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JP2004247972A - Image processing apparatus and image processing method - Google Patents

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JP2004247972A
JP2004247972A JP2003035747A JP2003035747A JP2004247972A JP 2004247972 A JP2004247972 A JP 2004247972A JP 2003035747 A JP2003035747 A JP 2003035747A JP 2003035747 A JP2003035747 A JP 2003035747A JP 2004247972 A JP2004247972 A JP 2004247972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frame
motion vector
subject
frames
inter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003035747A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Katayama
健志 片山
Akira Yoda
章 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2003035747A priority Critical patent/JP2004247972A/en
Publication of JP2004247972A publication Critical patent/JP2004247972A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus correcting the unstable frames included in a moving picture highly precisely. <P>SOLUTION: The image processing apparatus for correcting the unstable frames included in a moving picture is provided with: an inter-frame motion vector calculation section for calculating the inter-frame motion vector denoting the motion of an object over a plurality of the frames on the basis of a plurality of the frames included in the moving picture; an in-frame motion vector calculation section for calculating the in-frame motion vector representing a motion of the object in a frame imaging time being a time for imaging a particular frame among a plurality of the frames on the basis of the inter-frame motion vector; and a shake correction section for correcting the shake of the object on the basis of the motion of the object in the particular frame on the basis of the in-frame motion vector. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。特に本発明は、動画に含まれるフレームのぶれを補正する画像処理装置及び画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラで撮影した動画情報の任意の画像を静止画としてプリントするビデオプリンタが開発された。このビデオプリンタでは、ビデオカメラで撮影された動画をモニタ画面上に再生し、ユーザによって動画中の所望の画像が選択されると、そのフレームの映像信号に基づいて静止画のプリントが行われる(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−311466号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビデオカメラで撮影された動画に含まれるフレームは、解像度が低く、また手ぶれ等による乱れを含む場合があるため、そのフレームの映像信号のみからでは写真のようにきれいな画像を得ることができない。
【0005】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第1の形態によると、動画に含まれるフレームのぶれを補正する画像処理装置であって、動画に含まれる複数のフレームに基づいて、複数のフレームに渡る被写体の動きを示すフレーム間動きベクトルを算出するフレーム間動きベクトル算出部と、フレーム間動きベクトルに基づいて、複数のフレームのうちの特定のフレームを撮像している時間であるフレーム撮像時間内における被写体の動きを示すフレーム内動きベクトルを算出するフレーム内動きベクトル算出部と、フレーム内動きベクトルに基づいて、特定のフレームにおける被写体の動きに基づく被写体のぶれを補正するぶれ補正部とを備える。
【0007】
フレーム間動きベクトルに基づいて、複数のフレームにそれぞれ撮像されている被写体を同じ位置に移動して、複数のフレームを重ね合わせることにより、特定のフレームの解像度を高めるスーパーリゾリューション部をさらに備え、ぶれ補正部は、スーパーリゾリューション部によって解像度が高められた特定のフレームにおける被写体のぶれを補正してもよい。
【0008】
