KR20190080724A - Signal processing device, imaging device, blur angle calculation method, and blur angle calculation program - Google Patents

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KR20190080724A
KR20190080724A KR1020180110289A KR20180110289A KR20190080724A KR 20190080724 A KR20190080724 A KR 20190080724A KR 1020180110289 A KR1020180110289 A KR 1020180110289A KR 20180110289 A KR20180110289 A KR 20180110289A KR 20190080724 A KR20190080724 A KR 20190080724A
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야스아키 무라카미
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삼성전자주식회사
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, disclosed are a signal processing device, an imaging device, a shake angle calculation method, and a shake angle calculation program. The signal processing device is a signal processing device for calculating motion information indicating movement of an imaging unit from motion detection information of the imaging unit detected by a gyro sensor. The signal processing device comprises: a motion determination unit for determining motion caused by vibration of hand and user intended movement from the motion detection information detected by the gyro sensor; a correction coefficient calculation unit for calculating a correction coefficient based on information from the motion determination unit; and a correction unit for correcting the motion information calculated from the motion detection information detected by the gyro sensor based on the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit.

Description

신호 처리 장치, 촬상 장치, 흔들림 각도 산출 방법 및 흔들림 각도 산출 프로그램 {Signal processing device, imaging device, blur angle calculation method, and blur angle calculation program}The present invention relates to a signal processing device, an imaging device, a blur angle calculation program, and a blur angle calculation program,

본 발명은 촬상 장치에 마련되는 자이로 센서(Gyro sensor)로 검출된 각속도로부터, 촬상 장치의 흔들림 각도를 산출하는 신호 처리 장치와, 이것을 갖는 촬상 장치와, 흔들림 각도 산출 방법 및 흔들림 각도 산출 프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to a signal processing apparatus for calculating a swing angle of an image pickup apparatus from an angular velocity detected by a gyro sensor provided in an image pickup apparatus, an image pickup apparatus having the swing angle calculating apparatus and a swing angle calculating method, will be.

촬상 장치에는, 손떨림 보정 기능이 탑재되는 경우가 있다. 손떨림 보정의 수법으로서, 광학식 손떨림 보정과, 전자식 손떨림 보정이 있다. 손떨림 보정을 행하기 위해, 촬상 장치에는, 자이로 센서 등의 움직임 검출부가 마련된다. 손떨림 보정 장치는, 움직임 검출부로부터 취득한 움직임 검출 정보에 기초하여, 촬상부의 움직임 정보를 얻는다. 전자식 손떨림 보정에 있어서의 손떨림 보정 장치는, 촬상 소자로부터 얻은 화상 데이터를, 얻어진 촬상부의 움직임 정보에 따라 변형시켜 출력한다. 이에 따라, 손떨림에 의한 화상의 흔들림을 저감할 수 있다.The image pickup device may be equipped with a camera-shake correction function. As a method of image stabilization, there are optical image stabilization and electronic image stabilization. In order to perform camera-shake compensation, the imaging device is provided with a motion detection section such as a gyro sensor. The shake correction apparatus obtains motion information of the imaging unit based on motion detection information obtained from the motion detection unit. An image stabilization device in the electronic camera-shake correction modifies the image data obtained from the image pickup device in accordance with the motion information of the obtained image pickup section and outputs the modified image data. As a result, it is possible to reduce image blurring caused by camera shake.

손떨림 보정 장치는, 움직임 검출부에서 검출한 움직임 검출 정보로부터 촬상부의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 산출하는 신호 처리 장치를 갖는다. 각속도를 검출하는 움직임 검출부의 경우, 일정한 시간마다 얻어진 각속도를 시간 적분함으로써, 보정해야 할 흔들림 각도가 산출된다.The shake correction apparatus has a signal processing device for calculating motion information indicating motion of the imaging section from motion detection information detected by the motion detection section. In the case of the motion detecting section for detecting the angular velocity, the angular velocity obtained every predetermined time is time-integrated to calculate the swing angle to be corrected.

전자식 손떨림 보정에 의한 손떨림 보정 장치에서는, 자이로 센서 이외에, 가속도 검출부, 지자기 검출부 등의 정보를 조합하여 흔들림 각도를 산출한다. 이 경우, 보정 각도의 값이 커지기 쉬워, 화상 전체를 기억하는 프레임 메모리(Frame memory)를 필요로 한다.In the camera-shake correction apparatus based on the electronic camera-shake correction, the shake angle is calculated by combining information such as an acceleration detection unit and a geomagnetism detection unit in addition to the gyro sensor. In this case, the value of the correction angle tends to increase, and a frame memory for storing the entire image is required.

본 발명의 실시예들에 따르면, 간이한 구성으로 고정밀도(高精度)의 손떨림 보정이 가능한 신호 처리 장치, 촬상 장치, 흔들림 각도 산출 방법 및 흔들림 각도 산출 프로그램이 제공된다.According to the embodiments of the present invention, a signal processing apparatus, an image pickup apparatus, a shake angle calculating method, and a shake angle calculating program which can perform highly accurate shake correction with a simple configuration are provided.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 자이로 센서에서 검출된 촬상부의 움직임 검출 정보로부터, 상기 촬상부의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 산출하는 신호 처리 장치로서, 상기 자이로 센서에서 검출된 움직임 검출 정보로부터, 손떨림에 의한 움직임과 사용자가 의도한 움직임을 판별하는 움직임 판별부와, 상기 움직임 판별부로부터의 정보에 기초하여, 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부와, 상기 보정계수 산출부에서 산출된 보정계수에 기초하여, 상기 자이로 센서에서 검출된 움직임 검출 정보로부터 산출되는 움직임 정보를 보정하는 보정부를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 상황에 따른 보정계수를 산출하고, 그 보정계수를 움직임 정보의 보정에 적용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 손떨림 보정의 기준 위치를 상황에 따라 동적으로 변경할 수 있다.A signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention is a signal processing apparatus for calculating motion information indicating motion of the imaging unit from motion detection information of an imaging unit detected by a gyro sensor, A correction coefficient calculating unit for calculating a correction coefficient on the basis of information from the motion determining unit, and a correction coefficient calculating unit for calculating a correction coefficient calculated by the correction coefficient calculating unit And a correction unit that corrects the motion information calculated from the motion detection information detected by the gyro sensor based on the correction coefficient. That is, the signal processing apparatus according to the embodiment of the present invention can calculate the correction coefficient according to the situation, and apply the correction coefficient to the correction of the motion information. Accordingly, the signal processing apparatus according to the embodiment of the present invention can dynamically change the reference position of the shaking motion correction according to the situation.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 자이로 센서는, 상기 움직임 검출 정보로서 각속도를 검출하고, 상기 신호 처리 장치는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하고, 상기 움직임 정보로서 각도를 산출하는 각도 적산부를 더 포함할 수 있고, 상기 보정부는, 상기 각도 적산부에서 산출된 각도를 보정할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터 각도를 산출하면서, 산출된 각도를 수시로 보정할 수 있다.The gyro sensor of the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention detects the angular velocity as the motion detection information, and the signal processing apparatus integrates the angular velocity detected by the gyro sensor, And the correction unit may correct the angle calculated by the angular integration unit. That is, the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention can correct the calculated angle from time to time while calculating the angle from the angular velocity detected by the gyro sensor.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 자이로 센서의 상기 각도 적산부는, 상기 보정부에서 보정된 각도에 대해, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적용하여 각도를 산출할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 각도 적산부에서 산출되는 각도를 수시 보정하면서 갱신하고, 기준 위치를 동적으로 변경할 수 있다.The angular integration unit of the gyro sensor of the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention can calculate the angle by applying the angular velocity detected by the gyro sensor to the angle corrected by the correction unit. That is, the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention can update the reference position by dynamically updating the angles calculated by the angular integration unit while correcting it at any time.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 보정계수 산출부는, 촬상 장치의 기동으로부터 일정한 설정 시간 이내인지 아닌지를 판별하고, 기동으로부터 일정한 설정 시간 내인 경우, 기동시용의 보정계수를 상기 보정부에 출력할 수 있다. The correction-coefficient calculating unit of the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention determines whether or not it is within a predetermined set time from start-up of the image pickup apparatus, and, when the set- .

