JP2007221711A - Sensor unit, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、動きセンサを有するセンサユニット、及び、このセンサユニットに接続される電子機器に関する。 The present invention relates to a sensor unit having a motion sensor and an electronic device connected to the sensor unit.
従来、ぶれを生じた撮影画像を補正する手法が様々提案されている。一例として、角速度センサによって手ぶれを検出してぶれ伝達関数を求め、このぶれ伝達関数に基づく演算処理を行って、ぶれを補正する装置があった(例えば、特許文献1参照)。この装置によれば、高度な演算処理を行うことで画像のぶれを良好に補正し、ぶれのない画像に復元できる。
ところが、上記従来の装置を含めて、演算処理によって画像のぶれを補正する場合には、軌跡を求める等の高負荷の演算処理を行い得るハードウェアを使う必要があった。特に、動画像のぶれを復元するためには、動画像を構成するフレームを短時間で次々と処理する必要があり、能力の高いハードウェアを用いる必要があった。従って、画像を撮影するカメラにおいて、上記の方法により画像を復元する機能を持たせようとすると、撮影動作を制御するものに比べて、著しく高性能のハードウェアを用意する必要があった。
さらに、上記従来の装置のようにセンサを用いる場合には、センサのドリフトを補正する等の処理が必要になり、その実現には高度な技術が要求される。このため、ぶれを生じた撮影画像を速やかに復元できる装置を、容易に実現するための手法が望まれていた。
However, in the case where image blurring is corrected by arithmetic processing, including the above-described conventional apparatus, it is necessary to use hardware capable of performing high-load arithmetic processing such as obtaining a locus. In particular, in order to restore moving image blurring, it is necessary to process frames constituting the moving image one after another in a short time, and it is necessary to use hardware with high capability. Therefore, if a camera for taking an image has a function of restoring an image by the above-described method, it is necessary to prepare hardware with significantly higher performance than that for controlling the shooting operation.
Furthermore, when a sensor is used as in the above-described conventional apparatus, processing such as correction of the sensor drift is required, and high technology is required for its realization. Therefore, there has been a demand for a method for easily realizing an apparatus that can quickly restore a photographed image that is blurred.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ぶれを生じた撮影画像を復元するため複雑かつ高負荷の演算処理を行い得る装置を、容易に実現できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to easily realize an apparatus capable of performing complicated and high-load arithmetic processing to restore a shot image that has been shaken. To do.
上記目的を達成するため、本発明は、筐体内に構成部を納めて構成されるセンサユニットであって、前記構成部として、撮影時の前記筐体の動きを検出する動きセンサと、前記動きセンサにより検出された動きに基づいて前記筐体の軌跡を求める軌跡算出手段と、を備えたことを特徴とするセンサユニットを提供する。
この構成によれば、センサユニットの筐体の動きを検出するとともに、軌跡を求める複雑で高負荷の処理を行うことができるので、このセンサユニットを用いることにより、画像のぶれを補正するのに必要な軌跡を容易に得ることができる。また、例えば、このセンサユニットを撮影装置に一体に接続することで、撮影時における撮影装置の動きを検出して、その軌跡を容易に求めることができる。従って、このセンサユニットと低負荷の処理が可能な装置とを組み合わせれば、ぶれを生じた画像を復元する装置を容易に実現できる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor unit configured by housing a component in a housing, wherein the component includes a motion sensor that detects a motion of the housing during photographing, and the motion There is provided a sensor unit comprising trajectory calculating means for obtaining a trajectory of the housing based on movement detected by a sensor.
According to this configuration, it is possible to detect the movement of the housing of the sensor unit and perform complicated and high-load processing for obtaining a locus. Therefore, by using this sensor unit, it is possible to correct image blurring. The necessary trajectory can be easily obtained. Further, for example, by connecting this sensor unit integrally to the photographing apparatus, the movement of the photographing apparatus at the time of photographing can be detected and the locus can be easily obtained. Therefore, by combining this sensor unit with a device capable of low-load processing, a device that restores a blurred image can be easily realized.
ここで、前記動きセンサの出力値を補正するセンサ出力補正手段をさらに一体に備える構成としてもよい。この場合、センサユニットにおいてセンサのドリフト等を補正することが可能となり、正確に、かつ安定して筐体の軌跡を求めることができるので、高精度で画像の復元を行える。また、前記動きセンサは、前記筐体の角速度に対応する電圧値を出力する角速度センサであって、前記センサ出力補正手段は、前記角速度センサの出力電圧値を補正するものとしてもよい。この場合、角速度を検出することによって、より正確に軌跡を求めることができる。 Here, a configuration may be provided in which sensor output correction means for correcting the output value of the motion sensor is further provided integrally. In this case, it becomes possible to correct the drift of the sensor in the sensor unit, and the locus of the housing can be obtained accurately and stably, so that the image can be restored with high accuracy. The motion sensor may be an angular velocity sensor that outputs a voltage value corresponding to the angular velocity of the casing, and the sensor output correction unit may correct an output voltage value of the angular velocity sensor. In this case, the locus can be obtained more accurately by detecting the angular velocity.