特定のフレームが印刷又は表示されるべき出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、出力サイズ取得部が取得した出力サイズに基づいて、フレーム間動きベクトル算出部がフレーム間動きベクトルを算出するときに用いるフレームの数を決定するフレーム数決定部とをさらに備え、フレーム間動きベクトル算出部は、フレーム数決定部が決定した数のフレームに基づいて、フレーム間動きベクトルを算出してもよい。
【0009】
フレーム内動きベクトル算出部は、被写体が静止していた場合に1つの画素に撮像されるべき被写体上の点である被写点が、フレーム撮像時間内に移動することによっていずれの画素に跨って撮像されているかを算出することにより、フレーム内動きベクトルを算出してもよい。
【0010】
ぶれ補正部は、フレーム内動きベクトルに基づいて、特定のフレームにおいて被写点が複数の画素によってそれぞれ撮像されている時間である画素撮像時間をそれぞれ算出する画素撮像時間算出部と、画素撮像時間算出部が算出した複数の画素撮像時間、及び複数の画素のそれぞれの実際の画素値に基づいて、被写体が静止していた場合に複数の画素がそれぞれ撮像すべき理想の画素値を算出する理想画素値算出部とを備えてもよい。
【0011】
本発明の第2の形態によると、動画に含まれるフレームのぶれを補正する画像処理方法であって、動画に含まれる複数のフレームに基づいて、複数のフレームに渡る被写体の動きを示すフレーム間動きベクトルを算出する段階と、フレーム間動きベクトルに基づいて、複数のフレームのうちの特定のフレームを撮像している時間であるフレーム撮像時間内における被写体の動きを示すフレーム内動きベクトルを算出する段階と、フレーム内動きベクトルに基づいて、特定のフレームにおける被写体の動きに基づく被写体のぶれを補正する段階とを備える。
【0012】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置100の構成の一例を示す。画像処理装置100は、例えばビデオプリンタであり、動画に含まれる複数のフレームを用いて被写体の動きを算出して、被写体の動きに基づいてスーパーリゾリューション処理及びぶれ補正処理を行い、高画質な静止画を生成してプリントする。
【0015】
画像処理装置100は、複数のフレームを含む動画を入力する動画入力部102と、動画入力部102が入力したフレームにスーパーリゾリューション処理を行うスーパーリゾリューション部104と、動画入力部102が入力したフレームにぶれ補正処理を行うぶれ補正部106と、スーパーリゾリューション処理及びぶれ補正処理が施された静止画を出力する静止画出力部108とを備える。
【0016】
さらに画像処理装置100は、複数のフレームに渡る被写体の動きを示すフレーム間動きベクトルを算出するフレーム間動きベクトル算出部110と、複数のフレームのうちの特定のフレームを撮像している時間であるフレーム撮像時間内における被写体の動きを示すフレーム内動きベクトルを算出するフレーム内動きベクトル算出部112と、特定のフレームが出力されるべき出力サイズを取得する出力サイズ取得部114と、フレーム間動きベクトル算出部110が用いるフレームの数を決定するフレーム数決定部116とを備える。
【0017】
出力サイズ取得部114は、特定のフレームが印刷又は表示されるべき出力サイズを静止画出力部108から取得する。また、出力サイズ取得部114は、ユーザによって操作入力された出力サイズを取得してもよい。そして、フレーム数決定部116は、出力サイズ取得部114が取得した出力サイズに基づいて、フレーム間動きベクトル算出部110がフレーム間動きベクトルを算出するときに用いるフレームの数を決定する。例えば、フレーム数決定部116は、出力サイズが所定のサイズより大きい場合、予め定められたフレームの数より大きいフレームの数に決定する。これにより、出力サイズが非常に大きい場合であっても、フレーム間動きベクトル算出部110が多くのフレームを用いてフレーム間動きベクトルを算出して、スーパーリゾリューション部104が多くのフレームを用いてスーパーリゾリューション処理を行うことができるので、高画質な静止画を得ることができる。
【0018】
フレーム間動きベクトル算出部110は、静止画出力部108が出力すべき特定のフレームを含む複数のフレームを動画入力部102から取得する。そして、フレーム間動きベクトル算出部110は、フレーム数決定部116が決定した数のフレームに基づいて、特定のフレームの前後に渡って連続する複数のフレームを抽出し、抽出した複数のフレームに基づいてフレーム間動きベクトルを算出する。
【0019】
フレーム内動きベクトル算出部112は、フレーム間動きベクトル算出部110が抽出した複数のフレームを取得する。そして、フレーム内動きベクトル算出部112は、フレーム間動きベクトル算出部110から取得した複数のフレーム、及びフレーム間動きベクトル算出部110が算出したフレーム間動きベクトルに基づいてフレーム内動きベクトルを算出する。具体的には、フレーム内動きベクトル算出部112は、被写体が静止していた場合に1つの画素に撮像されるべき被写体上の点である被写点が、フレーム撮像時間内に移動することによっていずれの画素に跨って撮像されているかを算出することによりフレーム内動きベクトルを算出する。
【0020】
スーパーリゾリューション部104は、フレーム間動きベクトル算出部110が算出したフレーム間動きベクトルに基づいて、複数のフレームにそれぞれ撮像されている被写体を同じ位置に移動して複数のフレームを重ね合わせることにより、特定のフレームの解像を高める処理を行う。次に、ぶれ補正部106は、フレーム内動きベクトル算出部112が算出したフレーム内動きベクトルに基づいて、スーパーリゾリューション部104によって解像度が高められた特定のフレームにおける被写体の動きに基づく被写体のぶれを補正する。
【0021】
静止画出力部108は、スーパーリゾリューション部104によって解像度が高められ、ぶれ補正部106によって被写体の触れが補正された特定のフレームを静止画として出力する。静止画出力部108は、静止画をプリントする印刷手段であってもよいし、静止画を表示する表示手段であってもよい。また、静止画出力部108は、外部の画像印刷装置又は画像表示装置に静止画を出力するインタフェースであってもよい。
【0022】
なお、スーパーリゾリューション部104が複数のフレームを用いて特定のフレームを高解像度化した後に、ぶれ補正部106が高解像度化された特定のフレームの被写体のぶれを補正する形態について説明したが、ぶれ補正部106が複数のフレームの被写体のぶれを補正した後に、スーパーリゾリューション部104がぶれが補正された複数のフレームを用いて特定のフレームを高解像度化してもよい。
