JP5572031B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。図1の撮像装置100の構成において、従来の構成との相違点は主に、積分器112、レンズ駆動量検出部113、基準値算出方法制御部114のブロックである。そして、特に基準値算出方法制御部114が本実施形態の特徴となる構成要件である。図1の撮像装置100の各構成部とその動作について具体的に説明する。
上記の角速度データの積分値を用いて、式(1)により基準値の算出を行う。
なお、d/dtは微分を示し、refは基準値を示す。また、sensor_int、correct_blur、remain_blurについては、後述する。
角速度データの低周波成分を抽出する。なお、この低周波成分の抽出には、移動平均値やローパスフィルタなどを用いる。
基準値算出を行わず、前回(過去に)算出した基準値を基準値として用いる。
また、所定期間における、レンズ駆動量検出部113の出力の変化を、光軸の傾き角度に換算した値をcorrect_blurとする。更に、所定期間における、動きベクトル検出部111の出力の積算値をvector_intとする。vector_intは、所定期間の画像の動き量を示す値である。これを光軸の傾き角度に換算した値をremain_blurとすると、remain_blurは、以下のように算出することができる。撮像装置100の焦点距離をfとすると以下の式が成立する。
∴remain_blur=vector_int/f …(3)
ここでcorrect_blurは、補正光学系109によってぶれ補正を行った角度を示す。そしてremain_blurは、補正光学系109によって補正しきれなかった角度を示す。よって、correct_blurとremain_blurとの和は、撮像装置100のぶれ角度を示す。また、式(2)の右辺の∫blurも同様に、撮像装置100のぶれ角度を示すため、以下の式が成立する。
よって、式(2)と式(4)より、以下の式が導出される。
式(5)の両辺を微分すると、式(1)と一致することが分かる。
基準値算出方法制御部114の処理を図2を用いて説明する。図2は、基準値算出方法制御部114の処理を示したフローチャートである。図中のTは、基準値算出方法制御部114が基準値算出を行う処理周期である。
ステップS101における撮像装置100の状態判定を図3により説明する。図3は、撮像装置100の状態判定処理を示したフローチャートである。なお、図中、および以下の説明におけるGYROとは角速度センサ101の出力に基づく値であり、A/D変換部103の出力、HPF106の出力、積分器107の出力のいずれを用いてもよい。また、撮像装置100の状態はXの値で表す。
上記のステップS102において動きベクトルに基づく値から撮像装置の状態判定を行う方法を図7を用いて説明する。図7は、動きベクトルから撮像装置の状態を判定する判定処理の一例を示したフローチャートである。
ステップS305では、MVの符号を判定する。MVが負であるときはステップS306に処理を移行し、正であるときはステップS307に処理を移行する。ステップS306では、Uの値を3にする。U=3のときは、撮像画像に大きなぶれが生じていることを示す。また、Uの値が3のときは、撮像画像に生じるぶれの方向は左向きである。これは撮像装置100が右向きのパンニング状態のときに撮像画像に生じるぶれ方向である。図10は撮像画像に大きいぶれが生じているときのMV波形の一例を示している。
以下、ステップS101、及びS102の各組み合わせ時の撮影状態を図12〜図16を用いて説明する。また、撮影状態の判定結果を図11にまとめる。なお、Xは撮像装置の状態、Uは撮像画像ぶれの状態を示す。
(1)X=1、U=1のとき
撮像装置100が静止状態であり、撮像画像にほとんどぶれが生じないことから、被写体が静止している撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図12(a)に示す。また、この状態のときの撮像画像を図12(b)に示す。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致しているため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示す。
(2)X=1、U=2〜4のとき
撮像装置100が静止状態であるが、撮像画像にぶれが生じていることから、被写体が動いている撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図13(a)に示す。また、この状態のときの撮像画像を図13(b)に示す。ただし、U=2〜4における差異は被写体の動きの大きさ、動きの方向の違いであり、それぞれを図で示すことは省略する。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態である。
(3)X=2、U=1〜2のとき
撮像装置100が固定点撮影状態であり、撮像画像に生じるぶれが小さい、もしくはぶれがほとんど生じないことから、被写体が静止している撮影状態であると判定できる。なお、この撮影状態、撮像画像は図12と図上ではほとんど差異がないため、図は省略する。ただし、U=1とU=2における差異はU=1のときはU=2よりもぶれ補正が正確に行われことに起因するものである。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致しているため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示す。
(4)X=2、U=3〜4のとき
撮像装置100が固定点撮影状態であるが、撮像画像に大きなぶれが生じていることから、被写体が動いている撮影状態であると判定できる。なお、この撮影状態、撮像画像は図13と図上ではほとんど差異がないため、図は省略する。また、U=3とU=4における差異は被写体の動きの方向の違いである。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(5)X=3、U=1〜2のとき
撮像装置100がパンニング状態であるが、撮像画像に生じるぶれが小さい、もしくはぶれがほとんど生じないことから、動いている被写体に合わせて撮像装置を動かしている撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図14(a)に示す。また、この状態のときの撮像画像を図14(b)に示す。ただし、U=1とU=2における差異はU=1のときはU=2よりも撮像装置の動きを被写体の動きに正確に合わせて撮影されたことに起因するものであり、それぞれを図で示すことは省略する。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(6)X=3、U=3のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100のパンニング方向と撮像画像のぶれ方向が一致していることから、撮像装置100を動かして静止している被写体を撮影している撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図15(a)に示す。また、この状態のときの撮像画像を図15(b)に示す。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致しているため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示す。
