JP4342493B2 - 手ぶれ補正装置 - Google Patents
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Description
図1は、デジタルカメラに設けられた手ぶれ補正処理回路の構成を示している。
画像復元フィルタ計算部20は、手ぶれ信号/動きベクトル変換処理部21、手ぶれサイズ判定部22、セレクタ23、動きベクトル縮小処理部24、動きベクトル/手ぶれ関数変換処理部25および手ぶれ関数/一般逆フィルタ変換処理部26を備えている。
手ぶれ信号/動きベクトル変換処理部21は、角速度センサ11、12によって検出された角速度データ(手ぶれ信号)を動きベクトルに変換する。
y=dy (Y/24)=rtanθy (Y/24)…(8)
y=rtan{(L/KSf)DLy}Y/24…(10)
手ぶれサイズ判定部22は、手ぶれ信号/動きベクトル変換処理部21によって得られる動きベクトルに基づいて、手ぶれサイズが大きいか否かを判定し、その判定結果に応じて、画像復元フィルタ計算部20内のセレクタ23および画像復元処理部30内のセレクタ31、34を制御する。
Sz_v=Py_max−Py_min …(11)
動きベクトル縮小処理部24は、手ぶれ信号/動きベクトル変換処理部21によって得られた各動きベクトル(手ぶれ信号)の水平成分に水平方向の縮小率Scale_xを、垂直成分に縮小率Scale_yを乗算することにより、各動きベクトルを縮小する。この縮小率は、各方向の手ぶれの大きさ(Sz_h,Sz_v)がそれぞれ閾値Th以下となるように設定される。また、縮小後の各方向の手ぶれの大きさが、閾値Thに比べて、大幅に小さくならないように、縮小率を設定することが好ましい。
Scale_y=1/Div_y …(12)
V1’=(Vx1×Scale_x,Vy1×Scale_y)
…
Vn’=(Vxn×Scale_x,Vyn×Scale_y) …(13)
手ぶれを空間フィルタを使って表すことができる。図6の左側の図で示される手ぶれの軌跡(カメラがぶれたときに画像上である一点が描いた軌跡、画像のぶれ量)に合わせて、オペレータの要素に重みを加え空間フィルタ処理を行うと、フィルタリング過程において画素の濃淡値が手ぶれの軌跡に応じた近傍画素の濃淡値のみを考慮するようになるので、手ぶれ画像を作成することができる。
(b)動きベクトルの垂直方向の位置を確認し、この垂直方向位置が前のドットの垂直方向位置に比べて1より大きくなった場合にはドット位置の垂直方向を1つ増やす。
(c)再び動きベクトルの水平方向の要素を1つ増やす。
画像は水平方向にNx 画素、垂直方向にNy 画素の解像度でデジタル化されているものとする。水平方向にi番目、垂直方向にj番目の位置にある画素の値をp(i,j)で表す。空間フィルタによる画像の変換とは、注目画素の近傍画素の畳み込みによって変換をモデル化するものである。畳み込みの係数をh(l,m)とする。ここで、簡単のため、−n<l,m<nとすると、注目画素の変換は次式(14)によって表現することができる。また、h(l,m)自身を空間フィルタと呼んだり、フィルタ係数と呼んだりする。変換の性質はh(l,m)の係数値によって決まる。
画像復元処理部30は、図1に示すように、セレクタ31、画像縮小処理部32、フィルタ処理部33、セレクタ34および画像拡大処理部35を備えている。
手ぶれサイズ判定部22によって手ぶれサイズが小さいと判定された場合には、手ぶれ画像v_tebreは、セレクタ31を介して、フィルタ処理部33に送られる。フィルタ処理部33は、画像復元フィルタ計算部20によって得られた画像復元フィルタを用いて、手ぶれ画像v_tebreに対してフィルタ処理を行う。フィルタ処理部33によって得られた画像は、復元画像v_fukugenとして出力される。なお、フィルタ処理部33は、例えば、2次元FIRフィルタによって構成される。
手ぶれサイズ判定部22によって手ぶれサイズが大きいと判定された場合には、手ぶれ画像v_tebreは、セレクタ31を介して、画像縮小処理部32に送られる。画像縮小処理部32は、手ぶれ画像v_tebreを、水平方向の手ぶれ信号縮小率Scale_xおよび垂直方向の手ぶれ信号縮小率Scale_yと同じスケールで縮小する。
図9は、デジタルカメラに設けられた手ぶれ補正処理回路の構成を示している。図9において、図1と同じものには、同じ符号を付してその説明を省略する。
画像復元処理部30Aは、セレクタ31、画像間引き処理部32A、フィルタ処理部33、セレクタ34および画像合成処理部35Aを備えている。つまり、図9の画像復元処理部30Aでは、図1の画像縮小処理部32の代わりに画像間引き処理部32Aが用いられているとともに、図1の画像拡大処理部35の代わりに画像合成処理部35Aが用いられている。
