JP5504990B2 - 撮像装置、画像処理装置及びプログラム - Google Patents
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Description
背景画像を取得する取得手段と、背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段と、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、を備え、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
前記第2領域は、前記背景用画像とは異なる色の画素で囲繞された閉領域であることを
特徴としている。
前記撮像手段により撮像される被写体存在画像の背景は、前記背景画像の対応する領域と略同一であることを特徴としている。
背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像する撮像手段と、前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の第1領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段と、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、前記撮像手段により撮像された被写体存在画像に前記背景部分の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、を備え、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2領域の中に、前記背景部分の色と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の撮像装置において、
前記被写体存在画像の背景部分の非平坦度が所定値以下であるか否かを判定する非平坦度判定手段を更に備え、前記第2領域判定手段は、この非平坦度判定手段により非平坦度が所定値以下であると判定された場合に、前記被写体存在画像に前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
前記第2領域は、前記背景部分とは異なる色の画素で囲繞された閉領域であることを特
徴としている。
前記被写体存在画像は、前記撮像手段によって順次撮像されて表示手段に表示されることを特徴としている。
前記報知手段は、前記表示手段に表示されている被写体存在画像における前記第1領域を識別可能な表示形態で表示させることを特徴としている。
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の撮像装置において、
前記報知手段は、前記第1領域の画像の色を前記背景画像の色とは異なる色に変更させることで前記第1領域が存する旨を報知することを特徴としている。
請求項10に記載の発明は、請求項8又は9に記載の撮像装置において、
前記報知手段は、前記第1領域の画像の色を点滅表示させることで前記第1領域が存する旨を報知することを特徴としている。
前記被写体存在画像から被写体が存する領域を切り抜いて被写体画像を生成する画像生成手段を更に備えることを特徴としている。
請求項12に記載の発明の画像処理装置は、
背景画像及び背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段と、前記取得手段に取得された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段と、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、を備え、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
請求項13に記載の発明の画像処理装置は、
背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段と、前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段と、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、を備え、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
コンピュータを、背景画像を取得する取得手段、背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像手段に撮像させる撮像制御手段、撮像された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知させる報知制御手段、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、として機能させ、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
コンピュータを、背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像手段に撮像させる撮像制御手段、前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知させる報知制御手段、前記撮像手段により撮像された被写体存在画像に前記背景部分の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、として機能させ、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2領域の中に、前記背景部分の色と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
請求項16に記載の発明のプログラムは、