(7)X=3、U=4のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100のパンニング方向と撮像画像のぶれ方向が一致していないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図16(a)に示す。図16では、被写体の動きが撮像装置で追う動きよりも速いことを表している。また、この状態のときの撮像画像を図16(b)に示す。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(8)X=4、U=1〜2のとき
撮像装置100がパンニング状態であるが、撮像画像に生じるぶれが小さい、もしくはぶれがほとんど生じないことから、動いている被写体に合わせて撮像装置を動かしている撮影状態であると判定できる。この撮影状態はX=3、U=1〜2のときとパンニングの方向が異なるだけであるため、説明は省略する。
(9)X=4、U=3のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100のパンニング方向と撮像画像のぶれ方向が一致していないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態はX=3、U=4のときとパンニングの方向が異なるだけであるため、説明は省略する。
(10)X=4、U=4のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100のパンニング方向と撮像画像のぶれ方向が一致していることから、撮像装置100を動かして静止している被写体を撮影している撮影状態であると判定できる。この撮影状態はX=3、U=3のときとパンニングの方向が異なるだけであるため、説明は省略する。
上記の(1)〜(10)をそれぞれ図2のフローチャートのステップS106〜S110に当てはめると、以下のようになる。すなわち、(1)、(3)、(6)、(10)の場合は、ステップS106からステップS107に進み、(基準値算出方法1)を選択する。また、(2)の場合は、ステップS108からステップS109に進み、(基準値算出方法2)を選択する。また、(4)、(5)、(7)、(8)、(9)の場合は、ステップS108からステップS110に進み、(基準値算出方法3)を選択する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図17は、本発明の第2の実施形態に係わる撮像装置の構成を示すブロック図である。図17のブロック図は、図1に動きベクトル変換部116を追加し、また、動きベクトル変換部116の出力を基準値算出方法制御部114の入力に追加し、基準値算出方法制御部114の動作を変更した点以外は、図1と同様であるためこの変更点以外の説明は省略する。
式(6)のθがMVを角速度センサ101出力と同一スケールに変換した値となる。θは以下の式(7)により算出できる。
基準値算出方法制御部114は第1の実施形態で説明した撮像画像の状態判定にスケール変換したMV’(=θ)を用いる判定を追加することで、撮像画像の状態判定をより詳細に行う。また、撮像画像の状態判定結果を用いることで、撮影状態の判定処理もより詳細な場合分けが可能となる。なお、撮像画像の状態判定を行う処理手順と撮影状態の判定処理以外は第1の実施形態と同じであるため、説明は省略する。
図19を用いて、動きベクトルに基づく値から撮像装置の状態を判定する処理手順を説明する。ステップS300〜S304は第1の実施形態と同じであるため説明を省略する。なお、図中、および以下の説明におけるGYROとは角速度センサ101の出力に基づく値であり、A/D変換部103の出力、HPF106の出力、積分器107の出力のいずれを用いてもよい。
以下、ステップS101、及びS102の各組み合わせ時の撮影状態を説明する。なお、Xは前記撮像装置の状態、Uは撮像画像のぶれの状態を示す。
(1)X=1、U=3〜5のとき
撮像装置100が静止状態であるが、撮像画像にぶれが生じていることから、被写体が動いている撮影状態であると判定できる。そのときの撮影状態は図13(a)に、その状態のときの撮像画像は図13(b)に示したものと同じである。ただし、U=3〜5における差異は被写体の動きの大きさ、動きの方向の違いであり、それぞれの違いを図で説明することは省略する。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態である。
(2)X=2、U=3〜5のとき
撮像装置100は固定点撮影状態であるが、撮像画像にぶれが生じていることから、被写体が動いている撮影状態であると判定できる。なお、この撮影状態、撮像画像は図13と図上ではほとんど差異がないため、図は省略する。ただし、U=3〜5における差異は被写体の動きの大きさ、動きの方向の違いである。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は固定点撮影状態である。
(3)X=3、U=3のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさ、方向ともに一致していることから、撮像装置100を動かして静止している被写体を撮影している撮影状態であると判定できる。この撮影状態は図15(a)に、その状態のときの撮像画像は図15(b)に示したものと同じである。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致しているため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示す。
(4)X=3、U=4のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさは一致するが、方向が一致しないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態は図16(a)に、この状態のときの撮像画像は図16(b)に示した状態で、特に撮像装置100の振れの大きさと撮像画像のぶれの大きさが一致している状態である。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(5)X=3、U=5のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさが一致していないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図16(a)に示す。図16では、被写体の動きが撮像装置で追う動きよりも速いことを表している。また、この状態のときの撮像画像を図16(b)に示す。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(6)X=4、U=3のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさは一致するが、方向が一致しないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態は図16(a)に、この状態のときの撮像画像は図16(b)に示した状態で、特に撮像装置100の振れの大きさと撮像画像のぶれの大きさが一致している状態である。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