手ぶれサイズ判定部22によって手ぶれサイズが小さいと判定された場合には、手ぶれ画像v_tebreは、セレクタ31を介して、フィルタ処理部33に送られる。フィルタ処理部33は、画像復元フィルタ計算部20によって得られた画像復元フィルタを用いて、手ぶれ画像v_tebreに対してフィルタ処理を行う。フィルタ処理部33によって得られた画像は、復元画像v_fukugenとして出力される。
手ぶれサイズ判定部22によって手ぶれサイズが大きいと判定された場合には、手ぶれ画像v_tebreは、セレクタ31を介して、画像間引き処理部32Aに送られる。画像間引き処理部32Aは、手ぶれ画像v_tebreを、水平方向の手ぶれ信号縮小率Scale_xおよび垂直方向の手ぶれ信号縮小率Scale_yとに応じた数の間引き画像に分解する。
画像間引き処理部32Aによる間引き画像の生成方法について説明する。
水平方向および垂直方向の手ぶれ信号縮小率Scale_x,Scale_yを算出するために設定されたDiv_x,Div_y(上記式(12)参照)から、次式(19)に基づいて、画素間引き数Nh,Nvを算出する。
Nv=Div_y−1 …(19)
20 画像復元フィルタ計算部
30 画像復元処理部
21 手ぶれ信号/動きベクトル変換処理部
22 手ぶれサイズ判定部
23 セレクタ
24 動きベクトル縮小処理部
25 動きベクトル/手ぶれ関数変換処理部
26 手ぶれ関数/一般逆フィルタ変換処理部
31 セレクタ
32 画像縮小処理部
32A 画像間引き処理部
33 フィルタ処理部
34 セレクタ
35 画像拡大処理部
35A 画像合成処理部
Claims (10)
- 手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成し、得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう手ぶれ補正装置において、
所与の水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小する手ぶれ信号縮小手段、
手ぶれ信号縮小手段によって縮小された手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する画像復元フィルタ生成手段、
手ぶれ信号縮小手段によって手ぶれ信号を縮小する際に用いられる水平方向および垂直方向の縮小率と同じ縮小率で手ぶれ画像を縮小する画像縮小手段、
画像復元フィルタ生成手段によって生成された画像復元フィルタを用いて、画像縮小手段によって縮小された手ぶれ画像に対して画像復元を行なう画像復元手段、ならびに
画像復元手段によって復元された復元画像を拡大することにより、手ぶれ画像に対する復元画像を生成する画像拡大手段、
を備えていることを特徴とする手ぶれ補正装置。 - 手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成し、得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう手ぶれ補正装置において、
所与の水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小する手ぶれ信号縮小手段、
手ぶれ信号縮小手段によって縮小された手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する画像復元フィルタ生成手段、
手ぶれ画像を複数の間引き画像に分解する画像分解手段、
画像復元フィルタ生成手段によって生成された画像復元フィルタを用いて、画像分解手段によって分解された各間引き画像に対して画像復元を行なう画像復元手段、ならびに
画像復元手段によって復元された各復元画像を合成することにより、手ぶれ画像に対する復元画像を生成する画像合成手段、
を備えていることを特徴とする手ぶれ補正装置。 - 画像分解手段は、手ぶれ画像を、手ぶれ信号縮小手段によって手ぶれ信号を縮小する際に用いられる水平方向および垂直方向の縮小率を考慮した数の間引き画像に分解することを特徴とする請求項2に記載の手ぶれ補正装置。
- 手ぶれ信号縮小手段は、予め設定された水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を決定し、決定した水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小するものであることを特徴とする請求項1乃至3に記載の手ぶれ補正装置。
- 手ぶれ信号縮小手段は、手ぶれ信号の水平方向の大きさおよび垂直方向の大きさにそれぞれ基づいて、水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を決定し、決定した水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小するものであることを特徴とする請求項1乃至3に記載の手ぶれ補正装置。
