JP5248951B2 - カメラ装置、画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラム - Google Patents

カメラ装置、画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラム Download PDF

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本発明は、いわゆるデジタルスチルカメラ等のカメラ装置と、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の画像の撮影を支援するのに好適な画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラムに関する。
従来より、カメラレンズの撮影画角よりも広い範囲の画像を生成するための手法の一つとして、例えば水平方向に撮影範囲の一部が重なり合った複数の画像を撮影し、それら重複した部分を合成して各画像を連結することで、水平方向に広いパノラマ画像を生成するような手法が知られている。なお、パノラマ画像には、上記水平方向に対して直交する垂直方向について、それぞれ撮影範囲の一部が重なった複数の画像を合成したものも含まれる。勿論、カメラレンズの撮影画角よりも広い範囲の画像は、上述した水平或いは垂直方向に限定せずに、任意の方向について撮影範囲の一部が相互に重なり合った複数の画像を撮影し、それら重複部分を合成して各画像を連結することで生成されてもよい。以下、上述した水平或いは垂直方向を含んだ任意の方向について、撮影範囲の一部が相互に重なり合った複数の画像を撮影して合成することをコラージュ画像の生成と表記し、また当該生成された画像をコラージュ画像と表記することとする。
上述のようなコラージュ画像を生成する場合には、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の画像を用意する必要がある。すなわち、デジタルカメラ等の撮影画像を用いてコラージュ画像を生成する場合には、当該デジタルカメラでの撮影時に、それぞれ撮影範囲の一部が重なり合った複数の画像を撮影する必要がある。
なお、特開2004−128588号の公開特許公報(特許文献1)には、例えばビューファインダ画面付きのデジタルスチルカメラにおいて、特にパノラマ画像を構成させる各画像を撮影する場合に、先に撮影した画像と現在の撮影前の画像との間の位置関係を、ビューファインダ画面上に表示することで撮影を支援するような技術が開示されている。具体的には、ビューファインダ上に、先の撮影画像を透過表示したり、先の撮影画像の被写体エッジ部を表示することで、先の撮影画像と現在の撮影前画像の位置関係を撮影者に知らせるようになされている。
また、特開2007−174301号の公開特許公報(特許文献2)には、ビューファインダ画面上で先の撮影済み画像の撮影方向を固定すると共に、その撮影済み画像を透過表示させ、カメラを平行移動させた時には、その移動方向と移動距離に応じて撮影済み画像をシフトさせることにより、撮影済み画像と撮影前画像の位置関係を撮影者に知らせるような技術が開示されている。
また、特開2003−8947号の公開特許公報(特許文献3)には、電子カメラにおいて、前回撮像した画像と今回撮像する画像を一部重複させて繋ぎ合わせるために、重複させる部分である前回撮像した画像の一部と共に今回撮像する画像をリアルタイムにファインダ上に表示させる技術が開示されている。
さらに、特開2000−188705号の公開特許公報(特許文献4)には、先に撮影した画像の輪郭を抽出すると共に、輪郭画像を透明化してモニタ画面に重畳表示させることで、画面合成するための重畳部分の確認を容易にする技術が開示されている。
その他、特許3832895号の特許公報(特許文献5)や、特開2000−90232号の公開特許公報(特許文献6)には、画像を合成して表示することで撮影支援を可能とする技術が開示されている。
特開2004−128588号公報(図1) 特開2007−174301号公報(図1) 特開2003−8947号公報(図1) 特開2000−188705号公報(図1) 特許3832895号公報(図1) 特開2000−90232号公報(図1)
上述したように、撮影済み画像を透過表示したり、撮影済み画像の被写体エッジ部等を表示するようにした場合、撮影者は、それら透過表示やエッジ部表示等を参照することで、撮影済み画像とこれから撮影しようとする画像の撮影範囲が重なっているか否かについて或る程度判断できる。
ここで例えば、撮影範囲が重なっていることのみが要求され、その重なりを正確に合わせる必要がない用途の場合、撮影者は、撮影範囲が重なっている限り自由に撮影することができる。
しかしながら、例えば重なり具合を所望の範囲内に収め、その重なり具合の範囲内で撮影を行うような用途の場合、撮影者は、撮影済み画像とこれから撮影する画像の撮影範囲合わせ(位置合わせ)を自らが行わなければならない。このような撮影範囲合わせの作業は、撮影者にとって負担が大きい。また、撮影者の技量により、必ずしも上手く撮影範囲を合わせられるとは限らない。
また、デジタルスチルカメラやカメラ付き携帯電話端末に設けられているビューファインダは、その画面サイズが充分大きいとは言い難い。したがって、上述のように重なり具合を所望の範囲内に収めるような場合、撮影者は、上記画面サイズが小さいビューファインダの表示画像を参照するのみでは、何時シャッターボタンを押せばよいのか判断し難い。
その他、撮影済み画像とビューファインダに映る画像を逐一合成して比較する処理を行うようにした場合には、重なり具合を正確に合わせることが可能となるが、機器の能力によっては、当該処理に時間がかかり、リアルタイム処理が難しくなる虞がある。
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の画像を容易且つ迅速に撮影することを可能にするカメラ装置、画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラムを提供することを目的とする。
