JP2925890B2 - 手振れ補正装置を有するビデオカメラ - Google Patents
手振れ補正装置を有するビデオカメラInfo
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Description
るビデオカメラに関し、特にたとえば民生用のカメラ一
体型VTRとして用いられる、手振れ補正装置を有する
ビデオカメラに関する。
例が、1989年の第20回画像工学コンファレンスで
松下電器産業(株)から発表されている。この方法は、
特開昭61−201581号〔H04N 7/137〕
公報に記載されている代表点マッチング法から得られる
動きベクトルを使って、画像情報から撮像装置の振れ成
分を検出するものである。この発表では、画像情報から
得られる動きベクトルに基づいて手振れ補正をしてい
る。
出領域を配置しており、1画面から4個の部分動きベク
トルを得る。そして、この4個の検出領域の部分動きベ
クトルの相加平均を画面の全体動きベクトルとしたり、
4個の部分動きベクトルのうち、中間の2個の部分動き
ベクトルの相加平均を画面の全体動きベクトルとしたり
して、手振れを補正している。
状態を正確に把握する必要があり、たとえば繰り返し模
様のある被写体は以下のようにして検出されていた。す
なわち、最小相関値を有する画素とその周囲の4画素と
の間で、それぞれの相関値の差の絶対値を検出すること
で、繰り返し模様の有無を検出し、手振れ補正の要否を
判断していた。繰り返し模様を検出すれば、手振れを補
正せず、繰り返し模様を検出しなければ、手振れ補正し
ていた。
では、繰り返し模様を検出できない場合があった。した
がって、繰り返し模様のある被写体であるにも拘わら
ず、手振れ補正してしまい、誤動作によってたとえば画
像のゆれが止まらなくなるなど、正確に手振れ補正でき
ない場合が生じていた。
り正確に手振れ補正できる、手振れ補正装置を有するビ
デオカメラを提供することである。
割して形成される各領域毎に色信号レベルを積算して色
信号積算データを得る積算手段、各領域毎に水平方向に
隣接する領域との間で色信号積算データの差を求める第
1演算手段、各領域毎に垂直方向に隣接する領域との間
で色信号積算データの差を求める第2演算手段、第1演
算手段で求めた差が第1閾値より小さい領域の数をカウ
ントする第1カウント手段、第2演算手段で求めた差が
第2閾値より小さい領域の数をカウントする第2カウン
ト手段、および第1カウント手段のカウント値と第2カ
ウント手段のカウント値とに基づいて手振れ補正の要否
を判断する手段を備える、手振れ補正装置を有するビデ
オカメラである。
各領域毎に輝度信号レベルを積算して輝度信号積算デー
タを得る積算手段、各領域毎に水平方向に隣接する領域
との間で輝度信号積算データの差を求める第1演算手
段、各領域毎に垂直方向に隣接する領域との間で輝度信
号積算データの差を求める第2演算手段、第1演算手段
で求めた差が第1閾値より小さい領域の数をカウントす
る第1カウント手段、第2演算手段で求めた差が第2閾
値より小さい領域の数をカウントする第2カウント手
段、および第1カウント手段のカウント値と第2カウン
ト手段のカウント値とに基づいて手振れ補正の要否を判
断する手段を備える、手振れ補正装置を有するビデオカ
メラである。
をサンプリングする。その色信号レベルを時系列的に連
続する所定の数だけ積算して、色信号積算データを得
る。この色信号積算データを各領域毎に算出する。そし
て、或る領域の色信号積算データとその領域と水平方向
に隣接する領域の色信号積算データとの差を、第1演算
手段で求める。この差も各領域毎に求められる。また、
或る領域の色信号積算データと、その領域と垂直方向に
隣接する領域の色信号積算データとの差を、第2演算手
段で求める。この差も各領域毎に求められる。第1演算
手段で求められた差が第1閾値より小さい領域の数を第
1カウント手段によってカウントし、第2演算手段で求
められた差が第2閾値より小さい領域の数を第2カウン
ト手段でカウントする。そして、たとえば第1カウント
