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JP2506500B2 - Image motion detector - Google Patents

Image motion detector

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JP2506500B2
JP2506500B2 JP30948090A JP30948090A JP2506500B2 JP 2506500 B2 JP2506500 B2 JP 2506500B2 JP 30948090 A JP30948090 A JP 30948090A JP 30948090 A JP30948090 A JP 30948090A JP 2506500 B2 JP2506500 B2 JP 2506500B2
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image
screen
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カメラのゆれ、回転などにより発生する画
面の搖れを検出する画像の動き検出装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image motion detection device for detecting screen blur caused by camera shake, rotation, and the like.

従来の技術 従来、このような分野の技術としては、例えば特願昭
61−269475号公報に示されているものが知られている。
第6図は、この従来の画像の動き検出装置の構成図を示
すものである。第6図において、22〜29は画面を4分割
した各領域のそれぞれについていわゆるブロックマッチ
ング法によって、前画像フレームの信号と現画像フレー
ムの信号との相関演算を行い、それによって得られた相
関値の中で最も相関の大きい相関値を探索するととも
に、その相関値を与える候補ベクトルを検出する。有効
・無効判定回路30は候補ベクトルの有効・無効を相関値
の値を用いて判定し、ベクトル判定回路31へ判定信号D
を出力する。ベクトル判定回路31は有効と判定された候
補ベクトルより画像全体の平行移動量を示す動きベクト
ルを算出する。このような構成により、絵柄に変化の乏
しい部分の候補ベクトルは信頼性が低いとして無効と
し、動きベクトルの計算から除外することにより、動き
ベクトル検出の精度を向上させようとするものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, Japanese Patent Application No.
The one disclosed in Japanese Patent Publication No. 61-269475 is known.
FIG. 6 shows a block diagram of this conventional image motion detecting apparatus. In FIG. 6, reference numerals 22 to 29 denote correlation values between the signal of the previous image frame and the signal of the current image frame by the so-called block matching method for each of the four divided areas of the screen, and the obtained correlation value Among them, the correlation value having the largest correlation is searched, and the candidate vector giving the correlation value is detected. The valid / invalid decision circuit 30 decides the valid / invalid of the candidate vector using the value of the correlation value, and sends the decision signal D to the vector decision circuit 31.
Is output. The vector determination circuit 31 calculates a motion vector indicating the translation amount of the entire image from the candidate vector determined to be valid. With such a configuration, the candidate vector of the portion in which the pattern is not changed is considered to have low reliability and is invalidated, and is excluded from the calculation of the motion vector to improve the accuracy of the motion vector detection.

また回転、ズームを含む動きをもった物体の動きを求
める方法として、例えば「大きさ・向きを変える物体の
動きベクトル検出方法」(電子情報通信学会春季全国大
会(1989年)D−109、p7−91)に示されるものがあ
る。
Further, as a method of obtaining the motion of an object having a motion including rotation and zoom, for example, “a motion vector detection method of an object whose size and direction are changed” (IEICE Spring National Congress (1989) D-109, p7). -91).

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前者の第6図のような構成では、各候
補ベクトルの有効・無効の判定を各候補ベクトルの対応
する各分割画面について得られた相関値によってのみ行
っており、画像全体の動きと異なる候補ベクトルに対す
る考慮が不十分であった。例えば、変化に富む絵柄をも
った画面の一部の領域が全体と異なる動きをする場合で
あっても、この動きに対する候補ベクトルは前述の相関
値による判定では有効と判定され、画像全体の動きの判
定に大きな誤差を与えることがあった。
However, in the former configuration as shown in FIG. 6, the validity / invalidity of each candidate vector is determined only by the correlation value obtained for each corresponding divided screen of each candidate vector. , The consideration of the candidate vector which is different from the motion of the whole image was insufficient. For example, even if a part of the screen having a variety of patterns moves differently from the whole, the candidate vector for this motion is determined to be valid by the above-described correlation value determination, and the motion of the entire image There was a case where a large error was given to the judgment of.

また従来例では、例えばカメラのズーミング状態を検
出するためにはカメラの光学系の中心点と信号処理上の
中心点とが一致している必要があり、しかも回転、平行
移動が組み合わされた場合にはこれを検出することがで
きなかった。
Further, in the conventional example, for example, in order to detect the zooming state of the camera, it is necessary that the center point of the optical system of the camera and the center point in signal processing be coincident with each other, and when rotation and parallel movement are combined. Could not detect this.

また後者の電子情報通信学会春季全国大会(1989年)
D−109、p7−91に示されたような方法では、画像全体
の動きと大きく異なる動きをもった領域が存在する場合
でも、これを排除せず画像全体の動きの算出に用いてい
るため、通常の画像では局所的な動きの影響を受け、必
ずしも高い精度を得ることができなかった。
In addition, the latter IEICE Spring National Convention (1989)
In the method as shown in D-109, p7-91, even if there is a region having a motion that is significantly different from the motion of the entire image, this is not excluded and used for calculating the motion of the entire image. , Ordinary images were affected by local motion, and high accuracy could not always be obtained.