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 보정계수 산출부는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터 산출되는 각도를 취득하고, 이 취득한 각도의 변화가 일정한 설정값을 초과하는 경우, 보정 가능 범위 초과시용의 보정계수를 상기 보정부에 출력할 수 있다.The correction-coefficient calculating unit of the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention acquires an angle calculated from the angular velocity detected by the gyro sensor, and when the change in the acquired angle exceeds a predetermined set value, It is possible to output a correction coefficient for over-time to the correcting unit.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터 저주파 성분을 검출하는 저주파 검출부를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 보정계수 산출부는, 상기 보정계수를 산출할 때에 상기 저주파 검출부에서 검출된 저주파 성분의 값을 적용할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는 손떨림으로부터 저주파의 흔들림에 대해 각도 보정을 대응시킬 수 있다.The signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a low frequency detection unit for detecting a low frequency component from the angular velocity detected by the gyro sensor. In this case, the correction coefficient calculation unit may calculate the correction coefficient The value of the low-frequency component detected by the low-frequency detection unit can be applied. That is, the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention can correspond to the angle correction for the shaking of the low frequency from the shaking motion.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도와, 상기 보정부에서 보정된 각도가 입력되는 제2 각도 적산부를 더 포함할 수 있고, 상기 제2 각도 적산부는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 산출한 각도와, 상기 보정부에서 보정된 각도로부터, 상기 촬상부의 흔들림 각도를 산출할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는 자이로 센서에서 검출된 각속도에 기초하는 각도와 보정된 각도를 모두 고려하여 흔들림 각도를 산출할 수 있다.The signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a second angular integration unit to which an angular velocity detected by the gyro sensor and an angle corrected by the correction unit are inputted, The shaking angle of the imaging unit can be calculated from the angle calculated by integrating the angular velocity detected by the gyro sensor and the angle corrected by the correcting unit. That is, the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention can calculate the shaking angle by considering both the angle based on the angular velocity detected by the gyro sensor and the corrected angle.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 보정부는, 상기 움직임 판별부에서 사용자가 의도한 움직임이 검출된 경우, 1회 전의 연산시에 있어서의 보정전 각도를 상기 각도 적산부에서 산출된 각도로 할 수 있다.The correction section of the signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may be configured such that when the motion intended by the user is detected by the motion determination section, It can be done at an angle.

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치의 상기 보정계수 산출부는, 산출한 보정계수의 변화량이 설정된 최대 갱신값을 초과하는 경우, 변화량이 당해 최대 갱신값이 되도록, 보정계수를 산출할 수 있다.The correction coefficient calculating unit of the signal processing apparatus according to the embodiment of the present invention can calculate the correction coefficient so that the change amount becomes the maximum update value when the calculated change amount of the correction coefficient exceeds the set maximum update value .

본 발명의 일실시예에 따른 신호 처리 장치는, 상기 각도 적산부에 상기 각속도가 입력되기 전에, 상기 자이로 센서에 고유한 특성에 기초하여 상기 각속도를 보정하는 특성 보정부를 더 포함할 수 있다.The signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a characteristic correction unit that corrects the angular velocity based on a characteristic inherent to the gyro sensor before the angular velocity is input to the angular integration unit.

본 발명의 일실시예에 따른 촬상 장치는, 촬상부와, 자이로 센서와, 상기 촬상부 및 상기 자이로 센서로부터의 신호가 입력되는 상기 어느 하나의 신호 처리 장치와, 이 신호 처리 장치로부터 출력되는 움직임 정보에 기초하여, 상기 촬상부로부터의 화상을 변형시키는 화상 변형부를 포함할 수 있다.An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention includes an image pickup section, a gyro sensor, any one of the signal processing apparatuses to which signals from the image pickup section and the gyro sensor are input, And an image transforming unit for transforming the image from the image pickup unit based on the information.

본 발명의 일실시예에 따른 흔들림 각도 산출 방법은, 자이로 센서에서 검출된 촬상 장치의 각속도로부터, 상기 촬상 장치의 흔들림 각도를 산출하는 흔들림 각도 산출 방법으로서, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 각도를 산출하는 제1 스텝과, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터, 손떨림에 의한 각도 변화와 사용자가 의도한 각도 변화를 판별하는 제2 스텝과, 상기 제2 스텝에서 검출된 각도 변화의 판별의 정보에 기초하여, 적산된 각도를 보정하는 보정계수를 산출하는 제3 스텝과, 상기 제1 스텝에서 산출된 각도를, 상기 제3 스텝에서 산출된 보정계수에 기초하여 보정하는 제4 스텝과, 상기 제4 스텝에서 보정된 각도에 기초하여, 상기 흔들림 각도를 산출하는 제5 스텝을 포함할 수 있다.A swing angle calculating method according to an embodiment of the present invention is a swing angle calculating method for calculating a swing angle of the imaging device from an angular velocity of an imaging device detected by a gyro sensor, the angular velocity detected by the gyro sensor is accumulated A second step of determining an angle change due to a camera-shake and an angle change intended by the user based on the angular velocity detected by the gyro sensor; a second step of determining an angle change detected in the second step; A fourth step of correcting the angle calculated in the first step on the basis of the correction coefficient calculated in the third step, And a fifth step of calculating the shaking angle based on the angle corrected in the fourth step.

본 발명의 일실시예에 따른 흔들림 각도 산출 프로그램은, 자이로 센서에서 검출된 촬상 장치의 각속도로부터, 상기 촬상 장치의 흔들림 각도를 산출하는 컴퓨터에 의해 실행되도록 저장 매체에 저장된 흔들림 각도 산출 프로그램으로서, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 각도를 산출하는 제1 스텝과, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터, 손떨림에 의한 각도 변화와 사용자가 의도한 각도 변화를 판별하는 제2 스텝과, 상기 제2 스텝에서 검출된 각도 변화의 판별의 정보에 기초하여, 적산된 각도를 보정하는 보정계수를 산출하는 제3 스텝과, 상기 제1 스텝에서 산출된 각도를, 상기 제3 스텝에서 산출된 보정계수에 기초하여 보정하는 제4 스텝과, 상기 제4 스텝에서 보정된 각도에 기초하여, 상기 흔들림 각도를 산출하는 제5 스텝을 상기 컴퓨터에 실행시킬 수 있다.The swing angle calculating program according to an embodiment of the present invention is a swing angle calculating program stored in a storage medium to be executed by a computer for calculating a swing angle of the image pickup apparatus from the angular speed of the image pickup apparatus detected by the gyro sensor, A first step of calculating an angle by integrating the angular velocities detected by the gyro sensor; a second step of discriminating an angular change due to camera shake and an intended angular change from the angular velocity detected by the gyro sensor; A third step of calculating a correction coefficient for correcting the integrated angle on the basis of the information on the discrimination of the angle change detected in the step, and a third step of calculating the angle calculated in the first step to the correction coefficient calculated in the third step Based on the angle corrected in the fourth step, a fifth step of calculating the shaking angle based on the angle corrected in the fourth step, It can be run on the computer.

본 발명의 일실시예에 따르면, 촬상 장치에서의 촬영시에, 안정적으로 손떨림 보정의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은, 손떨림 보정의 흔들림 각도를 작은 각도 범위로 유지할 수 있다. 이에 따라, 화상 변형에 이용하는 기억부의 용량을 작게 할 수 있어, 장치의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the effect of the correction of the shaking motion can be stably obtained at the time of photographing in the image pickup apparatus. Further, according to the present invention, the shaking angle of the shaking motion correction can be kept within a small angle range. As a result, the capacity of the storage unit used for image deformation can be reduced, and the apparatus can be downsized and reduced in cost.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 촬상 장치의 기동 직후에 있어서, 흔들림 각도를 적절하게 보정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 보정 가능 범위를 초과하여 촬상 장치의 각도가 변화한 경우에도 흔들림 각도를 적절하게 보정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 촬상 장치의 각도가 크게 변화하는 경우에도 그 영향을 완화할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 보정계수가 급격하게 변화하는 것을 억제할 수 있으며, 이에 따라 안정적인 손떨림 보정을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 흔들림 각도의 산출에 이용하는 각속도의 정밀도를 향상시킬 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to appropriately correct the shaking angle immediately after the startup of the imaging apparatus. Further, according to the embodiment of the present invention, even when the angle of the imaging device exceeds the correctable range, the shake angle can be corrected appropriately. Further, according to the embodiment of the present invention, even if the angle of the image pickup device changes greatly, the influence thereof can be alleviated. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the abrupt change of the correction coefficient, and thereby, the stable camera shake correction can be performed. Further, according to the embodiment of the present invention, the accuracy of the angular velocity used for calculation of the swing angle can be improved.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 촬상 장치의 부분 개략 구성도이다.
도 2는 흔들림 각도 산출부의 구성도이다.
도 3은 보정계수를 산출하는 수순을 나타낸 설명도이다.
도 4는 시간에 대한 촬상부의 각도 변화와, 산출되는 흔들림 각도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 촬상 장치의 변형예를 나타낸 부분 개략 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a partial schematic configuration diagram of an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig.
2 is a configuration diagram of the shake angle calculating section.
3 is an explanatory diagram showing a procedure for calculating a correction coefficient.
4 is a graph showing changes in angle of the image pickup section with respect to time and a calculated swing angle.
5 is a partial schematic configuration view showing a modification of the image pickup apparatus.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 명세서에서 사용되는 "~부", "~ 엔진", "~ 모델", "~ 모듈", "시스템", "구성요소", "인터페이스" 등과 같은 용어들은 일반적으로 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어, 또는 실행중인 소프트웨어인 컴퓨터 관련 엔티티를 지칭하는 것이다. 예를 들어, "~부"는 프로세서 상에서 실행중인 프로세스, 프로세서, 객체, 실행 가능물(executable), 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 컨트롤러 상에서 구동중인 애플리케이션 및 컨트롤러 모두 구성요소일 수 있다. 하나 이상의 구성요소는 프로세스 및/또는 실행의 스레드 내에서 존재할 수 있으며, 구성요소는 하나의 컴퓨터 상에서 로컬화될 수 있고, 둘 이상의 컴퓨터 사이에서 분산될 수도 있다.The terms "part", "engine", "model", "module", "system", "component", "interface", and the like as used herein generally refer to a combination of hardware, , Software, or software that is executing software. For example, "part" may be, but is not limited to, a process running on a processor, a processor, an object, an executable, an execution thread, a program and / or a computer. For example, both the application running on the controller and the controller may be components. One or more components may reside within a process and / or thread of execution, and the components may be localized on one computer and distributed among two or more computers.

