JPH0411471A - motion detection device - Google Patents
motion detection deviceInfo
- Publication number
- JPH0411471A JPH0411471A JP2112663A JP11266390A JPH0411471A JP H0411471 A JPH0411471 A JP H0411471A JP 2112663 A JP2112663 A JP 2112663A JP 11266390 A JP11266390 A JP 11266390A JP H0411471 A JPH0411471 A JP H0411471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- motion
- filter
- signal
- motion vector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Image Analysis (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はカメラで撮像中の画像の手ぶれや振動等による
動きを補償する防振装置、移動する被写体を追尾する自
動追尾装置等に用いて好適な動き検出装置に関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention can be used in an anti-shake device that compensates for movement caused by camera shake or vibration in an image being captured by a camera, an automatic tracking device that tracks a moving subject, etc. The present invention relates to a preferred motion detection device.
(従来の技術)
近年、ビデオカメラ、電子カメラ等を始めとする映像機
器の発展は目覚ましく、より確実で快適な撮影動作を可
能とするため、手ぶれ、振等による画像の動きを補正し
て揺れのない品位の高い撮影を可能とする動き補正装置
が取り入れられている。(Prior art) In recent years, the development of video equipment such as video cameras and electronic cameras has been remarkable, and in order to enable more reliable and comfortable shooting operations, image movement caused by camera shake, shaking, etc. can be corrected and shaken. The camera incorporates a motion compensation device that enables high-quality photography without any distortion.
動き補正装置の動き補正の方式としては、カメラ本体の
回転に対して レンズ、イメージセンサの軸を一定に保
つ慣性を利用した機械的補正法、可変頂角プリズム等の
光学部材を用いる光学式補正法、画像処理によって画面
を移動させることによって補正を行う画像処理補正法等
がある。Motion compensation methods for motion compensation devices include mechanical compensation that uses inertia to keep the axes of the lens and image sensor constant against rotation of the camera body, and optical compensation that uses optical members such as variable apex prisms. There are two methods: an image processing correction method that performs correction by moving the screen through image processing, and the like.
そして機械的補正法によればレンズ、撮像系を支持する
ための特別な機械構造を必要とし、光学式補正法によれ
ば上述したような可変頂角プリズムのような特別な光学
部材を必要とするのに対して、画像処理補正法は特別な
機械構造、光学部材が不要となり、電気回路による信号
処理のみで動き補正が可能であるという大きな特長を有
しており、今後広(普及して行くことが予想される。The mechanical correction method requires a special mechanical structure to support the lens and imaging system, while the optical correction method requires special optical members such as the variable apex prism mentioned above. In contrast, image processing correction methods do not require any special mechanical structure or optical components, and have the great advantage of being able to perform motion correction using only signal processing using electric circuits. expected to go.
(発明の解決しようとする問題点)
しかしながら、上記従来の画像処理方式による動き補正
装置によれば、機械式、光学式の装置に比べて以下のよ
うな欠点を有している。(Problems to be Solved by the Invention) However, the motion correction device using the conventional image processing method described above has the following drawbacks compared to mechanical and optical devices.
すなわち、画像処理方式の動き補正を行う場合には、イ
メージセンサ、撮像管で撮像する段階では画像は動きを
持っており、後処理で画像の移動分に応じた画像シフト
を行い、画面内における画像の動きを止めるにように構
成されているものであった。In other words, when performing motion correction using an image processing method, the image has movement when it is captured by an image sensor or image pickup tube, and in post-processing, the image is shifted according to the amount of movement of the image. It was constructed in such a way that the movement of the image was stopped.
このため、撮像の段階で得られる画像は動きのためにぼ
けを生じており、後段の処理で画像の動きを補正しても
最終的な画像の解像力は低(、品位の悪いものしか得る
ことができなかった。For this reason, the images obtained at the imaging stage are blurred due to movement, and even if the image movement is corrected in the subsequent processing, the resolution of the final image is low (and only poor quality images are obtained). I couldn't do it.
(間順点を解決するための手段)
本発明は上述した問題点を解決することを目的としてな
されたもので、その特徴とするところは、画像の動きを
検出して該画像の動きを補償する動き検出装置であって
、画像の動きを検出する動き検出手段と、該検出手段の
出力に基づいて画像の動きを補正する補正手段と、前記
画像の動きによる解像力の劣化を補償するフィルタリン
グ処理を行なうフィルタ手段とを備えた動き検出装置に
ある。(Means for Solving Interval Points) The present invention was made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and its features are as follows: Detecting the movement of an image and compensating for the movement of the image. A motion detection device comprising a motion detection means for detecting motion of an image, a correction means for correcting the motion of the image based on the output of the detection means, and a filtering process for compensating for deterioration in resolution due to the motion of the image. The present invention provides a motion detection device comprising filter means for performing the following steps.
(作用)
これによって、画像の動きによる解像力の劣化をフィル
タリングによって補償することができ、解像度が高く、
動き補正された揺れやぶれのない画像を得ることが可能
となる。(Function) This allows filtering to compensate for deterioration in resolution due to image movement, resulting in high resolution and
It is possible to obtain motion-corrected images without shaking or blur.
