JP2005523596A - ビデオ装置または写真装置のための画像の回転の修正 - Google Patents

Abstract

カメラ（２）のような画像記録装置が、静止画像または動画の画像データを表すデータ（８）を、データ担体（１２）に記憶する。回転センサー（１４）が、カメラの向きの角度を測定する。真の水平方向を水平方向として表示するため、取得された画像を表示用に回転させられるように、記憶されるデータは、画像データと、出力された角度データとの両方に基づいている。

Description

本発明は、画像情報の処理、とりわけビデオまたは写真装置における画像情報の処理と、ビデオまたは写真画像等の画像を記録する装置とに関するものである。

ビデオカメラやスチルデジタルカメラといったカメラは、アマチュアの人々に多用されており、それらアマチュアの人々は、カメラを正しく方向付けすることに苦労するかもしれない。そのため、下手な方向付けの影響を軽減することのできるカメラに対する需要がある。

米国特許第５，７６４，２９１号には、左動作、右動作、倒立動作または直立動作を示す４つの値のうちの、１つを出力する向き信号を有するカメラが記載されている。これにより、カメラの向きが、これら４つの向きのうちの１つとして正しく記録される。

本発明によれば、レンズと、そのレンズにより投影された画像を取得するための手段と、その取得された画像の水平方向に対する角度を、５°またはそれより高い精度で表す出力を与える回転センサーと、取得された画像中の真の水平方向が水平方向として表示されるように修正された回転画像が、データ担体に記録されたデータから表示できるように、取得された画像を表す画像データと回転センサーにより測定された角度を表す角度データとの両方に基づくデータを記録するためのデータ担体とを備えた画像記録装置が提供される。

このようにすれば、たとえカメラが正確にアラインメントを取られていなくても、そのカメラにより取得されたシーンの水平方向が水平に表示される修正画像を出力するように、画像データを使用することができる。

したがって、本発明に係る画像記録装置は、米国特許第５，７６４，２９１号に開示されたものとは異なる効果および目的を有する。米国特許第５，７６４，２９１号は、４つの基本的なカメラの向き（すなわち、それぞれ２つのあり得る向きを持つ人物像および風景）のうちの１つを記録する旨を開示したものである。これに対し、本発明に係る装置は、実際のカメラの向きと所望の基本的な向きとの間の細かなアラインメントずれを修正する。

好ましくは、回転センサーの精度は、５°よりもずっと高く、すなわち２°またはそれより高くされ、さらに好ましくは、１°またはそれより高く、さらには０．５°またはそれより高くされる。

便利なことに、修正は再生時に行うこととして、記憶される画像データを、単に、デジタル記録センサーにより出力されたデータと、回転センサーにより測定された角度とにすることもできる。

あるいは、カメラにより取得された画像データをデジタル記録センサーの出力に基づいて修正し、修正された画像データをメモリに記憶するための修正モジュールを、カメラが備えていてもよい。

カメラはスチルカメラであってもよいし、ビデオカメラであってもよい。データ担体は、テープ、フラッシュメモリ、あるいはデジタルデータを記憶するのに適した他のあらゆるメモリを含む、使い勝手のよいいかなる形態のメモリであってもよい。

特に利点の多い実施形態では、デジタル記録センサーは、常用長方形フレームとして配置された複数の画素と、その常用フレームの外縁の周囲に配置された追加画素とを有する。これらの追加画素は、垂直に向けられたカメラで記録された画像には使用されないが、回転画像を同じサイズの長方形フレームで出力するのに必要な、追加の画素を提供する。

あるいは、回転画像は、通常の画像に比べてわずかにサイズ変更されてもよい。
特に好ましい実施形態では、画像フレームのサイズ変更を必要とせずに、画像の任意の角度での回転を可能とするために、デジタル記録センサーの画素は、円形アレイとして配置される。

画素は、六方アレイとして配置されてもよい。

たとえば回転の修正と傾きの修正といったような、多数の平面内での画像修正を可能とするために、複数のセンサーを設けてもよい。カメラは、複数の個別の画像を繋ぎ合わせてパノラマ画像を記録するために、センサーからの情報を利用できるものとしてもよい。

本発明はまた、上記のようなカメラであって、たとえば携帯電話やコンピュータを含む、さらに別の装置に組み込まれたカメラにも関する。

別の側面では、本発明は、カメラ内の画像情報を取得する工程と、垂直方向に対するカメラの向きを、５°より高い精度で測定する工程と、その画像情報とカメラの測定された向きとに基づく画像データを記録する工程とを含む、画像情報を処理する方法に関する。

画像データを記録する工程は、画像情報と、カメラの測定された向きとを、別個のデータ片として記録する工程を含んでいてもよい。上記の方法はさらに、カメラの測定された向きに基づいて、記録された画像データを修正する工程と、修正された画像情報を再生する工程とを含んでいてもよい。

