JP2012080411A - Imaging apparatus and control method therefor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique capable of achieving both reduction of a blur in imaging and suppression of a random feeling according to the quality of a motion of an imaging apparatus.SOLUTION: An imaging apparatus comprises: an imaging unit that images an object and outputs a first video signal not containing a blur of the object and a second video signal containing a blur of the object; a motion detection unit that detects motion of the imaging apparatus itself in imaging; and an output control unit that switches between the first video signal and the second video signal or combines them according to the quality of the detected motion, thereby generating an output video signal. The output control unit outputs the first video signal in a case where the velocity or acceleration of the motion is constant, and outputs the second video signal in a case where the velocity or acceleration of the motion is not constant. Or, in the case where the velocity or acceleration of the motion is not constant, a weight of the second video signal is increased than in the case where the velocity or acceleration of the motion is constant.

Description

本発明は撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof.

撮像時に撮像装置(ビデオカメラ)自体が動いてしまうと、映像中の対象物に動きボケ(モーションブラー、動きぶれとも呼ばれる)が発生することがある。このようなボケ(ぶれ)は、撮像素子の撮像時間を短く(シャッタ速度を速く)することで改善できることが知られている。特許文献1には、ビデオカメラ自体の動きを検出した場合に、絞りが開放または開放近傍になるまでシャッタ速度を速くすることで、ボケの少ない画像を得ることが開示されている。   If the imaging device (video camera) itself moves during imaging, motion blur (also referred to as motion blur or motion blur) may occur on an object in the video. It is known that such blur (blur) can be improved by shortening the imaging time of the image sensor (faster shutter speed). Patent Document 1 discloses that when motion of the video camera itself is detected, an image with less blur is obtained by increasing the shutter speed until the aperture is opened or close to the open position.

特開平4−246983号公報JP-A-4-246833

上記のように、撮像時間を短くすることで、動きボケの少ないくっきりとした映像信号を得ることが可能になる。
しかしながら、本発明者の検討により、そのような映像信号をインパルス型ディスプレイで表示する場合に、以下のような問題が発生することがわかってきた。撮像装置の動きが等速度又は等加速度である場合、映像中の対象物もおおむね等速度又は等加速度で移動する。このような映像であれば、観測者は表示映像中の対象物を追従視することが容易であるため、高品位な動画表示が可能となる。一方、撮像装置の動きがランダムの場合、映像中の対象物の動き(方向・速度)もランダムとなり、追従視が困難となる。このような追従視の困難な動きを、動きボケの少ない映像で表示すると、対象物の動きの連続性が視覚的に感じられなくなり、対象物がランダムな位置に現れては消えるように見えることがある。この妨害感を本明細書ではランダム感とよぶ。従来方法では、このようなランダム感の発生を回避することはできない。
As described above, by shortening the imaging time, a clear video signal with less motion blur can be obtained.
However, it has been found by the inventors that the following problems occur when such a video signal is displayed on an impulse display. When the movement of the imaging device is constant speed or constant acceleration, the target object in the video also moves at approximately constant speed or constant acceleration. With such a video, it is easy for the observer to follow the target in the display video, so that a high-quality video display is possible. On the other hand, when the movement of the imaging device is random, the movement (direction / speed) of the object in the video is also random, making it difficult to follow. When such difficult movements of follow-up are displayed with less motion blur, the continuity of the movement of the object cannot be felt visually, and the object appears to appear and disappear at random positions. There is. This sense of interference is referred to as randomness in this specification. In the conventional method, such a random feeling cannot be avoided.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、動きのある映像を表示する際の表示品質のさらなる改善を目的とする。より詳しくは、本発明は、撮像装置の動きの質に応じて、撮像時のボケの低減とランダム感の抑制とを両立可能な技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to further improve the display quality when a moving image is displayed. More specifically, an object of the present invention is to provide a technique capable of achieving both reduction of blur at the time of imaging and suppression of randomness according to the quality of motion of the imaging device.

本発明の第1態様は、対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を出力する撮像部と、撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、前記動き検出部で検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を切り換えることにより出力映像信号を生成する出力制御部と、を有し、前記出力制御部は、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合には前記第1の映像信号を出力し、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には前記第2の映像信号を出力する撮像装置を提供する。   According to a first aspect of the present invention, an imaging unit that captures an image of an object and outputs a first video signal that does not include the blur of the object and a second video signal that includes the blur of the object; A motion detection unit that detects the motion of the imaging device itself, and generates an output video signal by switching between the first video signal and the second video signal according to the quality of the motion detected by the motion detection unit An output control unit configured to output the first video signal when the detected motion is a constant velocity or a constant acceleration motion, and the detected motion is a constant velocity. Alternatively, there is provided an imaging device that outputs the second video signal when the motion is not at constant acceleration.

本発明の第2態様は、対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を出力する撮像部と、撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、前記動き検出部で検出された動きの質に応じて、前記第1の
映像信号と前記第2の映像信号を重み付け合成することにより出力映像信号を生成する出力制御部と、を有し、前記出力制御部は、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には、等速度又は等加速度の動きである場合に比べ、前記第2の映像信号の重みを大きくする撮像装置を提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an imaging unit that captures an image of an object and outputs a first video signal that does not include blur of the object and a second video signal that includes blur of the object; An output video signal obtained by weighting and combining the first video signal and the second video signal in accordance with the motion quality detected by the motion detection unit and a motion detection unit that detects the motion of the imaging device itself An output control unit that generates the output control unit when the detected motion is not a constant velocity or a constant acceleration motion, compared to a case where the detected motion is a constant velocity or a constant acceleration motion. An image pickup apparatus that increases the weight of the video signal 2 is provided.

本発明の第3態様は、撮像時間を変更可能なカメラと、撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合は撮像時間が短く、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合は撮像時間が長くなるように、前記カメラの撮像時間を制御する制御部と、を有する撮像装置を提供する。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a camera capable of changing an imaging time, a motion detection unit that detects a motion of the imaging device itself at the time of imaging, and imaging when the detected motion is a uniform velocity or a uniform acceleration. There is provided an imaging apparatus including a control unit that controls the imaging time of the camera so that the imaging time becomes long when the time is short and the detected motion is not a constant velocity or uniform acceleration.

本発明の第4態様は、対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を取得するステップと、撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を切り換えることにより出力映像信号を生成するステップと、を有し、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合には前記第1の映像信号が出力され、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には前記第2の映像信号が出力される撮像装置の制御方法を提供する。   According to a fourth aspect of the present invention, an object is imaged, a first video signal that does not include blur of the object and a second video signal that includes blur of the object are acquired, and imaging at the time of imaging Detecting the movement of the device itself with an acceleration sensor, and generating an output video signal by switching between the first video signal and the second video signal in accordance with the quality of the detected movement. And the first video signal is output when the detected motion is a constant velocity or constant acceleration motion, and the second video signal is output when the detected motion is not a constant velocity or constant acceleration motion. Provided is a method for controlling an imaging apparatus that outputs a video signal.

本発明の第5態様は、対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を取得するステップと、撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を重み付け合成することにより出力映像信号を生成するステップと、を有し、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には、等速度又は等加速度の動きである場合に比べ、前記第2の映像信号の重みを大きくする撮像装置の制御方法を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, an object is imaged, a first video signal that does not include blur of the object and a second video signal that includes blur of the object are acquired, and imaging at the time of imaging Detecting the movement of the device itself with an acceleration sensor, and generating an output video signal by weighting and combining the first video signal and the second video signal according to the detected motion quality; When the detected motion is not equal velocity or equal acceleration motion, the control of the imaging device increases the weight of the second video signal compared to the case where the detected motion is equal velocity or equal acceleration motion. Provide a method.

本発明の第6態様は、撮像時間を変更可能なカメラを有する撮像装置の制御方法であって、撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合は撮像時間が短く、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合は撮像時間が長くなるように、前記カメラの撮像時間を制御するステップと、を有する撮像装置の制御方法を提供する。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an image pickup apparatus having a camera capable of changing an image pickup time, the step of detecting the movement of the image pickup apparatus itself at the time of image pickup by an acceleration sensor, and the detected movement being a constant velocity. Or the step of controlling the imaging time of the camera so that the imaging time is short if the motion is equal acceleration, and the imaging time is longer if the detected motion is not a constant velocity or constant acceleration motion. A method for controlling an imaging apparatus is provided.

本発明によれば、動きのある映像を表示する際の表示品質のさらなる改善が可能となる。また、本発明によれば、撮像装置の動きの質に応じて、撮像時のボケの低減とランダム感の抑制とを両立することができる。   According to the present invention, it is possible to further improve the display quality when displaying a moving image. Further, according to the present invention, it is possible to achieve both reduction of blur during imaging and suppression of randomness according to the quality of motion of the imaging device.

本発明の第1の実施形態の撮像装置のブロック図。1 is a block diagram of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態の撮像装置のブロック図。The block diagram of the imaging device of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態の撮像装置のブロック図。The block diagram of the imaging device of the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態の撮像装置のブロック図。The block diagram of the imaging device of the 4th Embodiment of this invention. 撮像装置の座標系と、撮像時のボケを説明するための図。The figure for demonstrating the coordinate system of an imaging device, and the blurring at the time of imaging. 撮像装置の動きと対象物の動きの関係を説明するための図。The figure for demonstrating the relationship between the motion of an imaging device, and the motion of a target object. 等速度運動の評価と等加速度運動の評価を説明するための図。The figure for demonstrating the evaluation of a uniform velocity motion and the evaluation of a uniform acceleration motion. 等速度の評価を行う撮像時間制御部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the imaging time control part which evaluates equal speed. ずれ係数Kに対する映像信号V1とV2の重みの一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the weight of the video signals V1 and V2 with respect to the shift coefficient K. 等加速度の評価を行う撮像時間制御部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the imaging time control part which evaluates equal acceleration. ずれ係数Lに対する映像信号V1とV2の重みの一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the weight of the video signals V1 and V2 with respect to the shift coefficient L. ずれ係数Kに対する撮像時間の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the imaging time with respect to the deviation coefficient K. ずれ係数Lに対する撮像時間の一例を示すグラフ。6 is a graph showing an example of an imaging time with respect to a deviation coefficient L. 1チップに高速及び低速の2種類の撮像素子が実装された例を示す図。The figure which shows the example by which two types of high-speed and low-speed image sensors were mounted in 1 chip | tip. ダブルシャッタカメラを用いた撮像部分の構成を示す図。The figure which shows the structure of the imaging part using a double shutter camera. ダブルシャッタカメラを用いた構成のタイミング図。The timing diagram of the structure using a double shutter camera.

本発明は、インパルス型ディスプレイを用いて映像信号を表示する際に、撮像時のボケを低減するとともに、追従視の困難な映像部分に対してランダム感の発生を抑制可能な技術に関する。本発明は、例えば、家庭用ビデオカメラを初めとする可搬型の撮像装置、並びに、そのような撮像装置と表示装置からなる映像システムに好ましく適用できる。インパルス型ディスプレイは、典型的には、CRT、線順次駆動を行うFED(Field Emission Display)やSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)などである。
ただし、本発明では、黒フレームを挿入したり、あるいはバックライトの発光時間を短くすることで、ホールドボケ(動きぼやけ)を改善したLCD(液晶ディスプレイ)も、インパルス型ディスプレイの範疇とする。
The present invention relates to a technique capable of reducing blurring at the time of imaging when displaying a video signal using an impulse display and suppressing occurrence of randomness in a video portion that is difficult to follow. The present invention can be preferably applied to, for example, a portable imaging device such as a home video camera and a video system including such an imaging device and a display device. The impulse display is typically a CRT, a field emission display (FED) that performs line sequential driving, a surface-conduction electron-emitter display (SED), or the like.
However, in the present invention, an LCD (liquid crystal display) that improves hold blur (motion blur) by inserting a black frame or shortening the light emission time of the backlight is also included in the category of the impulse display.

(撮像時のボケ)
初めに、撮像時のボケについて説明する。撮像時のボケは撮像素子の撮像時間内で被写体である対象物が動いた場合に発生するものであり、モーションブラー(動きぶれ)ともよばれる。また、対象物が静止していても、撮像装置(ビデオカメラ装置)自体が動いたために、対象物が撮像装置の視野角に対して相対的に動いた場合も同様に、撮像時のボケが発生する。本発明は、後者の撮像装置の動きによる撮像時のボケの良好な改善方法を提供するものである。
撮像時のボケを少なくするためには、撮像素子の電子シャッタの速度を制御し、1フレーム時間より短い撮像時間で対象物を撮像する方法がある。例えば1/1000秒の撮像時間で対象物を撮像した場合、映像信号のそれぞれのフレームはぶれの無いシャープな映像となる。
(Bokeh during imaging)
First, blur at the time of imaging will be described. The blur at the time of imaging occurs when an object that is a subject moves within the imaging time of the imaging device, and is also called motion blur. Similarly, even when the object is stationary, the imaging device (video camera device) itself has moved, so that when the object moves relatively with respect to the viewing angle of the imaging device, blurring at the time of imaging also occurs. appear. The present invention provides a method for satisfactorily improving blur at the time of imaging due to the movement of the latter imaging apparatus.
In order to reduce blur at the time of imaging, there is a method in which the speed of the electronic shutter of the imaging device is controlled and an object is imaged in an imaging time shorter than one frame time. For example, when an object is imaged with an imaging time of 1/1000 second, each frame of the video signal becomes a sharp image without blurring.

撮像時のボケ(動きぶれ)は、被写体の輪郭をぼやけさせたり、色や明暗のコントラストを低下させる。そのため、同一対象物を異なる撮像時間(シャッタ速度)で撮像した複数種類の映像について空間周波数成分を比較すると、撮像時間の短い映像信号ほど高周波成分が多く、撮像時間の長い映像信号ほど高周波成分が少なくなる。よって、撮像時間の短い映像信号を「高周波成分の多い映像信号」、撮像時間の長い映像信号を「高周波成分の少ない映像信号」とよぶことができる。また、時間軸方向の画素値(又は輝度又は色)の変化に着目した場合は、撮像時間の短い映像信号を「時間応答性の良い映像信号」、撮像時間の長い映像信号を「時間応答性の悪い映像信号」とよぶこともできる。また、映像中の対象物の動きぶれの有無に着目した場合は、撮像時間の短い映像信号を「対象物のぶれを含まない映像信号」、撮像時間の長い映像信号を「対象物のぶれを含む映像信号」とよぶこともできる。   Blur (motion blur) at the time of imaging blurs the outline of the subject and reduces the contrast of color and brightness. Therefore, when comparing the spatial frequency components of multiple types of images obtained by imaging the same object at different imaging times (shutter speeds), a video signal with a shorter imaging time has more high frequency components, and a video signal with a longer imaging time has higher frequency components. Less. Therefore, a video signal with a short imaging time can be called a “video signal with a high frequency component”, and a video signal with a long imaging time can be called a “video signal with a low high frequency component”. When attention is paid to changes in the pixel value (or luminance or color) in the time axis direction, a video signal with a short imaging time is referred to as a “video signal with a good time response”, and a video signal with a long imaging time is referred to as a “time response”. It can also be called “bad video signal”. In addition, when focusing on the presence or absence of motion blur of the object in the video, the video signal with a short imaging time is referred to as “video signal that does not include blurring of the object”, and the video signal with a long imaging time is referred to as “ It can also be referred to as a “video signal including”.

(撮像装置の動きと撮像時のボケ)
次に撮像装置自体の動きと撮像時のボケについて説明する。
図5(a)は撮像装置自体の動きを説明するための、撮像装置の座標と被写体である対象物を模式的に示した図である。図5(a)において90は被写体、100は撮像装置の座標の軸を示している。
撮像時の撮像装置の動きは、図5(a)に示すX、Y、Z方向の平行な動き、X、Y、Z軸を回転軸とした回転方向の動きがある。ここでは、撮像装置の光軸方向にZ軸をとり、Z軸に垂直な面内において撮像装置の垂直方向にY軸、水平方向にX軸をとる。
(Motion of the imaging device and blur at the time of imaging)
Next, the movement of the imaging device itself and blurring during imaging will be described.
FIG. 5A is a diagram schematically illustrating the coordinates of the imaging device and the object that is the subject for explaining the movement of the imaging device itself. In FIG. 5A, reference numeral 90 denotes a subject, and reference numeral 100 denotes a coordinate axis of the imaging apparatus.
The movement of the image pickup apparatus at the time of image pickup includes a parallel movement in the X, Y, and Z directions shown in FIG. 5A and a movement in the rotation direction with the X, Y, and Z axes as rotation axes. Here, the Z axis is taken in the optical axis direction of the image pickup apparatus, and the Y axis is taken in the vertical direction of the image pickup apparatus and the X axis is taken in the horizontal direction in a plane perpendicular to the Z axis.