特に動き補正のために用いる動き量検出装置から求めら
れる画像の動きベクトルを用いて適応的にフィルタリン
グを行うことにより高品質の動き補正画像を得ることが
できる。In particular, a high-quality motion-corrected image can be obtained by adaptively filtering using the motion vector of the image obtained from the motion amount detection device used for motion correction.
(実施例)
以下本発明における動き補正装置を各図を参照しながら
、その実施例について詳細に説明する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the motion compensation device according to the present invention will be described in detail with reference to the respective figures.
第1図は、本発明における動き補正装置の第1の実施例
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a motion compensation device according to the present invention.
同図において、1は被写体、2は撮像レンズ、3は撮影
レンズ2によって撮像面に結像された被写体像を光電変
換して撮像信号を出力するたとえばCCD等の撮像素子
あるいは撮像管である。4は撮像素子3より出力された
撮像信号を所定のレベルに増幅するアンプ、5は入力さ
れたアナログの撮像信号をデジタル信号に変換するAD
変換器、6はAD変換器5によってデジタル信号に変換
された画像信号を記憶するためのフレームメモリ、7は
AD変換された画像信号より動きベクトルを求める動き
量検出回路である。動きベクトル算出の方法としては所
謂代表点マツチング法、勾配法などの方式を用いること
ができる。8はフレームメモリ6から画像信号を読み出
すために読出アドレスを生成し読み出しを実行するため
のメモリ読み出し回路である。In the figure, 1 is a subject, 2 is an imaging lens, and 3 is an imaging element such as a CCD or an imaging tube that photoelectrically converts the subject image formed on the imaging surface by the photographic lens 2 and outputs an imaging signal. 4 is an amplifier that amplifies the image signal output from the image sensor 3 to a predetermined level, and 5 is an AD that converts the input analog image signal into a digital signal.
A converter, 6 is a frame memory for storing the image signal converted into a digital signal by the AD converter 5, and 7 is a motion amount detection circuit for determining a motion vector from the AD converted image signal. As a method for calculating the motion vector, methods such as the so-called representative point matching method and the gradient method can be used. Reference numeral 8 denotes a memory readout circuit for generating a readout address and executing readout in order to read out image signals from the frame memory 6.
9は画像劣化防止のためのフィルタリングのパラメータ
を設定するパラメータ設定回路、IOはフィルタである
。9 is a parameter setting circuit for setting filtering parameters for preventing image deterioration, and IO is a filter.
11はフィルタ10を通過したデジタル画像信号をアナ
ログ画像信号に変換するDA変換器、12は画像信号に
同期信号を付加する同期信号付加回路、13は出力ビデ
オ信号である。11 is a DA converter that converts the digital image signal that has passed through the filter 10 into an analog image signal; 12 is a synchronization signal adding circuit that adds a synchronization signal to the image signal; and 13 is an output video signal.
撮影レンズ2は被写体1の像を撮像素子3の撮像面上に
結像する。撮像素子3上の像はレンズ2)撮像素子3、
あるいは被写体2の動きのために移動を伴っている。撮
像素子3から出力される画像信号はアンプ4で増幅され
、AD変換器5によってデジタル信号に変換された後、
フレームメモリ6にいったん記憶される。The photographic lens 2 forms an image of the subject 1 on the imaging surface of the image sensor 3. The image on the image sensor 3 is captured by the lens 2) the image sensor 3,
Or, it is accompanied by movement due to the movement of the subject 2. The image signal output from the image sensor 3 is amplified by an amplifier 4, converted to a digital signal by an AD converter 5, and then
It is temporarily stored in the frame memory 6.
AD変換器5の出力であるデジタル画像信号は動き量検
出回路7にも送られる。動き量検出回路7によって求め
られた動きベクトルのデータはメモリ読み出し回路8及
びパラメータ設定回路9に送られる。The digital image signal output from the AD converter 5 is also sent to the motion amount detection circuit 7. The motion vector data determined by the motion amount detection circuit 7 is sent to a memory readout circuit 8 and a parameter setting circuit 9.
動き検出回路7においては動き量算出のために現在の画
面の1フレームないし1フイールド前の画面のデータが
必要であり、フレームメモリを持つ必要がある。このフ
レームメモリはフレームメモリ6と共通にする構成とし
てもよいし、別個に設けてもよい。The motion detection circuit 7 requires data from a screen one frame or one field before the current screen in order to calculate the amount of motion, and therefore needs to have a frame memory. This frame memory may have a common configuration with the frame memory 6, or may be provided separately.
メモリ読み出し回路8は動きベクトルのデータに基づき
フレームメモリ6の読み出しのためのアドレスにオフセ
ットをかけたものを生成する。これによりフレームメモ
リ6から読み出されるデータは画像の動きに対してほぼ
逆に動かすようにして、読み出されるために画像の動き
が補正される。すなわちメモリ上で画像の振れ補正が行
なわれる。The memory read circuit 8 generates an address for reading from the frame memory 6 multiplied by an offset based on the motion vector data. Thereby, the data read out from the frame memory 6 is moved almost in the opposite direction to the movement of the image, and the movement of the image is corrected for being read out. That is, image blur correction is performed on the memory.