さらに、前記軌跡算出手段により求められた軌跡に基づいて、撮影画像のぶれを補正するぶれ補正手段をさらに一体に備える構成としてもよい。この場合、センサユニットにおいて撮影画像のぶれを補正できるので、ぶれを生じた画像を復元する装置を極めて容易に実現することができ、例えば、画像を撮影する撮影装置に画像を復元する機能を持たせるといった事が可能となる。
さらにまた、前記ぶれ補正手段は、前記軌跡算出手段により求められた軌跡から画像変換用の行列を求め、この行列を用いた演算を行うことによって前記撮影画像のぶれを補正するものとしてもよい。この場合、センサユニットにおいて高負荷な行列演算を行ってぶれ画像を高精度に補正することが可能なため、他の装置と組み合わせることで、当該他の装置において画像を復元する機能を持たせることが可能となる。
また、前記筐体は、画像を撮影する撮影装置に接続可能に構成されたものとしてもよい。この場合、上記のセンサユニットを撮影装置と簡単に組み合わせて使用できるという利点がある。また、前記筐体は、画像を撮影する撮影装置の筐体を兼ねる構成としてもよく、この場合、撮影時の筐体の動きを検出して軌跡を求める機能を有する撮影装置を容易に実現できる。
Furthermore, it may be configured to further include a shake correction unit that corrects a shake of a captured image based on the track obtained by the track calculation unit. In this case, since the blur of the captured image can be corrected in the sensor unit, an apparatus that restores the blurred image can be realized very easily. For example, the imaging apparatus that captures an image has a function of restoring the image. It is possible to make it.
Still further, the blur correction unit may obtain a matrix for image conversion from the trajectory obtained by the trajectory calculation unit, and correct the blur of the captured image by performing an operation using the matrix. In this case, since it is possible to correct a blurred image with high accuracy by performing a high-load matrix operation in the sensor unit, it is possible to provide a function to restore the image in the other device by combining with another device. Is possible.
Further, the casing may be configured to be connectable to a photographing apparatus that captures an image. In this case, there is an advantage that the above-described sensor unit can be used in combination with the photographing apparatus. The housing may also be configured to serve as a housing for an image capturing device that captures an image. In this case, it is possible to easily realize an image capturing device that has a function of detecting the movement of the housing at the time of capturing and obtaining a locus. .
また、上記課題を解決するため、本発明は、画像を撮影する撮影手段を備えた電子機器であって、撮影時の動きを検出する動きセンサと、前記動きセンサにより検出された動きに基づいて軌跡を求める軌跡算出手段と、軌跡算出手段により求められた軌跡に基づいて、前記撮影手段により撮影された画像のぶれを補正するぶれ補正手段と、を筐体内に納めてなるセンサユニットに接続され、前記撮影手段により撮影した撮影画像を前記センサユニットに出力するとともに、前記センサユニットにより補正された画像を取得して出力すること、を特徴とする電子機器を提供する。
この構成によれば、画像を撮影する電子機器において、撮影画像をセンサユニットに出力し、センサユニットにより補正された画像を出力することにより、高負荷の処理を行い得るハードウェアを持たなくとも、高精度でぶれが補正された画像を出力することが可能となる。
In order to solve the above-described problem, the present invention is an electronic apparatus that includes an imaging unit that captures an image, based on a motion sensor that detects a motion at the time of capturing, and a motion detected by the motion sensor. A trajectory calculating means for obtaining a trajectory, and a blur correcting means for correcting blur of an image photographed by the photographing means based on the trajectory obtained by the trajectory calculating means, are connected to a sensor unit housed in a housing. An electronic apparatus is provided that outputs a photographed image photographed by the photographing means to the sensor unit, and acquires and outputs an image corrected by the sensor unit.
According to this configuration, in an electronic device that captures an image, the captured image is output to the sensor unit, and the image corrected by the sensor unit is output without having hardware capable of performing high-load processing. It is possible to output an image whose blur is corrected with high accuracy.
