JPH07177417A - 画像振れ防止装置 - Google Patents

画像振れ防止装置

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JPH07177417A
JPH07177417A JP5344414A JP34441493A JPH07177417A JP H07177417 A JPH07177417 A JP H07177417A JP 5344414 A JP5344414 A JP 5344414A JP 34441493 A JP34441493 A JP 34441493A JP H07177417 A JPH07177417 A JP H07177417A
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Kitahiro Kaneda
北洋 金田
Kazuya Inao
和也 稲生
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像度劣化と解像度むらの位置の移動による
ノイズを最小限に抑え、画像振れ補正後の画像劣化を最
小限に抑えた画像振れ防止装置を提供する。 【構成】 ステップS201で動きベクトルを読み込
み、ステップS202で代表動きベクトルを演算し、ス
テップS203で代表動きベクトルを積分して画面の基
準位置からの偏差(画像変位量)を求め、ステップS2
04で代表動きベクトルの絶対値に応じてメモリ読み出
し制御回路(電子補正手段)の補正ステップを最適状態
に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、手振れ等により撮像手
段の画像が振れるのを防止する画像振れ防止装置に係わ
り、特に携帯型のビデオカメラ等に代表される磁気記録
再生機能を備えた撮像手段に好適な画像振れ防止装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般にビデオカメラ等の撮像手段では、
工業用及び民生用を問わず、そのカメラ振れが画像を見
難くすると共に、あらゆる誤動作の原因となる。特に、
歩行中や移動する乗物上からの撮影や、振動の多い場所
における撮影では、画像振れを生じやすいので、従来か
ら次に示すような画像振れを補正する種々方式の画像振
れ防止装置が提案されている。
【0003】(イ)マスターレンズの周りに2軸のジン
バル構造を持った慣性振り子式の振れ防止レンズを配設
し、該振れ防止レンズで手振れを打ち消すことにより、
画像振れを補正する慣性振り子式画像振れ防止装置(米
国特許第2959088号及び米国特許第282955
7号等)。
【0004】(ロ)レンズ(前玉)の先端に該レンズの
光軸を変化させる可変頂角プリズムを備え、撮像素子か
ら出力される画像信号より動きを検出し、或は加速度セ
ンサにより動きを検出し、その検出信号によって前記可
変頂角プリズムを駆動することにより、画像振れを補正
する可変頂角プリズム式画像振れ防止装置。
【0005】(ハ)撮像素子(CCD)から出力される
映像信号を画像メモリ等に記憶して、その情報から画像
振れを検出して画像の変位量を求め、それに応じて画像
メモリの読み出しアドレスをシフトすることにより、画
像振れを補正する純電子式画像振れ防止装置(特開昭6
3−166370号公報)。
【0006】上述した従来装置の内、特に(ハ)の純電
子式画像振れ防止装置は、画像振れを補正するための特
殊な機械的機構を必要とせず、半導体技術の急激な進歩
により大規模な電気回路も極めて小さなパッケージに納
まり、小型軽量化及び低コスト化が可能なことから、近
年注目されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
純電子式画像振れ防止装置にあっては、電子的に拡大し
た画像に対して、撮像素子の最小画素以下の補正ステッ
プ(画像をシフトさせるときの最小シフト単位)で動か
して(シフトして)補正を行うと、拡大率及び画像によ
っても差はあるが、拡大時の解像度むらの位置が移動す
ることによるモアレ状のノイズが生じて画像劣化を生じ
ることがあり、また、拡大を行わずに単に撮像素子の最
小画素以下の補正ステップで画像を動かしただけでも、