コンピュータを、背景画像及び背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段、前記取得手段に取得された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、として機能させ、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
請求項17に記載の発明のプログラムは、
コンピュータを、背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段、前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段、この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段、前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、として機能させ、前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定することを特徴としている。
実施形態1の撮像装置100は、背景内に被写体Sが存しない被写体非存在画像P1の撮像後、当該背景内に被写体Sの存する被写体存在画像P2を所定のタイミングで撮像し、この被写体存在画像P2における、被写体非存在画像P1とは異なる色の画素でほぼ囲まれた閉領域A1の中に、当該被写体非存在画像P1とほぼ等しい色の同色領域A2が存すると判定された場合に、当該同色領域A2が存する旨を報知する。
図1に示すように、実施形態1の撮像装置100は、レンズ部1と、電子撮像部2と、撮像制御部3と、画像データ生成部4と、画像メモリ5と、特徴量演算部6と、ブロックマッチング部7と、画像処理部8と、表示制御部9と、表示部10と、記録媒体制御部11と、操作入力部12と、中央制御部13とを備えている。
また、撮像制御部3と、特徴量演算部6と、ブロックマッチング部7と、画像処理部8と、中央制御部13は、例えば、カスタムLSI1Aとして設計されている。
また、レンズ部1は、図示は省略するが、被写体S(例えば、マウス等;図5(c)等参照)の撮像の際に、ズームレンズを光軸方向に移動させるズーム駆動部、フォーカスレンズを光軸方向に移動させる合焦駆動部等を備えていても良い。
また、撮像制御部3は、AF(自動合焦処理)、AE(自動露出処理)、AWB(自動ホワイトバランス)等の被写体Sの撮像条件の調整制御を行う。
ここで、電子撮像部2及び撮像制御部3は、背景内に被写体Sが存在する被写体存在画像P2を所定のタイミングで撮像する撮像手段を構成している。
カラープロセス回路から出力されるYUVデータは、図示しないDMAコントローラを介して、バッファメモリとして使用される画像メモリ5にDMA転送される。
具体的には、特徴量演算部6は、例えば、被写体非存在画像P1のYUVデータに基づいて、所定数(或いは、所定数以上)の特徴の高いブロック領域(特徴点)を選択して、当該ブロックの内容をテンプレート(例えば、16×16画素の正方形)として抽出する。
ここで、特徴抽出処理とは、多数の候補ブロックから追跡に都合の良い特徴性の高いものを選択する処理である。
具体的には、ブロックマッチング部7は、特徴抽出処理にて抽出されたテンプレートが被写体存在画像P2内のどこに対応するか、つまり、被写体存在画像P2内にてテンプレートの画素値が最適にマッチする位置(対応領域)を探索する。ここで、被写体Sの撮像は、例えば、特徴量の少ない無地の背景をバックに行われることにより、被写体存在画像P2の被写体S以外の背景部分と、被写体非存在画像P1の当該背景部分に対応する領域とは略同一となる。
そして、ブロックマッチング部7は、画素値の相違度の評価値(例えば、差分二乗和(SSD)や差分絶対値和(SAD)等)が最も良かった被写体非存在画像P1と被写体存在画像P2間の最適なオフセットを当該テンプレートの動きベクトルとして算出する。
ここで、画像取得部8aは、画像メモリ5に記憶されている被写体非存在画像(背景画像)P1を取得する取得手段を構成している。
即ち、分割部8bは、被写体切り抜き処理にて、画像取得部8aにより取得された被写体非存在画像P1のYUVデータに基づいて、当該被写体非存在画像P1全体を縦横がそれぞれ所定画素からなる複数の画像ブロックB、…に分割する(図4(b)参照)。また、分割部8bは、被写体切り抜き処理にて、画像取得部8aにより取得されたライブビュー表示されている被写体存在画像P2のYUVデータに基づいて、当該被写体存在画像P2全体を、被写体非存在画像P1と同様に、縦横がそれぞれ所定画素からなる複数の画像ブロックB、…に分割する(図5(a)参照)。
なお、分割部8bによる処理対象となる被写体存在画像P2及び被写体非存在画像P1の画像データは、例えば、記録用として記録媒体11aに記録される高解像度の画像データであっても良いし、画像データ生成部4により生成されたライブビュー表示用の低解像度の縮小画像データであっても良いし、後述する各画像ブロックBの平均色の算出用に調整された所定解像度の専用の画像データであっても良い。
また、色算出部8cは、被写体非存在画像P1の各画像ブロックBの平均色から当該被写体非存在画像P1の平均色を算出する。
即ち、画像領域判定部8dは、被写体切り抜き処理にて、分割部8bにより分割された被写体非存在画像P1及び被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…の各々の代表色(例えば、平均色)に基づいて、被写体存在画像P2の閉領域A1の中に被写体非存在画像P1と略同色の領域である同色領域A2が存するか否かを判定する。具体的には、画像領域判定部8dは、ライブビュー表示されている被写体存在画像(ライブビュー画像)P2の複数の画像ブロックB、…の各々の平均色と被写体非存在画像P1の平均色とに基づいて、当該被写体存在画像P2の各画像ブロックBの平均色と被写体非存在画像P1の平均色とを比較判定することで、被写体存在画像P2における被写体非存在画像P1の平均色とは異なる色の画素で囲繞された閉領域A1を特定する。そして、閉領域A1が特定されると、画像領域判定部8dは、被写体存在画像P2のライブビュー画像の複数の画像ブロックB、…の各々の平均色と被写体非存在画像P1の平均色とに基づいて、当該被写体存在画像P2の閉領域A1内の各画像ブロックBの平均色と被写体非存在画像P1の平均色とを比較判定することで、閉領域A1内に被写体非存在画像P1の平均色とほぼ等しい色の画素からなる同色領域A2が存するか否かを判定する。
