JP5560739B2 - 電子カメラ - Google Patents
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Description
請求項12に記載の発明による電子カメラは、複数の画素が行列状に配置された、被写体の像をローリングシャッタ方式で撮像して画像信号を出力する撮像素子と、画像信号に基づいて、画像を生成する画像生成手段と、撮像素子により連続的に撮像され、画像生成手段により連続的に生成された複数の画像を用いて、被写体に含まれる動体被写体に対応する画像上の領域を動体領域として検出する第1検出手段と、動体領域の移動に関する情報を検出する第2検出手段と、ローリングシャッタ方式に起因して、動体被写体に発生する歪み量を補正する補正手段と、第2検出手段による検出結果に基づいて、補正手段による動体被写体に発生する歪み量の補正を制限する制限手段とを備え、第2検出手段は、生成された複数の画像に基づいて、動体領域の移動に関する情報を近似して数式を作成する近似手段と、近似手段により作成された数式と、動体領域の移動に関する情報との一致度の高低を判定する判定手段とを含み、制限手段は、判定手段により一致度が低いと判定された場合に、補正手段による歪み量の補正を制限することを特徴とする。
図面を参照して、本発明による第1の実施の形態におけるカメラを説明する。図1は電子カメラ1の要部構成を示す図である。電子カメラ1のボディに、撮影レンズL1と絞り20とを備える交換レンズ2が着脱可能に装着されている。電子カメラ1のボディ側には、クイックリターンミラー10、焦点板11、ペンタプリズム12、接眼レンズ13、および撮像素子14が設けられている。
撮像素子14は、行列状に多数配列された画素を有するX−Yアドレス型の光電変換素子である。撮像素子14は、後述する制御回路18の制御に応じて駆動して撮影レンズL1を通して入力される被写体像を撮像し、撮像して得た画像信号を出力する。また、撮像素子14は、所定の水平走査期間ごとに、走査ラインごとに順次シャッタを切る方式(いわゆるローリングシャッタ方式)により駆動される。撮像素子14の撮像面には、それぞれR(赤)、G(緑)およびB(青)のカラーフィルタが画素位置に対応するように設けられている。撮像素子14がカラーフィルタを通して被写体像を撮像するため、撮像素子14から出力される画像信号はRGB表色系の色情報を有する。
−動画撮影モード−
操作部30の操作によりライブビューモードや動画撮影モードが設定されると、制御回路18は、クイックリターンミラー10を図1の破線で示す位置へ回動し、撮影レンズL1を通過した被写体光が撮像素子14に導かれるようにする。さらに、制御回路18は、撮像素子14に対して、水平走査期間tHごとに、画素行ごとに画像信号を出力させる。このとき、制御回路18は、連続的に画像信号を読み出すための読み出し周期(フレームレート)を、たとえば1/30[s]に設定する。
(1)動体領域の画像が予め登録されている特徴画像と類似する場合
(2)予測された動体領域の位置の信頼度が低い場合
(3)動体領域が所定の大きさよりも小さい場合
判定部182iは、画像データF(n+1)で抽出された動体被写体に対応する動体領域の画像と、特徴記憶部182gに記憶されている特徴画像(たとえば人物の顔)との類似度を判定する。すなわち、判定部182iは、動体領域に対応する画像データと、特徴画像に対応する特徴画像データについて、それぞれの色情報(たとえばR成分、G成分、B成分)を比較して、差分値を類似度として算出する。なお、特徴画像データとして、たとえば人物の顔の場合には肌色と目や鼻や口等を表す情報が登録されているものとする。また、予め特徴画像を取得するための特徴画像取得モード等の撮影モードを設け、特徴画像取得モードで取得された画像データを特徴画像データとして特徴記憶部182gに記憶してもよい。
制限部182hは、過去複数の画像データに基づいて予測部182eにより予測された動体領域の位置の信頼度が低い場合には、画像補正部182fによる動体領域へのローリングシャッタ歪みの補正を禁止させる。この場合、制限部182hは、たとえば画像データF(n−1)とF(n)とを用いて予測された動体領域の位置が、画像データF(n+1)で抽出された動体領域の位置と所定値以上異なる場合には、予測された動体領域の位置の信頼度が低いと判定する。
A(n+1)={An+(An−A(n−1))/(tn−t(n−1))}×(t(n+1)−tn) ・・・式(1)
V(n+1)=(An−A(n−1))/(tn−t(n−1)) ・・・式(2)