手段でのカウント値と第2カウント手段でのカウント値
との比率に基づいて、繰り返し模様のある被写体か否か
を判断する。繰り返し模様のある被写体と判断されれ
ば、手振れ補正を停止し、繰り返し模様のある被写体で
ないと判断されれば手振れ補正を行う。
る。
ない繰り返し模様のある被写体の有無を、色信号レベル
や輝度信号レベルを用いてより正確に判断できるので、
被写体に繰り返し模様があるときの誤動作を防止でき、
より正確な手振れ補正を実現できる。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
は、レンズ14から入力される被写体(図示せず)から
の光信号を電気信号に変換するCCDのような固体撮像
素子12を含む。固体撮像素子12からの電気信号はカ
メラ回路16に入力される。カメラ回路16は、周知の
ように、サンプルホールド回路を含み、固体撮像素子1
2からの電気信号をサンプルホールドする。サンプルホ
ールドされた電気信号のレベルがAGCによって調整さ
れるとともに、さらに同期信号付加回路によって同期信
号が付加される。このようにして、カメラ回路16は固
体撮像素子12からのイメージ信号をアナログビデオ信
号に変換する。このアナログビデオ信号は、さらに、A
/D変換器18によってディジタルビデオ信号に変換さ
れる。ディジタルビデオ信号は動き検出回路20に与え
られる。動き検出回路20としては、たとえば三洋電機
株式会社製のLSI“L7A0948”が利用される。
この動き検出回路20を構成する同じLSIに含まれる
メモリ制御回路22の制御の下で、ディジタルビデオ信
号がフィールド順次にフィールドメモリ24に書き込ま
れる。
点マッチング法を用いて図3に示す4個の各検出領域
A,B,CおよびD毎に、最も高い相関度(相関値は最
小)を有する1点およびその周囲の4点の位置、ならび
に各相関値を算出する。動き検出回路20からの位置デ
ータおよび相関値データは、マイクロコンピュータ26
に与えられる。
20は、A/D変換器18からのディジタルビデオ信号
を受ける入力端28を含み、この入力端28から入力さ
れたディジタルビデオ信号はフィルタ30を通して代表
点メモリ32および減算回路34に与えられる。フィル
タ30は、一種のディジタルローパスフィルタであり、
S/N比を改善し、少ない代表点で十分な検出精度を確
保するために用いられる。代表点メモリ32は、図3に
示す各検出領域A−Dの各々の範囲内で複数の代表点を
抽出(この実施例では、各検出領域A−Dの各々を30
分割し、したがって、30個の代表点を抽出)し、その
位置データと輝度データとを記憶する。30分割して形
成された各検出エリア42(図4)は、たとえば32画
素×16行で構成される。
えられる前フィールドの代表点の輝度データと入力端2
8から与えられる現フィールドの全ての画素の輝度デー
タとを減算し、その絶対値をとる。すなわち、現フィー
ルドの輝度データと前フィールドの輝度データとの間で
輝度差を求める。求めた輝度差を累積加算回路36に与
える。累積加算回路36では、同じ検出領域内の各検出
エリア42の同じ位置の画素について求めた輝度差を累
積加算(この実施例では30個)し、相関値データを出
力する。相関値データは演算回路38に与えられ、この
演算回路38は最小相関値および平均相関値を各検出領
域A−D毎に演算するとともに、その最小相関値を示す
画素の位置データを各検出領域A−D毎に求める。この
ようにして得られた最小相関値,平均相関値および位置
データが出力端40から前述のマイクロコンピュータ2
6に与えられる。ただし、このような相関値の計算は、
先に述べたLSI“L7A0948”によって実行され
る。
位置データおよび相関値データに基づいて、画面すなわ
ちイメージフィールド44(図3)全体の動きベクトル
(以下、単に「全体動きベクトル」という)を計算す
る。まず、最小相関値を示す画素の位置データに基づい
て、最小相関値を示す画素の、代表点に対する偏移を求
め、その偏移を部分動きベクトルとする。なお、部分動
きベクトルの検出精度をよくするために、最小相関値を