撮像装置がX方向に平行移動するか、Y軸まわりに回転移動すると、対象物がX方向に
移動する映像が得られ、撮像装置がY方向に平行移動するか、X軸まわりに回転移動すると、対象物がY方向に移動する映像が得られる。ただし、対象物の移動方向は撮像装置の移動方向と逆になる。
撮像装置がZ方向に平行移動すると、対象物からピントが外れたり、対象物の映像中の大きさが変化するような映像が得られる。また撮像装置がZ軸まわりに回転すると、対象物がZ軸まわり逆方向に回転移動する映像が得られる。
したがって、撮像素子の撮像時間が長い場合、映像中の対象物には撮像装置の動きと逆方向の動きボケ(ぶれ)が発生する。
When the imaging device moves in parallel in the X direction or rotates around the Y axis, an image in which the object moves in the X direction is obtained, and when the imaging device moves in parallel in the Y direction or rotates around the X axis. An image in which the object moves in the Y direction is obtained. However, the moving direction of the object is opposite to the moving direction of the imaging device.
When the imaging apparatus moves in parallel in the Z direction, an image is obtained in which the object is out of focus or the size of the object in the image changes. Further, when the imaging device rotates around the Z axis, an image in which the object rotates and moves around the Z axis in the reverse direction is obtained.
Therefore, when the imaging time of the imaging device is long, motion blur (blurring) in the direction opposite to the motion of the imaging device occurs on the target in the video.

図5(b)、(c)に、撮像装置をY軸まわりに回転して撮像した映像信号の例を模式的に示す。図5(b)は撮像時間の短い映像信号の例であり、101は1フレームの画像であり、90aは、対象物を示している。撮像時間が短い場合は、対象物90aのボケがほとんど無い。図5(c)は撮像時間の長い映像信号の例であり、101は1フレームの画像であり、90bは、対象物を示している。撮像時間が長い場合は、撮像装置の動きに起因して、対象物90bにY方向のボケ(ぶれ)が発生している。   FIGS. 5B and 5C schematically show examples of video signals picked up by rotating the image pickup apparatus around the Y axis. FIG. 5B is an example of a video signal with a short imaging time, 101 is an image of one frame, and 90a indicates an object. When the imaging time is short, there is almost no blur of the object 90a. FIG. 5C is an example of a video signal having a long imaging time, 101 is an image of one frame, and 90b indicates an object. When the imaging time is long, blurring in the Y direction occurs on the object 90b due to the movement of the imaging device.

(ホールドボケ)
次に、ホールドボケについて説明する。ホールドボケは、画面上の動く対象物を追従視した場合に発生する。追従視とは、対象物の動きに対して視線を追従させながら、動く対象物を観測することをいう。前述した撮像時のボケは映像信号に含まれているものであったのに対し、ホールドボケは観察者の視覚的な作用により発生するものである。
ここで、動く対象物とは、映像中(画面上)の位置が変化している対象物のことをいい、対象物が現実に動いているか否かは無関係である。前述のように、対象物が静止している場合でも、撮像装置が動くことで対象物と撮像装置の視野が相対移動すれば、動く対象物の映像が得られる。
(Hold blur)
Next, hold blur will be described. Hold blur occurs when a moving object on the screen is tracked. Tracking vision refers to observing a moving object while keeping the line of sight following the movement of the object. While the blur at the time of imaging described above is included in the video signal, the hold blur occurs due to the visual action of the observer.
Here, the moving object means an object whose position in the video (on the screen) is changing, and it is irrelevant whether or not the object is actually moving. As described above, even when the object is stationary, an image of the moving object can be obtained if the object and the field of view of the image capturing apparatus move relative to each other by moving the image capturing apparatus.

CRT、線順次駆動のFEDやSED(Surface-conduction Electron-emitter Display)を初めとするインパルス型ディスプレイでは、各フレーム(又はフィールド)におけ
る表示時間(発光時間)が非常に短い。そのため、動く対象物を追従視した場合でもボケは発生しない。
これに対し、LCDを初めとするホールド型ディスプレイでは、1フレームのあいだ発光強度が保持されるため、動く対象物を追従視した場合に、対象物が移動方向に広がって網膜上に結像される。これがホールドボケとなって観測される。ホールドボケは、動く対象物を追従視した場合、ホールド型ディスプレイでは必ず発生する。このホールドボケを回避するためには、ホールド型ディスプレイで動く対象物を表示する際、バックライトの発光時間を短く制御して、インパルス型ディスプレイのように表示することが好ましい。最近では、LCDのバックライトの発光時間を短くする技術や、映像フレーム間に黒フレームを挿入する技術により、LCDもインパルス型ディスプレイの特性に近づいている。このような制御を行っているLCDに対しても、本発明の映像処理方法は有効である。本明細書では、このようなLCDもインパルス型ディスプレイの範疇として考える。
In impulse-type displays such as CRT, line-sequential FED and SED (Surface-conduction Electron-emitter Display), the display time (light emission time) in each frame (or field) is very short. Therefore, no blur occurs even when the moving object is viewed.
On the other hand, in a hold-type display such as an LCD, the light emission intensity is maintained for one frame. Therefore, when the moving object is viewed, the object spreads in the moving direction and is imaged on the retina. The This is observed as a hold blur. The hold blur always occurs in the hold-type display when the moving object is tracked. In order to avoid this hold blur, it is preferable to display the object like a impulse display by controlling the backlight emission time to be short when displaying a moving object on the hold display. Recently, LCDs are approaching the characteristics of impulse-type displays due to techniques for shortening the backlight emission time of LCDs and techniques for inserting black frames between video frames. The image processing method of the present invention is also effective for an LCD that performs such control. In this specification, such an LCD is also considered as a category of an impulse display.

(インパルス型ディスプレイでの妨害感)
次に、インパルス型ディスプレイで表示を行った場合の妨害感について説明する。
前述したように、インパルス型ディスプレイでは、ホールドボケという妨害感は発生しない。しかし、インパルス型ディスプレイでは、撮像時のボケの無い映像を表示した場合、ある条件で妨害感が発生する。
すなわち、撮像時のボケの無い対象物をインパルス型ディスプレイで観測すると、追従視できる対象物はホールドボケが発生することなくはっきり見ることができる。一方、追従視の困難な動きの対象物の場合は、観測者の視線の動きと映像上の対象物の動きとがずれてしまい、網膜上の位置がずれてしまう。
実際このような運動を行う対象物の映像をインパルス型ディスプレイに表示すると、観測者は対象物の動きの連続性を視覚的に感じられなくなり、対象物がランダムな位置に現れては消えるような不自然な表示に見える。この妨害感は、撮像時のボケより不自然であり違和感が大きい。
追従視が困難な映像の例としては、例えば、撮影者が撮像装置を手で持ち、歩いたり走ったりしながら撮像した映像があげられる。この場合、撮像装置に対して、撮影者の意図した動きの他に、細かな振動やランダムな動きが加わる。この撮像装置自体の振動やランダムな動きは、映像の画面全体の(逆方向の)振動やランダムな動きとなってあらわれる。このような動きは追従視が困難なため、観測者はフレームごとの連続性を感じることができず、ランダム感と呼ばれる妨害感が発生する。
(A sense of interference with an impulse display)
Next, a feeling of interference when displaying on an impulse display will be described.
As described above, the impulse display does not cause a sense of hindrance such as hold blur. However, in the impulse-type display, when an image without blur at the time of imaging is displayed, a sense of interference occurs under certain conditions.
That is, when an object that is not blurred at the time of imaging is observed on an impulse display, the object that can be followed can be clearly seen without occurrence of hold blur. On the other hand, in the case of an object whose movement is difficult to follow, the movement of the observer's line of sight and the movement of the object on the video are shifted, and the position on the retina is shifted.
In fact, when an image of an object that performs such a movement is displayed on an impulse display, the observer cannot visually perceive the continuity of the movement of the object, and the object appears and disappears at random positions. Looks unnatural. This disturbing feeling is more unnatural than the blur at the time of imaging, and the sense of discomfort is great.
As an example of an image that is difficult to follow, for example, an image captured by a photographer holding an image pickup device by hand and walking or running. In this case, in addition to the movement intended by the photographer, fine vibrations and random movement are added to the imaging apparatus. The vibration and random movement of the imaging apparatus itself appear as vibration (in the reverse direction) and random movement of the entire image screen. Since such a movement is difficult to follow, the observer cannot feel the continuity for each frame, and a sense of disturbance called random feeling occurs.

本発明者の検討により、撮像装置にランダムな動きが加わった場合に、撮像時間を長く設定し、わざと撮像時のボケを加えて撮像することによってランダム感を除去できることが分かった。また、電子シャッタを用いて短い撮像時間で撮影した映像信号に対して、撮像時のボケに相当するボケを信号処理により加えることによっても、同じようにランダム感を低減できることも見出した。なお、撮像時のボケは対象物の移動方向に沿って現れるため、ランダム感に比べて不自然さは少ない。   As a result of studies by the present inventors, it has been found that when a random motion is applied to the imaging apparatus, it is possible to remove the random feeling by setting the imaging time to be long and intentionally adding the blur at the time of imaging. It has also been found that randomness can be reduced in the same manner by adding blur corresponding to blur at the time of imaging to a video signal captured with a short imaging time using an electronic shutter. Note that the blur at the time of imaging appears along the moving direction of the object, so that there is less unnaturalness than the random feeling.

(撮像装置の動きと撮像された対象物の動き)
撮像装置の動きと、それによる撮像された対象物の動きを説明する。
前述したように、撮像装置の動きに対して撮像した対象物の動きは逆方向となる。
(Motion of the imaging device and motion of the imaged object)
The movement of the imaging apparatus and the movement of the imaged object by the movement will be described.
As described above, the motion of the object imaged in the opposite direction to the motion of the imaging device is reversed.

初めに、撮像装置のX方向の平行な動きについて説明する。撮像装置のX方向の平行な動きにより、映像上の対象物はX方向逆向きに動く。Y方向についても同様に考えればよい。
図6(a)は、撮像装置のX方向の平行移動を示している。図6(a)において、110は撮像装置のX方向を示す直線、111は対象物が置かれている平面であり、撮像装置のZ方向に垂直な平面である。撮像装置と対象物は距離S離れている。
112aはある時刻の撮像装置の画角を示す点線、112bは例えば1フレーム時間経過後の撮像装置の画角を示す一点鎖線であり、画角はいずれもθである。またこの時の撮像装置のX方向の速度をvxとする。この速度vxは、例えば1フレーム時間に撮像装置がX方向に進んだ距離で定義する。
この時、撮像された対象物の速度Vxは、X方向の表示画面の長さを1と正規化して考えると、
Vx=-vx/[2・S・tan(θ/2)] ・・・・式1)
となる。
同様に、撮像装置のX方向の加速度については、撮像装置の加速度(1フレームあたりの速度の変化)を、axとすると、撮像された対象物の加速度Axは、X方向の表示画面の長さを1と正規化して考えると、
Ax=-ax/[2・S・tan(θ/2)] ・・・・式2)
となる。
First, the parallel movement of the imaging apparatus in the X direction will be described. Due to the parallel movement of the imaging device in the X direction, the object on the image moves in the opposite direction of the X direction. The same applies to the Y direction.
FIG. 6A shows the parallel movement of the imaging apparatus in the X direction. In FIG. 6A, 110 is a straight line indicating the X direction of the imaging apparatus, 111 is a plane on which an object is placed, and is a plane perpendicular to the Z direction of the imaging apparatus. The imaging device and the object are separated by a distance S.
112a is a dotted line indicating the angle of view of the imaging device at a certain time, 112b is a one-dot chain line indicating the angle of view of the imaging device after elapse of one frame time, for example, and the angle of view is θ. Further, the speed in the X direction of the imaging apparatus at this time is assumed to be vx. This speed vx is defined by, for example, a distance traveled by the imaging apparatus in the X direction in one frame time.
At this time, the speed Vx of the imaged object is considered by normalizing the length of the display screen in the X direction as 1.
Vx = -vx / [2 ・ S ・ tan (θ / 2)] ・ ・ ・ ・ Equation 1)
It becomes.
Similarly, with respect to the acceleration in the X direction of the imaging apparatus, if the acceleration (change in speed per frame) of the imaging apparatus is ax, the acceleration Ax of the captured object is the length of the display screen in the X direction. Is normalized to 1, and
Ax = -ax / [2 ・ S ・ tan (θ / 2)] ・ ・ ・ ・ Equation 2)
It becomes.

次に、撮像装置のY軸まわりの角速度と、撮像した対象物のX方向の速度の関係を図6(b)を用いて説明する。X軸まわりの回転についても同様に考えればよい。
図6(b)において、110は撮像装置のX方向を示す直線、111は対象物が置かれている平面であり、撮像装置のZ方向に垂直な平面である。撮像装置と対象物は距離S離れている。
113aはある時刻の撮像装置の画角を示す点線、113bは例えば1フレーム時間経過後の撮像装置の画角を示す一点鎖線であり、画角はいずれもθである。またこの時のY軸まわりの角速度を、vωxとする。この角速度vωxは1フレーム時間に撮像装置がY
軸を回転軸として回転した角度で考える。
この時、撮像された対象物の速度Vωxは、X方向の表示画面の長さを1と正規化して考えると、
Vωx=-vωx/θ ・・・・式3)
となる。
同様に、撮像装置のY軸まわりの角加速度と、撮像した対象物の加速度の関係について考える。Y軸まわりの角加速度を、aωxとすると、撮像された対象物の加速度Aωxは、X方向の表示画面の長さを1と正規化して考えると、
Aωx=-aωx/θ ・・・・式4)
となる。
Next, the relationship between the angular velocity around the Y axis of the imaging device and the velocity in the X direction of the imaged object will be described with reference to FIG. The rotation around the X axis can be considered in the same way.
In FIG. 6B, 110 is a straight line indicating the X direction of the imaging apparatus, 111 is a plane on which an object is placed, and is a plane perpendicular to the Z direction of the imaging apparatus. The imaging device and the object are separated by a distance S.
113a is a dotted line indicating the angle of view of the imaging device at a certain time, 113b is a one-dot chain line indicating the angle of view of the imaging device after elapse of one frame time, for example, and the angle of view is θ. The angular velocity around the Y axis at this time is represented by vωx. This angular velocity vωx is determined by the imaging device Y during one frame time.
Consider the angle rotated around the axis.
At this time, the velocity Vωx of the imaged object is considered by normalizing the length of the display screen in the X direction as 1.
Vωx = -vωx / θ (3)
It becomes.
Similarly, consider the relationship between the angular acceleration around the Y axis of the imaging device and the acceleration of the imaged object. Assuming that the angular acceleration around the Y axis is aωx, the acceleration Aωx of the imaged object is considered by normalizing the length of the display screen in the X direction as 1.
Aωx = -aωx / θ (4)
It becomes.

以上、説明したように、撮像装置のX、Y方向の平行な動き(速度、加速度)や、X、Y軸まわりの回転方向の動き(角速度、角加速度)は、撮像された対象物のX、Y方向の平行な動き(速度、加速度)と比例することがわかる。   As described above, the parallel movement (velocity and acceleration) of the imaging apparatus in the X and Y directions and the movement in the rotational direction around the X and Y axes (angular velocity and angular acceleration) are related to the X of the captured object. , It is proportional to the parallel movement (speed, acceleration) in the Y direction.

撮像装置がZ方向に平行移動すると、対象物からピントが外れたり、対象物の大きさが変化する。撮像装置がZ軸まわりに回転すると、対象物が撮像装置の回転方向と逆向きに回転する。これらの動きは一般に追従視が困難であるため、これらの動きの質(等速度、等加速度)の評価を行うまでも無く、これらの動きの有無(または大きさ)により、追従視できないと判断すると良い。   When the imaging apparatus moves in parallel in the Z direction, the object is out of focus or the size of the object changes. When the imaging device rotates about the Z axis, the object rotates in the direction opposite to the rotation direction of the imaging device. Since these movements are generally difficult to follow, it is not necessary to evaluate the quality (constant speed, constant acceleration) of these movements, and it is determined that they cannot be followed according to the presence (or size) of these movements. Good.

