[发明专利]图像稳定设备和图像稳定方法

说明书

本发明提供一种图像稳定设备和图像稳定方法。该图像稳定设备包括：转换单元，用于基于照相机抖动检测单元的输出变化来校正照相机抖动检测单元所检测到的角速度信号，并且将该角速度信号转换为照相机抖动量；分离单元，用于将图像的各帧分割为多个区域，并使用照相机抖动量将各自根据图像的帧之间在各区域的差所计算出的运动矢量分离为被摄体矢量和背景矢量；识别单元，用于基于校正之前的角速度信号、背景矢量和校正单元的位置信号来识别输出变化；以及改变单元，用于将被摄体矢量改变为校正单元的驱动量。转换单元基于所识别出的输出变化来校正角速度信号。

技术领域

本发明涉及一种图像稳定设备和图像稳定方法。

背景技术

已知有一种包括如下图像稳定设备的摄像设备和可更换镜头，其中该图像稳定设备用于检测照相机抖动并且使得被配置为能够移动以校正由于所检测到的照相机抖动而引起的图像抖动的透镜或图像传感器进行移动。这种方法的图像稳定功能被已知为光学图像稳定。此外，近年来，存在用于针对运动图像通过提取如下的帧图像来进行输出的图像稳定功能，并且这在小型化/轻量化摄像设备以及具有摄像设备的移动电话中使用，其中该帧图像的位置在用于抵消照相机抖动的方向上发生偏移。这种方法的图像稳定被已知为电子图像稳定。

作为用于检测抖动的方法，角速度传感器(陀螺仪传感器)是代表性的，并且通过基于所检测到的角速度使透镜或图像传感器在用于抵消抖动的方向上移动来校正该抖动。在日本特开2005-43780中，公开了如下内容：通过将根据运动矢量所计算出的角速度传感器的偏移实时反馈回至图像稳定驱动量以修改角速度传感器偏移，来进行预测。

此外，近年来，根据摄像设备帧频的高速化和图像处理的改进，已知有用于通过分析帧之间的图像的抖动以获得运动矢量来检测抖动的技术。

另一方面，作为先进的摄像方法，存在摇摄，并且存在被摄体处于近距离的微距摄像。微距摄像是在被摄体处于近距离时所进行的摄像，并且在这些情况下，由于无法忽视除正常角度抖动以外的摄像设备的平移抖动成分，因此图像稳定的需求因照相机抖动大于普通摄像时的照相机抖动而有所增加。结果，存在如下技术：通过使用加速度传感器检测平移抖动、并根据角度抖动单独计算平移抖动成分，来提高照相机抖动校正量的精度。此外，存在如下技术：在没有包括加速度传感器的情况下，通过根据图像稳定设备的驱动量和位置信号预测摄像设备的加速度成分、并根据预测得到的加速度计算平移抖动成分，来改善微距摄像时的图像稳定效果。

摇摄是在根据移动的被摄体而使摄像设备倾斜或平摇的情况下所进行的摄像。在这种摄像方法中，通过在不使正移动的被摄体抖动而特意使移动的被摄体的背景流过而进行摄像，使该被摄体突出并且使该被摄体具有运动。这种摄像方法要求复杂的技术，因此存在用于通过驱动图像稳定设备校正图像模糊来进行辅助的技术。

在日本特开2014-211531中，在用于辅助摇摄的方法中，公开了如下内容：根据角速度传感器的角速度检测信号和运动矢量来计算平摇量，并且使用角速度检测信号和平摇量之间的差来执行图像稳定。据此，降低了由于摇摄辅助功能中的图像稳定而引起的不利影响。

此外，日本特开2008-192060公开了如下技术：在利用运动矢量的抖动检测中，将图像分割成小块，针对各块计算局部运动矢量，然后根据多个局部运动矢量来计算全体的全局运动矢量。据此，可以去除因由于图像噪声所引起的运动矢量的错误计算或者由于被摄体的移动所引起的模糊而造成的照相机抖动以外的元素。

然而，在使用角速度传感器的图像稳定设备中，由于以下两个原因，因而无法充分地提高图像稳定的性能。

第一个原因是角速度传感器中的偏移计算误差。由于角速度传感器包含传感器特有的偏移噪声和因温度变动所引起的低频带噪声，因此在计算图像稳定值时的积分处理中无法施加完全积分。在针对积分处理以低通滤波器(LPF)进行伪积分(pseudo integral)时，需要牺牲超低频成分的性能。