パラメータ設定回路9では動き量検出回路7より得られ
た動きベクトルからフィルタリングのためのフィルタの
係数等のパラメータを決めてフィルタ10へ送る。フィ
ルタlOではフレームメモリ6より読み出された動きを
補正された画像信号に対してフィルタリングを実行して
撮像素子3上の画像の動きによって生じたぼけすなわぢ
解像力の劣化を軽減させる。The parameter setting circuit 9 determines parameters such as filter coefficients for filtering from the motion vector obtained from the motion amount detection circuit 7 and sends them to the filter 10. The filter 1O performs filtering on the motion-corrected image signal read out from the frame memory 6 to reduce blurring or deterioration in resolution caused by the motion of the image on the image sensor 3.
またフィルタ10は後述のようにバイパスフィルタ、バ
ンドパスフィルタの特性を持つ。Further, the filter 10 has characteristics of a bypass filter and a bandpass filter, as will be described later.
フィルタ10より出力された画像信号はDA変換器11
によってアナログ信号に変換され、同期信号付加回路1
2によって同期信号と合成されてビデオ信号13として
出力される。The image signal output from the filter 10 is sent to the DA converter 11
is converted into an analog signal by synchronous signal addition circuit 1.
2 is combined with a synchronizing signal and output as a video signal 13.
以下にフィルタリングによる解像力向上を説明する。Improving resolution through filtering will be explained below.
第2図は画像の動きを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing the movement of the image.
21は出力画面である。出力画面21は固定された座標
を持ち、基準となるものであり、防振等の処理はこれに
対して実行される。たとえばモニターデイスプレィの画
面を想定すればよい。21 is an output screen. The output screen 21 has fixed coordinates and serves as a reference, and processes such as image stabilization are performed on this. For example, consider the screen of a monitor display.
22は前画像、23は現画像である。24は前画像22
が現画像23へと動いたときの動きベクトルである。22 is a previous image, and 23 is a current image. 24 is the previous image 22
This is the motion vector when moving toward the current image 23.
出力画面2Iにおいて、第1図のビデオ信号13か表示
される。たとえば手ぶれなどによって表示される画像は
被写体2が静止物体の場合である時刻から他の時刻に移
ったとき前画像22から現画像23のように動きを生じ
る。On the output screen 2I, the video signal 13 of FIG. 1 is displayed. For example, when the subject 2 is a stationary object, an image displayed due to camera shake or the like moves from a previous image 22 to a current image 23 when moving from one time to another.
画像処理による動き補正法では、動き量検出回路7にお
いて動きベクトル24を算出し、フレームメモリ6から
現画像23のデータを読み出すときに、動きベクトル2
4の分だけデータを出力画面21上でシフトさせ現画像
23が前画像22とほぼ重なるように読み出しのアドレ
スにオフセットを加えることによって動き補正を行う。In the motion correction method using image processing, a motion vector 24 is calculated in the motion amount detection circuit 7, and when reading data of the current image 23 from the frame memory 6, the motion vector 24 is
The motion correction is performed by shifting the data by 4 on the output screen 21 and adding an offset to the readout address so that the current image 23 almost overlaps the previous image 22.
ここで現画像23は動きを伴っているので各画素の値は
動きベクトル24の方向に積分されたものとなっている
。したがって第2図に示した現画像23は実際は各図形
の辺のほぼ重心位置を示しているものに過ぎない。Here, since the current image 23 is accompanied by movement, the value of each pixel is integrated in the direction of the motion vector 24. Therefore, the current image 23 shown in FIG. 2 actually only shows the positions of the centers of gravity of the sides of each figure.
第3図は光学系の移動を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing the movement of the optical system.
同図において、31は撮像素子がCCD等の固体撮像素
子である場合の1セルを示すものである。いま説明の便
宜上、画像の動いた方向と撮像素子3のセルの1つの配
列方向が一致しているとする。撮像素子3はある定めら
れた露光時間の間撮像素子3上の光学像のパターンを光
電変換する。32は露光開始時の光学像であり、33は
露光終了時の光学像である。露光開始時の光学像32は
第2図の場合と同様、露光中面像の動きがあるために露
光終了時には移動しており、露光終了時の光学像33と
なっている。In the figure, 31 indicates one cell when the image sensor is a solid-state image sensor such as a CCD. For convenience of explanation, it is assumed that the direction in which the image moves matches the direction in which one of the cells of the image sensor 3 is arranged. The image sensor 3 photoelectrically converts the pattern of the optical image on the image sensor 3 during a predetermined exposure time. 32 is an optical image at the start of exposure, and 33 is an optical image at the end of exposure. As in the case of FIG. 2, the optical image 32 at the start of exposure moves at the end of exposure due to the movement of the surface image during exposure, and becomes the optical image 33 at the end of exposure.
