[发明专利]图像处理装置和图像处理方法

说明书

相关申请的交叉参考

本发明包含于2008年3月13日向日本专利局提交的日本专利 申请JP 2008-063560的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种检测两个画面图像之间的运动矢量并计算所 检测运动矢量的可靠性的图像处理装置和方法。

背景技术

根据图像信息本身来确定两个画面图像之间的运动矢量的块 匹配技术是一项历史悠久的技术。

根据块匹配技术，包括作为注目画面图像的参考画面图像和从 中出现参考画面图像的运动的原始图像(下文称作目标画面图像) 的两个画面图像之间的运动矢量是通过相对于预定大小的矩形区 域的块(目标块和参考块)计算参考画面图像和目标画面图像之间 的相关性来计算的。块匹配技术包括以下两种情况：一种情况是如 在例如通过MPEG(运动图片专家组)系统进行运动检测的情况下， 目标画面图像在时间上先于参考画面图像；以及另一种情况是如在 例如通过下文所述的图像帧的叠加来减小噪声的情况下，参考画面 图像在时间上先于目标画面图像。

注意，在本说明书中，术语画面图像表示由一帧或一场的图像 数据形成的图像。然而，为了描述方便，在本说明书的以下描述中， 假设一个画面图像由一帧形成并在下文中称作帧。因此，参考画面 图像在下文被称作参考帧，而目标画面图像在下文被称作目标帧。

具体地，对于电视相机的云台检测和图像拾取对象跟踪、MPEG (运动图片专家组)系统的运动图片编码等，已开发了利用块匹配 的运动矢量匹配技术。在90年代，已促进在包括通过图像叠加进 行无传感器相机抖动校正、低照度下图像拾取时的降噪等宽范围内 的应用。

此外，利用块匹配的运动矢量检测方法不仅被应用于图像识别 应用和相机抖动校正应用中，而且还被应用于如图像拾取装置的快 门速度的自动调节和液晶电视机的双倍速帧频转换的新应用中。

在任何情况下，所检测矢量的可靠性都是非常重要的。具体地， 如果所检测的运动矢量精确，则能够以高精度定位多个图像，并且 能够预期图像拾取对象的跟踪、高精度相机抖动校正等。然而，如 果使用低可靠性的运动矢量执行处理，则会在错误的方向上执行校 正等，因此，会出现取决于应用的后处理步骤的精度变低的情况。

因此，例如在日本专利公开第2006-318345号中已提出并披露 了提取高可靠性的运动矢量的方法。根据该方法，执行MPEG系统 编码中的离散余弦转换(DCT)结果中的的AC分量和DC分量的 比较，或者执行与图像边缘的比较，从而从特征图像部分中检测出 运动矢量来作为具有高可靠性的运动矢量。

还有一种方法可用，其中，在矢量计算之前，预先通过边缘检 测或通过角检测器的部分提取出图像中的特征点或奇异点，并根据 特征点来确定运动矢量。

此外，日本专利公开第2005-301984号中披露了从表示图像的 特征量的活动量(activity)中获得运动矢量可靠性的指标。

发明内容

然而，与上述运动矢量的可靠性相关的现有技术全部都需要提 取图像的特征点或特征量的处理，并且除运动矢量的检测处理之外 全部都需要提供被配置为提取特征点或特征量的部件。因此，现有 技术具有结构复杂并需要提高成本的问题。

此外，使用特征点或特征量的所有上述技术基本上都是针对低 噪声图像的，并且都具有在包含高噪声图像的情况下不能正常运行 的问题。此外，特征点提取方法具有在噪声或重复图案方面不是很 好的问题。

因此，期望提供一种即使在图像具有高噪声或包括重复图案的 情况下仍能够通过简单结构估算运动矢量的可靠性的图像处理装 置和方法。