解像度劣化が生じ、画像振れ補正後の画像劣化が大きい
という問題点がある。
【0008】本発明は上述した従来の技術の有するこの
ような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、解像度劣化と解像度むらの位置が移動す
ることによるモアレ状のノイズを最小限に抑えることが
でき、画像振れ補正後の画像劣化を最小限に抑えること
ができる画像振れ防止装置を提供しようとするものであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の第1発明は、対象となる撮像手段の動きを検
出し、実時間でその振れを補正する画像振れ防止装置に
おいて、画像間の動きベクトルを検出する動きベクトル
検出手段と、該動きベクトル検出手段により検出された
動きベクトルに基づいて現時点の画像の基準点からの絶
対偏差を演算する絶対偏差演算手段と、該絶対偏差演算
手段により算出された絶対偏差値を基に画像振れを電気
的に補正する電子補正手段と、前記動きベクトル値に応
じて前記電子補正手段の補正ステップ及び画像拡大率を
最適状態に制御する制御手段とを具備したことを特徴と
するものである。
【0010】同じ目的を達成するために本発明の第2発
明は、対象となる撮像手段の動きを検出し、実時間でそ
の振れを補正する画像振れ防止装置において、画像間の
動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、該動
きベクトル検出手段により検出された動きベクトルに基
づいて現時点の画像の基準点からの絶対偏差を演算する
絶対偏差演算手段と、該絶対偏差演算手段により算出さ
れた絶対偏差値を基に画像振れを電気的に補正する電子
補正手段と、前記絶対偏差値に応じて前記電子補正手段
の補正ステップ及び画像拡大率を最適状態に制御する制
御手段とを具備したことを特徴とするものである。
【0011】
【作用】第1発明の画像振れ防止装置は、動きベクトル
検出手段が画像間の動きベクトルを検出し、該検出した
動きベクトルに基づいて現時点の画像の基準点からの絶
対偏差を絶対偏差演算手段が演算し、該算出した絶対偏
差値を基に画像振れを電子補正手段が電気的に補正し、
動きベクトル値に応じて制御手段が前記電子補正手段の
補正ステップ及び画像拡大率を最適状態に制御する。
【0012】第2発明の画像振れ防止装置は、動きベク
トル検出手段が画像間の動きベクトルを検出し、該検出
した動きベクトルに基づいて現時点の画像の基準点から
の絶対偏差を絶対偏差演算手段が演算し、該算出した絶
対偏差値を基に画像振れを電子補正手段が電気的に補正
し、絶対偏差値に応じて制御手段が前記電子補正手段の
補正ステップ及び画像拡大率を最適状態に制御する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
【0014】(第1実施例)まず、本発明の第1実施例
を図1乃至図3に基づき説明する。図1は、本発明の第
1実施例に係わる画像振れ防止装置を備えた撮像手段で
あるビデオカメラの構成を示すブロック図である。同図
中、1は、通常フォーカシング用のフォーカスレンズ
群、2は、焦点距離を変化させるズームレンズ群、3
は、補正系のレンズ群、4は、光量を調節する絞り、5
は、例えば二次元CCDからなる撮像素子で、各レンズ
群1〜3及び絞り4を介して入力する光信号を電気信号
に変換して出力する。6は、サンプルホールド(S/
H)回路で、撮像素子5から出力される電気信号を保持
するものである。7は、オートゲインコントロール(A
GC)回路で、S/H回路6から出力される信号のゲイ
ン(利得)を自動的に制御する。
【0015】8は、アナログ/ディジタル(A/D)変
換器で、AGC回路7から出力されるアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換する。9は、遅延回路(2HDL
Y)回路で、A/D変換器8の出力信号が入力され、撮
像素子5からの色差線順次信号を2水平走査期間だけ遅
延する。10は、色信号生成(Cプロセス)回路で、2
HDLY回路9の出力信号が入力され、色(C)信号を
生成する。11は、ローパスフィルタ(LPF)で、2
HDLY回路9の出力信号が入力され、輝度信号に混入
する色信号を除去する。12は、エンハンサで、LPF