【0023】
図2は、本実施形態に係るぶれ補正部106の構成の一例を示す。ぶれ補正部106は、特定のフレームにおいて被写点が複数の画素によってそれぞれ撮像されている時間である画素撮像時間をそれぞれ算出する画素撮像時間算出部200と、複数の画素がそれぞれ撮像すべき理想の画素値を算出する理想画素値算出部202と、理想画素値算出部202が算出した理想の画素値に基づいて出力用の静止画を生成する出力画像生成部204とを備える。
【0024】
画素撮像時間算出部200は、フレーム内動きベクトル算出部が算出したフレーム内動きベクトル112に基づいて画素撮像時間を算出する。そして、理想画素値算出部202は、スーパーリゾリューション部104によって解像度が高められた特定のフレームにおける複数の画素のそれぞれの実際の画素値を算出する。そして、理想画素値算出部202は、画素撮像時間算出部200が撮像した複数の画素撮像時間、及び複数の画素のそれぞれの実際の画素値に基づいて、被写体が静止していた場合に特定のフレームにおける複数の画素のそれぞれの理想の画素値を算出する。そして、出力画像生成部204は、算出した理想の画素値に基づいて静止画を生成して静止画出力部108に出力する。
【0025】
本実施形態の画像処理装置100によれば、複数のフレームに渡る被写体の動きに基づいて出力するための静止画を高解像度化し、特定のフレームにおける被写体の動きに基づいて出力するための静止画をぶれ補正する。したがって、精度よく高解像度化及びぶれ補正を行うことができるので、非常に高画質な静止画を印刷又は表示することができる。
【0026】
図3は、特定のフレームの各画素に写るべき被写体上の領域の一例を示す。具体的には、領域Aは画素aに写るべき領域、領域Bは画素bに写るべき領域、領域Cは画素cに写るべき領域である。また、矢印300は、特定のフレームのフレーム内動きベクトルを示す。即ち、被写体に対する画素aの動きを示す。つまり、特定のフレームの画素aには、手ぶれ等により領域A、B、及びCが写り込んでいることを示す。本実施形態のぶれ補正部106は、このような被写体のぶれをフレーム内動きベクトルを用いて補正することができる。
【0027】
図4は、本実施形態に係るぶれ補正部106の動作フローの一例を示す。以下、図3及び図4を参照してぶれ補正部106の動作を説明する。
【0028】
画素撮像時間算出部200は、特定フレームの各画素のそれぞれに写る被写点300を求める(S400)。そして、画素撮像時間算出部200は、フレーム内動きベクトル算出部112が算出したフレーム内動きベクトルに基づいて、特定のフレームのフレーム撮像時間内に各画素に写っている画素撮像時間tを算出し、各画素に各領域をそれぞれ写っている時間を算出する(S402)。例えば、画素aに領域Aが写っている時間t1、画素aに領域Bが写っている時間t2、及び画素aに領域Cが写っている時間t3を算出する。また、理想画素値算出部202は、特定のフレームの各画素の実際の画素値Rを求める(S404)。例えば、画素aの実際の画素値Ra、画素bの実際の画素値Rb、及び画素cの実際の画素値Rcを求める。
【0029】
次に、理想画素値算出部202は、各画素の実際の画素値R、画素撮像時間t、及び理想の画素値Iを用いて、実際の画素値Rと理想の画素値Iとの関係を表す行列式を決定する(S406)。理想の画素値Iとは、各画素に対して被写体が静止していた場合に各画素に写るべき画素値であり、画素aの理想の画素値Ia、画素bの理想の画素値Ib、及び画素cの理想の画素値Ibとする。
【0030】
例えば、画素aの実際の画素値Rbと理想の画素値Iaとの関係を表す式は以下のようになる。
Rb=α1*Ia+α2*Ib+α3*Ic
ここで、
α1=t1/(t1+t2+t3)
α2=t2/(t1+t2+t3)
α3=t3/(t1+t2+t3)
とする。
【0031】
また、他の各画素についても同様に、実際の画素値Rと理想の画素値Iとの関係を表す式は以下のようになる。
Rc=β1*Ib+β2*Ic+β3*Id
Rd=γ1*Ic+γ2*Id+γ3*Ie
・・・
【0032】
理想画素値算出部202は、各画素の実際の画素値R及び画素撮像時間tを代入して行列式を解くことにより、各画素の理想の画素値Iを算出する(S408)。そして、出力画像生成部204は、理想の画素値Iに基づいて特定のフレームの各画素の画素値を補正して出力する静止画を生成する(S410)。以上でぶれ補正部106の動作フローを終了する。
【0033】
なお、図3及び図4では、各画素が被写体に対して主走査方向にのみ移動している場合を用いて説明したが、各画素が被写体に対して主走査方向及び複走査方向に移動している場合であっても、被写体のフレーム内動きベクトルを算出することによって、同様に各画素の実際の画素値を用いて各画素の理想の画素値を求めることができる。
【0034】
本実施形態に係るぶれ補正部106によれば、各画素に実際に写っている実際の画素値に基づいて各画素に写るべき理想の画素値を算出することにより被写体のぶれを補正するので、実際の被写体の画像に非常に近い静止画を生成することができる。したがって、ユーザの意図に反する画像処理を施すことなく、ユーザの意図に沿った静止画を印刷又は表示することができる。
【0035】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0036】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明の画像処理装置によれば、動画から高解像度で高画質な静止画を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像処理装置100の構成の一例を示す図である。
【図2】ぶれ補正部106の構成の一例を示す図である。
【図3】特定のフレームの各画素に写るべき被写体上の領域の一例を示す図である。
【図4】ぶれ補正部106の動作フローの一例を示す図である。
【符号の説明】
100 画像処理装置
102 動画入力部
104 スーパーリゾリューション部
106 ぶれ補正部
108 静止画出力部
110 フレーム間動きベクトル算出部
112 フレーム内動きベクトル算出部
114 フレーム数決定部
116 出力サイズ取得部
200 画素撮像時間算出部
202 理想画素値算出部
204 出力画像生成部
300 被写点
