JP5323443B2 - シンクロ信号処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体を撮影して静止画像を得る撮影装置が外部機器を撮影にシンクロさせるために撮影の度に出力するシンクロ信号を処理するシンクロ信号処理装置に関する。

従来、写真館等では、背景幕を使った撮影が行なわれていることが多い。しかし、このような撮影は、背景を確実に作り出すための大きな背景幕や広い撮影スペースを必要とする。また、背景幕の交換等には手間がかかり、結果的に撮影コストが高くなる。

そこで、従来のような大きな背景幕や広い撮影スペースがなくても、従来と遜色ない雰囲気の写真が撮れる、小型で簡易の撮影システムが提案されている。

この撮影システムでは、適当な背景をバックに撮影が行なわれ、撮影で得られた撮影画像に対して、撮影画像中の背景を顧客が所望する背景に差替えるという背景置換処理が行われている。

このような背景置換処理に関する技術の一例として、例えば、青色等に塗られた背景パネル等を被写体の背後に配置して撮影を行ない、その撮影で得られた撮影画像において、背景パネルの色と同色の部分と、異なる色の部分とを、それぞれ撮影画像中の背景と被写体として区別し、撮影画像中の背景に区別された部分を所望の背景に置換するクロマキー処理と呼ばれる処理が知られている。

しかしながら、このクロマキー処理では、撮影画像中の背景パネル上に被写体の影が写っていると、この影が、被写体と背景との区別を妨げてしまうことがある。そこで、クロマキー処理の対象となる撮影画像を撮影する際には、背景として、面発光する背景パネルを用いることで、背景パネル上の被写体の影を、この背景パネルが発する光で打ち消すという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

上記クロマキー処理を含めて、従来の背景置換処理では、被写体がきれいに写ることに主眼が置かれた撮影光条件の下で撮影された撮影画像が用いられて、その撮影画像中の被写体と背景との区別を行うことが多いが、そのような撮影光条件下で得られた撮影画像自体は、そもそも、被写体と背景との区別に適さない画像であることが多い。
特開２０００−２２４４１０号公報（第３−１０頁、図３）

そのため、撮影画像中の被写体と背景とを良好に区別するためには、被写体がきれいに写っている撮影画像を含む、互いに相違する複数の撮影光条件下で撮影された複数の撮影画像がある方が望ましく、また、それら複数の撮影光条件の相違は極端な方が望ましい。

そこで、被写体を順光状態で撮影し、被写体がきれいに写っている順光撮影画像を得る一方、被写体の背景を逆光状態で撮影し、明るい背景中に暗い被写体を浮かび上がらせた逆光撮影画像を得ることが考えられる。これら順光撮影画像および逆光撮影画像は、例えば、撮像装置とは被写体を挟んで反対側に配備されて背景面から被写体を照らす逆光撮影用閃光発光装置と、撮影装置の背後に配備されて撮影装置前方に位置する被写体を照らす順光撮影用閃光発光装置とを交互に発光させて撮影を行うことで得ることができる。

しかしながら、シーン毎に順光撮影と逆光撮影との双方を行うにあたって、撮影者が、順光撮影用照明装置と逆光撮影用照明装置への発光指示を振り分けていたのでは、撮影者の勘違いにより、順光撮影のみあるいは逆光撮影のみしか行われずシーン単位で順光撮影画像および逆光撮影画像の双方が揃わなかったり、あるいは、これらの画像が必要以上に撮影されてしまうという問題が発生する。

尚、上記問題は、順光撮影用および逆光撮影用の２種類の閃光発光装置を発光させて得られた、順光撮影画像および逆光撮影画像を背景置換に用いる場合に限らず、互いに相違する複数の撮影光条件下で撮影された複数の撮影画像を背景置換に用いる場合には同様に発生する問題であり、さらには、撮影装置による撮影に、背景置換とは無関係に複数の外部機器をシンクロさせる場合にも同様に発生する問題である。

本発明は、上記事情に鑑み、被写体を撮影して静止画像を得る撮影装置の撮影に外部機器を好適にシンクロさせるシンクロ信号処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のシンクロ信号処理装置は、
被写体を撮影して静止画像を得る撮影装置が外部機器を撮影にシンクロさせるために撮影の度に出力するシンクロ信号を取得する信号取得部と、
上記信号取得部によって取得されたシンクロ信号の信号間隔が既定の基準間隔内であるか否かを判定する間隔判定部と、
上記基準間隔外と判定された信号間隔を経た後に、この基準間隔内と判定された信号間隔で続いた一連のシンクロ信号の先頭から順に既定数のシンクロ信号を選択する信号選択部と、
上記既定数以上設けられた複数の出力端子と、
上記信号選択部で選択された上記既定数のシンクロ信号それぞれを、上記複数の出力端子のうち互いに異なる出力端子から出力する出力部とを備えたことを特徴とする。