本発明のカメラ装置は、画像撮影部、画像表示部、振れ検知部、画像記録部、相対関係演算部、表示制御部、重複演算部、通知部、撮影制御部を有する。画像撮影部は、画像を撮影する。画像表示部は、少なくとも画像を表示する画面を備える。振れ検知部は、画像撮影部における画像撮影時の装置振れを検知する。画像記録部は、画像撮影部にて撮影された画像の情報を記録する。相対関係演算部は、画像撮影部で直前に撮影されて画像記録部に記録された第一画像の撮影範囲と、第一画像の次に画像撮影部にて撮影される第二画像の撮影範囲との間の少なくとも相対的な位置関係を表す相対関係度パラメータを求める。表示制御部は、相対関係演算部が求めた相対関係度パラメータから撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を生成し、当該画像を第二画像と共に画像表示部の画面上に表示させる。重複演算部は、第一画像の撮影範囲と第二画像の撮影範囲との間の重なり具合を表す重複度パラメータを求める。通知部は、重複演算部が求めた重複度パラメータに応じて撮影者へ所定の通知を行う。撮影制御部は、重複演算部が求めた重複度パラメータが所定のパラメータ閾値範囲内となり、振れ検知部により検知される装置振れが略々無い時、画像撮影部に画像を撮影させ、当該撮影された第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、画像撮影部に第二画像を再度撮影させる。これにより、本発明は上述した課題を解決する。
また、本発明の画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラムでは、先ず、直前に撮影された第一画像の撮影範囲と次に撮影される第二画像の撮影範囲との間の少なくとも相対的な位置関係を求め、撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を第二画像と共に画面上に表示させる。そして、本発明の画像撮影支援装置、画像撮影支援方法、及び画像撮影支援プログラムでは、第一画像の撮影範囲と第二画像の撮影範囲との間の重なり具合に応じて撮影者へ所定の通知を行い、さらに、撮影範囲の重なり具合が所定のパラメータ閾値範囲内となり、装置振れが略々無い時、画像を自動的に撮影させ、当該撮影された第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、画像撮影部に第二画像を再度撮影させる。これにより、本発明は上述した課題を解決する。
すなわち、本発明によれば、第一画像と第二画像の重なっており、その重なり具合が所定パラメータ閾値範囲内で且つ装置振れが無いとき、自動的に第二画像の撮影を行い、また当該撮影された第二画像の振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、その第二画像を再度撮影させる。これにより、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の一連の画像を撮影することができる。
本発明においては、第一画像と第二画像の重なり具合が所定パラメータ閾値範囲内で且つ装置振れが無いとき、自動的に第二画像の撮影を行い、また当該撮影された第二画像の振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時にはその第二画像を再度撮影させることにより、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の画像を容易且つ迅速に撮影することが可能となっている。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、本発明の適用例としてデジタルスチルカメラを例に挙げているが、勿論それはあくまで一例であり、本発明はこの例に限定されず、例えばカメラ機能付きの携帯電話端末等の他の装置にも適用可能である。
[デジタルスチルカメラの概略構成]
図1には、本発明実施形態のデジタルスチルカメラ1の概略的な内部構成例を示す。
本実施形態において、カメラ撮影部2は、主要な構成要素として、オートフォーカス機構やズーム機構、絞り機構等を備えたカメラレンズと、そのカメラレンズを介して入射した被写体像等を光電変換により撮像データに変換する撮像素子及びその周辺回路とを有する。なお、カメラ撮影部2における撮像やカメラレンズのオートフォーカス等はCPU部5が制御する。
ビューファインダ部6は、操作部7のシャッターボタンが押される前の画像や、操作ボタンの押下等により既に撮影された画像等を表示するための画面を備えた表示デバイスと、その周辺回路とからなる。なお、本実施形態では、上記シャッターボタンが押下等される前の画像、つまり、現時点でカメラ撮影部2のレンズにより撮像素子上に結像され、当該撮像素子にて撮像されている状態の画像を、撮影前画像と表記することにする。また、シャッターボタンの押下により既に撮影された画像を、撮影済み画像と表記することにする。このビューファインダ部6における画像表示は、CPU部5が制御している。操作部7に設けられているシャッターボタンとその他の操作入力デバイスの図示及び説明については省略する。
画像処理部4は、上記カメラ撮影部2の撮像データから、上記ビューファインダ部6の画面上に表示する画像データを生成する。また、画像処理部4は、後述する合成画像の生成処理も行う。さらに、画像処理部4は、メモリ部3に対する画像データの保存や読み出しも行う。なお、画像データの生成処理や合成画像の生成処理についての制御は、CPU部5が行う。
CPU部5は、当該デジタルスチルカメラ1の各部の制御や各種データ処理、演算処理等を行う。すなわちCPU部5は、上述したカメラ撮影部2、画像処理部4、ビューファインダ部6、後述する加速度センサ部8,傾きセンサ部9,方位センサ部10等の制御や各種データ処理を行う。また、詳細については後述するが、CPU部5は、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の一連の画像を撮影するための本発明に関連する各種制御及び演算を実行する。
メモリ部3は、撮影済み画像や後述する合成画像等のデータを記録し、また、撮影前画像の画像データを一時的に記憶し、また、撮影済み画像と撮影前画像の両撮影範囲間の相対的な位置関係や両撮影範囲の重なり具合等を求めるために使用される各情報等を一時的に記憶するための記憶媒体と、その周辺回路とからなる。なお、本実施形態において、メモリ部3には、デジタルスチルカメラ1に内蔵されている半導体メモリと、着脱可能な外部半導体メモリ等の両方が含まれている。また、当該メモリ部3における画像等の各種データ等の記憶や読み出しは、CPU部5が制御する。また、メモリ部3には、本発明の画像撮影支援プログラム(後述するコラージュ画像撮影モード用のプログラム)を含む各種のプログラムも格納されている。メモリ部3に格納されている本発明にかかる画像撮影支援プログラム等の各種プログラムは、ディスク状記録媒体や外部半導体メモリ等から転送されて格納されたり、外部インターフェースを通じたケーブル或いは無線により転送されて格納されたものであっても良い。
