JP6929133B2 - Imaging device, control method and program of imaging device - Google Patents
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本発明は、撮像装置に関するものであり、特にパノラマ画像を生成する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus for generating a panoramic image.
デジタルカメラなどを移動させながら複数の画像を撮像し、撮像した複数の画像を繋ぎ合わせることによりパノラマ画像を生成する技術が知られている。たとえば、特許文献1では、動画を利用してパノラマ画像を生成する技術が開示されている。ただし、特許文献1に開示された技術では、動体が存在すると、同じ動体が複数回現れるなど、ユーザにとって違和感のある合成画像ができてしまう可能性がある。
A technique is known in which a plurality of images are captured while moving a digital camera or the like, and a panoramic image is generated by joining the plurality of captured images. For example,
特許文献2では、撮像素子を複数の領域に分けてパンニングをしながら撮影を繰り返し、それぞれの撮影で生成された画像のうち、撮像素子の同一領域に対応する画像をつなぎ合わせて複数のパノラマ画像を生成する。そして、これら複数のパノラマ画像のそれぞれから動体を検出し、これら複数のパノラマ画像を動体が存在しない領域を用いて合成することで、動体を削除したパノラマ画像を生成する方法が開示されている。特許文献2に開示された技術では、パノラマ撮像中で撮像した画像に、パノラマ合成用の領域を複数設定することが記載されている。
In
しかし、特許文献2に開示された技術では、動体を削除したパノラマ画像を生成する前に、複数のパノラマ画像を生成する必要があるため、大きなメモリ量が必要という課題が生じる。
However, in the technique disclosed in
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、パノラマ画像の合成において動体が存在する場合、より少ないメモリ量で不要な動体の除去を実現する撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an imaging device that realizes removal of unnecessary moving objects with a smaller amount of memory when moving objects are present in the composition of panoramic images. ..
本発明は、時間的に連続する複数の画像を撮像する撮像手段と、前記複数の画像のそれぞれに対して第1領域、前記複数の画像のそれぞれの一部の画像に対して第2領域を設定し、前記複数の画像の撮像と並行して、前記複数の画像における第1領域と第2領域とに対して、記憶手段への記憶および前記記憶手段からの削除を制御する制御手段と、前記複数の画像のそれぞれにおいて、前記第1領域が所定の条件を満たせば、該第1領域の画像を用い、前記第1領域が前記所定の条件を満たさなければ、該第1領域の画像を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域の画像のうち、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、前記所定の条件を満たす画像を用いて、パノラマ画像を生成する生成手段を有し、前記制御手段は、前記第1領域が前記所定の条件を満たせば、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、該第1領域を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域を前記記憶手段から削除することを特徴とする撮像装置を提供する。 The present invention provides an imaging means for capturing a plurality of images that are continuous in time, a first region for each of the plurality of images, and a second region for each part of the plurality of images. A control means for controlling storage in the storage means and deletion from the storage means with respect to the first region and the second region in the plurality of images in parallel with the imaging of the plurality of images. In each of the plurality of images, if the first region satisfies a predetermined condition, the image of the first region is used, and if the first region does not satisfy the predetermined condition, the image of the first region is used. A panoramic image using an image of the second region cut out from an image captured before the cut-out image, which has an angle of view overlapping with the first region and satisfies the predetermined conditions. The control means has an angle of view that overlaps with the first region if the first region satisfies the predetermined condition, and the control means is an image obtained by cutting out the first region. Provided is an image pickup apparatus characterized in that a second region cut out from an image captured before is deleted from the storage means.
本発明によれば、パノラマの合成において、撮像画像において異なる切り出し領域における動体検出を利用し、1つの動体が重複して存在しないパノラマ画像を作成できるとともに、使用するメモリ量の削減を図れる。 According to the present invention, in panoramic composition, it is possible to create a panoramic image in which one moving object does not exist in duplicate by utilizing motion detection in different cutout regions in the captured image, and it is possible to reduce the amount of memory used.
以下では、添付の図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
(本発明の実施形態)
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの概略構成を示す背面斜視図である。
(Embodiment of the present invention)
FIG. 1 is a rear perspective view showing a schematic configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention.