一般に、距離Sが大きい場合、撮像装置のX、Y方向の平行な動きに対して、撮像した対象物の動きは小さなものになる。そのため後述する撮像装置のX、Y方向の平行な動きは、評価しなくとも画質の影響が少ない。
また、撮像装置のZ方向の平行な動きについては、撮影者が動かせる距離に対して距離Sがはるかに大きい場合が一般的であるため、ピントのずれや対象物の大きさの変化は非常に小さい。よって、Z方向の平行な動きは、評価しなくとも画質の影響が少ない。
そのため、処理を単純化する場合、撮像装置のX、Y、Z方向の平行な動きについては評価を行わなくても良い。言い換えれば、X、Y、Z方向の平行な動きの評価が必要な場合は、距離Sが小さい対象物を撮像する場合、すなわち、マクロレンズを用いた撮像装置で撮像する場合である。
In general, when the distance S is large, the motion of the captured object is small with respect to the parallel motion of the imaging device in the X and Y directions. For this reason, parallel movements in the X and Y directions of the imaging apparatus described later have little influence on image quality without evaluation.
Further, with regard to the parallel movement of the image pickup apparatus in the Z direction, since the distance S is generally much larger than the distance that the photographer can move, the focus shift and the change in the size of the object are extremely large. small. Therefore, the parallel movement in the Z direction has little influence on the image quality without evaluation.
Therefore, when the process is simplified, it is not necessary to evaluate the parallel movement of the imaging apparatus in the X, Y, and Z directions. In other words, when it is necessary to evaluate parallel movement in the X, Y, and Z directions, it is a case where an object having a small distance S is imaged, that is, an image is picked up by an imaging device using a macro lens.

<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態は、撮像装置の動きの質(等速度、等加速度)を評価し、その評価結果すなわち追従視のしやすさに応じて、出力映像信号の撮像時間の長さを変化させる。具体的には、撮像時間の短い第1の映像信号(対象物のぶれを含まない映像信号)と撮像時間の長い第2の映像信号(対象物のぶれを含む映像信号)を適宜切り換え又は合成して、出力映像信号を生成する。このような出力映像信号をディスプレイに出力することにより、追従視の容易な対象物についてはボケ(ぶれ)の無いシャープな画質を実現し、追従視の困難な対象物についてはランダム感を抑えた自然な画質を実現する。
なお、以下の説明において、「追従視の容易な/困難な撮像装置の動き」という簡略化した表現を用いるが、これは、「撮像装置の動きに起因する映像中の対象物の動きが追従視の容易な/困難な動きとなる、撮像装置の動き」を意味する。
<First Embodiment>
The first embodiment of the present invention evaluates the quality of motion (constant velocity, uniform acceleration) of the imaging apparatus, and the length of the imaging time of the output video signal according to the evaluation result, that is, the ease of following vision. To change. Specifically, a first video signal with a short imaging time (video signal that does not include blur of the object) and a second video signal with a long imaging time (video signal that includes the blur of the object) are switched or combined as appropriate. Then, an output video signal is generated. By outputting such an output video signal to the display, a sharp image without blurring is realized for an object that is easy to follow, and randomness is suppressed for an object that is difficult to follow. Realize natural image quality.
In the following description, the simplified expression “the movement of the imaging device that is easy / difficult to follow” is used. This is because “the movement of the object in the video caused by the movement of the imaging device follows. It means “the movement of the imaging device that makes the movement easy / difficult to see”.

(追従視可能な条件)
第1の実施形態の説明の前に、表示装置で表示した対象物に対する追従視可能な条件を説明する。そして、前述した対象物の動きと撮像装置の動きの関係式により、追従視可能な撮像装置の動きの質(速度、角速度、加速度、角加速度)の条件を示す。
本発明者が、追従視できる対象物の動きを観察したところ、テロップの様な等速度で移動している対象物、あるいは、等加速度で移動する対象物については人間の目が良好に追
従できることがわかった。
このことから、等速度あるいは等加速度運動する対象物であれば、撮像時間の短い映像信号(時間応答性の良い映像信号)を出力し、撮像時のボケの無い映像を表示する。それによって、追従視できる対象物のボケ(ぶれ)を防止する。その他の対象物の動きについては追従視が難しいので、ランダム感が発生しないように、撮像時間が長い映像信号に切り換えるか、撮像時間が短い映像信号と長い映像信号を合成し、撮像時のボケ(ぶれ)を含む映像を表示する。前述したように撮像時のボケ(動きぶれ)はランダム感に比べ不自然さが小さいことから、映像全体の総合的な表示品質は向上する。
(Conditions for follow-up viewing)
Prior to the description of the first embodiment, conditions for following-viewing an object displayed on a display device will be described. Then, the condition of the quality of motion (speed, angular velocity, acceleration, angular acceleration) of the imaging device that can be followed is shown by the relational expression between the motion of the object and the motion of the imaging device.
When the inventor observed the movement of an object that can be followed, the human eye can follow the object moving at a constant speed such as a telop or the object moving at a constant acceleration. I understood.
For this reason, for an object that moves at a constant velocity or a constant acceleration, a video signal with a short imaging time (a video signal with good time responsiveness) is output, and an image without blurring at the time of imaging is displayed. This prevents blurring of the object that can be followed. Since it is difficult to follow the movement of other objects, switch to a video signal with a long imaging time or combine a video signal with a short imaging time and a long video signal so that randomness does not occur. Display video that includes (blur). As described above, the blur (motion blur) at the time of imaging is less unnatural than the random feeling, so that the overall display quality of the entire video is improved.

(等速度の評価)
初めに、撮像された対象物の等速度の評価を行う例について記す。
図7(a)に等速度運動の評価を説明するためのグラフを示す。図7(a)において、縦軸は時刻、横軸はX方向を示す。Tn−2、Tn−1、T、Tn+1はフレーム毎の時刻を示している。横軸はX方向として説明するが、X,Y軸の両方で判断すると好適である。図7(a)において401a、401b、401c、401dはそれぞれ時刻Tn−2、Tn−1、T、Tn+1の時の追従視している視線を模式的に示す。402a、402b、402c、402dは動く対象物であり、おおよそ等速度運動をしている。観測者はフレーム毎に視線を対象物の動きに合わすことはできず、対象物の平均的な動きに追従し等速度に視線を移動させる。すなわち、対象物402cの様な等速度から外れた対象物については、視線401cとのずれ(ΔX)が発生する。このずれは網膜上でボケとなる。このボケに起因して、インパルス型ディスプレイにおけるランダム感が発生する。
(Evaluation of constant speed)
First, an example in which the constant velocity of the captured object is evaluated will be described.
FIG. 7A shows a graph for explaining the evaluation of constant velocity motion. In FIG. 7A, the vertical axis represents time and the horizontal axis represents the X direction. T n-2 , T n−1 , T n , and T n + 1 indicate the time for each frame. Although the horizontal axis will be described as the X direction, it is preferable to determine both the X and Y axes. In FIG. 7 (a) 401a, 401b, 401c, 401d each time T n-2, T n- 1, T n, a line of sight that tracks the motion when T n + 1 shown schematically. Reference numerals 402a, 402b, 402c, and 402d are moving objects that are moving at approximately equal speed. The observer cannot adjust the line of sight to the movement of the object for each frame, and follows the average movement of the object and moves the line of sight at a constant speed. That is, a deviation (ΔX) from the line of sight 401c occurs for an object that deviates from the constant velocity, such as the object 402c. This shift is blurred on the retina. Due to this blur, a random feeling is generated in the impulse display.

このボケの出具合、すなわち等速度で追従視する視線に対して対象物がどの程度ずれているかの比を「ずれ係数:K」として、本明細書では定義する。このずれ係数Kが小さな値であればランダム感は発生しにくいため、撮像時間が短い映像信号を良好な表示品質でインパルス型ディスプレイに表示できる。   In this specification, the degree of blurring, that is, the ratio of how much the object is deviated with respect to the line of sight following at a constant speed is defined as “deviation coefficient: K”. If this deviation coefficient K is a small value, randomness is unlikely to occur, so that a video signal with a short imaging time can be displayed on the impulse display with good display quality.

m番目のフレームにおける対象物の速度をVm、観測者の視線の速度をVaveとすると、現時刻であるn番目のフレームにおけるずれ係数Kを、

Figure 2012080411
と定義する。
ずれ係数Kは図7(a)に示したように、対象物の位置と視線の位置の差(ΔX)を1フレームあたりの視線の移動距離(Vave)で割った値で定義する。 When the velocity of the object in the mth frame is Vm and the speed of the observer's line of sight is Vave, the deviation coefficient K in the nth frame, which is the current time, is
Figure 2012080411
It is defined as
As shown in FIG. 7A, the deviation coefficient K is defined by a value obtained by dividing the difference (ΔX) between the position of the object and the position of the line of sight by the movement distance (Vave) of the line of sight per frame.

ずれ係数Kが例えば0であれば、視線の位置と対象物の位置がずれていないので、撮像時間が短い映像信号を表示し、追従視できる対象物のボケを防止する。この場合、ランダム感のような妨害感は生じない。一方、ずれ係数Kが0.5以上になると、追従視した時に1フレーム期間に動く距離の半分の距離、対象物がずれていることなり、ランダム感が顕著になり始める。
そのため、ずれ係数Kの値が大きくなるのに応じて、撮像時間が短い映像信号V1から撮像時間が長い映像信号V2に切り換えるか、あるいは、映像信号V1に対する映像信号V2の合成率(重み)を増加させることで、意図的に対象物に撮像時のボケを加える。それによって、追従視の困難な映像信号におけるランダム感の発生を抑制する。
If the shift coefficient K is 0, for example, the position of the line of sight and the position of the object are not shifted, so that a video signal with a short imaging time is displayed to prevent blurring of the object that can be followed. In this case, there is no disturbing feeling such as a random feeling. On the other hand, when the deviation coefficient K is 0.5 or more, the object is displaced by a distance that is half of the moving distance in one frame period when the follow-up view is performed, and the random feeling starts to become noticeable.
Therefore, as the value of the deviation coefficient K increases, the video signal V1 with a short imaging time is switched to the video signal V2 with a long imaging time, or the synthesis rate (weight) of the video signal V2 with respect to the video signal V1 is changed. By increasing the value, the object is intentionally blurred at the time of imaging. This suppresses the generation of randomness in video signals that are difficult to follow.

ずれ係数Kの定義式をより簡略化するために、以下の様な式の変形を行い、ずれ係数を求めても好適である。すなわち式5)は、

Figure 2012080411
と、変形できる。現時刻nより前までは追従視できている(すなわち、視線の位置と対象
物の位置がずれていない)と仮定する。式で示すと、
Figure 2012080411
となる。
式6)に式7)を代入し
K=|Vn-Vave|/|Vave| ・・・・式8)
が求まる。
式5)あるいは、式8)により、ずれ係数Kを求め、追従視可能かを判断すると好適である。 In order to simplify the definition formula of the deviation coefficient K, it is also preferable to obtain the deviation coefficient by modifying the following expression. That is, Equation 5) is
Figure 2012080411
And can be transformed. It is assumed that a follow-up view is possible before the current time n (that is, the position of the line of sight is not shifted from the position of the object). In terms of the formula:
Figure 2012080411
It becomes.
Substituting Equation 7) into Equation 6)
K = | Vn-Vave | / | Vave |
Is obtained.
It is preferable that the deviation coefficient K is obtained by Equation 5) or Equation 8) to determine whether follow-up viewing is possible.

次に、ずれ係数Kを撮像装置の速度vx、角速度vωxから求める。Y方向についても同様に導出できるのは言うまでも無い。
初めに、撮像装置の速度とずれ係数Kの関係を示す。m番目のフレームにおける撮像装置の速度をvxmとすると、式1)を式5)、式8)に代入し、

Figure 2012080411
となる。
ここで、vxaveは撮像装置のX方向の速度の平均を示す。 Next, the deviation coefficient K is obtained from the velocity vx and angular velocity vωx of the imaging device. Needless to say, the Y direction can be similarly derived.
First, the relationship between the speed of the imaging apparatus and the deviation coefficient K is shown. Assuming that the speed of the imaging device in the mth frame is vxm, Equation 1) is substituted into Equation 5) and Equation 8),
Figure 2012080411
It becomes.
Here, vxave indicates the average speed in the X direction of the imaging apparatus.

次に、撮像装置の角速度とずれ係数Kの関係を示す。m番目のフレームにおける撮像装置の角速度vωxmとすると、式3)を式5)、式8)に代入し、

Figure 2012080411
となる。
ここで、vωxaveは撮像装置のY軸まわりの角速度の平均を示す。
以上の式9)〜式12)によって、撮像装置の動き(速度、角速度)からずれ係数Kを導出できる。 Next, the relationship between the angular velocity of the image pickup apparatus and the deviation coefficient K is shown. Assuming that the angular velocity vωxm of the imaging device in the m-th frame, Equation 3) is substituted into Equation 5) and Equation 8),
Figure 2012080411
It becomes.
Here, vωxave represents an average of angular velocities around the Y axis of the imaging apparatus.
The deviation coefficient K can be derived from the movements (velocity, angular velocity) of the imaging apparatus by the above equations 9) to 12).

次に、撮像装置のX方向の速度の平均vxave、撮像装置のY軸まわりの角速度の平均vωxaveの導出方法を説明する。
速度の平均vxave、角速度の平均vωxaveは現時刻nより以前の速度、角速度の平均値であるから、

Figure 2012080411
と、求めることができる。
式13)、式14)の開始時刻は、例えば、シーンが変わったときを基点として、過去から計算すればよい。 Next, a method for deriving the average vxave of the velocity in the X direction of the imaging device and the average vωxave of the angular velocity around the Y axis of the imaging device will be described.
Since the average velocity vxave and the average angular velocity vωxave are the average values of the velocity and angular velocity before the current time n,
Figure 2012080411
And can be asked.
The start times of Equation 13) and Equation 14) may be calculated from the past, for example, when the scene changes.

撮像装置が静止している場合はvxave、vωxaveが0となり、式11)、式12)の分母が0となる。撮像装置が静止しているときは追従視可能であると推定できるので、この場合は、式11)、式12)の計算は行わず、Kの値として小さな値(例えばK=0)を出力する。
これらの計算は、1フレーム毎に計算を行えばよいので、マイクロコントローラ等のソ
フトウエアで処理することが可能である。
When the imaging device is stationary, vxave and vωxave are 0, and the denominators of Equations 11) and 12) are 0. Since it can be estimated that follow-up vision is possible when the imaging apparatus is stationary, in this case, calculation of Equations 11) and 12) is not performed, and a small value (for example, K = 0) is output as the value of K. To do.
Since these calculations only need to be performed for each frame, they can be processed by software such as a microcontroller.

一方、速度の平均vxave、角速度の平均vωxaveは、より過去の重みを少なくした平均である式15)〜式18)で示した巡回型のフィルタで計算できる。この計算は、簡便であるばかりでなく、実際の観測者の追従とよく合致する。
時刻n番目のフレームの時の速度の平均をvxave、角速度の平均をvωxaveとすると、vxaveを求める式は、
vxaven=S1・vxn-1+S2・vxaven-1 ・・・・式15)
ただし、
S1+S2=1 ・・・・式16)
となり、
vωxaveを求める式は、
vωxaven=S1・vωxn-1+S2・vωxaven-1 ・・・式17)
ただし、
S1+S2=1 ・・・・式18)
となる。
S1、S2により、1フレーム前の視線の速度と1フレーム前の撮像装置の速度の重みを変えることができる。通常、S2がS1より大きくなるように、S1とS2を設定すると良い。
On the other hand, the average velocity vxave and the average angular velocity vωxave can be calculated by the cyclic filters shown in Equations 15) to 18), which are averages obtained by reducing the past weights. This calculation is not only simple, but also closely matches the actual observer's tracking.
Time n-th average speed Vxave n when the frame and the average of the angular velocity and Buiomegaxave n, equation for obtaining the Vxave n,
vxave n = S1 · vx n-1 + S2 · vxave n-1 ··· Equation 15)
However,
S1 + S2 = 1 ・ ・ ・ ・ Equation 16)
And
The equation for calculating vωxave n is
vωxave n = S1 · vωx n-1 + S2 · vωxave n-1 Equation 17)
However,
S1 + S2 = 1 ・ ・ ・ ・ Equation 18)
It becomes.
S1 and S2 can change the weight of the line-of-sight speed one frame before and the speed of the imaging apparatus one frame before. Usually, S1 and S2 should be set so that S2 is larger than S1.

さらに、速度の平均vxave、角速度の平均vωxaveをより容易に求めるために、現時刻の直前の複数フレームの速度vxの平均、角速度vωxの平均を用いても良い。より簡便化する場合は、直前の1フレーム(1フレーム前の)の速度vx、角速度vωxをそのまま平均として用いても良い。この計算方法はより簡便であり、計算は誤差が多少大きくなるが計算量を少なくできるという大きな利点がある。   Furthermore, in order to obtain the average velocity vxave and the average angular velocity vωxave more easily, the average of the velocity vx and the average of the angular velocity vωx of a plurality of frames immediately before the current time may be used. For further simplification, the velocity vx and angular velocity vωx of the immediately preceding frame (one frame before) may be used as an average as they are. This calculation method is simpler, and the calculation has a great advantage that the amount of calculation can be reduced although the error is somewhat increased.