加速度センサ部8は、デジタルスチルカメラ1に加わる加速度を検知する加速度センサ素子と、その周辺回路とからなる。本実施形態では、当該加速度センサ部8により検知された加速度データを用いて、画像撮影時にデジタルスチルカメラ1に加わる振動、すなわち例えば手振れによる振動(装置振れ)等を少なくとも検知可能となされている。なお、本実施形態において、加速度センサ部8における加速度検知動作の制御や、当該加速度センサ部8の加速度データを用いた手振れ検知、その手振れ検知の結果を利用した撮影制御などの処理は、CPU部5が行っている。
傾きセンサ部9は、撮影時の当該デジタルスチルカメラ1の傾きを検知する傾きセンサと、その周辺回路とからなる。また、方位センサ部10は、撮影時における当該デジタルスチルカメラ1の撮影方位を検知する方位センサと、その周辺回路とからなる。これら傾きセンサ部9と方位センサ部10は、必要に応じて設けられるものである。これら傾きセンサ部9と方位センサ部10の詳細については後述する。
なお、図1では図示を省略しているが、本発明実施形態のデジタルスチルカメラ1は、シャッター音や案内音声等を出力するためのスピーカ、外部ケーブル用コネクタ、ストロボ光部、電力供給用バッテリとそのコントロールICなど、一般的なデジタルスチルカメラに設けられている各構成要素や、近距離無線通信部、GPS(Global Positioning System)部などについても備えている。
[コラージュ画像撮影モード時のビューファインダ表示例]
本実施形態のデジタルスチルカメラ1において、撮影範囲の一部分が相互に重なり合った複数の画像を撮影してそれら画像を合成する撮影モード時の動作について、図2〜図4のビューファインダ表示例を参照しながら説明する。
ここで、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、水平方向或いは垂直方向に撮影範囲の一部が重なり合った複数の一連の画像を撮影するいわゆるパノラマ撮影のみならず、任意の方向について撮影範囲の一部が相互に重なり合った複数の一連の画像の撮影が可能となされている。本実施形態では、上記水平方向・垂直方向を含む任意の方向(あらゆる方向)について、撮影範囲の一部が相互に重なり合った複数の画像を撮影してそれら画像を合成する撮影モードを、コラージュ画像撮影モードと表記することとする。
図2には、上記コラージュ画像撮影モードにおいて一枚目の画像を撮影する際のビューファインダ部6の画面30の表示例を示している。
コラージュ画像撮影モード時において、一枚目の画像を撮影する際には、図2に示すように、カメラ撮影部2にて現在撮像されている画像31が、ビューファインダ画面30上の略々全面に表示される。なお、図2中の指示符号20は、被写体(被写体A,B,C等)が含まれた風景等を示している。
そして、当該コラージュ画像撮影モードにおいて、撮影者(カメラ使用者)によりシャッターボタンが押下されることで当該一枚目の画像の撮影がなされた場合、その画像データはメモリ部3に記録される。また、この時のメモリ部3には、カメラ撮影部2のカメラレンズのズーム倍率データ、つまりズーム倍率に応じた画角データも記録される。なお、ズーム倍率に応じた画角はCPU部5が演算により求める。当該ズーム倍率に応じた画角の演算については、既存の技術を流用可能であるためここではその説明を省略する。
図3には、コラージュ画像撮影モードにおいて、二枚目の画像を撮影する際のビューファインダ部6の画面30の表示例を示す。
当該二枚目の画像を撮影する際、デジタルスチルカメラ1は、一枚目の撮影済み画像を基準画像(本発明の第1画像)とし、その基準画像が撮影された時の撮影範囲と当該二枚目の撮影前画像(本発明の第2画像)の撮影範囲との間の相対的な位置関係及び大きさを表す後述する相対関係度パラメータを求める。
なお、両撮影範囲の相対的な位置関係と大きさを表す相対関係度パラメータの算出手法の具体例についての説明は後述する。
そして、デジタルスチルカメラ1は、図3に示すように、上記基準画像と撮影前画像の両画像の撮影範囲の相対的な位置関係及び大きさを維持した状態で上記基準画像の撮影範囲を表す補助線41の画像(枠画像)を生成し、その補助線41の画像を、ビューファインダ画面30上に表示されている撮影前画像に重ねて表示する。
図3は、一枚目と二枚目の画像撮影時の画角(つまりズーム倍率)が同一であった場合のビューファインダ画面30の表示例を示しているが、例えば一枚目と二枚目の画像撮影時でズーム倍率が変更されて画角が変わっているような場合には、それら基準画像と撮影前画像の両撮影範囲の相対的な大きさも変更されることになる。
すなわちこの場合、デジタルスチルカメラ1は、上記基準画像と撮影前画像の両撮影時の上記画角に応じて撮影範囲間の相対的な大きさを維持した状態で、上記基準画像の撮影範囲を表す補助線の画像を生成する。そして、デジタルスチルカメラ1は、その補助線画像を、ビューファインダ画面30上に表示する。
その他、図3には、上記補助線の他に、例えば基準画像を撮影前画像に重ねてビューファインダ画面30上の表示したり、基準画像から生成した半透明画像、或いは、基準画像内の被写体画像等から生成した半透明輪郭画像を表示してもよい。
本実施形態によれば、この図3のビューファインダ画面30を観ることで、撮影者は、先に撮影した一枚目の画像の撮影範囲が、当該二枚目の撮影前画像に対してどのような相対的な位置関係及び大きさを有していたのかを容易に知ることができる。
次に、図4には、コラージュ画像撮影モードにおいて、三枚目の画像を撮影する際のビューファインダ画面30の表示例を示す。
当該三枚目の画像を撮影する際、デジタルスチルカメラ1は、当該三枚目の画像撮影の直前に撮影された画像(上記二枚目の撮影済み画像)を基準画像とし、その基準画像が撮影された時の撮影範囲と当該三枚目の撮影前画像の撮影範囲との間の相対的な位置関係及び大きさを表す相対関係度パラメータを求める。
そして、デジタルスチルカメラ1は、図4に示すように、上記基準画像と撮影前画像の両画像の撮影範囲の相対的な位置関係及び大きさを維持した状態で、上記基準画像の撮影範囲を表す補助線42の画像を生成し、その補助線42の画像を、ビューファインダ画面30上に表示されている撮影前画像に重ねて表示する。
またこの時、基準画像の撮影以前に撮影されて保存されている画像(この例では一枚目の画像)が存在し、その保存画像と上記基準画像の両撮影範囲の相対的位置関係を表す補助線41が生成済みである場合には、図4に示すように、当該補助線41もビューファインダ画面30上に表示する。
