DE69425785T2

DE69425785T2 - Videokamera mit elektronischem Bildstabilisator

Info

Publication number: DE69425785T2
Application number: DE69425785T
Authority: DE
Inventors: Akio Kobayashi; Akira Toba
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 2001-04-12
Anticipated expiration: 2014-06-29
Also published as: JPH0738800A; DE69425785D1; KR100314104B1; JP2940762B2; US5563652A; KR950002403A; EP0631432A1; EP0631432B1; US5648815A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Videokamera. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine kompakte Videokamera mit einem elektronischen Bildstabilisator, der z. B. als Camcorder verwendet wird.
Ein Beispiel eines Verfahrens zum Erfassen einer unbeabsichtigten Bewegungskomponente einer Bilderfassungsvorrichtung ist z. B. in der 20. Bildingenieurtechnik-Konferenz von 1989 der Matsushita Electric Industrial Corporation offenbart. Bei diesem Verfahren des Stands der Technik wird die Bewegungskomponente der Bilderfassungsvorrichtung entsprechend einer Bildinformation erfaßt, indem man einen Bewegungsvektor verwendet, der durch ein Repräsentativ-Punkt- Abstimmverfahren gewonnen wird, das z. B. in der JP-A- 61(1986)-201581 offenbart ist. Bei diesem Verfahren des Stands der Technik wird eine elektronische Bildstabilisierung auf der Basis eines Gesamt-Bewegungsvektors durchgeführt, der aus der Bildinformation gewonnen wird.
Insbesondere sind bei diesem Stand der Technik vier Erfassungsbereiche in einem Halbbild angeordnet, und vier Abschnitt-Bewegungsvektoren werden aus dem Halbbild gewonnen. Der Gesamt-Bewegungsvektor wird dann ausgewertet, indem man die Abschnitt-Bewegungsvektoren der vier Erfassungsbereiche mittelt, oder der Gesamt-Bewegungsvektor wird bewertet, indem man Abschnitt-Bewegungsvektoren von zwei Abschnitt-Bewegungsvektoren mit Zwischenwerten der vier Abschnitt-Bewegungsvektoren mittelt, wodurch die elektronische Bildstabi lisierung auf der Basis des so bewerteten Gesamt-Bewegungsvektors durchgeführt wird.
Wenn allerdings bei einem derartigen Verfahren in einem Fall, bei dem z. B. ein Gegenstand durch einen Erfassungsbereich hindurchtritt, ein Erfassungsbereich vorliegt, in dem ein Abschnitt-Bewegungsvektor erfaßt wird, der nicht durch die unbeabsichtigte Bewegung der Kamera verursacht wird, wird der Gesamt-Bewegungsvektor durch diesen Erfassungsbereich beeinträchtigt, weshalb die Bewegung der Kamera nicht genau erfaßt werden kann, so daß die elektronische Bildstabilisierung nicht mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
In SMPTE Journal Band 101, Nr. 2, Februar 1992, White Plains, NY, USA, Seiten 60 bis 75, K. Uomori et al., "Electronic Image Stabilization System for Videocameras and VCRs" et al. wird ein elektronisches Bildstabilisierungssystem offenbart, das in eine Kompakt-Videokamera eingebaut werden kann.
Insbesondere offenbart werden:
ein elektronischer Bildstabilisator zum elektronischen Stabilisieren des von der Kamera aufgenommenen Bildes gegenüber einer unbeabsichtigten Bewegung unter Verwendung eines Gesamt-Bewegungsvektors;
ein Abschnitt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel zum Erfassen eines Abschnitt-Bewegungsvektors von jeweils einer Vielzahl von Erfassungsbereichen eines Halbbildes oder Vollbildes;
ein Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob jeder der Erfassungsbereiche ein gültiger Erfassungsbereich ist oder nicht, durch Bestimmen, ob jeder der Abschnitt-Bewegungsvektoren wirksam ist oder nicht, um eine unbeabsichtigte Bewegung einer Kamera zu erfassen;
wobei das Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittel enthält:
ein erstes Mittel zum Auswerten von korrelativen Werten von Bildelementen durch Vergleich eines Bildsignals des letzten Halb- oder Vollbildes mit einem Bildsignal des momentanen Halb- oder Vollbildes;
ein Mittel zum Auswerten eines mittleren korrelativen Werts, der ein Mittelwert des korrelativen Werts ist;
ein Mittel zum Auswerten eines minimalen korrelativen Werts, der ein Minimalwert des korrelativen Werts ist;
ein Mittel zum Auswerten eines Werts, der gewonnen wird, indem man den mittleren korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert; und
ein Mittel zum Auswerten eines Gradienten, der dem minimalen korrelativen Wert zugeordnet ist; und
ein Mittel zum Bestimmen, ob der Abschnitt-Bewegungsvektor richtig erfaßt wird, gemäß den folgenden Bedingungen:
(A) mittlerer korrelativer Wert > erster Schwellenwert; und
(B) Wert, der gewonnen wird, indem man den durchschnittlichen korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert, > zweiter Schwellenwert; und
ein Gesamt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel zum Erfassen des Gesamt-Bewegungsvektors gemäß der Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche;
wobei das Gesamt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel ein Dispersion-Berechungsmittel enthält zur Gewinnung einer Dispersion auf der Basis des jeweiligen Abschnitt-Bewegungsvektors, der eine absolute Abweichung des jeweiligen Abschnitt-Bewegungsvektors von einem mittleren Abschnitt- Bewegungsvektor aller gültiger Efassungsbereiche anzeigt.
Die EP-A-0392671 offenbart einen Bild-Bewegungsvektor-Detektor mit einem Mittel zum Erfassen von Bewegungsvektoren in Bewegungsvektor-Erfassungsbereichen, die in einem gesamten Vollbild oder einem Teil davon definiert sind, einem Mittel zum Beurteilen der Zuverlässigkeit des Bewegungsvektors in jedem Bereich und einem Mittel zum Ausgeben eines repräsentativen Werts einer Gruppe zuverlässiger Bewegungsvektoren als Bewegungsvektor des Vollbildes für den Fall, daß die Anzahl der als zuverlässig beurteilten Bewegungsvektoren größer oder gleich der vorbestimmten Anzahl ist. Vektoren in Erfassungsbereichen, die sich bewegende Bildabschnitte enthalten, werden als nicht zuverlässig beurteilt.
Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Videokamera bereitzustellen, die einen neuartigen elektronischen Bildstabilisator hat.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Videokamera mit einem elektronischen Bildstabilisator bereitzustellen, die in der Lage ist, die elektronische Bildstabilisierung durchzuführen.
In einer Videokamera gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 enthält ein Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittel ein erstes Mittel zum Auswerten korrelativer Werte von Bildelementen eines aktuellen Halbbildes oder Vollbildes auf der Basis eines Bildsignals eines letzten Halbbildes oder Vollbildes und eines Bildsignals des aktuellen Halbbildes oder Vollbildes; ein Mittel zum Auswerten eines mittleren korrelativen Werts, der ein Mittelwert des korrelativen Werts ist; ein Mittel zum Auswerten eines minimalen korrelativen Werts, der ein Minimalwert des korrelativen Werts der korrelativen Werte ist; ein Mittel zum Auswerten eines Werts, der gewonnen wird, indem man den mittleren korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert, ein Mittel zum Auswerten eines Gradienten, der dem minimalen korrelativen Wert zugeordnet ist; und ein Mittel zum Bestimmen, ob der Abschnitt-Bewegungsvektor richtig erfaßt wird, je nach dem ob die folgenden Bedingungen erfüllt sind oder nicht:
(A) mittlerer korrelativer Wert > ein erster Schwellenwert;
(B) Wert, der gewonnen wird, indem man den durchschnittlichen korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert, > ein zweiter Schwellenwert;