302 フレーム内動きベクトル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method. In particular, the present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for correcting blurring of a frame included in a moving image.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a video printer that prints an arbitrary image of moving image information captured by a video camera as a still image has been developed. In this video printer, a moving image shot by a video camera is reproduced on a monitor screen, and when a desired image in the moving image is selected by the user, a still image is printed based on the video signal of the frame ( For example, see Patent Document 1.)
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-311466
[Problems to be solved by the invention]
However, since the frames included in the video shot by the video camera have a low resolution and may include disturbance due to camera shake or the like, a beautiful image like a photograph cannot be obtained only from the video signal of the frame. .
[0005]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an image processing apparatus and an image processing method capable of solving the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, an image processing apparatus that corrects blurring of frames included in a moving image, and shows the movement of a subject across a plurality of frames based on the plurality of frames included in the moving image. An inter-frame motion vector calculation unit that calculates an inter-frame motion vector, and based on the inter-frame motion vector, indicates a motion of a subject within a frame imaging time that is a time during which a specific frame is imaged. An intra-frame motion vector calculation unit that calculates an intra-frame motion vector, and a blur correction unit that corrects subject blur based on the motion of the subject in a specific frame based on the intra-frame motion vector.
[0007]
Based on the inter-frame motion vector, it further includes a super-resolution unit that moves the subject imaged in multiple frames to the same position and overlays multiple frames to increase the resolution of a specific frame The blur correction unit may correct blur of the subject in a specific frame whose resolution is increased by the super resolution unit.
[0008]
When an interframe motion vector calculation unit calculates an interframe motion vector based on an output size acquisition unit that acquires an output size on which a specific frame is to be printed or displayed, and an output size acquired by the output size acquisition unit A frame number determining unit that determines the number of frames to be used, and the inter-frame motion vector calculating unit may calculate the inter-frame motion vector based on the number of frames determined by the frame number determining unit.