なお、図4は、一枚目〜三枚目の画像撮影時の各画角(ズーム倍率)が同一であった場合のビューファインダ画面30の表示例を示しているが、それら各画像撮影時にズーム倍率が変更されて画角が変わっている場合には、前述同様、それら各画像の撮影範囲の相対的な大きさも変更される。
すなわちこの場合、デジタルスチルカメラ1は、各画像撮影時の上記画角に応じて各撮影範囲間の相対的な大きさを維持した状態で、各撮影範囲を表す補助線の画像を生成し、それら補助線画像をビューファインダ画面30上に表示する。
その他、この図4の例の場合も前述同様に、上記補助線の他に、基準画像を撮影前画像に重ねてビューファインダ画面30上の表示したり、基準画像や保存画像から生成した半透明画像、或いは、基準画像や保存画像内の被写体画像等から生成した半透明輪郭画像を表示してもよい。
したがって、この図4のビューファインダ画面30を観れば、撮影者は、先に撮影した一枚目と二枚目の画像の各撮影範囲が、当該三枚目の撮影前画像に対してどのような相対的な位置関係及び大きさを有していたのかを容易に知ることができる。
[コラージュ画像撮影モード時のメッセージ通知と自動シャッター制御]
本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、コラージュ画像撮影モード時には、図3や図4で説明したようなビューファインダ表示制御を行うと共に、基準画像と撮影前画像の両撮影範囲の重なり具合を判断する。
なお、両撮影範囲の重なり具合の具体的な判断手法についての説明は後述する。
そして、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、上記基準画像と撮影前画像の両撮影範囲の重なり具合に応じて、例えば所定のメッセージを撮影者に通知し、自動的にカメラシャッターを切るような制御を実行する。
すなわち、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、両撮影範囲の重なり具合を表すパラメータ(以下、重複度パラメータと表記する。)を求め、当該重複度パラメータと予め設定された重複度閾値とを比較する。そして例えば、重複度パラメータが重複度閾値の範囲内に入った時、デジタルスチルカメラ1は、所定のメッセージを撮影者に通知し、自動的にカメラシャッターを切る制御を実行する。
ここで、所定のメッセージとしては、例えば「カメラを静止してください」等のテキストメッセージをビューファインダ上に表示すること、或いは、「カメラを静止してください」等の音声案内をスピーカから出力することなどを挙げることができる。
このように、本実施形態によれば、重複度パラメータが重複度閾値の範囲内に入った時に、デジタルスチルカメラ1から上記所定のメッセージが通知されることにより、撮影者は、撮影前画像の撮影範囲が基準画像の一部分に重なり合ったことを知ることができる。
また、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、重複度パラメータが重複度閾値の範囲内に入った時に自動的にカメラシャッターを切る制御を行う。但しこのとき、デジタルスチルカメラ1は、加速度センサ部8の加速度データにより手振れ量を測定し、その手振れ量が所定の振れ閾値量より少なくなり、手振れが略々無いか若しくは非常に少ないと判断できた時に、自動的にカメラシャッターを切るようになされている。
このように、本実施形態のデジタルスチルカメラ1では、重複度パラメータが重複度閾値の範囲内に入り、さらに手振れが無いと判断された時に、自動的にカメラシャッターが切られるため、例えば撮影者が自らシャッターボタンを押すことでカメラがぶれてしまうようなことを防ぐことができる。
なお、デジタルスチルカメラ1は、上記重複度パラメータが閾値の範囲内に入った後、手振れが略々無いか若しくは非常に少ないか判断し、手振れが無いか若しくは少ないと判断できた場合に、例えば「撮影を行います」等の所定のメッセージを撮影者へ通知することも可能である。これにより、撮影者は、自動的にカメラシャッターが切られることを知ることができるようになる。
その他、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、上記自動的な撮影がなされた後の画像についても、その画像自体にぶれがあるか否か判定し、当該撮影済み画像自体にぶれがあると判定した場合には、再度自動的にカメラシャッターを切ることも可能となされている。なお、撮影済み画像におけるぶれの有無は、一例として、当該撮影済み画像内の被写体画像等のエッジ部分の相対的な輝度変化量等を求め、当該エッジ部分の相対的輝度変化量等が、予め決められた許容範囲内の画像ブレに対応した輝度変化閾値を超えたか否かを検知することなどにより判定することができる。
[撮影範囲の相対位置関係と大きさの算出手法の例]
本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、前述したような基準画像と撮影前画像の両撮影範囲の相対的な位置関係を、一例として以下のような幾つかの手法の何れかを用いて求める。
上記撮影範囲の相対的位置関係を求める第1の算出手法では、先ず、基準画像と撮影前画像の両画像から、それぞれ同じ複数の特徴点を抽出する。なお、特徴点としては、例えば同じ輝度等を有する画素或いは画素群等などを挙げることができる。
次に、基準画像と撮影前画像の両画像のそれぞれ同じ特徴点からなる特徴点群を重ね合わせた時の、それら両画像の特徴点群間の距離を最小二乗法により求める。また、それら両画像の特徴点群間の距離の和が最小になるような回転角及び平行移動量を算出する。つまり、この第1の算出手法では、これら回転角及び平行移動量を、撮影範囲の相対的位置関係を表す相対関係度パラメータとして算出する。
そして、当該第1の算出手法では、当該算出された回転角及び平行移動量を用いて、上記基準画像の撮影範囲と撮影前画像の撮影範囲との間の相対的な位置関係を求める。
すなわち、上記撮影前画像は、基準画像から上記回転角及び平行移動量だけ相対的に動かされた画像と考えることができ、したがって、上記撮影前画像の撮影範囲についても同様に、上記基準画像の撮影範囲に対して上記回転角及び平行移動量だけ相対的に動かされた範囲と考えることができる。
上記撮影範囲の相対的位置関係を求める第2の算出手法では、カメラ撮影部2にて撮影される画像を例えば複数に分割して得られた各局所領域のなかで、図5に示すように、幾つか所定の局所領域51を決め、カメラ撮影部2にて順次撮影される各画像において、それら所定の各局所領域51の位置の変化を追跡する。