本発明は、このような従来の課題を解決するもので、
画面の一部が全体と異なった動きをした場合や、カメラ
のゆれや回転、カメラのズーミング操作等が発生した場
合においても、画像の動きを精度よく検出できる画像の
動き検出装置を提供することを目的としている。
The present invention solves such a conventional problem,
To provide an image motion detection device capable of accurately detecting image motion even when a part of the screen moves differently from the whole, when the camera shakes or rotates, or when the camera zooming operation occurs. It is an object.

課題を解決するための手段 本発明は、画像の複数の領域の動き量を検出する手段
と、これら検出した動き量のうちの複数を用いて画像の
動きを表す変換係数を算出する手段と、この変換係数を
用いて画面上の複数の領域における予測動き量を算出す
る手段と、この予測動き量と検出した複数の領域の動き
量との誤差が所定の値以下となる領域を抽出する動き領
域抽出手段と、抽出された動き量を用いて画像全体の動
きを決定する手段とを備えてなるものである。
Means for Solving the Problem The present invention, means for detecting the amount of movement of a plurality of regions of the image, means for calculating a conversion coefficient representing the movement of the image using a plurality of the detected amount of movement, Means for calculating predicted motion amounts in a plurality of regions on the screen using the conversion coefficient, and motion for extracting a region in which an error between the predicted motion amount and the detected motion amounts of the plurality of regions is equal to or less than a predetermined value. It comprises area extraction means and means for determining the movement of the entire image using the extracted movement amount.

作用 本発明によれば、上記した構成により、画像の複数の
領域の動き量を検出し、これら検出した複数の領域の動
き量のうち複数個を選んで、平行移動のほか回転、拡
大、縮小の組合せによって生じた画像全体の動きを表す
変換係数を算出する。従って、回転、拡大、縮小などの
動きのように、画面の位置によって得られる動きベクト
ルの向きや大きさが異なる場合でも、同一の動きに対し
ては同一の変換係数が得られ、同一の動きに属する領域
を識別することが可能になる。また算出された変換係数
をもとに、画像の他の位置における動き量を予測し、予
測した動き量と検出した動き量の差が所定の閾値より小
さい領域を抽出しているので、類似した動きをもつ部分
のみを同一の領域として得ることができ、平行移動のほ
か回転、拡大、縮小を含む画像全体の動き、および全体
の動きと異なる一部の領域の動きを高い精度で検出する
ことができる。
Effect According to the present invention, with the above-described configuration, the amount of movement of a plurality of regions of an image is detected, and a plurality of amounts of movement of these detected regions are selected to perform parallel movement as well as rotation, enlargement, and reduction. A conversion coefficient representing the motion of the entire image caused by the combination of is calculated. Therefore, even when the direction and size of the motion vector obtained depending on the position of the screen are different, such as rotation, enlargement, and reduction, the same conversion coefficient is obtained for the same motion, and the same motion is obtained. It is possible to identify the area that belongs to. Also, based on the calculated conversion coefficient, the motion amount at another position of the image is predicted, and the region in which the difference between the predicted motion amount and the detected motion amount is smaller than a predetermined threshold is extracted. Only moving parts can be obtained as the same area, and the movement of the whole image including rotation, enlargement and reduction as well as parallel movement, and the movement of part of the area that is different from the whole movement can be detected with high accuracy. You can

実施例 以下、本発明の実施例について、以下図面を参照しな
がら説明する。
Examples Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例における画像の動き検出
装置の構成図を示すものである。第1図において、1は
画像入力端子、2は動きベクトル検出回路で、画面をn
個に分割した領域の動き量を動きベクトルVl〜Vnとして
検出する手段である。3は動きベクトル選択回路であっ
て、その得られた動きベクトルVl〜Vnのうち、任意の2
つの動きベクトルVi、Vj(i≠j)を選択する動きベク
トル選択回路であり、4はその2つの動きベクトルVi
Vj(i≠j)に基づき、変換係数を算出する変換係数算
出回路である。5は動き量予測回路であり、変換係数算
出回路4で得た変換係数を用いて画面上の他の位置にお
ける動き量を予測する手段である。6はその動きベクト
ル検出回路2で検出した動き量と、動き量予測回路5で
予測した動き量との誤差を求める誤差検出回路、7はそ
の誤差と閾値を比較する閾値回路、8はその結果から動
き領域を抽出する動き領域抽出回路、9は画像全体の動
きを決定する動き決定回路、10はその結果を出力する動
き量出力端子である。
FIG. 1 shows a block diagram of an image motion detecting apparatus in an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an image input terminal, 2 is a motion vector detection circuit,
This is means for detecting the amount of motion of each of the divided regions as motion vectors V l to V n . Reference numeral 3 denotes a motion vector selection circuit, which selects any 2 of the obtained motion vectors V l to V n.
Is a motion vector selection circuit that selects one motion vector V i , V j (i ≠ j), and 4 is the two motion vectors V i ,
The conversion coefficient calculation circuit calculates a conversion coefficient based on V j (i ≠ j). Reference numeral 5 denotes a motion amount prediction circuit, which is means for predicting a motion amount at another position on the screen using the conversion coefficient obtained by the conversion coefficient calculation circuit 4. 6 is an error detection circuit for obtaining an error between the motion amount detected by the motion vector detection circuit 2 and the motion amount predicted by the motion amount prediction circuit 5, 7 is a threshold circuit for comparing the error with a threshold value, and 8 is the result thereof. Is a motion area extraction circuit for extracting a motion area from the motion vector, 9 is a motion determination circuit for determining the motion of the entire image, and 10 is a motion amount output terminal for outputting the result.