また、閉領域A1は、被写体存在画像P2における、被写体非存在画像P1とは異なる色の画素で完全に囲繞されたものに限られるものではなく、例えば、被写体非存在画像P1とは異なる色の画素どうしが離間していても、膨張処理や収縮処理、ラベリング処理等によって有効領域に置換可能な程度であれば許容範囲としても良い。即ち、閉領域(第1領域)A1は、被写体存在画像P2における被写体非存在画像P1とは異なる色の画素で完全に囲まれている必要はない。
さらに、閉領域A1や同色領域A2の判定にて、画像領域判定部8dは、被写体存在画像(ライブビュー画像)P2と被写体非存在画像P1との対応する画像ブロックBの平均色どうしを比較判定するようにしても良い。
即ち、位置合わせ部8eは、被写体非存在画像P1から抽出した特徴点に基づいて、被写体非存在画像P1に対する被写体存在画像P2の各画素の座標変換式(射影変換行列)を算出し、当該座標変換式に従って被写体存在画像P2を座標変換して被写体非存在画像P1と位置合わせを行う。
なお、被写体画像抽出部8fは、各画素の差分情報として相違度マップを生成する場合には、例えば、後述する式(2)を用いても良いが、これに限られるものではない。
ここで、位置情報としては、例えば、アルファマップが挙げられ、アルファマップとは、被写体存在画像P2の各画素について、被写体画像を所定の背景に対してアルファブレンディングする際の重みをアルファ値(0≦α≦1)として表したものである。
これにより、切抜画像生成部8hは、背景と被写体とが存在する被写体存在画像P2から被写体が含まれる領域を切り抜いた被写体切り抜き画像を取得する。
ここで、切抜画像生成部8hは、被写体存在画像P2から被写体Sが含まれる被写体領域を切り抜いて被写体切り抜き画像を生成する画像生成手段を構成している。
具体的には、表示制御部9は、VRAM、VRAMコントローラ、デジタルビデオエンコーダなどを備えている。そして、デジタルビデオエンコーダは、中央制御部13の制御下にて画像メモリ5から読み出されてVRAM(図示略)に記憶されている輝度信号Y及び色差信号Cb,Crを、VRAMコントローラを介してVRAMから定期的に読み出して、これらのデータを元にビデオ信号を発生して表示部10に出力する。
表示部10は、例えば、液晶表示装置であり、表示制御部9からのビデオ信号に基づいてライブビュー画像やレックビュー画像などを表示画面に表示する。
即ち、表示制御部9は、撮像モードにて、電子撮像部2及び撮像制御部3による被写体Sの撮像により生成された複数の画像フレームに基づいてライブビュー画像や、本撮像画像として撮像されたレックビュー画像などを表示部10の表示画面に表示させる。
ここで、表示部10及び表示制御部9は、画像領域判定部8dにより判定された被写体存在画像P2の閉領域A1内に同色領域A2が存すると判定されて場合に、当該同色領域A2が存する旨を報知する報知手段を構成している。
即ち、同色領域A2の報知の態様は、人の五感、特に、視覚、聴覚、触覚等によって当該同色領域A2を把握、認識させることができる方法であれば如何なる態様であっても良く、例えば、同色領域A2が存する旨を音(音声など)や振動により報知するようにしても良い。
また、被写体画像の画像データは、画像処理部8の位置情報生成部8gにより生成されたアルファマップと対応付けられて、当該被写体切り抜き画像の画像データの拡張子を「.jpe」として保存されている。
図2及び図3は、被写体切り抜き処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
図2に示すように、先ず、ユーザによる操作入力部12のシャッタボタン12aの所定操作に基づいて、撮像制御部3は、フォーカスレンズの合焦位置や露出条件(シャッター速度、絞り、増幅率等)やホワイトバランス等の撮像条件を調整させて、背景内に所定の被写体(例えば、被写体S)が存しない被写体非存在画像P1(図4(a)参照)の光学像を所定の撮像条件で電子撮像部2により撮像させる(ステップS1)。ここで撮像される被写体非存在画像P1は、略単一色の平坦な画像であるのが望ましい。
そして、画像データ生成部4は、電子撮像部2から転送された被写体非存在画像P1のYUVデータを生成した後、当該被写体非存在画像P1のYUVデータを画像メモリ5に一時的に記憶させる。
また、撮像制御部3は、当該被写体非存在画像P1の撮像の際の合焦位置や露出条件やホワイトバランス等の撮像条件を固定した状態を維持する。
続けて、画像処理部8の色算出部8cは、分割部8bにより分割された被写体非存在画像P1の複数の画像ブロックB、…の各々について、各画像ブロックBを代表する平均色を算出し、これら各画像ブロックBの平均色から被写体非存在画像P1の平均色を算出する(ステップS3)。
続けて、画像処理部8の画像取得部8aは、電子撮像部2により撮像され、画像データ生成部4から転送されて画像メモリ5に一時的に記憶されたライブビュー画像に係る複数の画像フレームのYUVデータを順次取得していき、分割部8bは、取得されたライブビュー画像の各々について、当該画像全体を被写体非存在画像P1と同様に所定の大きさの複数の画像ブロックB、…に分割する(ステップS5;図5(a)参照)。
ここで、被写体非存在画像P1の撮像後、被写体Sが画角内に移動するか、或いは、被写体Sを画角内に移動させることで、画角内に被写体Sが存在する状態で撮像されるライブビュー画像は、被写体存在画像P2を構成する。