第3図に示す動きベクトル24は露光開始時の光学像3
2と露光終了時の光学像33との間の動きを示すもので
ある。これは第2図に示すものとほぼ同じであるが、厳
密にいうと若干具なる。すなわち第2図においては、2
枚の画像の露光時間のそれぞれのほぼ中間の時刻の間で
の画像の動きベクトルである。これに対して第3図にお
いては、いま対象としている画像の露光開始から露光終
了の間での画像の動きベクトルである。したがって画像
の動き量が急激に変わっているときなどは、両者の動き
ベクトルは値が異なることが有り得る。−船釣には両者
はほぼ同じであるとして差し支えないが、動き量検出回
路7より求められるのは、第2図に示した動きベクトル
24であるからパラメータ設定回路9で必要とする第3
図に示した動きベクトル24はいくらか補正してから用
いてもよい。The motion vector 24 shown in FIG. 3 is the optical image 3 at the start of exposure.
2 and the optical image 33 at the end of exposure. This is almost the same as shown in FIG. 2, but strictly speaking there are some differences. In other words, in Figure 2, 2
It is a motion vector of an image between approximately the middle time of each of the exposure times of the images. On the other hand, in FIG. 3, the motion vectors of the currently targeted image are shown from the start of exposure to the end of exposure. Therefore, when the amount of motion of the image changes rapidly, the values of the two motion vectors may differ. - For boat fishing, it is safe to assume that the two are almost the same, but what is determined by the motion amount detection circuit 7 is the motion vector 24 shown in FIG.
The motion vector 24 shown in the figure may be used after some correction.
第4図は、フィルタリングのフィルタの特性を示すグラ
フである。FIG. 4 is a graph showing characteristics of a filter for filtering.
同図において41は画像の動きによ点像分布関数である
。空間座標である横軸Xは動き方向に沿ってとられてい
る。動きベクトル24の長さはaとする。このとき被写
体1の1点の作る像は露光時間の間に移動し概略点線分
布関数41のようになる。In the figure, 41 is a point spread function based on the movement of the image. The horizontal axis X, which is a spatial coordinate, is taken along the direction of movement. The length of the motion vector 24 is assumed to be a. At this time, the image formed by one point of the subject 1 moves during the exposure time and becomes approximately like a dotted line distribution function 41.
これをh (x)とすると、
h (x)=Rect(x/a) −−−−−−(1
)である。If this is h (x), then h (x)=Rect(x/a) −−−−−−(1
).
42は動きによる画像の劣化を示す周波数特性である。42 is a frequency characteristic indicating image deterioration due to movement.
fを周波数とし、周波数特性42をH(f)で表すと、
H(f)は、点像分布関数h (x)のフーリエ変換で
あるから、
H(x) = (sin uaf) /xf −−−(
2)である。If f is the frequency and the frequency characteristic 42 is expressed as H(f),
Since H(f) is the Fourier transform of the point spread function h (x), H(x) = (sin uaf) /xf ---(
2).
43はフィルタの周波数特性であり、P(f)で表すと
、
P (f)=1/H(f)
=πf / (sin xaf) −−−(3)である
。このようなフィルタはインバースフィルタと呼ばれて
いる。43 is the frequency characteristic of the filter, and when expressed as P(f), P (f)=1/H(f)=πf/(sin xaf)---(3). Such a filter is called an inverse filter.
すなわちH(f) ・P (F)=1であり、P(f
)でフィルタリングすることにっよってH(f)になる
画像の劣化が補償されるからである。第1図のフィルタ
10においてこのフィルタを用いてフィルタリングする
ことにより、出力ビデオ信号13の解像度は高(なり、
良好な画質が得られる。ただし、インバースフィルタは
H(f)がOとなる周波数では無限大となるため、近似
的にしか実現できない。また周波数範囲は画像信号の周
波数スペクトルの存在する範囲で良い。That is, H(f) ・P (F)=1, and P(f
), the deterioration of the image resulting in H(f) is compensated for. By filtering using this filter in the filter 10 of FIG. 1, the resolution of the output video signal 13 becomes high (
Good image quality can be obtained. However, since the inverse filter becomes infinite at the frequency where H(f) becomes O, it can only be realized approximately. Further, the frequency range may be a range where the frequency spectrum of the image signal exists.
第4図及び(2)、(3)式から明らかなように劣化の
特性H(f)、補償フィルタの特性P (f)にはパラ
メータとして動きベクトル24の大きさaが入っている
。またX軸、f軸はそれぞれ動きベクトル24の方向に
沿ってのものであり、P (f)が動きベクトル24の
大きさ、方向に依存していることがわかる。As is clear from FIG. 4 and equations (2) and (3), the magnitude a of the motion vector 24 is included as a parameter in the degradation characteristic H(f) and the compensation filter characteristic P(f). Furthermore, the X-axis and the f-axis are along the direction of the motion vector 24, and it can be seen that P (f) depends on the magnitude and direction of the motion vector 24.
従ってフィルタ10では動きベクトル24に応じて適応
的にフィルタを変更することが望ましい。Therefore, it is desirable that the filter 10 adaptively change the filter according to the motion vector 24.