このように、上記構成によれば、撮影時の動きを検出して軌跡を求め、この軌跡に基づいてぶれを生じた画像を復元する装置を、極めて容易に実現できる。 As described above, according to the above-described configuration, it is possible to very easily realize a device that detects a movement at the time of shooting, obtains a trajectory, and restores a blurred image based on the trajectory.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態では、撮影装置100に本発明を適用した場合について説明する。この撮影装置100は、いわゆる携帯型デジタルビデオカメラとして機能し、動画像および静止画像を撮影し、撮影した画像のデータを記録する機能を有する。また、撮影装置100は、撮影時のぶれを検出することで、ぶれのない画像を復元する機能をも有する。
図1は、本実施の形態に係る撮影装置100の構成を示すブロック図である。この撮影装置100は、図1に示すように、電子機器としてのカメラ1に、センサユニットとしてのジャイロユニット3を接続して構成される。撮影装置100が有するカメラ1は画像の撮影および記録を担い、ジャイロユニット3は、カメラ1の撮影時の手ぶれを検出して画像を復元する処理を担う。
これらカメラ1及びジャイロユニット3は、図6を参照して後述するように一体に連結され、或いは、図7を参照して後述するように同一筐体に納められる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to the photographing
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the photographing
The
カメラ1は、予めフラッシュROM13に格納された制御プログラム1Aに従ってカメラ1の各部を制御する制御部11、制御部11により実行されるプログラムを格納するワークエリアを形成するRAM12、各種プログラム等を格納するフラッシュROM13、および、カメラ1を操作する各種スイッチ等を備えた操作部14を備える。また、カメラ1は、撮影制御部16の制御に従って連続するフレームからなる動画像及び静止画像を撮影する撮影手段としての撮影部15、撮影部15を制御する撮影制御部16、撮影部15により撮影された動画像及び静止画像のデータを格納する撮影部RAM17、制御部11の制御に従って、撮影部RAM17に格納されたデータに基づいて動画像及び静止画像を表示する表示部18、および、カメラ1に対して着脱可能に構成されたリムーバブルメディア20を備える。さらに、カメラ1は、ジャイロユニット3等の外部装置と制御部11とを接続するためのインタフェース(I/F)19を備える。
The
制御部11は、制御プログラム1Aを読み出して実行することにより、操作部14における操作に従ってカメラ1の各部を制御し、撮影部15によって撮影を実行させ、撮影された画像データをリムーバブルメディア20に記録する。
フラッシュROM13は、書き換え可能な不揮発性記憶媒体として構成され、制御プログラム1Aの他、各種プログラムおよびこれらのプログラムに係るデータ等を格納する。ここで、フラッシュROM13に格納される制御プログラム1Aは、例えばCD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスク、半導体記憶素子を用いた可搬型メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体(図示略)に記録して配布することが可能である。さらに、パーソナルコンピュータとカメラ1とを通信可能にケーブル等で接続し、パーソナルコンピュータで読み取られた記録媒体(図示略)の制御プログラム1Aをカメラ1に出力することで、フラッシュROM13に制御プログラム1Aを格納することも可能である。
The
The
撮影部15は、CCDやCMOS等の光電変換素子がマトリクス状あるいはハニカム状に配置されてなるイメージセンサ、複数の光学レンズを有してなる光学レンズ系、この光学レンズ系を駆動してズーム・フォーカスや絞り等を実現するためのレンズ駆動装置、イメージセンサによって取得されたアナログ信号の画像をデジタル信号に変換して画像データを出力するA/D変換回路等を備えて構成される。この撮影部15は、上述のように動画像及び静止画像を撮影する機能を有するものであり、以下の説明においては、連続するフレームから構成される動画像を撮影する場合を例に挙げて説明する。
撮影部15は、被写体が撮像されたフレームの画像データ(以下、単に「フレーム」と言う)を所定のサンプリングレートで順次出力するものであり、この撮影部15により撮影される動画像は、例えば1秒あたり30フレーム(30fps)の連続する複数の静止画像の集合として記録され、フレーム毎に画像処理を施すことが可能である。
撮影制御部16は、制御部11の制御の下、撮影部15に対して露出時間やズーム倍率等の撮影条件を設定し、この撮影条件に従って撮影部15に撮影を実行させ、撮影部15から出力されるフレームの画像データを撮影部RAM17に一時的に格納する。撮影部RAM17はフレームを一時的に格納するバッファとして機能し、この撮影部RAM17にはフレーム毎に画像データが格納される。撮影部RAM17に格納されたフレームは、撮影制御部16によって読み出されて制御部11に出力され、制御部11の制御のもとにリムーバブルメディア20に記録される。
The
The
Under the control of the
リムーバブルメディア20は、書き換え可能な記録媒体であり、磁気的・光学的記録媒体もしくは半導体記憶デバイスを用いて構成され、具体的には、ビデオテープ、書き込み可能な光学ディスク、リムーバブルハードディスク、フラッシュメモリカード等である。リムーバブルメディア20には、制御部11の制御により、撮影部15により撮影された動画像のデータが格納される。ここで、リムーバブルメディア20に格納される動画像のデータは、フレームの画像データそのものであってもよいし、或いは、制御部11によって所定フォーマットでエンコードされたデータであってもよい。
The removable medium 20 is a rewritable recording medium, and is configured using a magnetic / optical recording medium or a semiconductor storage device, and specifically includes a video tape, a writable optical disk, a removable hard disk, and a flash memory card. Etc. The removable media 20 stores moving image data shot by the
上記のように構成されるカメラ1には、インタフェース19を介してジャイロユニット3が接続されている。制御部11は、撮影部RAM17に格納されたフレームを、インタフェース19を介してジャイロユニット3に出力し、ジャイロユニット3によってこのフレームの画像を復元する処理を行わせて、処理後のフレームを取得する。この処理後のフレームは表示部18に表示されるとともに、リムーバブルメディア20に格納される。
