JPH06284329A - Moving vector detecting circuit - Google Patents
Moving vector detecting circuitInfo
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- JPH06284329A JPH06284329A JP4017711A JP1771192A JPH06284329A JP H06284329 A JPH06284329 A JP H06284329A JP 4017711 A JP4017711 A JP 4017711A JP 1771192 A JP1771192 A JP 1771192A JP H06284329 A JPH06284329 A JP H06284329A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラの手ぶれ補
正装置等に用いて好適な動きベクトル検出回路に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motion vector detection circuit suitable for use in a camera shake correction device of a video camera.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ビデオカメラにおいて、手ぶれ補正を行
うには動きベクトルの検出が必要となる。この動きベク
トルの検出方法の一つにNational Technical Report Vo
l.37No.3 Jun.1991のＰ４８〜５４に示される代表点マ
ッチング法がある。2. Description of the Related Art In a video camera, it is necessary to detect a motion vector in order to perform camera shake correction. One of the methods of detecting this motion vector is National Technical Report Vo.
There is a representative point matching method shown in P48-54 of l.37 No.3 Jun.1991.
【０００３】この代表点マッチング法とは、固定の複数
の代表点における１フィールド（あるいは１フレーム）
前の映像信号レベルと代表点を含む検出エリア内のサン
プリング点の映像信号レベルとを比較し、その差がもっ
とも少ない相関性の高い現フィールドのサンプリング点
を求め、このサンプリング点と代表点との位置の差（偏
移）を被写体の動き、即ち、動きベクトルとして特定す
るものである。The representative point matching method is one field (or one frame) at a plurality of fixed representative points.
The previous video signal level and the video signal level of the sampling point in the detection area including the representative point are compared, and the sampling point of the current field with the smallest difference and high correlation is found. The position difference (deviation) is specified as the motion of the subject, that is, the motion vector.
【０００４】次にこの代表点マッチング法を具体的に説
明する。図４は撮像エリアを示し、この撮像エリア内に
は４個の検出ブロックが設けられている。更に、各検出
ブロックは１６個の検出エリアに区分されている。そし
て、図５に拡大して示す様に各検出エリアには複数のサ
ンプリング点が存在し、その中の一つが代表点として定
められている。Next, the representative point matching method will be specifically described. FIG. 4 shows an imaging area, and four detection blocks are provided in this imaging area. Furthermore, each detection block is divided into 16 detection areas. As shown in an enlarged view in FIG. 5, each detection area has a plurality of sampling points, one of which is defined as a representative point.
【０００５】図６に代表点マッチング法による動きベク
トル検出回路のブロック図を示す。FIG. 6 shows a block diagram of a motion vector detection circuit by the representative point matching method.
【０００６】入力端子１に入力されるデジタル映像信号
は代表点メモリ２及び相関値演算回路３に供給される。
この代表点メモリ２には各代表点の輝度レベルに応じた
デジタルデータが保存される。相関値演算回路３では現
フレームの映像信号の輝度レベルに応じたデジタルデー
タと前記代表点メモリ２からの１フレーム（或るいは１
フィールド）前のデジタルデータとの差の絶対値、即ち
代表点と検出エリア内における代表点に対して偏移した
サンプリング点との輝度の相関値が演算される。この相
関値は相関値メモリ及び加算器を含む累積加算回路４に
おいて、検出ブロック内の代表点に大して同一偏移を有
するサンプリング点毎に累積加算される。この累積加算
は４個の検出ブロック毎に行われる。The digital video signal input to the input terminal 1 is supplied to the representative point memory 2 and the correlation value calculation circuit 3.
The representative point memory 2 stores digital data corresponding to the brightness level of each representative point. In the correlation value calculation circuit 3, the digital data corresponding to the luminance level of the video signal of the current frame and one frame (or 1
The absolute value of the difference from the previous digital data (field), that is, the correlation value of the brightness between the representative point and the sampling point deviated from the representative point in the detection area is calculated. This correlation value is cumulatively added in the cumulative addition circuit 4 including the correlation value memory and the adder for each sampling point having the same deviation to the representative point in the detection block. This cumulative addition is performed for every four detection blocks.