- 手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成し、得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう手ぶれ補正装置において、
手ぶれ信号を所定の閾値と比較することにより、手ぶれサイズが大きいか小さいかを判定する手ぶれサイズ判定手段、
手ぶれサイズ判定手段によって手ぶれサイズが小さいと判定された場合には、第1モードによる手ぶれ補正処理を実行する第1の手ぶれ補正手段、および
手ぶれサイズ判定手段によって手ぶれサイズが大きいと判定された場合には、第2モードによる手ぶれ補正処理を実行する第2の手ぶれ補正手段を備えており、
第1の手ぶれ補正手段は、
手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する第1の画像復元フィルタ生成手段、および
第1の画像復元フィルタ生成手段によって得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう第1の画像復元手段を備えており、
第2の手ぶれ補正手段は、
所与の水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小する手ぶれ信号縮小手段、
手ぶれ信号縮小手段によって縮小された手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する第2の画像復元フィルタ生成手段、
手ぶれ信号縮小手段によって手ぶれ信号を縮小する際に用いられる水平方向および垂直方向の縮小率と同じ縮小率で手ぶれ画像を縮小する画像縮小手段、
第2の画像復元フィルタ生成手段によって生成された画像復元フィルタを用いて、画像縮小手段によって縮小された手ぶれ画像に対して画像復元を行なう第2の画像復元手段、ならびに
画像復元手段によって復元された復元画像を拡大することにより、手ぶれ画像に対する復元画像を生成する画像拡大手段を備えていることを特徴とする手ぶれ補正装置。 - 手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成し、得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう手ぶれ補正装置において、
手ぶれ信号を所定の閾値と比較することにより、手ぶれサイズが大きいか小さいかを判定する手ぶれサイズ判定手段、
手ぶれサイズ判定手段によって手ぶれサイズが小さいと判定された場合には、第1モードによる手ぶれ補正処理を実行する第1の手ぶれ補正手段、および
手ぶれサイズ判定手段によって手ぶれサイズが大きいと判定された場合には、第2モードによる手ぶれ補正処理を実行する第2の手ぶれ補正手段を備えており、
第1の手ぶれ補正手段は、
手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する第1の画像復元フィルタ生成手段、および
第1の画像復元フィルタ生成手段によって得られた画像復元フィルタを用いて手ぶれ画像に対して画像復元を行なう第1の画像復元手段を備えており、
第2の手ぶれ補正手段は、
所与の水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小する手ぶれ信号縮小手段、
手ぶれ信号縮小手段によって縮小された手ぶれ信号に基づいて画像復元フィルタを生成する第2の画像復元フィルタ生成手段、
手ぶれ画像を複数の間引き画像に分解する画像分解手段、
画像復元フィルタ生成手段によって生成された画像復元フィルタを用いて、画像分解手段によって分解された各間引き画像に対して画像復元を行なう第2の画像復元手段、ならびに
画像復元手段によって復元された各復元画像を合成することにより、手ぶれ画像に対する復元画像を生成する画像合成手段を備えていることを特徴とする手ぶれ補正装置。 - 画像分解手段は、手ぶれ画像を、手ぶれ信号縮小手段によって手ぶれ信号を縮小する際に用いられる水平方向および垂直方向の縮小率を考慮した数の間引き画像に分解することを特徴とする請求項7に記載の手ぶれ補正装置。
- 手ぶれ信号縮小手段は、予め設定された水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を決定し、決定した水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小するものであることを特徴とする請求項6乃至8に記載の手ぶれ補正装置。
- 手ぶれ信号縮小手段は、手ぶれ信号の水平方向の大きさおよび垂直方向の大きさにそれぞれ基づいて、水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を決定し、決定した水平方向の縮小率および垂直方向の縮小率を用いて手ぶれ信号を縮小するものであることを特徴とする請求項6乃至8に記載の手ぶれ補正装置。
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