フィルタ10においてフィルタリング処理を実現するに
は、2つの方法がある。1つは周波数軸でのフィルタリ
ングであり、フレームメモリ6から読み出した画像信号
をFFT (高速フーリエ変換法)によりフーリエ変換
し、インバースフィルタP (f)を乗じて逆フーリエ
変換し、フィルタリングされた画像信号を得るというも
のである。There are two methods for implementing filtering processing in the filter 10. One is filtering on the frequency axis, in which the image signal read from the frame memory 6 is Fourier transformed using FFT (fast Fourier transform method), multiplied by an inverse filter P (f) and inverse Fourier transformed, and the filtered image is obtained. It's about getting a signal.
もう1つの方法は、時間軸でのフィルタリングであり、
インバースフィルタP (f)を逆フーリエ変換してイ
ンパルス応答を求めておきフレームメモリ6からの画像
信号にコンポルージョンしフィルタリング出力を得ると
いう方法である。Another method is filtering on the time axis,
In this method, the inverse filter P (f) is subjected to inverse Fourier transform to obtain an impulse response, which is then convolved with the image signal from the frame memory 6 to obtain a filtering output.
インバースフィルタを時間軸のコンポルージョンで実現
する場合には、次式のフィルタのインパルス応答S (
x)から出発してもよい。When realizing an inverse filter by convolution on the time axis, the impulse response S (
You may start from x).
5(X)=にδ゛(X)
・・・・・・・・・ (4)
ここで、Kは比例定数、δ(x)はデルタ関数、δ゛(
X)はデルタ関数の導関数である。5(X) = to δ゛(X) ・・・・・・・・・ (4) Here, K is the proportionality constant, δ(x) is the delta function, δ゛(
X) is the derivative of the delta function.
また*はコンポルージョンを表す記号であり、sgn
(x)は、
である。Also, * is a symbol representing convolution, and sgn
(x) is .
なお(4)式は(3)式をデルタ関数を用いてフーリエ
変換したものである。Note that equation (4) is obtained by Fourier transforming equation (3) using a delta function.
第5図はインバースフィルタのインパルス応答を示すグ
ラフである。FIG. 5 is a graph showing the impulse response of the inverse filter.
51はインバースフィルタのインパルス応答であり、(
4)式を表したものである。51 is the impulse response of the inverse filter, (
4) represents the formula.
(4)式はX軸方向に無限に続くために途中で打ち切る
必要がある。このためハミング窓等の窓関数を乗じてか
らフィルタリング処理に用いるのが望ましい。Equation (4) continues indefinitely in the X-axis direction, so it must be terminated midway. For this reason, it is desirable to multiply the signal by a window function such as a Hamming window before using it for filtering processing.
インバー スフィルタにおいては画像の劣化によって画
像情報がほとんど失われた周波数領域、すなわち周波数
特性42の値がOとなる周波数付近、及びもともと画像
情報の少ない高周波領域で大きなゲインを持たせる特性
となり、しばしばSN比の悪い出力画像となる。このた
め、フィルタ10においては、ウィナ−フィルタ等を用
いてもよい。In an inverse filter, the characteristic is to have a large gain in the frequency region where most of the image information is lost due to image deterioration, that is, around the frequency where the value of the frequency characteristic 42 is O, and in the high frequency region where there is originally little image information. This results in an output image with a poor SN ratio. Therefore, in the filter 10, a Wiener filter or the like may be used.
ウィナ−フィルタR(f)の周波数特性は次式のように
表すことができる。The frequency characteristics of Wiener filter R(f) can be expressed as follows.
I4■(f)
・・・・・・・・・・・・ (5)
ここでΦI、(f)、Φ、 (flはそれぞれノイズ、
画像信号のパワースペクトルを示し、[有]は複素共役
を示すものである。I4■(f) ・・・・・・・・・・・・ (5) Here, ΦI, (f), Φ, (fl are noise,
The power spectrum of the image signal is shown, and [Yes] indicates a complex conjugate.
ここでΦ、(f)、Φ、 (f)は正確に得ることは難
しいので、Φ、(f)は白色雑音を仮定して一定とし、
Φ、 (f)はガウス型とする。あるいはΦ。(f)/
゛Φ、 (f) を全周波数で一定とする等の仮定を
置き、あらかじめ定めて置く。Here, Φ, (f), Φ, (f) are difficult to obtain accurately, so Φ, (f) are assumed to be white noise and are constant.
Φ and (f) are Gaussian. Or Φ. (f)/
An assumption is made that ゛Φ, (f) is constant over all frequencies, and is determined in advance.
ウィナ−フィルタにおいては、信号成分がノイズ成分に
比して十分大きな周波数ではほぼインバースフィルタと
同じになり、逆にノイズ成分が信号成分より大きなとこ
ろでは値はOに近付く。In the Wiener filter, when the frequency of the signal component is sufficiently large compared to the noise component, the value becomes almost the same as that of an inverse filter, and conversely, the value approaches O when the noise component is larger than the signal component.