ジャイロユニット3は、図1に示すように、カメラ1のインタフェース19に接続されるインタフェース39を備える。インタフェース19とインタフェース39とは、相互にデータの入出力が可能な形態で接続される。具体的な接続形態としては、例えば、各種規格に準じたコネクタを各々備えている。これらのコネクタが接続ケーブル(図示略)等を介して相互に接続される形態、インタフェース19、39のコネクタがオス−メスの対応を有する形状となっており、これらオス−メスコネクタが直接連結される形態、インタフェース19、39の各々が所定周波数の電波や赤外線等を用いた無線信号を送受信する送受信部を備え、無線通信回線を介して接続される形態等が挙げられる。
The
As shown in FIG. 1, the
ジャイロユニット3は、各部を制御する制御部31、カメラ1の動きを検出してその角速度に応じた角速度検出信号を出力する動きセンサとしてのX軸ジャイロセンサ32およびY軸ジャイロセンサ33、これら各ジャイロセンサ32、33から出力された角速度検出信号の調整を行うとともに、上記角速度検出信号に基づいてカメラ1の本体が移動する角速度を求め、さらにカメラ1の移動量(移動した角度)及び移動方向を検出するセンサ出力補正手段としての角速度検出部34を備える。
また、ジャイロユニット3は、角速度検出部34により求められた角速度、移動量、及び移動方向に基づいて、撮影時に手ぶれによってカメラ1が動いた軌跡を求める軌跡算出手段としての軌跡変換部35、軌跡変換部35により求めた軌跡をもとに画像変換用逆行列を求め、この画像変換用逆行列を用いた演算処理を行ってぶれを生じたフレームの画像を復元するぶれ補整手段としての逆変換フィルタ部36、逆変換フィルタ部36の演算処理に要するプログラムやデータ等を格納するフラッシュROM37、および、逆変換フィルタ部36の演算処理に係るフレームの画像データをフレーム毎に格納するフィールドメモリ38を備える。
ジャイロユニット3は、図1に示す各構成部が、後述するように一つの筐体に納められ、或いは、一つの基板上に実装されていて、換言すれば、ジャイロユニット3の全体が一つのユニットとなっている。
このように構成されるジャイロユニット3は、電気的に、インタフェース19、39を介してカメラ1と相互に接続された上、物理的にもカメラ1と一体に連結される。このため、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33によって、カメラ1の角速度が検出され、角速度検出部34及び軌跡変換部35によって、カメラ1の移動の軌跡を求めることができるようになっている。
The
Further, the
The
The
図2は、ジャイロユニット3の動作の概要を示す図である。
この図2に示すように、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33から角速度検出信号が出力されると(ステップST1)、この角速度検出信号は角速度検出部34に入力されて調整が施される(ステップST2)。角速度検出部34による調整は、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33から出力される角速度検出信号のドリフトを補正するための処理であり、具体的には、電源投入時の誤差を取得しないように、ジャイロユニット3の電源投入から一定時間(例えば1秒程度)経過してから、角速度検出信号の取り込みを開始する動作や、暗電流の影響を除くために、所定電圧値以下の角速度検出信号を無視する動作等である。また、角速度検出部34は、各ジャイロセンサ32、33の個体差により生じる信号の偏りに対応して、各ジャイロセンサ32、33から出力される角速度検出信号を調整する機能を有する。この角速度検出部34の機能により、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33のドリフトが補正される等して出力電圧が安定するので、正確な角速度を検出できる。
続いて、角速度検出部34によってカメラ1の角速度が求められるとともに、この角速度を積分することで所定時間(例えば、露出時間)における移動量及び移動方向が求められる。これら角速度、移動量、及び移動速度は軌跡変換部35に入力され、軌跡変換部35によってカメラ1の軌跡が求められる(ステップST3)。次に、軌跡変換部35によって、カメラ1の軌跡に基づいて画像変換用逆行列が生成され(ステップST4)、この画像変換用逆行列を用いた演算処理が行われて、フレームの画像がぶれのない状態に復元される(ステップST5)。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the operation of the
As shown in FIG. 2, when an angular velocity detection signal is output from the
Subsequently, the angular velocity of the
図3は、軌跡とフレーム撮影の様子を示す図であり、(A)は軌跡の例を、(B)は撮影されたフレームを示す。
図3(A)には、カメラ1がX軸方向及びY軸方向に移動した軌跡が曲線で表されている。符号t1〜t7はフレームを撮影した時刻を示しており、曲線上の点t1〜t7は、フレーム撮影時におけるカメラ1の位置を示す。フレームを復元する処理は前のフレーム撮影時からの軌跡に基づいて行われる。例えば図3(B)に示すように時刻t3で撮影したフレームを復元する場合は、前のフレームを撮影した時刻t2から時刻t3までの間におけるカメラ1の軌跡をもとに復元が行われる。
FIGS. 3A and 3B are diagrams showing a trajectory and a state of frame shooting. FIG. 3A shows an example of a trajectory, and FIG. 3B shows a captured frame.
In FIG. 3A, the locus of the
次に、ステップST4の画像変換用逆行列を生成する処理について説明する。
逆変換フィルタ部36は、角速度検出部34が求めた軌跡から、上記の特許文献1(特開平6−27512号公報)等により既に知られた様々な方法によって、ぶれ伝達関数hを求めた上、その逆行列h-1を求める。
すなわち、ぶれがない場合の画像(元の像)を関数f(x,y)で表し、ぶれた画像を関数g(x,y)で表すと、これらh,f,gには下記式(1)の関係が成り立つ。
Next, the process of generating the inverse matrix for image conversion in step ST4 will be described.
The inverse transform filter unit 36 obtains the shake transfer function h from the trajectory obtained by the angular
That is, when an image without blurring (original image) is represented by a function f (x, y) and a blurred image is represented by a function g (x, y), these h, f, and g The relationship 1) holds.