[0009]
The intra-frame motion vector calculation unit spans any pixel by moving the subject point, which is a point on the subject to be imaged by one pixel when the subject is stationary, within the frame imaging time. An intra-frame motion vector may be calculated by calculating whether the image is captured.
[0010]
The blur correction unit includes a pixel imaging time calculation unit that calculates a pixel imaging time that is a time during which a subject point is captured by a plurality of pixels in a specific frame based on an intra-frame motion vector, and a pixel imaging time Based on the plurality of pixel imaging times calculated by the calculation unit and the actual pixel value of each of the plurality of pixels, the ideal pixel value that is to be captured by each of the plurality of pixels when the subject is stationary And a pixel value calculation unit.
[0011]
According to the second aspect of the present invention, there is provided an image processing method for correcting blurring of frames included in a moving image, wherein frames between frames indicating movement of a subject across a plurality of frames are based on the plurality of frames included in the moving image. Based on the motion vector calculation step and the inter-frame motion vector, an intra-frame motion vector indicating the motion of the subject within a frame imaging time, which is a time during which a specific frame of a plurality of frames is imaged, is calculated. And correcting a blur of the subject based on the motion of the subject in a specific frame based on the intra-frame motion vector.
[0012]
The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
[0014]
FIG. 1 shows an example of the configuration of an image processing apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The image processing apparatus 100 is, for example, a video printer, calculates a subject's motion using a plurality of frames included in a moving image, performs super resolution processing and blur correction processing based on the subject's motion, Create and print a still image.
[0015]
The image processing apparatus 100 includes a moving image input unit 102 that inputs a moving image including a plurality of frames, a super resolution unit 104 that performs super resolution processing on a frame input by the moving image input unit 102, and a moving image input unit 102. A shake correction unit 106 that performs a shake correction process on the input frame and a still image output unit 108 that outputs a still image that has been subjected to the super resolution process and the shake correction process are provided.
[0016]
Furthermore, the image processing apparatus 100 is an inter-frame motion vector calculation unit 110 that calculates an inter-frame motion vector indicating the motion of a subject across a plurality of frames, and a time during which a specific frame is imaged. An intra-frame motion vector calculation unit 112 that calculates an intra-frame motion vector indicating the motion of the subject within the frame imaging time, an output size acquisition unit 114 that acquires an output size at which a specific frame is to be output, and an inter-frame motion vector And a frame number determination unit 116 that determines the number of frames used by the calculation unit 110.
[0017]
The output size acquisition unit 114 acquires an output size for printing or displaying a specific frame from the still image output unit 108. Further, the output size acquisition unit 114 may acquire an output size that is input by an operation by the user. Based on the output size acquired by the output size acquisition unit 114, the frame number determination unit 116 determines the number of frames used when the inter-frame motion vector calculation unit 110 calculates the inter-frame motion vector. For example, when the output size is larger than a predetermined size, the frame number determination unit 116 determines the number of frames larger than the predetermined number of frames. Thereby, even if the output size is very large, the inter-frame motion vector calculation unit 110 calculates the inter-frame motion vector using many frames, and the super resolution unit 104 uses many frames. Therefore, a super resolution process can be performed, and a high-quality still image can be obtained.
[0018]
The inter-frame motion vector calculation unit 110 acquires a plurality of frames including a specific frame to be output from the still image output unit 108 from the moving image input unit 102. Then, the inter-frame motion vector calculation unit 110 extracts a plurality of consecutive frames before and after the specific frame based on the number of frames determined by the frame number determination unit 116, and based on the extracted plurality of frames. To calculate an inter-frame motion vector.
[0019]
The intra-frame motion vector calculation unit 112 acquires a plurality of frames extracted by the inter-frame motion vector calculation unit 110. The intra-frame motion vector calculation unit 112 calculates an intra-frame motion vector based on the plurality of frames acquired from the inter-frame motion vector calculation unit 110 and the inter-frame motion vector calculated by the inter-frame motion vector calculation unit 110. . Specifically, the intra-frame motion vector calculation unit 112 is configured such that when a subject is stationary, a subject point that is a point on the subject to be imaged by one pixel moves within the frame imaging time. An intra-frame motion vector is calculated by calculating which pixel the image is captured across.