動体領域計算部182cにより抽出された、画像データF(n+1)の動体領域の大きさが所定の大きさよりも小さい場合は、制限部182hは、画像補正部182fによる動体被写体に対するローリングシャッタ歪みの補正を禁止する。動体領域計算部182cは、画像データF(n+1)の動体領域の大きさ、すなわち画像データF(n+1)に対応する画像上において動体領域が占有する領域を算出する。動体領域計算部182cは、抽出した動体領域が縦方向(y軸方向)に有する画素数が、画像データの縦方向(y軸方向)の全画素数の、たとえば15パーセント以下の場合に、動体領域が所定の大きさよりも小さいと判定する。そして、制限部182hは、動体領域が所定の大きさよりも小さい場合には、画像補正部182fに対して動体領域に対するローリングシャッタ歪みの補正を禁止させる。
操作部30の操作により静止画撮影モードが設定され、レリーズスイッチの全押し操作により連続した静止画の撮影(連写撮影)が指示されると、制御回路18は、クイックリターンミラー10を図1の破線で示す位置へ回動し、連写撮影を開始する。連写撮影時においても、動画撮影モードの場合と同様にして、画像処理部182は、第(n−1)コマ目の画像データと第nコマ目の画像データとを用いて、動体領域を抽出する。そして、第(n+1)コマ目の画像データに対して、ローリングシャッタ歪みを補正する。この場合、制限部182hは、動体被写体が、上述した(1)〜(3)の条件を満たす場合に、ローリングシャッタ歪みの補正を禁止する点についても、動画撮影モードの場合と同様である。
(1)動体領域計算部182cは、複数の画像データF(n−1)およびF(n)を用いて、動体被写体に対応する画像上の領域を動体領域として検出し、画像補正部182fは、ローリングシャッタ方式に起因して、動体領域に発生するローリングシャッタ歪みを補正するようにした。また、特徴記憶部182gは、所定の被写体の特徴を示す特徴画像を予め記憶し、判定部182iは、検出された動体領域に対応する画像と、特徴画像との類似度を判定するようにした。そして、制限部182hは、判定部182iにより動体領域に対応する画像と特徴画像との類似度が高いと判定された場合には、画像補正部182fによる動体領域に発生するローリングシャッタ歪みの補正を禁止するようにした。特に人物などの場合、予測できない不規則な動きをすることがあるので、動体領域に対して一律にローリングシャッタ歪みの補正処理を施す場合、過剰補正によりかえって歪みが悪化することが起こりうる。特に、人物の顔などで歪みが悪化した場合、ユーザは不快感を抱く可能性が高い。これに対して、本実施の形態によれば、過剰補正による動体被写体の歪みの悪化を防ぎ、画質の低下を防ぐことができる。
(1)制限部182hは、動体領域の移動に関する情報の信頼度が低い場合、および動体領域が所定の大きさより小さい場合のいずれかの場合に、画像補正部182fに対してローリングシャッタ歪みの補正を禁止させるようにしてもよい。もしくは、動体被写体と特徴画像との類似度が高い場合にのみ、制限部182hは、画像補正部182fに対してローリングシャッタ歪みの補正を禁止させてもよい。
(3)動体被写体の移動に関する情報として、予測位置と予測速度とを含むものに代えて、予測位置のみを含むものであってもよい。
図8〜10を参照して、本発明の第2の実施の形態によるカメラを説明する。以下の説明では、第1の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1の実施の形態と同じである。本実施の形態では、動体領域に対応する画像の特徴画像との類似度に関わらず、動体領域の運動特性に基づいてローリングシャッタ歪みの補正を禁止するか否かを決定する点で、第1の実施の形態と異なる。換言すると、第2の実施の形態のカメラは、動体被写体が以下の(1)、(2)の条件を満たす場合に、ローリングシャッタ歪みの補正を禁止する。
(1)動体領域の運動特性が所定の条件を満たす場合
(2)動体領域が所定の大きさよりも小さい場合
なお、第2の実施の形態においては、動体領域の運動特性を検出する方法についても第1の実施の形態とは異なる。
(1)動体領域計算部182cは、撮像素子14により連続的に撮像され、画像処理部182により連続的に生成された複数の画像データF(n−1)、F(n)を用いて、被写体に含まれる動体被写体に対応する画像上の領域を動体領域として検出する。そして、近似部182jおよび予測部182eは画像データF(n−1)、F(n)、F(n+1)の動体領域の運動特性を検出するようにした。すなわち、近似部182jは、生成された複数の画像データF(n−1)、F(n)、F(n+1)に基づいて、動体領域の移動に関する情報を近似して数式を作成し、予測部182eは、近似部182jにより作成された数式と、動体領域の移動に関する情報との一致度の高低を判定するようにした。そして、制限部182hは、予測部182eにより一致度が低いと判定された場合に、画像補正部182fによる歪み量の補正を禁止するようにした。したがって、動体被写体が予測できない不規則な動きをしている場合には、動体領域に対して一律にローリングシャッタ歪みの補正処理を施すことを禁止するので、補正過剰や補正不足によりかえって歪みが悪化して、画質が低下することを防ぐことができる。