本発明のよりよい理解のために、単なる例として、添付の図面を参照しながら実施形態を説明する。

カメラ２は、レンズ４と、カメラ前方のシーン１０を表す画像データ８を取得するセンサーの働きをする、電荷結合素子（ＣＣＤ）６とを備えている。カメラは、静止画像を記録するものであってもよいし、動画の連続したフレームを表す画像データ８の一連の項目を取得することにより、動画を記録するものであってもよい。

カメラ２はまた、画像データ８を記録するためのメモリ１２も備えている。この例では、このメモリとしてテープが示されている。ただし、当業者であれば、静止画像またはビデオ画像の記録に適した多くの他のメモリ形態にも精通しているであろうし、それらの他のメモリ形態も使用可能である。たとえば、メモリは、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、取外し可能なメモリカード、磁気ディスク、光記録可能なディスクまたはフィルムであってもよい。

垂直方向に対するカメラの角度を測定し、対応の測定信号を出力する、回転センサー１４が設けられている。この角度は、メモリ１２に記録される。この回転センサーは、高精度の加速度計である。

１°の精度を有するいくつかの適当な半導体加速度計が、手頃な値段で市販により入手可能である。これらの加速度計は、重力下で撓むことにより静電容量を変化させる、マイクロエッチングされた舌片を含んでいる。より高いコストを出せば、よりよい性能のものも入手可能である。別の適当な装置が、「チルトメーター」として販売されている。

カメラ２は、カメラ処理装置１６により制御されている。カメラ処理装置１６は、画像を修正するために角度情報を測定し記録する修正モードと、回転センサーが使用されない通常モードとの間で、切替可能とされていてもよい。

メモリ１２を受け入れ、記録された画像データ８と回転角度とを再生処理装置２２において処理することができる、再生装置２０が与えられている。処理された画像データは、たとえばテレビセットである表示装置２４上で再生される。再生処理装置２２はカメラ２の中に組み込まれたものであってもよく、実際、カメラ処理装置１６と同一の処理装置であってもよいことは、当業者には理解されることであろう。

処理装置２２は、垂直方向に対するカメラの正確でない向きを修正する、修正モードで動作することができる。これにより、処理装置２２は、記録された回転角度情報を用いて、たとえ画像の記録時にカメラがわずかにアラインメントずれを起こしていた場合でも、水平方向が水平とされた画像がディスプレイ２４に表示されるようにする。

図３は、本システムの使用法を示した図である。図３ａは、ユーザーが撮影すべきであった画像、すなわち水平にアラインメントを取られたカメラにより撮影される画像を示している。図３ｂは、垂直方向に対して約１０°のカメラ角度で撮影された画像を示している。したがって、この画像中の真の水平方向もまた、記録された画像中の水平方向に対して１０°の角度をなしている。

図３ｂに示したような画像は、カメラ角度を記録したデータ項目と共に、メモリ内に記録される。

再生に際しては、真の水平方向が水平方向として現れるように、再生処理装置２２が、カメラの角度のデータ項目を用いて回転修正を適用し、図３ｃに示されているようなディスプレイ２４上の画像を計算する。見て取れるように、回転修正された画像フレームの一部は、空白状態となる。そのため、図３ｄに示すように、空白スペースを除去するために、画像がトリミングされる。フレーム４０は記録された画像を表しており、フレーム４２は表示される画像の画像フレームを表している。

図３ｅに示されているように、修正された画像４２は、最終的な画像フレーム４４がもとの画像フレーム４０と同じサイズになるようにサイズ変更される。

図４に示す本発明の１つの変更例では、画像をサイズ変更せずに回転させられるように、記録される画像の領域５０が、公称画像フレーム４０の領域よりも大きくされている。自動アラインメント機能が使用されていないときの過剰な電力消費を避けるために、公称フレーム４０の外側にある周辺画素５２は、必要なときのみオン状態に切り替えられるようにしてもよい。

さらなる１つの変更例では、端縁部分を全く損わずに任意の回転を行うことを可能とするために、センサーアレイが円形アレイとされ得る。図５は、かかる円形センサー６０を、公称画像フレーム４０と共に示した図である。サイズ減少なしに、あらゆる角度への回転が可能である。円形センサー６０の個々の画素は、六方格子状に配置されてもよい。

円形センサーアレイ６０内の画像フレーム４０のアスペクト比は、その画像フレーム内にある上記の円の部分の割合を変化させる。たとえば、図６に示すようなアスペクト比７６０：４８０の長方形は、円の面積の５７．４８％という有効面積割合を与え、図７に示すようなアスペクト比１：１の正方形は、６３．６６％という有効面積割合を与える。アスペクト比が１：０．７から１：１．４の範囲内、好ましくは１：０．９から１：１．１の範囲内にある実質的に正方形であるフレームにおいて、円形センサーの最大の面積が使用される。