[0020]
Based on the inter-frame motion vector calculated by the inter-frame motion vector calculation unit 110, the super resolution unit 104 moves the subjects imaged in the plurality of frames to the same position and superimposes the plurality of frames. Thus, processing for enhancing the resolution of a specific frame is performed. Next, based on the intra-frame motion vector calculated by the intra-frame motion vector calculation unit 112, the blur correction unit 106 detects the subject based on the motion of the subject in the specific frame whose resolution is increased by the super resolution unit 104. Correct blur.
[0021]
The still image output unit 108 outputs, as a still image, a specific frame in which the resolution is increased by the super resolution unit 104 and the touch of the subject is corrected by the shake correction unit 106. The still image output unit 108 may be a printing unit that prints a still image or a display unit that displays a still image. Still image output unit 108 may be an interface that outputs a still image to an external image printing apparatus or image display apparatus.
[0022]
Although the super resolution unit 104 has increased the resolution of a specific frame using a plurality of frames, the shake correction unit 106 has corrected the blur of the subject of the specific frame that has been increased in resolution. After the blur correction unit 106 corrects the blur of the subject in a plurality of frames, the super resolution unit 104 may increase the resolution of a specific frame using the plurality of frames in which the blur is corrected.
[0023]
FIG. 2 shows an example of the configuration of the shake correction unit 106 according to the present embodiment. The shake correction unit 106 includes a pixel imaging time calculation unit 200 that calculates a pixel imaging time that is a time during which a subject point is captured by a plurality of pixels in a specific frame, and an ideal image that each of the plurality of pixels should capture. An ideal pixel value calculation unit 202 that calculates the pixel value of the output pixel, and an output image generation unit 204 that generates a still image for output based on the ideal pixel value calculated by the ideal pixel value calculation unit 202.
[0024]
The pixel imaging time calculation unit 200 calculates the pixel imaging time based on the intra-frame motion vector 112 calculated by the intra-frame motion vector calculation unit. Then, the ideal pixel value calculation unit 202 calculates an actual pixel value of each of a plurality of pixels in a specific frame whose resolution has been increased by the super resolution unit 104. Then, the ideal pixel value calculation unit 202 performs a specific operation when the subject is stationary based on the plurality of pixel imaging times captured by the pixel imaging time calculation unit 200 and the actual pixel values of each of the plurality of pixels. An ideal pixel value of each of a plurality of pixels in the frame is calculated. The output image generation unit 204 generates a still image based on the calculated ideal pixel value and outputs the still image to the still image output unit 108.
[0025]
According to the image processing apparatus 100 of the present embodiment, the resolution of a still image to be output based on the motion of the subject across a plurality of frames is increased, and the still image to be output based on the motion of the subject in a specific frame To compensate for camera shake. Therefore, since high resolution and blur correction can be performed with high accuracy, a still image with very high image quality can be printed or displayed.
[0026]
FIG. 3 shows an example of a region on the subject to be captured in each pixel of a specific frame. Specifically, the region A is a region to be captured in the pixel a, the region B is a region to be captured in the pixel b, and the region C is a region to be captured in the pixel c. An arrow 300 indicates an intra-frame motion vector of a specific frame. That is, the movement of the pixel a with respect to the subject is shown. That is, it is shown that the areas A, B, and C are reflected in the pixel a of a specific frame due to camera shake or the like. The shake correction unit 106 of the present embodiment can correct such a subject shake using an intra-frame motion vector.
[0027]
FIG. 4 shows an example of an operation flow of the shake correction unit 106 according to the present embodiment. Hereinafter, the operation of the shake correction unit 106 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
[0028]
The pixel imaging time calculation unit 200 obtains a subject point 300 that appears in each pixel of the specific frame (S400). Then, the pixel imaging time calculation unit 200 calculates the pixel imaging time t that appears in each pixel within the frame imaging time of a specific frame, based on the intra-frame motion vector calculated by the intra-frame motion vector calculation unit 112. Then, the time during which each region is captured in each pixel is calculated (S402). For example, a time t1 when the region A is captured in the pixel a, a time t2 when the region B is captured in the pixel a, and a time t3 when the region C is captured in the pixel a are calculated. Further, the ideal pixel value calculation unit 202 obtains an actual pixel value R of each pixel of a specific frame (S404). For example, the actual pixel value Ra of the pixel a, the actual pixel value Rb of the pixel b, and the actual pixel value Rc of the pixel c are obtained.