11の出力信号が入力され、高周波成分を強調処理す
る。
【0016】13は、ガンマ(γ)補正回路で、エンハ
ンサ12の出力信号が入力され、ガンマ補正処理する。
14は、空間周波数フィルタである2次元バンドパスフ
ィルタ(BPF)で、ガンマ補正回路13の出力信号が
入力し、所定帯域の信号を除去する。15は、動きベク
トル検出回路で、BPF14及び後述する第1のフィー
ルドメモリ16からの出力信号が入力し、画像の動きベ
クトルを検出する。動きベクトル検出回路15は、マッ
チング演算に基づく回路で、本実施例では、実時間処理
できる検出方法である必要がある。16は、第1のフィ
ールドメモリで、BPF14からの出力信号が入力す
る。この第1のフィールドメモリ16は、輝度信号を所
定時間(本実施例では、1フィールド時間)遅延する遅
延回路であり、1フィールド前の輝度信号を記憶し、現
フィールドとのマッチング演算を可能にする。
【0017】17は、各種の信号処理を行って撮像手段
全体を制御する論理演算回路で、動きベクトル検出回路
15及び後述する画像拡大率入力スイッチ(画像拡大率
変更手段)の出力信号が入力する。本実施例において論
理演算回路17は、入力する画像拡大率入力スイッチの
出力信号に基づいて画像拡大率を変更する画像拡大率変
更手段を有している。
【0018】18は、メモリ読み出し制御回路で、論理
演算回路17からの制御信号に基づいて後述する第2の
フィールドメモリ19の読み出し位置を制御する。メモ
リ読み出し制御回路18は、第1のフィールドメモリ1
6を持ち且つ該第1のフィールドメモリ16で遅延され
た画像を使うことにより画像振れを補正する第2補正手
段を構成している。19は、第2のフィールドメモリ
で、Cプロセス回路10及びガンマ補正回路13の出力
信号が入力する。
【0019】20は、電子ズーム回路で、第2のフィー
ルドメモリ19及び論理演算回路17の出力信号が入力
され、画像を所望の大きさに変換処理する。21は、デ
ィジタル/アナログ(D/A)変換器で、電子ズーム回
路20から出力されるディジタル信号をアナログ信号に
変換する。22は、信号出力端子で、電子ズーム回路2
0から出力される補正済みの画像信号を出力する。23
は、画像拡大率を入力する画像拡大率入力スイッチで、
その出力信号は、論理演算回路17に入力する。
【0020】次に上記構成の撮像手段の動作を説明す
る。
【0021】被写体23は、各レンズ群1〜3、絞り4
を順次通って、撮像素子5の撮像面に結像されて光電変
換される。S/H回路6は、撮像素子5の出力信号を保
持し、これに続くAGC回路7が自動的に利得の制御処
理を実行する。A/D変換器8は、AGC回路7の出力
信号をA/D変換する。2HDLY回路9は、撮像素子
5からの色差線順次信号を1H遅延信号と(0H+2
H)遅延信号とに分離し、それぞれ輝度信号処理部側
(LPF11側)と色信号処理部側(Cプロセス回路1
0側)に送出する。色信号処理部側へ送出された信号
は、Cプロセス回路10へ入力し、該Cプロセス回路1
0は、色信号Cを生成し、該生成された色信号Cは、第
2のフィールドメモリ19へ書き込まれる。
【0022】一方、輝度信号処理部側へ送出された信号
は、LPF11へ入力し、該LPF11は、前記色差線
順次信号からキャリア成分を除去し、輝度信号分離を行
う。エンハンサ12は、画質向上のために被写体23の
エッジ等、高周波成分を強調する処理を施す。通常は、
映像信号の2次微分を原信号に付加する。続いてガンマ
補正回路13は、ハイライト部分での飽和を防ぎダイナ
ミックレンジを広げる。BPF14は、動きベクトルを
検出するのに有効な空間周波数成分を抽出する。
【0023】一般に、画像信号の低周波成分及び高周波
成分は、動きベクトルの検出に不向きであるため、BP
F14により事前に除去される。本実施例においては、
BPF14の符号ビットだけを出力するものとする。こ
れは、DCレベルを閾値として輝度信号を2値化するこ
とを意味する。従って、BPF14以降の輝度信号は、
1ビットである。
【0024】動きベクトル検出回路15は、BPF14
及び第1のフィールドメモリ16から入力する信号に基
づいて画像の動きベクトルを検出し、該検出された動き
ベクトル信号は、論理演算回路17へ入力する。また、