(等加速度の評価)
次に、撮像された対象物の等加速度の評価を行う例について記す。
図7(b)に等加速度運動の評価を説明するためのグラフを示す。
図7(b)において、縦軸は時刻、横軸はX方向の速度を示す。Tn−2、Tn−1、T、Tn+1はフレーム毎の時刻を示している。横軸はX方向の速度として説明するが、X,Y軸の両方の速度で判断すると好適である。図7(b)において401a、401b、401c、401dはそれぞれ時刻Tn−2、Tn−1、T、Tn+1の時の追従視している視線を模式的に示す。402a、402b、402c、402dは動く対象物であり、おおよそ等加速度運動をしている。観測者はフレーム毎に視線を対象物の動きに
合わすことはできず、対象物の平均的な動きに追従し等加速度で視線を移動させる。すなわち、対象物402cの様な等加速度から外れた対象物については、視線401cとの速度のずれ(ΔV)が発生する。この速度のずれ(ΔV)は網膜上でボケとなる。このボケに起因して、インパルス型ディスプレイにおけるランダム感が発生する。
(Evaluation of equal acceleration)
Next, an example in which the equal acceleration of the imaged object is evaluated will be described.
FIG. 7B shows a graph for explaining the evaluation of the uniform acceleration motion.
In FIG. 7B, the vertical axis represents time and the horizontal axis represents the velocity in the X direction. T n-2 , T n−1 , T n , and T n + 1 indicate the time for each frame. Although the horizontal axis will be described as the speed in the X direction, it is preferable to judge by the speed of both the X and Y axes. In FIG. 7 (b) 401a, 401b, 401c, 401d each time T n-2, T n- 1, T n, a line of sight that tracks the motion when T n + 1 shown schematically. Reference numerals 402a, 402b, 402c, and 402d are moving objects, and are approximately moving at an equal acceleration. The observer cannot adjust the line of sight to the movement of the object for each frame, and follows the average movement of the object and moves the line of sight with equal acceleration. That is, for an object that deviates from the constant acceleration, such as the object 402c, a speed deviation (ΔV) from the line of sight 401c occurs. This speed difference (ΔV) is blurred on the retina. Due to this blur, a random feeling is generated in the impulse display.

このボケの出具合、すなわち等加速度で追従視する視線に対して対象物の加速度がどの程度ずれているかの比を「ずれ係数:L」として、本明細書では定義する。このずれ係数Lが小さな値であればランダム感は発生しにくいため、撮像時間が短い映像信号を良好な表示品質でインパルス型ディスプレイに表示できる。   In this specification, the degree of blurring, that is, the ratio of how much the acceleration of the object is deviated from the line of sight following with constant acceleration is defined as “deviation coefficient: L”. If the deviation coefficient L is a small value, randomness is unlikely to occur, so that a video signal with a short imaging time can be displayed on the impulse display with good display quality.

Anをn番目のフレームにおける対象物の加速度、Aaveを対象物の平均加速度(すなわち観測者が追従視する平均加速度)とすると、ずれ係数Lを以下のように定義する。
L=|An-Aave|/|Aave| ・・・・式19)
すなわち、ずれ係数Lは、現時刻における対象物の加速度と観測者の視線の平均加速度の差を、観察者の視線の平均加速度で割った値である。この比が0であれば、観測者の視線と対象物の動きが同じであるので、撮像時間が短い映像信号を表示し、追従視できる対象物のボケを防止する。この場合、ランダム感のような妨害感は生じない。一方、ずれ係数Lが0.5以上になると、追従視した時に1フレーム期間に変化する速度の半分の速度に当たる距離、対象物がずれていることなり、ランダム感が顕著になり始める。
そのため、ずれ係数Lの値が大きくなるのに応じて、撮像時間が短い映像信号V1から撮像時間が長い映像信号V2に切り換えるか、あるいは、映像信号V1に対する映像信号V2の合成率(重み)を増加させることで、意図的に対象物に撮像時のボケを加える。それによって、追従視の困難な映像信号におけるランダム感の発生を抑制する。
When An is the acceleration of the object in the nth frame and Aave is the average acceleration of the object (that is, the average acceleration observed by the observer), the deviation coefficient L is defined as follows.
L = | An-Aave | / | Aave |
That is, the deviation coefficient L is a value obtained by dividing the difference between the acceleration of the object at the current time and the average acceleration of the observer's line of sight by the average acceleration of the observer's line of sight. If this ratio is 0, since the observer's line of sight and the movement of the object are the same, a video signal with a short imaging time is displayed to prevent blurring of the object that can be followed. In this case, there is no disturbing feeling such as a random feeling. On the other hand, when the deviation coefficient L is 0.5 or more, the distance and the object corresponding to the half of the speed changing in one frame period when following is viewed, the object is displaced, and the random feeling starts to become noticeable.
Therefore, as the deviation coefficient L increases, the video signal V1 with a short imaging time is switched to the video signal V2 with a long imaging time, or the synthesis rate (weight) of the video signal V2 with respect to the video signal V1 is changed. By increasing the value, the object is intentionally blurred at the time of imaging. This suppresses the generation of randomness in video signals that are difficult to follow.

次に、ずれ係数Lを撮像装置の加速度ax、角加速度aωxから求める方法について説明する。Y方向についても同様に導出できるのは言うまでも無い。
初めに、撮像装置の加速度とずれ係数Lの関係を示す。m番目のフレームにおける撮像装置の加速度をaxとすると、式2)を式19)に代入し、
L=|axn-axave|/|axave| ・・・・式20)
となる。
ここで、axaveは撮像装置のX方向の加速度の平均を示す。
次に、撮像装置の角加速度とずれ係数Lの関係を示す。m番目のフレームにおける撮像装置の角加速度aωxとすると、式4)を式19)に代入し
L=|aωxn-aωxave|/|aωxave| ・・・・式21)
となる。
ここで、aωxaveは撮像装置のY軸まわりの角加速度の平均を示す。
Next, a method for obtaining the deviation coefficient L from the acceleration ax and angular acceleration aωx of the imaging apparatus will be described. Needless to say, the Y direction can be similarly derived.
First, the relationship between the acceleration of the imaging device and the deviation coefficient L is shown. Assuming that the acceleration of the imaging device in the m-th frame is ax m , Equation 2) is substituted into Equation 19),
L = | ax n -axave | / | axave |
It becomes.
Here, “axave” represents an average of accelerations in the X direction of the imaging apparatus.
Next, the relationship between the angular acceleration of the imaging device and the deviation coefficient L is shown. Assuming that the angular acceleration aωx m of the imaging device in the mth frame, Equation 4) is substituted into Equation 19).
L = | aωx n -aωxave | / | aωxave |
It becomes.
Here, aωxave represents the average angular acceleration around the Y axis of the imaging apparatus.

次に、撮像装置のX方向の加速度の平均axave、撮像装置のY軸まわりの角加速度の平均aωxaveの導出方法を説明する。
加速度の平均axave、角加速度の平均aωxaveは現時刻nより以前の加速度、角加速度の平均値であるから、

Figure 2012080411
と、求めることができる。
式22)、式23)の開始時刻は、例えば、シーンが変わったときを基点として、過去
から計算すればよい。 Next, a method for deriving the average acceleration axave in the X direction of the imaging apparatus and the average angular acceleration aωxave around the Y axis of the imaging apparatus will be described.
The average acceleration axave and the average angular acceleration aωxave are average values of acceleration and angular acceleration before the current time n.
Figure 2012080411
And can be asked.
The start times of Equation 22) and Equation 23) may be calculated from the past, for example, when the scene changes.

撮像装置が等速運動(等角速度運動)している場合はaxave、aωxaveが0となり、式22)、式23)の分母が0となる。撮像装置が等速運動や等角速度運動しているときは追従視可能であると推定できるので、この場合は、式22)、式23)の計算は行わず、Lの値として小さな値(例えばL=0)を出力する。
これらの計算は、1フレーム毎に計算を行えばよいので、マイクロコントローラ等のソフトウエアで処理することが可能である。
When the imaging device is moving at a constant speed (constant angular speed movement), axave and aωxave are 0, and the denominators of Expressions 22) and 23) are 0. Since it can be estimated that follow-up vision is possible when the imaging device is moving at a constant velocity or a constant angular velocity, in this case, the calculation of Equation 22) and Equation 23) is not performed, and a small value (for example, L) L = 0) is output.
Since these calculations only need to be performed for each frame, they can be processed by software such as a microcontroller.

一方、加速度の平均axave、角加速度の平均aωxaveは、より過去の重みを少なくした平均である式24)〜式27)で示した巡回型のフィルタで計算できる。この計算は、簡便であるばかりでなく、実際の観測者の追従とよく合致する。
時刻n番目のフレームの時の加速度の平均をaxave、角加速度の平均をaωxaveとすると、axaveを求める式は、
axaven=S1・axn-1+S2・axaven-1 ・・・・式24)
ただし、
S1+S2=1 ・・・・式25)
となり、
aωxaveを求める式は、
aωxaven=S1・aωxn-1+S2・aωxaven-1 ・・・・式26)
ただし、
S1+S2=1 ・・・・式27)
となる。
S1、S2により、1フレーム前の視線の加速度(角加速度)と1フレーム前の撮像装置の加速度(角加速度)の重みを変えることができる。通常、S2がS1より大きくなるように、S1とS2を設定すると良い。
On the other hand, the average acceleration axave and the average angular acceleration aωxave can be calculated by the cyclic filters shown in equations 24) to 27), which are averages obtained by reducing the past weights. This calculation is not only simple, but also closely matches the actual observer's tracking.
Axave n an average of the acceleration at time n-th frame, when the average of the angular acceleration and Eiomegaxave n, equation for obtaining the Axave n,
axave n = S1 · ax n-1 + S2 · axave n-1 ··· Equation 24)
However,
S1 + S2 = 1 ・ ・ ・ ・ Equation 25)
And
The equation for calculating aωxave n is
aωxave n = S1 · aωx n-1 + S2 · aωxave n-1 ··· Equation 26)
However,
S1 + S2 = 1 ・ ・ ・ ・ Formula 27)
It becomes.
By S1 and S2, it is possible to change the weight of the sight line acceleration (angular acceleration) one frame before and the acceleration (angular acceleration) of the imaging device one frame before. Usually, S1 and S2 should be set so that S2 is larger than S1.

さらに、加速度の平均axave、角加速度の平均aωxaveをより容易に求めるために、現時刻の直前の複数フレームの加速度axの平均、角加速度aωxの平均を用いても良い。より簡便化する場合は、直前の1フレーム(1フレーム前の)の加速度ax、角加速度aωxをそのまま平均として用いても良い。この計算方法はより簡便であり、計算は誤差が多少大きくなるが計算量を少なくできるという大きな利点がある。   Furthermore, in order to obtain the average acceleration axave and the average angular acceleration aωxave more easily, the average of the accelerations ax and the average of the angular accelerations aωx immediately before the current time may be used. For further simplification, the acceleration ax and angular acceleration aωx of the immediately preceding frame (one frame before) may be used as an average as they are. This calculation method is simpler, and the calculation has a great advantage that the amount of calculation can be reduced although the error is somewhat increased.

以上説明したように、撮像装置の動き(速度、角速度、加速度、角加速度)から、追従視のしやすさを表す評価値であるずれ係数K、ずれ係数Lを求めることができる。   As described above, the deviation coefficient K and the deviation coefficient L, which are evaluation values indicating the ease of follow-up vision, can be obtained from the movement (speed, angular velocity, acceleration, angular acceleration) of the imaging device.

(装置構成)
本発明の第1の実施形態の撮像装置のブロック図を図1に示す。
図1において、1は撮像装置の動きを検出する動き検出部としての加速度センサである。2は加速度センサ1の出力に基づいて、出力映像信号の撮像時間の長さを制御するための制御信号CS1を出力する撮像時間制御部である。4は制御信号CS1に従って、撮像時間の短い映像V1と撮像時間の長い映像V2とを切り換え又は合成するスイッチ(出力制御部)である。91aは撮像時間の短い高速シャッタカメラであり、91bは撮像時間の長い(例えば1フレーム時間の1/60秒)低速シャッタカメラであり、92は被写体90からの光を2つのカメラ91a及び91bに導くハーフミラーである。
(Device configuration)
FIG. 1 shows a block diagram of the imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an acceleration sensor as a motion detection unit that detects the motion of the imaging apparatus. An imaging time control unit 2 outputs a control signal CS1 for controlling the length of imaging time of the output video signal based on the output of the acceleration sensor 1. Reference numeral 4 denotes a switch (output control unit) that switches or combines the video V1 having a short imaging time and the video V2 having a long imaging time in accordance with the control signal CS1. 91a is a high-speed shutter camera with a short imaging time, 91b is a low-speed shutter camera with a long imaging time (for example, 1/60 second of one frame time), and 92 is light from the subject 90 to the two cameras 91a and 91b. It is a half mirror that leads.

図1の構成において、高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91bはハーフミラー92を介して被写体である対象物90を撮像する。高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91b、ハーフミラー92の位置は、高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91bの映像が完全に重なるように、調整されている。第1の実施形態で
は、2台のカメラ91a、9bとハーフミラーにより撮像部が構成されている。
また、高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91bの映像は同期しており、同じタイミングで撮像時間(シャッタ速度)の異なる2つの映像が得られる。対象物90を撮像した高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91bの映像出力は、それぞれ映像信号V1、V2としてスイッチ4の入力端子に入力される。
In the configuration of FIG. 1, the high-speed shutter camera 91 a and the low-speed shutter camera 91 b capture an image of a target object 90 that is a subject through a half mirror 92. The positions of the high-speed shutter camera 91a, the low-speed shutter camera 91b, and the half mirror 92 are adjusted so that the images of the high-speed shutter camera 91a and the low-speed shutter camera 91b completely overlap. In the first embodiment, the imaging unit is configured by two cameras 91a and 9b and a half mirror.
The images of the high-speed shutter camera 91a and the low-speed shutter camera 91b are synchronized, and two images with different imaging times (shutter speeds) can be obtained at the same timing. Video outputs of the high-speed shutter camera 91a and the low-speed shutter camera 91b that image the object 90 are input to the input terminal of the switch 4 as video signals V1 and V2, respectively.

加速度センサ1は3軸の加速度センサであり、撮像装置の6方向(X、Y、Z方向、X、Y、Z軸を回転軸とした回転方向)の加速度を検出し、更に検出された加速度を積分し速度を算出する。そして、1フレーム時間を単位時間として加速度及び速度を出力する。出力される速度は、X方向速度:vx、Y方向速度:vy、Z方向速度:vz、X軸角速度:vωy、Y軸角速度:vωx、Z軸角速度:vωzの6種類である。また出力される加速度は、X方向加速度:ax、Y方向加速度:ay、Z方向加速度:az、X軸角加速度:aωy、Y軸角加速度:aωx、Z軸角加速度:aωzの6種類となる。   The acceleration sensor 1 is a three-axis acceleration sensor that detects accelerations in six directions (X, Y, Z directions, rotation directions with the X, Y, and Z axes as rotational axes) of the imaging apparatus, and further detects the detected acceleration. Is integrated to calculate the speed. Then, acceleration and speed are output with one frame time as a unit time. There are six output speeds: X-direction speed: vx, Y-direction speed: vy, Z-direction speed: vz, X-axis angular speed: vωy, Y-axis angular speed: vωx, and Z-axis angular speed: vωz. The output acceleration includes six types of X-direction acceleration: ax, Y-direction acceleration: ay, Z-direction acceleration: az, X-axis angular acceleration: aωy, Y-axis angular acceleration: aωx, and Z-axis angular acceleration: aωz. .

撮像時間制御部2は加速度センサ1の出力である加速度及び速度を元に、高速シャッタカメラ91aからの映像信号V1と低速シャッタカメラ91bからの映像信号V2を切り換える制御信号CS1を出力する。
そして、スイッチ4は、制御信号CS1に応じて、映像信号V1とV2を切り換え又は合成し、出力端子10aから出力映像信号を出力する。出力映像信号はインパルス型ディスプレイなどの表示装置に入力される。
The imaging time control unit 2 outputs a control signal CS1 for switching between the video signal V1 from the high-speed shutter camera 91a and the video signal V2 from the low-speed shutter camera 91b based on the acceleration and speed that are output from the acceleration sensor 1.
The switch 4 switches or combines the video signals V1 and V2 according to the control signal CS1, and outputs an output video signal from the output terminal 10a. The output video signal is input to a display device such as an impulse display.