図11〜12を参照して、本発明の第3の実施の形態によるカメラを説明する。以下の説明では、第1および第2の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第1および第2の実施の形態と同じである。本実施の形態では、第1の実施の形態における移動に関する情報の信頼度に代えて、第2の実施の形態における動体領域の運動特性に基づいて、ローリングシャッタ歪みの補正を禁止するか否かを決定する点で、第1の実施の形態と異なる。換言すると、第3の実施の形態のカメラは、動体被写体が以下の(1)〜(3)の条件を満たす場合に、ローリングシャッタ歪みの補正を禁止する。
(1)動体領域の画像が予め登録されている特徴画像と類似する場合
(2)動体領域の運動特性が所定の条件を満たす場合
(3)動体領域が所定の大きさよりも小さい場合
ステップS301(バッファメモリに画像データ取り込み)からステップS306(類似度判定)までの各処理は、図7のステップS101(バッファメモリに画像データ取り込み)からステップS106(類似度判定)までの各処理と同様である。
以上で説明した第3の実施の形態の電子カメラによれば、第1および第2の実施の形態により得られる作用効果を得ることができる。
(1)予測部182eは、評価値が一致閾値との大小を比較するものに代えて、近似部182jにより算出された関数f(x)が予め用意されている複数種類の関数に当てはまるか否かを判定してもよい。この場合、予測部182eは、算出された関数f(x)が、複数種類の関数として、たとえば一次関数、二次関数、指数関数、対数関数等の何れか一つで表すことができるか否かを判定する。関数f(x)が上記の複数種類の関数のいずれか一つで表すことができる場合、予測部182eは、算出された関数f(X)の一致度が高いと判定する。関数f(X)が何れの関数でも表すことができない場合には、予測部182eは、算出された関数f(X)の一致度が低いと判定する。
182a・・・エッジ検出部、 182c・・・動体領域計算部、
182e・・・予測部、 182f・・・画像補正部、 182g・・・特徴記憶部、
182h・・・制限部、 182i・・・判定部、 182j・・・近似部
Claims (14)
- 複数の画素が行列状に配置された、被写体の像をローリングシャッタ方式で撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号に基づいて、画像を生成する画像生成手段と、
前記撮像素子により連続的に撮像され、前記画像生成手段により連続的に生成された複数の前記画像を用いて、前記被写体に含まれる動体被写体に対応する画像上の領域を動体領域として検出する第1検出手段と、
前記動体領域に対応する前記動体被写体であって所定の特徴を有する特定被写体の有無を検出する第2検出手段と、
前記ローリングシャッタ方式に起因して、前記動体被写体に発生する歪み量を補正する補正手段と、
前記第2検出手段による検出結果に基づいて、前記補正手段による前記動体被写体に発生する前記歪み量の補正を制限する制限手段とを備えることを特徴とする電子カメラ。 - 請求項1に記載の電子カメラにおいて、
前記第2検出手段は、前記動体領域に対応する前記動体被写体であって所定の特徴を有する特定被写体の有無、および前記動体領域の移動に関する情報を検出し、
前記制限手段は、前記第2検出手段による検出結果に基づいて、前記補正手段による前記動体被写体に発生する前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項2に記載の電子カメラにおいて、
前記第2検出手段は、前記生成された複数の画像に基づいて、前記動体領域の移動に関する情報を予測し、
前記制限手段は、前記予測された前記移動に関する情報の信頼度が低い場合には、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することをさらに備えることを特徴とする電子カメラ。 - 請求項2に記載の電子カメラにおいて、
前記第2検出手段は、前記生成された複数の画像に基づいて、前記動体領域の移動に関する情報を前記動体領域の運動特性として検出し、
前記制限手段は、前記検出された運動特性に基づいて、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することをさらに備えることを特徴とする電子カメラ。 - 請求項2に記載の電子カメラにおいて、