한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.In the specification and drawings, the same reference numerals are given to constituent elements having substantially the same functional configuration, and redundant description will be omitted.

[손떨림 보정 장치의 구성][Configuration of Camera Shake Correction Device]

먼저, 신호 처리 장치를 갖는 손떨림 보정 장치의 구성에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 신호 처리 장치는, 촬상 장치에 마련된다. 촬상 장치는, 촬상 소자(10)에 집광된 상(像)을 화상 데이터로서 출력하고, 기억한다. 촬상 장치는, 촬상부(11)를 갖는 촬상 소자(10)와, 자이로 센서(20)와, 손떨림 보정 장치(30)를 갖고 있다. 촬상부(11)는, 취득한 화상 데이터를 손떨림 보정 장치(30)에 대해 출력한다. 촬상부(11)로는, 예를 들어 CMOS 센서가 이용된다. 단, 그 이외의 종류의 센서여도 된다. 또한, 자이로 센서(20)는, 촬상부(11)의 움직임 검출 정보로서, 각속도를 검출한다. 자이로 센서(20)는, 검출한 각속도를 손떨림 보정 장치(30)에 대해 출력한다. 한편, 촬상 장치의 손떨림 보정 장치(30)로부터 후단 부분에 대해서는, 설명을 생략한다.First, a configuration of an image stabilization device having a signal processing device will be described with reference to Fig. The signal processing device is provided in the imaging device. The image pickup apparatus outputs an image focused on the image pickup device 10 as image data and stores the image data. The image pickup apparatus has an image pickup element 10 having an image pickup section 11, a gyro sensor 20, and an image stabilizer 30. The image pickup section 11 outputs the acquired image data to the shake correction apparatus 30. [ As the image pickup unit 11, for example, a CMOS sensor is used. However, other kinds of sensors may be used. Further, the gyro sensor 20 detects the angular velocity as motion detection information of the image pickup unit 11. The gyro sensor 20 outputs the detected angular velocity to the camera shake correcting device 30. [ The description of the rear end portion of the camera shake correcting device 30 of the imaging device is omitted.

손떨림 보정 장치(30)는, 신호 처리 장치인 흔들림 각도 산출부(31), 동기(同期) 처리부(32), 및 화상 변형부(33)를 갖고 있다. 흔들림 각도 산출부(31)는, 자이로 센서(20)에서 검출된 각속도에 기초하여, 촬상부(11)의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 산출한다. 움직임 정보는, 촬상부(11)에 있어서 보정해야 할 흔들림 각도이다. 동기 처리부(32)는, 촬상부(11)로부터의 화상 데이터와, 흔들림 각도 산출부(31)로부터의 흔들림 각도를 동기시킨다. 동기 처리부(32)는, 촬상부(11)에서 노광하고 있는 시간으로부터, 동기 처리부(32)의 화상 데이터 수신시까지의 시간을 고려한다. 또한, 동기 처리부(32)는, 자이로 센서(20)의 샘플링 레이트(Sampling rate) 및 레이턴시(Latency)를 고려한다. 또한, 동기 처리부(32)는, 자이로 센서(20)로부터 흔들림 각도 산출부(31)를 거쳐, 동기 처리부(32)에 신호가 도달할 때까지의 시간을 고려한다. 촬상부(11)가, 롤링 셔터(Rolling shutter) 방식으로 노광하는 경우는, 화상의 라인(Line)마다 노광 시간에 어긋남이 있다. 이 경우, 동기 처리부(32)는, 화상의 라인마다의 어긋남 정도도 고려하여, 라인마다 동기화를 행한다.The shake correction apparatus 30 has a shake angle calculating section 31 which is a signal processing apparatus, a synchronization (synchronization) processing section 32, and an image modification section 33. The shake angle calculating unit 31 calculates motion information indicating the motion of the image pickup unit 11 based on the angular velocity detected by the gyro sensor 20. [ The motion information is a swing angle to be corrected by the image pickup unit 11. [ The synchronous processing section 32 synchronizes the image data from the image pickup section 11 with the shake angle from the shake angle calculating section 31. [ The synchronous processing section 32 takes into account the time from the exposure time of the imaging section 11 to the reception of the image data of the synchronization processing section 32. [ The synchronization processing unit 32 also considers the sampling rate and the latency of the gyro sensor 20. The synchronization processing unit 32 takes the time from the gyro sensor 20 through the shake angle calculating unit 31 until the signal reaches the synchronization processing unit 32. [ When the imaging unit 11 performs exposure using a rolling shutter system, the exposure time may deviate from each line of the image. In this case, the synchronization processing section 32 performs synchronization on a line-by-line basis in consideration of the degree of shift of each image line.

촬상부(11)나 자이로 센서(20)로부터의 데이터는, A/D 변환기(미도시)를 거쳐, 손떨림 보정 장치(30)에 입력된다. 손떨림 보정 장치(30)의 흔들림 각도 산출부(31), 동기 처리부(32), 화상 변형부(33)는, 각각 디지털 신호 처리 회로(DSP)로 구성할 수 있다. 이들은, 별개의 회로로 구성될 수도 있고, 하나의 회로로 구성될 수도 있다.The data from the imaging unit 11 and the gyro sensor 20 are input to the camera shake correction device 30 via an A / D converter (not shown). The shake angle calculating unit 31, the synchronous processing unit 32 and the image deformation unit 33 of the shake correction apparatus 30 can be configured by a digital signal processing circuit (DSP), respectively. They may be constituted by separate circuits or may be constituted by a single circuit.

화상 변형부(33)는, 화상 데이터를 라인 단위로 기억하는 라인 메모리(Line memory)(33a)를 갖고 있다. 화상 변형부(33)는, 동기 처리부(32)에서 동기화된 화상 데이터와 흔들림 각도로부터, 화상 변형 처리를 행한다. 이 처리에 있어서 화상 변형부(33)는, 화상 데이터에 대해, 라인마다 흔들림 각도에 기초하는 좌표 변환을 행한다. 그리고, 화상 변형부(33)는, 변환 후의 좌표에 기초하여 화상 변형을 행한다. 화상 변형부(33)는, 좌표 변환시에 있어서, 렌즈 왜곡 등 다른 요인에 의한 좌표 변환을 동시에 행해도 된다. 화상 변형부(33)는, 화상 변형 처리를 행한 화상 데이터를, 촬상 장치의 후단 부분에 출력한다.The image transforming unit 33 has a line memory 33a for storing image data on a line-by-line basis. The image transforming unit 33 performs image transforming processing from the image data synchronized by the synchronous processing unit 32 and the shaking angle. In this processing, the image transforming unit 33 performs coordinate transformation based on the shaking angle for each line with respect to the image data. Then, the image transforming unit 33 transforms the image based on the coordinates after the transformation. The image transforming unit 33 may perform coordinate transformation by other factors such as lens distortion at the time of coordinate conversion. The image transforming unit 33 outputs the image data subjected to the image transforming process to the rear end portion of the image capturing apparatus.