第6図はウィナ−フィルタの周波数特性を示すグラフで
ある。61はウィナ−フィルタの周波数特性である。イ
ンバースフィルタの周波数特性43と比較するとSN比
の悪い周波数領域でゲインが小さ(なっていることが明
らかである。そして、ウィナ−フィルタにおいても動き
ベクトル24に応じてその特性を適応的に変化させるの
が望ましいのはインバースフィルタの場合と同様である
。FIG. 6 is a graph showing the frequency characteristics of the Wiener filter. 61 is the frequency characteristic of the Wiener filter. When compared with the frequency characteristic 43 of the inverse filter, it is clear that the gain is small in the frequency region with a poor SN ratio.The Wiener filter also adaptively changes its characteristics according to the motion vector 24. It is desirable that this is the same as in the case of an inverse filter.
フィルタ10においてはこの他種々のフィルタlOのフ
ィルタ特性は一般にバイパスフィルタないしは、バンド
パスフィルタの特性を持つ。In the filter 10, the filter characteristics of the various other filters 1O generally have characteristics of a bypass filter or a bandpass filter.
第7図は、本発明における第2の実施例を示すブロック
図である。FIG. 7 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
第2の実施例においては、画像の中で動き領域と静止領
域があるとき、更に動き領域が複数に別れそれぞれ異な
る動きベクトルを持つ場合に有効な装置を示す。The second embodiment shows an apparatus that is effective when there is a moving area and a still area in an image, and when the moving area is divided into a plurality of parts and each has a different motion vector.
71は動き量検出回路7の出力で画面内の小ブロツク毎
、あるいは画素毎の動きベクトルである。72は領域判
別回路、73はその出力でアドレスオセット信号、74
.75は領域判別回路72の他の出力であり、それぞれ
、領域信号、領域内の動きベクトルである。71 is the output of the motion amount detection circuit 7, which is a motion vector for each small block or pixel in the screen. 72 is an area discrimination circuit, 73 is its output as an address offset signal, and 74
.. Reference numeral 75 denotes other outputs of the region discrimination circuit 72, which are a region signal and a motion vector within the region, respectively.
76はスイッチであり、入力信号を2つの出力ラインの
どちらかに送出する。77は領域毎の処理の行われた出
力ビデオ信号である。76 is a switch that sends the input signal to either of the two output lines. 77 is an output video signal that has been processed for each area.
人力画像信号をAD変換し、フレームメモリ6に記憶さ
せる一方、動き量検出回路7へ送る段階までは第1の実
施例と同じである。The steps up to the stage of AD converting the human input image signal, storing it in the frame memory 6, and sending it to the motion amount detection circuit 7 are the same as in the first embodiment.
動き量検出回路7は動きベクトル71を領域判別回路7
2に送る。The motion amount detection circuit 7 converts the motion vector 71 into the area discrimination circuit 7.
Send to 2.
領域判別回路72はそれをもとに画面を静止領域及び動
きベクトルを持つ複数の動き領域に分割する。領域判別
回路72は分割した領域の中から所望の1つの領域を選
び、その領域の動きベクトルをアドレスオフセット信号
73としてメモリ読み出し回路8に送る。メモリ読み出
し回路8はそれに基づきフレームメモリ6から画像信号
を読み出す際にアドレスオフセットを行なって読み出す
。これによって画面全体がシフトする。Based on this, the area discrimination circuit 72 divides the screen into a still area and a plurality of moving areas having motion vectors. The area discrimination circuit 72 selects a desired area from among the divided areas and sends the motion vector of that area to the memory reading circuit 8 as an address offset signal 73. Based on this, the memory read circuit 8 performs address offset when reading the image signal from the frame memory 6. This shifts the entire screen.
領域判別回路73はパラメータ設定回路9に領域信号7
4と領域内の動きベクトル75を送り、パラエータ設定
回路9は領域毎に異なる特性のフィルタをフィルタ10
に設定する。領域信号74はスイッチ76にも送られス
イッチ76はフレームメモリ6からの画像信号を静止領
域の場合にはDA変換器11に、動き領域の場合にはフ
ィルタ10へ送る。フィルタ10の出力は次にDA変換
器11に送られる。すなわち動き領域の場合にのみフィ
ルタリング処理が行なわれる。The area determination circuit 73 sends the area signal 7 to the parameter setting circuit 9.
4 and a motion vector 75 within the area, and the parameter setting circuit 9 sends a filter with different characteristics for each area to the filter 10.
Set to . The area signal 74 is also sent to a switch 76, and the switch 76 sends the image signal from the frame memory 6 to the DA converter 11 in the case of a still area, and to the filter 10 in the case of a moving area. The output of filter 10 is then sent to DA converter 11. That is, filtering processing is performed only in the case of a moving region.
なおスイッチ76はフィルタ10において静止領域の場
合を特別な場合として全周波数帯域を透過させるフィル
タをかけることにしてフィルタ10と一緒にすることも
可能である。Note that the switch 76 can also be used together with the filter 10 by applying a filter that transmits all frequency bands in the case of a static region as a special case.