(C) Gradient > dritter Schwellenwert (wenn der mittlere korrelative Wert > ein fünfter Schwellenwert); und
(D) Gradient > ein vierter Schwellenwert (wenn der mittlere korrelative Wert < der fünfte Schwellenwert), wobei der dritte Schwellenwert gleich oder größer als der vierte Schwellenwert ist (dritter Schwellenwert > der vierte Schwellenwert).
Wie in den oben beschriebenen Bedingungen (C) und (D) gezeigt, werden die mit dem Gradienten zu vergleichenden Schwellenwerte in Übereinstimmung mit dem mittleren korrelativen Wert verändert. Wenn der Kontrast auf einem Bildschirm groß ist, das heißt, wenn der mittlere korrelative Wert groß ist, wird der mit dem Gradienten zu vergleichende Schwellenwert auf einen großen Wert eingestellt, wie durch die Bedingung (C) gezeigt, und wenn der Kontrast auf dem Bildschirm klein ist, das heißt, wenn der mittlere korrelative Wert klein ist, wird der mit dem Gradienten zu vergleichende Schwellenwert auf einen kleinen Wert eingestellt, wie durch die Bedingung (D) gezeigt. Daher kann der Gradient mit dem Schwellenwert verglichen werden gemäß einer Änderung des Kontrasts auf dem Bildschirm (der dritte Schwellenwert oder der vierte Schwellenwert), und deshalb läßt sich eine Bestimmung, ob ein Gegenstand mit einem sich wiederholenden Muster in dem Halbbild vorhanden ist, genauer durchführen.
Daraufhin wird bestimmt, ob jeder der innerhalb des Bildschirm-Halbbildes definierten jeweiligen Erfassungsbereiche ein gültiger Erfassungsbereich ist mit Hilfe des Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittels durch Bestimmung, ob alle der oben beschriebenen Bedingungen bezüglich des Erfassungsbereichs erfüllt sind oder nicht.
In einem Fall, bei dem die Anzahl der Gültig-Erfassungsbereiche größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist, werden zunächst ein erster absoluter Wert und ein zweiter absoluter Wert für jeden Erfassungsbereich mit Hilfe eines ersten Berechnungsmittels bzw. eines zweiten Berechnungsmittels ausgewertet. Durch Addieren des ersten absoluten Werts und des zweiten absoluten Werts zueinander für jeden Erfassungsbereich mit Hilfe eines Additionsmittels erhält man eine erste Dispersion, und die willkürliche Anzahl der ersten Dispersionen werden durch Auswahlmittel in der Reihenfolge der kleinen ausgewählt. Ein Gesamt-Bewegungsvektor wird auf der Basis von Abschnitt-Bewegungsvektoren der Erfassungsbereiche erfaßt, welche die ausgewählten ersten Dispersionen darstellen.
Wenn die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche kleiner als der vorbestimmte Wert ist, wird zunächst ein Abschnitt-Bewegungsvektor eines willkürlichen ungültigen Erfassungsbereichs durch den Gesamt-Bewegungsvektor eines Halbbilds oder eines Vollbilds vor dem aktuellen Halbbild oder Vollbild durch ein erstes Austauschmittel ausgetauscht. Daraufhin werden der Abschnitt-Bewegungsvektor des ungültige Erfassungsbereichs, der durch den Gesamt-Bewegungsvektor ersetzt wird, und die Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche verwendet, um den Gesamt-Bewegungsvektor bei dem aktuellen Halbbild oder Vollbild gemäß der oben beschriebenen Verarbeitung zu erfassen.
Außerdem ist die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche Null, da der Gesamt-Bewegungsvektor des aktuellen Halbbilds oder Vollbilds, ein resultierender Vektor durch Multiplizieren des Gesamt-Bewegungsvektors, verwendet wird, der ein Halbbild oder ein Vollbild zuvor durch einen vorbestimmten Koeffizienten kleiner als 1 ausgewertet wird (Dezimalzahl kleiner als 1).
Da gemäß der vorliegenden Erfindung ein Erfassungsverfahren zum Erfassen des Gesamt-Bewegungsvektors entsprechend der Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche selbst dann verändert wird, wenn ein Abschnitt-Bewegungsvektor, der nicht durch die unbeabsichtigte Bewegung der Kamera verursacht wird, beim Durchführen der elektronischen Stabilisierung erfaßt wird, wird dessen Einfluß sehr klein, und es wird daher möglich, einen unbeabsichtigten Bewegungsbetrag genau zu erfassen. Daher kann die unbeabsichtigte Bewegung der Kamera mit hoher Genauigkeit korrigiert werden.
Es wird korrekt bestimmt, ob der Gegenstand mit dem sich wiederholenden Muster (Streifen oder dergleichen) in dem Bild vorhanden ist, und ein Erfassungsbereich wird selbst dann kaum als ungültiger Erfassungsbereich bestimmt, wenn der Kontrast in dem Bildschirm geringfügig abfällt, weshalb eine Erfassungsgenauigkeit des Bewegungsvektors erhöht wird.
Darüber hinaus kann der Gesamt-Bewegungsvektor auf der Basis einer zweiten Dispersion ausgewertet werden, wie im folgenden beschrieben. Genauer gesagt wird zunächst die zweite Dispersion durch ein zweites Dispersion-Berechnungsmittel ausgewertet, indem man einen mittleren Vektor der Abschnitt-Bewegungsvektoren, der durch das Mittelwertbestimmungsmittel ausgewertet wird, und die Abschnitt-Bewegungsvektoren der jeweiligen Erfassungsbereiche verwendet. Die Tatsache, daß die zweite Dispersion groß ist, zeigt auf, daß die Variation der Abschnitt-Bewegungsvektoren groß ist. Diese Tendenz tritt bei einem Fall auf, bei dem ein Gegenstand vorhanden ist, der sich nur in einem Abschnitt des Bildschirms bewegt. Andererseits bedeutet die Tatsache, daß die zweite Dispersion klein ist, daß die Variation der Abschnitt-Bewegungsvektoren klein ist. Diese Tendenz tritt auf in einem Fall, bei dem kein sich bewegender Gegenstand auf dem Bildschirm vorhanden ist, oder einem Fall, bei dem ein Gegenstand vorhanden ist, der sich über den gesamten Bildschirm bewegt.
Wenn der Gesamt-Bewegungsvektor ausgewertet wird, indem man den Abschnitt-Bewegungsvektor des Falles verwendet, bei dem die zweite Dispersion groß ist, erhält man daher den Gesamt-Bewegungsvektor mit geringer Zuverlässigkeit. Wenn hingegen der Gesamt-Bewegungsvektor ausgewertet wird unter Verwendung des Abschnitt-Bewegungsvektor des Falls, bei dem die zweite Dispersion klein ist, erhält man den Gesamt-Bewegungsvektor mit einer hohen Zuverlässigkeit. Daher wird in einem Fall, bei dem die zweite Dispersion groß ist, ein Wert des Gesamt-Bewegungsvektors klein gemacht, indem man den mittleren Vektor der Abschnitt-Bewegungsvektoren mit einem kleinen Koeffizienten multipliziert. Außerdem wird in dem Fall, bei dem die zweite Dispersion klein ist, ein Wert des Gesamt-Bewegungsvektors groß gemacht, indem man den mittleren Vektor der Abschnitt-Bewegungsvektoren mit einem großen Koeffizienten multipliziert. Das heißt, der Gesamt- Bewegungsvektor des Falls der großen zweiten Dispersion wird nach Möglichkeit nicht verwendet, wohingegen der Gesamt-Bewegungsvektor des Falls der kleinen zweiten Dispersion nach Möglichkeit verwendet wird.
Außerdem wird eine Größenordnung der zweiten Dispersion durch Vergleichsmittel bestimmt, und der Gesamt-Bewegungsvektor wird in Übereinstimmung mit einem Vergleichsergebnis erfaßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Erfassen eines Zustands des Bildschirms durch eine Auswertung der zweiten Dispersion der Gesamt-Bewegungsvektor in Übereinstimmung mit der Größe der zweiten Dispersion erfaßt, wodurch es möglich wird, den Gesamt-Bewegungsvektor genauer zu erfassen. Folglich kann der unbeabsichtigte Bewegungsbetrag mit hoher Genauigkeit erfaßt werden.