本発明のシンクロ信号処理装置では、撮影にシンクロさせたい外部機器を互いに異なる出力端子に接続することで、各撮影に対してこれら外部機器を個別にシンクロさせることができる。

ここで、上記複数の出力端子は、それぞれが被写体を照らす複数の照明装置に繋がれるものであってもよい。

ここで、上記撮影装置が、シャッターボタンの１回の押下に応じて撮影を連続して行う連写機能を備えたものであり、
上記間隔判定部が、上記基準間隔として、上記連写機能における撮影間隔よりも長い時間間隔を用いるものであることが好ましい。

この様にすると、連写された各撮影に外部機器を個別にシンクロさせることができる。

また、上記出力部が、シンクロ信号を、このシンクロ信号が上記一連のシンクロ信号中で占める時間的順番に応じた出力端子から出力するものであることも好ましい態様である。

この様にすると、外部機器を、時間的順番が一定した状態でシンクロさせることができる。

また、本発明のシンクロ信号処理装置が、上記信号取得部によって取得されたシンクロ信号の波形を整形する波形整形部を備えることが好ましい。

シンクロ信号処理装置内におけるシンクロ信号の処理を確実に行うことができる。

本発明のシンクロ信号処理装置によれば、撮影装置の撮影に外部機器を好適にシンクロさせることができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１は、背景置換画像を作成するための撮影システムの概要を示す図である。

この図１に示す撮影システム１は、被写体を撮影して撮影画像を取得する撮影セット１０と、その撮影画像における被写体と背景とを区別して、撮影画像中の背景を所望の背景に置換して背景置換画像を作成するパーソナルコンピュータ２０と、パーソナルコンピュータ２０で作成された背景置換画像を出力するプリンタ３０と、置換用の背景画像がストックされているサーバ４０と、撮影者によるシャッタボタンの押下と閃光発光装置とをシンクロさせるシンクロボックス５とを備えている。

撮影セット１０は、デジタルカメラ１１と、第１閃光発光装置１２と、撮影台１３とを備えており、撮影台１３の内部には、第２閃光発光装置１３０が備えられている。

デジタルカメラ１１は、１回のシャッタボタンの押下により、０．２ｓの間隔で４回を上限に連写を行う機能を有している。また、このデジタルカメラ１１では、シンクロボックス５の働きによって、被写体は、４回連写のうちの１回目の撮影では順光状態で撮影され、２回目の撮影では逆光状態で撮影される。つまり、シンクロボックス５からは、順光状態の撮影の際には第１閃光発光装置１２に対してのみ閃光発光の指示が出され、逆光状態の撮影の際には第２閃光発光装置１３０に対してのみ閃光発光の指示が出される。尚、４連写のうち３回目および４回目の撮影では、シンクロボックス５からは、これら閃光発光装置への発光指示は出されない。また、得られた撮影画像は、デジタルカメラ１１内のメモリに一時的に保管された後、デジタルカメラ１１が接続されているパーソナルコンピュータ２０に送られる。

撮影台１３は、被写体であるお椀Ｐが載せられる、厚みの薄い乳白色のプラスティック板１３１、このプラスティック板１３１を保持する筐体１３２、および、その筐体１３２内に内蔵された第２閃光発光装置１３０を備えている。尚、プラスティック板１３１上には、お椀Ｐが手前側と奥側とに１つずつ載せられている。

４連写のうちの１回目の順光撮影では、デジタルカメラ１１側から被写体Ｐに向けて閃光が発光されることで、被写体Ｐがきれいに写った撮影画像が得られる。また、２回目の逆光撮影では、図１に示すように湾曲した乳白色のプラスティック板１３１の背面側から閃光が発光されることで、このプラスティック板１３１からは図１における奥行き方向および上下方向に均一な明るさの光が出射されるが、湾曲したプラスティック板１３１上の各箇所の向きとデジタルカメラ１１の向きとの関係により、撮影画像上では、被写体はシャドウ側に偏ったものとなるのに対し、背景は左右方向には均一で上方から下方にかけてハイライト側から一様にシャドウ側に変化するものとなる。