[0029]
Next, the ideal pixel value calculation unit 202 uses the actual pixel value R, the pixel imaging time t, and the ideal pixel value I of each pixel to determine the relationship between the actual pixel value R and the ideal pixel value I. A determinant to be expressed is determined (S406). The ideal pixel value I is a pixel value to be captured in each pixel when the subject is stationary with respect to each pixel. The ideal pixel value Ia of the pixel a, the ideal pixel value Ib of the pixel b, and Let it be an ideal pixel value Ib of the pixel c.
[0030]
For example, an expression representing the relationship between the actual pixel value Rb of the pixel a and the ideal pixel value Ia is as follows.
Rb = α1 * Ia + α2 * Ib + α3 * Ic
here,
α1 = t1 / (t1 + t2 + t3)
α2 = t2 / (t1 + t2 + t3)
α3 = t3 / (t1 + t2 + t3)
And
[0031]
Similarly, for the other pixels, the expression representing the relationship between the actual pixel value R and the ideal pixel value I is as follows.
Rc = β1 * Ib + β2 * Ic + β3 * Id
Rd = γ1 * Ic + γ2 * Id + γ3 * Ie
...
[0032]
The ideal pixel value calculation unit 202 calculates the ideal pixel value I of each pixel by substituting the actual pixel value R and pixel imaging time t of each pixel and solving the determinant (S408). Then, the output image generation unit 204 corrects the pixel value of each pixel of a specific frame based on the ideal pixel value I and generates a still image to be output (S410). The operation flow of the blur correction unit 106 is thus completed.
[0033]
3 and 4, the case where each pixel moves only in the main scanning direction with respect to the subject has been described. However, each pixel moves in the main scanning direction and multiple scanning directions with respect to the subject. Even in this case, by calculating the motion vector within the frame of the subject, the ideal pixel value of each pixel can be similarly determined using the actual pixel value of each pixel.
[0034]
According to the blur correction unit 106 according to the present embodiment, the blur of the subject is corrected by calculating an ideal pixel value to be captured in each pixel based on the actual pixel value actually reflected in each pixel. It is possible to generate a still image very close to an actual subject image. Therefore, it is possible to print or display a still image according to the user's intention without performing image processing contrary to the user's intention.
[0035]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the image processing apparatus of the present invention, a high-resolution still image can be obtained from a moving image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an image processing apparatus.
2 is a diagram illustrating an example of a configuration of a shake correction unit 106. FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a region on a subject to be captured in each pixel of a specific frame.
4 is a diagram illustrating an example of an operation flow of a shake correction unit 106. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Image processing apparatus 102 Movie input part 104 Super-resolution part 106 Blur correction part 108 Still image output part 110 Inter-frame motion vector calculation part 112 In-frame motion vector calculation part 114 Frame number determination part 116 Output size acquisition part 200 Pixel imaging Time calculation unit 202 ideal pixel value calculation unit 204 output image generation unit 300 subject point 302 intra-frame motion vector

Claims (6)

動画に含まれるフレームのぶれを補正する画像処理装置であって、
前記動画に含まれる複数のフレームに基づいて、前記複数のフレームに渡る被写体の動きを示すフレーム間動きベクトルを算出するフレーム間動きベクトル算出部と、
前記フレーム間動きベクトルに基づいて、前記複数のフレームのうちの特定のフレームを撮像している時間であるフレーム撮像時間内における前記被写体の動きを示すフレーム内動きベクトルを算出するフレーム内動きベクトル算出部と、
前記フレーム内動きベクトルに基づいて、前記特定のフレームにおける前記被写体の動きに基づく前記被写体のぶれを補正するぶれ補正部と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
An image processing device that corrects blurring of frames included in a video,
An inter-frame motion vector calculating unit that calculates an inter-frame motion vector indicating the motion of the subject across the plurality of frames based on the plurality of frames included in the video;
Based on the inter-frame motion vector, an intra-frame motion vector calculation that calculates an intra-frame motion vector indicating a motion of the subject within a frame imaging time that is a time during which a specific frame of the plurality of frames is captured. And
An image processing apparatus comprising: a shake correction unit configured to correct shake of the subject based on motion of the subject in the specific frame based on the intra-frame motion vector.