Die oben beschriebenen Aufgaben sowie andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnung.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Bewegung-Erfassungsschaltung des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist eine veranschaulichende Ansicht, die das Prinzip einer elektronischen Vergrößerung sowie von Erfassungsbereichen innerhalb eines Halbbilds zeigt;
Fig. 4 ist eine veranschaulichende Ansicht, die das Prinzip der elektronischen Vergrößerung und repräsentative Punkte und Abtastpunkte in den Erfassungsbereichen zeigt;
Fig. 5 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Verfahren zeigt zum Erfassen eines Gegenstands mit einem sich wiederholenden Muster, wobei ein Bildelement mit einem minimalen korrelativen Wert und vier Bildelemente um dieses herum verwendet werden;
Fig. 6 ist eine veranschaulichende Ansicht, die das Prinzip einer elektronischen Bildstabilisierung zeigt;
Fig. 7 ist eine veranschaulichende Ansicht, welche die Erfassungsbereiche innerhalb des Halbbilds zeigt, bei denen ein Repräsentativ-Punkt-Abstimmverfahren verwendet wird;
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das einen Betrieb des Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 9 ist ein Flußdiagramm, das einen auf die Fig. 8 folgenden Betrieb zeigt; und
Fig. 10 ist ein Diagramm, das eine Änderung der korrelativen Werte bezüglich der Koordinatenpositionen für jeden Bildzustand in einem Fall zeigt, bei dem das Repräsentativ-Punkt-Abstimmverfahren verwendet wird.
Eine Videokamera 10 eines in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels enthält eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 12, wie z. B. eine CCD-Vorrichtung (Charge- Coupled Device), die ein von einem Gegenstand (nicht gezeigt) eingegebenes optisches Signal durch eine Linse 14 in ein elektrisches Signal umwandelt. Das elektrische Signal von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 12 wird in eine Kameraschaltung 16 eingegeben. Wie man weiß, enthält die Kameraschaltung 16 eine Abtast/Halte-Schaltung, durch die das elektrische Signal von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 12 abgetastet und gehalten wird. Der Pegel des so abgetasteten und gehaltenen elektrischen Signals wird durch eine AGC-Steuerung (Automatic Gain Control) eingestellt, und es werden Synchronisationssignale zu dem elektrischen Signal mittels einer Synchronisationssignal- Addierschaltung addiert (nicht gezeigt). Somit wandelt die Kameraschaltung 16 das elektrische Signal von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 12 in ein analoges Videosignal um, Das analoge Videosignal wird mittels eines A/D- Wandlers 18 weiter in ein digitales Videosignal umgewandelt. Das digitale Videosignal wird einer Bewegung-Erfassungsschaltung 20 zugeführt. Als Bewegung-Erfassungsschaltung 20 kann z. B. ein LSI "L7A0948" verwendet werden, das von der Sanyo Electric Co., Ltd. hergestellt wird. Unter der Steuerung einer Speicher-Steuerungsschaltung 22, die in derselben die Bewegung-Erfassungsschaltung 20 bildenden LSI enthalten ist, wird das digitale Videosignal in einem Halbbild-Speicher 24 Halbbild für Halbbild geschrieben.
Die Bewegung-Erfassungsschaltung 20 führt eine Auswertung durch für jeden der in Fig. 3 gezeigten vier Erfassungsbereiche A, B, C und D die Position eines Punktes mit dem höchsten Korrelationsgrad (einem minimalen korrelativen Wert) und die Positionen von vier Punkten um den einen Punkt herum sowie korrelative Werte, indem ein bekanntes Repräsentativpunkt-Abstimmverfahren verwendet wird. Die Po sitionsdaten und die Korrelativwert-Daten werden einem Microcomputer 26 zugeführt.
Insbesondere enthält in Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Bewegung-Erfassungsschaltung 20 ein Eingabeende 28, welches das digitale Videosignal von dem A/D-Wandler 18 empfängt. Das in das Eingabeende 28 eingegebene digitale Videosignal wird dem Repräsentiativ-Punkt-Speicher 32 bzw. einer Subtraktionsschaltung 34 durch ein Filter 30 zugeführt. Das Filter 30 ist eine Art digitales Tiefpaßfilter, das zur Verbesserung des S/N-Verhältnisses verwendet wird, um eine signifikante Erfassungsgenauigkeit mit einer geringeren Anzahl von repräsentativen Punkten zu sichern. Der Repräsentativ- Punkt-Speicher 32 speichert Positionsdaten und Luminanzdaten einer Vielzahl repräsentativer Punkte innerhalb von jedem der jeweiligen in Fig. 3 gezeigten Erfassungsbereiche A-D. In diesem gezeigten Ausführungsbeispiel ist jeder der Erfassungsbereiche in dreißig (30) Bereiche unterteilt, weshalb dreißig (30) repräsentative Punkte bestimmt werden, und somit speichert der Repräsentativ-Punkt-Speicher 32 die Positionsdaten und die Luminanzdaten der dreißig (30) repräsentativen Punkte. Jeder der unterteilten Bereiche 42 (Fig. 4) besteht aus 32 Bildelementen in einer horizontalen Richtung (X-Richtung) · 16 Bildelementen in einer vertikalen Richtung (Y-Richtung).
Die Subtraktionsschaltung 34 führt Subtraktionsoperationen aus an den Luminanzdaten des repräsentativen Punkts des letzten ausgelesenen Halbbilds von dem Repräsentativpunkt- Speicher 32 sowie Luminanzdaten aller Bildelemente des aktuellen Halbbilds, das von dem Eingabeende 28 über das Filter 30 zugeführt wird, und gewinnt absolute Werte der Subtraktionsergebnisse. Das heißt, die Subtraktionsschaltung 34 wertet eine Luminanzdifferenz zwischen den Luminanzdaten des aktuellen Halbbilds und den Luminanzdaten des letzten Halbbilds aus und führt die Luminanzdifferenzen einer Akkumulier- und Addierschaltung 36 zu. Die Akkumulier- und Ad dierschaltung 36 führt eine Akkumulation und Addition der Luminanzdifferenzen von dreißig (30) Bereichen in diesem Ausführungsbeispiel durch, die durch die Subtraktionsschaltung 34 derselben Position oder desselben Bildelements in demselben Bereich 42 gewonnen werden, um Korrelativ-Wert- Daten auszugeben. Die Korrelativ-Wert-Daten werden einer Arithmetikoperation-Schaltung 38 zugeführt, die einen minimalen korrelativen Wert auswertet und einen mittleren korrelativen Wert für jeden der Erfassungsbereiche A-D berechnet, und wertet Positionsdaten des Bildelements aus, das den minimalen korrelativen Wert hat. Die Daten des minimalen korrelativen Werts, des mittleren korrelativen Werts und die durch die Arithmetikoperation-Schaltung 38 derart erhaltenen Positionen werden dem oben beschriebenen Mikrocomputer 26 von einem Ausgabeende 40 aus zugeführt. Außerdem können derartige Arithmetikoperationen für die korrelativen Werte durch die oben beschriebene LSI "L7A0948" durchgeführt werden.
In dem Mikrocomputer 26 wird dann ein Bewegungsvektor eines gesamten Bildschirms, das heißt das Halbbild 44 (Fig. 3) (einfach als "Gesamt-Bewegungsvektor" bezeichnet) auf der Grundlage der Positionsdaten und der Korrelativ-Wert-Daten berechnet.
Zunächst wird eine Abweichung eines Bildelements, das den minimalen korrelativen Wert von dem repräsentativen Punkt anzeigt, auf der Grundlage der Positionsdaten dieses Bildelements ausgewertet, und die Abweichung wird zu einem Abschnitt-Bewegungsvektor gemacht. Um die Erfassungsgenauigkeit des Abschnitt-Bewegungsvektors gut zu machen, wird außerdem eine interne Interpolation durchgeführt, indem die korrelativen Werte der vier Bildelemente um das Bildelement mit dem minimalen korrelativen Wert herum verwendet werden, um die Positionsdaten der Bildelemente mit dem minimalen korrelativen Wert zu berechnen.