パーソナルコンピュータ２０では、デジタルカメラ１１から送信されてきた、順光撮影画像と逆光撮影画像との２つの撮影画像を基に背景置換画像が作成される。したがって、背景置換においては、１シーン当たり、連写のうちの１回目と２回目の撮影でそれぞれ得られた順光撮影画像と逆光撮影画像しか使用されない。そのため、この撮影セット１１には、撮影条件が異なるこれら２枚の撮影画像をシーン毎に確実に得ると共に、閃光発光装置を用いた余分な撮影を抑えるためにシンクロボックス５が備えられている。

図２は、図１に示されるシンクロボックスに接続されている機器の概略構成図である。このシンクロボックス５が、本発明のシンクロ信号処理装置の一実施形態である。

図２に示されるシンクロボックス５は、カメラ用端子５００と第１端子５０１と第２端子５０２とを備えている。カメラ用端子５００は、デジタルカメラ１１をシンクロボックス５に接続するための端子である。また、第１端子５０１は、第１閃光発光装置１２に閃光発光を指示する第１発光制御装置１２０をシンクロボックス５に接続するための端子であり、第２端子５０２は、第２閃光発光装置１３０に閃光発光を指示する第２発光制御装置１３００をシンクロボックス５に接続するための端子である。

以下、シンクロボックス５における処理を、図３および図４を参照しながら説明する。

図３は、図２に示されるシンクロボックスの内部ブロック図である。

図３に示されるシンクロボックス５は、波形整形回路５１、タイマ回路５２、状態保持回路５３、パルス禁止回路５４、およびストロボ選択回路５５を備えている。

図４は、図３に示される各回路に入出力される信号波形を示す図である。

図４には、上から順に、波形整形回路５１がデジタルカメラ１１から取得するシャッタ信号Ａの波形、シャッタ信号Ａが波形整形回路５１で整形処理された波形整形処理信号Ｂの波形、波形整形処理信号Ｂが入力されたタイマ回路５２が出力する連写終了信号Ｃの波形、波形整形処理信号Ｂと連写終了信号Ｃが入力された状態保持回路５３が出力する状態保持信号Ｄの波形、波形整形処理信号Ｂと連写終了信号Ｃと状態保持信号Ｄが入力されたパルス禁止回路５４が出力するパルス禁止信号Ｅの波形、波形整形処理信号Ｂと状態保持信号Ｄとパルス禁止信号Ｅが入力されたストロボ選択回路５５から第１発光制御装置１２０に出力される閃光発光指示信号Ｆの波形、および、このストロボ選択回路５５から第２発光制御装置１３００に出力される閃光発光指示信号Ｇの波形が示されている。

図１に示されるデジタルカメラ１１は、前述したように、不図示のシャッタボタンの１回の押下に応じて撮影を０．２ｓの時間間隔で４回を上限として連写する機能を備えたものである。また、詳細な説明は省略するが、このデジタルカメラ１では、撮影者が選択する撮影モードに応じて、撮影の際の露出を決定する絞りレベルと電子シャッタスピードが決定される。電子シャッタスピードは、被写体光が照射された固体撮像素子における電荷の蓄積時間に対応しており、また、単位時間当たりに蓄積される電荷量は被写体光に応じたものとなる。固体撮像素子上に蓄積された電荷は、固体撮像素子に対する被写体光を反映した画像信号で出力される。このデジタルカメラ１では、撮影者によってシャッタボタンが押下されると、内蔵されているＣＰＵが、図４に示される０．２ｓの間隔で立ち下がる４つのシャッタ信号Ａを生成し、固体撮像素子の動作を制御するタイミングジェネレータに送信する。タイミングジェネレータでは、このシャッタ信号Ａに応じて、その連写の際には既に決定されている電子シャッタスピードによる電子シャッタの開閉指示のうちの電子シャッタ開の指示、すなわち電荷の蓄積の開始を指示する。タイミングジェネレータでは、電子シャッタ開の指示の後、設定されている電子シャッタスピード、すなわち電荷の蓄積時間経過後に電子シャッタ閉を指示する。これにより、このデジタルカメラ１では、撮影者による１回のシャッタボタンの押下に伴って、この電子シャッタの開閉が４回繰り返される。

図３に示される波形整形回路５１では、デジタルカメラ１１のＣＰＵで生成されタイミングジェネレータに送信されるシャッタ信号Ａを取得すると共に、取得したシャッタ信号Ａの波形整形が行われる。波形整形回路５１からは、シャッタ信号Ａの波形が整形された波形整形処理信号Ｂが出力される。この波形整形回路５１における波形整形は、以下に説明する各回路における処理が確実に行われるように実施されている。