続けて、画像処理部8の画像領域判定部8dは、ライブビュー画像内に被写体非存在画像P1の平均色と異なる色の画素で囲繞された閉領域A1が存するか否かを判定する(ステップS7)。具体的には、画像領域判定部8dは、ライブビュー表示されている被写体存在画像(ライブビュー画像)P2の複数の画像ブロックB、…の各々の平均色と被写体非存在画像P1の平均色とを比較判定することで、被写体存在画像P2における被写体非存在画像P1の平均色とは異なる色の画素で囲繞された閉領域A1を特定する。そして、画像領域判定部8dは、当該特定結果に応じてライブビュー画像内に閉領域A1が存するか否かを判定する。
ここで、ライブビュー画像の閉領域A1内に同色領域A2が存すると判定されると(ステップS8;YES)、表示制御部9は、電子撮像部2により撮像された複数の画像フレームに基づいて、表示部10の表示画面にライブビュー表示されている被写体存在画像P2の閉領域A1内の同色領域A2の色を他の色に変更して表示させることで、当該同色領域A2が存する旨を報知する(ステップS9;図5(b)参照)。
ここで、被写体存在画像P2の撮像指示が入力されていないと判定されると(ステップS10;NO)、撮像制御部3の撮像停止部3aは、電子撮像部2による被写体存在画像P2の撮像を停止させ、中央制御部13は、処理をステップS1に戻す。
なお、ステップS1以降の処理は、上記と同様であり、その詳細な説明は省略する。
なお、所定の撮像条件は、被写体非存在画像P1の撮像後に固定された撮像条件であっても良いし、当該被写体存在画像P2の撮像タイミングで新たに設定された撮像条件であっても良い。
そして、画像データ生成部4は、電子撮像部2から転送された被写体存在画像P2のYUVデータを生成した後、当該被写体存在画像P2のYUVデータを画像メモリ5に一時的に記憶させる。
また、ステップS7にて、ライブビュー画像(被写体存在画像P2)内に閉領域A1が存しないと判定されると(ステップS7;NO)、中央制御部13は、ステップS12に移し、上記と同様に、被写体存在画像P2の撮像指示が入力されたか否かを判定する(ステップS12)。
ステップS12にて、被写体存在画像P2の撮像指示が入力されていないと判定されると(ステップS12;NO)、中央制御部13は、処理をステップS4に戻し、上記のように、撮像制御部3は、レンズ部1を通過した画像の光学像を電子撮像部2により二次元の画像信号に変換させ、当該電子撮像部2の撮像領域から被写体存在画像P2に係る画像フレームを読み出させることで、ライブビュー画像を撮像させる(ステップS4)。
なお、ステップS4以降の処理は、上記と同様であり、その詳細な説明は省略する。
具体的には、特徴量演算部6は、被写体非存在画像P1のYUVデータに基づいて、所定数(或いは、所定数以上)の特徴の高いブロック領域(特徴点)を選択して、当該ブロックの内容をテンプレートとして抽出する。そして、ブロックマッチング部7は、特徴抽出処理にて抽出されたテンプレートの画素値が最適にマッチする位置を被写体存在画像P2内にて探索して、画素値の相違度の評価値が最も良かった被写体非存在画像P1と被写体存在画像P2間の最適なオフセットを当該テンプレートの動きベクトルとして算出する。そして、画像処理部8の位置合わせ部8eは、ブロックマッチング部7により算出された複数のテンプレートの動きベクトルに基づいて全体の動きベクトルを統計的に算出し、当該動きベクトルに係る特徴点対応を用いて被写体存在画像P2の射影変換行列を算出する。
具体的には、被写体画像抽出部8fは、被写体存在画像P2のYUVデータと被写体非存在画像P1のYUVデータの各々に対してローパスフィルタをかけて各画像の高周波成分を除去する。その後、被写体画像抽出部8fは、ローパスフィルタをかけた被写体存在画像P2と被写体非存在画像P1との間で対応する各画素について相違度を算出して相違度マップを生成する。続けて、被写体画像抽出部8fは、各画素に係る相違度マップを所定の閾値で2値化した後、相違度マップから細かいノイズや手ぶれにより相違が生じた領域を除去するために収縮処理を行う。その後、被写体画像抽出部8fは、ラベリング処理を行って、所定値以下の領域や最大領域以外の領域を除去した後、一番大きな島のパターンを被写体画像として特定し、収縮分を修正するための膨張処理を行う。
具体的には、切抜画像生成部8hは、被写体存在画像P2、単一色画像及びアルファマップを読み出して画像メモリ5に展開した後、被写体存在画像P2の全ての画素について、アルファ値が0の画素については(α=0)、透過させ、アルファ値が0<α<1の画素については(0<α<1)、所定の単一色とブレンディングを行い、アルファ値が1の画素については(α=1)、何もせずに所定の単一色に対して透過させないようにする。
具体的には、被写体非存在画像P1の背景と同一の背景内に被写体Sの存する被写体存在画像P2を撮像する際に、ライブビュー表示されている被写体存在画像P2における閉領域A1の同色領域A2の色調が被写体非存在画像P1の色調とほぼ等しい場合に、当該同色領域A2の色を他の色に変更したり、変更後の色を所定間隔で点灯(点滅)表示することで、当該同色領域A2をユーザに識別可能に報知するので、被写体存在画像P2からの被写体領域の切り抜きが失敗する虞のある同色領域A2の部分を、記録用の被写体存在画像P2の撮像動作を行う前にユーザに視認させることができる。これにより、ユーザに対してこのままでは被写体領域の適正な切り抜きが失敗する虞があること、さらに、被写体Sの背景や被写体Sや構図などの変更等を喚起することができる。
また、被写体存在画像P2における閉領域A1内に同色領域A2が存する場合には、電子撮像部2による被写体存在画像P2の撮像を停止させるので、被写体領域の切り抜きが失敗する虞のある被写体存在画像の取得を防止することができる。
また、被写体非存在画像P1及び被写体存在画像P2の両方を撮像するような構成としたが、一例であってこれに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。例えば、被写体非存在画像P1は、当該撮像装置100以外の撮像装置にて撮像され記録媒体11aや所定の通信回線を介して取得した画像であっても良い。
以下に、本発明を適用した実施形態2の撮像装置200について図6〜図10を参照して説明する。