Außerdem wertet der Mikrocomputer 26 eine Eigenschaft des für jeden Erfassungsbereich erfaßten Abschnitt-Bewegungsvektors aus, das heißt, er bestimmt auf der Grundlage des Zustands des Bildes, ob jeder der Erfassungsbereiche ein gültiger Erfassungsbereich oder ein ungültiger Erfassungsbereich ist. Da in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel das Repräsentativ-Punkt-Abstimmverfahren verwendet wird, wird die Änderung des korrelativen Werts bezüglich der Koordinatenpositionen ähnlich wie die in Fig. 11 (später beschrieben).
Um nun zu bestimmen, ob der Kontrast des Bildschirms niedrig ist oder nicht, ob ein sich bewegender Gegenstand in dem Erfassungsbereich ist oder nicht und ob ein Gegenstand mit einem sich wiederholenden Muster (z. B. Streifen) in dem Erfassungsbereich vorliegt, werden die Bedingungen (A)-(C) wie folgt definiert:
(A) mittlerer korrelativer Wert > α;
(B) Wert, der durch Dividieren des mittleren korrelativen Werts durch den minimalen korrelativen Wert gewonnen wird, > β;
(C) Gradient > γ (wenn der mittlere korrelative Wert ≥ &epsi;); und
(D) Gradient > δ (wenn der mittlere korrelative Wert < &epsi;)
Außerdem sind α, β, γ, δ und &epsi; konstante Schwellenwerte, und γ ≥ δ. So werden z. B. die Schwellenwerte als α = 36, β = 7, γ = 8, δ = 4 und &epsi; = 128 eingestellt.
Der Mikrocomputer 26 bestimmt, ob der Kontrast des Bildschirms in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Zustand (A) niedrig ist. Der Mikrocomputer 26 bestimmt außerdem, ob der sich bewegende Gegenstand innerhalb des Erfassungsbereichs vorhanden ist, auf der Grundlage des oben beschriebenen Zustands (B). Außerdem bestimmt der Mikrocomputer 26, ob der Gegenstand mit dem sich wiederholenden Muster in dem Erfassungsbereich vorhanden ist, auf der Grund lage des oben beschriebenen Zustands (C) zu einem Zeitpunkt, bei dem der mittlere korrelative Wert gleich oder größer als der Schwellenwert &epsi; ist, oder des oben beschriebenen Zustands (D) zu einem Zeitpunkt, bei dem der mittlere korrelative Wert kleiner als der Schwellenwert &epsi; ist. Diese Verfahren werden für jeden der Erfassungsbereiche A-D derart durchgeführt, daß man bestimmt, ob der Abschnitt-Bewegungsvektor jedes der Erfassungsbereiche A-D fehlerhaft erfaßt wird aufgrund des sich bewegenden Gegenstands oder dergleichen anstatt der unbeabsichtigten Bewegung und somit zuverlässig, das heißt, ob jeder der Erfassungsbereiche A-D der gültige Erfassungsbereich ist oder nicht. Wenn ein Erfassungsbereich alle der oben beschriebenen Bedingungen (A)-(D) erfüllt, sind die Erfassungsbereiche die gültigen Erfassungsbereiche, und wenn irgendeine der oben beschriebenen Bedingungen nicht erfüllt wird, wird der Erfassungsbereich als ein ungültiger Erfassungsbereich bestimmt.
Konkret bedeutet dies, daß folgendermaßen bestimmt wird, ob der Erfassungsbereich ein gültiger Erfassungsbereich ist oder nicht:
Wenn der Kontrast des Bildschirms niedrig ist, ist die Luminanzdifferenz zunächst klein, weshalb der korrelative Wert klein wird. Wenn der gesamte Bildschirm z. B. weiß ist, ist der korrelative Wert klein. In einem solchen Fall ist die Zuverlässigkeit des Erfassungsergebnisses klein, weshalb nur dann, wenn die Bedingung (A) erfüllt ist, das heißt der mittlere korrelative Wert größer als α ist, der Erfassungsbereich als der gültige Erfassungsbereich bestimmt wird. Außerdem kann der Schwellenwert α durch Feldversuche oder Untersuchungen bestimmt werden. Somit wird auf der Grundlage des mittleren korrelativen Werts bestimmt, ob der Bildschirm einen niedrigen Kontrast hat oder nicht.
Wenn darüber hinaus der sich bewegende Gegenstand in dem Erfassungsbereich vorhanden ist, sind der korrelative Wert bei einem durch den sich bewegenden Gegenstand belegten Abschnitt und der korrelative Wert, bei dem kein sich bewegender Gegenstand vorhanden ist, unterschiedlich voneinander. Es werden verschiedene Arten korrelativer Werte durch den Abschnitt gewonnen, der durch den sich bewegenden Gegenstand besetzt ist, und der korrelative Wert von diesem Abschnitt wird im allgemeinen ein großer Wert (der Korrelationsgrad wird klein). Wenn ein sich bewegender Gegenstand innerhalb des Erfassungsbereichs vorhanden ist, besteht daher die Möglichkeit, daß der minimale korrelative Wert groß wird, und der Abschnitt-Bewegungsvektor dieses Erfassungsbereichs kann fälschlicherweise erfaßt werden. Wenn der Abschnitt-Bewegungsvektor fälschlicherweise erfaßt wird, wird auch der Gesamt-Bewegungsvektor fälschlicherweise erfaßt; wenn jedoch der mittlere korrelative Wert groß ist, ist der Abschnitt-Bewegungsvektor selbst dann zuverlässig, wenn der minimale korrelative Wert in einem gewissen Ausmaß groß ist. Wenn andererseits der mittlere korrelative Wert klein ist, ist der Abschnitt-Bewegungsvektor nur dann zuverlässig, wenn der minimale korrelative Wert kleiner ist. Daher wird genau gesagt der Erfassungsbereich als der gültige Erfassungsbereich bestimmt, wenn (der mittlere korrelative Wert/der minimale korrelative Wert) größer als 7 ist, und wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird der Abschnitt- Bewegungsvektor des Erfassungsbereichs nicht verwendet, um den Einfluß aufgrund der oben beschriebenen fälschlichen Erfassung zu vermeiden. Somit bestimmt der Mikrocomputer 26 das Vorhandensein oder Nicht-Vorhandensein des sich bewegenden Gegenstands durch Auswerten des Werts mittlerer korrelativer Wert / minimaler korrelativer Wert.
Außerdem werden in dem Mikrocomputer 26 ein Punkt mit dem minimalen korrelativen Wert und die korrelativen Werte der vier Punkte um den einen Punkt herum verwendet, um den Ge genstand mit einem sich wiederholenden Muster (z. B. Streifen) zu erfassen.
Genauer gesagt geht man von der Annahme aus, daß der minimale korrelative Wert M ist und die korrelativen Werte der vier Punkte links, rechts, oben und unten L, R, U, D sind, wie in Fig. 5 gezeigt. Die Differenzen zwischen den jeweiligen korrelativen Werten, das heißt L - M, R - M, U - M und D - M werden berechnet, und ein minimaler Wert der Differenzen wird als Gradient definiert. Wenn der mittlere korrelative Wert gleich oder größer als der Schwellenwert &epsi; ist, wird der Gradient mit dem Schwellenwert γ verglichen, der durch Feldversuche bestimmt wird. Wenn dann der Gradient größer als der Schwellenwert γ ist, wird bestimmt, daß der Erfassungsbereich der gültige Erfassungsbereich ist, und wenn der Gradient gleich oder kleiner als der Schwellenwert γ ist, wird der Erfassungsbereich als der ungültige Erfassungsbereich bestimmt. Wenn andererseits der mittlere korrelative Wert kleiner als der Schwellenwert &epsi; ist, wird der Gradient mit dem Schwellenwert δ verglichen, der durch Feldversuche bestimmt wird. Wenn der Gradient größer als der Schwellenwert δ ist, wird der Erfassungsbereich als der gültige Erfassungsbereich bestimmt, und wenn der Gradient kleiner oder gleich dem Schwellenwert δ ist, wird bestimmt, daß der Erfassungsbereich der ungültige Erfassungsbereich ist.
Somit wird in Übereinstimmung mit den Bedingungen (A) - (D) bestimmt, ob jeder der Erfassungsbereiche der gültige Erfassungsbereich ist.
Dann wird in Übereinstimmung mit der Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche der Bewegungsbetrag zwischen den Halbbildern, das heißt der Gesamt-Bewegungsvektor bestimmt. Daher ist der Gesamt-Bewegungsvektor repräsentativ für den Bewegungsbetrag zwischen den Halbbildern und deren Richtung.