タイマ回路５２では、波形整形処理信号Ｂの最後の立ち上がりからの経過時間が計測されており、タイマ回路５２からは、この経過時間が連写の時間間隔である０．２ｓを大きく超えた２．０ｓ経過した時点、すなわち連写が途切れ、シーンが変化したと判断できる充分な時間経過があった時点でシーン変化信号Ｃが出力される。したがって、タイマ回路５２からは、撮影シーンが切り替わる毎にシーン変化信号Ｃが出力される。

状態保持回路５３からは、０．２ｓの時間間隔で連なる４つの波形整形処理信号Ｂのうちの１つ目の波形整形処理信号Ｂの発生により立ち上がり、シーン変化信号Ｃの発生により立ち下がる状態保持信号Ｄが出力される。

パルス禁止回路５４からは、状態保持信号Ｄがネゲート中は波形整形処理信号Ｂの発生に対してネゲートしたままであるものの、状態保持信号Ｄがアサート中は波形整形処理信号Ｂの発生に対してアサートし、シーン変化信号Ｃの発生によりネゲートするパルス禁止信号Ｅが出力される。

ストロボ選択回路５５では、パルス禁止信号Ｅがネゲートされている間は、状態保持信号Ｄがネゲートされていれば波形整形処理信号Ｂは第１発光制御装置１２０に送信され、状態保持信号Ｄがアサートされていれば波形整形処理信号Ｂは第２発光制御装置１３００に送信される。また、このストロボ選択回路５５では、パルス禁止信号Ｅがアサートされている間は、状態保持信号Ｄの状態に拘わらず波形整形処理信号Ｂの第１発光制御装置１２０および第２発光制御装置１３００への送信は禁止される。

以上により、このシンクロボックス５では、４連写を指示する４つのシャッタ信号Ａのうちの１つ目のシャッタ信号によって第１閃光発光装置１２に閃光発光が指示されて順光撮影が行われ、４つのシャッタ信号Ａのうちの２つ目のシャッタ信号によって第２閃光発光装置１３０に閃光発光が指示されて逆光撮影が行われるが、４つのシャッタ信号Ａのうちの３つ目以降のシャッタ信号によっては、第１閃光発光装置１２と第２閃光発光装置１３０とのいずれにも閃光発光は指示されない。これにより、本実施形態のシンクロボックス５によれば、シーン毎に順光撮影画像と逆光撮影画像とをそれぞれ１枚ずつ同じ順番で得ることができるとともに、閃光発光を使用する不必要な撮影を抑えることができる。

再び図１に戻って説明を続ける。

図５は、図１に示すパーソナルコンピュータの外観斜視図である。

図５に示すパーソナルコンピュータ２０は、外観構成上、フレキシブルディスク（以降、ＦＤと呼ぶ）やＣＤ−ＲＯＭの装填口を有し、その装填口に装填されたＦＤやＣＤ−ＲＯＭへのアクセス機能を有する本体装置２１０、その本体装置２１０からの指示に応じて表示画面２２０ａ上に画像を表示する画像表示装置２２０、本体装置２１０にキー操作に応じた各種の情報を入力するキーボード２３０、表示画面２２０ａ上の任意の位置を指定することにより、その位置に表示された、例えばアイコン等に応じた指示を入力するマウス２４０、および、デジタルカメラ等で撮影画像の記憶に用いられる小型記憶メディアが装填され、その小型記憶メディアをアクセスするメディアドライブ２５０を備えている。

図１に示すプリンタ３０は、パーソナルコンピュータ２０から送られてくる画像をプリントするものであり、撮影システム１では、パーソナルコンピュータ２０によって作成された背景置換画像をプリントする役割を担っている。

図１に示すサーバ４０には、パーソナルコンピュータ２０で実行される背景置換における、置換背景となる複数の背景候補が格納されている。これら背景候補は、表示画面２２０ａ上に表示されることによって提示される。また、この撮影システム１では、サーバ４０内に格納されている背景以外にも、前記のＣＤ−ＲＯＭや前記の小型記憶メディア等といった何らかの入力用記憶媒体を介して提供される背景も、表示画面２２０ａを通じて提示される。

次に、この図１に示す撮影システム１で実行される、背景置換画像の作成の流れについて説明する。尚、以下の説明では、図１に示す要素については特に図番を断らずに図１中の符号を使って参照する。

図６は、図１の撮影システムにおける背景置換作業の流れを示す図である。

まず、撮影者が、プラスティック板１３１上に載せられたお椀Ｐに対するピントや露光の調節等を行なった後にデジタルカメラ１１のシャッタボタンを押すと、第１閃光発光装置１２のみ閃光発光させての順光撮影（ステップＳ１）と、第２閃光発光装置１３０のみ閃光発光させての逆光撮影（ステップＳ２）とが行われる。