実施形態2の撮像装置200は、所定の背景内に被写体Sの存する被写体存在画像P2を所定のタイミングで撮像し、当該被写体存在画像P2の背景部分の非平坦度が所定値以下であるか否かを判定する。そして、撮像装置200は、被写体存在画像P2における、非平坦度が所定値以下であると判定された背景部分とは異なる色の画素でほぼ囲まれた閉領域A1の中に、当該背景部分とほぼ等しい色の同色領域A2が存すると判定された場合に、当該同色領域A2が存する旨を報知する。
なお、実施形態2の撮像装置200は、以下に説明する以外の点で上記実施形態1の撮像装置100と略同様の構成をなし、その説明は省略する。
図6に示すように、実施形態2の撮像装置200の画像処理部8は、画像取得部8aと、分割部8bと、色算出部8cと、画像領域判定部8dと、切抜画像生成部8hとに加えて、非平坦度演算部8iと、非平坦度判定部8jと、背景生成部8kと、マスク生成部8lとを具備している。
即ち、非平坦度演算部8iは、画像処理部8の分割部8bにより分割された被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…内の画素値のばらつき量(非平坦度)を算出する。具体的には、非平坦度演算部8iは、背景生成処理にて、被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…の各々についてのばらつき量として、標準偏差を下記式(1)に従って算出する。
即ち、非平坦度判定部8jは、背景生成処理にて、ブロック内の画素値のばらつき量が所定値以下であるか否かを判定する。具体的には、例えば、非平坦度判定部8jは、被写体存在画像P2(図4(c)参照)の複数の画像ブロックB、…のうち、被写体Sを含む画像ブロックBについては、ブロック内の画素値のばらつき量が大きく、画素値のばらつき量が所定値以下であると判定しない。一方で、非平坦度判定部8jは、特徴量の少ない無地の背景をバックに撮像される被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…のうち、被写体Sを含まない画像ブロックB、つまり、特徴量の少ない無地の背景部分は、ブロック内の画素値のばらつき量が被写体Sを含む画像ブロックBに比して大幅に小さくなり、画素値のばらつき量が所定値以下であると判定する。
そして、画像処理部8は、当該非平坦度判定部8jによる判定結果に基づいて、非平坦度が所定値以下である画像ブロックBを特定する。即ち、画像処理部8は、非平坦度判定部8jによる判定の結果、ブロック内の画素値の非平坦度が所定値以下であると判定された少なくとも一の画像ブロックBを含んでなる画像領域を特定する。
即ち、背景生成部8kは、非平坦度判定部8jにより画素値の非平坦度が所定値以下であると判定された被写体存在画像P2の画像ブロックBの色とほぼ等しい色を背景色とする抽出用背景画像を生成する。例えば、業務用机やホワイトボード等のように特徴量の少ない無地の背景をバックに被写体Sを撮影した場合には、背景生成部8kは、無地の背景とほぼ等しい色の抽出用背景画像を生成する。
なお、クロマキーとは、特定の色背景を用いて一の画像データから被写体Sを切り抜く手法である。クロマキーでは、通常、背景に被写体Sと補色の関係にある青や緑のスクリーンを用いるようになっており、被写体存在画像P2における画素値のばらつき量が所定値以下である画像ブロックBとほぼ等しい色の抽出用背景画像を生成することで、抽出用背景画像と被写体存在画像P2の色情報を基にして背景部分と被写体部分を分離することができる。
即ち、画像領域判定部8dは、被写体切り抜き処理にて、分割部8bにより分割された被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…の各々の代表色(例えば、平均色)に基づいて、被写体存在画像P2の閉領域A1の中に同色領域A2が存するか否かを判定する。具体的には、画像領域判定部8dは、被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…の各々の平均色と背景生成部8kにより生成された抽出用背景画像の色とを比較判定することで、被写体存在画像P2における抽出用背景画像の色とは異なる色の画素で囲繞された閉領域A1が存するか否かを判定する。そして、閉領域A1が特定されると、画像領域判定部8dは、被写体存在画像P2の閉領域A1内の各画像ブロックBの平均色と抽出用背景画像の色とを比較判定することで、閉領域A1内に抽出用背景画像の色とほぼ等しい色の画素からなる同色領域A2が存するか否かを判定する。
ここで、画像領域判定部8dは、電子撮像部2及び撮像制御部3により撮像された被写体存在画像P2に、抽出用背景画像とは異なる色の画素でほぼ囲まれた閉領域(第1領域)A1が存するか否かを判定する第1領域判定手段、及び閉領域A1に当該抽出用背景画像とほぼ等しい色の同色領域(第2領域)A2が存するか否かを判定する第2領域判定手段を構成している。
即ち、マスク生成部8lは、抽出用背景画像と被写体存在画像P2の対応する各画素の相違度Dを下記式(2)に従って算出して相違度マップを生成する。
そして、マスク生成部8lは、生成した相違度マップを所定の閾値で二値化(0、255)してマスク画像を生成する。
即ち、切抜画像生成部8hは、クロマキー技術を利用して、マスク生成部8lにより生成されたマスク画像を用いて被写体存在画像P2から被写体画像を切り出して、単一色背景画像と合成して被写体切り抜き画像の画像データを生成する。
なお、マスク画像の縁部分には、合成階調がつけられているため、切り出された被写体画像と単一色背景画像との境界部分がはっきりしていない自然な感じに合成することができる。
ここで、切抜画像生成部8hは、被写体存在画像P2から被写体Sが含まれる被写体領域を切り抜いて被写体画像を生成する画像生成手段を構成している。
図7は、被写体切り抜き処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
そして、画像データ生成部4は、電子撮像部2から転送された被写体存在画像P2のYUVデータを生成した後、当該被写体存在画像P2のYUVデータを画像メモリ5に一時的に記憶させる。