Der so ausgewertete Gesamt-Bewegungsvektor wird der Speicher-Steuerungsschaltung 22 zugeführt. In der Speicher- Steuerungsschaltung 22 wird eine Startadresse zum Auslesen des Halbbild-Speichers 24 auf der Grundlage des Gesamt-Bewegungsvektors bestimmt, weshalb das in dem Halbbild-Speicher 24 gespeicherte digitale Videosignal an der Startadresse ausgelesen wird. Das heißt, die Speicher-Steuerungsschaltung 22 bewegt einen Extraktionsbereich 46 (Fig. 6), der durch das digitale Videosignal von dem Halbbild- Speicher 24 geduldet wird in Übereinstimmung mit dem durch den Mikrocomputer 26 berechneten Gesamt-Bewegungsvektor.
Da außerdem der Extraktionsbereich 46 durch das von dem Halbbild-Speicher 24 unverändert ausgelesene digitale Videosignal nicht bewegt werden kann, wird eine elektronische Zoom-Einstellungsschaltung 48 (Fig. 1) verwendet.
In Fig. 6 definiert die elektronische 2700 m-Einstellungsschaltung 48 (Fig. 1) den Bildextraktionsbereich 46, bei dem ein Bild entsprechend einer Zoom-Vergrößerung bezüglich des Halbbilds 44 vergrößert wird. Eine Position des Bildextraktionsbereichs 46 kann innerhalb eines Bereichs des Halbbilds 44 frei bewegt werden, indem man die Startadresse für das Auslesen des digitalen Videosignals von dem Halbbild-Speicher 24 verändert. Um dann ein Videosignal für einen Gesamtbereich des Halbbilds 24 auf der Grundlage des aus dem Bildextraktionsbereich 46 extrahierten digitalen Videosignals zu erhalten, wird ein Bild vergrößert, indem man eine interne Interpolation auf der Grundlage des aus dem Halbbild-Speicher 24 ausgelesenen digitalen Videosignals verwendet.
Somit kann durch Hoch-Zoomen eines Bilds eines willkürlichen Bilderfassungsbereichs 46 innerhalb des Halbbilds 44 auf elektronische Weise durch die elektronische Zoom-Einstellungschaltung 48 (Fig. 1) ein korrigierbarer Bereich 50 gebildet werden, der gleich einer Differenz zwischen dem Halbbild 44 und dem Bildextraktionsbeöreich 46 ist.
Wenn eine unbeabsichtigte Bewegung in der Videokamera 10, wie in Fig. 7 gezeigt, aufgrund einer Vibration der Hand einer Person, die die Videokamera 10 bedient, auftritt, wird ein Bild aus der Videokamera 10 verschwommen, was zu dem Fall führt, bei dem eine Gegenstandsperson in einem linken unteren Abschnitt innerhalb des Halbbilds 44 vorhanden ist (bei einem oberen Abschnitt in Fig. 7 gezeigt), oder zu einem Fall, bei dem eine Gegenstandsperson in einem rechten oberen Abschnitt innerhalb des Halbbilds vorhanden ist (bei dem unteren Abschnitt in Fig. 47 gezeigt). Durch Bewegen des Bilderfassungsbereichs 46 bei jedem Halbbild gemäß dem Gesamt-Bewegungsvektor, der durch den Mikrocomputer 26 berechnet wird, kann daher, wie bei einem rechten Abschnitt in Fig. 7 gezeigt, die Objektperson genau in dem Bildextraktionsbereich 46 positioniert werden.
Das von der elektronischen Zoom-Einstellungsschaltung 48 so ausgegebene digitale Videosignal wird durch einen D/A-Wandler 52 in ein Analogsignal umgewandelt, um an einem Ausgangsanschluß 44 ausgegeben zu werden.
Zusätzlich können die im folgenden gezeigten Verarbeitungsschritte durch den Mikrocomputer 26 durchgeführt werden.
Zunächst wertet der Mikrocomputer 26 einen Mittelwert von vier Abschnitt-Bewegungsvektoren (Mittelwert-Vektor) sowie einen Mittelwert der Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche aus.
Es wird dann eine Dispersion durch den Mikrocomputer 26 berechnet. Ein Variationsgrad des Abschnitt-Bewegungsvektors jedes der Erfassungsbereiche wird gemäß der Dispersion ausgewertet. Die Dispersion wird durch die folgenden Gleichungen dargestellt:
X-Richtung-Dispersion = Σ ( X-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren der Erfassungsbereiche - X-Richtung-Mittelwertvektor ) / Anzahl der Erfassungsbereiche; und
Y-Richtung-Dispersion = Σ ( Y-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren der Erfassungsbereiche - Y-Richtung-Mittelwertvektor ) / Anzahl der Erfassungsbereiche;
wobei der X-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektor eine X-Richtung-Komponente des Abschnitt-Bewegungsvektors kennzeichnet, und der Y-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektor eine Y- Richtung-Komponente des Abschnitt-Bewegungsvektors kennzeichnet, und wobei der X-Richtung-Mittelwertvektor eine X- Richtung-Komponente des Mittellwertvektors kennzeichnet und der Y-Richtung-Mittelwert-Vektor eine Y-Richtung-Komponente des Mittelwertvektors kennzeichnet.
In Übereinstimmung mit der weiter unten beschriebenen Dispersion wird ein Dispersionskoeffizient Hk bestimmt, und durch Multiplizieren des Dispersionskoeffizienten Hk durch den Mittelwert der Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche wird der Gesamt-Bewegungsvektor berechnet. Außerdem wird natürlich der Dispersionskoeffizienz Hk in der X-Richtung bzw in der Y-Richtung bestimmt, und der X-Richtung-Dispersionskoeffizient wird mit der X-Richtung- Komponente des Mittelwerts der Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche multipliziert, und der Y- Richtung-Dispersionskoeffizient wird mit der Y-Richtung- Komponente des Mittelwerts der Abschnitt-Bewegungvektoren multipliziert.
(1) 0 ≤ Dispersion < 8 : Hk = 1
(2) 8 ≤ Dispersion < 16 : Hk = 0,75
(3) 16 ≤ Dispersion < 24 : Hk = 0,5
(2) 24 ≤ Dispersion < 32 : Hk = 0,25.
Außerdem wird in einem Fall, bei dem die Dispersion "32" übersteigt, ein minimaler Vektor der vier Abschnitt-Bewegungsvektoren als der Gesamt-Bewegungsvektor definiert.
Wenn es einen gültigen Erfassungsbereich gibt, wird daher der Gesamt-Bewegungsvektor berechnet durch Multiplizieren des Dispersionskoeffizienten Hk und dem Mittelwert der Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche; wenn jedoch kein gültiger Erfassungsbereich vorliegt, wird der Gesamt-Bewegungsvektor als "der Gesamt-Bewegungsvektor des vorliegenden Halbbilds mal ein Koeffizient kleiner als 1" definiert. Zusätzlich kann als Koeffizient, der kleiner als 1 ist, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Wert "0,97" verwendet werden.
Außerdem läßt sich folgendermaßen begründen, warum der Dispersionskoeffizient in Übereinstimmung mit der Größe der Dispersion schrittweise eingestellt wird:
Die Tatsache, daß die Dispersion groß ist, zeigt, daß die Variation jedes der jeweiligen Abschnitt-Bewegungsvektoren groß ist. Diese Tendenz tritt in einem Fall auf, bei dem ein sich bewegender Gegenstand nur in einem Abschnitt des Bildschirms vorhanden ist. Andererseits zeigt die Tatsache, daß die Dispersion klein ist, daß die Variation jedes der jeweiligen Abschnitt-Bewegungsvektor klein ist. Diese Tendenz tritt in einem Fall auf, bei dem auf dem Bildschirm kein sich bewegenden Gegenstand vorhanden ist, oder in einem Fall, bei dem ein sich bewegender Gegenstand vorhanden ist, der sich über den gesamten Bildschirm bewegt.