すなわち当該第2の算出手法では、カメラ撮影部2にて順次撮影される各画像において、所定の各局所領域51の動きベクトルを求めることにより、それら所定の各局所領域51を含む画像が何れの方向に平行移動し且つどれだけの回転角だけ回転したのかを追跡する。
そして、上記所定の各局所領域を追跡することで求められた画像の回転角及び平行移動量により、上記撮影範囲の相対的位置関係を求める。つまり、この第2の算出手法では、それら回転角及び平行移動量を、撮影範囲の相対的位置関係を表す相対関係度パラメータとして算出する。
上記撮影範囲の相対的位置関係を求める第3の算出手法では、上記基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間の相対的な位置関係を、基準画像が撮影された時の回転角θ,仰角φ,方位角ζをそれぞれ基準値とし、上記撮影前画像が撮像されている時の回転角θ,仰角φ,方位角ζと上記各基準値との間の差分を算出することで求める。
ここで例えば、基準画像の撮影時の仰角φを基準仰角とした場合、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、撮影前画像の撮像時の仰角φと上記基準仰角との差分を、両撮影範囲間の仰角に関する相対的な位置関係として求める。
また、基準画像の撮影時の方位角ζを基準方位角とした場合、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、撮影前画像の撮像時の方位角ζと上記基準方位角との差分を、両撮影範囲間の方位角に関する相対的な位置関係として求める。
同様に、基準画像の撮影時の回転角θを基準回転角とした場合、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、撮影前画像の撮像時の回転角θと上記基準回転角との差分を、両撮影範囲間の回転角に関する相対的な位置関係として求める。
つまり、この第3の算出手法では、それら回転角θ,仰角φ,方位角ζについての上記各差分を、相対関係度パラメータとして算出する。これにより、基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間の相対的な位置関係が求められる。
上記第3の算出手法が採用される場合、本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、前記傾きセンサ部9と方位センサ部10を備える。
ここで、この第3の算出手法の場合、傾きセンサ部9は、上記デジタルスチルカメラ1の傾きを、回転角θと仰角φとして検知する。すなわち、上記回転角θは、図6の(A)に示すように、撮像素子により撮像されている静止画像SIが、重力的な水平面HFに対して有する回転角度として求められる。また、上記仰角φは、図6の(B)に示すように、撮影時における重力的な水平面HFに対してカメラレンズの光軸AL(合焦面FFに垂直な線)が指向する仰角として求められる。なお、傾きセンサ部9における傾きの検知動作の制御や、当該傾きセンサ部9の検知データによる回転角θと仰角φの算出は、CPU部5が行う。
さらに、当該第3の算出手法の場合、方位センサ部10は、撮影時の当該デジタルスチルカメラ1の撮影方位を、図6の(C)に示すように、カメラレンズの光軸AL(合焦面FFに垂直な線)が指向している方位と、或る基準方位BO(0°)との間の角度、すなわち方位角ζとして求める。なお、方位センサ部10における方位の検知動作の制御や、当該方位センサ部10の検知データによる方位角ζの算出は、CPU部5が行う。
また、本実施形態において、上記基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間の相対的な大きさは、基準画像が撮影された時の画角εを基準値とし、撮影前画像の撮像時の画角εと上記基準値との間の差分を算出することで求めることができる。
そして、例えば基準画像の撮影時の画角εを基準画角とした場合、撮影前画像の撮像時の画角εと上記基準画角との差分が、両画像間の相対的な大きさとして求められる。つまり、本実施形態では、それら画角εにおける上記差分を、撮影範囲の相対的な大きさを表す相対関係度パラメータの一つとして算出する。
[撮影範囲の重なり具合の具体的な判断手法の例]
本実施形態のデジタルスチルカメラ1は、前述したような基準画像と撮影前画像の両撮影範囲の重なり具合を、一例として以下のような幾つかの手法の何れかを用いて求める。
上記両撮影範囲の重なり具合を求める第1の判断手法では、前記重複度パラメータとして、基準画像と撮影前画像の重なっている部分の面積を求め、また、重複度閾値として予め或る所定の閾値面積範囲を設定しておく。
そして、上記基準画像と撮影前画像の重複面積が、上記所定の閾値面積範囲内に入ったか否か判断する。重複面積が所定の閾値面積範囲内に入った時には、前述したように所定のメッセージを撮影者に通知し、自動的にカメラシャッターを切る制御を実行する。
また、上記両撮影範囲の重なり具合を求める第2の判断手法では、基準画像と撮影前画像の両画像からそれぞれ同じ複数の特徴点を抽出しておき、基準画像と撮影前画像の重なっている部分内部の特徴点数を前記重複度パラメータにすると共に、前記重複度閾値として予め或る所定閾値数範囲を設定しておく。
そして、上記基準画像と撮影前画像の重なっている部分内部の特徴点数が、上記所定閾値数範囲内に入ったか否か判断する。上記重なっている部分内部の特徴点数が所定閾値数範囲内に入った時、前述したように所定のメッセージを撮影者に通知したり、自動的にカメラシャッターを切る制御を実行する。
また、上記両撮影範囲の重なり具合を求める第3の判断手法では、基準画像と撮影前画像の両画像からそれぞれ同じ複数の特徴点を抽出し、基準画像と撮影前画像の重なっている部分内部の同じ複数の特徴点のマッチング(つまり調和度)を判定したマッチング結果を上記重複度パラメータにすると共に、前記重複度閾値として予め或る所定の閾値調和度範囲を設定しておく。
そして、上記基準画像と撮影前画像の重なっている部分内部の特徴点のマッチング結果が、上記所定の閾値調和度範囲内に入ったか否か判断する。上記重なっている部分内部の特徴点のマッチング結果が上記予定の閾値調和度範囲内に入った時、前述したように所定のメッセージを撮影者に通知したり、自動的にカメラシャッターを切る制御を実行する。