(等速度の評価を行う撮像時間制御部)
図8に、等速度の評価を行う場合の撮像時間制御部2の構成を示す。
図8において、201は加速度センサ1より、速度、角速度が入力される入力端子である。202は追従視速度算出部、203はずれ係数Kを求めるK算出部、204は変換テーブル、205は最小値選択部、206はローパスフィルタ、207はz速度判断部、208は出力端子である。
(Imaging time controller that evaluates constant speed)
FIG. 8 shows a configuration of the imaging time control unit 2 when the constant speed is evaluated.
In FIG. 8, reference numeral 201 denotes an input terminal to which speed and angular velocity are input from the acceleration sensor 1. 202 is a tracking visual velocity calculation unit, 203 is a K calculation unit for obtaining a deviation coefficient K, 204 is a conversion table, 205 is a minimum value selection unit, 206 is a low-pass filter, 207 is a z-speed determination unit, and 208 is an output terminal.

加速度センサ1より入力される速度(X方向速度:vx、Y方向速度:vy、Z方向速度:vz、X軸角速度:vωy、Y軸角速度:vωx、Z軸角速度:vωz)は、追従視速度算出部202、K算出部203、z速度判断部207に入力される。追従視速度算出部202は、X方向速度:vx、Y方向速度:vy、X軸角速度:vωy、Y軸角速度:vωxから、式13)、式14)あるいは、式15)、式17)により追従視の速度を求める。また前述したように、現時刻の直前の複数フレームの撮像装置の速度の平均から求めても良い。前述した式では、X方向について記したが、Y方向についても同様に求めることができる。   The velocity input from the acceleration sensor 1 (X-direction velocity: vx, Y-direction velocity: vy, Z-direction velocity: vz, X-axis angular velocity: vωy, Y-axis angular velocity: vωx, Z-axis angular velocity: vωz) Input to the calculation unit 202, the K calculation unit 203, and the z speed determination unit 207. The tracking visual speed calculation unit 202 calculates the X-direction speed: vx, the Y-direction speed: vy, the X-axis angular speed: vωy, and the Y-axis angular speed: vωx according to Expression 13), Expression 14), Expression 15), Expression 17). Determine the speed of tracking vision. Further, as described above, it may be obtained from the average of the speeds of the imaging devices of a plurality of frames immediately before the current time. In the above formula, the X direction is described, but the Y direction can be similarly obtained.

次に、K算出部203は、入力された現時刻の速度と、追従視速度算出部202で求めた追従視の速度とから、式10)、式12)により、各方向(X、Y方向、X、Y軸回転方向)のずれ係数Kを求める。
求められた各方向のずれ係数Kは、変換テーブル204において、例えば図9(a)、(b)、(c)に示す特性により、映像信号V1の重みに変換される。図9(a)、(b)、(c)の特性からわかるように、ずれ係数Kが小さければ、視線と対象物とのずれが少なく追従視が容易であるので、撮像時間が短い映像信号V1を選択、又は、支配的にする。一方、ずれ係数Kが大きくなり追従視が困難になると、撮像時間が長い映像信号V2を選択、又は、支配的にする。
Next, the K calculation unit 203 calculates each direction (X, Y direction) from the input speed at the current time and the tracking visual speed calculated by the tracking visual speed calculation unit 202 according to Formula 10) and Formula 12). , X and Y axis rotation directions).
The obtained deviation coefficient K in each direction is converted into the weight of the video signal V1 in the conversion table 204 by the characteristics shown in FIGS. 9A, 9B, and 9C, for example. As can be seen from the characteristics of FIGS. 9 (a), (b), and (c), if the deviation coefficient K is small, there is little deviation between the line of sight and the object, and tracking is easy. Select or dominate V1. On the other hand, when the deviation coefficient K becomes large and the tracking vision becomes difficult, the video signal V2 having a long imaging time is selected or made dominant.

図9(a)の変換テーブル204は、ずれ係数Kが閾値0.5より小さい場合に、等速度の動きであるとみなし、映像信号V1を出力し、ずれ係数Kが閾値0.5以上の場合に、等速度の動きでないとみなし、映像信号V2を出力する例である。なお、映像信号V1
とV2を選択的に切り換えるのではなく、映像信号V1とV2の合成率(重み)を変更する構成も好適である。このときも、例えば、ずれ係数Kが0.5以上の場合(つまり等速度の動きでない場合)に、ずれ係数が0.5より小さい場合(つまり等速度の動きである場合)に比べ、映像信号V2の重みが大きくなるようにすれば、上記と同様の効果が得られる。好ましくは、等速度の動きである場合には、V1の重みをV2の重みよりも大きくし(例えば、V1の重みを0.6〜1.0、V2の重みを0.4〜0.0)、等速度の動きでない場合には、V2の重みをV1の重みよりも大きくする(例えば、V1の重みを0.0〜0.4、V2の重みを1.0〜0.6)とよい。これにより、ボケ(ぶれ)の抑制とランダム感の発生の抑制をより確実に制御できる。
The conversion table 204 in FIG. 9A regards the motion as equal speed when the deviation coefficient K is smaller than the threshold value 0.5, outputs the video signal V1, and the deviation coefficient K is greater than or equal to the threshold value 0.5. In this case, it is assumed that the movement is not performed at a constant speed, and the video signal V2 is output. The video signal V1
It is also preferable to change the synthesis rate (weight) of the video signals V1 and V2 instead of selectively switching between and V2. Also at this time, for example, when the deviation coefficient K is 0.5 or more (that is, when the movement is not at a constant speed), the video is compared with when the deviation coefficient is smaller than 0.5 (that is, when the movement is at a constant speed). If the weight of the signal V2 is increased, the same effect as described above can be obtained. Preferably, in the case of uniform motion, the weight of V1 is set larger than the weight of V2 (for example, the weight of V1 is 0.6 to 1.0 and the weight of V2 is 0.4 to 0.0. ) If the motion is not uniform, the weight of V2 is made larger than the weight of V1 (for example, the weight of V1 is 0.0 to 0.4 and the weight of V2 is 1.0 to 0.6). Good. Thereby, suppression of blurring (blur) and suppression of generation of random feeling can be controlled more reliably.

さらに、ずれ係数が大きくなるほどV2の重みが大きくなるように、ずれ係数Kの大きさに応じて重み(合成率)を連続的に変化させることが好ましい。図9(b)、(c)の変換テーブル204は、映像信号V1とV2の切り換えが不自然とならないように、ずれ係数Kの大きさに応じた重み(合成率)で映像信号V1とV2を重み付け合成して出力映像信号を生成する例である。なお図9(b)、(c)では、V1の重みを1.0〜0.0の範囲で変化させているが、重みの上限を1.0より小さくしたり、重みの下限を0.0より大きくしたりしてもよい。例えば、V1の重みを1.0〜0.1(V2の重みを0.0〜0.9)の範囲で変化させたり、V1の重みを0.9〜0.0(V2の重みを0.1〜1.0)の範囲で変化させたり、V1の重みを0.9〜0.1(V2の重みを0.1〜0.9)の範囲で変化させてもよい。図9(a)〜(c)の特性は一例であり、主観評価を行い適切な変換特性を決定することが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the weight (combination rate) is continuously changed according to the magnitude of the deviation coefficient K so that the weight of V2 increases as the deviation coefficient increases. The conversion tables 204 in FIGS. 9B and 9C are such that the video signals V1 and V2 are weighted according to the magnitude of the deviation coefficient K (combination rate) so that the switching between the video signals V1 and V2 does not become unnatural. Is an example in which an output video signal is generated by weighted synthesis. 9B and 9C, the weight of V1 is changed in the range of 1.0 to 0.0. However, the upper limit of the weight is made smaller than 1.0, or the lower limit of the weight is set to 0. 0. It may be larger than zero. For example, the weight of V1 is changed in the range of 1.0 to 0.1 (the weight of V2 is 0.0 to 0.9), or the weight of V1 is changed to 0.9 to 0.0 (the weight of V2 is 0). 0.1 to 1.0), or the weight of V1 may be changed within the range of 0.9 to 0.1 (the weight of V2 is 0.1 to 0.9). The characteristics shown in FIGS. 9A to 9C are examples, and it is preferable to perform subjective evaluation to determine appropriate conversion characteristics.

なお、図8における点線209で示したX、Y方向の速度判断部は方向ごとに独立に設けるとよい。
上記の例では、ずれ係数Kが0.5より小さい場合を「等速度の動きである」、ずれ係数Kが0.5以上の場合を「等速度の動きでない」と評価しているが、等速度の動きか否かを判定する閾値はこれに限られない。また、ずれ係数K以外の指標により等速度の動きか否かを評価してもよい。
In addition, it is good to provide the speed judgment part of the X and Y directions shown with the dotted line 209 in FIG. 8 independently for every direction.
In the above example, the case where the deviation coefficient K is smaller than 0.5 is evaluated as “equal speed movement”, and the case where the deviation coefficient K is 0.5 or more is evaluated as “not equal speed movement”. The threshold for determining whether or not the movement is at a constant speed is not limited to this. Further, it may be evaluated whether or not the movement is at a constant speed by an index other than the deviation coefficient K.

加速度センサ1の出力であるZ方向速度:vz、Z軸角速度:vωzは、z速度判断部207に入力される。z速度判断部207は入力されたvz、vωzの大きさから、映像信号V1の重みを各々出力する。Z方向の動きやZ軸まわりの動きは前述したように追従視が困難である。したがって、一例として、vz、vωzの大きさが所定の閾値を超えた場合は、V1の重みとして0を出力するとよい。また、vz、vωzの大きさが閾値以下であれば、他の方向の動きでV1の重みを決定できるように(つまり変換テーブル204から出力されるV1の重みが用いられるように)、V1の重みとして十分大きな値(たとえば1)を出力する。   The Z-direction velocity: vz and the Z-axis angular velocity: vωz, which are the outputs of the acceleration sensor 1, are input to the z-speed determining unit 207. The z speed determination unit 207 outputs the weight of the video signal V1 based on the magnitudes of the input vz and vωz. The movement in the Z direction and the movement around the Z axis are difficult to follow as described above. Therefore, as an example, when the magnitudes of vz and vωz exceed a predetermined threshold, 0 may be output as the weight of V1. Further, if the magnitudes of vz and vωz are equal to or smaller than the threshold values, the weight of V1 can be determined by the movement in the other direction (that is, the weight of V1 output from the conversion table 204 is used). A sufficiently large value (for example, 1) is output as the weight.

変換テーブル204及びz速度判断部207からの出力である各方向(各方向、各軸の回転方向)のV1の重みは、最小値選択部205に入力される。最小値選択部205はこれらの中から最小値を選択し、出力する。すなわち、どの方向(各方向、各軸の回転方向)であっても追従視の困難な方向が1つでもあれば、映像中の対象物を追従視することが困難となりランダム感が生じる可能性があるため、映像信号V1の重みを小さくするのである。
ローパスフィルタ206は、最小値選択部205の出力であるV1の重みに対して時間方向のローパスフィルタ処理を行う。ローパスフィルタは、V1の重みの時間的な変化、すなわち映像信号V1とV2の合成率の変化を緩やかにし、映像信号の切り換えによる違和感を小さくする効果がある。
The weight of V1 in each direction (each direction and the rotation direction of each axis), which is output from the conversion table 204 and the z speed determination unit 207, is input to the minimum value selection unit 205. The minimum value selection unit 205 selects and outputs the minimum value from these. That is, if there is at least one direction that is difficult to follow in any direction (each direction, the rotation direction of each axis), it is difficult to follow the object in the video, and randomness may occur. Therefore, the weight of the video signal V1 is reduced.
The low-pass filter 206 performs a low-pass filter process in the time direction on the weight of V1 that is the output of the minimum value selection unit 205. The low-pass filter has an effect of moderating the temporal change in the weight of V1, that is, the change in the synthesis rate of the video signals V1 and V2, and reducing the uncomfortable feeling caused by switching the video signal.

撮像時間制御部2により、以上説明したように計算されたV1の重みは、スイッチ4に
制御信号CS1として入力される。スイッチ4は制御信号CS1(V1の重み)を入力し、1からV1の重みを減算してV2の重みを算出し、入力映像信号V1、V2に対してV1の重み、V2の重みをそれぞれ乗算しさらに乗算結果を加算して出力する。
ここで、スイッチ4の入力映像信号V1、V2は輝度と比例した関係のデータであることが望ましい。ガンマ変換されている映像信号などは逆ガンマ変換を行い輝度の比例するデータとした上で処理を行うと、スイッチ4から出力される映像信号の輝度が変化しないので好適である。
なお、最小値選択部205は各方向のV1の重みの中から最も小さい値を選択したが、各方向のV1の重みの平均や、小さいほうから順に選んだ所定個のV1の重みの平均など、別の値を選択することも好ましい。また、ローパスフィルタ206を省略し、最小値選択部205の出力を、直接、制御信号CS1としてスイッチ4に入力しても良い。
The weight of V1 calculated by the imaging time control unit 2 as described above is input to the switch 4 as the control signal CS1. The switch 4 receives the control signal CS1 (V1 weight), subtracts the V1 weight from 1 to calculate the V2 weight, and multiplies the input video signals V1 and V2 by the V1 weight and the V2 weight, respectively. Further, the multiplication results are added and output.
Here, it is desirable that the input video signals V1 and V2 of the switch 4 have data proportional to the luminance. It is preferable to perform inverse gamma conversion on a video signal that has undergone gamma conversion to obtain data in proportion to the luminance, because the luminance of the video signal output from the switch 4 does not change.
The minimum value selection unit 205 selects the smallest value from the V1 weights in each direction, but the average of the V1 weights in each direction, the average of the weights of a predetermined number of V1s selected in order from the smallest, etc. It is also preferred to select another value. Further, the low-pass filter 206 may be omitted, and the output of the minimum value selection unit 205 may be directly input to the switch 4 as the control signal CS1.

(等加速度の評価を行う撮像時間制御部)
図10に、等加速度の評価を行う場合の撮像時間制御部2の構成を示す。
図10において、211は加速度センサ1より、加速度、角加速度が入力される入力端子である。212は追従視加速度算出部、213はずれ係数Lを求めるL算出部、214は変換テーブル、215は最小値選択部、216はローパスフィルタ、217はz加速度判断部、218は出力端子である。
(Imaging time controller that evaluates equal acceleration)
FIG. 10 shows a configuration of the imaging time control unit 2 in the case of evaluating uniform acceleration.
In FIG. 10, reference numeral 211 denotes an input terminal to which acceleration and angular acceleration are input from the acceleration sensor 1. 212 is a tracking visual acceleration calculation unit, 213 is an L calculation unit for obtaining a deviation coefficient L, 214 is a conversion table, 215 is a minimum value selection unit, 216 is a low-pass filter, 217 is a z acceleration determination unit, and 218 is an output terminal.

加速度センサ1より入力される加速度(X方向加速度:ax、Y方向加速度:ay、Z方向加速度:az、X軸角加速度:aωy、Y軸角加速度:aωx、Z軸角加速度:aωz)は、追従視加速度算出部212、L算出部213、z加速度判断部217に入力される。追従視加速度算出部212は、X方向加速度:ax、Y方向加速度:ay、X軸角加速度:aωy、Y軸角加速度:aωxから、式22)、式23)あるいは、式24)、式26)により追従視の加速度を求める。また前述したように、現時刻の直前の複数フレームの撮像装置の加速度の平均から求めても良い。前述した式では、X方向について記したが、Y方向についても同様に求めることができる。   The accelerations input from the acceleration sensor 1 (X direction acceleration: ax, Y direction acceleration: ay, Z direction acceleration: az, X axis angular acceleration: aωy, Y axis angular acceleration: aωx, Z axis angular acceleration: aωz) are: The tracking visual acceleration calculation unit 212, the L calculation unit 213, and the z acceleration determination unit 217 are input. The tracking visual acceleration calculation unit 212 calculates the X-direction acceleration: ax, the Y-direction acceleration: ay, the X-axis angular acceleration: aωy, and the Y-axis angular acceleration: aωx, from Equation 22), Equation 23), Equation 24), Equation 26. ) To find the acceleration of follow-up vision. Further, as described above, it may be obtained from the average of the accelerations of the imaging devices of a plurality of frames immediately before the current time. In the above formula, the X direction is described, but the Y direction can be similarly obtained.