[흔들림 각도 산출부의 구성][Configuration of Shake Angle Calculation Unit]

다음에, 흔들림 각도 산출부(31)의 구성에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다. 흔들림 각도 산출부(31)에는, 상기 서술한 바와 같이, 자이로 센서(20)로부터의 각속도가 입력된다. 흔들림 각도 산출부(31)에 입력된 각속도는, 특성 보정부(40)에서 보정된다. 특성 보정부(40)는, 자이로 센서(20)의 자이로 드리프트(Gyro drift)나 타축 감도 등, 자이로 센서에 고유한 특성을 보정한다.Next, the configuration of the shake angle calculating section 31 will be described with reference to Fig. The shake angle calculating section 31 receives the angular velocity from the gyro sensor 20 as described above. The angular velocity input to the shake angle calculating section 31 is corrected by the characteristic correcting section 40. [ The characteristic correcting unit 40 corrects characteristics inherent to the gyro sensor such as gyro drift of the gyro sensor 20 and other axis sensitivity.

특성 보정부(40)에서 보정된 각속도는, 로우 패스 필터부(41), 움직임 판별부(46), 및 저주파 검출부(47)에 출력된다. 로우 패스 필터부(41)는, 각속도의 데이터 중, 고역의 성분을 차단한다. 이에 따라, 노이즈(Noise) 성분을 제거할 수 있다. 로우 패스 필터부(41)의 차단 주파수는, 100Hz~200Hz의 범위로 설정된다. 단, 차단 주파수는 이 범위로 한정되지는 않는다.The angular velocity corrected by the characteristic correcting section 40 is outputted to the low pass filter section 41, the motion determining section 46 and the low frequency detecting section 47. The low-pass filter unit 41 blocks the high-frequency component of the data of the angular velocity. Thus, a noise component can be removed. The cut-off frequency of the low-pass filter unit 41 is set in the range of 100 Hz to 200 Hz. However, the cutoff frequency is not limited to this range.

움직임 판별부(46)는, 각속도의 데이터로부터, 손떨림에 의한 움직임과 사용자가 의도한 움직임을 판별한다. 사용자가 의도한 움직임은, 예를 들어, 일방향으로의 패닝(Panning) 동작 등이 있다. 움직임 판별부(46)는, 로우 패스 필터를 갖고 있다. 이 로우 패스 필터는, 손떨림 동작에서 발생이 상정되는 주파수보다 약간 높은 주파수를 차단 주파수로 한다. 이 차단 주파수로는, 10Hz~30Hz의 범위로 설정할 수 있다. 단, 이 이외의 범위로 차단 주파수를 설정해도 된다. 움직임 판별부(46)는, 로우 패스 필터로부터의 출력값이 일정한 설정값 이상이 된 경우에, 사용자가 의도한 움직임이라 판별한다. 한편, 움직임 판별부(46)는, 로우 패스 필터로부터의 출력값이 일정한 설정값 미만인 경우, 손떨림에 의한 움직임이라 판별한다. 단, 각도 변화의 판별은, 이 수법으로 한정되지는 않으며, 그 밖의 수법을 이용해도 된다.The motion determining unit 46 determines, based on the data of the angular velocity, the motion caused by the camera-shake and the motion intended by the user. The user's intended motion includes, for example, a panning operation in one direction. The motion determiner 46 has a low-pass filter. This low-pass filter sets a cut-off frequency at a frequency slightly higher than the frequency at which the occurrence of the shaking motion is assumed. The cutoff frequency can be set in the range of 10 Hz to 30 Hz. However, the cut-off frequency may be set in other ranges. When the output value from the low pass filter becomes equal to or larger than a predetermined set value, the motion determining unit 46 determines that the motion is intended by the user. On the other hand, when the output value from the low pass filter is lower than a predetermined set value, the motion determining unit 46 determines that the motion is caused by camera shake. However, the determination of the angle change is not limited to this method, and other methods may be used.

저주파 검출부(47)는, 각속도의 데이터로부터, 저주파 성분을 검출한다. 저주파 검출부(47)에서 검출하는 것은, 손떨림 동작에 의한 주파수보다 낮은 주파수의 움직임이다. 저주파 검출부(47)에는, 낮은 주파수를 차단 주파수로 하는 로우 패스 필터를 이용할 수 있다. 저주파 검출부(47)의 차단 주파수로는, 수분의 1 ~ 수십분의 1 Hz로 할 수 있다. 단, 저주파의 검출 수단으로는, 로우 패스 필터로 한정되지는 않으며, 그 밖의 수단을 이용하면 된다.The low frequency detection unit 47 detects a low frequency component from the angular velocity data. The low-frequency detection unit 47 detects the movement at a frequency lower than the frequency due to the shaking motion. The low-frequency detection unit 47 can use a low-pass filter having a low frequency as a cut-off frequency. The cut-off frequency of the low-frequency detection unit 47 may be 1 Hz to 1/10 Hz of the moisture. However, the low-frequency detection means is not limited to the low-pass filter, and other means may be used.

로우 패스 필터부(41)로부터 출력되는 각속도의 데이터는, 각도 적산부(42)에 입력된다. 각도 적산부(42)는, 각속도의 데이터를 시간 적분 처리하고, 각도를 산출한다. 각도 적산부(42)에서 산출된 각도의 데이터는, 보정부(43)에 출력된다. 보정부(43)는, 입력된 각도를 보정계수에 기초하여 보정한다.The angular velocity data output from the low-pass filter unit 41 is input to the angular integration unit 42. [ The angular integration section 42 time-integrates the angular velocity data and calculates an angle. The data of the angle calculated by the angular integration section 42 is output to the correction section 43. [ The correcting unit 43 corrects the input angle based on the correction coefficient.

보정부(43)에서 보정된 각도의 데이터는, 각도 적산부(42)에 입력된다. 각도 적산부(42)는, 보정부(43)에서 보정된 각도에 대해, 자이로 센서(20)로부터의 각속도를 적산하여, 새로운 각도를 산출한다.The data of the angle corrected by the correction unit 43 is input to the angular integration unit 42. [ The angular integration section 42 integrates the angular velocity from the gyro sensor 20 with respect to the angle corrected by the correction section 43 to calculate a new angle.

보정부(43)에서 이용되는 보정계수는, 보정계수 산출부(45)에서 산출된다. 보정계수는, 촬상 장치의 상황에 따라, 손떨림 보정의 기준 위치를 변경하도록 정해진다. 이에 따라, 출력되는 흔들림 각도가, 보정 가능 범위 내에서 추이하도록 조정된다. 보정계수의 상세에 대해서는 뒤에서 상술한다.The correction coefficient used in the correction unit 43 is calculated by the correction coefficient calculation unit 45. [ The correction coefficient is set so as to change the reference position of the shaking motion correction depending on the situation of the image pickup apparatus. Thereby, the output shaking angle is adjusted to change within the correctable range. Details of the correction coefficient will be described later.

보정계수 산출부(45)에 대해서는, 움직임 판별부(46), 저주파 검출부(47), 및 각도 적산부(42)로부터의 출력값이 입력된다. 보정계수 산출부(45)는, 움직임 판별부(46)에 있어서 검출한, 사용자가 의도한 움직임인지 아닌지의 정보에 따라, 상이한 보정계수를 출력한다. 또한, 보정계수 산출부(45)는, 저주파 검출부(47)에서 검출한 저주파 성분에 따른 보정계수의 산출을 행한다. 또한, 보정계수 산출부(45)는, 각도 적산부(42)에서 산출된 각도가, 보정 가능 범위를 초과하고 있는지 아닌지에 따라, 상이한 보정계수를 출력한다.The output from the motion determination unit 46, the low frequency detection unit 47, and the angular integration unit 42 are input to the correction coefficient calculation unit 45. [ The correction-coefficient calculating unit 45 outputs different correction coefficients according to the information detected by the motion determining unit 46 as to whether or not the motion is intended by the user. Further, the correction-coefficient calculating section 45 calculates the correction coefficient according to the low-frequency component detected by the low-frequency detecting section 47. [ Further, the correction-coefficient calculating section 45 outputs different correction coefficients depending on whether or not the angle calculated by the angle integrating section 42 exceeds the correctable range.

움직임 판별부(46)로부터의 정보는, 보정부(43)에도 입력된다. 보정부(43)는, 사용자가 의도한 움직임이 검출된 경우에, 각도의 변화량이 너무 커지지 않도록, 조정을 행한다. 그 상세에 대해서는 뒤에서 상술한다.The information from the motion determination unit 46 is also input to the correction unit 43. [ The correcting unit 43 performs the adjustment so that the amount of change in the angle does not become too large when the user's intended motion is detected. Details thereof will be described later.