このように、ジャイロユニット3は、カメラ1により撮影された動画像の各フレームの画像を、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33により検出した角速度に基づいて復元し、ぶれたフレームを復元する機能を有する。従って、撮影装置100では、カメラ1により動画像を撮影しつつ、撮影したフレームをジャイロユニット3によって復元できるので、ぶれを復元する機能を持たないカメラ1を用いて、ぶれのない美しい動画像を得ることができる。
As described above, the
図4は、撮影時におけるカメラ1の動作を示すフローチャートである。
この図4に示す動作を実行するにあたって、カメラ1にはジャイロユニット3が接続されている。カメラ1の制御部11は、ジャイロユニット3に対して動作開始を指示する制御信号を出力する(ステップS11)。続いて、制御部11は、ジャイロユニット3から返される制御信号等に基づいて、ジャイロユニット3が軌跡を算出可能な状態であるか否かを判別する(ステップS12)。ここで、ジャイロユニット3が軌跡を算出できない状態であれば(ステップS12;No)、制御部11はジャイロユニット3に対してリセットを指示する制御信号を出力し(ステップS13)、ステップS11に戻る。
また、ジャイロユニット3が軌跡を算出可能な状態であれば(ステップS12;Yes)、制御部11は、撮影部15によって動画像を撮影させ、撮影されたフレームの画像データ及びフレームの復元に必要な諸情報(露出時間、解像度、フレームの画像データの容量等)をジャイロユニット3に出力する(ステップS14)。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
In performing the operation shown in FIG. 4, a
If the
続いて、制御部11は、ジャイロユニット3によってフレームの復元が行われて、復元されたフレームがジャイロユニット3から入力されると、このフレームを取得する(ステップS15)。ここで、制御部11は、ジャイロユニット3によりフレームの復元が正常に行われたか否かを判別する(ステップS16)。この判別は、例えば、復元された画像の先鋭度(シャープネス)を求め、先鋭度が所定のレベルより低いか否かに基づいて判別してもよいし、或いは、後述するように、フレームの復元時にエラーを生じた場合にジャイロユニット3から制御信号が入力される構成とすれば、この制御信号が入力されたか否かに基づいて、復元が正常に行われたか否かを判別できる。
ジャイロユニット3によって正常な復元が行われなかった場合(ステップS16;No)、復元前のフレーム、すなわち撮影部15により撮影されたフレームを撮影画像として表示部18に出力するとともにリムーバブルメディア20に記録する(ステップS17)。一方、ジャイロユニット3によって正常に復元が行われた場合(ステップS16;Yes)、制御部11は、復元されたフレームを撮影画像として表示部18に出力するとともにリムーバブルメディア20に記録する(ステップS18)。
Subsequently, when the frame is restored by the
When normal restoration is not performed by the gyro unit 3 (step S16; No), the frame before restoration, that is, the frame photographed by the photographing
ステップS17またはS18で撮影画像を出力した後、制御部11は、撮影を終了するか否かを判別し(ステップS19)、撮影を継続する場合はステップS12に戻り、撮影を終了する場合には、ジャイロユニット3に対して動作停止を指示する制御信号を出力して(ステップS20)、図4の動作を終了する。
After outputting the captured image in step S17 or S18, the
図5は、撮影時におけるジャイロユニット3の動作を示すフローチャートである。
この図5に示す動作を行うにあたって、ジャイロユニット3はカメラ1に接続される。
ジャイロユニット3の制御部31は、カメラ1から送信される動作開始を指示する制御信号を受けるまで待機し(ステップS31)、この制御信号が入力されると、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33による検出を開始させる(ステップS32)。各ジャイロセンサ32、33が角速度検出信号の出力を開始すると、角速度検出部34によって各ジャイロセンサの出力が安定したかどうかの判定が行われる。制御部31は、角速度検出部34によって出力が安定したと判定されるまで待機する(ステップS33)。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
In performing the operation shown in FIG. 5, the
The control unit 31 of the
ジャイロセンサの出力が安定した後、制御部31は、角速度検出部34によって角速度検出信号に基づいて求められるカメラ1の移動量及び移動方向を取得し(ステップS34)、軌跡変換部35により、移動量から軌跡を算出させる(ステップS35)。
続いて、制御部31は、カメラ1から入力されるフレームに関する情報(露出時間、解像度、フレームの画像データの容量等)を取得し(ステップS36)、取得した情報と、軌跡変換部35によって求めた軌跡とに基づいて、逆変換フィルタ部36によって画像変換用逆行列を生成させる(ステップS37)。そして、制御部31は、カメラ1から入力されるフレームの画像データを取得して(ステップS38)、逆変換フィルタ部36によって画像変換用逆行列を用いた演算処理を行い、このフレームの画像を復元する(ステップS39)。その後、制御部31は、逆変換フィルタ部36により復元されたフレームをカメラ1に出力する(ステップS40)。
このステップS39において、フレームの復元時にエラーを生じた場合、制御部31は、ステップS40において、復元後のフレームに代えて、或いは復元後のフレームとともに、復元時にエラーを生じた旨を示す制御信号をインタフェース39からカメラ1に出力する。
After the output of the gyro sensor is stabilized, the control unit 31 acquires the movement amount and movement direction of the
Subsequently, the control unit 31 acquires information about the frame input from the camera 1 (exposure time, resolution, capacity of image data of the frame, etc.) (step S36), and obtains the acquired information and the
In step S39, when an error occurs during frame restoration, the control unit 31 indicates in step S40 a control signal indicating that an error has occurred during restoration in place of the restored frame or together with the restored frame. Is output from the
制御部31は、カメラ1から動作停止を指示する制御信号が入力されたか否かを判別し(ステップS41)、この制御信号が入力された場合はX軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33を停止させて動作を停止し(ステップS42)、上記制御信号が入力されなければステップS34に戻って動作を継続する。 The control unit 31 determines whether or not a control signal instructing to stop the operation is input from the camera 1 (step S41). The operation is stopped to stop the operation (step S42). If the control signal is not inputted, the operation returns to step S34 and the operation is continued.