DA変換器11のアナログ出力信号は、同期信号付加回
路12にて同期信号を付加されて領域毎の処理の行なわ
れた出力ビデオ信号77として送出される。The analog output signal of the DA converter 11 is added with a synchronizing signal by a synchronizing signal adding circuit 12 and sent out as an output video signal 77 subjected to processing for each region.
第8図は複数の動きを含む画像を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing an image including a plurality of movements.
同図において、81は出力画面であり、モニタデイスプ
レィの画面に相当するものである。In the figure, 81 is an output screen, which corresponds to the screen of a monitor display.
8283はそれぞれ前画面の第1の画像。8283 are the first images of the previous screen.
第2の両像である。84.85はそれぞれ現画面の第1
の画像、第2の画像である。また86は背景画像であり
、第8図においては小正方形の並んだ画像である。This is the second two images. 84 and 85 are the first on the current screen respectively.
This is the second image. Further, 86 is a background image, which in FIG. 8 is an image in which small squares are lined up.
前画面から現画面に移行する際に出力画面81に対して
前画面の第1および第2の画像8283は動いており、
それぞれ現画面の第1および第2の画像84.85とな
る。ただし2つの画像の動いた方向、大きは異なってい
る。また背景画像86はここでは動いておらず、前画面
と現画面とで一致している。When transitioning from the previous screen to the current screen, the first and second images 8283 of the previous screen are moving with respect to the output screen 81,
They become the first and second images 84 and 85 of the current screen, respectively. However, the direction and magnitude of movement of the two images are different. Furthermore, the background image 86 is not moving here, and is the same between the previous screen and the current screen.
第9図は領域判別結果を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing the area determination results.
91.92はそれぞれ第1.第2の動き領域である。9
3.94はそれぞれ第1.第2の動き領域91.92の
領域内の動きベクトルである。95は静止領域である。91.92 are the 1st. This is the second motion area. 9
3.94 are respectively the 1st. These are motion vectors within the second motion region 91,92. 95 is a stationary area.
第7図における領域判別回路72では第9図に示すよう
な領域分割と領域内勤きベクトルの計算か行なわれる。The area discriminating circuit 72 in FIG. 7 performs area division and calculation of intra-area vectors as shown in FIG.
すなわち第1.第2の動き領域91.92と静止領域9
5が分割され、第1、第2の動き領域91.92につい
ては領域内の動きベクトル93.94が求められる。That is, the first. Second motion area 91,92 and stationary area 9
5 is divided, and a motion vector 93.94 within the region is determined for the first and second motion regions 91.92.
第7図に示した装置が追尾装置である場合、特定の画像
の追跡が行われる。いま現画面において第2の画像83
が追尾されているとすると、領域判別回路72は第2の
動き領域92の領域内の動きベクトル94をメモリ読出
し回路にアドレスオフセット信号73として送る。この
ときにはフレームメモリ6からの画像信号の読出しにオ
フセットがかかり画像がシフトする結果、出力画面81
上で現画面の第2の画像84は前画面の第1の画像83
と同じ位置に表示される。他の領域の画像はシフトが生
じる。If the device shown in FIG. 7 is a tracking device, tracking of a specific image is performed. Second image 83 on the current screen
is being tracked, the region determining circuit 72 sends a motion vector 94 within the second motion region 92 to the memory reading circuit as an address offset signal 73. At this time, an offset is applied to the reading of the image signal from the frame memory 6 and the image is shifted, resulting in an output screen 81.
Above, the second image 84 on the current screen is the first image 83 on the previous screen.
displayed in the same position. Images in other areas are shifted.
スイッチ76では、第1.第2の動き領域91.92の
画像信号のみがフィルタ10に送られ静止領域95の画
像信号は直接DA変換器11に送られる。The switch 76 switches the first. Only the image signals of the second moving area 91 and 92 are sent to the filter 10, and the image signals of the still area 95 are sent directly to the DA converter 11.
フィルタ10では、第1.第2の動き領域91.92の
画像に対してそれぞれ領域内の動きベクトル93.94
に応じて異なる特性のフィルタがパラメータ設定回路9
によって設定され、フィルタリング処理が行われる。フ
ィルタ10において用いられるフィルタやパラメータの
設定については第1の実施例と同様である。In the filter 10, the first. For the images in the second motion region 91.92, the motion vectors within the region 93.94, respectively.
A filter with different characteristics depending on the parameter setting circuit 9
is set and filtering processing is performed. The settings of the filter and parameters used in the filter 10 are the same as in the first embodiment.
(発明の効果)
以上述べたように、本発明における動き検出装置によれ
ば、画像の動きによって生じる画質の劣化をフィルタリ
ング処理を行うことにより補償し、動き補正装置の出力
画像の解像度を高め、高品質の画像とする効果がある。(Effects of the Invention) As described above, according to the motion detection device of the present invention, the deterioration in image quality caused by image movement is compensated for by performing filtering processing, and the resolution of the output image of the motion correction device is increased. This has the effect of producing high-quality images.
