JP2012199802A - 撮像装置、及びその制御方法、プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における撮像装置の振動を検出し、検出された振動の時間特性を取得する。振動の時間特性について、振動に起因して画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析し、当該周波数分布から歪み量が極大となる周波数を、歪み量の中心周波数として決定する。そして少なくとも中心周波数について、振動の時間特性を取得した際に生じた位相ズレがなくなるように、振動の時間特性を補償し、補償後の振動の時間特性から算出された補正量を用いて、撮像素子のラインごとに振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する。
【選択図】図2
Description
ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置であって、撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における撮像装置の振動を検出する検出手段と、検出手段により検出された振動の時間特性を取得する取得手段と、振動の時間特性について、振動に起因して画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析手段と、歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を歪み量の中心周波数として決定する決定手段と、少なくとも中心周波数について、前記取得手段により生じた位相ズレがなくなるように、振動の時間特性を補償する補償手段と、補償手段により補償された振動から算出された補正量を用いて、撮像素子のラインごとに振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置であって、撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における撮像装置の振動を検出する検出手段と、検出手段により検出された振動の時間特性を取得する取得手段と、画像を撮像時の撮像装置のパラメータに基づいて、振動に起因して画像に生じる被写体像の歪み量の中心周波数が存在すると推定される周波数帯を含む複数の周波数を検波周波数として選択する第1の選択手段と、振動の時間特性について、振動のうちの検波周波数に起因して画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析手段と、歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を歪み量の中心周波数として決定する決定手段と、少なくとも中心周波数について、前記取得手段により生じた位相ズレがなくなるように、振動の時間特性を補償する補償手段と、補償手段により補償された振動から算出された補正量を用いて、撮像素子のラインごとに振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の好適な一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、ローリングシャッタ問題による歪みのうち、手ぶれに起因して生じる歪みを補正可能なデジタルビデオカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、ローリングシャッタ問題による歪みのうち、手ぶれに起因して生じる歪みを補正することが可能な任意の機器に適用可能である。また、本明細書において、「ローリングシャッタ問題により生じる歪み」のうち、手ぶれに起因して生じる歪みを「ローリング歪み」として記載し、以下に説明するものとする。
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルビデオカメラ100の機能構成を示すブロック図である。
ここで、歪み補正量算出部106の内部構成、及び歪み補正量算出部106内で行われる処理について、図を用いて以下に詳細に説明する。
fL・tanθ/p
ここで、fLは焦点距離、pは撮像素子上の画素ピッチである。
A(f)・sin(ωt) (ω=2πf)
と表すことができる。即ち、周波数ごとの振動の速度は、手ぶれの時間特性を微分して
A(f)ω・cos(ωt)
と表すことができる。
A(f)ω・cos(ωt0)・Δt
と表すことができる。当該式から、既にブレ量解析部202より得られているA(f)(図5(b))を分離し、ωt0が一定として近似すると、残りの項は
ω・cos(ωt0)・Δt
⇒2π・cos(ωt0)・Δt×f=c×f (c=const.)
と変形でき、図5(c)のような周波数に対する一次関数で表すことができる。
以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、ローリングシャッタ問題による歪みを補正する場合の補正残り、あるいは過補正を低減することができる。具体的には撮像装置は、ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における撮像装置の振動を検出し、検出された振動の時間特性を取得する。振動の時間特性について、振動に起因して画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析し、当該周波数分布から歪み量が極大となる周波数を、歪み量の中心周波数として決定する。そして少なくとも中心周波数について、振動の時間特性を取得した際に生じた位相ズレがなくなるように、振動の時間特性を補償し、補償後の振動の時間特性から算出された補正量を用いて、撮像素子のラインごとに振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する。
上述した実施形態1では、手ぶれの時間特性の全ての周波数についてブレ量の周波数分布を解析して中心周波数を決定する方法について説明した。本実施形態2では、限られた周波数についてのブレ量の周波数分布を解析することにより中心周波数を決定する方法について説明する。
図2(b)は、本実施形態に係る歪み補正量算出部106の内部構成を示した図である。なお、本実施形態の歪み補正量算出部106において、上述した実施形態1と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略し、本実施形態に特徴的な構成あるいは処理の説明に留める。
1番目:(2+2)/2=2Hz
2番目:(3+7)/2=5Hz
3番目:(4+8)/2=6Hz
4番目:(5+9)/2=7Hz
5番目:(12+12)/2=12Hz
となる(図12(c)に示される)。
上述した実施形態2では、検波周波数決定部212は補助情報のパラメータそれぞれについて選択された固定の検波周波数のセットの平均をとって、実際の手ぶれの時間特性を検波する検波周波数のセットを決定するものとして説明した。本変形例1では、補助情報のパラメータそれぞれについて推定した撮影状況について信頼度を設け、各撮影状況の中心周波数の信頼度に基づいて検波周波数のセットを決定する方法について説明する。
上述した実施形態1及び変形例1では、検波周波数決定部212が決定した検波周波数のセットについて検波を行って、手ぶれの時間特性についての中心周波数を、当該検波周波数のセットのうち、歪み量が極大となる周波数に決定するものとして説明した。本変形例ではさらに、検波周波数で手ぶれの時間特性を検波した結果の歪み量の周波数分布をフィードバックすることにより、より正確な中心周波数を決定する方法について説明する。