図6は、撮影装置100の具体的構成の一例を示す外観斜視図である。図6に示すように、撮影装置100は、例えば、カメラ付携帯電話機2と、外付ジャイロユニット41とを相互に接続した形態として、実現可能である。
図6に示すカメラ付携帯電話機2は、折り畳み式の本体の背面側に露出するメインカメラ21と、本体の内側に面して各種画像を表示するディスプレイ23と、ディスプレイ23の側方に位置するサブカメラ22と、ディスプレイ23に対向する面に配設されたキー操作部24とを備える。このメインカメラ21及びサブカメラ22はカメラ1(図1)の撮影部15に相当し、ディスプレイ23はカメラ1の表示部18に相当し、キー操作部24はカメラ1の操作部14に相当する機能を有する。そして、カメラ付携帯電話機2は、内蔵する制御回路(図示略)の制御のもと、キー操作部24における操作に従って、メインカメラ21及びサブカメラ22による動画像及び静止画像の撮影を実行し、撮影した動画像及び静止画像をディスプレイ23に表示する。このほか、カメラ付携帯電話機2は、携帯型電話機としての通信機能を有するものであるが、ここでは説明を省略する。
FIG. 6 is an external perspective view showing an example of a specific configuration of the photographing
The camera-equipped
外付ジャイロユニット41は、略箱型の筐体に、図1に示すジャイロユニット3の各部を収容したものである。カメラ付携帯電話機2と外付ジャイロユニット41とは、インタフェース19、30に相当するコネクタ(図示略)を介して相互に接続される。
図6に示す構成では、カメラ付携帯電話機2が有するメインカメラ21またはサブカメラ22によって動画像または静止画像を撮影した場合に、撮影した動画像のフレームまたは静止画像を、外付ジャイロユニット41において復元し、復元した動画像または静止画像をディスプレイ23に表示できる。
そして、動画像及び静止画像を撮影するカメラ付携帯電話機2は、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33等のセンサを備えていなくてもよく、軌跡を求める演算処理や、画像変換用逆行列を求める演算処理等の複雑かつ高負荷の演算処理を行わなくてもよい。このため、カメラ付携帯電話機2の制御回路(図示略)は、上記の通信機能の他、メインカメラ21、サブカメラ22等の各部の動作制御のみを行えば良く、カメラ付携帯電話機2の制御回路の処理負荷を増大させることなく画像を復元し、ぶれのない美しい画像を得ることができる。
The
In the configuration shown in FIG. 6, when a moving image or a still image is captured by the
The camera-equipped
さらに、図6の例においてカメラ付携帯電話機2に外部接続された外付ジャイロユニット41を、カメラ付携帯電話機2の筐体に内蔵した構成としてもよい。
図7には、撮影装置100の別の具体的構成例について外観斜視図を示す。この図7に示す構成例では、外付ジャイロユニット41の各部を実装したジャイロユニット基板42を、カメラ付携帯電話機2の本体に内蔵している。ジャイロユニット基板42は、上述したカメラ付携帯電話機2の制御回路に対し、インタフェース19、39に相当する内部接続インタフェース(図示略)を介して接続されている。
図7の構成例では、装置全体の小型化を図ることができるという利点がある。また、カメラ付携帯電話機2の制御回路(図示略)に対してジャイロユニット基板42を接続することで、上述した撮影装置100の機能を実現できるので、動画像及び静止画像を撮影する機能を備えたカメラ付携帯電話機に、ジャイロユニット基板42を付加的に内蔵させるだけで実現可能である。さらに、ジャイロユニット基板42には、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33の個体差にも対応して、各ジャイロセンサ32、33から出力される角速度検出信号のドリフト補正等を行う角速度検出部34が実装されているので、カメラ付携帯電話機2の制御回路において各ジャイロセンサ32、33の出力調整を行う必要もない。このため、撮影装置100と同様の機能を備えたカメラ付携帯電話機2の開発負担を大幅に軽減できるという利点がある。
Further, in the example of FIG. 6, the
FIG. 7 shows an external perspective view of another specific configuration example of the
The configuration example of FIG. 7 has an advantage that the entire apparatus can be reduced in size. Further, since the function of the photographing
以上のように、本発明を適用した実施の形態によれば、ジャイロユニット3により、撮影時における手ぶれを検出して撮影画像のフレームを復元し、ぶれのない動画像を容易に得ることが可能である。この撮影装置100において、撮影時のカメラ1の軌跡を求めて画像変換用逆行列を生成し、この画像変換用逆行列によりフレームを復元するという一連の高負荷の処理は、ジャイロユニット3によって実行される。
つまり、撮影装置100は、カメラ1の動きを検出して軌跡を求める機能部と、さらに高負荷の演算により画像を復元するための機能部とをユニットとして一体に備えたジャイロユニット3を用いることで、高精度で画像の復元を行うことが可能となっている。また、ジャイロユニット3と組み合わされるカメラ1は、画像を撮影してジャイロユニット3との間でデータを入出力する機能を実現するだけの機能を有するものであればよく、汎用的なカメラを用いることが可能である。従って、ジャイロユニット3を用いることで、ぶれを生じた画像を復元する装置を容易に実現できる。
また、ジャイロユニット3は、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33のドリフト等を補正する角速度検出部34を一体に備えているので、正確に、かつ安定して軌跡を求めることができ、高精度で画像の復元を行うことが可能となる。
As described above, according to the embodiment to which the present invention is applied, the
That is, the photographing
Further, since the
なお、上記実施の形態では、カメラ1及びジャイロユニット3を用いて複数のフレームからなる動画像を撮影及び復元する場合について説明したが、静止画像を撮影する場合についても、全く同様の動作により、ぶれた静止画像を復元できる。すなわち、カメラ1において、撮影部15によって1回のみ露出を行って静止画像を撮影し、この静止画像の画像データをカメラ1からジャイロユニット3へ出力する。ジャイロユニット3においては、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33及び角速度検出部34によって露出時間中の手ぶれによるカメラ1の移動を検出し、軌跡変換部35によってカメラ1の軌跡を検出し、この軌跡に基づいて、逆変換フィルタ部36によって画像変換用逆行列を求めるとともに、ぶれ画像を復元し、復元した画像をカメラ1へ出力する。つまり、静止画像を、動画像を構成するフレームと同様に処理することにより、ぶれを生じた静止画像をぶれのない画像に復元できる。