以上のように構成された本実施例の画像の動き検出装
置について、以下その動作を説明する。
The operation of the image motion detecting device of the present embodiment having the above configuration will be described below.

動きベクトル検出回路2では、いわゆるパターンマッ
チング法によって、画面をn分割した場合の各領域にお
ける動き量を動きベクトルVl〜Vnとして検出する。動き
ベクトル選択回路3はVl〜Vnの中から2つの動きベクト
ルを選択し、これを用いて変換係数算出回路4は画像の
動きを変換係数として、以下のようにして算出する。
The motion vector detection circuit 2 detects the amount of motion in each region when the screen is divided into n as motion vectors V 1 to V n by the so-called pattern matching method. The motion vector selection circuit 3 selects two motion vectors from V l to V n , and using this, the conversion coefficient calculation circuit 4 calculates the motion of the image as a conversion coefficient as follows.

平行移動、拡大・縮小、回転などの動きによって画像
中の(x,y)の点が(X,Y)に移動したとすると、X,Yは
移動前のx,yと係数a、b、c、dを用いて X= ax+by+c Y=−bx+ay+d と表すことができる。変換係数a〜dは、2つの位置に
おける動きベクトルを用いて以下のようにして求めるこ
とができる。
If the point (x, y) in the image moves to (X, Y) due to movements such as parallel movement, enlargement / reduction, and rotation, X, Y are the x, y and the coefficients a, b before movement. It can be expressed as X = ax + by + c Y = -bx + ay + d using c and d. The conversion coefficients a to d can be obtained as follows using the motion vectors at the two positions.

点(x,y)における動きベクトルのX成分とY成分を
それぞれVx、Vyとすると Vx=X−x Vy=Y−y であるから、変換係数と点(x,y)における動きベクト
ルVx、Vyの関係は (a−1)x+by+c=Vx −bx+(a−1)y+c=Vy と表すことができる。係数a、b、c、dは2点(x1
y1)、(x2,y2)のそれぞれの位置における動きベクト
ルのX成分Vx1、Vx2、Y成分Vy1、Vy2、を用いて次のよ
うに表すことができる。
If the X and Y components of the motion vector at the point (x, y) are V x and V y , respectively, then V x = X−x V y = Y−y, so the conversion coefficient and the point (x, y) motion vector V x, the relationship of V y can be expressed as (a-1) x + by + c = V x -bx + (a-1) y + c = V y. Coefficients a, b, c, d are 2 points (x 1 ,
y 1 ), (x 2 , y 2 ) can be expressed as follows using X components Vx 1 , Vx 2 , Y components Vy 1 , Vy 2 of the motion vector at the respective positions.

(a−1)x1+by1+c=Vx1 (a−1)x2+by2+c=Vx2 bx1+(a−1)y1+d=Vy1 bx2+(a−1)y2+d=Vy2 したがって係数a、b、c、dはこの連立方程式を解
くことによって求めることができる。
(A-1) x 1 + by 1 + c = Vx 1 (a-1) x 2 + by 2 + c = Vx 2 bx 1 + (a-1) y 1 + d = Vy 1 bx 2 + (a-1) y 2 + D = Vy 2 Therefore, the coefficients a, b, c and d can be obtained by solving this simultaneous equation.

以上のような方法により、変換係数算出回路3はn個
の動きベクトルVl〜Vnのうち、2つを用いて変換係数を
算出する。このように、画像の動きを変換係数を用いて
表すことにより、回転、拡大、縮小などの動きのよう
に、画面の位置によって得られる動きベクトルの向きや
大きさが異なる場合でも、同一の動きに対しては同一の
変換係数が得られる。
With the method described above, the conversion coefficient calculation circuit 3 calculates the conversion coefficient using two of the n motion vectors V 1 to V n . In this way, by expressing the motion of the image using the conversion coefficient, even if the direction and size of the motion vector obtained by the position of the screen are different, such as the motion of rotation, enlargement, reduction, etc., the same motion is obtained. The same conversion factor is obtained for.

次に、動き量予測回路5は、算出した変換係数をもと
に、画像の他の位置における動きベクトルを予測する。
誤差検出回路6は、その予測した動きベクトルと、動き
ベクトル検出回路2で検出した動きベクトルとの誤差を
算出する。なお、変換係数を算出するのに用いた2つの
領域の動きと類似した動きをもつ領域では、予測した動
きベクトルと検出した動きベクトルの誤差が所定の閾値
より小さくなる。そこで、このような領域を閾値回路7
で検出し、動き領域抽出回路8によって、同一の動きを
もつ領域として抽出する。
Next, the motion amount prediction circuit 5 predicts a motion vector at another position of the image based on the calculated conversion coefficient.
The error detection circuit 6 calculates an error between the predicted motion vector and the motion vector detected by the motion vector detection circuit 2. In a region having a motion similar to the motion of the two regions used to calculate the conversion coefficient, the error between the predicted motion vector and the detected motion vector becomes smaller than a predetermined threshold value. Therefore, such an area is set as the threshold circuit 7.
And the motion area extracting circuit 8 extracts the areas having the same motion.