有する画素の周囲4画素の相関値を用いて内挿補間し、
最小相関値を有する画素の位置データを計算する。
均相関値を最小相関値で除算した値が一定の閾値より大
きいか否か,平均相関値が所定値以上であるか否か,お
よび後述の最小値Xが所定値P以上であるか否か(いわ
ゆる傾き)を各検出領域A−D毎に検出し、各検出領域
A−Dからの部分動きベクトルが手振れ以外の動く物体
等によって誤検出せず信頼できるか否かすなわち各検出
領域A−Dが有効領域か否かを判断する。また、マイク
ロコンピュータ26は、後述の最小値Xが所定値P以上
であるか否かを各検出領域A−D毎に検出することを、
繰り返し模様の被写体を検出する一方法とする。平均相
関値を最小相関値で除算した値が一定の閾値より大き
く,平均相関値が所定値以上でありかつ最小値Xが所定
値P以上であれば、その検出領域は有効領域と判断され
る。
に判断される。まず、画面のコントラストが低いときに
は、輝度差が小さいので、相関値が小さくなる。たとえ
ば、画面全体が白いときには相関値は小さくなる。この
ような場合には、信頼性がなくなるため、平均相関値≧
所定値のときに有効と判断される。なお、所定値は実験
により決定される。このようにして、平均相関値から低
コントラストか否かを判断する。
は、動く物体の占める部分と占めない部分とで相関値が
異なり、かつ動く物体の占める部分は様々な相関値をと
り、その相関値は一般的に大きな値となる(相関度は低
い)。したがって、検出領域内に動く物体があるときに
は、最小相関値が大きくなる可能性が高く、検出領域内
の部分動きベクトルを誤検出する恐れがある。部分動き
ベクトルを誤検出すると、全体動きベクトルを誤検出し
てしまう。しかし、平均相関値が大きいときには最小相
関値がある程度大きくても信頼できる。一方、平均相関
値が小さいときには最小相関値はより小さくなければ信
頼できない。したがって、具体的には、(平均相関値)
/(最小相関値)>7のときに有効と判断し、この条件
を満たさない検出領域の部分動きベクトルを用いないよ
うにして、上述の誤検出による弊害を防止する。このよ
うにして、(平均相関値)/(最小相関値)を求めて、
動く物体の有無を判断する。
繰り返し模様の被写体を検出するために、最小相関値を
有する1点とその周囲の4点の相関値を用いる。すなわ
ち、図5に示すように、最小相関値をM,その左右上下
の4点の相関値をそれぞれL,R,U,Dとすると、そ
れぞれの相関値の差,すなわちL−M,R−M,U−M
およびD−Mを計算し、そのうちの最小値をXとし、そ
の最小値Xを、フィールドテストによって求められた所
定値P(この実施例ではP=4)と比較する。最小値X
が、所定値P以上であればその検出領域は有効領域と判
断し、所定値Pより小さければその検出領域は無効領域
と判断する。
が有効領域か否かは判断される。そして、有効領域の部
分動きベクトルの平均を求め、それをフィールド間の動
き量すなわち全体動きベクトルとする。全体動きベクト
ルはフィールド間の動き量とその向きを表す。また、マ
イクロコンピュータ26には、繰り返し模様のある被写
体を検出するために、積算データ生成回路46から色信
号積算データおよび輝度信号積算データがそれぞれ与え
られる。
は、固体撮像素子12からの電気信号を受ける入力端4
8を含み、この入力端48から入力された電気信号は色
分離回路50によってR,GおよびBの3原色信号とし
て取り出される。その後、3原色信号はカラープロセス
&マトリクス回路(以下、単に「カラープロセス回路」
という)52に入力され、輝度信号Y,赤および青それ
ぞれの色差信号R−YおよびB−Yが生成される。輝度
信号Y,2つの色差信号R−YおよびB−Yは、選択回
路54によって1フィールド毎に切り換えられ、A/D
変換器56でディジタル化された後、加算器58で積算
される。加算器58では、以下のように処理される。
ちイメージフィールド44を8×8の64個の領域に分
割する。ここで便宜上左上隅から順に各領域に(1),
(2),(3),…,(64)と番号を付す。たとえ