보정부(43)에서 산출된 각도와, 로우 패스 필터부(41)를 통과한 각속도의 데이터는, 제2 각도 적산부(44)에 입력된다. 제2 각도 적산부(44)는, 각속도를 시간 적분 처리하여, 보정부(43)에서 보정되어 있지 않은 각도를 산출한다. 제2 각도 적산부(44)는, 보정부(43)에서 보정된 각도와, 보정되어 있지 않은 각도로부터, 출력하는 흔들림 각도를 산출한다.The angles calculated by the correcting unit 43 and the angular velocity data passed through the low pass filter unit 41 are input to the second angular integration unit 44. [ The second angular integration section 44 time-integrates the angular velocity, and calculates the angle that has not been corrected by the correction section 43. The second angular integration section 44 calculates the swing angle to be output from the angle corrected by the correction section 43 and the angle not corrected.

흔들림 각도 산출부(31)의 각 기능부분은, 상기 서술한 바와 같이 디지털 신호 처리 회로로 구성할 수 있다. 흔들림 각도 산출부(31)를 구성하는 디지털 신호 처리 회로는, 하나의 회로로 형성될 수도 있다. 또한, 디지털 신호 처리 회로는, 기능 부분 단위로 나뉜 복수의 회로에 의해 형성될 수도 있다.Each function portion of the shake angle calculating section 31 can be constituted by a digital signal processing circuit as described above. The digital signal processing circuit constituting the shake angle calculating section 31 may be formed of one circuit. Further, the digital signal processing circuit may be formed by a plurality of circuits divided into functional unit units.

[보정계수의 산출][Calculation of correction factor]

다음에, 보정계수 산출부(45)에 있어서의 보정계수의 산출에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다. 먼저, 보정계수 산출부(45)는, 촬상 장치가 기동시인지 아닌지를 판별한다(S1). 보정계수 산출부(45)는, 촬상 장치의 기동으로부터 일정한 설정 시간 이내인 경우에는, 기동시라고 판별한다. S1에서 기동시라고 판별된 경우, 보정계수 산출부(45)는, 기동시용의 보정계수 K1을 채용한다. 기동시용의 보정계수 K1은, 미리 설정되어 있는 값이다. 촬상 장치의 기동 직후는, 제2 각도 적산부(44)에 있어서 자이로 센서(20)로부터의 각속도가 충분히 적산되어 있지 않다. 또한, 자이로 센서(20)도 기동 직후는 불안정한 값을 출력하는 경우도 있다. 보정계수 산출부(45)는, 기동시용의 보정계수 K1에 의해, 이들의 영향을 완화한다.Next, the calculation of the correction coefficient in the correction-coefficient calculating unit 45 will be described with reference to Fig. First, the correction-coefficient calculating unit 45 determines whether or not the image pickup apparatus is activated (S1). The correction-coefficient calculating unit 45 determines that the image pickup apparatus is in the start-up state when the image pickup apparatus is within a predetermined set time from the start-up. When it is determined that the engine is started in S1, the correction-coefficient calculating unit 45 adopts the correction coefficient K1 for start-up. The correction coefficient K1 for start-up is a preset value. Immediately after the start of the imaging apparatus, the angular velocity from the gyro sensor 20 in the second angular integration section 44 is not sufficiently integrated. The gyro sensor 20 may also output an unstable value immediately after startup. The correction coefficient calculating section 45 alleviates the influence of these factors by the correction coefficient K1 for start-up.

S1에서 기동시가 아니었던 경우, 보정계수 산출부(45)는, 각도 적산부(42)에서 산출된 각도를 취득한다. 그리고, 보정계수 산출부(45)는, 취득한 각도의 변화가, 일정한 설정값을 초과하는지 아닌지를 판별한다(S3). 이 판별은, 각도 변화가 보정 가능 범위를 초과하는지 아닌지를 판별하는 것이다. S3에서 보정 가능 범위를 초과하고 있다고 판별되는 경우, 보정계수 산출부(45)는, 보정범위 초과시용의 보정계수 K2를 산출한다(S4). 보정계수 산출부(45)는, 보정범위 초과시용의 보정계수 K2에 의해, 보정하는 흔들림 각도가 보정 가능한 범위 내에 들어가도록 조정한다.If it is not at startup in S1, the correction-coefficient calculating unit 45 acquires the angle calculated by the angle integrating unit 42. [ Then, the correction-coefficient calculating unit 45 determines whether the change in the obtained angle exceeds a predetermined set value (S3). This determination is to determine whether or not the angle change exceeds the correctable range. When it is determined in S3 that the correction range is exceeded, the correction coefficient calculating unit 45 calculates a correction coefficient K2 for use when the correction range is exceeded (S4). The correction-coefficient calculating unit 45 adjusts the swing angle to be corrected so as to fall within the range that can be corrected by the correction coefficient K2 for use when the correction range is exceeded.

S3에서 보정 가능 범위를 초과하고 있지 않은 경우, 보정계수 산출부(45)는, 움직임 판별부(46)의 출력을 토대로, 의도한 각도 변화인지 아닌지를 판별한다(S5). 의도한 각도 변화의 경우, 보정계수 산출부(45)는, 의도한 동작시용의 보정계수 K3을 산출한다. 의도한 동작시용의 보정계수 K3은, 미리 설정되어 있는 값이다. 의도한 각도 변화시에는, 촬상부(11)의 각도가 크게 변화한다. 보정계수 산출부(45)는, 의도한 동작시용의 보정계수 K3에 의해, 손떨림 보정의 기준 위치가 각도 변화에 추종하도록 조정한다.If the correction range does not exceed the correctable range in S3, the correction coefficient calculator 45 determines whether the change in the angle is intended, based on the output of the motion determiner 46 (S5). In the case of an intended angle change, the correction-coefficient calculating unit 45 calculates a correction coefficient K3 for the intended operation. The correction coefficient K3 for the intended operation is a preset value. At an intended angle change, the angle of the imaging unit 11 changes greatly. The correction-coefficient calculating unit 45 adjusts the reference position of the shaking motion correction so as to follow the change of the angle by the correction coefficient K3 for the intended operation.

S5에서 의도한 각도 변화가 아니라고 판별되는 경우, 보정계수 산출부(45)는, 통상의 손떨림 보정시용의 보정계수 K4를 산출한다(S7). 보정계수 K4는, 저주파 검출부(47)에서 검출된 저주파 성분의 값에 따라 보정된다(S8). 미리 설정된 설정값을 α로 할 때, 보정 후의 K4는, [보정 전의 K4]+[저주파 성분의 값]×α로 산출할 수 있다. 이에 따라, 저주파 성분의 영향을 고려한 보정계수로 할 수 있다.When it is determined in S5 that it is not the intended angle change, the correction-coefficient calculating unit 45 calculates the correction coefficient K4 for the normal shaking motion correction application (S7). The correction coefficient K4 is corrected in accordance with the value of the low-frequency component detected by the low-frequency detection unit 47 (S8). When the preset set value is?, The corrected K4 can be calculated as [K4 before correction] + [Low-frequency component value] x [alpha]. As a result, the correction coefficient can be obtained by considering the influence of the low-frequency component.

본 실시형태에서는, 통상의 손떨림 보정시에, 저주파 성분의 값으로 보정계수를 보정하고 있다. 저주파 성분에 의한 보정계수의 보정은, 이에 더해 다른 상황시에도 행할 수 있다. 예를 들어, 보정 가능 범위를 초과하고 있는 경우에도, 저주파 성분의 값으로 보정계수를 보정할 수 있다. 또한, 저주파 성분의 값에 의한 보정시에 이용하는 설정값 α는, 저주파 성분에 의한 보정계수의 보정이 개시되고 나서의 시간 경과에 따라, 변화하도록 하면 된다.In the present embodiment, the correction coefficient is corrected to the value of the low frequency component at the time of the correction of the normal camera shake. Correction of the correction coefficient by the low-frequency component can be performed also in other situations. For example, even when the correction range is exceeded, the correction coefficient can be corrected to the value of the low frequency component. The setting value? Used for the correction by the low-frequency component value may be changed according to the elapsed time since the correction of the correction coefficient by the low-frequency component is started.

각 상황에 대응하는 보정계수 K1, K2, K3, K4는, 사용하는 자이로 센서(20)의 특성을 고려하여 결정한다. 이 밖에, 촬상 장치의 형상·중량·사용형태·프레임 레이트(Frame rate) 등도 고려된다. 나아가, 보정계수는, 그 밖의 요인을 고려하여 결정되어도 된다.The correction coefficients K1, K2, K3, and K4 corresponding to the respective situations are determined in consideration of the characteristics of the gyro sensor 20 to be used. In addition, the shape, weight, use form, frame rate, etc. of the image pickup apparatus are also considered. Further, the correction coefficient may be determined in consideration of other factors.