回転センサー１４は、１つの軸より多くの軸回りの向きを測定し、その結果をメモリ１２内に記憶することができる、多重角度回転センサーであってもよい。そのセンサーは、複数の加速度計を含んでいてもよい。記憶された情報は、たとえば、異なる静止画像を精確に向きを揃えて繋ぎ合わせるために角度情報を用い、いくつかの連続した画像からの高画質画像を繋ぎ合わせて、パノラマ画像を作り出すために使用することができる。

ある変更実施形態では、処理装置１６は、センサー６により取得された画像と、回転センサー１４から出力されるカメラ２の向きの角度とを取り込み、画像が精確に水平となるように画像データを修正し、その修正された画像をメモリ１２内に記憶することによって、修正モジュールとして機能し得る。

本発明は、上記に説明した実施形態に限定されるものではなく、当業者には、実施可能な多くの変更例が認められるであろう。

特に、本発明は、スチルカメラであるか、ビデオカメラであるか、あるいはスチル動作とビデオ動作の双方が可能なカメラであるかにかかわらず、あらゆる形態のカメラに適用可能である。

本発明はデジタルカメラとの関係で説明されているが、記録センサーとしてのみならずメモリとしての役割も果たす記録媒体に、直接に画像を記録するアナログカメラでも、本発明は利用可能である。その場合、角度情報も記録媒体に記録することが必要であるが、動画写真技術と静止画写真技術とのいずれの分野においても、追加情報を記録する技術は当業者によく知られている。

本発明はまた、携帯電話やコンピュータといった別の装置にカメラが組み込まれている場合にも、適用可能である。

本発明に係るカメラの概略図 本発明に係る再生装置の概略図 本発明に係る方法の作用を示した概略図 本発明に係る方法の作用を示した概略図 本発明に係る方法の作用を示した概略図 本発明に係る方法の作用を示した概略図 本発明に係る方法の作用を示した概略図 フレームの領域を示した図 円形の画像フレームを示した図 円形の画像フレーム内における、７６０：４８０のフレーム・アスペクト比を示した図 円形の画像フレーム内における、１：１のフレーム・アスペクト比を示した図

Claims (11)

1. レンズと、
   前記レンズにより投影された画像を取得するための手段と、
   取得された前記画像の水平方向に対する角度を、５°またはそれより高い精度で表す出力角度データを与えるための回転センサーと、
   取得された前記画像中の真の水平方向が水平方向として表示されるように修正された回転画像が、データ担体に記録されたデータから表示できるように、取得された前記画像を表す画像データと、前記回転センサーにより測定された前記角度を表す角度データとの両方に基づく前記データを記録するための前記データ担体とを備えていることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記回転センサーが、１°より高い精度を有していることを特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
3. 前記画像を取得するための手段が、前記画像を表す信号を出力する光学センサーであることを特徴とする請求項１または２記載の画像記録装置。
4. 記録センサーにより出力されたデータと、前記回転センサーにより測定された前記角度を表すデータ項目とを記憶するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の画像記録装置。
5. 前記回転センサーの前記出力に基づいて、取得された前記画像データを修正し、修正された該画像データを、メモリに記憶するための修正モジュールをさらに備えていることを特徴とする請求項３記載の画像記録装置。
6. デジタル記録センサーが、回転されていない画像に対応する常用長方形フレームとして配置された複数の画素と、取得された前記画像を回転するときに使用する追加の画像データを与えるために、前記常用フレームの外縁の周囲に配置された追加画素とを有していることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像記録装置。
7. 画像フレームのサイズ変更を必要とせずに、前記画像の任意の角度までの回転を可能とするために、デジタル記録センサーの画素が、円形アレイとして配置されていることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の画像記録装置。
8. 多数の平面内での画像修正が可能となるように、複数のセンサーを備えていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の画像記録装置。
9. 画像記録装置であって、
   レンズと、
   前記レンズにより投影された画像を取得し、画像データを出力するための手段と、
   水平軸回りの当該画像記録装置の回転角度を測定し、対応の角度データを出力するための回転センサーと、
   前記画像データと前記角度データとの両方のデータを記憶するための、データ記憶装置とを備えていることを特徴とする画像記録装置。
10. カメラ内の画像情報を取得する工程と、
    真の水平方向に対する、取得された前記画像情報の向きの角度を、５°より高い精度で測定する工程と、
    前記画像情報と、前記カメラの測定された前記向きとに基づく画像データを記録する工程とを含むことを特徴とする画像情報を処理する方法。
11. 前記画像データを記録する工程が、前記画像情報と、前記カメラの測定された前記向きとを記録するものであり、
    前記カメラの測定された前記向きに基づいて、記録された前記画像データを修正する工程と、
    修正された前記画像情報を再生する工程とをさらに含んでいることを特徴とする請求項１０記載の方法。

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