ば、(i)番目の領域について説明すると、輝度信号
Y,色差信号R−YおよびB−Yを、3.58MHzで
サンプリングし、(i)番目の領域内について輝度信号
Y,色差信号R−YおよびB−Yのディジタルデータを
それぞれ積算し、色信号積算データおよび輝度信号積算
データを得る。このとき、輝度信号積算データおよび色
信号積算データは、輝度信号Y,色差信号R−Yおよび
B−Yのディジタルデータをそれぞれ所定数(この実施
例では27個)積算して得られる。この処理は64個の
全ての領域で行われる。これらの輝度信号積算データお
よび色信号積算データは、出力端60から出力され、そ
れぞれマイクロコンピュータ26のメモリ(図示せず)
に格納される。
格納された輝度信号積算データおよび色信号積算データ
を用いて、繰り返し模様のある被写体がイメージフィー
ルド44内に含まれているか否かを判断し、それによっ
て手振れ補正をするか否かを判断する。まず、(i)番
目の領域の色信号積算データおよび輝度信号積算データ
と、その領域の左側に隣接する(i−1)番目の領域の
色信号積算データおよび輝度信号積算データとの差を求
め、それぞれ実験によって求められた閾値a,bおよび
cと比較する。すなわち、数1の条件を満たすか否かを
判断する。
(i)番目の領域の色信号積算データ、(R−Y)i-1
および(B−Y)i-1 はそれぞれ(i−1)番目の領域
の色信号積算データである。また、Yi は(i)番目の
領域の輝度信号積算データ、Yi-1 は(i−1)番目の
領域の輝度信号積算データである。
=16,b=16,c=4〜8である。数1の条件を全
て満たせばその領域の水平方向の条件を満たしていると
してカウントアップする。この演算を各領域毎に行う。
また同様の処理を垂直方向についても行う。垂直方向で
は、(i)番目の領域と1つ上の(i−8)番目の領域
とを比較して演算され、数2の条件を満たしている場合
には垂直方向の条件を満たしているとしてカウントアッ
プする。
(i)番目の領域の色信号積算データ、(R−Y)i-8
および(B−Y)i-8 はそれぞれ(i−8)番目の領域
の色信号積算データである。また、Yi は(i)番目の
領域の輝度信号積算データ、Yi-8 は(i−8)番目の
領域の輝度信号積算データである。
=16,b=16,c=4〜8である。そして水平方向
の総カウント値と垂直方向の総カウント値のうち、大き
い方の値を小さい方の値で割り、その計算結果が所定値
(この実施例では、たとえば2)以上の場合には、繰り
返し模様のある被写体がイメージフィールド44内にあ
ると判断し、手振れ補正の停止信号を出力して手振れ補
正を停止する。一方、計算結果が所定値より小さい場合
には、繰り返し模様のある被写体がイメージフィールド
44内にないと判断し、手振れ補正を行う。
加算器58によるマイクロコンピュータ26内のメモリ
のアドレスは、同期分離回路62およびタイミング回路
64で作成される。このようにして求められた全体動き
ベクトルおよび手振れ補正の停止信号はメモリ制御回路
22に与えられる。手振れ補正の停止信号は、手振れ補
正を停止する場合に出力される。そして、メモリ制御回
路22では、全体動きベクトルに基づいてフィールドメ
モリ24の読み出し開始アドレスを決定し、そのアドレ
スからフィールドメモリ24に蓄えられたディジタルビ
デオ信号を読み出す。すなわち、メモリ制御回路22
は、マイクロコンピュータ26によって計算された全体
動きベクトルに従って、フィールドメモリ24のディジ
タルビデオ信号によって形成される抽出エリア66を移
動する。
されたディジタルビデオ信号そのままでは抽出エリア6
6を移動できないので、電子ズーム回路70(図1)を
用いる。図8を参照して、電子ズーム回路70はイメー
ジフィールド44の大きさに対して、ズーム倍率に従っ
て画像が拡大された抽出エリア66を設定する。この抽
出エリア66の位置は、イメージフィールド44の範囲
内では、フィールドメモリ24の読み出し開始アドレス
を変更することによって、自由に移動できる。そして、
抽出ディジタルビデオ信号に基づいてイメージフィール