以上のように、本実施例によれば、画像の動きを変換
係数を用いて表しているので、回転、拡大、縮小などの
動きのように、画面の位置によって得られる動きベクト
ルの向きや大きさが異なる場合でも、同一の動きに対し
ては同一の変換係数が得られ、同一の動きに属する領域
を識別することが可能になる。また、予測した動き量と
検出した動き量の差が所定の閾値より小さい領域を抽出
しているので、類似した動きをもつ部分の抽出が可能に
なり、画像全体の動きを検出することおよび画面全体の
動きと異なる部分を検出することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, since the motion of the image is represented by using the conversion coefficient, the direction and magnitude of the motion vector obtained by the position of the screen, such as motions such as rotation, enlargement, and reduction. Even if the values are different, the same conversion coefficient is obtained for the same motion, and it is possible to identify regions belonging to the same motion. Further, since the region where the difference between the predicted motion amount and the detected motion amount is smaller than the predetermined threshold is extracted, it becomes possible to extract the portion having similar motion, and it is possible to detect the motion of the entire image and the screen. It is possible to detect a part different from the whole movement.

従って、画像の動きを精度よく検出できる。 Therefore, the movement of the image can be accurately detected.

第2図は本発明の第2の実施例における画像の動き検
出装置の構成図である。第1図の実施例と同じ手段に
は、同じ符号を付し、その説明を省略する。第1図と異
なるところは係数評価回路41、係数選択回路42、候補領
域係数回路81、最大領域選択回路82を設けたことであ
る。
FIG. 2 is a block diagram of an image motion detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same means as those in the embodiment of FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The difference from FIG. 1 is that a coefficient evaluation circuit 41, a coefficient selection circuit 42, a candidate area coefficient circuit 81, and a maximum area selection circuit 82 are provided.

以上のように構成された第2の実施例の画像の動き検
出装置について、以下その動作を第1図のものと異なる
点について説明する。
The operation of the image motion detecting apparatus of the second embodiment configured as described above will be described below with respect to the difference from the operation of FIG.

動きベクトル選択回路3は検出した動きベクトルVl
Vnの中から任意の3つの動きベクトルVi、Vj、Vk(i≠
j、i≠k、j≠k)を選ぶ。そして、変換係数算出回
路4は、それらの動きベクトルから画像全体の動きを与
える変換係数を算出する。すなわち、変換係数a〜f
は、3つの位置における動きベクトルVi、Vj、Vkを用い
て以下のようにして求めることができる。
The motion vector selection circuit 3 detects the detected motion vector V l ~
Any of the three motion vectors V i from among V n, V j, V k (i ≠
j, i ≠ k, j ≠ k). Then, the conversion coefficient calculation circuit 4 calculates a conversion coefficient that gives the motion of the entire image from those motion vectors. That is, the conversion coefficients a to f
Can be obtained using the motion vectors V i , V j , and V k at the three positions as follows.

平行移動、拡大・縮小、回転などの動きによって画像
中の(x,y)の点が(X,Y)に移動したとすると、X,Yは
移動前のx,yと係数a、b、c、d、e、fを用いて X=ax+by+c Y=dx+ey+f と表すことができる。係数a、b、cは3点(x1
y1)、(x2,y2)(x3,y3)のそれぞれの位置における
動きベクトルのX成分Vx1、Vx2、Vx3を用いて次のよう
に表すことができる。
If the point (x, y) in the image moves to (X, Y) due to movements such as parallel movement, enlargement / reduction, and rotation, X, Y are the x, y and the coefficients a, b before movement. It can be expressed as X = ax + by + c Y = dx + ey + f by using c, d, e, and f. Coefficients a, b, and c are 3 points (x 1 ,
y 1 ), (x 2 , y 2 ) (x 3 , y 3 ) can be expressed as follows using the X components Vx 1 , Vx 2 , Vx 3 of the motion vector at the respective positions.