これら２回の撮影で得られた２つの撮影画像は、デジタルカメラ１１内のメモリに一時的に保管された後、パーソナルコンピュータ２０に送信される。また、パーソナルコンピュータ２０に対する操作により、顧客が所望する背景がサーバ４０あるいは何らかの入力用記憶媒体から読み出される（ステップＳ３）。続いて、これら２つの撮影画像を基に、詳しくは後述する背景置換処理が実行される（ステップＳ４）。そして、この背景置換処理で作成された背景置換画像を表わす画像データが、まず画像表示装置２２０に転送され、さらに、プリンタ３０と、顧客が希望する出力用記憶媒体とのうちの少なくとも１つに転送される（ステップＳ５）。続いて、背景置換画像が表示画面２２０ａ上に表示される（ステップＳ６）。

さらに、画像データがプリンタ３０に転送された場合には、プリンタ３０において、その画像データに基づいて背景置換画像がプリントされる（ステップＳ７）。

以下では、これらの処理を実行するパーソナルコンピュータ２０と、パーソナルコンピュータ２０における背景置換処理の詳細について説明する。

まず、このパーソナルコンピュータ２０の内部構成について説明する。

図７は、図１に示すパーソナルコンピュータのハードウェア構成図である。

この図７に示すように、本体装置２１０の内部には、各種プログラムを実行するＣＰＵ２１１、各種プログラムやデータ等が保存されたハードディスク装置２１３、ハードディスク装置２１３に格納されたプログラムが読み出されＣＰＵ２１１での実行のために展開される主メモリ２１２、ＦＤ５２０が装填され、その装填されたＦＤ５２０をアクセスするＦＤドライブ２１４、ＣＤ−ＲＯＭ５１０をアクセスするＣＤ−ＲＯＭドライブ２１５、図１のサーバ４０やデジタルカメラ１１と接続され、これらの機器から置換用の背景や撮影画像等を受け取る入力インタフェース２１６、および、図１のプリンタ３０と接続され、背景置換画像等を出力する出力インタフェース２１７が内蔵されている。これらの各種要素と、さらに図１にも示す画像表示装置２２０、キーボード２３０、マウス２４０、および、小型記憶メディア５３０をアクセスするメディアドライブ２５０は、バス２６０を介して相互に接続されている。

ここで、ＣＤ−ＲＯＭ５１０には、背景置換プログラムが記憶されている。そして、その背景置換プログラムが記憶されたＣＤ−ＲＯＭ５１０がＣＤ−ＲＯＭドライブ２１５に装填されると、そのＣＤ−ＲＯＭ５１０に記憶された背景置換プログラムがこのパーソナルコンピュータ２０にアップロードされてハードディスク装置２１３に書き込まれる。これにより、パーソナルコンピュータ２０は背景置換装置として動作する。

次に、この背景置換プログラムについて説明する。

図８は、ＣＤ−ＲＯＭの概念図である。

図８に示すＣＤ−ＲＯＭ５１０には、図１等に示すパーソナルコンピュータ２０を背景置換装置として動作させるための背景置換プログラムが記憶されている。

図８に示すＣＤ−ＲＯＭ５１０には背景置換プログラム６００が記憶されており、この背景置換プログラム６００は、画像取得部６１０、背景置換処理部６２０、画像データ転送部６３０、および画像表示部６４０で構成されている。

この背景置換プログラム６００の各部の詳細については、背景置換装置の各部の作用と併せて説明する。尚、以下の説明では、図１、図７、および図８に示す要素については特に図番を断らずに各図中の符号を使って参照する。

図９は、背景置換装置の機能ブロック図である。尚、図８に示す背景置換プログラムが図１等に示すパーソナルコンピュータにインストールされることで、パーソナルコンピュータは、背景置換装置として動作する。

図９には、図１にも示す、デジタルカメラ１１、第１閃光発光装置１２、第２閃光発光装置１３０、およびシンクロボックス５を備えた撮影セット１０や、プリンタ３０、サーバ４０も示されている。

図９に示される背景置換装置７００は、画像取得部７１０、背景置換処理部７２０、画像データ転送部７３０、および画像表示部７４０で構成されている。この背景置換装置７００では、上述したように、撮影セット１０のデジタルカメラ１１によって撮影された順光撮影画像と逆光撮影画像との２種類の撮影画像を取得し、これらのうち、逆光撮影画像に基づいて、順光撮影画像を被写体領域と背景領域とに区別し、そのうちの背景領域については所望の背景に置換するという背景置換処理が実行される。