ド44全体のビデオ信号を得るために、フィールドメモ
リ24から読み出したディジタルビデオ信号に基づいて
内挿補間法を用いて画像を拡大する。
内の任意の抽出エリア66のイメージを電子ズーム回路
70で電子的にズームすることによって、イメージフィ
ールド44と抽出エリア66との差に相当する補正可能
範囲68が形成され得る。ビデオカメラ10を操作する
人の手の振動に応じて、図9に示すようにビデオカメラ
10に手振れが生じると、そのビデオカメラ10からの
画像にぶれを生じ、結果的に、イメージフィールド44
内の左下方に目的の人物が存在する場合(図9上)や、
イメージフィールド44の右上方に目的の人物が存在す
る場合(図9下)などが生じる。したがって、各フィー
ルド毎に抽出エリア66を、マイクロコンピュータ26
によって計算した全体動きベクトルに応じて移動させる
ことによって、図9右に示すように、抽出エリア66に
は目的の人物がちょうど収まることになる。
号がマイクロコンピュータ26からメモリ制御回路22
に与えられると、メモリ制御回路22は、抽出エリア6
6をフィールドメモリ24のセンタに固定するように読
み出し開始アドレスを決定する。すなわち、手振れ補正
しないようにフィールドメモリ24に指示を与える。こ
のようにして電子ズーム回路70から出力されるディジ
タルビデオ信号を、D/A変換器72によってアナログ
信号に変換して出力端子74から出力する。
を図10を参照して説明する。図10示すステップS1
において、マイクロコンピュータ26で、各領域(A−
D)毎に、平均相関値と最小相関値とから有効領域であ
るか無効領域であるかを判断する。すなわち、マイクロ
コンピュータ26では、各領域(A−D)から検出され
た部分動きベクトルが手振れを原因とするものかどう
か、すなわち手振れの判断に有効な部分動きベクトルを
検出したかどうかを判断する。上述のように、平均相関
値によってコントラストを判断し、平均相関値/最小相
関値によって動く物体の有無を判断して、各検出領域
(A−D)が有効領域か無効領域かを判断する。
コンピュータ26で、各検出領域(A−D)毎に、最小
相関値とその周囲の4点の相関値とを用いて、上述のよ
うにいわゆる傾きを検出する。そしてその傾き(すなわ
ち最小値Xが所定値P以上であるか否か)によって繰り
返し模様のある被写体の有無を判断し、検出領域が有効
領域であるか無効領域であるかを判断する。そして、ス
テップS5において、有効領域の部分動きベクトルの平
均を求め、それを全体動きベクトルとする。
うに、マイクロコンピュータ26で、積算データ生成回
路46で積算された輝度信号Yの輝度信号積算データ,
色信号R−Y,B−Yのそれぞれの色信号積算データに
ついて、水平方向では左隣の領域と、垂直方向では上隣
の領域とそれぞれ比較して、その差が所定値を超えてい
ないときをカウントする。この処理を図7に示す各領域
について実行する。ただし、最も左側の行すなわち
(1),(9),(17),(25),(33),(4
1),(49),(57)の各領域についてはその左隣
の領域は存在しないので、水平方向の比較は実行されな
い。したがって、水平方向の比較は、合計56個の領域
について実行される。また同様に最上列の(1)〜
(8)の各領域についてはそれより上の領域は存在しな
いので、垂直方向の比較は実行されない。したがって、
垂直方向の比較も、合計56個の領域について実行され
る。
コンピュータ26で、水平方向の総カウント値と垂直方
向の総カウント値のうち、大きい方の値を小さい方の値
で割り、ステップS11においてその計算結果が所定値
より大きければ、マイクロコンピュータ26からメモリ
制御回路22に手振れ補正の停止信号が出力される。そ
して、ステップS13において、メモリ制御回路22
は、手振れ補正しないようにフィールドメモリ24に指
示を与え、手振れ補正が停止される。一方ステップS1
1において、計算結果が所定値より小さければ、マイク
ロコンピュータ26から手振れ補正の停止信号は出力さ
れず、ステップS15に進む。ステップS15におい
て、メモリ制御回路22はマイクロコンピュータ26か