この論理演算回路17には、画像拡大率入力スイッチ2
3から画像振れ補正時の画像拡大率を示す拡大率信号が
入力する。論理演算回路17は、動きベクトル信号(所
定画面位置の動きベクトルの水平方向及び垂直方向の各
成分)に基づき、後述する図2に示すフローチャートに
従い、その瞬間の画像の基準位置からの偏差を計算す
る。そして、この偏差を基にメモリ読み出し制御回路1
8で、第2のフィールドメモリ19の読み出し位置を画
像拡大率に応じた補正ステップで制御し、電子ズーム回
路20において先に入力された所望の拡大率で画像を変
換する。このようにして最終的に画像振れが補正された
画像が得られる。この補正済みの画像信号は、D/A変
換器21でD/A変換された後、信号出力端子22から
出力される。
【0025】次に、本実施例に係わる画像振れ防止装置
における論理演算回路17の動作を、図1及び図2を用
いて説明する。図2は、論理演算回路17の動作を示す
フローチャートである。まず、図2のステップS201
で、動きベクトル検出回路15からの出力信号(所定画
面位置の動きベクトルの水平方向及び垂直方向の各成
分)をフィールド毎に読み込む。次いで、ステップS2
02へ進み、前記ステップS201において読み込んだ
複数画面位置での動きベクトルに対して所定の処理を施
して、ある1つの代表動きベクトルを演算する。前記所
定の処理とは、個々の動きベクトルの信頼性評価処理及
び制御対象領域決定処理等である。
【0026】次に、ステップS203へ進んで、前記代
表動きベクトルを積分して画面の基準位置からの偏差
(画像変位量)を求め、画像振れ補正信号を得る。次
に、ステップS204で、前記ステップS202におい
て算出した代表動きベクトルの絶対値に応じてメモリ読
み出し制御回路18の補正ステップを最適状態に設定す
る。次いで、ステップS205へ進んで、前記ステップ
S204において設定した補正ステップで画像を動かし
て画像振れ補正を実行した後、本処理動作を終了する。
【0027】図2のステップS204の処理ルーチン
は、本発明の要旨となる部分であるから、以下、図1及
び図3を用いて説明する。
【0028】図3は、代表動きベクトル値とそれに最適
な補正ステップとの関係を示す図であり、同図におい
て、縦軸は補正ステップを、横軸は代表動きベクトルを
それぞれ示す。ここで代表動きベクトルは、1フィール
ド前と、現在の画像の相対変位を表わしている。また、
補正ステップとは、画像をシフトさせる時の最小シフト
単位であり、通常、補正ステップは、動きベクトルの検
出精度に合わせて設定する。しかし、画像を木目細かく
動かすために補正ステップを小さくすると、画像拡大に
よる解像度むらの位置の移動が目立つことが判明してい
る。
【0029】従って、図3に示すように代表動きベクト
ルが大きい領域、即ち画像振れの激しい場合は、画像を
補正する時の木目の細かさはそれほど重要ではないの
で、補正ステップを大きくして解像度むらの位置の移動
を目立ち難くし、代表動きベクトルの小さい領域、即ち
画像振れの少ない場合は、画像の補正動作のぎこちなさ
の方が目立ちやすいので、補正ステップを小さくするこ
とによって、解像度劣化と解像度むらの位置の移動によ
るノイズを減少させることができる。
【0030】本実施例の画像振れ防止装置によれば、電
子的に画像振れを補正する画像振れ防止装置において、
その代表動きベクトルの絶対値、即ち画像振れの程度に
応じて画像振れを補正する時の補正ステップ(シフトス
テップ)を最適状態に設定することにより、解像度劣化
と解像度むらの位置の移動によるノイズを最小限に抑え
ることができ、振れ補正後の画像劣化を最小限に抑える
ことができるという効果を奏する。
【0031】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
を図4に基づき説明する。図4は、本発明の第2実施例
に係わる画像振れ防止装置における代表動きベクトル値
とそれに最適な補正ステップとの関係を示す図である。
本実施例は、代表動きベクトル値とそれに最適な補正ス
テップとの関係を、第1実施例のような階段状に変化さ
せるのではなく、指数関数的に変化させたものである。
【0032】尚、本実施例におけるその他の構成及び基
本的な動作は、上述した第1実施例と同一であるから、