図8及び図9は、抽出用背景生成処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
図8に示すように、まず、中央制御部13は、処理ブロックカウンタSBC及び有効ブロックカウンタYBCをそれぞれ初期値0で設定し(ステップS61)、画像メモリ5に書き込む。
そして、分割部8bは、画像メモリ5に一時的に記憶されている被写体存在画像P2のYUVデータを取得して、当該被写体存在画像P2を複数の画像ブロックB、…(図5(a)参照)に分割する。そして、分割部8bは、分割された複数の画像ブロックB、…の総数を定数Bmaxとして設定し(ステップS62)、画像メモリ5に書き込む。
ここで、ばらつき量が所定値以下であると判定されると(ステップS64;YES)、色算出部8cは、ステップS64においてばらつき量が所定値以下であると判定された画像ブロックBについて、各画像ブロックBを代表する平均色を算出する(ステップS65)。そして、中央制御部13は、有効ブロックカウンタYBCに1を加算(YBC=YBC+1)する(ステップS66)。
そして、中央制御部13は、処理ブロックカウンタSBCに1を加算(SBC=SBC+1)する(ステップS67)。
ここで、処理ブロックカウンタSBCの値が画像ブロックBの総数Bmaxの値と等しくないと判定されると(ステップS68;NO)、中央制御部13は、処理をステップS63に戻し、それ以降の処理を行う。つまり、非平坦度演算部8iが全ての画像ブロックBに対して画素値のばらつき量としての標準偏差を算出し、非平坦度判定部8jが画素値のばらつき量が所定値以下であるか否かを判定する。そして、中央制御部13は、ばらつき量が所定値以下であると判定された画像ブロックBの数を有効ブロックカウンタYBCの値によりカウントする。
そして、処理ブロックカウンタSBCの値が画像ブロックBの総数Bmaxの値と等しいと判定されると(ステップS68;YES)、図9に示すように、画像処理部8は、有効ブロックカウンタYBCの値が必要ブロック数以上であるか否かを判定する(ステップS69)。
そして、画像処理部8は、同一ブロック数のうち最大の値をとる最多同一ブロック数を特定して、当該最多同一ブロック数が必要ブロック数以上であるか否かを判定する(ステップS71)。
次に、画像処理部8の画像領域判定部8dは、被写体非存在画像P1内に、背景生成部8kにより生成された抽出用背景画像の色と異なる色の画素で囲繞された閉領域A1が存するか否かを判定する(ステップS73)。具体的には、画像領域判定部8dは、被写体存在画像P2の複数の画像ブロックB、…の各々の平均色と抽出用背景画像の色とを比較判定することで、被写体存在画像P2における抽出用背景画像の色とは異なる色の画素で囲繞された閉領域A1を特定する。そして、画像領域判定部8dは、当該特定結果に応じて被写体存在画像P2内に閉領域A1が存するか否かを判定する。
ここで、閉領域A1内に同色領域A2が存すると判定されると(ステップS74;YES)、表示制御部9は、表示部10の表示画面に表示されている被写体存在画像P2の閉領域A1内の同色領域A2の色を他の色に変更して表示することで、当該同色領域A2が存する旨を報知して(ステップS75;図5(b)参照)、抽出用背景画像の生成が失敗となる(ステップS76)。
これにより、抽出用背景生成処理を終了する。
また、ステップS71にて、最多同一ブロック数が必要ブロック数以上でないと判定された場合(ステップS71;NO)、例えば、ばらつきのない安定した画像ブロックBがあっても、ほぼ等しい色のブロックが必要ブロック数以上ない場合等には背景が特定できないため、抽出用背景画像の生成が失敗となる(ステップS76)。
また、ステップS69にて、有効ブロックカウンタYBCの値が必要ブロック数以上でないと判定された場合(ステップS69;NO)、ばらつきのない安定した画像ブロックBがないために背景が特定できないことから、抽出用背景画像の生成が失敗となる(ステップS76)。
ここで、抽出用背景生成が成功しなかったと判定されると(ステップS53;NO)、中央制御部13は、被写体Sの切り抜きの失敗に係る所定のメッセージ(例えば、「被写体の切り抜きに失敗しました」等)を表示部10の表示画面に表示させて(ステップS54)、被写体切り抜き処理を終了する。
図10は、領域検出処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。
図10に示すように、画像処理部8のマスク生成部8lは、抽出用背景画像のYUVデータと被写体存在画像P2のYUVデータとの間で対応する各画素の相違度Dを下記式(2)に従って算出して相違度マップを生成する(ステップS81)。
ここで、二値化に成功したと判断されると(ステップS83;YES)、マスク生成部8lは、被写体領域の周辺部の残り過ぎを修正したり細かいノイズを除去するため、マスク画像データに対する収縮処理を行って所定値よりも小さい画素集合を除いた後(ステップS84)、収縮分を修正するための膨張処理を行う(ステップS85)。
その後、マスク生成部8lは、マスク画像データに対して平均化フィルタをかけて、被写体領域の縁部に合成階調をつけて(ステップS87)、領域検出成功とする(ステップS88)。
これにより、領域検出処理を終了する。
ここで、被写体領域の検出が成功したと判定されると(ステップS56;YES)、中央制御部13は、画像処理部8の切抜画像生成部8hに、クロマキー技術を利用して、領域検出処理にて生成されたマスク画像を用いて被写体存在画像P2から被写体領域を切り出して、所定の単一色背景画像(図示略)と合成して被写体切り抜き画像(図示略)の画像データを生成させる(ステップS57)。
具体的には、切抜画像生成部8hは、被写体存在画像P2、単一色背景画像及びマスク画像データを読み出して画像メモリ5に展開した後、被写体存在画像P2のうち、マスク画像データの塗りつぶした部分(被写体S以外の部分)で覆われる画素については、単一色背景画像の所定の単一色で塗りつぶす一方で、被写体部分の画素については、何もせずに所定の単一色に対して透過させないようにする。なお、マスク画像の縁部分には、合成階調がつけられているため、切り出された被写体領域と単一色背景画像との境界部分がはっきりしていない自然な感じとなる。