보정계수가 산출되면, 보정계수 산출부(45)는, 전회 산출한 보정계수와 금회 산출한 보정계수의 차이값을 산출한다(S9). 보정계수 산출부(45)는, 산출한 차이값이, 미리 설정된 최대값보다 작은지 아닌지를 판별한다(S10). 차이값이 최대값보다 작은 경우는, 그 차이값을 갱신값으로 한다(S11). 차이값이 최대값 이상인 경우는, 최대값을 갱신값으로 한다(S12). 이에 따라, 보정계수가 크게 변동할 때에, 그 변동을 억제할 수 있다. 보정계수의 급격한 변동을 억제함으로써, 손떨림 보정의 효과를 확실하게 발휘할 수 있다. 또한, 차이값의 최대값은, 보정계수가 변화하기 시작하고 나서의 시간 경과에 따라, 변화하도록 해도 된다.When the correction coefficient is calculated, the correction-coefficient calculating unit 45 calculates the difference between the previously calculated correction coefficient and the correction coefficient calculated this time (S9). The correction-coefficient calculating unit 45 determines whether the calculated difference value is smaller than a preset maximum value (S10). If the difference value is smaller than the maximum value, the difference value is set as the update value (S11). If the difference value is greater than or equal to the maximum value, the maximum value is set as the update value (S12). Thus, when the correction coefficient largely fluctuates, the fluctuation can be suppressed. By suppressing the abrupt change of the correction coefficient, the effect of the correction of the shaking motion can be reliably exerted. Further, the maximum value of the difference value may be changed according to the elapsed time after the correction coefficient starts to change.

갱신값이 정해지면, 보정계수 산출부(45)는, 새로운 보정계수를 산출한다(S13). 새로운 보정계수는, 전회 산출한 보정계수에 대해, S11 또는 S12에서 정해진 갱신값을 더함으로써, 산출된다. 보정계수 산출부(45)는, 여기서 산출된 보정계수를, 보정부(43)에 출력한다.When the update value is determined, the correction-coefficient calculating unit 45 calculates a new correction coefficient (S13). The new correction coefficient is calculated by adding the update value determined in S11 or S12 to the previously calculated correction coefficient. The correction-coefficient calculating section 45 outputs the correction coefficient calculated here to the correcting section 43. [

[각도 보정의 실행][Execution of Angle Correction]

보정부(43)는, 보정계수 산출부(45)에서 산출된 보정계수를 이용하여, 각도의 보정을 행한다. 보정부(43)는, 입력되는 각도를 θin, 보정한 각도를 θout, 보정계수를 K로 할 때, θout=θin-θin/2K의 연산을 행하고, 보정한 각도를 산출한다.The correction unit 43 corrects the angle by using the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit 45. [ The correction unit 43 calculates θ out = θ in -θ in / 2 K when the input angle is θ in , the corrected angle is θ out , and the correction coefficient is K, and the corrected angle is calculated do.

보정부(43)에는, 움직임 판별부(46)의 결과도 입력된다. 움직임 판별부(46)에 있어서, 사용자가 의도한 움직임이라 판별된 경우, 촬상부(11)의 각도는 크게 변화한다. 이 경우, 보정부(43)는, 입력되는 각도 θin 대신에, 전회 산출한 보정 후의 각도를 이용하여, 상기 연산을 행한다. 이에 따라, 급격한 각도 변화의 영향을 완화할 수 있다.The result of the motion determination unit 46 is also input to the correction unit 43. [ When the motion determination unit 46 determines that the user intended motion, the angle of the imaging unit 11 changes greatly. In this case, the correcting section 43, instead of the input angle θ in, using the corrected angle a last calculated, and performs the operation. Thus, the influence of the sudden change in angle can be alleviated.

[흔들림 각도의 산출예][Example of Calculation of Shaking Angle]

도 4(a)에는, 시간에 대한 촬상부(11)의 각도 변화예를 나타내고 있다. 본 예에서는 시간 T0부터 시간 T1까지, 사용자는 촬상 장치를 손에 든 채 정지(靜止)한 상태이다. 이 시간대에 있어서는, 촬상부(11)의 각도는 0° 부근에서 추이하고 있다. 또한, 손떨림이 발생하고 있으며, 작은 각도 변화가 반복해서 발생하고 있다. 시간 T1부터 시간 T4까지, 사용자는 촬상 장치를 수평 방향으로 패닝하고 있는 상태이다. 이 시간대에 있어서는, 사용자는 의도적으로 촬상 장치의 각도를 크게 변화시킨다. 또한, 시간 T4 이후는, 사용자는 촬상 장치를 손에 든 채 걷고 있는 상태이다. 이 시간대에 있어서는, 손떨림에 더해, 더 느린 각도 변화도 발생하고 있다.Fig. 4 (a) shows an example of change in angle of the image pickup section 11 with respect to time. In this example, from time T 0 to time T 1 , the user is in a state in which the user holds the imaging device in his / her hand. In this time period, the angle of the image pickup unit 11 changes in the vicinity of 0 deg. In addition, camera shake occurs, and small angle changes occur repeatedly. From the time T 1 to the time T 4 , the user is in the state of panning the imaging device in the horizontal direction. In this time period, the user intentionally changes the angle of the imaging apparatus to a large extent. In addition, since the time T 4, the user is walking while holding all the image-capturing device in the hand. In this time zone, in addition to hand shake, a slower angle change also occurs.

도 4(b)에는, 도 4(a)의 각도 변화로부터 흔들림 각도 산출부(31)에서 산출된 각도를 나타내고 있다. 시간 T0부터 시간 T1까지의 시간대는, 통상의 손떨림 보정의 동작이 행해지고 있다. 이때, 보정계수 산출부(45)에서는, 보정계수 K4가 기준값으로서 선택되어 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 통상의 손떨림 보정에서는, 각도 0°를 중심으로, 작은 범위의 흔들림 각도가 산출된다.Fig. 4 (b) shows the angle calculated by the shake angle calculating section 31 from the angle change of Fig. 4 (a). In the time period from the time T 0 to the time T 1 , the normal camera shake correction operation is performed. At this time, in the correction coefficient calculating section 45, the correction coefficient K4 is selected as the reference value. As shown in the figure, in a general camera-shake correction, a swing angle in a small range around 0 deg. Is calculated.

시간 T1부터 시간 T4까지의 시간대는, 사용자가 의도한 움직임에 대응하는 동작이 행해지고 있다. 보정 가능 범위를 초과하고 있는 동안을 제외한 이 시간대에서는, 보정계수 산출부(45)는, 보정계수 K3을 기준값으로서 선택하고 있다. 사용자가 의도한 움직임에서는, 급격히 각도가 변화한다. 상기 서술한 바와 같이, 보정부(43)는, 급격한 각도 변화에 대해, 이를 완화하는 조정을 행한다.In the time period from the time T 1 to the time T 4 , an operation corresponding to the motion intended by the user is performed. In this time period except during the time when the correction range is exceeded, the correction coefficient calculating section 45 selects the correction coefficient K3 as the reference value. In a user's intended movement, the angle changes abruptly. As described above, the correcting section 43 adjusts to alleviate this sudden change in angle.

시간 T2부터 시간 T3까지는, 흔들림 각도가 보정 가능 범위를 초과하고 있다. 보정 가능 범위 초과시에는, 보정계수 산출부(45)에서는, 보정계수 K2가 기준값으로서 선택되고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 보정 가능 범위 초과시에는, 흔들림 각도가 일정값이 된다. 시간 T3에서 흔들림 각도가 보정 가능 범위 내로 복귀하면, 보정계수 산출부(45)에서는, 재차 보정계수 K3이 기준값으로서 선택된다. 시간 T4의 단계에서는, 시간 T1일 때보다 촬상 장치의 방향은 크게 변하고 있으나, 흔들림 각도의 기준 위치(0°)로부터의 차는, 작은 상태로 유지된다. 이는, 보정부(43)에 의해, 흔들림 각도의 기준 위치를 수시 변화시키고 있는 것에 의한다.From the time T 2 to the time T 3 , the shaking angle exceeds the correctable range. When the correctable range is exceeded, the correction coefficient calculating section 45 selects the correction coefficient K2 as the reference value. As shown in the figure, when the correction range is exceeded, the swing angle becomes a constant value. When the shake angle returns within the correctable range at the time T 3 , the correction coefficient calculating section 45 selects the correction coefficient K3 as the reference value again. At the time T 4 , the direction of the image pickup device is largely changed as compared with the time T 1 , but the difference from the reference position (0 °) of the shake angle is kept small. This is because the reference position of the swing angle is changed by the correcting unit 43 occasionally.