画像取得部７１０では、まず、デジタルカメラ１１から、２種類の撮影画像をそれぞれ表すＲＧＢ値を取得する。また、この画像取得部７１０では、顧客が所望する背景を、サーバ４０から、あるいは、ＣＤ−ＲＯＭや小型記憶メディア等といった入力用記憶媒体５４０から取得する。この画像取得部７１０は、実質的には、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ２１１が、背景置換プログラム６００の画像取得部６１０に従って、入力インタフェース２１６、ＦＤドライブ２１４、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２１５、およびメディアドライブ２５０を制御することによって構成される。

背景置換処理部７２０では、画像取得部７１０により取得された２種類の撮影画像をそれぞれ表すＲＧＢ値群に基づいて背景置換画像が作成される。また、背景置換処理部７２０は、実質的には、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ２１１が、背景置換プログラム６００の置換処理部６２０に従って動作することによって構成される。

画像データ転送部７３０では、背景置換処理部７２０で作成された背景置換画像を表わす画像データを、プリンタ３０および顧客が希望する出力用記憶媒体５５０のうちの少なくとも一方と、この背景置換装置７００の画像表示部７４０とに転送する。また、この画像データ転送部７３０は、実質的には、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ２１１が、背景置換プログラム６００の画像データ転送部６３０に従って、出力インタフェース２１７、ＦＤドライブ２１４、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２１５、およびメディアドライブ２５０を制御することによって構成される。

画像表示部７４０では、画像データ転送部７３０から転送されてくる画像データが表す背景置換画像を表示画面２２０ａに表示する。また、画像表示部７４０は、実質的には、パーソナルコンピュータ２０のＣＰＵ２１１が、背景置換プログラム６００の画像表示部６４０に従って画像表示装置２２０を制御することによって構成される。

また、上記画像データ転送部７３０からプリンタ３０に背景置換画像を表わす画像データが出力された場合には、プリンタ３０では、この画像データによって表される背景置換画像がプリントされ、また、画像データ転送部７３０から、何らかの出力用記憶媒体５５０に背景置換画像を表わす画像データが出力された場合には、この画像データがその出力用記憶媒体５５０に書き込まれる。そして、背景置換画像がプリントされたプリント紙と、背景置換画像を表わす画像データが書き込まれた出力用記憶媒体５５０との両方、あるいは一方が、顧客の希望に応じて提供される。

次に、背景置換処理部７２０の詳細について説明する。

図１０は、背景置換処理部の詳細を示す図である。

図１０は、図９に１つのブロックで示される背景置換処理部の詳細を示す図である。尚、以下では、画像取得部７１０が取得した２種類の撮影画像のＲＧＢ値群のうち、順光撮影画像のＲＧＢ値群を第１ＲＧＢ値群と称し、逆光撮影画像のＲＧＢ値群を第２ＲＧＢ値群と称する。また、顧客が所望した背景のＲＧＢ値を背景ＲＧＢ値群と称する。

背景置換処理部７２０は、背景推定部７２１、差し引き部７２２、２値化部７２３、および背景置換画像作成部７２４を備えている。

ここで、図１１は、図１０に示される各部で生成される画像を観念的に示す図である。

図１１（ａ）には、第２ＲＧＢ値群によって表される逆光撮影画像が示されており、ここには、上から下にかけて一様なグラデーションを有する背景と、この背景よりもシャドウ側に寄った被写体とが示されている。図１１（ｂ）には、図１０中に示される背景推定部７２１において、第２ＲＧＢ値群に基づいて被写体の背後については背景推定がされて作成された第３ＲＧＢ値群が表す背景画像が示されている。図１１（ｃ）には、差し引き部７２２において、第２ＲＧＢ値群から第３ＲＧＢ値群の各値が差し引かれた結果のＲＧＢ値群で表された画像が示されており、ここには、ベタ黒の背景にお椀Ｐがうっすら浮かび上がっている様子が示されている。図１１（ｄ）には、差し引かれた結果のＲＧＢ値群が２値化部７２３において２値化処理された、その処理済みのＲＧＢ値群が表す画像が示されている。

以下では、図１０に示される各部の動作について、図１１〜図１３を参照しながらさらに詳細に説明する。

まず、図１０に示される背景推定部７２１には、図１１（ａ）に示される逆光撮影画像を表す第２ＲＧＢ値群が入力され、この第２ＲＧＢ値群に基づいて、図１１（ａ）に示される逆光撮影画像から、お椀Ｐに隠れた背後の領域のＲＧＢ値の推定が行われる。

図１２は、お椀に隠れた背後の領域のＲＧＢ値の推定の手法を概念的に示す図である。尚、図１２に示されている画像は、明暗の図示が省略されているが、図１１（ａ）と同じ図であるとして話を進める。