次に、L算出部2013は、入力された現時刻の加速度と、追従視加速度算出部212で求めた追従視の加速度とから、式20)、式21)により、各方向(X、Y方向、X、Y軸の回転方向)のずれ係数Lを求める。
求められた各方向のずれ係数Lは、変換テーブル214において、例えば図11(a)、(b)、(c)に示す特性により、映像信号V1の重みに変換される。図11(a)、(b)、(c)の特性からわかるように、ずれ係数Lが小さければ、視線と対象物とのずれが少なく追従視が容易であるので、撮像時間が短い映像信号V1を選択、又は、支配的にする。一方、ずれ係数Lが大きくなり追従視が困難になると、撮像時間が長い映像信号V2を選択、又は、支配的にする。図11(a)〜(c)の特性の違いは、図9(a)〜(c)で説明したのと同様である。また図11(a)〜(c)の特性も一例であり、主観評価を行い適切な変換特性を決定することが好ましい。
なお、ここでは、ずれ係数Lが0.5より小さい場合を「等加速度の動きである」、ずれ係数Lが0.5以上の場合を「等加速度の動きでない」と評価すればよい。ただし、等加速度の動きか否かを判定する閾値はこれに限られない。また、ずれ係数L以外の指標により等加速度の動きが否かを評価してもよい。
Next, the L calculation unit 2013 calculates each direction (X, Y direction) from the input acceleration at the current time and the tracking visual acceleration calculated by the tracking visual acceleration calculation unit 212 according to Formula 20) and Formula 21). , X and Y axis rotation directions).
The obtained deviation coefficient L in each direction is converted into the weight of the video signal V1 in the conversion table 214 by the characteristics shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, for example. As can be seen from the characteristics of FIGS. 11 (a), (b), and (c), if the deviation coefficient L is small, there is little deviation between the line of sight and the object, and tracking is easy. Select or dominate V1. On the other hand, when the deviation coefficient L becomes large and the follow-up view becomes difficult, the video signal V2 having a long imaging time is selected or made dominant. 11A to 11C are the same as those described with reference to FIGS. 9A to 9C. The characteristics shown in FIGS. 11A to 11C are also examples, and it is preferable to perform subjective evaluation and determine appropriate conversion characteristics.
Here, the case where the deviation coefficient L is smaller than 0.5 may be evaluated as “equal acceleration movement”, and the case where the deviation coefficient L is 0.5 or more may be evaluated as “no constant acceleration movement”. However, the threshold for determining whether or not the movement is equal acceleration is not limited to this. Further, whether or not there is a constant acceleration movement may be evaluated by an index other than the deviation coefficient L.

加速度センサ1の出力であるZ方向加速度:az、Z軸角加速度:aωzは、z加速度判断部217に入力される。z加速度判断部217は入力されたaz、aωzの大きさから、映像信号V1の重みを各々出力する。Z方向の動きやZ軸まわりの動きは前述したように追従視が困難である。したがって、一例として、az、aωzの大きさが所定の閾値を超えた場合は、V1の重みとして0を出力するとよい。また、az、aωzの大きさが閾値以下であれば、他の方向の動きでV1の重みを決定できるように、V1の重みとして
十分大きな値(たとえば1)を出力する。
The Z direction acceleration: az and the Z-axis angular acceleration: aωz, which are the outputs of the acceleration sensor 1, are input to the z acceleration determination unit 217. The z acceleration determination unit 217 outputs the weight of the video signal V1 based on the input az and aωz. The movement in the Z direction and the movement around the Z axis are difficult to follow as described above. Therefore, as an example, when the magnitudes of az and aωz exceed a predetermined threshold, 0 may be output as the weight of V1. If the magnitudes of az and aωz are equal to or smaller than the threshold values, a sufficiently large value (for example, 1) is output as the weight of V1 so that the weight of V1 can be determined by movement in other directions.

最小値選択部215及びローパスフィルタ216の構成及び動作は、図8の最小値選択部205及びローパスフィルタ206と同じである。   The configurations and operations of the minimum value selection unit 215 and the low-pass filter 216 are the same as those of the minimum value selection unit 205 and the low-pass filter 206 in FIG.

以上、速度を評価する方法と、加速度を評価する方法をそれぞれ説明したが、速度及び加速度の両方を評価することもできる。その場合は、図8で示したX、Y方向の速度判断部209とz速度判断部207、及び、図10で示したX、Y方向の加速度判断部219とz加速度判断部217で、速度と加速度について独立に評価し、それぞれV1の重みを計算する。そして、求められたV1の重みの中から最小値を選択して、制御信号CS1を生成すればよい。   Although the method for evaluating the speed and the method for evaluating the acceleration have been described above, both the speed and the acceleration can be evaluated. In that case, the speed determination unit 209 and the z speed determination unit 207 in the X and Y directions shown in FIG. 8 and the acceleration determination unit 219 and the z acceleration determination unit 217 in the X and Y directions shown in FIG. And acceleration are evaluated independently, and the weight of V1 is calculated for each. Then, the control signal CS1 may be generated by selecting the minimum value from the obtained V1 weights.

また、12種類の方向の全てについて評価するのではなく、いくつかの方向の評価を省略し、処理を簡便化することも好適である。
例えば、前述したように、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向の速度、加速度:vx、vy、vz、ax、ay、azについては、撮像装置の動きに対して撮像された対象物の動きが一般的に小さいので、省略してもよい。さらに、撮影者が撮像装置を等加速度、等角加速度で動かすことは難しいため、このような撮影が行われる可能性は極めて低い。そのため、等加速度及び等角加速度の評価を省略して処理の簡素化を行ってもかまわない。また、撮影者が故意にZ軸の回転運動を行い撮像することはまれであるので、Z軸回転方向の速度、加速度についても評価を省略して処理の簡素化を行ってもかまわない。
すなわち、最低限、X軸方向、Y軸方向の角速度:vωx、vωyを評価し、時間応答性の良い映像信号と時間応答性の悪い映像信号の選択することを行うことにより、本発明の効果を最小限の処理で実現できる。
本発明の第1の実施形態の説明では、ハードウエア構成で実現する説明を行ったが、機能を実現できればソフトウエアによる処理であってももちろんかまわない。
In addition, it is preferable not to evaluate all of the 12 types of directions but to omit the evaluation of some directions and simplify the processing.
For example, as described above, the velocity and acceleration in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction: vx, vy, vz, ax, ay, and az, Since the movement is generally small, it may be omitted. Furthermore, since it is difficult for the photographer to move the imaging device at a constant acceleration and a constant angular acceleration, the possibility that such shooting is performed is extremely low. Therefore, the process may be simplified by omitting the evaluation of the equal acceleration and the equal angular acceleration. In addition, since it is rare for the photographer to intentionally perform the Z-axis rotational motion to capture an image, the evaluation of the speed and acceleration in the Z-axis rotational direction may be omitted to simplify the processing.
That is, at least the angular velocities in the X-axis direction and the Y-axis direction: vωx, vωy are evaluated, and by selecting a video signal with good time response and a video signal with poor time response, the effect of the present invention is achieved. Can be realized with minimal processing.
In the description of the first embodiment of the present invention, the description has been given with respect to the hardware configuration. However, as long as the function can be realized, the processing may be performed by software.

(第1の実施形態の利点)
第1の実施形態の撮像装置によれば、撮像装置自体の動きの質(等速度、等加速度)を評価することで、撮像により得られる映像の追従視のしやすさを推定(判定)する。そして、追従視が容易な動きである場合は、動きぶれを含まない撮像時間の短い映像信号V1を出力し、追従視が容易な動きでない場合は、動きぶれを含む撮像時間の長い映像信号V2、又はV1とV2の合成信号を出力する。このような出力映像信号をインパルス型ディスプレイに出力することにより、追従視の容易な映像についてはボケ(ぶれ)の無いシャープな画質を実現し、追従視の困難な映像についてはランダム感を抑えた自然な画質を実現することができる。
また本実施形態では、加速度センサにより検出した撮像装置の動きに基づき、映像中の対象物の動きを推定することとした。この方法は、カメラから入力される各フレーム画像を解析して対象物の動きを求める(例えば動きベクトル解析)方法に比べ、リアルタイム処理が容易に実現できる。また、画像解析用の回路やフレームメモリが不要であるため、装置構成の簡易化及び低コスト化も実現できるという利点がある。
(Advantages of the first embodiment)
According to the imaging apparatus of the first embodiment, the ease of following-up viewing of an image obtained by imaging is estimated (determined) by evaluating the quality of motion (constant velocity, uniform acceleration) of the imaging apparatus itself. . If the movement is easy to follow, the video signal V1 with a short imaging time without motion blur is output. If the motion is not easy to follow, the video signal V2 with a long imaging time including motion blur is output. Or a combined signal of V1 and V2. By outputting such an output video signal to an impulse display, a sharp image without blur is achieved for images that are easy to follow, and randomness is suppressed for images that are difficult to follow. Natural image quality can be achieved.
In the present embodiment, the movement of the object in the video is estimated based on the movement of the imaging device detected by the acceleration sensor. This method can realize real-time processing more easily than a method of analyzing each frame image input from the camera to obtain the motion of the object (for example, motion vector analysis). Further, since an image analysis circuit and a frame memory are not required, there is an advantage that the apparatus configuration can be simplified and the cost can be reduced.

<第2の実施形態>
次に本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、シャッタ速度の異なる2台のカメラで映像信号V1とV2を取得し、それらを適宜切り換えて出力映像信号を生成した。これに対し第2の実施形態では、加速度センサで検出した撮像装置の動きの質の評価結果に基づいてカメラのシャッタ速度(撮像時間)を制御することにより、第1の実施形態で生成した出力映像信号と同等の映像を直接取得可能な撮像装置を示す。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the video signals V1 and V2 are acquired by two cameras having different shutter speeds, and the video signals V1 and V2 are appropriately switched to generate an output video signal. On the other hand, in the second embodiment, the output generated in the first embodiment is controlled by controlling the shutter speed (imaging time) of the camera based on the evaluation result of the motion quality of the imaging device detected by the acceleration sensor. An imaging apparatus capable of directly acquiring a video equivalent to a video signal is shown.

本発明の第2の実施形態の撮像装置のブロック図を図2に示す。
図2において、1は撮像装置の動きを検出する加速度センサ、3は加速度センサ1の出力に基づいて適切な撮像時間を算出し、撮像時間を指示する制御信号CS2を出力する撮像時間算出部(制御部)である。10cは撮像装置の出力である映像信号を出力する出力端子である。90は被写体、91cは制御信号CS2により撮像時間(シャッタ速度)を変更可能な可変シャッタカメラである。第2の実施形態では可変シャッタカメラ91cが撮像部に対応する。
FIG. 2 shows a block diagram of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 2, 1 is an acceleration sensor that detects the movement of the imaging device, 3 is an imaging time calculation unit that calculates an appropriate imaging time based on the output of the acceleration sensor 1 and outputs a control signal CS2 that indicates the imaging time. Control unit). An output terminal 10c outputs a video signal that is an output of the imaging apparatus. Reference numeral 90 is a subject, and 91c is a variable shutter camera capable of changing an imaging time (shutter speed) by a control signal CS2. In the second embodiment, the variable shutter camera 91c corresponds to the imaging unit.

第2の実施形態である撮像装置において、撮像装置の動きの質として等速度の評価を行う例を説明する。
等速度を評価する場合、撮像時間算出部3の構成は図8と同様の構成である。第1の実施形態と異なる部分は、ずれ係数Kに対する最適な撮像時間が変換テーブル204に記憶されている点である。ずれ係数Kに対する最適な撮像時間の例を、図12(a)、(b)、(c)に記す。図12(a)、(b)、(c)はずれ係数Kに対して好ましい撮像時間を出力する変換テーブル204の変換の例である。横軸はずれ係数Kを示し、縦軸は撮像時間を示している。撮像時間は0から1の範囲で規格化されており、1のときに最大の撮像時間となる。なお図に示した特性は一例にすぎず、実際に主観評価を行い最適な特性を決定することが好適である。
In the imaging apparatus according to the second embodiment, an example in which constant speed is evaluated as the quality of motion of the imaging apparatus will be described.
When evaluating the uniform speed, the configuration of the imaging time calculation unit 3 is the same as that of FIG. The difference from the first embodiment is that the optimum imaging time for the shift coefficient K is stored in the conversion table 204. Examples of optimum imaging time for the deviation coefficient K are shown in FIGS. 12 (a), 12 (b), and 12 (c). FIGS. 12A, 12 </ b> B, and 12 </ b> C are examples of conversion of the conversion table 204 that outputs a preferable imaging time for the shift coefficient K. FIG. The horizontal axis indicates the deviation coefficient K, and the vertical axis indicates the imaging time. The imaging time is standardized in the range of 0 to 1, and when it is 1, the maximum imaging time is obtained. Note that the characteristics shown in the figure are merely examples, and it is preferable to actually perform subjective evaluation to determine the optimum characteristics.

図12(a)は、単純に、ずれ係数Kが閾値(図の例では0.5)以上か否かで、撮像時間の長さを切り換える例である。すなわち、ずれ係数Kが閾値より小さい場合は、追従視が容易であるため、撮像時間を短くしてボケ(ぶれ)の無い映像を撮影し、ずれ係数Kが閾値以上の場合は、追従視が困難であるため、撮影時間を長くして意図的にボケ(ぶれ)を発生させる。これにより、第1の実施形態における図9(a)の制御と同等の映像信号を得ることができる。
図12(b)、(c)は、撮像時間の切り換え時の映像の変化や違和感を低減するために、ずれ係数Kに応じて撮像時間を連続的に変化させるようにした例である。このようなテーブルを用いることで、第1の実施形態における図9(b)、(c)の制御と同等の映像信号を得ることができる。
FIG. 12A is an example in which the length of the imaging time is simply switched depending on whether or not the deviation coefficient K is greater than or equal to a threshold value (0.5 in the illustrated example). That is, when the deviation coefficient K is smaller than the threshold value, it is easy to follow up. Therefore, the imaging time is shortened to capture an image with no blur (blur). Since it is difficult, blur is intentionally generated by extending the shooting time. Thereby, a video signal equivalent to the control of FIG. 9A in the first embodiment can be obtained.
FIGS. 12B and 12C are examples in which the imaging time is continuously changed according to the shift coefficient K in order to reduce the change in the image and the uncomfortable feeling when the imaging time is switched. By using such a table, it is possible to obtain a video signal equivalent to the control of FIGS. 9B and 9C in the first embodiment.

第2の実施形態の撮像装置において、撮像装置の動きの質として等加速度の評価を行う場合は、撮像時間算出部3の構成は図10と同様の構成となる。そして、図10の変換テーブル214に図13(a)、(b)、(c)のような特性のテーブルをもたせ、ずれ係数Lに応じて各ブロックの撮像時間を制御することで、上記の等速度評価を行う場合と同等の映像信号を得ることができる。   In the imaging apparatus according to the second embodiment, when the constant acceleration is evaluated as the motion quality of the imaging apparatus, the configuration of the imaging time calculation unit 3 is the same as that illustrated in FIG. Then, the conversion table 214 of FIG. 10 is provided with a table having the characteristics as shown in FIGS. 13A, 13B, and 13C, and the imaging time of each block is controlled according to the deviation coefficient L. It is possible to obtain a video signal equivalent to the case where the uniform velocity evaluation is performed.

最小値選択部204、214、ローパスフィルタ206、216、z速度判断部207、z加速度判断部217の構成及び動作は、第1の実施形態で説明したものと同じであるため、説明は省略する。   The configurations and operations of the minimum value selection units 204 and 214, the low-pass filters 206 and 216, the z speed determination unit 207, and the z acceleration determination unit 217 are the same as those described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. .

以上述べた第2の実施形態の撮像装置でも、第1の実施形態と同じように、インパルス型ディスプレイにおいて高品位な表示が実現できる映像信号を得ることができる。また、カメラが2台必要であり、且つ、幾何光学的な調整が必要な第1の実施形態に比べ、カメラが1台である第2の実施形態はコストメリットが大きく、有用な構成である。   Also in the imaging apparatus of the second embodiment described above, a video signal that can realize high-quality display in an impulse display can be obtained as in the first embodiment. In addition, the second embodiment with one camera has a large cost merit and is a useful configuration as compared with the first embodiment in which two cameras are required and geometric optical adjustment is necessary. .

<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を示す。第1の実施形態では、シャッタ速度の異なる2台のカメラで高周波成分の多い映像信号V1と高周波成分の少ない映像信号V2を取得した。これに対し第3の実施形態では、低速シャッタカメラで得られた映像信号V2に対し、高域強調処理を施すことにより、高周波成分の多い映像信号V1を生成する。撮像装置の動きの質により映像信号V1とV2を適宜切り換え又は合成して出力映像信号を生成す
る点は、第1の実施形態のものと同様である。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the video signal V1 having a high frequency component and the video signal V2 having a low high frequency component are acquired by two cameras having different shutter speeds. On the other hand, in the third embodiment, a video signal V1 having a high frequency component is generated by performing high-frequency emphasis processing on the video signal V2 obtained by the low-speed shutter camera. The point that the output video signal is generated by appropriately switching or synthesizing the video signals V1 and V2 depending on the quality of the motion of the imaging device is the same as that of the first embodiment.