In the above-described embodiment, the case where the
また、上記の実施の形態において、ジャイロユニット3は、逆変換フィルタ部36によって画像変換用逆行列を求め、この画像変換用逆行列による演算処理を行うものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ぶれを生じたフレームまたは静止画像の輪郭を強調する処理を行うものとしてもよい。この場合について、変形例として説明する。
In the above embodiment, the
図8は、上記実施の形態の変形例におけるジャイロユニット3の動作を示すフローチャートである。
この図8に示す動作は、上述した図5の動作に代えて実行される。図8の動作を行うにあたってジャイロユニット3はカメラ1に接続されている。ジャイロユニット3の制御部31は、カメラ1からの動作開始を指示する制御信号を受けるまで待機し(ステップS51)、この制御信号が入力されると、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33による検出を開始させる(ステップS52)。各ジャイロセンサ32、33が角速度検出信号の出力を開始すると、角速度検出部34によって各ジャイロセンサの出力が安定したかどうかの判定が行われ、制御部31は、角速度検出部34によって出力が安定したと判定されるまで待機する(ステップS53)。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
The operation shown in FIG. 8 is executed in place of the operation of FIG. 5 described above. In performing the operation of FIG. 8, the
ジャイロセンサの出力が安定した後、制御部31は、角速度検出部34によって角速度検出信号に基づいて求められるカメラ1の移動量及び移動方向を取得し(ステップS54)、軌跡変換部35によって軌跡を算出させる(ステップS55)。ここで、制御部31は、軌跡変換部35を制御して、既に求めた軌跡から、フレームにおけるぶれ方向及びぶれ量を求めさせる(ステップS56)。
そして、制御部31は、インタフェース39を介してカメラ1から入力されるフレームの画像データを取得して(ステップS57)、制御部31自身または他の機能部の機能により、カメラ1のぶれ方向及びぶれ量に基づき、ぶれた方向を中心にぶれ量に応じた輪郭強調を行って、画像を鮮鋭化し、ぶれを目立たなくする(ステップS58)。その後、制御部31は、復元したフレームをカメラ1に出力する(ステップS59)。
ステップS58において、フレーム画像を復元する際にエラーを生じた場合、制御部31は、ステップS59において、復元後のフレームに代えて、復元時にエラーを生じた旨を示す制御信号をインタフェース39からカメラ1に出力する。
その後、制御部31は、カメラ1から動作停止を指示する制御信号が入力されたか否かを判別し(ステップS60)、この制御信号が入力された場合はX軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33を停止させて動作を停止し(ステップS61)、上記制御信号が入力されなければステップS54に戻る。
After the output of the gyro sensor is stabilized, the control unit 31 acquires the movement amount and movement direction of the
And the control part 31 acquires the image data of the flame | frame input from the
If an error occurs during restoration of the frame image in step S58, the control unit 31 sends a control signal indicating that an error has occurred during restoration from the
Thereafter, the control unit 31 determines whether or not a control signal instructing to stop the operation is input from the camera 1 (step S60). If this control signal is input, the
この図8に示す変形例では、ジャイロユニット3において、画像変換用逆行列を用いた演算に変えて、カメラ1の軌跡に基づいてフレームの輪郭(エッジ)を強調することにより、ぶれを生じたフレームを復元する。この場合も、上記実施の形態と同様に、ジャイロユニット3において高精度でフレームを復元することが可能となる。さらに、画像変換用逆行列を用いる場合に比べて、高速でフレームを復元することが可能である。
In the modification shown in FIG. 8, in the
なお、上述した実施の形態および変形例は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用が可能である。
例えば、上記実施の形態では、撮影部15により撮影されたフレームを復元してリムーバブルメディア20に記録する例について説明したが、例えば、リムーバブルメディア20等に格納された複数フレームからなる動画像について、その表示(再生)時に上記処理を行うようにしてもよい。すなわち、撮影されたフレームと、各フレーム撮影時の露出中にジャイロユニット3により求めたカメラ1の軌跡等の情報をリムーバブルメディア20等に記録しておけば、他の機器においてフレームを復元することが可能である。
さらに、上記実施の形態および変形例では、ジャイロユニット3においてフレームを復元するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軌跡変換部35によって求められた軌跡をジャイロユニット3から他の装置に出力し、この他の装置(例えば、カメラ1)において、軌跡に基づく輪郭強調の処理等を行うことで、画像を復元するようにしてもよい。この場合も、軌跡を求める高負荷の処理をジャイロユニット3において実行することで、画像を復元する装置側では低負荷の処理を行えばよく、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、上記実施の形態及び変形例において、ジャイロユニット3は、角速度検出部34によって求めたカメラ1の移動量が所定のしきい値より小さい場合には、フレームの補正を行わずに、カメラ1から入力された撮影画像をそのままカメラ1へ出力するようにしてもよい。この場合、ぶれが無いか、視認できない程度に小さいフレームについては復元を行わないようにすることができ、処理の効率化を図ることができる。