(a−1)x1+by1+c=Vx1 (a−1)x2+by2+c=Vx2 (a−1)x3+by3+c=Vx3 したがって係数a、b、cはこの連立方程式を解くこと
によって求めることができる。また係数d、e、fは3
点(x1,y1)、(x2,y2)(x3、y3)のそれぞれの位置
における動きベクトルのY成分Vy1、Vy2、Vy3を用いて
次のように表すことができる。
(A-1) x 1 + by 1 + c = Vx 1 (a-1) x 2 + by 2 + c = Vx 2 (a-1) x 3 + by 3 + c = Vx 3 Thus coefficients a, b, c is the simultaneous equations Can be obtained by solving. The coefficients d, e, f are 3
Use the Y components Vy 1 , Vy 2 , and Vy 3 of the motion vector at each of the points (x 1 , y 1 ) and (x 2 , y 2 ) (x 3 , y 3 ) to express as follows: You can

dx1+(e−1)y1+f=Vy1 dx2+(e−1)y2+f=Vy2 dx3+(e−1)y3+f=Vy3 したがって係数d、e、fはこの連立方程式を解くこと
によって求めることができる。
dx 1 + (e-1) y 1 + f = Vy 1 dx 2 + (e-1) y 2 + f = Vy 2 dx 3 + (e-1) y 3 + f = Vy 3 Therefore, the coefficients d, e and f are It can be obtained by solving this simultaneous equation.

以上のような方法により、変換係数算出回路4はn個
の動きベクトルVl〜Vnのうち、3つを用いて変換係数を
算出することができる。
With the method described above, the conversion coefficient calculation circuit 4 can calculate the conversion coefficient using three of the n motion vectors V 1 to V n .

ここで画像全体の動きが平行移動、回転、拡大、縮小
の組合せであり、形状のひずみがない場合には、変換係
数a〜dについては特別の関係、すなわち a=e=Sx・cosθ ……(1) a=−d=−Sx・sinθ ……(2) の関係が成立するはずである。ただしSxはX軸方向の拡
大率、SyはY軸方向の拡大率、θは画像の回転角度であ
る。通常のカメラ操作では、被写体が静止している場
合、画像全体の動きは平行移動、回転、拡大、縮小の組
合せと考えられる。したがって3つの動きベクトルVi
Vj、Vkより変換係数を求めたのち、係数評価回路41によ
ってこの変換係数を評価し、前述の関係を満たしている
ものを係数選択回路42によって選択して動き量の予測に
用いることにより、3つの動きベクトルVi、Vj、Vkから
求めた画像の動きが平行移動、回転、拡大・縮小といっ
た通常のカメラ操作で起こり得る動きか否かを判定する
ことができる。例えば画面の一部の領域が全体とは異な
る動きをしたり、画面内に異物体が進入して、画像がX
軸方向には拡大する動きを、Y軸方向には縮小する動き
を示したとすると、このような領域の動きベクトルから
求めた変換係数は上述の(1)式および(2)式の関係
を満たさず、画像全体の動きの検出に用いることは不適
当であることがわかる。前述の(1)式および(2)式
の関係を満たす変換係数のみを動き量予測に用いること
により、画像全体の動きと異なる領域の動きを排除し
て、精度よく画像全体の動きを検出することができる。
Here, when the movement of the entire image is a combination of translation, rotation, enlargement, and reduction, and there is no distortion of the shape, there is a special relationship for the conversion coefficients a to d, that is, a = e = S x · cos θ. ... (1) a = -d = -S x · sinθ ...... (2) relationship should be established. However, S x is the enlargement ratio in the X-axis direction, S y is the enlargement ratio in the Y-axis direction, and θ is the rotation angle of the image. In normal camera operation, when the subject is stationary, the movement of the entire image is considered to be a combination of translation, rotation, enlargement, and reduction. Therefore, three motion vectors V i ,
After obtaining the transform coefficient from V j and V k , the transform coefficient is evaluated by the coefficient evaluation circuit 41, and the one satisfying the above relationship is selected by the coefficient selection circuit 42 and used for the prediction of the motion amount. It is possible to determine whether or not the motion of the image obtained from the three motion vectors V i , V j , and V k is a motion that can occur in normal camera operation such as parallel movement, rotation, and enlargement / reduction. For example, when a part of the screen moves differently than the whole, or when a foreign body enters the screen,
Assuming that a motion that expands in the axial direction and a motion that shrinks in the Y-axis direction are shown, the conversion coefficient obtained from the motion vector of such an area satisfies the relationships of the expressions (1) and (2). Therefore, it can be seen that it is inappropriate to use it for detecting the motion of the entire image. By using only the transform coefficients that satisfy the relationships of the above equations (1) and (2) for the motion amount prediction, the movement of the area different from the movement of the entire image is eliminated, and the movement of the entire image is accurately detected. be able to.

第3図は、3つの動きベクトルから得られた係数を評
価して画像の動きを判定する方法を示すためのものであ
る。第3図(a)のように画像の4つの領域の動きベク
トルが得られているものとする。これは例えばカメラが
画面中央を中心として左に回転している際に、画面右上
の領域の物体が大きく左に移動したような場合に相当す
る。4つの動きベクトルこれらのうち3つを選んで、変
換係数を求めると、第3図(b)、(c)および(d)
は前述の(1)式および(2)式の関係を満たさず、同
図(d)の組合せのみ有効と判定することができる。し
たがって全体と異なる動きをもつ画面右上の領域の動き
ベクトルを排除することにより、精度よく画像全体の動
きを検出することができる。
FIG. 3 is for showing a method of judging the motion of the image by evaluating the coefficients obtained from the three motion vectors. It is assumed that the motion vectors of the four areas of the image have been obtained as shown in FIG. This corresponds to, for example, a case where the object in the upper right area of the screen largely moves to the left when the camera rotates leftward around the center of the screen. Four motion vectors When three of these are selected and the conversion coefficient is obtained, FIG. 3 (b), (c) and (d)
Does not satisfy the relationships of the above equations (1) and (2), and it can be determined that only the combination of FIG. Therefore, the motion of the entire image can be accurately detected by excluding the motion vector in the upper right area of the screen that has a motion different from the entire motion.