背景推定部７２１では、入力されてきた第２ＲＧＢ値群から、まず、図１２に示される画像の左側の１列目の上端に位置する画素から下端に位置する画素までの各画素の画素値を読み出して換算した輝度（以下、この換算した輝度を換算輝度と称す。）と、最初の数画素についての換算輝度に基づいてそれ以降の画素については外挿法により推定した輝度（以下、この推定した輝度を推定輝度と称す。）との間に所定値以上のズレがあるか否かを判定し、これら画素値の読み出し、輝度の換算と推定、および判定を、図１２に示す撮影画像の左端から右端にかけて行う。その結果、換算輝度と推定輝度との差が全て所定値未満の画素からなる列は、背景領域のみを通過する列として認識される。一方、列の中に、換算輝度と推定輝度との差が所定値以上である画素が存在する列は被写体領域を通過する列として認識され、その列上の、被写体領域に属する画素の画素値は、被写体領域を通過する列の直前の、背景領域を通過する列の対応する画素の画素値に置き換えられる。この様にしてお椀Ｐの背後の領域の画素値が推定により決定される。

図１３は、撮影画像上の上下方向の位置と換算輝度との関係を示す図である。

図１３（ａ）には、横軸に図１２に示す逆光撮影画像上の上下方向の位置、縦軸に輝度（０〜２５５）をとった場合の、この画像の背景領域に属する列の上下位置と換算輝度との関係が示されており、ここには、列の上端では、２５５に近い‘明’側の換算輝度が、列の下端に近づくにつれて０に近い‘暗’側へなだらかに変化していく様子が示されている。また、図１２に示される、背景領域を通過する列のうち代表的な列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、およびＧにおける上下位置と換算輝度との関係がほぼ同じであることで、図１３（ａ）には、プロットがほぼ同じ位置に重ねて行われている様子が示されている。このことは、つまり、図１２に示される撮影画像の背景が左右方向に均一であることを表している。

図１３（ｂ）には、被写体領域を通過する列の中から代表的に抽出した列Ｄについて得られた、列Ｄにおける上下位置と換算輝度との関係が示されている。この列Ｄについては、位置ａ手前までの画素は背景領域に属しているものの、位置ａから位置ｂまでの間の画素が被写体領域に属していることで、位置ａから位置ｂまでの間では、点線で示される外挿法による推定輝度と、実線で示される換算輝度との間に大きなズレが生じている。このため、この範囲内の画素値は、背景領域のみを通過する列のうち最も近い列である列Ｃの対応する範囲の画素値に置き換えられる。以上説明したようにして、背景推定部７２１では、被写体Ｐに隠れた背後の画素の輝度推定を行った上で、背景全体のＲＧＢ値群である第３ＲＧＢ値群を作成する。図１０に示す差し引き部７２２では、第２ＲＧＢ値群から第３ＲＧＢ値群が差し引かれる。この背景置換処理部７２０では、被写体を逆光で撮影して得られた第２ＲＧＢ値群から、被写体Ｐに隠れた背後については推定を用いた背景画像を表す第３ＲＧＢ値群を差し引くことで得られた差分により被写体領域と背景領域とを区別する。つまり、背景置換処理部７２０によれば、被写体と背景との境目の色や明るさに明らかな差がなくても、被写体領域のＲＧＢ値群と、その被写体領域に隠れた背後の領域について推定されたＲＧＢ値群とに僅かでも差があれば被写体領域と背景領域とを区別することができる。

２値化部７２３では、差し引き部７２２から送られてきたＲＧＢ値群から輝度を換算し、閾値Ａ未満の輝度については輝度を‘０’とし、閾値Ａ以上の輝度については輝度を‘２５５’としている。２値化部７２３により２値化処理された後の輝度に基づくＲＧＢ値群により表される画像は、図１１（ｄ）に示されるように、輝度が‘０’とされた画素部分は‘ベタ黒’で表され、輝度が‘２５５’とされた画素部分は‘白’で表される。

図１０に示す背景置換画像作成部７２４では、２値化部７２３により‘白’とされた画素部分の画素値は、第１ＲＧＢ値群の対応するＲＧＢ値に置き換えられ、２値化部７２３により‘ベタ黒’とされた画素部分の画素値は、顧客が所望した背景ＲＧＢ値群の対応するＲＧＢ値に置き換えられる。これにより、順光できれいに撮影された被写体と、顧客が所望する背景とが組み合わさった背景置換画像が作成される。