本発明の第3の実施形態の撮像装置のブロック図を図3に示す。
第1の実施形態(図1)と異なる構成は、高速シャッタカメラの代わりに、動き方向高域強調フィルタ20が設けられている点と、低速シャッタカメラ91bの映像信号を遅延するフレーム遅延部21が設けられている点である。それ以外は、第1の実施形態の構成と同じである。第3の実施形態では、低速シャッタカメラ91bと動き方向高域強調フィルタ20が撮像部に対応する。
FIG. 3 shows a block diagram of an imaging apparatus according to the third embodiment of the present invention.
The configuration different from that of the first embodiment (FIG. 1) is that a moving direction high-frequency emphasis filter 20 is provided instead of the high-speed shutter camera, and a frame delay unit 21 that delays the video signal of the low-speed shutter camera 91b. Is a point provided. Other than that, the configuration is the same as that of the first embodiment. In the third embodiment, the low-speed shutter camera 91b and the moving direction high-frequency emphasis filter 20 correspond to the imaging unit.

動き方向高域強調フィルタ(ボケ低減部)20は、低速シャッタカメラ91bの映像信号に対し動き方向の高域強調を施す。これにより、低速シャッタカメラ91bの映像信号に含まれる撮像時のボケ(ぶれ)がキャンセルされ、高速シャッタカメラで得られる映像信号と同等の高周波成分の多い映像信号が得られる。例えば動きが早い(動き量が大きい)場合、撮像時のボケは大きくなるので、低い空間周波数から高域を持ち上げる処置を行うとよい。動きの方向や量は、加速度センサ1の出力から判断するとよい。フレーム遅延部21は、動き方向高域強調フィルタ20の処理時間と同じ時間だけ、低速シャッタカメラ91bから出力される映像信号を遅延させる。これにより、映像信号V1とV2が同じタイミングでスイッチ4に入力されるようにする。
このように、第3の実施形態の撮像装置では、低速シャッタカメラから得られる映像信号に高域強調を施したものを、映像信号V1として使用する点が、第1の実施形態と異なる。加速度センサ1、撮像時間制御部2、及びスイッチ4の構成、動作は、第1の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
The motion direction high-frequency emphasis filter (blur reduction unit) 20 performs high-frequency emphasis in the motion direction on the video signal of the low-speed shutter camera 91b. As a result, blurring at the time of imaging included in the video signal of the low-speed shutter camera 91b is canceled, and a video signal having many high-frequency components equivalent to the video signal obtained by the high-speed shutter camera is obtained. For example, when the movement is fast (the amount of movement is large), the blur at the time of imaging becomes large, and therefore, a treatment for raising the high range from a low spatial frequency may be performed. The direction and amount of movement may be determined from the output of the acceleration sensor 1. The frame delay unit 21 delays the video signal output from the low-speed shutter camera 91b by the same time as the processing time of the motion direction high-frequency emphasis filter 20. Thus, the video signals V1 and V2 are input to the switch 4 at the same timing.
As described above, the imaging apparatus according to the third embodiment is different from the first embodiment in that a video signal obtained from a low-speed shutter camera is subjected to high-frequency emphasis as the video signal V1. Since the configurations and operations of the acceleration sensor 1, the imaging time control unit 2, and the switch 4 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上述べた第3の実施形態の撮像装置でも、第1の実施形態と同じように、インパルス型ディスプレイにおいて高品位な表示が実現できる映像信号を得ることができる。また、カメラが2台必要であり、且つ、幾何光学的な調整が必要な第1の実施形態に比べ、カメラが1台である第3の実施形態はコストメリットが大きく、有用な構成である。   Also in the imaging apparatus of the third embodiment described above, a video signal that can realize high-quality display in an impulse display can be obtained as in the first embodiment. In addition, the third embodiment with one camera, which requires two cameras and requires geometric optical adjustment, has a large cost merit and is a useful configuration. .

<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態を示す。第1の実施形態では、シャッタ速度の異なる2台のカメラで高周波成分の多い映像信号V1と高周波成分の少ない映像信号V2を取得した。これに対し第4の実施形態では、高速シャッタカメラで得られた映像信号V1に対し、ローパスフィルタをかけることにより、高周波成分の少ない映像信号V2を生成する。撮像装置の動きの質により映像信号V1とV2を適宜切り換え又は合成して出力映像信号を生成する点は、第1の実施形態のものと同様である。
<Fourth Embodiment>
Next, the 4th Embodiment of this invention is shown. In the first embodiment, the video signal V1 having a high frequency component and the video signal V2 having a low high frequency component are acquired by two cameras having different shutter speeds. On the other hand, in the fourth embodiment, a low-pass filter is applied to the video signal V1 obtained by the high-speed shutter camera to generate a video signal V2 with a small high-frequency component. The point that the output video signal is generated by appropriately switching or synthesizing the video signals V1 and V2 depending on the quality of the motion of the imaging device is the same as that of the first embodiment.

本発明の第4の実施形態の撮像装置のブロック図を図4に示す。
第1の実施形態(図1)と異なる構成は、低速シャッタカメラの代わりに、動き方向ローパスフィルタ30が設けられている点と、高速シャッタカメラ91aの映像信号を遅延するフレーム遅延部31が設けられている点である。高速シャッタカメラ91aは撮像時間の短いカメラであり、例えば1フレーム時間の数分の1あるいは数百分の1の撮像時間(1/100〜1/2000秒)である。それ以外は、第1の実施形態の構成と同じである。第4の実施形態では、高速シャッタカメラ91aと動き方向ローパスフィルタ30が撮像部に対応する。
FIG. 4 shows a block diagram of an imaging apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
The configuration different from the first embodiment (FIG. 1) is that a moving direction low-pass filter 30 is provided instead of the low-speed shutter camera, and a frame delay unit 31 that delays the video signal of the high-speed shutter camera 91a is provided. This is the point. The high-speed shutter camera 91a is a camera with a short imaging time, and has an imaging time (1/100 to 1/2000 seconds), for example, a fraction of one frame time or a few hundredths. Other than that, the configuration is the same as that of the first embodiment. In the fourth embodiment, the high-speed shutter camera 91a and the movement direction low-pass filter 30 correspond to the imaging unit.

動き方向ローパスフィルタ(ボケ付加部)30は、高速シャッタカメラ91aの映像信号に対し動き方向のローパスフィルタ処理を施す。これにより、高速シャッタカメラ91aのシャープな映像信号に対して、撮像時のボケ(ぶれ)のようなボケが付加され、低速シャッタカメラで得られる映像信号と同等の高周波成分の少ない映像信号が得られる。例えば動きが早い(動き量が大きい)場合、撮像時のボケは大きくなるので、低い空間周波
数から高域を低減する処置を行うとよい。動きの方向や量は加速度センサ1の出力から判断するとよい。フレーム遅延部31は、動き方向ローパスフィルタ30の処理時間と同じ時間だけ、高速シャッタカメラ91aから出力される映像信号を遅延させる。これにより、映像信号V1とV2が同じタイミングでスイッチ4に入力されるようにする。
このように、第4の実施形態の撮像装置では、高速シャッタカメラから得られる映像信号にローパスフィルタ処理を施したものを、映像信号V2として使用する点が、第1の実施形態と異なる。加速度センサ1、撮像時間制御部2、及びスイッチ4の構成、動作は、第1の実施形態と同じであるので、説明は省略する。
The motion direction low-pass filter (blur addition unit) 30 performs a motion direction low-pass filter process on the video signal of the high-speed shutter camera 91a. As a result, blur such as blur at the time of imaging is added to the sharp video signal of the high-speed shutter camera 91a, and a video signal with less high-frequency components equivalent to the video signal obtained by the low-speed shutter camera is obtained. It is done. For example, when the movement is fast (the amount of movement is large), the blur at the time of imaging becomes large, and therefore, a treatment for reducing the high range from a low spatial frequency may be performed. The direction and amount of movement may be determined from the output of the acceleration sensor 1. The frame delay unit 31 delays the video signal output from the high-speed shutter camera 91a by the same time as the processing time of the motion direction low-pass filter 30. Thus, the video signals V1 and V2 are input to the switch 4 at the same timing.
As described above, the imaging apparatus according to the fourth embodiment is different from the first embodiment in that a video signal obtained from a high-speed shutter camera is subjected to low-pass filter processing and used as the video signal V2. Since the configurations and operations of the acceleration sensor 1, the imaging time control unit 2, and the switch 4 are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

以上述べた第4の実施形態の撮像装置でも、第1の実施形態と同じように、インパルス型ディスプレイにおいて高品位な表示が実現できる映像信号を得ることができる。また、カメラが2台必要であり、且つ、幾何光学的な調整が必要な第1の実施形態に比べ、カメラが1台である第4の実施形態はコストメリットが大きく、有用な構成である。   Also in the imaging apparatus of the fourth embodiment described above, a video signal that can realize high-quality display in an impulse display can be obtained as in the first embodiment. In addition, the fourth embodiment with one camera, which requires two cameras and requires geometric optical adjustment, has a large cost merit and is a useful configuration. .

<その他の実施形態>
図1で示した高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91b、ハーフミラー92で構成する撮像部は、図14に示すCCDあるいはCMOSで構成される半導体撮像素子により実現しても好適である。図14は1つの半導体撮像素子のチップに高速シャッタで動作する撮像素子、及び低速シャッタで動作する撮像素子を実装した半導体撮像素子である。
<Other embodiments>
The imaging unit configured by the high-speed shutter camera 91a, the low-speed shutter camera 91b, and the half mirror 92 illustrated in FIG. 1 may be preferably realized by a semiconductor imaging device configured by a CCD or a CMOS illustrated in FIG. FIG. 14 shows a semiconductor image sensor in which an image sensor that operates with a high-speed shutter and an image sensor that operates with a low-speed shutter are mounted on a chip of one semiconductor image sensor.

図14において、900は半導体撮像素子のチップ(ダイ)外形を模式的に示す線、901は半導体撮像素子の1受光素子の部分を示す破線である。902は半導体撮像素子の高速シャッタ用のホトダイオード等で実現する受光部分、903は半導体撮像素子の低速シャッタ用のホトダイオード等で実現する受光部分である。その他、受光した映像データの転送回路やタイミング回路や映像データの出力回路等については、本発明には直接影響しないので、図14では省略している。図14において、受光部分902で受光した光は、短い撮像時間で光電変換される。一方、受光部分903で受光した光は、長い撮像時間で光電変換される。
受光部分902と受光部分903の面積比は、撮像時間の逆数の比に比例するように設計すると、光電変換される電圧がほぼ同じになるので好適である。2つの映像信号のずれは不図示のゲイン調整回路で行うと良い。
In FIG. 14, 900 is a line schematically showing the outer shape of the chip (die) of the semiconductor image sensor, and 901 is a broken line showing a part of one light receiving element of the semiconductor image sensor. A light receiving portion 902 is realized by a photodiode for a high-speed shutter of the semiconductor image sensor, and a light receiving portion 903 is realized by a photodiode for a low-speed shutter of the semiconductor image sensor. In addition, since the received video data transfer circuit, timing circuit, video data output circuit, and the like do not directly affect the present invention, they are omitted in FIG. In FIG. 14, the light received by the light receiving portion 902 is photoelectrically converted in a short imaging time. On the other hand, the light received by the light receiving portion 903 is photoelectrically converted in a long imaging time.
If the area ratio between the light receiving portion 902 and the light receiving portion 903 is designed to be proportional to the ratio of the reciprocal of the imaging time, it is preferable because the photoelectrically converted voltages are substantially the same. The shift between the two video signals may be performed by a gain adjustment circuit (not shown).

この半導体撮像素子は通常の半導体撮像素子同様の光学系を有し、1受光素子901で撮像時間の短い映像信号と撮像時間の長い映像信号の2つを同時に得る事ができる。第1の実施形態に比べ光学系が通常のカメラと同じでよいので、非常に簡単な構成で、撮像時間の長さが異なる2つの映像信号を同時に得ることができる。これらの映像信号を第1の実施形態に適応することによって、撮像部分を簡便化できる。   This semiconductor image pickup device has an optical system similar to a normal semiconductor image pickup device, and a single light receiving element 901 can simultaneously obtain a video signal having a short imaging time and a video signal having a long imaging time. Since the optical system may be the same as that of a normal camera as compared to the first embodiment, two video signals having different imaging time lengths can be obtained simultaneously with a very simple configuration. By applying these video signals to the first embodiment, the imaging part can be simplified.

また、図1で示した高速シャッタカメラ91a、低速シャッタカメラ91b、ハーフミラー92で構成する撮像部は、図15に示す構成で実現しても好適である。図15は1フレームを2つのサブフレームに時間分割し、高速シャッタ、及び低速シャッタの映像信号を順次出力するダブルシャッタカメラを使用した構成である。   Further, the image pickup unit including the high-speed shutter camera 91a, the low-speed shutter camera 91b, and the half mirror 92 illustrated in FIG. 1 may be preferably realized with the configuration illustrated in FIG. FIG. 15 shows a configuration using a double shutter camera that time-divides one frame into two subframes and sequentially outputs a video signal of a high-speed shutter and a low-speed shutter.

図15において、91gは1フレームを2つのサブフィールド(一方は撮像時間の短い映像信号、もう一方は撮像時間の長い映像信号)に分割し、それらサブフィールドを時分割で出力するダブルシャッタカメラである。600は、ダブルシャッタカメラ91gの出力VS1を受けて、通常の1フレーム時間の長さで、撮像時間の短い映像信号VS2と長い映像信号VS3の2つの信号を同時に出力するシリパラ変換部である。601はフレームメモリ、602はタイミング発生回路、603は撮像時間の短い映像信号VS2を出力
する出力端子、604は撮像時間の長い映像信号VS3を出力する出力端子である。
In FIG. 15, reference numeral 91g denotes a double shutter camera that divides one frame into two subfields (one is a video signal with a short imaging time and the other is a video signal with a long imaging time) and outputs these subfields in a time-sharing manner. is there. A serial-parallel conversion unit 600 receives the output VS1 of the double shutter camera 91g and outputs two signals of a video signal VS2 having a short imaging time and a video signal VS3 having a short imaging time at the same time. Reference numeral 601 denotes a frame memory, reference numeral 602 denotes a timing generation circuit, reference numeral 603 denotes an output terminal that outputs a video signal VS2 having a short imaging time, and reference numeral 604 denotes an output terminal that outputs a video signal VS3 having a long imaging time.

図16にダブルシャッタカメラ91gを使用した構成のタイミング図を示す。図16のタイミング図において、横軸はフレームを単位とする時間軸である。図15と、図16を用いて以下動作を説明する。   FIG. 16 shows a timing chart of a configuration using the double shutter camera 91g. In the timing chart of FIG. 16, the horizontal axis is a time axis in units of frames. The operation will be described below with reference to FIGS. 15 and 16.

ダブルシャッタカメラ91gは、例えば、n番目のフレーム時刻において撮像時間の短い映像信号(SS)と撮像時間の長い映像信号(SL)を時分割で出力する。撮像時間が異なるため映像信号SSと映像信号SLの信号レベルは異なるが、不図示のゲイン調整回路で2つの映像信号が同じレベルとなるように調整するとよい。
シリパラ変換部600は、n番目のフレーム時刻において、撮像時間の短い映像信号(SS)、撮像時間の長い映像信号(SL)をフレームメモリ601に書き込む。
次に、n+1番目のフレーム時刻において、ダブルシャッタカメラ91gは、撮像時間の短い映像信号(SSn+1)、撮像時間の長い映像信号(SLn+1)を時分割で出力する。n+1番目のフレーム時刻において、シリパラ変換部600はフレームメモリ601に撮像時間の短い映像信号(SSn+1)及び撮像時間の長い映像信号(SLn+1)を書き込む。同時に、シリパラ変換部600はフレームメモリ601からn+1番目のフレーム時刻において、前フレーム時間に書き込んだ撮像時間の短い映像信号(SS)および撮像時間の長い映像信号(SL)を1フレーム時間をかけて並列に読み出す。そして、撮像時間の短い映像信号(SS)は出力端子603に、撮像時間の長い映像信号(SL)は出力端子604にそれぞれ出力される。
タイミング発生回路602は、これらの動作で必要なタイミングを生成する。
For example, the double shutter camera 91g outputs a video signal (SS n ) having a short imaging time and a video signal (SL n ) having a long imaging time at the n-th frame time in a time division manner. Although the signal levels of the video signal SS n and the video signal SL n are different because the imaging time is different, it is preferable to adjust the two video signals to the same level by a gain adjustment circuit (not shown).
The serial-parallel converter 600 writes a video signal (SS n ) with a short imaging time and a video signal (SL n ) with a long imaging time into the frame memory 601 at the n-th frame time.
Next, at the (n + 1) th frame time, the double shutter camera 91g outputs the video signal (SS n + 1 ) having a short imaging time and the video signal (SL n + 1 ) having a long imaging time in a time division manner. At the (n + 1) th frame time, the serial-parallel converter 600 writes a video signal (SS n + 1 ) with a short imaging time and a video signal (SL n + 1 ) with a long imaging time into the frame memory 601. At the same time, the serial-parallel converter 600 converts the video signal (SS n ) with a short imaging time and the video signal (SL n ) with a long imaging time written in the previous frame time into one frame time at the (n + 1) th frame time from the frame memory 601. Read in parallel. A video signal (SS n ) with a short imaging time is output to the output terminal 603, and a video signal (SL n ) with a long imaging time is output to the output terminal 604.
The timing generation circuit 602 generates timing necessary for these operations.