시간 T4 이후는, 손떨림 보정의 동작이 행해짐과 함께, 저주파 성분에 의한 보정계수의 보정도 행해지고 있다. 이에 따라, 통상의 손떨림보다 느린 움직임이 있어도, 그에 추종하여 흔들림 각도의 기준 위치를 수시 변화시켜 갈 수 있다.After the time T 4 , the operation of the camera-shake correction is performed, and the correction coefficient by the low-frequency component is also corrected. Accordingly, even if there is a movement slower than a normal camera shake, the reference position of the shake angle can be changed at any time in accordance with the movement.

이처럼, 본 실시형태의 신호 처리 장치인 흔들림 각도 산출부(31)는, 촬상 장치의 상황에 따라 보정계수를 변경하고, 흔들림 각도의 산출에 반영하고 있다. 이에 따라, 본 실시형태의 신호 처리 장치는, 손떨림 보정에 이용하는 흔들림 각도의 기준 위치를, 상황에 따라 동적으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 흔들림 각도를 작은 각도 범위로 유지하고, 동영상 촬영시에 있어서 안정성을 확보할 수 있다. 흔들림 각도의 각도 범위가 크면, 화상 변형부(33)의 기억 용량이 크게 필요해진다. 또한, 본 실시형태의 신호 처리 장치는, 흔들림 각도를 작은 각도 범위로 유지할 수 있다. 이에 따라, 손떨림 보정 장치(30)에 있어서 기억 용량이 적은 라인 메모리(33a)를 채용할 수 있다. 이에 따라, 장치의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.As described above, the shake angle calculating section 31, which is the signal processing apparatus of the present embodiment, changes the correction coefficient according to the situation of the image pickup apparatus and reflects this in the calculation of the shake angle. Thus, the signal processing apparatus of the present embodiment can dynamically change the reference position of the swing angle used for camera shake correction according to the situation. Thus, the shaking angle can be maintained within a small angle range, and stability can be ensured at the time of moving picture shooting. If the angular range of the swing angle is large, a large storage capacity of the image transforming unit 33 is required. Further, the signal processing apparatus of the present embodiment can keep the shaking angle within a small angle range. Thus, the line memory 33a having a small storage capacity in the shake correction apparatus 30 can be employed. As a result, the size and cost of the apparatus can be reduced.

신호 처리 장치를 갖는 촬상 장치의 변형예에 대하여, 도 5를 참조하여 설명한다. 본 변형예에서 손떨림 보정 장치(30)는, 촬상 소자(10)에 내장되어 있다. 촬상 소자(10)는, 촬상부(11)와, 손떨림 보정 장치(30)를 갖고 있다. 손떨림 보정 장치(30)는, 신호 처리 장치인 흔들림 각도 산출부(31)와, 라인 메모리(33a)를 가진 화상 변형부(33)를 갖고 있다. 흔들림 각도 산출부(31)에는, 자이로 센서(20)로부터의 각속도데이터가 입력된다. 신호 처리 장치인 흔들림 각도 산출부(31)의 구성은, 도 2와 동일하다. 이 경우에, 손떨림 보정 장치(30)는, 촬상 소자(10)의 칩과 조합되는 유닛(Unit)의 일부로서 구성된다.A modified example of the image pickup apparatus having the signal processing apparatus will be described with reference to Fig. In this modification, the shaking motion compensating device 30 is built in the imaging device 10. [ The image pickup device 10 has an image pickup section 11 and an image stabilization device 30. [ The shake correcting apparatus 30 has a shake angle calculating unit 31 which is a signal processing apparatus and an image transforming unit 33 having a line memory 33a. Angular velocity data from the gyro sensor 20 is input to the shake angle calculating section 31. [ The configuration of the shake angle calculating section 31 which is a signal processing apparatus is the same as that of Fig. In this case, the shake correction apparatus 30 is configured as a part of a unit that is combined with the chip of the imaging element 10. [

이처럼, 손떨림 보정 장치(30)가 촬상 소자(10)에 내장되어 있음으로써, 촬상 장치의 소형화를 도모할 수 있다.As described above, since the shake correcting device 30 is incorporated in the image pickup device 10, it is possible to reduce the size of the image pickup device.

본 발명의 흔들림 각도 산출의 수법은, 본 실시형태의 신호 처리 장치 이외에도 적용할 수 있다. 따라서, 흔들림 각도 산출의 수법에 대해, 프로그램으로서 제공할 수도 있다. 이 경우, 이하의 스텝을 컴퓨터에 실행시킨다.The shaking angle calculating method of the present invention can be applied to other than the signal processing apparatus of the present embodiment. Therefore, a method of calculating the shake angle may also be provided as a program. In this case, the computer executes the following steps.

먼저, 자이로 센서(20)에서 검출된 각속도를 적산하여 각도를 산출한다(제1 스텝). 다음에, 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터, 손떨림에 의한 각도 변화와 사용자가 의도한 각도 변화를 판별한다(제2 스텝). 다음에, 제2 스텝에서 검출된 각도 변화의 판별의 정보에 기초하여, 적산된 각도를 보정하는 보정계수를 산출한다(제3 스텝). 다음에, 제1 스텝에서 산출된 각도를, 제3 스텝에서 산출된 보정계수에 기초하여 보정한다(제4 스텝). 다음에, 제4 스텝에서 보정된 각도에 기초하여, 흔들림 각도를 산출한다(제5 스텝). 각 스텝에 있어서의 판별, 산출, 보정의 구체적 방법은, 상기 서술한 실시형태에서 설명한 바와 같다.First, the angular velocity detected by the gyro sensor 20 is integrated to calculate an angle (first step). Next, from the angular velocity detected by the gyro sensor, the angle change due to the camera-shake and the user's intended angle change are discriminated (second step). Next, a correction coefficient for correcting the integrated angle is calculated based on the information on the determination of the angle change detected in the second step (third step). Next, the angle calculated in the first step is corrected based on the correction coefficient calculated in the third step (fourth step). Next, the shake angle is calculated based on the angle corrected in the fourth step (fifth step). The concrete method of discrimination, calculation and correction in each step is as described in the above-described embodiment.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 호적한 실시형태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명백하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 해석된다.While the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Of course, fall within the technical scope of the present invention.

상기 서술한 실시형태에서는, 자이로 센서(20) 및 손떨림 보정 장치(30)는, 촬상 장치 내에 마련되어 있는데, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 자이로 센서(20)나 손떨림 보정 장치(30)는, 촬상 장치에 대해 추가적으로 장착 가능한 것이어도 된다.In the above-described embodiment, the gyro sensor 20 and the shaking motion compensating device 30 are provided in the imaging device, but the present invention is not limited thereto. For example, the gyro sensor 20 or the shaking motion compensating device 30 may be additionally attachable to the image pickup device.

10 촬상 소자 11 촬상부
20 자이로 센서 30 손떨림 보정 장치
31 흔들림 각도 산출부 32 동기 처리부
33 화상 변형부 33a 라인 메모리
40 특성 보정부 41 로우 패스 필터부
42 각도 적산부 43 보정부
44 제2 각도 적산부 45 보정계수 산출부
46 움직임 판별부 47 저주파 검출부10 Imaging element 11 Imaging section
20 Gyro sensor 30 Image stabilizer
31 Shake angle calculating section 32 Synchronization processing section
33 image transforming unit 33a line memory
40 characteristic correction unit 41 low-pass filter unit
42 angular integration section 43 correction section
44 2nd angle integration unit 45 Calibration coefficient calculation unit
46 motion determiner 47 low frequency detector

Claims (13)