なお、基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間に重複している領域が存在していない場合には、例えばビューファインダ画面上の表示や音などにより、その旨を撮影者に知らせるようにしてもよい。同様に、基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間に重複している領域が重複度閾値を超えてしまった場合にも、例えばビューファインダ画面上の表示や音などにより、その旨を撮影者に知らせるようにしてもよい。
[コラージュ画像撮影モード時のフローチャート]
図7には、上述したコラージュ画像撮影モードの動作を実現する本発明の画像撮影支援プログラムを、デジタルスチルカメラ1のCPU部5が実行することによる処理のフローチャートを示す。
図7において、CPU部5は、ステップS1により画像撮影支援プログラムが起動されてコラージュ画像撮影モードがスタートすると、先ずステップS2の処理として、カメラ撮影部2により得られている画像をビューファインダ部6の画面上に表示させる。なお、この時点では例えば前述の図2のような画像が表示される。
次に、CPU部5は、ステップS3の処理として一枚目の画像撮影のためにシャッターボタンが押されたか否か判断する。当該ステップS3にてシャッターボタンが押下されたと判断すると、ステップS4へ処理を進める。
ステップS4の処理に進むと、CPU部5は、カメラ撮影部2に撮影を行わせる。そして、CPU部5は、ステップS5の処理として、当該カメラ撮影部2にて撮影された画像をメモリ部3に記録する。またこの時、CPU部5は、ステップS6の処理として、当該撮影済み画像を所定時間だけビューファインダ画面に表示させる。
次に、CPU部5は、ステップS6でビューファインダ画面上に表示されていた撮影済み画像を消した後、ステップS7の処理として、現時点でカメラ撮影部2により得られている画像(撮影前画像)をビューファインダ部6の画面上に表示させ、さらにステップS8へ処理を進める。
ステップS8の処理に進むと、CPU部5は、上記ステップS7でビューファインダ部6の画面上に表示されているカメラ撮影部2の出力画像、つまり撮影前画像をメモリ部3に一時的に記憶させる。
次に、CPU部5は、ステップS9の処理として、ステップS5で記録した撮影済み画像を前述の基準画像にすると共にステップS8で一時記憶した画像を前述の撮影前画像とし、前述した第1〜第3の算出手法のうちの何れかを用いて相対関係度パラメータを算出し、それら基準画像と撮影前画像の両撮影範囲間の相対的な位置関係及び大きさを求める。さらに、CPU部5は、当該相対的な位置関係及び大きさを基に、前述したように補助線を生成して、上記撮影前画像が表示されているビューファインダ画面上に重ねて表示する。
また、CPU部5は、ステップS10の処理として、前述した第1〜第3の判断手法のうち何れかを用いて重複度パラメータを求める。
さらに、CPU部5は、ステップS11の処理として、ステップS10で求めた重複度パラメータと、予め設定されている所定の重複度閾値とを比較する。そして、当該ステップS11での比較の結果、基準画像と撮影前画像の両撮影範囲が重複度閾値の範囲内に入っていると判断できた場合には、ステップS12へ処理を進め、一方、重複度閾値の範囲から外れていると判断した場合には、ステップS7へ処理を戻す。
ステップS12に進むと、CPU部5は、前述したような所定のメッセージを撮影者へ通知するための処理を行った後、ステップS13へ処理を進める。
ステップS13の処理に進むと、CPU部5は、前述したように加速度センサ部8の加速度データを基に手振れを検出し、当該デジタルスチルカメラ1が略々静止したか否か判断する。そして、CPU部5は、静止していないと判断した場合にはステップS12へ処理を戻し、静止したと判断した場合にはステップS14へ処理を進める。
ステップS14の処理に進むと、CPU部5は、カメラ撮影部2を制御して自動的にカメラシャッターを切る。これにより、当該デジタルスチルカメラ1では自動撮影が実行される。
そして、CPU部5は、ステップS15へ処理を進め、ステップS14で撮影された画像を撮影済み画像としてメモリ部3に記録させる。
次に、CPU部5は、ステップS16の処理として、コラージュ画像を生成するための画像撮影が終了したか否か、すなわち例えば撮影者により操作部7が操作等されて画像の撮影モードからコラージュ画像の合成モードへの移行指示が入力されたか否か判断する。そして、ステップS16にて画像撮影が終了していないと判断した場合、CPU部5は、ステップS7へ処理を戻す。このようにしてステップS7に戻った場合、次の画像撮影のための処理に進むことになる。すなわち本実施形態のデジタルスチルカメラ1によれば、これらステップS7からステップS16までの処理が繰り返されることにより、ビューファインダ画面上には過去に撮影した画像の撮影範囲を示す補助線が、各撮影が行われる毎に次々に表示されていくことになる。
また、ステップS16において、CPU部5は、ステップS14にて撮影された画像自体にぶれがあるか否かの判断も行う。そして、当該画像自体にぶれがあると判断した場合、CPU部5は、ステップS15でメモリ部3に記録した画像を破棄し、再度撮影を行うためにステップS7へ処理を戻す。
一方、ステップS16にて画像撮影が終了したと判断した場合、CPU部5はステップS17へ処理を進める。当該ステップS17の処理に進むと、CPU部5は、上記コラージュ画像の生成のために撮影されてメモリ部3に記録された全記録画像を読み出す。
次いで、CPU部5は、ステップS18の処理として、それら読み出された複数の画像を画像処理部4へ送り、それら画像を合成させる。すなわち、ステップS17にてメモリ部3から読み出された複数の画像は、任意の方向に撮影範囲の一部が相互に重なり合った一連の画像であり、画像処理部4は、それら重なり合った部分を合成して各画像を連結した合成画像を生成する。
その後、ステップS18にて合成された画像のファイルは、画像処理部4によりメモリ部3に記録される。
なお、ステップS18での画像合成処理については、デジタルスチルカメラ1内で行わず、別途パーソナルコンピュータ等にて行われても良い。
〔まとめ〕
以上説明したように、本発明実施形態によれば、コラージュ画像撮影モードの画像撮影時には、任意の方向に撮影範囲の一部が相互に重なり合った一連の複数の画像を、ぶれなく容易かつ迅速に撮影することができ、コラージュ画像を生成することができる。すなわち本実施形態によれば、撮影者は、撮影済み画像に対して撮影前画像がビューファインダ内に存在しているような位置関係を保つことだけを考慮して撮影を行えば良いので、撮影者は負担を感じることなく、好みの方向で撮影範囲が重なる複数の一連の画像を撮影できることになる。