ら与えられた全体動きベクトルに従って、抽出エリア6
6を移動し、手振れ補正する。
方向の総カウント値の利用の仕方は、上述の実施例のも
のに限定されず、たとえば、一方の総カウント値と他方
の総カウント値の差が所定値以上の場合に手振れ補正を
停止したり、2つの総カウント値のうちの一方または両
方が所定値以上になる場合に手振れ補正を停止するよう
にしてもよい。
いては右隣の領域と、垂直方向については下隣の領域と
行ってもよい。
ある。
内の検出領域を示す図解図である。
およびサンプリング点を示す図解図である。
を用いて繰り返し模様の被写体を検出する方法を説明す
るための図解図である。
ク図である。
イメージフィールドを64分割した状態を示す図解図で
ある。
ルド内の各ブロックを示す図解図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】画面を分割して形成される各領域毎に色信
号レベルを積算して色信号積算データを得る積算手段、 前記各領域毎に水平方向に隣接する領域との間で前記色
信号積算データの差を求める第1演算手段、 前記各領域毎に垂直方向に隣接する領域との間で前記色
信号積算データの差を求める第2演算手段、 前記第1演算手段で求めた差が第1閾値より小さい領域
の数をカウントする第1カウント手段、 前記第2演算手段で求めた差が第2閾値より小さい領域
の数をカウントする第2カウント手段、および前記第1
カウント手段のカウント値と前記第2カウント手段のカ
ウント値とに基づいて手振れ補正の要否を判断する手段
を備える、手振れ補正装置を有するビデオカメラ。 - 【請求項2】画面を分割して形成される各領域毎に輝度
信号レベルを積算して輝度信号積算データを得る積算手
段、 前記各領域毎に水平方向に隣接する領域との間で前記輝
度信号積算データの差を求める第1演算手段、 前記各領域毎に垂直方向に隣接する領域との間で前記輝
度信号積算データの差を求める第2演算手段、 前記第1演算手段で求めた差が第1閾値より小さい領域
の数をカウントする第1カウント手段、 前記第2演算手段で求めた差が第2閾値より小さい領域
の数をカウントする第2カウント手段、および前記第1
カウント手段のカウント値と前記第2カウント手段のカ
ウント値とに基づいて手振れ補正の要否を判断する手段
を備える、手振れ補正装置を有するビデオカメラ。
Priority Applications (5)
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JP5178653A JP2925890B2 (ja) | 1993-07-20 | 1993-07-20 | 手振れ補正装置を有するビデオカメラ |
EP94110044A EP0632649B1 (en) | 1993-06-29 | 1994-06-28 | Video camera with electronic picture stabilizer and generation of addition data |
KR1019940014942A KR100319034B1 (ko) | 1993-06-29 | 1994-06-28 | 손흔들림보정장치를가진비디오카메라 |
DE69428838T DE69428838T2 (de) | 1993-06-29 | 1994-06-28 | Videokamera mit elektronischer Bildstabilisierung und Erzeugung von Additionsdaten |
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- 1993-07-20 JP JP5178653A patent/JP2925890B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0746459A (ja) | 1995-02-14 |
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