자이로 센서에서 검출된 촬상부의 움직임 검출 정보로부터, 상기 촬상부의 움직임을 나타내는 움직임 정보를 산출하는 신호 처리 장치로서,
상기 자이로 센서에서 검출된 움직임 검출 정보로부터, 손떨림에 의한 움직임과 사용자가 의도한 움직임을 판별하는 움직임 판별부;
상기 움직임 판별부로부터의 정보에 기초하여, 보정계수를 산출하는 보정계수 산출부; 및
상기 보정계수 산출부에서 산출된 보정계수에 기초하여, 상기 자이로 센서에서 검출된 움직임 검출 정보로부터 산출되는 움직임 정보를 보정하는 보정부를 포함하는 신호 처리 장치.
A signal processing apparatus for calculating motion information indicating a motion of an imaging unit from motion detection information of an imaging unit detected by a gyro sensor,
A motion discrimination unit for discriminating, based on the motion detection information detected by the gyro sensor, the motion caused by the shaking motion and the motion intended by the user;
A correction coefficient calculation unit for calculating a correction coefficient based on the information from the motion determination unit; And
And a correction unit that corrects the motion information calculated from the motion detection information detected by the gyro sensor based on the correction coefficient calculated by the correction coefficient calculation unit.
제1항에 있어서,
상기 자이로 센서는, 상기 움직임 검출 정보로서 각속도를 검출하고,
상기 신호 처리 장치는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하고, 상기 움직임 정보로서 각도를 산출하는 각도 적산부를 더 포함하며,
상기 보정부는, 상기 각도 적산부에서 산출된 각도를 보정하는 신호 처리 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the gyro sensor detects the angular velocity as the motion detection information,
Wherein the signal processing apparatus further includes an angle integration unit for integrating the angular velocity detected by the gyro sensor and calculating an angle as the motion information,
Wherein the correction unit corrects the angle calculated by the angle integration unit.
제2항에 있어서, 상기 각도 적산부는,
상기 보정부에서 보정된 각도에 대해, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적용하여 각도를 산출하는 신호 처리 장치.
3. The apparatus according to claim 2, wherein the angular-
And the angle is calculated by applying the angular velocity detected by the gyro sensor to the angle corrected by the correcting unit.
제1항에 있어서, 상기 보정계수 산출부는,
촬상 장치의 기동으로부터 일정한 설정 시간 이내인지 아닌지를 판별하고, 기동으로부터 일정한 설정 시간 내인 경우, 기동시용의 보정계수를 상기 보정부에 출력하는 신호 처리 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the correction-
Whether or not the start time of the image pickup apparatus is within a predetermined set time from the startup of the image pickup apparatus and outputs a correction coefficient for start-up timing to the correcting unit when the start time is within a predetermined set time.
제2항에 있어서, 상기 보정계수 산출부는,
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터 산출되는 각도를 취득하고, 이 취득한 각도의 변화가 일정한 설정값을 초과하는 경우, 보정 가능 범위 초과시용의 보정계수를 상기 보정부에 출력하는 신호 처리 장치.
The image processing apparatus according to claim 2, wherein the correction-
Acquires an angle calculated from the angular velocity detected by the gyro sensor, and outputs a correction coefficient for use when the correction range exceeds a predetermined value, when the change in the acquired angle exceeds a predetermined set value.
제2항에 있어서, 상기 신호 처리 장치는
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터 저주파 성분을 검출하는 저주파 검출부를 더 포함하고,
상기 보정계수 산출부는, 상기 보정계수를 산출할 때에 상기 저주파 검출부에서 검출된 저주파 성분의 값을 적용하는 신호 처리 장치.
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the signal processing apparatus
And a low frequency detector for detecting a low frequency component from the angular velocity detected by the gyro sensor,
Wherein the correction coefficient calculator applies the value of the low frequency component detected by the low frequency detector when calculating the correction coefficient.
제2항에 있어서, 상기 신호 처리 장치는
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도와, 상기 보정부에서 보정된 각도가 입력되는 제2 각도 적산부를 더 포함하고,
상기 제2 각도 적산부는, 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 산출한 각도와, 상기 보정부에서 보정된 각도로부터, 상기 촬상부의 흔들림 각도를 산출하는 신호 처리 장치.
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the signal processing apparatus
Further comprising a second angular integration unit for inputting an angular velocity detected by the gyro sensor and an angle corrected by the correction unit,
Wherein the second angular integration unit calculates the swing angle of the imaging unit from an angle calculated by integrating the angular velocity detected by the gyro sensor and an angle corrected by the correction unit.
제2항에 있어서, 상기 보정부는,
상기 움직임 판별부에서 사용자가 의도한 움직임이 검출된 경우, 1회 전의 연산시에 있어서의 보정전 각도를 상기 각도 적산부에서 산출된 각도로 하는 신호 처리 장치.
The image processing apparatus according to claim 2,
Wherein when the motion determined by the user is detected by the motion determining unit, the angle before correction in the previous calculation is the angle calculated in the angle integrating unit.
제1항에 있어서, 상기 보정계수 산출부는,
산출한 보정계수의 변화량이 설정된 최대 갱신값을 초과하는 경우, 변화량이 당해 최대 갱신값이 되도록, 보정계수를 산출하는 신호 처리 장치.
The apparatus according to claim 1, wherein the correction-
And calculates the correction coefficient so that the change amount becomes the maximum update value when the calculated change amount of the correction coefficient exceeds the set maximum update value.
제2항에 있어서, 상기 신호 처리 장치는
상기 각도 적산부에 상기 자이로 센서에서 검출된 각속도가 입력되기 전에, 상기 자이로 센서에 고유한 특성에 기초하여 상기 각속도를 보정하는 특성 보정부를 더 포함하는 신호 처리 장치.
The signal processing apparatus according to claim 2, wherein the signal processing apparatus
Further comprising a characteristic correction unit that corrects the angular velocity based on a characteristic inherent to the gyro sensor before the angular velocity detected by the gyro sensor is input to the angular integration unit.
촬상부;
자이로 센서;
상기 촬상부 및 상기 자이로 센서로부터의 신호가 입력되는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 신호 처리 장치; 및
이 신호 처리 장치로부터 출력되는 움직임 정보에 기초하여, 상기 촬상부로부터의 화상을 변형시키는 화상 변형부를 포함하는 촬상 장치.
An image pickup unit;
Gyro sensor;
The signal processing device according to any one of claims 1 to 10, wherein signals from the imaging unit and the gyro sensor are input; And
And an image transforming unit that transforms the image from the image pickup unit based on the motion information output from the signal processing apparatus.
자이로 센서에서 검출된 촬상 장치의 각속도로부터, 상기 촬상 장치의 흔들림 각도를 산출하는 흔들림 각도 산출 방법으로서,
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 각도를 산출하는 제1 스텝;
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터, 손떨림에 의한 각도 변화와 사용자가 의도한 각도 변화를 판별하는 제2 스텝;
상기 제2 스텝에서 검출된 각도 변화의 판별의 정보에 기초하여, 적산된 각도를 보정하는 보정계수를 산출하는 제3 스텝;
상기 제1 스텝에서 산출된 각도를, 상기 제3 스텝에서 산출된 보정계수에 기초하여 보정하는 제4 스텝; 및
상기 제4 스텝에서 보정된 각도에 기초하여, 상기 흔들림 각도를 산출하는 제5 스텝을 포함하는 흔들림 각도 산출 방법.
A shake angle calculating method for calculating a shake angle of the image pickup device from an angular velocity of an image pickup device detected by a gyro sensor,
A first step of calculating an angle by integrating the angular velocity detected by the gyro sensor;
A second step of determining, from the angular velocity detected by the gyro sensor, an angular change caused by a shaking motion and an angular change intended by the user;
A third step of calculating a correction coefficient for correcting the integrated angle on the basis of the information on the discrimination of the angle change detected in the second step;
A fourth step of correcting the angle calculated in the first step based on the correction coefficient calculated in the third step; And
And a fifth step of calculating the shaking angle based on the angle corrected in the fourth step.
자이로 센서에서 검출된 촬상 장치의 각속도로부터, 상기 촬상 장치의 흔들림 각도를 산출하는 컴퓨터에 의해 실행되도록 저장 매체에 저장된 흔들림 각도 산출 프로그램으로서,
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도를 적산하여 각도를 산출하는 제1 스텝;
상기 자이로 센서에서 검출된 각속도로부터, 손떨림에 의한 각도 변화와 사용자가 의도한 각도 변화를 판별하는 제2 스텝;
상기 제2 스텝에서 검출된 각도 변화의 판별의 정보에 기초하여, 적산된 각도를 보정하는 보정계수를 산출하는 제3 스텝;
상기 제1 스텝에서 산출된 각도를, 상기 제3 스텝에서 산출된 보정계수에 기초하여 보정하는 제4 스텝; 및
상기 제4 스텝에서 보정된 각도에 기초하여, 상기 흔들림 각도를 산출하는 제5 스텝
을 상기 컴퓨터에 실행시키는 흔들림 각도 산출 프로그램.A shake angle calculating program stored in a storage medium to be executed by a computer for calculating a shake angle of the image pickup apparatus from an angular velocity of the image pickup apparatus detected by a gyro sensor,
A first step of calculating an angle by integrating the angular velocity detected by the gyro sensor;
A second step of determining, from the angular velocity detected by the gyro sensor, an angular change caused by a shaking motion and an angular change intended by the user;
A third step of calculating a correction coefficient for correcting the integrated angle on the basis of the information on the discrimination of the angle change detected in the second step;
A fourth step of correcting the angle calculated in the first step based on the correction coefficient calculated in the third step; And
And a fifth step of calculating the shaking angle based on the angle corrected in the fourth step
To the computer.
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