変換係数は検出動きベクトルの組合せの数、本実施例
の場合はn個の動きベクトルから3個を選ぶ組合せの数
だけ得られるが、画像全体の動きはこれらの変換係数が
類似した集まりどうし分類することに帰着される。通常
このような分類は次元の数が多いとパラメータの決定、
演算数の点で困難であるが、本実施例のように、変換係
数から動きベクトルを予測し、予測した動きベクトルと
検出した動きベクトルの誤差が所定の値より小さくなる
領域の数が最大となる領域を求め、この領域に属する検
出動きベクトルのみを用いることで代表的な動きに属す
る領域を容易に分類することができる。
The number of transform coefficients is obtained by the number of combinations of detected motion vectors, in the case of the present embodiment, the number of combinations of three selected from n motion vectors, but the motion of the entire image is classified by the group of similar transform coefficients. Be reduced to doing. Usually such a classification determines the parameters when the number of dimensions is large,
Although it is difficult in terms of the number of calculations, as in the present embodiment, the number of regions in which the motion vector is predicted from the transform coefficient and the error between the predicted motion vector and the detected motion vector is smaller than a predetermined value is the maximum. It is possible to easily classify the regions belonging to the representative motions by obtaining the region and using only the detected motion vector belonging to this region.

第4図は本実施例における動き領域抽出回路(候補領
域係数回路81及び、最大領域選択回路82)の動作を説明
するための図である。第4図(a)は画面を16の領域に
分割し、検出された16個の動きベクトルの概略を示す図
であり、画像の大部分は左から右に平行移動している。
領域9、13、14および16はこれとは異なった動きをして
いる。このような場合、例えば領域1、2、5の動きベ
クトルより予測した各位置における誤差が所定の値より
小さくなる領域(候補領域とする)を図示すると、例え
ば第4図(b)のようになる。このとき候補領域数は13
となり、領域1、2、5の動きは画像の大部分の動きを
代表していることがわかる。一方領域9、13、14の動き
ベクトルより予測した場合の候補領域は第4図(c)の
ようになり、候補領域の数は3となり、領域9、13、14
の動きは全体の動きとは孤立した動きであることがわか
る。そこで、画像全体の代表的な動きは、孤立した領域
9、13、14の動きベクトルを排除してその他の領域の動
きベクトルを用いることにより、より精度よく求めるこ
とができる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the motion area extraction circuit (candidate area coefficient circuit 81 and maximum area selection circuit 82) in this embodiment. FIG. 4 (a) is a diagram showing an outline of the 16 motion vectors detected by dividing the screen into 16 areas, and most of the image is translated from left to right.
Regions 9, 13, 14 and 16 behave differently. In such a case, for example, when an area in which the error at each position predicted from the motion vectors of the areas 1, 2, and 5 is smaller than a predetermined value (a candidate area) is illustrated, for example, as shown in FIG. 4B. Become. At this time, the number of candidate areas is 13
Therefore, it can be seen that the movements of the regions 1, 2, and 5 are representative of the movement of most of the image. On the other hand, the candidate regions when predicted from the motion vectors of the regions 9, 13 and 14 are as shown in FIG. 4 (c), the number of candidate regions is 3, and the regions 9, 13, 14 are
It can be seen that the movement of is an isolated movement from the whole movement. Therefore, the typical motion of the entire image can be more accurately obtained by eliminating the motion vectors of the isolated regions 9, 13, and 14 and using the motion vectors of the other regions.

以下本実施例の全体的動作を第5図を参照しながら説
明する。
The overall operation of this embodiment will be described below with reference to FIG.

(ステップS1)動きベクトル検出回路2によって、まず
各領域の動きベクトルn個を求める。
(Step S1) The motion vector detection circuit 2 first obtains n motion vectors in each area.

(ステップS2)最大候補領域数を0とする。(Step S2) The maximum number of candidate areas is set to 0.

(ステップS3)動きベクトル選択回路3によって、動き
ベクトルn個のうち、3個の組合せを選ぶ。
(Step S3) The motion vector selection circuit 3 selects three combinations out of n motion vectors.

(ステップS4)候補領域数を0とする。(Step S4) The number of candidate areas is set to 0.

(ステップS5)変換係数算出回路4によって、変換係数
a〜fを求める。
(Step S5) The conversion coefficient calculation circuit 4 obtains the conversion coefficients a to f.

(ステップS6)係数評価回路41によって、変換係数の有
効性を画像の動きが平行移動、回転、拡大、縮小かを評
価して判断する。
(Step S6) The coefficient evaluation circuit 41 evaluates the effectiveness of the conversion coefficient by evaluating whether the motion of the image is parallel movement, rotation, enlargement, or reduction.