このようにして作成された背景置換画像を表わすＲＧＢ値群が、図９に示される画像データ転送部７３０に送信され、各出力デバイスや出力用記憶媒体５５０（図９参照）に転送される。

尚、以上の実施形態では、本発明にいう既定数の一例として２を例に挙げたが、本発明にう既定数は複数であれば２でなくて３であってもよい。また、以上の実施形態では、本発明にいう出力端子を本発明にいう既定数と同じ数だけ設けた場合を例に挙げて説明したが、本発明にいう出力端子が既定数以上設けられていてもよく、また、本発明にいう既定数のシンクロ信号のうちの１つ目については第１端子５０１を通じて出力し、２つ目については第２端子５０２を通じて出力する例を挙げて説明したが、本発明にいう既定数のシンクロ信号は、互いに異なる出力端子から出力されれば、出力される端子が一定でなくてもよい。また、以上の実施形態では、本発明にいうシンクロ信号を波形整形回路で整形する例を挙げて説明したが、この波形整形回路がなくても、本発明の基本的な効果は減却されない。さらに、以上の実施形態では、連写機能を有するデジタルカメラの連写間隔よりも充分に長い２．０ｓを経過したことによりシーン変化と捉えている例を挙げて説明したが、本発明にいう撮影装置は連写機能を有していなくてもよく、この場合には、同一シーンに対する複数回の撮影における撮影者のシャッタボタンの平均的な押下間隔に比べて充分に長い時間が設定されてシーン変化が判定される。

背景置換画像を作成するための撮影システムの概要を示す図である。 図１に示されるシンクロボックスに接続されている機器の概略構成図である。 図２に示されるシンクロボックスの内部ブロック図である。 図３に示される各回路に入出力される信号波形を示す図である。 図１に示すパーソナルコンピュータの外観斜視図である。 図１の撮影システムにおける背景置換作業の流れを示す図である。 図１に示すパーソナルコンピュータのハードウェア構成図である。 ＣＤ−ＲＯＭの概念図である。 背景置換装置の機能ブロック図である。 背景置換処理部の詳細を示す図である。 図１０に示される各部で生成される画像を観念的に示す図である。 お椀に隠れた背後の領域のＲＧＢ値の推定の手法を概念的に示す図である。 撮影画像上の上下方向の位置と換算輝度との関係を示す図である。

符号の説明

１ 撮影システム
５ シンクロボックス
１０ 撮影セット
１１ デジタルカメラ
１２ 第１閃光発光装置
１２０ 第１発光制御装置
１３ 撮影台
１３０ 第２閃光発光装置
１３００ 第２発光制御装置
１３１ プラスティック板
１３２ 筐体
２０ パーソナルコンピュータ
６００ 背景置換プログラム
６１０、７１０ 画像取得部
６２０、７２０ 背景置換処理部
６３０、７３０ 画像データ転送部
６４０、７４０ 画像表示部
７００ 背景置換装置
７２１ 背景推定部
７２２ 差し引き部
７２３ ２値化部
７２４ 背景置換画像作成部

Claims (5)

1. 被写体を撮影して静止画像を得る撮影装置が外部機器を撮影にシンクロさせるために撮影の度に出力するシンクロ信号を取得する信号取得部と、
   前記信号取得部によって取得されたシンクロ信号の信号間隔が既定の基準間隔内であるか否かを判定する間隔判定部と、
   前記基準間隔外と判定された信号間隔を経た後に、該基準間隔内と判定された信号間隔で続いた一連のシンクロ信号の先頭から順に既定数のシンクロ信号を選択する信号選択部と、
   前記既定数以上設けられた複数の出力端子と、
   前記信号選択部で選択された前記既定数のシンクロ信号それぞれを、前記複数の出力端子のうち互いに異なる出力端子から出力する出力部とを備えたことを特徴とするシンクロ信号処理装置。
2. 前記複数の出力端子は、それぞれが被写体を照らす複数の照明装置に繋がれるものであることを特徴とする請求項１記載のシンクロ信号処理装置。
3. 前記撮影装置が、シャッタボタンの１回の押下に応じて撮影を連続して行う連写機能を備えたものであり、
   前記間隔判定部が、前記基準間隔として、前記連写機能における撮影間隔よりも長い時間間隔を用いるものであることを特徴とする請求項１又は２記載のシンクロ信号処理装置。
4. 前記出力部が、シンクロ信号を、該シンクロ信号が前記一連のシンクロ信号中で占める時間的順番に応じた出力端子から出力するものであることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載のシンクロ信号処理装置。
5. 前記信号取得部によって取得されたシンクロ信号の波形を整形する波形整形部を備えたことを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載のシンクロ信号処理装置。

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