なお、上述した本発明の実施形態の説明は、本発明の一例である。このため、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることはもちろんである。
上述の実施形態では、画像撮影支援処理を実行するための全ての構成要素を備えたデジタルスチルカメラを挙げているが、例えば撮影前後の画像を別のモニタ画面等に表示し、カメラ側では相対的な位置関係及び大きさの演算と重なり具合の演算、自動撮影のみ行うようなシステムにも本発明は適用可能である。また、本発明の画像撮影支援プログラムの処理は、例えばパーソナルコンピュータ等により実行することもできる。この場合のパーソナルコンピュータは、カメラ側から画像データと加速度データ(必要に応じて方位,傾きのデータ等)を取得し、それらデータを用いて前述のビューファインダ部6の画面表示例と同様の画像表示処理やカメラの自動シャッター制御などを行う。
また、上述した実施形態では、撮影範囲の重なりが予め決められた重複度閾値の範囲内である時に画像撮影が行われる例を挙げたが、例えば重複度閾値は撮影の都度変更されてもよい。すなわち例えば、或る画像撮影時と次の画像撮影時とで、予め決められた異なる重複度閾値への切り替えがなされるようにしたり、操作部7を介して撮影者が撮影の都度重複度閾値を変更するようになされてもよい。この場合、撮影範囲の重なり具合がそれぞれ異なる一連の複数の画像からなるコラージュ画像の合成が可能となる。
本発明実施形態のデジタルスチルカメラの概略的な内部構成例を示すブロック図である。 コラージュ画像撮影モードにおいて一枚目の画像が撮影される時のビューファインダ部の画面表示例を示す図である。 コラージュ画像撮影モードにおいて二枚目の画像が撮影される時のビューファインダ部の画面表示例を示す図である。 コラージュ画像撮影モードにおいて三枚目の画像が撮影される時のビューファインダ部の画面表示例を示す図である。 撮影範囲の相対的位置関係を求める第2の算出手法において、局所領域の位置の変化を追跡する様子の説明に用いる図である。 撮影範囲の相対的位置関係を求める第3の算出手法において、傾きセンサ部により検知される回転角と仰角、及び、方位センサ部により検知される方位角の説明に用いる図である。 コラージュ画像撮影モードを実現する本発明の画像撮影支援プログラムをCPU部が実行している時の処理のフローチャートである。
符号の説明
1 デジタルスチルカメラ、2 カメラ撮影部、3 メモリ部、4 画像処理部、5 CPU部、6 ビューファインダ部、7 操作部、8 加速度センサ部、9 方位センサ部、10 傾きセンサ部、 20 撮影対象を含む風景等、30 ビューファインダ画面、31 一枚目の画像撮影時のビューファインダ表示画像、32 二枚目の画像撮影時のビューファインダ表示画像、 33 三枚目の画像撮影時のビューファインダ表示画像、41 一枚目の撮影済み画像の撮影範囲を示す補助線、42 二枚目の撮影済み画像の撮影範囲を示す補助線

Claims (16)

  1. 画像を撮影する画像撮影部と、
    少なくとも画像を表示する画面を備えた画像表示部と、
    上記画像撮影部による画像撮影時の装置振れを検知する振れ検知部と、
    上記画像撮影部にて撮影された画像の情報を記録する画像記録部と、
    上記画像撮影部で直前に撮影されて上記画像記録部に記録された第一画像の撮影範囲と、上記第一画像の次に上記画像撮影部にて撮影される第二画像の撮影範囲との間の、少なくとも相対的な位置関係を表す相対関係度パラメータを求める相対関係演算部と、
    上記相対関係演算部が求めた上記相対関係度パラメータから上記撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を生成し、当該画像を上記第二画像と共に上記画像表示部の画面上に表示させる表示制御部と、
    上記第一画像の撮影範囲と上記第二画像の撮影範囲との間の重なり具合を表す重複度パラメータを求める重複演算部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータに応じて撮影者へ所定の通知を行う通知部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータが所定のパラメータ閾値範囲内となり、上記振れ検知部の検知出力から上記画像撮影部における画像撮影時に装置振れが略々無いと判断できる時に、上記画像撮影部に上記第二画像を撮影させ、当該撮影された上記第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、上記画像撮影部に上記第二画像を再度撮影させる撮影制御部と、
    を有するカメラ装置。
  2. 上記相対関係演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点からなる特徴点群間の距離の和が最小となる回転角及び平行移動量を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  3. 上記相対関係演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内で同じ局所領域を追跡した動きベクトルから算出した平行移動量及び回転角を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  4. 上記相対関係演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像の撮影時の回転角と仰角と方位角の差分を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  5. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像間の重複部分の面積を上記重複度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  6. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点数を上記重複度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  7. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点の調和度を上記重複度パラメータとして求める請求項1記載のカメラ装置。
  8. 画像撮影装置により撮影された画像の情報を記録する画像記録部と、
    上記画像撮影装置による画像撮影時の装置振れ検知情報を取得する振れ検知情報取得部と、