さらにフィルタリング処理に用いるフィルタの特性は、
特に動き補正のためにもともと求める動きベクトルに基
づいて適応的に変化させることにより画質は最適に近い
良好なものとなり、しかもコストアップにはならないと
いう効果がある。Furthermore, the characteristics of the filter used for filtering processing are
In particular, by adaptively changing the motion vector based on the motion vector originally obtained for motion correction, the image quality can be made close to the optimum, and there is an effect that the cost does not increase.
第1図は本発明における動き検出装置の第1の実施例を
示すブロック図、
第2図は画像の動きを示す図、
第3図は光学像の移動を示す図、
第4図はフィルタリングのフィルタの特性を示す特性図
、
第5図はインバースフィルタの特性を示す特性図、
第6図はウィナ−フィルタの特性を示す特性図、
第7図は本発明の第2の実施例を示すブロック図、
第8図は複数の動きを含む画像を示す図、第9図は領域
判別結果を示す図である。
第2
関FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a motion detection device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing image movement, FIG. 3 is a diagram showing movement of an optical image, and FIG. 4 is a diagram showing filtering. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the characteristics of the filter; FIG. 5 is a characteristic diagram showing the characteristics of the inverse filter; FIG. 6 is a characteristic diagram showing the characteristics of the Wiener filter; FIG. 7 is a block diagram showing the second embodiment of the present invention. 8 is a diagram showing an image including a plurality of movements, and FIG. 9 is a diagram showing the region discrimination results. 2nd Seki
Claims (2)
き検出装置であつて、 画像の動きを検出する動き検出手段と、 該検出手段の出力に基づいて画像の動きを補正する補正
手段と、 前記画像の動きによる解像力の劣化を補償するフィルタ
リング処理を行なうフィルタ手段とを備えたことを特徴
とする動き検出装置。(1) A motion detection device that detects the motion of an image and compensates for the motion of the image, comprising a motion detection means that detects the motion of the image, and a correction that corrects the motion of the image based on the output of the detection means. A motion detection device comprising: a means for detecting a motion; and a filter means for performing a filtering process to compensate for deterioration in resolution due to the movement of the image.
タ部の特性は前記画像の動きに応じて適応的に決定され
るように構成されていることを特徴とする動き検出装置
。(2) The motion detection device according to claim (1), wherein the characteristics of the filter section are configured to be adaptively determined according to the motion of the image.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112663A JPH0411471A (en) | 1990-04-29 | 1990-04-29 | motion detection device |
| EP91303847A EP0455444B1 (en) | 1990-04-29 | 1991-04-29 | Movement detection device and focus detection apparatus using such device |
| DE69127850T DE69127850T2 (en) | 1990-04-29 | 1991-04-29 | Motion detection device and focus detector using such a device |
| US08/161,444 US5526044A (en) | 1990-04-29 | 1993-12-06 | Movement detection device and focus detection apparatus using such device |
| US08/473,333 US5729290A (en) | 1990-04-29 | 1995-06-07 | Movement detection device and focus detection apparatus using such device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2112663A JPH0411471A (en) | 1990-04-29 | 1990-04-29 | motion detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0411471A true JPH0411471A (en) | 1992-01-16 |
Family
ID=14592366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2112663A Pending JPH0411471A (en) | 1990-04-29 | 1990-04-29 | motion detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0411471A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7206018B2 (en) | 1999-12-28 | 2007-04-17 | Sony Corporation | Signal processing method and apparatus and recording medium |
| JP2010112859A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Seiko Epson Corp | Robot system, robot control device, and method for controlling robot |
-
1990
- 1990-04-29 JP JP2112663A patent/JPH0411471A/en active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7206018B2 (en) | 1999-12-28 | 2007-04-17 | Sony Corporation | Signal processing method and apparatus and recording medium |
| US7525574B2 (en) | 1999-12-28 | 2009-04-28 | Sony Corporation | Signal processing method and apparatus and recording medium |
| US7538796B2 (en) | 1999-12-28 | 2009-05-26 | Sony Corporation | Signal processing method and apparatus and recording medium |
| US7576780B2 (en) | 1999-12-28 | 2009-08-18 | Sony Corporation | Signal processing method and apparatus and recording medium |
| US7583292B2 (en) | 1999-12-28 | 2009-09-01 | Sony Corporation | Signal processing device and method, and recording medium |
| JP2010112859A (en) * | 2008-11-07 | 2010-05-20 | Seiko Epson Corp | Robot system, robot control device, and method for controlling robot |
| CN101733755A (en) * | 2008-11-07 | 2010-06-16 | 精工爱普生株式会社 | Robot system, robot control device, and robot control method |
| US8666141B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-03-04 | Seiko Epson Corporation | Robot system, robot control device and method for controlling robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11924551B2 (en) | Method and apparatus for correcting blur in all or part of an image | |
| EP0455444B1 (en) | Movement detection device and focus detection apparatus using such device | |
| JPH0411471A (en) | motion detection device | |
| JPH0411468A (en) | focus detection device | |
| JPH11331679A (en) | Image signal processing device |