その説明を省略する。
【0033】(第3実施例)次に、本発明の第3実施例
を図5及び図6に基づき説明する。尚、本実施例に係わ
る画像振れ防止装置を備えた撮像手段であるビデオカメ
ラの構成は、上述した第1実施例における図1と同一で
あるから、同図を流用して説明する。図5は、本実施例
に係わる画像振れ防止装置における論理演算回路17の
動作を示すフローチャートである。まず、図5のステッ
プS501で、動きベクトル検出回路15からの出力信
号(所定画面位置の動きベクトルの水平方向及び垂直方
向の各成分)をフィールド毎に読み込む。次いで、ステ
ップS502へ進み、前記読み込んだ複数画面位置での
動きベクトルに対して所定の処理を施して、ある1つの
代表動きベクトルを演算する。前記所定の処理とは、個
々の動きベクトルの信頼性評価処理及び制御対象領域決
定処理等である。
【0034】次に、ステップS503へ進んで、前記代
表動きベクトルを積分して画面の基準位置からの偏差
(画像変位量)を求め、画像振れ補正信号を得る。次
に、ステップS504で、前記ステップS503におい
て算出した画像の変位量の絶対値に応じてメモリ読み出
し制御回路18の補正ステップを最適状態に設定する。
次いで、ステップS505へ進んで、前記ステップS5
04において設定した補正ステップで画像を動かし画像
振れ補正を実行した後、本処理動作を終了する。
【0035】図5のステップS504の処理ルーチン
は、本発明の要旨となる部分であるから、以下、図1及
び図6を用いて説明する。
【0036】図6は、代表動きベクトル値とそれに最適
な補正ステップとの関係を示す図であり、同図におい
て、縦軸は補正ステップを、横軸は画像変位量をそれぞ
れ示す。ここで画像変位量とは、所定の基準位置に対す
る現在の画像の相対位置である。また、補正ステップと
は、画像をシフトさせる時の最小シフト単位であり、通
常、補正ステップは、動きベクトルの検出精度に合わせ
て設定する。しかし、画像を木目細かく動かすために補
正ステップを小さくすると、画像拡大による解像度むら
の位置の移動が目立つことが判明している。
【0037】従って、図6に示すように画像変位量が大
きい領域、即ち画像振れの激しい場合は、画像を補正す
る時の木目の細かさはそれほど重要ではないので、補正
ステップを大きくして解像度むらの位置の移動を目立ち
難くし、画像変位量の小さい領域、即ち画像振れの少な
い場合は、画像の補正動作のぎこちなさの方が目立ちや
すいので、補正ステップを小さくすることによって、解
像度劣化と解像度むらの位置の移動によるノイズを減少
させることができる。
【0038】本実施例の画像振れ防止装置によれば、電
子的に画像振れを補正する画像振れ防止装置において、
その画像変位量、即ち画像振れの程度に応じて画像振れ
を補正する時の補正ステップを最適状態に設定すること
により、解像度劣化と解像度むらの位置の移動によるノ
イズを最小限に抑えることができ、振れ補正後の画像劣
化を最小限に抑えることができるという効果を奏する。
【0039】(第5実施例)次に、本発明の第5実施例
を図7に基づき説明する。図7は、本発明の第5実施例
に係わる画像振れ防止装置における画像変位量とそれに
最適な補正ステップとの関係を示す図である。本実施例
は、代表動きベクトル値とそれに最適な補正ステップと
の関係を、第4実施例のような階段状に変化させるので
はなく、指数関数的に変化させたものである。
【0040】尚、本実施例におけるその他の構成、動作
及び作用効果は、上記第4実施例と同一であるから、そ
の説明を省略する。
【0041】(第6実施例)上述した第1乃至第5実施
例においては、フィールドメモリを使って画像振れ補正
を行う画像振れ防止装置に適用した場合について説明し
たが、これに限られるものではなく、フィールドメモリ
の代わりに通常より大きい面積の大面積撮像素子を使っ
て画像振れ補正を行う画像振れ防止装置に適用してもよ
い。
【0042】図8は、本発明の第6実施例に係わる画像
振れ防止装置を備えた撮像手段であるビデオカメラの構
成を示すブロック図であり、同図において、上述した第
1実施例の図1と同一部分には、同一符号を付してあ
る。図8において図1と異なる点は、図1の構成から撮
像素子5、メモリ読み出し制御回路18及び第2のフィ