前記第2検出手段は、前記生成された複数の画像に基づいて、前記動体領域の移動に関する情報を近似して数式を作成する近似手段と、
前記近似手段により作成された前記数式と、前記動体領域の移動に関する情報との一致度の高低を判定する判定手段とを含み、
前記制限手段は、前記判定手段により前記一致度が低いと判定された場合に、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項5に記載の電子カメラにおいて、
前記判定手段は、前記一致度を評価するための評価値を算出し、前記評価値が所定値以上の場合に、前記一致度が低いと判定することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項5に記載の電子カメラにおいて、
前記判定手段は、前記近似手段により作成された前記数式と、前記動体領域の所定の運動特性を示す複数種類の関数のそれぞれの関数との間で前記一致度の高低を判定し、
前記制限手段は、前記判定手段によって、前記数式と全ての前記複数種類の関数との間で前記一致度が低いと判定された場合に、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項5乃至7のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
前記近似手段は、最小二乗法を用いて前記数式を作成することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
所定の被写体の特徴を示す特徴画像を予め記憶する記憶手段をさらに備え、
前記第2検出手段は、前記第1検出手段により検出された前記動体領域の画像と、前記特徴画像との類似度が高い場合に前記動体領域に対応する動体被写体を前記特定被写体として検出し、
前記制限手段は、前記第2検出手段により前記特定被写体が検出された場合に、前記補正手段による前記動体被写体に発生する前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項9に記載の電子カメラにおいて、
前記第1検出手段により検出された前記動体領域が前記画像上において占有する大きさを算出する算出手段をさらに備え、
前記制限手段は、前記算出手段により算出された前記動体領域の大きさが所定の大きさよりも小さい場合には、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項9または10に記載の電子カメラにおいて、
前記特徴画像は、人物の顔に対応する画像により構成されることを特徴とする電子カメラ。 - 複数の画素が行列状に配置された、被写体の像をローリングシャッタ方式で撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号に基づいて、画像を生成する画像生成手段と、
前記撮像素子により連続的に撮像され、前記画像生成手段により連続的に生成された複数の前記画像を用いて、前記被写体に含まれる動体被写体に対応する画像上の領域を動体領域として検出する第1検出手段と、
前記動体領域の移動に関する情報を検出する第2検出手段と、
前記ローリングシャッタ方式に起因して、前記動体被写体に発生する歪み量を補正する補正手段と、
前記第2検出手段による検出結果に基づいて、前記補正手段による前記動体被写体に発生する前記歪み量の補正を制限する制限手段とを備え、
前記第2検出手段は、前記生成された複数の画像に基づいて、前記動体領域の移動に関する情報を近似して数式を作成する近似手段と、
前記近似手段により作成された前記数式と、前記動体領域の移動に関する情報との一致度の高低を判定する判定手段とを含み、
前記制限手段は、前記判定手段により前記一致度が低いと判定された場合に、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項12に記載の電子カメラにおいて、
前記第1検出手段により検出された前記動体領域が前記画像上において占有する大きさを算出する算出手段をさらに備え、
前記制限手段は、前記算出手段により算出された前記動体領域の大きさが所定の大きさよりも小さい場合には、前記補正手段による前記歪み量の補正を制限することを特徴とする電子カメラ。 - 請求項2乃至8、12乃至13のいずれか一項に記載の電子カメラにおいて、
前記移動に関する情報は、前記動体被写体の前記画像上における移動速度を含むことを特徴とする電子カメラ。
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