【０００７】累積加算回路出力は最小値検出回路５及び
平均値算出回路６に供給される。最小値検出回路５は相
関累積値が最小のサンプリング点の位置及びその最小値
を検出する。また、平均値算出回路６は相関累積値の平
均を算出する。そして、求められた最小位置、最小値及
び平均値は動きベクトル発生回路７に供給される。動き
ベクトル発生回路７はマイクロコンピュータにより構成
され、そのソフトウェア処理により、まず、各検出ブロ
ック毎に最小位置に基づいて計４個の動きベクトルを抽
出する。次に、この動きベクトルの内、最小値／平均値
が所定の閾値より小さいものを信頼度の低いものとして
除去し、残りのものから１個の動きベクトルを特定す
る。The output of the cumulative addition circuit is supplied to the minimum value detection circuit 5 and the average value calculation circuit 6. The minimum value detection circuit 5 detects the position of the sampling point having the minimum correlation cumulative value and the minimum value thereof. Further, the average value calculation circuit 6 calculates the average of the correlation cumulative values. Then, the calculated minimum position, minimum value and average value are supplied to the motion vector generation circuit 7. The motion vector generation circuit 7 is composed of a microcomputer, and its software processing first extracts a total of four motion vectors based on the minimum position for each detection block. Next, of these motion vectors, those having a minimum value / average value smaller than a predetermined threshold value are removed as having low reliability, and one motion vector is specified from the remaining ones.
【０００８】尚、代表点メモリ２、累積加算回路４及び
平均値算出回路６は制御回路８によりアドレス及びタイ
ミング等が制御される。The address, timing and the like of the representative point memory 2, the cumulative addition circuit 4 and the average value calculation circuit 6 are controlled by the control circuit 8.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述の動きベクトル検
出回路においては、累積加算回路出力を使って平均値が
計算される。このため、累積加算回路に用いる相関値メ
モリは累積加算してもオーバーフローしないだけのビッ
ト数を必要とする。In the above motion vector detection circuit, the average value is calculated using the output of the cumulative addition circuit. Therefore, the correlation value memory used in the cumulative addition circuit needs a bit number that does not cause overflow even if cumulative addition is performed.
【００１０】従って、ハードウェアの回路規模が大きく
なりＩＣ化の妨げとなっていた。Therefore, the circuit scale of the hardware becomes large, which has been an obstacle to IC implementation.
【００１１】本発明は上述の点に鑑み為されたものであ
り、累積加算回路に用いる相関値メモリのビット数を少
なくした動きベクトル検出回路を提供するものである。The present invention has been made in view of the above points, and provides a motion vector detection circuit in which the number of bits of the correlation value memory used in the cumulative addition circuit is reduced.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、画像を複数の
領域に分割し各領域の代表点の画像データを記憶する代
表点メモリと、現フィールドの画像データと前記代表点
メモリからのデータとにより前記代表点に対して偏移し
たサンプリング点における相関値を演算する相関値演算
回路と、この相関値演算回路出力を前記代表点に対して
同一偏移を有するサンプリング点毎に累積加算する累積
加算回路と、この累積加算回路出力で累積加算された相
関累積値が最小のサンプリング点の位置及び最小値を検
出する最小値検出回路と、前記相関累積値の平均値を算
出する平均値算出回路と、前記最小値検出回路出力及び
前記平均値算出回路出力に基づき画像の動きベクトルを
発生する動きベクトル発生回路とを備える動きベクトル
検出回路において、前記平均値算出回路を前記相関値演
算回路に直接接続してなる動きベクトル検出回路であ
る。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a representative point memory for dividing an image into a plurality of areas and storing image data of representative points of each area, image data of a current field and data from the representative point memory And a correlation value calculation circuit for calculating a correlation value at a sampling point deviated with respect to the representative point, and the output of this correlation value calculation circuit is cumulatively added for each sampling point having the same deviation with respect to the representative point. A cumulative addition circuit, a minimum value detection circuit that detects the position and the minimum value of the sampling point where the correlation cumulative value cumulatively added by the output of this cumulative addition circuit is the minimum, and an average value calculation that calculates the average value of the correlation cumulative values. A motion vector detection circuit comprising a circuit and a motion vector generation circuit that generates a motion vector of an image based on the minimum value detection circuit output and the average value calculation circuit output. Wherein a motion vector detection circuit a mean value calculating circuit formed by connecting directly to the correlation value calculation circuit.
【００１３】[0013]
【作用】上述の手段により累積加算回路内の相関値メモ
リのビット数を最小値検出回路に必要なビット数まで削
減することができる。By the above means, the number of bits of the correlation value memory in the cumulative addition circuit can be reduced to the number of bits required for the minimum value detection circuit.