ールドメモリ19をそれぞれ削除し、その代わりに、通
常より大きい面積の大面積撮像素子5′及び撮像素子読
み出し回路24をそれぞれ設けたことである。大面積撮
像素子5′及び撮像素子読み出し回路24により、帰還
ループを持ち且つ画像振れを補正する第1補正手段を構
成している。そして、撮像素子読み出し回路24で読み
出しアドレスを変えることにより、大面積撮像素子5′
の任意の場所を切り出して、画像振れ補正を行うように
したものである。
【0043】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の画像振れ防
止装置によれば、電子的に画像振れを補正する画像振れ
防止装置において、その画像振れの程度に応じて画像振
れを補正する時の補正ステップを最適状態に設定するこ
とにより、解像度劣化と解像度むらの位置の移動による
ノイズを最小限に抑えることができ、画像振れ補正後の
画像劣化を最小限に抑えることができるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係わる画像振れ防止装置
を備えた撮像手段であるビデオカメラの構成を示すブロ
ック図である。
【図2】図1に示す画像振れ防止装置における論理演算
回路の制御動作を示すフローチャートである。
【図3】図1に示す画像振れ防止装置における代表動き
ベクトルの変化に対する補正ステップの設定例を示す図
である。
【図4】本発明の第2実施例に係わる画像振れ防止装置
における代表動きベクトルの変化に対する補正ステップ
の設定例を示す図である。
【図5】本発明の第3実施例に係わる画像振れ防止装置
における論理演算回路の制御動作を示すフローチャート
である。
【図6】同実施例に係わる画像振れ防止装置における画
像変位量の変化に対する補正ステップの設定例を示す図
である。
【図7】本発明の第4実施例に係わる画像振れ防止装置
における画像変位量の変化に対する補正ステップの設定
例を示す図である。
【図8】本発明の第5実施例に係わる画像振れ防止装置
を備えた撮像手段であるビデオカメラの構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
15 動きベクトル検出回路(動きベクトル検出手段) 17 論理演算回路(絶対偏差演算手段、制御手段) 18 メモリ読み出し制御回路(電子補正手段)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象となる撮像手段の動きを検出し、実
    時間でその振れを補正する画像振れ防止装置において、
    画像間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段
    と、該動きベクトル検出手段により検出された動きベク
    トルに基づいて現時点の画像の基準点からの絶対偏差を
    演算する絶対偏差演算手段と、該絶対偏差演算手段によ
    り算出された絶対偏差値を基に画像振れを電気的に補正
    する電子補正手段と、前記動きベクトル値に応じて前記
    電子補正手段の補正ステップ及び画像拡大率を最適状態
    に制御する制御手段とを具備したことを特徴とする画像
    振れ防止装置。
  2. 【請求項2】 対象となる撮像手段の動きを検出し、実
    時間でその振れを補正する画像振れ防止装置において、
    画像間の動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段
    と、該動きベクトル検出手段により検出された動きベク
    トルに基づいて現時点の画像の基準点からの絶対偏差を
    演算する絶対偏差演算手段と、該絶対偏差演算手段によ
    り算出された絶対偏差値を基に画像振れを電気的に補正
    する電子補正手段と、前記絶対偏差値に応じて前記電子
    補正手段の補正ステップ及び画像拡大率を最適状態に制
    御する制御手段とを具備したことを特徴とする画像振れ
    防止装置。
JP5344414A 1993-12-17 1993-12-17 画像振れ防止装置 Pending JPH07177417A (ja)

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