その後、表示制御部9は、切抜画像生成部8hにより生成された被写体切り抜き画像の画像データに基づいて、所定の単一色背景画像に被写体Sが重畳された被写体切り抜き画像を表示部10の表示画面に表示させる。
これにより、被写体切り抜き処理を終了する。
例えば、上記実施形態1、2にあっては、被写体存在画像P2(ライブビュー表示されている画像も含む)や被写体非存在画像P1の色(例えば、各画像ブロックBの色)に基づいて、閉領域A1や同色領域A2を特定するようにしたが、これらの領域の特定方法は一例であってこれに限られるものではなく、例えば、被写体存在画像P2の被写体画像の輪郭をエッジ検出により検出するようにしても良い。
即ち、撮像装置100のプログラムを記憶するプログラムメモリ(図示略)に、取得処理ルーチン、撮像制御処理ルーチン、領域判定処理ルーチン、報知制御処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、取得処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、画像メモリ5に記憶されている背景画像を取得する取得手段として機能させるようにしても良い。また、撮像制御処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像させる撮像制御手段として機能させるようにしても良い。また、領域判定処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、撮像手段により撮像された画像に、取得手段によって取得された背景画像とは異なる色の画素でほぼ囲まれた第1領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、及び第1領域の中に、当該背景画像とほぼ等しい色の第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段として機能させるようにしても良い。また、報知制御処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、第2領域判定手段によって第2領域が存すると判定された場合に、当該第2領域が存する旨を報知手段から報知させる報知制御手段として機能させるようにしても良い。
また、撮像装置200のプログラムを記憶するプログラムメモリ(図示略)に、撮像制御処理ルーチン、非平坦度判定処理ルーチン、領域判定処理ルーチン、報知制御処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、撮像制御処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像させる撮像制御手段として機能させるようにしても良い。また、非平坦度判定処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、撮像手段により撮像された画像の背景部分の非平坦度が所定値以下であるか否かを判定する非平坦度判定手段として機能させるようにしても良い。また、領域判定処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、撮像手段により撮像された画像に非平坦度判定手段により非平坦度が所定値以下であると判定された背景部分とは異なる色の画素でほぼ囲まれた第1領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、及び第1領域の中に、当該背景部分とほぼ等しい色の第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段として機能させるようにしても良い。また、報知制御処理ルーチンにより中央制御部13のCPUを、第2領域判定手段によって第2領域が存すると判定された場合に、当該第2領域が存する旨を報知手段から報知させる報知制御手段として機能させるようにしても良い。
1 レンズ部
2 電子撮像部
3 撮像制御部
8 画像処理部
8a 画像取得部
8d 画像領域判定部
8h 切抜画像生成部
8j 非平坦度判定部
9 表示制御部
10 表示部
13 中央制御部
Claims (17)
- 背景画像を取得する取得手段と、
背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段と、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、
を備え、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記第2領域は、前記背景用画像とは異なる色の画素で囲繞された閉領域であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段により撮像される被写体存在画像の背景は、前記背景画像の対応する領域と略同一であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像する撮像手段と、
前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の第1領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段と、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、
前記撮像手段により撮像された被写体存在画像に前記背景部分の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、
を備え、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2領域の中に、前記背景部分の色と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記被写体存在画像の背景部分の非平坦度が所定値以下であるか否かを判定する非平坦度判定手段を更に備え、