このようにして、1つのカメラから、撮像時間の短い映像信号と撮像時間の長い映像信号の2種類の映像信号を得ることができる。このダブルシャッタカメラ91gによる構成は、通常のカメラと同じ光学系でよいので、非常に簡単な構成で、1つの受光素子で撮像時間の短い映像信号と長い映像信号の両方を同時に得ることができる。かかる構成を第1の実施形態に適用することによって、撮像部分の構成を簡単化できる。   In this way, two types of video signals, that is, a video signal with a short imaging time and a video signal with a long imaging time can be obtained from one camera. Since the configuration using the double shutter camera 91g may be the same optical system as that of a normal camera, both a short video signal and a long video signal can be obtained simultaneously with a single light receiving element with a very simple configuration. . By applying this configuration to the first embodiment, the configuration of the imaging part can be simplified.

また、近年、加速度センサにより撮像装置の動きを検出し、レンズ光学系あるいは撮像素子自体を、撮像装置の動きを打ち消す方向に移動させることで、所謂手ぶれを補正する方法が実現されている。また、必要な撮像範囲より大きい画像を取り込み、撮像装置の動きにしたがって切り取り範囲を変化させることで、手ぶれを補正する方法も実現されている。これらの方法を一般的に手ぶれ補正と呼んでいる。
このような手ぶれ補正を行った場合、映像中の対象物の動き量は、撮像装置自体の動きによる動き量から、手ぶれ補正による補正量を引いた量となる。よって、手ぶれ補正を行っている撮像装置に本発明を適用する場合は、手ぶれ補正後の動きの質を評価することが好ましい。
In recent years, a so-called camera shake correction method has been realized by detecting the movement of the imaging apparatus using an acceleration sensor and moving the lens optical system or the imaging element itself in a direction that cancels the movement of the imaging apparatus. In addition, a method of correcting camera shake by capturing an image larger than a necessary imaging range and changing the clipping range according to the movement of the imaging device is realized. These methods are generally called camera shake correction.
When such camera shake correction is performed, the amount of motion of the object in the video is an amount obtained by subtracting the amount of correction due to camera shake correction from the amount of motion due to the motion of the imaging device itself. Therefore, when the present invention is applied to an imaging apparatus that performs camera shake correction, it is preferable to evaluate the quality of motion after camera shake correction.

さらに、本発明者は、撮像装置の動きが非常に速い場合は、たとえ等速度、等加速度という追従視できる条件であっても、撮像時間を長くとり撮像時のボケがある映像信号の方が違和感が少ないことを見出した。すなわち、撮像装置の動きが速すぎると、もはや追従視することができなくなるために、撮像時のボケ(動きぶれ)を含む映像のほうが自然に見えることがわかった。
撮像装置のX、Y方向の動きでは、前述したように、このような早い動きは実現が難しいので、現実的にこのような早い動きとしては、式3)で示した撮像装置のX、Y軸まわりの回転による対象物の速度によるものである。
例えば、X方向の表示画面の長さを1秒から2秒以下で移動する動きでは追従視が困難になる。1秒あたりのフレーム数をNとし、X方向の表示画面の長さを1と正規化した場合、式3)のVxが1フレームあたり1/Nから1/2Nを越えると追従が困難になり、
撮像時間を長くした映像信号を出力した方が好適であった。
つまり、1フレームあたり例えば1/Nを越えると追従視が困難になるとすれば、
|vωx/θ|≧(1/N) ・・・・式28)
となる場合は、第1、第3、第4の実施形態ではスイッチ4のV1の重みを0にし、第2の実施形態では撮像時間を長く(1フレーム時間)にすると好適である。
前述の追従視可能な条件は、ハイビジョン映像信号を標準視距離で見た場合の一例であり、表示装置の画角等により変わるものである。そのため、撮像するフォーマットに合わせ主観評価を行い、判定する条件を決定すると好適である。
Furthermore, the present inventor has shown that when the movement of the imaging device is very fast, even if the following conditions such as constant speed and constant acceleration are possible, the video signal with longer imaging time and blurring at the time of imaging is better. I found that there was little discomfort. That is, when the movement of the image pickup apparatus is too fast, it is no longer possible to follow the image, and it has been found that an image including blur (motion blur) at the time of image pickup looks more natural.
As described above, since it is difficult to realize such a fast movement in the movement of the imaging device in the X and Y directions, in reality, as such a fast movement, the X and Y of the imaging device shown in Expression 3) can be used. This is due to the speed of the object due to rotation around the axis.
For example, it is difficult to follow up with a movement that moves the display screen in the X direction from 1 second to 2 seconds or less. If the number of frames per second is N and the length of the display screen in the X direction is normalized to 1, tracking becomes difficult if Vx in Equation 3) exceeds 1 / N to 1 / 2N per frame. ,
It was preferable to output a video signal with a longer imaging time.
In other words, if 1 / N per frame is exceeded, for example, it is difficult to follow-up.
| vωx / θ | ≧ (1 / N) ・ ・ ・ ・ Equation 28)
In the first, third, and fourth embodiments, it is preferable to set the weight of V1 of the switch 4 to 0, and in the second embodiment, to increase the imaging time (one frame time).
The above-described conditions for the follow-up viewing are an example when a high-vision video signal is viewed at a standard viewing distance, and vary depending on the angle of view of the display device. For this reason, it is preferable to perform subjective evaluation according to the format to be imaged and determine the conditions for determination.

1:加速度センサ、2:撮像時間制御部、3:撮像時間算出部、4:スイッチ、91a:高速シャッタカメラ、91b:低速シャッタカメラ、91c:可変シャッタカメラ   1: acceleration sensor, 2: imaging time control unit, 3: imaging time calculation unit, 4: switch, 91a: high-speed shutter camera, 91b: low-speed shutter camera, 91c: variable shutter camera

Claims (15)

対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を出力する撮像部と、
撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部で検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を切り換えることにより出力映像信号を生成する出力制御部と、
を有し、
前記出力制御部は、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合には前記第1の映像信号を出力し、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には前記第2の映像信号を出力する
ことを特徴とする撮像装置。
An imaging unit that images a target and outputs a first video signal that does not include blur of the target and a second video signal that includes blur of the target;
A motion detector that detects the motion of the imaging device itself during imaging;
An output control unit that generates an output video signal by switching between the first video signal and the second video signal according to the quality of motion detected by the motion detection unit;
Have
The output control unit outputs the first video signal when the detected motion is a constant velocity or a constant acceleration motion, and when the detected motion is not a constant velocity or a constant acceleration motion, An imaging apparatus that outputs a second video signal.
撮像装置の光軸方向をZ軸、垂直方向をY軸、水平方向をX軸とした場合に、
前記動き検出部は、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度を検出し、
前記出力制御部は、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度がいずれも等速度である場合には前記第1の映像信号を出力し、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度の少なくとも一方が等速度でない場合には前記第2の映像信号を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
When the optical axis direction of the imaging device is the Z axis, the vertical direction is the Y axis, and the horizontal direction is the X axis,
The motion detection unit detects an angular velocity around the X axis and an angular velocity around the Y axis,
The output control unit outputs the first video signal when the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis are equal, and outputs at least one of the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second video signal is output when one of the speeds is not constant.
前記動き検出部は、Z方向の速度とZ軸まわりの角速度の少なくともいずれかを検出し、
前記出力制御部は、Z方向の速度とZ軸まわりの角速度の少なくともいずれかが閾値を超えた場合には、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度が等速度であるかどうかによらず、前記第2の映像信号を出力する
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
The motion detection unit detects at least one of a velocity in the Z direction and an angular velocity around the Z axis;
When at least one of the speed in the Z direction and the angular velocity around the Z axis exceeds a threshold value, the output control unit does not depend on whether the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis are equal. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the second video signal is output.
対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を出力する撮像部と、
撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、
前記動き検出部で検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を重み付け合成することにより出力映像信号を生成する出力制御部と、
を有し、
前記出力制御部は、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には、等速度又は等加速度の動きである場合に比べ、前記第2の映像信号の重みを大きくする
ことを特徴とする撮像装置。
An imaging unit that images a target and outputs a first video signal that does not include blur of the target and a second video signal that includes blur of the target;
A motion detector that detects the motion of the imaging device itself during imaging;
An output control unit that generates an output video signal by weighting and combining the first video signal and the second video signal according to the quality of motion detected by the motion detection unit;
Have
The output control unit increases the weight of the second video signal when the detected motion is not constant velocity or constant acceleration compared to the case where the detected motion is constant velocity or constant acceleration. An imaging device.
前記出力制御部は、検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合には、前記第1の映像信号の重みを前記第2の映像信号の重みより大きくし、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には、前記第2の映像信号の重みを前記第1の映像信号の重みより大きくする
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
The output control unit increases the weight of the first video signal to be greater than the weight of the second video signal when the detected motion is a constant velocity or constant acceleration motion. 5. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the weight of the second video signal is set to be larger than the weight of the first video signal when the motion is not at a constant velocity or a constant acceleration.
前記出力制御部は、
検出された動きと等速度又は等加速度の動きとのずれを算出し、
ずれが大きくなるほど前記第2の映像信号の重みを大きくする
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
The output control unit
Calculate the difference between the detected motion and the constant velocity or constant acceleration,
6. The image pickup apparatus according to claim 4, wherein the weight of the second video signal is increased as the deviation becomes larger.
撮像装置の光軸方向をZ軸、垂直方向をY軸、水平方向をX軸とした場合に、
前記動き検出部は、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度を検出し、
前記出力制御部は、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度がいずれも等速度である場合には前記第1の映像信号の重みを前記第2の映像信号の重みより大きくし、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度の少なくとも一方が等速度でない場合には前記第2の映像信号の重みを前記第1の映像信号の重みより大きくする
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
When the optical axis direction of the imaging device is the Z axis, the vertical direction is the Y axis, and the horizontal direction is the X axis,
The motion detection unit detects an angular velocity around the X axis and an angular velocity around the Y axis,
When the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis are both equal, the output control unit makes the weight of the first video signal larger than the weight of the second video signal, 6. The weight of the second video signal is made larger than the weight of the first video signal when at least one of the angular velocity around and the angular velocity around the Y axis is not equal. The imaging device described.
前記動き検出部は、Z方向の速度とZ軸まわりの角速度の少なくともいずれかを検出し、
前記出力制御部は、Z方向の速度とZ軸まわりの角速度の少なくともいずれかが閾値を超えた場合には、X軸まわりの角速度とY軸まわりの角速度が等速度であるかどうかによらず、前記第2の映像信号の重みを前記第1の映像信号の重みより大きくする
ことを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
The motion detection unit detects at least one of a velocity in the Z direction and an angular velocity around the Z axis;
When at least one of the speed in the Z direction and the angular velocity around the Z axis exceeds a threshold value, the output control unit does not depend on whether the angular velocity around the X axis and the angular velocity around the Y axis are equal. The imaging apparatus according to claim 7, wherein a weight of the second video signal is larger than a weight of the first video signal.
前記撮像部は、撮像時間の異なる2つのカメラを有しており、
前記第1の映像信号は、撮像時間が短いほうのカメラで撮像された映像信号であり、
前記第2の映像信号は、撮像時間が長いほうのカメラで撮像された映像信号である
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging unit has two cameras with different imaging times,
The first video signal is a video signal captured by a camera with a shorter imaging time,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second video signal is a video signal captured by a camera having a longer imaging time.
前記撮像部は、1フレーム時間よりも短い撮像時間のカメラと、映像信号に対しボケを付加するボケ付加部とを有し、
前記第1の映像信号は、前記カメラで撮像された映像信号であり、
前記第2の映像信号は、前記カメラで撮像された映像信号に対し前記ボケ付加部でボケが付加された映像信号である
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging unit includes a camera with an imaging time shorter than one frame time, and a blur adding unit that adds blur to a video signal,
The first video signal is a video signal captured by the camera;
The said 2nd video signal is a video signal by which blur was added by the said blur addition part with respect to the video signal imaged with the said camera, The any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. Imaging device.
前記撮像部は、1フレーム時間と同じ撮像時間のカメラと、映像信号に対しボケを低減するボケ低減部とを有し、
前記第1の映像信号は、前記カメラで撮像された映像信号に対し前記ボケ低減部でボケが低減された映像信号であり、
前記第2の映像信号は、前記カメラで撮像された映像信号である
ことを特徴とする請求項1〜8のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
The imaging unit includes a camera having an imaging time equal to one frame time, and a blur reduction unit that reduces blurring of the video signal.
The first video signal is a video signal in which blur is reduced by the blur reduction unit with respect to a video signal captured by the camera,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second video signal is a video signal captured by the camera.
撮像時間を変更可能なカメラと、
撮像時の撮像装置自体の動きを検出する動き検出部と、
検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合は撮像時間が短く、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合は撮像時間が長くなるように、前記カメラの撮像時間を制御する制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
A camera that can change the imaging time;
A motion detector that detects the motion of the imaging device itself during imaging;
The imaging time of the camera is set so that the imaging time is short when the detected motion is a constant velocity or uniform acceleration motion, and the imaging time is long when the detected motion is not a uniform velocity or uniform acceleration motion. A control unit to control;
An imaging device comprising:
対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を取得するステップと、
撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、
検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を切り換えることにより出力映像信号を生成するステップと、
を有し、
検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合には前記第1の映像信号が出力され、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には前記第2の映像信号が出力される
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
Imaging a target object and obtaining a first video signal that does not include blur of the target object and a second video signal that includes blur of the target object;
Detecting the movement of the imaging device itself during imaging with an acceleration sensor;
Generating an output video signal by switching between the first video signal and the second video signal according to the quality of motion detected;
Have
The first video signal is output when the detected motion is a constant velocity or constant acceleration motion, and the second video signal is output when the detected motion is not a constant velocity or constant acceleration motion. A method for controlling an imaging apparatus, characterized by being output.
対象物を撮像し、前記対象物のぶれを含まない第1の映像信号と前記対象物のぶれを含む第2の映像信号を取得するステップと、
撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、
検出された動きの質に応じて、前記第1の映像信号と前記第2の映像信号を重み付け合成することにより出力映像信号を生成するステップと、
を有し、
検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合には、等速度又は等加速度の動きである場合に比べ、前記第2の映像信号の重みを大きくする
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
Imaging a target object and obtaining a first video signal that does not include blur of the target object and a second video signal that includes blur of the target object;
Detecting the movement of the imaging device itself during imaging with an acceleration sensor;
Generating an output video signal by weighting and combining the first video signal and the second video signal according to the detected motion quality;
Have
When the detected motion is not constant velocity or uniform acceleration, the weight of the second video signal is increased as compared with the case where the detected motion is constant velocity or uniform acceleration. Method.
撮像時間を変更可能なカメラを有する撮像装置の制御方法であって、
撮像時の撮像装置自体の動きを加速度センサにより検出するステップと、
検出された動きが等速度又は等加速度の動きである場合は撮像時間が短く、検出された動きが等速度又は等加速度の動きでない場合は撮像時間が長くなるように、前記カメラの撮像時間を制御するステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging apparatus having a camera capable of changing an imaging time,
Detecting the movement of the imaging device itself during imaging with an acceleration sensor;
The imaging time of the camera is set so that the imaging time is short when the detected motion is a constant velocity or uniform acceleration motion, and the imaging time is long when the detected motion is not a uniform velocity or uniform acceleration motion. Controlling step;
A method for controlling an imaging apparatus, comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018058189A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 株式会社マキタ Electric power tool
JP2018081289A (en) * 2016-11-18 2018-05-24 キヤノン株式会社 Imaging device, method for controlling imaging device, and focus control program
US10780563B2 (en) 2016-10-07 2020-09-22 Makita Corporation Electric power tool and method of controlling rotational speed of motor in electric power tool

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018058189A (en) * 2016-10-07 2018-04-12 株式会社マキタ Electric power tool
US10780563B2 (en) 2016-10-07 2020-09-22 Makita Corporation Electric power tool and method of controlling rotational speed of motor in electric power tool
US10953532B2 (en) 2016-10-07 2021-03-23 Makita Corporation Electric power tool configured to detect twisted motion
JP2018081289A (en) * 2016-11-18 2018-05-24 キヤノン株式会社 Imaging device, method for controlling imaging device, and focus control program

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