれを検出する動きベクトル検回路とを備え、 インターレースしているテレビジョン画像の読み出しア
   ドレスをフィールド単位で移動させて、画像の動きをキ
   ャンセルするように補正する画像動き補正装置において
   、 上下方向のメモリ読み出しアドレスの指令が前フレーム
   から増加している時と減少している時とでメモリ読み出
   しアドレスを、奇数フィールドにあるいは偶数フィール
   ドに同期させて読み出すよう切り替える切り替え手段を
   備えたことを特徴とする画像動き補正装置。