【００１４】[0014]
【実施例】以下、図面に従い本発明の一実施例を説明す
る。図１は本実施例における動きベクトル検出回路の概
略ブロック図を示し、図６と同一部分には同一符号を付
し説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic block diagram of a motion vector detection circuit in this embodiment. The same parts as those in FIG.
【００１５】本実施例の特徴は相関値演算回路９の出力
を累積加算回路１０を経由すること無く直接平均値算出
回路６へ導いた点である。更に、相関値演算回路９出力
の内、平均値算出回路６への出力は１１ビットである
が、累積加算回路１０への出力は１０ビットに削減され
ている点を特徴とする。The feature of this embodiment is that the output of the correlation value calculation circuit 9 is directly led to the average value calculation circuit 6 without passing through the cumulative addition circuit 10. Further, among the outputs of the correlation value calculation circuit 9, the output to the average value calculation circuit 6 is 11 bits, but the output to the cumulative addition circuit 10 is reduced to 10 bits.
【００１６】次に、相関値演算回路９の具体的実施例を
図２に示す。相関値演算回路９は減算回路９１、絶対値
回路９２及び最大値固定化回路９３とで構成される。入
力される現フレームの１１ビットデジタルデータ及び代
表点メモリ２からの１１ビットジタルデータはまず、減
算回路９１で差が取られる。次に絶対値回路９２でその
絶対値が取られ、１１ビットの相関値として出力され
る。この１１ビットの相関値は平均値算出回路６へ入力
されると共に、最大値固定化回路９３へ入力され、１１
ビットから１０ビットに削減されて累積加算回路１０へ
出力される。前記最大値固定化回路９３は１１ビットの
内、最上位ビットを削減するものであり、最上位ビット
と２ビット目以下の各ビットとの論理和をそれぞれＯＲ
ゲートより出力する構成となっている。Next, a concrete embodiment of the correlation value calculation circuit 9 is shown in FIG. The correlation value calculation circuit 9 includes a subtraction circuit 91, an absolute value circuit 92, and a maximum value fixing circuit 93. The 11-bit digital data of the input current frame and the 11-bit digital data from the representative point memory 2 are first subtracted by the subtraction circuit 91. Next, the absolute value circuit 92 takes the absolute value and outputs it as an 11-bit correlation value. This 11-bit correlation value is input to the average value calculation circuit 6 and also to the maximum value fixing circuit 93.
The bits are reduced to 10 bits and output to the cumulative addition circuit 10. The maximum value fixing circuit 93 reduces the most significant bit of 11 bits, and ORs the most significant bit and each bit of the second bit and below.
It is configured to output from the gate.
【００１７】従って、最大値固定化回路９３では相関値
演算結果、最上位ビットが１になれば１０ビットの出力
はすべて１となり最大値に固定される。Therefore, in the maximum value fixing circuit 93, as a result of the correlation value calculation, if the most significant bit becomes 1, all 10-bit outputs become 1 and fixed to the maximum value.
【００１８】このように構成することによって、相関値
演算回路９の入力データのビット数より累積加算回路１
０及び最小値検出回路５で必要とされるビット数の方が
少ない場合、そのビット数差の分だけ削減することがで
きるのである。With this configuration, the cumulative addition circuit 1 is calculated based on the number of bits of the input data of the correlation value calculation circuit 9.
When the number of bits required by 0 and the minimum value detection circuit 5 is smaller, the difference can be reduced by the difference in the number of bits.
【００１９】尚、上記実施例においてはその差が１ビッ
トであったが、２ビット以上の場合は削減する上位ビッ
トの論理和出力を上記各ＯＲゲートの一方の入力とすれ
ばよい。In the above embodiment, the difference is 1 bit, but when the difference is 2 bits or more, the OR output of the upper bits to be reduced may be used as one input of each of the OR gates.