Wenn daher der Gesamt-Bewegungsvektor ausgewertet wird, indem man die Abschnitt-Bewegungsvektoren eines Falles verwendet, bei dem die Dispersion groß ist, erhält man einen Gesamt-Bewegungsvektor mit einer geringen Zuverlässigkeit. Wenn andererseits der Gesamt-Bewegungsvektor ausgewertet wird, indem man die Abschnitt-Bewegungsvektoren eines Falls verwendet, bei dem die Dispersion klein ist, erhält man einen Gesamt-Bewegungsvektor mit hoher Zuverlässigkeit. Wenn die Dispersion groß ist, macht man daher den Gesamt-Bewegungsvektor kleiner, indem man einen kleinen Dispersionskoeffizienten Hk mit dem Mittelwert der Abschnitt-Bewegungsvektoren multipliziert. Wenn die Dispersion klein ist, wird darüber hinaus durch Multiplizieren eines großen Dispersionskoeffizienten Hk mit dem Mittelwert der Abschnitt- Bewegungvektoren der Gesamt-Bewegungsvektor größer gemacht. Das heißt, der Gesamt-Bewegungsvektor des Falls, bei dem die Dispersion groß ist, wird nicht als möglich verwendet, und entgegengesetzt hierzu wird der Gesamt-Bewegungsvektor des Falls, bei dem die Dispersion klein ist, als möglich verwendet, so daß ein Gesamt-Bewegungsvektor mit einer hohen Zuverlässigkeit gewonnen werden kann.
Unter Verwendung des so gewonnenen Gesamt-Bewegungsvektors gemäß der oben beschriebenen Art wird die unbeabsichtigte Bewegung korrigiert, d. h., die elektronische Bildstabilisierung wird durchgeführt.
In Fig. 8 und 9 wird eine Hauptoperation in dem Mikrocomputer 26 der Videokamera 10 beschrieben. Zusätzlich entspricht in dem Flußdiagramm von Fig. 8 die Variable "n" ("1" bis "4") dem Erfassungsbereich A bis zum Erfassungsbereich D.
In einem in Fig. 8 gezeigten Schritt S1 wird "n" des Erfassungsbereichs anfänglich auf "1" eingestellt. Wenn der mittlere korrelative Wert des Erfassungsbereichs n größer als der Schwellenwert α in Schritt S3 ist, schreitet der Prozeß zu einem Schritt S5 fort, bei dem bestimmt wird, ob der durch Dividieren des mittleren korrelativen Werts durch den minimalen korrelativen Wert erhaltene Wert größer als der Schwellenwert β ist oder nicht. Wenn der Wert größer als der Schwellenwert β ist, wird in einem Schritt S7 bestimmt, ob der mittlere korrelative Wert gleich oder größer als der Schwellenwert &epsi; ist. Wenn der mittlere korrelative Wert gleich oder größer als der Schwellenwert &epsi; ist, wird in einem Schritt S9 bestimmt, ob der Gradient des Erfassungsbereichs n größer als der Schwellenwert γ ist oder nicht. Wenn in Schritt S9 "Ja" (Y) bestimmt wird, wird in einem Schritt S13 der Erfassungsbereich n als gültiger Erfassungsbereich bestimmt. Wenn andererseits der mittlere korrelative Wert kleiner als der Schwellenwert &epsi; in Schritt S7 ist, wird in einem Schritt S11 bestimmt, ob der Gradient des Erfassungsbereichs n größer als der Schwellenwert δ ist. Wenn in Schritt S11 "Ja" (Y) bestimmt wird, wird in dem Schritt S13 der Erfassungsbereich n als gültiger Erfassungsbereich bestimmt.
Zu einem Zeitpunkt, bei dem der mittlere korrelative Wert des Erfassungsbereichs n gleich oder kleiner als der Schwellenwert α in Schritt S3 ist, einer Zeit, bei der der Wert, der durch Dividieren des mittleren korrelativen Werts des Erfassunsgbereichs n durch den minimalen korrelativen Wert gewonnen wird, gleich oder kleiner als der Schwellenwert β in Schritt S5 ist, einer Zeit, bei der der Gradient des Erfassungsbereichs n gleich oder kleiner als der Schwellenwert y in Schritt S9 ist, oder einer Zeit, bei der der Gradient des Erfassungsbereichs n gleich oder kleiner als der Schwellenwert δ in Schritt S11 ist, schreitet der Prozeß zu einem Schritt S15 fort, bei dem der Erfassungsbereich n als ein ungültiger Erfassungsbereich bestimmt wird.
Nach dem Schritt S13 oder dem Schritt S15 wird in einem Schritt S17 das den Erfassungsbereich kennzeichnende "n" um 1 inkrementiert. In einem Schritt S19 wird dann bestimmt, ob "n" gleich oder kleiner als "4" ist, und wenn "Ja" (Y) gilt, kehrt der Prozeß zu Schritt S3 zurück. D. h., die oben beschriebenen Prozeßschritte werden wiederholt, bis "n" den Wert "4" in Schritt S19 überschreitet. Wenn "n" den Wert "4" in Schritt S19 überschreitet, schreitet der Prozeß zu einem in Fig. 9 gezeigten Schritt S21 fort.
In Schritt S21 wird die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche gezählt. In einem Schritt S23 wird bestimmt, ob die Anzahl der gültigen Erfasungsbereiche "4" ist, und wenn "Nein" (N) gilt, wird in einem Schritt S25 bestimmt, ob die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche "3" ist oder nicht. Wenn in Schritt S23 oder in Schritt S25 "Ja" (Y) bestimmt wird, d. h., wenn die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche größer als "3" ist, werden in einem Schritt S27 Mittelwerte der X-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren (z. B. horizontal) berechnet, und die Y-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren (z. B. vertikal) werden für jeden der gültigen Erfassungsbeeiche berechnet. In einem Schritt S29 wird dann unter Verwendung der in Schritt S27 berechneten Mittelwerte ein absoluter Wert der X-Richtung und ein absoluter Wert der Y-Richtung für jeden der gültigen Erfassungsbereiche ausgewertet, woraufhin der X-Richtung-Absolutwert und der Y-Richtung-Absolutwert für jeden Erfassungsbereich zueinander addiert werden, um die Dispersion zu erhalten. Der X- Richtung-Absolutwert ist ein Absolutwert einer Differenz zwischen den X-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren der jeweiligen Erfassungsbereiche und dem Mittelwert der X-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche. Außerdem ist der Y-Richtung-Absolutwert ein Absolutwert einer Differenz zwischen den Y-Richtung-Abschnitt- Bewegungsvektoren der jeweiligen Erfassungsbereiche und dem Mittelwert der Y-Richtung-Abschnitt-Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche. In einem Schritt S31 werden dann zwei Dispersionen, die kleinere Werte haben, aus den in Schritt S29 berechneten vier Dispersionen ausgewählt, und ein Mittelwert der Abschnitt-Bewegungsvektoren der Erfassungsbereiche, die den ausgewählten Dispersionen entsprechen, wird berechnet. In einem Schritt S33 wird der Mittelwert als der Gesamt-Bewegungsvektor verwendet.
Wenn andererseits "Nein" (N) in Schritt S25 bestimmt wird, wird in einem Schritt S35 bestimmt, ob die Anzahl der gül tigen Erfassunsgbereiche "2" ist. Wenn die Anzahl der gültigen Erfassungsbereich "2" ist, wird in einem Schritt S37 der Abschnitt-Bewegungsvektor eines beliebigen Bereichs der ungültigen Erfassungsbereiche durch den Gesamt-Bewegungsvektor ersetzt, der ein Halbbild zuvor ausgewertet wurde, woraufhin der Prozeß zu Schritt S27 fortschreitet. Daraufhin wird durch die Ausführung der Schritte S27 bis S33 der Gesamt-Bewegungsvektor bestimmt. In diesem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Abschnitt-Bewegungsvektor eines Bereichs der beiden ungültigen Erfassungsbereiche durch den Gesamt-Bewegungsvektor des letzten Halbbilds ersetzt, doch wird der Abschnitt-Bewegungsvektor des verbleibenden ungültigen Erfassungsbereichs durch den Gesamt-Bewegungsvektor nicht ersetzt. Daher wird der Gesamt-Bewegungsvektor auf der Grundlage der Abschnitt-Bewegungsvektoren der beiden gültigen Erfassungsbereiche und des Abschnitt-Bewegungsvektors des ungültigen Erfassungsbereichs, der durch den Gesamt-Bewegungsvektor ersetzt wird, bestimmt.