    上記画像撮影装置で直前に撮影されて上記画像記録部に記録された第一画像の撮影範囲と、上記第一画像の次に上記画像撮影装置にて撮影される第二画像の撮影範囲との間の、少なくとも相対的な位置関係を表す相対関係度パラメータを求める相対関係演算部と、
    上記相対関係演算部が求めた上記相対関係度パラメータから上記撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を生成し、当該画像を上記第二画像と共に画像表示装置の画面上に表示させる表示制御部と、
    上記第一画像の撮影範囲と上記第二画像の撮影範囲との間の重なり具合を表す重複度パラメータを求める重複演算部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータに応じて画像撮影装置の使用者へ所定の通知を行う通知部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータが所定のパラメータ閾値範囲内となり、上記振れ検知情報取得部が取得した装置振れ検知情報から上記画像撮影装置における画像撮影時に装置振れが略々無いと判断できる時に、上記画像撮影装置に上記第二画像を撮影させ、当該撮影された上記第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、上記画像撮影装置に上記第二画像を再度撮影させる撮影制御部と、
    を有する画像撮影支援装置。
  9. 上記相対関係演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点からなる特徴点群間の距離の和が最小となる回転角及び平行移動量を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  10. 上記相対関係演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内で同じ局所領域を追跡した動きベクトルから算出した平行移動量及び回転角を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  11. 上記相対関係演算部は、画像撮影装置から画像撮影時の回転角と仰角と方位角の情報を取得し、上記第一画像と第二画像の両画像の撮影時の回転角と仰角と方位角の差分を、上記相対関係度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  12. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像間の重複部分の面積を上記重複度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  13. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点数を上記重複度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  14. 上記重複演算部は、上記第一画像と第二画像の両画像内の同じ複数の特徴点の調和度を上記重複度パラメータとして求める請求項8記載の画像撮影支援装置。
  15. 画像撮影装置により撮影された画像の情報を画像記録部に記憶させるステップと、
    上記画像撮影装置による画像撮影時の装置振れ検知情報を振れ検知情報取得部が取得するステップと、
    上記画像撮影装置で直前に撮影されて上記画像記録部に記録された第一画像の撮影範囲と、上記第一画像の次に上記画像撮影装置にて撮影される第二画像の撮影範囲との間の、少なくとも相対的な位置関係を表す相対関係度パラメータを、相対関係演算部が求めるステップと、
    表示制御部が、上記相対関係演算部が求めた上記相対関係度パラメータから上記撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を生成し、当該画像を上記第二画像と共に画像表示装置の画面上に表示させるステップと、
    上記第一画像の撮影範囲と上記第二画像の撮影範囲との間の重なり具合を表す重複度パラメータを、重複演算部が求めるステップと、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータに応じて、通知部が、画像撮影装置の使用者へ所定の通知を行うステップと、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータが所定のパラメータ閾値範囲内となり、上記振れ検知情報取得部が取得した装置振れの検知情報から上記画像撮影装置における画像撮影時に装置振れが略々無いと判断できる時に、撮影制御部が、上記画像撮影装置に上記第二画像を撮影させ、当該撮影された上記第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、上記画像撮影装置に上記第二画像を再度撮影させるステップと、
    を有する画像撮影支援方法。
  16. 画像撮影部による画像撮影時の装置振れ検知情報を取得する振れ検知情報取得部と、
    画像撮影部で直前に撮影されて画像記録部に記録された第一画像の撮影範囲と、上記第一画像の次に上記画像撮影部にて撮影される第二画像の撮影範囲との間の少なくとも相対的な位置関係を表す相対関係度パラメータを求める相対関係演算部と、
    上記相対関係演算部が求めた上記相対関係度パラメータから上記撮影範囲間の相対的な位置関係を明示するための画像を生成し、当該画像を上記第二画像と共に画像表示部の画面上に表示させる表示制御部と、
    上記第一画像の撮影範囲と上記第二画像の撮影範囲との間の重なり具合を表す重複度パラメータを求める重複演算部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータに応じて、所定の通知部を制御して撮影者へ所定の通知を行う通知制御部と、
    上記重複演算部が求めた上記重複度パラメータが所定のパラメータ閾値範囲内となり、上記振れ検知情報取得部にて取得した装置振れの検知情報から上記画像撮影部における画像撮影時に装置振れが略々無いと判断できる時に、上記画像撮影部に上記第二画像を撮影させ、当該撮影された上記第二画像の振れ成分を演算して、その振れ成分が所定の振れ成分閾値を超えた時には、上記画像撮影部に上記第二画像を再度撮影させる撮影制御部として、
    コンピュータを機能させる画像撮影支援プログラム。
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