前記第2領域判定手段は、この非平坦度判定手段により非平坦度が所定値以下であると判定された場合に、前記被写体存在画像に前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定することを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記第2領域は、前記背景部分とは異なる色の画素で囲繞された閉領域であることを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
- 前記被写体存在画像は、前記撮像手段によって順次撮像されて表示手段に表示されることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の撮像装置。
- 前記報知手段は、前記表示手段に表示されている被写体存在画像における前記第1領域を識別可能な表示形態で表示させることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 前記報知手段は、前記第1領域の画像の色を前記背景画像の色とは異なる色に変更させることで前記第1領域が存する旨を報知することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
- 前記報知手段は、前記第1領域の画像の色を点滅表示させることで前記第1領域が存する旨を報知することを特徴とする請求項8又は9に記載の撮像装置。
- 前記被写体存在画像から被写体が存する領域を切り抜いて被写体画像を生成する画像生成手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の撮像装置。
- 背景画像及び背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段と、
前記取得手段に取得された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段と、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、
を備え、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とする画像処理装置。 - 背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段と、
前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段と、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段と、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段と、
を備え、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とする画像処理装置。 - コンピュータを、
背景画像を取得する取得手段、
背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像手段に撮像させる撮像制御手段、
撮像された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知させる報知制御手段、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、
として機能させ、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータを、
背景内に被写体が存する被写体存在画像を撮像手段に撮像させる撮像制御手段、
前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知させる報知制御手段、
前記撮像手段により撮像された被写体存在画像に前記背景部分の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、
として機能させ、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2領域の中に、前記背景部分の色と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
として機能させることを特徴とするプログラム。 - コンピュータを、
背景画像及び背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段、
前記取得手段に取得された被写体存在画像の被写体領域の中に、前記背景画像と略同色の領域が存するか否かを判定する第1領域判定手段、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、
として機能させ、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とするプログラム。 - コンピュータを、
背景内に被写体が存する被写体存在画像を取得する取得手段、
前記被写体存在画像における背景部分の色と略同色の領域が前記被写体存在画像中の被写体領域に存するか否かを判定する第1領域判定手段、
この第1領域判定手段によって前記第1領域が存すると判定された場合に、当該第1領域が存する旨を報知する報知手段、
前記被写体存在画像に、前記背景画像の色とは異なる色の領域でほぼ囲まれた第2領域が存するか否かを判定する第2領域判定手段、
として機能させ、
前記第1領域判定手段は、前記第2領域判定手段によって前記第2領域が存すると判定された場合に、前記被写体存在画像における前記第2の領域の中に、前記背景画像と略同色の第1領域が存するか否かを判定する
ことを特徴とするプログラム。
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