図2(c)は、本変形例に係る歪み補正量算出部106の内部構成を示した図である。なお、本実施形態の歪み補正量算出部106において、上述した実施形態1及び実施形態2と同一の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略し、本実施形態に特徴的な構成あるいは処理の説明に留める。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (9)
- ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置であって、
前記撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における前記撮像装置の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記振動の時間特性を取得する取得手段と、
前記振動の時間特性について、前記振動に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析手段と、
前記歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を前記歪み量の中心周波数として決定する決定手段と、
少なくとも前記中心周波数について、前記取得手段により生じた位相ズレがなくなるように、前記振動の時間特性を補償する補償手段と、
前記補償手段により補償された前記振動から算出された補正量を用いて、前記撮像素子のラインごとに前記振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置であって、
前記撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における前記撮像装置の振動を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記振動の時間特性を取得する取得手段と、
前記画像を撮像時の前記撮像装置のパラメータに基づいて、前記振動に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の中心周波数が存在すると推定される周波数帯を含む複数の周波数を検波周波数として選択する第1の選択手段と、
前記振動の時間特性について、前記振動のうちの前記検波周波数に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析手段と、
前記歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を前記歪み量の中心周波数として決定する決定手段と、
少なくとも前記中心周波数について、前記取得手段により生じた位相ズレがなくなるように、前記振動の時間特性を補償する補償手段と、
前記補償手段により補償された前記振動から算出された補正量を用いて、前記撮像素子のラインごとに前記振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記解析手段で解析された前記歪み量の周波数分布に基づいて、前記検波周波数とは異なる新たな検波周波数を選択する第2の選択手段をさらに備え、
前記解析手段は、前記振動の時間特性について前記振動のうちの前記新たな検波周波数に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析し、
前記決定手段は、前記検波周波数についての歪み量の周波数分布、及び前記新たな検波周波数についての歪み量の周波数分布を用いて、前記中心周波数を決定することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記撮像時のパラメータは、撮像時の振動、焦点距離、主被写体情報、及びシャッタスピードの少なくともいずれかであり、
前記第1の選択手段は、前記撮像時のパラメータに基づいて前記画像を撮像時の前記撮像装置の撮影状況を推定し、当該推定された撮影状況ごとに予め定められた周波数を用いて前記検波周波数を選択することを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。 - 前記第1の選択手段は、前記推定された撮影状況ごとに予め定められた周波数と当該撮影状況の推定の信頼度とに基づいて前記検波周波数を選択することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記解析手段は、前記撮像素子の連続するライン間で前のラインが露光開始してから次のラインが露光開始するまでの期間の前記振動に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
検出手段が、前記撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における前記撮像装置の振動を検出する検出工程と、
取得手段が、前記検出工程において検出された前記振動の時間特性を取得する取得工程と、
解析手段が、前記振動の時間特性について、前記振動に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析工程と、
決定手段が、前記歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を前記歪み量の中心周波数として決定する決定工程と、
補償手段が、少なくとも前記中心周波数について、前記取得工程において生じた位相ズレがなくなるように、前記振動の時間特性を補償する補償工程と、
補正手段が、前記補償工程において補償された前記振動から算出された補正量を用いて、前記撮像素子のラインごとに前記振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 - ローリングシャッタ方式で駆動する撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
検出手段が、前記撮像素子を用いて画像を撮像する場合に、当該撮像素子の露光期間における前記撮像装置の振動を検出する検出工程と、
取得手段が、前記検出工程において検出された前記振動の時間特性を取得する取得工程と、
第1の選択手段が、前記画像の撮像時のパラメータから、前記振動に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の中心周波数が存在すると推定される周波数帯を含む複数の周波数を検波周波数として選択する第1の選択工程と、
解析手段が、前記振動の時間特性について、前記振動のうちの前記検波周波数に起因して前記画像に生じる被写体像の歪み量の周波数分布を解析する解析工程と、
決定手段が、前記歪み量の周波数分布から、当該歪み量が極大となる周波数を前記歪み量の中心周波数として決定する決定工程と、
補償手段が、少なくとも前記中心周波数について、前記取得工程において生じた位相ズレがなくなるように、前記振動の時間特性を補償する補償工程と、
補正手段が、前記補償工程において補償された前記振動から算出された補正量を用いて、前記撮像素子のラインごとに前記振動に起因して生じた被写体像の歪みを補正する補正工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の撮像装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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