【００２０】次に、累積加算回路１０の具体的実施例を
図３に示す。累積加算回路１０は加算器１０１、最大値
固定化回路１０２、ラッチ回路１０３及び相関値メモリ
１０４で構成されている。加算器１０１は１０ビットの
相関値演算回路９出力と１０ビットの相関値メモリ１０
４出力とを加算する。加算器１０２は１０ビットの出力
端子及び桁上げ出力端子を備えており、合計１１ビット
の出力となるが、最大値固定化回路１０２で１１ビット
から１０ビットに削減される。この最大値固定化回路１
０２は相関値演算回路９に備えられているものと同様で
あり、桁上げ出力と各ビット出力との論理和をそれぞれ
ＯＲゲートより出力する構成となっている。従って、最
大値固定化回路１０２では加算の結果、桁上げ出力が１
になれば１０ビットの出力は全て１となり最大値に固定
される。Next, a concrete embodiment of the cumulative addition circuit 10 is shown in FIG. The cumulative addition circuit 10 includes an adder 101, a maximum value fixing circuit 102, a latch circuit 103, and a correlation value memory 104. The adder 101 outputs a 10-bit correlation value calculation circuit 9 and a 10-bit correlation value memory 10
Add 4 outputs. The adder 102 has a 10-bit output terminal and a carry output terminal, and outputs a total of 11 bits. The maximum value fixing circuit 102 reduces the number of bits from 11 bits to 10 bits. This maximum value fixing circuit 1
Reference numeral 02 is the same as that provided in the correlation value calculation circuit 9, and is configured to output the logical sum of the carry output and each bit output from the OR gate. Therefore, in the maximum value fixing circuit 102, the carry output is 1 as a result of the addition.
If so, all 10-bit outputs become 1 and fixed to the maximum value.
【００２１】そして、最大値固定化回路１０２出力はラ
ッチ回路１０３でラッチされた後、１０ビットの相関値
メモリ１０４に同一偏位を有するサンプリング点毎に記
憶される。相関値メモリ１０４は制御回路８により書き
込み及び読み出しが制御され、その読み出されたデータ
は最小値検出回路５へ出力されると共に、加算器１０１
に供給され累積加算される。The maximum value fixing circuit 102 output is latched by the latch circuit 103 and then stored in the 10-bit correlation value memory 104 for each sampling point having the same deviation. Writing and reading of the correlation value memory 104 are controlled by the control circuit 8, the read data is output to the minimum value detection circuit 5, and the adder 101 is also provided.
And is cumulatively added.
【００２２】以上のように、本実施例では相関値メモリ
１０４出力は平均値算出には用いられず最小値検出のみ
に用いられるため、最大値固定化回路１０２でビット数
を削減すると共に、相関値メモリ１０４のビット数を最
小値検出に必要なビット数に制限しても何ら問題はな
い。即ち、従来の構成では１０ビットのデータを累積加
算するのに１６ビット必要であったのが１０ビットで済
ますことができる。As described above, in the present embodiment, the output of the correlation value memory 104 is not used for calculating the average value but is used only for detecting the minimum value. Therefore, the maximum value fixing circuit 102 reduces the number of bits and There is no problem even if the number of bits of the value memory 104 is limited to the number of bits required for detecting the minimum value. That is, in the conventional configuration, 16 bits are required to cumulatively add 10 bits of data, but 10 bits can be used.
【００２３】また、相関累積値の平均値の算出は検出ブ
ロック内の全サンプリング点の相関値を合計し検出エリ
ア内のサンプリング点の数で除すれば良いので、平均値
算出回路６を累積加算回路１０に接続せずに相関値演算
回路９に接続しても何ら問題はない。Further, the average value of the cumulative correlation values can be calculated by summing the correlation values of all sampling points in the detection block and dividing by the number of sampling points in the detection area. There is no problem even if the circuit is connected to the correlation value calculation circuit 9 without being connected to the circuit 10.
【００２４】尚、本発明の動きベクトル検出回路はビデ
オカメラの手ぶれ補正装置以外に再生系における画像揺
れ補正装置にも適用できることは言うまでもない。It is needless to say that the motion vector detection circuit of the present invention can be applied to an image shake correction device in a reproduction system as well as a camera shake correction device of a video camera.
【００２５】[0025]
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、累積相関
値の平均算出には相関値演算回路出力を用い、累積加算
回路出力は最小値検出のみに用いるようにした為、累積
加算回路を構成する相関値メモリは累積加算してオーバ
ーフローしても良い。As described above, according to the present invention, the output of the correlation value calculation circuit is used for the average calculation of the cumulative correlation values, and the output of the cumulative addition circuit is used only for the minimum value detection. The correlation value memory constituting the above may be cumulatively added and overflowed.
【００２６】よって、相関値メモリは最小値算出に必要
なビット数であれば良く大幅なビット数の削減が実現で
きるため回路規模の小型化ができＩＣ化が容易になる。Therefore, the correlation value memory only needs to have the number of bits required to calculate the minimum value, and a significant reduction in the number of bits can be realized, so that the circuit scale can be reduced and the IC can be easily formed.