(ステップS7)係数選択回路42によって、評価すべき領
域をひとつ選ぶ。
(Step S7) The coefficient selection circuit 42 selects one area to be evaluated.

(ステップS8)動き量予測回路5によって、有効な動き
ベクトルのみを用いて動きベクトルを予測する。
(Step S8) The motion amount prediction circuit 5 predicts a motion vector using only valid motion vectors.

(ステップS9)誤差検出回路6によって、検出動きベク
トルと予測した動きベクトルの誤差を検出する。
(Step S9) The error detection circuit 6 detects an error between the detected motion vector and the predicted motion vector.

(ステップS10)閾値回路7によって、誤差は所定の閾
値以下かを判定する。
(Step S10) The threshold circuit 7 determines whether the error is less than or equal to a predetermined threshold.

(ステップS11)候補領域計数回路81により、誤差が閾
値以下の場合、候補領域数を1増加する。
(Step S11) If the error is equal to or smaller than the threshold value, the candidate area counting circuit 81 increments the number of candidate areas by one.

(ステップS12)評価すべき領域はすべて終了かを判断
する。
(Step S12) It is judged whether all the areas to be evaluated are finished.

(ステップS13)評価すべき領域が残っていれば次の領
域を選び、(ステップS7)へ戻る。
(Step S13) If an area to be evaluated remains, the next area is selected and the process returns to (Step S7).

(ステップS14)候補領域の数は最大候補領域数より大
きいかどうか判断する。
(Step S14) It is determined whether the number of candidate areas is larger than the maximum number of candidate areas.

(ステップS15)候補領域の数が最大候補領域数より大
であれば最大候補領域数を更新する。
(Step S15) If the number of candidate areas is larger than the maximum number of candidate areas, the maximum number of candidate areas is updated.

(ステップS16)すべての動きベクトルの組合せを終了
したかを判定する。
(Step S16) It is determined whether all motion vector combinations have been completed.

(ステップS17)組合せがまだ残っていれば組合せを更
新して(ステップS4)へ戻る。
(Step S17) If the combination still remains, the combination is updated and the process returns to (Step S4).

(ステップS18)すべての組合せのうち、最大領域選択
回路82により候補領域が最大となった領域の動きベクト
ルのみを選択し、これらの動きベクトルを用いて動き量
決定回路9によって画像全体の動きを決定し、動き量出
力端子10へ出力する。
(Step S18) Of all the combinations, the maximum area selection circuit 82 selects only the motion vector of the area having the largest candidate area, and the motion amount determination circuit 9 uses the motion vectors to select the motion of the entire image. It is determined and output to the motion amount output terminal 10.

このように、3つの動きベクトルを用いて画像の動き
を表す変換係数を算出し、この変換係数の係数値より、
画像の動きが平行移動、回転、縮小、拡大の組合せか否
かを判定することにより、画像全体の動きと異なる領域
の動きを排除して、精度よく画像全体の動きを検出する
ことができる。また、予測した動きベクトルと検出した
動きベクトルの誤差が所定の値より小さくなる領域の数
が最大となる領域を求めるという方法により、予測した
動きと大きく異なる領域の動きの影響を排除して画像全
体の代表的な動き精度よくを検出することが容易に実現
できる。
In this way, the conversion coefficient representing the motion of the image is calculated using the three motion vectors, and from the coefficient value of this conversion coefficient,
By determining whether or not the movement of the image is a combination of parallel movement, rotation, reduction, and enlargement, it is possible to exclude the movement of a region different from the movement of the entire image and accurately detect the movement of the entire image. In addition, the method of obtaining the region in which the number of regions in which the error between the predicted motion vector and the detected motion vector becomes smaller than a predetermined value is the maximum, eliminates the influence of the motion in a region that is significantly different from the predicted motion, and It is possible to easily detect the representative motion of the whole with high accuracy.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。たと
えば、4以上の動き量から画像全体の動きを算出しても
よい。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible based on the spirit of the present invention. For example, the motion of the entire image may be calculated from the motion amount of 4 or more.

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば次のような効果
を奏することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As described above, according to the present invention, the following effects can be achieved.

(1)画像全体の動きを、検出した2つ以上の動き量か
ら変換係数として算出しているので、回転、拡大、縮小
などのように、画面の位置によって得られる動きベクト
ルの向きや大きさが異なる動きの場合でも、同一の動き
に対しては同一の変換係数が得られ、同一の動きに属す
る領域を識別することが可能になる。
(1) Since the motion of the entire image is calculated as a conversion coefficient from the detected two or more motion amounts, the direction and size of the motion vector obtained by the position of the screen such as rotation, enlargement, and reduction. Even in the case of different motions, the same conversion coefficient is obtained for the same motion, and it is possible to identify the regions belonging to the same motion.