It should be noted that the above-described embodiment and modification only show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, an example in which a frame shot by the
Furthermore, in the above-described embodiment and modification, the frame is restored in the
In the embodiment and the modification described above, the
上記実施の形態および変形例では、カメラ1の動きを検出するため、X軸ジャイロセンサ32、Y軸ジャイロセンサ33により角速度を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、カメラ1の単位時間あたりの移動量を検出可能なものであれば、例えば加速度センサを用いることも可能である。
さらに、上記実施の形態及び変形例におけるカメラ1において、パーソナルコンピュータとケーブル等で通信可能に接続される外部インタフェースや、テレビやプロジェクタなどの外部ディスプレイ装置に動画像の映像信号を出力するための映像出力端子、音声信号を取り込み記録・再生するためのオーディオ回路や、音声信号を外部スピーカや外部アン
プ等に出力するための音声出力端子などを備えた構成としてもよい。
また、本発明は、上記実施の形態および変形例で説明した撮影装置100以外の動画像撮影機能を有する撮影機器にも適用することが可能であり、具体例を挙げると、動画像撮影機能付きデジタルスチルカメラ、および、このようなデジタルスチルカメラを具備した携帯電話機、PDA、ノート型パソコン等の各種電子機器においても適用可能である。
In the above-described embodiment and modification, the configuration is such that the angular velocity is detected by the
Furthermore, in the
Further, the present invention can also be applied to a photographing apparatus having a moving image photographing function other than the photographing
1…カメラ(電子機器)、2…カメラ付携帯電話機(電子機器)、3…ジャイロユニット(センサユニット)、11…制御部、15…撮影部(撮影手段)、17…撮影部RAM、18…表示部、19…インタフェース、21…メインカメラ(撮影手段)、22…サブカメラ(撮影手段)、23…ディスプレイ、31…制御部、32…X軸ジャイロセンサ(動きセンサ)、33…Y軸ジャイロセンサ(動きセンサ)、34…角速度検出部(センサ出力補正手段)、35…軌跡変換部(軌跡算出手段)、36…逆変換フィルタ部(ぶれ補整手段)、39…インタフェース、41…外付ジャイロユニット(センサユニット)、42…ジャイロユニット基板(センサユニット)、100…撮影装置。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記構成部として、撮影時の前記筐体の動きを検出する動きセンサと、前記動きセンサにより検出された前記筐体の動きに基づいて前記筐体の軌跡を求める軌跡算出手段と、
を備えたことを特徴とするセンサユニット。 A sensor unit configured by housing a component in a housing,
As the component, a motion sensor that detects the movement of the casing at the time of shooting, and a trajectory calculation unit that obtains a trajectory of the casing based on the movement of the casing detected by the motion sensor;
A sensor unit comprising:
前記センサ出力補正手段は、前記角速度センサの出力電圧値を補正するものであること、を特徴とする請求項2記載のセンサユニット。 The motion sensor is an angular velocity sensor that outputs a voltage value corresponding to the angular velocity of the housing,
The sensor unit according to claim 2, wherein the sensor output correction unit corrects an output voltage value of the angular velocity sensor.
撮影時の動きを検出する動きセンサと、前記動きセンサにより検出された動きに基づいて軌跡を求める軌跡算出手段と、軌跡算出手段により求められた軌跡に基づいて、前記撮影手段により撮影された画像のぶれを補正するぶれ補正手段と、を筐体内に納めてなるセンサユニットに接続され、
前記撮影手段により撮影した撮影画像を前記センサユニットに出力するとともに、前記センサユニットにより補正された画像を取得して出力すること、
を特徴とする電子機器。 An electronic device having a photographing means for photographing an image,
A motion sensor for detecting movement at the time of shooting, a trajectory calculating means for obtaining a trajectory based on the motion detected by the motion sensor, and an image photographed by the photographing means based on the trajectory obtained by the trajectory calculating means Connected to a sensor unit in which a shake correction means for correcting shake is housed in a housing,
Outputting a photographed image photographed by the photographing means to the sensor unit, and obtaining and outputting an image corrected by the sensor unit;
Electronic equipment characterized by
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