【００２７】また、相関値演算回路に最大値固定化回路
を設けた為、累積加算回路への出力ビット数を削減する
ことができるFurther, since the maximum value fixing circuit is provided in the correlation value calculation circuit, the number of output bits to the cumulative addition circuit can be reduced.
【図１】本発明の一実施例における動きベクトル検出回
路のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a motion vector detection circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】本実施例における相関値演算回路の具体的回路
図である。FIG. 2 is a specific circuit diagram of a correlation value calculation circuit in this embodiment.
【図３】本実施例における累積加算回路の具体的回路図
である。FIG. 3 is a specific circuit diagram of a cumulative addition circuit in this embodiment.
【図４】代表点マッチング法における撮像エリアを示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing an imaging area in the representative point matching method.
【図５】検出エリアの拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a detection area.
【図６】従来の動きベクトル検出回路のブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram of a conventional motion vector detection circuit.
２ 代表点メモリ ３、９ 相関値演算回路 ４、１０ 累積加算回路 ５ 最小値検出回路 ６ 平均値算出回路 ７ 動きベクトル発生回路 2 representative point memory 3, 9 correlation value calculation circuit 4, 10 cumulative addition circuit 5 minimum value detection circuit 6 average value calculation circuit 7 motion vector generation circuit
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年３月２９日[Submission date] March 29, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing
【補正対象項目名】図２[Name of item to be corrected] Figure 2
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図２】 [Fig. 2]
Claims (3)
点の画像データを記憶する代表点メモリと、現フィール
ドの画像データと前記代表点メモリからのデータとによ
り前記代表点に対して偏移したサンプリング点における
相関値を演算する相関値演算回路と、この相関値演算回
路出力を前記代表点に対して同一偏移を有するサンプリ
ング点毎に累積加算する累積加算回路と、この累積加算
回路出力で累積加算された相関累積値が最小のサンプリ
ング点の位置及び最小値を検出する最小値検出回路と、
前記相関累積値の平均値を算出する平均値算出回路と、
前記最小値検出回路出力及び前記平均値算出回路出力に
基づき画像の動きベクトルを発生する動きベクトル発生
回路とを備える動きベクトル検出回路において、 前記平均値算出回路を前記相関値演算回路に直接接続し
てなる動きベクトル検出回路。1. A representative point memory for storing an image data of a representative point of each area by dividing an image into a plurality of areas, and image data of a current field and data from the representative point memory for the representative point. A correlation value calculation circuit for calculating a correlation value at a shifted sampling point, a cumulative addition circuit for cumulatively adding the output of the correlation value calculation circuit for each sampling point having the same shift with respect to the representative point, and this cumulative addition A minimum value detection circuit for detecting the position and the minimum value of the sampling point at which the correlation cumulative value cumulatively added at the circuit output is the minimum,
An average value calculation circuit for calculating an average value of the correlation cumulative value,
In a motion vector detection circuit including a motion vector generation circuit that generates a motion vector of an image based on the minimum value detection circuit output and the average value calculation circuit output, the average value calculation circuit is directly connected to the correlation value calculation circuit. Motion vector detection circuit.
力の所定値以上を最大値に固定することによって出力ビ
ット数を削減する最大値固定化回路を設けたことを特徴
とする請求項１記載の動きベクトル検出回路。2. The maximum value fixing circuit that reduces the number of output bits by fixing a predetermined value or more of the output to the maximum value at the output stage of the correlation value calculation circuit. 1. The motion vector detection circuit described in 1.
に、その出力の所定値以上を最大値に固定することによ
って出力ビット数を削減する最大値固定化回路を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の動きベクトル検出回
路。3. A maximum value fixing circuit that reduces the number of output bits by fixing a predetermined value or more of the output to a maximum value at the output stage of the adder in the cumulative addition circuit. The motion vector detection circuit according to claim 1.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017711A JP2614574B2 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Motion vector detection circuit |
| US08/618,291 US5581309A (en) | 1992-02-03 | 1996-03-18 | Motion vector detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4017711A JP2614574B2 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Motion vector detection circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06284329A true JPH06284329A (en) | 1994-10-07 |
| JP2614574B2 JP2614574B2 (en) | 1997-05-28 |
Family
ID=11951345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4017711A Expired - Lifetime JP2614574B2 (en) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | Motion vector detection circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2614574B2 (en) |
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| JP2614574B2 (en) | 1997-05-28 |
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