Wenn in Schritt S35 bestimmt wird, daß die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche nicht "2" ist, wird in einem Schritt S39 bestimmt, ob die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche "1" ist. Wenn in Schritt S39 "Ja" (Y) bestimmt wird, werden in einem Schritt S41 die Abschnitt-Bewegungsvektoren zweier willkürlicher ungültiger Erfassungsbereiche ersetzt durch den ein Halbbild zuvor ausgewerteten Gesamt-Bewegungsvektor bzw. den zwei Halbbilder zuvor ausgewerteten Gesamt-Bewegungsvektor, und der Prozeß schreitet zu Schritt S27 fort. Durch Ausführung der Schritte S27 bis S33 kann dann der Gesamt-Bewegungsvektor ausgewertet werden. In diesem gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Abschnitt-Bewegungsvektoren der beiden ungültigen Erfassungsbereiche von den drei ungültigen Erfassungsbereichen ersetzt durch den ein Halbbild zuvor ausgewerteten Gesamt-Bewegungsvektor bzw. den zwei Halbbilder zuvor ausgewerteten Gesamt-Bewegungsvektor, und für den verbleibenden einen ungültigen Erfassungsbereich wird der Abschnitt-Bewegungsvek tor nicht durch den Gesamt-Bewegungsvektor ersetzt. Daher wird in diesem gezeigten Ausführungsbeispiel der Gesamt-Bewegungsvektor auf der Grundlage des Abschnitt-Bewegungsvektors eines gültigen Erfassungsbereichs bestimmt, und die Abschnitt-Bewegungsvektoren der beiden ungültigen Erfassungsbereiche werden durch die Gesamt-Bewegungsvektoren ersetzt.
Wenn die Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche nicht "1" ist, d. h., wenn in Schritt S39 bestimmt wird, daß alle Erfassungsbereiche ungültige Erfassungsbereiche sind, wird in einem Schritt S43 durch Multiplizieren des Koeffizienten "0,97" mit dem ein Halbbild zuvor ausgewerteten Gesamt-Bewegungsvektor der Gesamt-Bewegungsvektor des aktuellen Halbbilds in Schritt S33 gewonnen.
Somit wird die unbeabsichtigte Bewegung korrigiert, indem man den Gesamt-Bewegungsvektor gemäß der Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche verwendet; das Korrekturverfahren ist an sich jedoch gut bekannt, weshalb seine ausführliche Beschreibung hier weggelassen wird.
In Übereinstimmung mit diesem Ausführungsbeispiel kann korrekt bestimmt werden, ob ein Gegenstand mit einem sich wiederholenden Muster innerhalb der Erfassungsbereiche vorhanden ist oder nicht, und es kann vorkommen, daß der Erfassungsbereich selbst dann nicht als der ungültige Erfassungsbereich bestimmt wird, wenn der Kontrast des Bildschirms geringfügig verringert ist. Daher kann die Validation oder die Invalidation der Erfassungsbereiche korrekt bestimmt werden, wodurch die Erfassungsgenauigkeit des Gesamt-Bewegungsvektors erhöht wird.
Das heißt, daß gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die im folgenden aufgeführten Nachteile des Stands der Technik beseitigt werden können.
Bei dem Verfahren des Stands der Technik, bei dem die unbeabsichtigte Bewegungskomponente aus der Bildinformation erfaßt wird, wird die Erfassungsgenauigkeit durch den Zustand des Eingabebildes stark beeinflußt. Daher wird die Eigenschaft des erfaßten Bewegungsvektors gemäß dem Zustand des Bilds durch den Mikrocomputer ausgewertet.
Fig. 11 ist ein Diagramm, das eine Änderung eines korrelativen Werts bezüglich Koordinatenpositionen zeigt für einen Fall, bei dem das repräsentative Abstimmungsverfahren verwendet wird. Wie in Fig. 11 durch eine durchgezogene Linie gezeigt, hat der korrelative Wert einen scharfen Minimumspunkt, der den minimalen korrelativen Wert zeigt, und der Bewegungsvektor wird auf der Grundlage der Position des minimalen korrelativen Werts bestimmt. Wenn im Gegensatz hierzu der Kontrast des Bildschirms gering ist oder wenn ein sich bewegender Gegenstand auf dem Bildschirm vorhanden ist, wie durch eine einfach punktierte Linie b oder eine punktierte Linie c in Fig. 11 gezeigt, kann der minimale korrelative Wert nicht scharf erfaßt werden, weshalb die Erfassungsgenauigkeit des Bewegungsvektors verschlechtert wird. In einem Fall, bei dem ein Gegenstand mit einem sich wiederholenden Muster (gestreiftes Bild) auf dem Bildschirm ist, wird es außerdem sehr schwierig, den Bewegungsvektor zu erfassen. Um den oben beschriebenen Bildzustand zu bestimmen, werden bei dem Verfahren des Stands der Technik die folgenden Bedingungen bezüglich des korrelativen Werts eingestellt:
(A) mittlerer korrelativer Wert > α;
(B) Wert, der gewonnen wird, indem man den mittleren korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert, > β; und
(C) Gradient > γ;
wobei α, β und γ konstante Schwellenwerte sind, die z. B. als α = 36, β = 7 und γ = 8 eingestellt werden.
Beim Verfahren des Stands der Technik wird für jeden der Erfassungsbereiche bestimmt, ob die oben beschriebenen Bedingungen (A) - (C) erfüllt sind. Wenn irgendeine der Bedingungen erfüllt ist, wird der Erfassungsbereich als ein ungültiger Erfassungsbereich bestimmt, und wenn alle Bedingungen erfüllt sind, wird der Erfassungsbereich als ein gültiger Erfassungsbereich bestimmt. Dann wird ein Bewegungsvektor bestimmt, indem man nur die Bewegungsvektoren verwendet, die man von den gültigen Erfassungsbereichen erhält. Als Verfahren zum Bestimmen des Bewegungsvektors wird z. B. eine Mittelung der Bewegungsvektoren der gültigen Erfassungsbereiche verwendet.
Wenn jedoch bei den oben beschriebenen Bedingungen des Verfahrens des Stands der Technik der Kontrast des Bildschirms etwas geringer wird, ist die Bedingung (C) selbst dann nicht erfüllt, wenn die Bedingung (A) erfüllt ist, weshalb der Schwellenwert γ der Bedingung (C) kleiner gemacht wird. Da der Schwellenwert γ unabhängig vom Kontrast des Bildschirms kleiner gemacht wird, kann es vorkommen, daß fälschlicherweise bestimmt wird, ob ein Gegenstand mit einem sich wiederholenden Muster auf dem Bildschirm vorliegt, weshalb die Erfassungsgenauigkeit des Bewegungsvektors abfällt. Im Gegensatz dazu wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß einer anderen Bedingung der Gradient mit dem großen Schwellenwert oder mit dem kleinen Schwellenwert verglichen, wodurch ein derartiges Problem gelöst werden kann.
Außerdem wird in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der korrelative Wert durch Akkumulation und Addition der Luminanzdifferenzen berechnet; der korrelative Wert kann jedoch ausgewertet werden, indem man eine Differenz der elektrischen Signale aus der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 12 zwischen den benachbarten Halbbildern (Vollbildern) anstatt der Luminanzdifferenzen verwendet.
Außerdem kann man in Schritt S31 ggfs. nur eine Dispersion auswählen, d. h., eine beliebige Anzahl Dispersionen kann ausgewählt werden.
Desweiteren ist der in Schritt S43 verwendete Koeffizient nicht auf "0,97" begrenzt, weshalb ein beliebiger Koeffizient mit einem Wert größer als Null und kleiner als Eins verwendet werden kann.
Außerdem sind die vier Erfassungsbereiche innerhalb des Halbbilds in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen definiert; die Anzahl der Erfassungsbereiche ist jedoch beliebig, und je größer die Anzahl der Erfassungsbereiche ist, desto besser ist die Erfassungsgenauigkeit.
Desweiteren wird in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen die Luminanzdifferenz zwischen den benachbarten Halbbildern ausgewertet; dasselbe kann jedoch zwischen den benachbarten Vollbildern ausgewertet werden. Weiterhin kann das Ersetzen des Gesamt-Bewegungsvektors und dgl. ggfs. nicht als Halbbild-Einheit, sondern als Vollbild-Einheit durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wurde zwar ausführlich beschrieben und veranschaulicht, doch dient dies nur als Veranschaulichung und Beispiel und ist nicht einschränkend aufzufassen, ist doch der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung allein durch den Wortlaut der beigefügten Ansprüche beschränkt.