(2)算出された変換係数をもとに、画像の他の位置に
おける動き量を予測し、予測した動き量と検出した動き
量の差が所定の閾値より小さい領域を抽出しているの
で、類似した動きをもつ部分が同一の領域として得ら
れ、平行移動のほか回転、拡大、縮小を含む画像全体の
動きを、全体の動きと異なる一部の領域の動きに影響さ
れずに検出することができる。
(2) Since the amount of motion at another position in the image is predicted based on the calculated conversion coefficient, and the region in which the difference between the predicted amount of motion and the detected amount of motion is smaller than a predetermined threshold is extracted, A part with similar movement is obtained as the same area, and the movement of the entire image including rotation, enlargement, and reduction in addition to parallel movement can be detected without being affected by the movement of part of the area that is different from the whole movement. You can

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における画像動き検出装
置のブロック図、第2図は本発明の第2の実施例におけ
る画像動き検出装置のブロック図、第3図は本発明の第
2の実施例における係数評価を説明するためのベクトル
構成図、第4図は本発明の第2の実施例における動き領
域抽出の動作を説明するためのベクトル構成図、第5図
は本発明の第2の実施例における動作のフローチャー
ト、第6図は従来の画像動き検出装置のブロック図であ
る。 1……画像入力端子、2……動きベクトル検出回路、3
……動きベクトル選択回路、4……変換係数算出回路、
5……動き量予測回路、6……誤差検出回路、7……閾
値回路、8……動き領域抽出回路、9……動き量決定回
路、10……動き量出力端子、41……係数評価回路、42…
…係数選択回路、81……候補領域係数回路、82……最大
領域選択回路。
FIG. 1 is a block diagram of an image motion detecting apparatus according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an image motion detecting apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of the present invention. 2 is a vector configuration diagram for explaining the coefficient evaluation in the second embodiment, FIG. 4 is a vector configuration diagram for explaining the motion region extraction operation in the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the present invention. FIG. 6 is a block diagram of a conventional image motion detecting device, which is a flowchart of the operation in the second embodiment. 1 ... Image input terminal, 2 ... Motion vector detection circuit, 3
...... Motion vector selection circuit, 4 …… Transform coefficient calculation circuit,
5 ... Motion amount prediction circuit, 6 ... Error detection circuit, 7 ... Threshold circuit, 8 ... Motion area extraction circuit, 9 ... Motion amount determination circuit, 10 ... Motion amount output terminal, 41 ... Coefficient evaluation Circuit, 42 ...
... Coefficient selection circuit, 81 ... Candidate area coefficient circuit, 82 ... Maximum area selection circuit.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】画面上の複数の領域の動き量を検出する動
きベクトル検出手段と、前記検出した動き量のうちの複
数を用いて画像の動きを表す変換係数を算出する変換係
数算出手段と、前記変換係数を用いて前記画面上の複数
の領域における予測動き量を算出する動き量予測手段
と、前記予測動き量と前記検出した複数の領域の動き量
との誤差が所定の値以下となる領域を抽出する動き領域
抽出手段と、前記抽出された領域の動き量を用いて画像
全体の動きを決定する動き量決定手段とを備えたことを
特徴とする画像の動き検出装置。
1. A motion vector detecting means for detecting a motion amount of a plurality of areas on a screen, and a transform coefficient calculating means for calculating a transform coefficient representing an image motion using a plurality of the detected motion amounts. A motion amount predicting unit that calculates predicted motion amounts in a plurality of regions on the screen using the conversion coefficient, and an error between the predicted motion amount and the detected motion amounts of the plurality of regions is equal to or less than a predetermined value. An image motion detecting apparatus, comprising: a motion region extracting unit that extracts a region that is defined by the following; and a motion amount determining unit that determines the motion of the entire image using the motion amount of the extracted region.
【請求項2】動き領域抽出手段は、前記算出した予測動
き量の各々について、この予測動き量と画面上の複数の
領域で検出した動き量との誤差が所定の閾値以下となる
領域の数を求め、この領域の数の最大を与える領域の動
き量を選択することを特徴とする請求項1記載の画像の
動き検出装置。
2. The number of areas in which the error between the predicted motion amount and the motion amounts detected in a plurality of regions on the screen is less than or equal to a predetermined threshold value for each of the calculated predicted motion amounts. 2. The image motion detecting device according to claim 1, wherein the motion amount of the area that gives the maximum number of the areas is selected.
【請求項3】変換係数算出手段は、画面上の3つ以上の
領域の動き量を用いて変換係数を算出し、前記動き量予
測手段は、この変換係数の有効性を画像の動きが平行移
動、回転、拡大、縮小のいずれかまたはこれらの組合せ
であることを評価することにより判定するとともに、無
効とされた変換係数を排除して残りの変換係数を用いて
前記画面上の複数の領域における予測動き量を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の画像の動き検出装置。
3. The conversion coefficient calculation means calculates the conversion coefficient by using the motion amounts of three or more areas on the screen, and the motion amount prediction means determines the effectiveness of the conversion coefficient by the motion of the image. Judgment is made by evaluating any one of movement, rotation, enlargement, reduction, or a combination thereof, and the invalid conversion coefficients are eliminated and the remaining conversion coefficients are used to display a plurality of areas on the screen. 2. The image motion detection device according to claim 1, wherein the predicted motion amount in is calculated.
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