(7)X=4、U=4のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさ、方向ともに一致していることから、撮像装置100を動かして静止している被写体を撮影している撮影状態であると判定できる。この撮影状態は図15(a)に、この状態のときの撮像画像は図15(b)に示したものと同じである。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致しているため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示す。
(8)X=4、U=5のとき
撮像装置100がパンニング状態であり、撮像画像に大きなぶれが生じており、撮像装置100の振れと撮像画像のぶれが大きさが一致していないことから、被写体の動きと撮像装置100の動きが異なる撮影状態であると判定できる。この撮影状態の一例を図16(a)に示す。図16では、被写体の動きが撮像装置で追う動きよりも速いことを表している。また、この状態のときの撮像画像を図16(b)に示す。この状態のとき、撮像装置100の状態と撮像画像の状態が一致していないため、動きベクトルは撮像装置100のぶれ補正後の残存ぶれを示さない。また、撮像装置100は静止状態でない。
Claims (10)
- 撮像装置であって、
被写体像を撮像して撮像画像を得る撮像手段と、
前記撮像装置に加わる振れを検出する振れ検出手段と、
前記撮像装置に振れが加わっていないときに前記振れ検出手段から出力される値である基準値を、演算により算出する基準値算出手段と、
前記振れ検出手段の出力と前記基準値との差分に基づいて、前記撮像画像の像ぶれを補正する像ぶれ補正手段と、
前記像ぶれ補正手段の位置を検出する位置検出手段と、
前記撮像画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトルが被写体の動きを示しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって前記動きベクトルが被写体の動きを示していると判定された場合は、前記振れ検出手段の出力及び前記位置検出手段の出力及び前記動きベクトル検出手段の出力を用いた前記基準値の算出を行わないように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記判定手段によって前記動きベクトルが被写体の動きを示していると判定された場合は、過去に算出した基準値を前記基準値とすることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間内に、第1の閾値を超え、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間内に、第2の閾値を超え、かつ前記振れ検出手段の出力の符号から判定した前記撮像装置の振れ方向と、前記動きベクトルの符号から判定した前記撮像装置の振れ方向とが一致する場合、前記振れ検出手段の出力及び前記位置検出手段の出力及び前記動きベクトル検出手段の出力を用いて前記基準値を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記振れ検出手段の出力と前記動きベクトル検出手段の出力とを同一スケールに変換した値の差分が、前記所定期間の間、第5の閾値より大きい場合、過去に算出した基準値を前記基準値とすることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間内に、第1の閾値を超え、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間内に、第2の閾値を超え、かつ前記振れ検出手段の出力の符号から判定した前記撮像装置の振れ方向と、前記動きベクトルの符号から判定した前記撮像装置の振れ方向とが一致しない場合、前記過去に算出した基準値を前記基準値とすることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間の間、第1の閾値より小さく、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間の間、第2の閾値より小さい場合、前記振れ検出手段の出力及び前記位置検出手段の出力及び前記動きベクトル検出手段の出力を用いて前記基準値を算出することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間内に、第1の閾値を超え、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間の間、第2の閾値より小さい場合、前記過去に算出した基準値を前記基準値とすることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間の間、第1の閾値より小さく、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間内に、第2の閾値を超える場合、前記過去に算出した基準値を前記基準値とすることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
- 前記基準値算出手段は、前記振れ検出手段の出力が、所定期間の間、前記第1の閾値より小さい第3の閾値より小さく、かつ前記動きベクトル検出手段の出力が、前記所定期間内に、前記第2の閾値より小さい第4の閾値を超える場合、前記振れ検出手段の出力を用いて前記基準値を算出することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
- 被写体像を撮像して撮像画像を得る撮像手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
振れ検出手段が、前記撮像装置に加わる振れを検出する振れ検出工程と、
基準値算出手段が、前記撮像装置に振れが加わっていないときに前記振れ検出手段から出力される値である基準値を、演算により算出する基準値算出工程と、
像ぶれ補正手段が、前記振れ検出手段の出力と前記基準値との差分に基づいて、前記撮像画像の像ぶれを補正する像ぶれ補正工程と、
位置検出手段が、前記像ぶれ補正手段の位置を検出する位置検出工程と、
動きベクトル検出手段が、前記撮像画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出工程と、
判定手段が、前記動きベクトルが被写体の動きを示しているか否かを判定する判定工程と、
制御手段が、前記判定工程において前記動きベクトルが被写体の動きを示していると判定された場合は、前記振れ検出手段の出力及び前記位置検出手段の出力及び前記動きベクトル検出手段の出力を用いた前記基準値の算出を行わないように制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
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