Claims

1. Videokamera (10), welche aufweist:

einen elektronischen Bildstabilisator zum elektronischen Stabilisieren des von der Kamera aufgenommenen Bildes gegenüber einer unbeabsichtigten Bewegung unter Verwendung eines Gesamt-Bewegungsvektors;

ein Abschnitt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel (20, 26) zum Erfassen eines Abschnitt-Bewegungsvektors von jeweils einer Vielzahl von Erfassungsbereichen eines Halbbildes oder Vollbildes;

ein Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob jeder der Erfassungsbereiche ein gültiger Erfassungsbereich ist oder nicht, durch Bestimmen, ob jeder der Abschnitt-Bewegungsvektoren wirksam ist oder nicht, um eine unbeabsichtigte Bewegung der Kamera zu erfassen;

wobei das Gültig-Erfassungsbereich-Bestimmungsmittel enthält:

ein erstes Mittel zum Auswerten von korrelativen Werten von Bildelementen durch Vergleich eines Bildsignals des letzten Halb- oder Vollbildes mit einem Bildsignal des momentanen Halb- oder Vollbildes;

ein Mittel zum Auswerten eines mittleren korrelativen Werts, der ein Mittelwert des korrelativen Werts ist;

ein Mittel zum Auswerten eines minimalen korrelativen Werts, der ein Minimalwert des korrelativen Werts ist;

ein Mittel zum Auswerten eines Werts, der gewonnen wird, indem man den mittleren korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert;

ein Mittel zum Auswerten eines Gradienten, der dem minimalen korrelativen Wert zugeordnet ist; und

ein Mittel zum Bestimmen, ob der Abschnitt-Bewegungsvektor richtig erfasst wird, gemäß den folgenden Bedingungen:

(A) mittlerer korrelativer Wert > erster Schwellenwert; und

(B) Wert, der gewonnen wird, indem man den durchschnittlichen korrelativen Wert durch den minimalen korrelativen Wert dividiert > zweiter Schwellenwert; und

(C) Gradient > dritter Schwellenwert (wenn der mittlere korrelative Wert ≥ fünfter Schwellenwert); und

(D) Gradient > vierter Schwellenwert (wenn der mittlere korrelative Wert < fünfter Schwellenwert), wobei der dritte Schwellenwert gleich oder größer als der vierte Schwellenwert ist; und

ein Gesamt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel (26) zum Erfassen des Gesamt-Bewegungsvektors gemäß der Anzahl der gültigen Erfassungsbereiche;

wobei das Gesamt-Bewegungsvektor-Erfassungsmittel ein Dispersion-Berechnungsmittel enthält zur Gewinnung einer Dispersion für jeden Abschnitt-Bewegungsvektor in jedem gültigen Erfassungsbereich, wobei die Dispersion eine absolute Abweichung des jeweiligen Abschnitt-Bewegungsvektors von einem mittleren Abschnitt-Bewegungsvektor aller gültiger Erfassungsbereiche anzeigt;

wobei das Dispersion-Berechnungsmittel enthält:

ein erstes Berechnungsmittel zum Auswerten eines ersten absoluten Werts, der für die Differenz zwischen der horizontalen Komponente eines Abschnitt-Bewegungsvektors und der horizontalen Komponente des mittleren Abschnitt-Bewegungsvektors repräsentativ ist;

ein zweites Berechnungsmittel zum Auswerten eines zweiten absoluten Werts, der für die Differenz zwischen der vertikalen Komponente eines Abschnitt-Bewegungsvektors und der vertikalen Komponente des mittleren Abschnitt-Bewegungsvektors repräsentativ ist; und

ein Addiermittel zum Gewinnen der Dispersion für jeden der Erfassungsbereiche, indem man den ersten absoluten Wert und den zweiten absoluten Wert zueinander addiert;

ein Auswahlmittel zum Auswählen von Abschnitt-Bewegungsvektoren einer Anzahl gültiger Erfassungsbereiche mit den niedrigsten Dispersionswerten; und

ein Erfassunsgmittel zum Erfassen des Gesamt-Bewegungsvektors ausgehend von den ausgewählten Abschnitt-Bewegungsvektoren.

2. Videokamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsmittel den Gesamt-Bewegungsvektor erfasst, indem es die ausgewählten Abschnitt-Bewegungsvektoren mittelt.

3. Videokamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Erfassungsbereiche vier ist und das Erfassunsgmittel zwei Abschnitt-Bewegungsvektoren auswählt.