前記フレーム間動きベクトルに基づいて、前記複数のフレームにそれぞれ撮像されている前記被写体を同じ位置に移動して、前記複数のフレームを重ね合わせることにより、前記特定のフレームの解像度を高めるスーパーリゾリューション部をさらに備え、
前記ぶれ補正部は、前記スーパーリゾリューション部によって解像度が高められた前記特定のフレームにおける前記被写体のぶれを補正することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
Based on the inter-frame motion vector, the subject imaged in each of the plurality of frames is moved to the same position, and the plurality of frames are overlapped to enhance the resolution of the specific frame. Further equipped with
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the blur correction unit corrects blur of the subject in the specific frame whose resolution is increased by the super resolution unit.
前記特定のフレームが印刷又は表示されるべき出力サイズを取得する出力サイズ取得部と、
前記出力サイズ取得部が取得した前記出力サイズに基づいて、前記フレーム間動きベクトル算出部が前記フレーム間動きベクトルを算出するときに用いる前記フレームの数を決定するフレーム数決定部と
をさらに備え、
前記フレーム間動きベクトル算出部は、前記フレーム数決定部が決定した数の前記フレームに基づいて、前記フレーム間動きベクトルを算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
An output size acquisition unit for acquiring an output size on which the specific frame is to be printed or displayed;
A frame number determination unit that determines the number of frames used when the inter-frame motion vector calculation unit calculates the inter-frame motion vector based on the output size acquired by the output size acquisition unit;
The image processing apparatus according to claim 1, wherein the inter-frame motion vector calculation unit calculates the inter-frame motion vector based on the number of frames determined by the frame number determination unit.
前記フレーム内動きベクトル算出部は、前記被写体が静止していた場合に1つの画素に撮像されるべき前記被写体上の点である被写点が、前記フレーム撮像時間内に移動することによっていずれの画素に跨って撮像されているかを算出することにより、前記フレーム内動きベクトルを算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。The intra-frame motion vector calculation unit is configured such that when a subject is stationary, a subject point that is a point on the subject to be imaged by one pixel moves within the frame imaging time. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the intra-frame motion vector is calculated by calculating whether the image is captured across pixels. 前記ぶれ補正部は、
前記フレーム内動きベクトルに基づいて、前記特定のフレームにおいて前記被写点が複数の画素によってそれぞれ撮像されている時間である画素撮像時間をそれぞれ算出する画素撮像時間算出部と、
前記画素撮像時間算出部が算出した複数の前記画素撮像時間、及び前記複数の画素のそれぞれの実際の画素値に基づいて、前記被写体が静止していた場合に複数の画素がそれぞれ撮像すべき理想の画素値を算出する理想画素値算出部と
を備えることを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
The blur correction unit is
A pixel imaging time calculation unit that calculates a pixel imaging time that is a time during which the subject point is captured by a plurality of pixels in the specific frame based on the intra-frame motion vector;
Based on the plurality of pixel imaging times calculated by the pixel imaging time calculation unit and the actual pixel values of each of the plurality of pixels, each of the plurality of pixels should be imaged when the subject is stationary The image processing apparatus according to claim 4, further comprising: an ideal pixel value calculation unit that calculates a pixel value of
動画に含まれるフレームのぶれを補正する画像処理方法であって、
前記動画に含まれる複数のフレームに基づいて、前記複数のフレームに渡る被写体の動きを示すフレーム間動きベクトルを算出する段階と、
前記フレーム間動きベクトルに基づいて、前記複数のフレームのうちの特定のフレームを撮像している時間であるフレーム撮像時間内における前記被写体の動きを示すフレーム内動きベクトルを算出する段階と、
前記フレーム内動きベクトルに基づいて、前記特定のフレームにおける前記被写体の動きに基づく前記被写体のぶれを補正する段階と
を備えることを特徴とする画像処理方法。
An image processing method for correcting blur of a frame included in a movie,
Calculating an inter-frame motion vector indicating the motion of the subject across the plurality of frames based on the plurality of frames included in the video;
Calculating an intra-frame motion vector indicating a motion of the subject within a frame imaging time, which is a time during which a specific frame of the plurality of frames is imaged, based on the inter-frame motion vector;
Correcting the shake of the subject based on the motion of the subject in the specific frame based on the intra-frame motion vector.
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