デジタルカメラ100の背面には、画像や各種の情報を表示する表示部101と、ユーザによる各種操作を受け付ける各種スイッチやボタン等の操作部材からなる操作部102が設けられている。また、デジタルカメラ100の背面には、撮像モード等を切り替えるモード切替スイッチ104と、回転操作可能なコントローラホイール103が設けられている。デジタルカメラ100の上面には、撮像指示を行うシャッタボタン121と、デジタルカメラ100の電源のオン/オフを切り替える電源スイッチ122と、被写体に対して閃光を照射するストロボ141が設けられている。
On the back surface of the
デジタルカメラ100は、接続ケーブル111及びコネクタ112を介して外部装置と接続可能であり、外部装置に画像データ(静止画データ、動画データ)等を出力することができる。デジタルカメラ100の下面には、蓋131により開閉可能な記憶媒体スロット(不図示)が設けられており、記憶媒体スロットに対してメモリカード等の記憶媒体130を挿抜することができるようになっている。
The
記憶媒体スロットに格納された記憶媒体130は、デジタルカメラ100のシステム制御部210(図2参照)と通信可能である。なお、記憶媒体130は、記憶媒体スロットに対して挿抜可能なメモリカード等に限定されるものではなく、DVD−RWディスク等の光学ディスクやハードディスク等の磁気ディスクであってもよく、更に、デジタルカメラ100の本体に内蔵されていてもよい。
The
図2は、デジタルカメラ100のハードウェア構成を示すブロック図である。デジタルカメラ100は、バリア201、撮像レンズ202、シャッタ203及び撮像部204を備える。バリア201は、撮像光学系を覆うことにより、撮像光学系の汚れや破損を防止する。撮像レンズ202は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群により構成されており、撮像光学系を構成する。シャッタ203は、絞り機能を備え、撮像部204に対する露光量を調節する。撮像部204は、光学像を電気信号(アナログ信号)に変換する撮像素子であり、たとえば、RGBの画素が規則的に配置されたベイヤー配列構造を有するCCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサである。なお、シャッタ203は、機械式シャッタであってもよいし、撮像素子のリセットタイミングの制御によって蓄積時間を制御する電子シャッタであってもよい。
FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the
デジタルカメラ100は、A/D変換器205、画像処理部206、メモリ制御部207、D/A変換器208、メモリ209及びシステム制御部210を備える。撮像部204からA/D変換器205へアナログ信号が出力され、A/D変換器205は、取得したアナログ信号をデジタル信号からなる画像データに変換して、画像処理部206またはメモリ制御部207へ出力する。
The
画像処理部206は、A/D変換器205から取得した画像データまたはメモリ制御部207から取得したデータに対して、画素補間やシェーディング補正等の補正処理、ホワイトバランス処理、γ補正処理、色変換処理等を行う。また、画像処理部206は、画像の切り出しや変倍処理を行うことで電子ズーム機能を実現する。更に、画像処理部206は撮像した画像の画像データを用いて所定の演算処理を行い、こうして得られた演算結果に基づいてシステム制御部210が露光制御や測距制御を行う。たとえば、システム制御部210により、TTL(スルー・ザ・レンズ)方式のAF(オートフォーカス)処理、AE(自動露出)処理、EF(ストロボプリ発光)処理が行われる。画像処理部206は、撮像した画像の画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果を用いて、システム制御部210はTTL方式のAWB(オートホワイトバランス)処理を行う。
The
画像処理部206は、時間的に連続して撮像された複数の画像からパノラマ画像を合成し、またその合成結果の判断を行う画像合成処理回路を有する。画像合成処理回路は、単純な加算平均合成だけでなく、合成対象の画像データの各領域において最も明るい値または暗い値を持つ画素を選択して1枚の画像データを生成する比較明合成や比較暗合成等の処理を行うことができる。また、合成結果を特定の基準に基づいて評価し、判定する。なお、画像処理部206が画像合成処理回路を備える構成の代わりに、システム制御部210によるソフトウェア処理によって画像合成処理回路の機能を実現する構成としてもよい。
The
A/D変換器205から出力される画像データは、画像処理部206及びメモリ制御部207を介して、或いは、メモリ制御部207を介して、メモリ209に書き込まれる。メモリ209は、表示部101に表示する画像データを格納する画像表示用メモリ(ビデオメモリ)を兼ねている。メモリ209は、所定枚数の静止画像、パノラマ画像(広角画像)、パノラマ画像合成結果を格納することができる記憶容量を備えている。なお、メモリ209は、システム制御部210が不揮発性メモリ211から読み出したプログラム等を展開する作業領域として用いることもできる。
The image data output from the A /
メモリ209に格納されている画像表示用データ(デジタルデータ)は、D/A変換器208に送信される。D/A変換器208は、受信したデジタルデータをアナログ信号に変換して表示部101に供給し、これにより、表示部101に画像が表示される。表示部101は、液晶ディスプレイまたは有機ELディスプレイ等の表示装置であり、D/A変換器208からのアナログ信号に基づいて画像を表示する。表示部101における画像表示のオン/オフは、システム制御部210によって切り替えられ、画像表示をオフにすることで電力消費を低減させることができる。なお、撮像部204からA/D変換器205を通じてメモリ209に蓄積されるデジタル信号をD/A変換器208によりアナログ信号に変換して表示部101に逐次表示することにより、スルー画像を表示する電子ビューファインダ機能を実現することができる。
The image display data (digital data) stored in the memory 209 is transmitted to the D /
デジタルカメラ100は、不揮発性メモリ211、システムタイマ212、システムメモリ213、検出部215及びストロボ制御部217を備える。不揮発性メモリ211は、電気的に消去や記憶が可能なメモリ(たとえば、EEPROM等)であり、システム制御部210が実行するプログラムや動作用の定数等を格納する。また、不揮発性メモリ211は、システム情報を記憶する領域やユーザ設定情報を記憶する領域を有しており、システム制御部210は、デジタルカメラ100の起動時に不揮発性メモリ211に記憶された種々の情報や設定を読み出して復元する。
The
システム制御部210は、CPUを備え、不揮発性メモリ211に記憶されている各種のプログラムコードを実行することにより、デジタルカメラ100の全体的な動作を制御する。なお、システム制御部210が不揮発性メモリ211から読み出したプログラムや動作用の定数、変数等は、システムメモリ213上に展開される。システムメモリ213には、RAMが用いられる。更に、システム制御部210は、メモリ209やD/A変換器208、表示部101等を制御することにより、表示制御を行う。システムタイマ212は、各種の制御に用いる時間や内蔵された時計の時間を計測する。ストロボ制御部217は、被写体の明るさに応じて、ストロボ141の発光を制御する。検出部215は、ジャイロやセンサを含み、デジタルカメラ100の角速度情報、姿勢情報等を取得する。なお、角速度情報は、デジタルカメラ100によるパノラマ撮像時の角速度及び角加速度の情報を含む。また、姿勢情報は、水平方向に対するデジタルカメラ100の傾き等の情報を含む。
The
図2に示される表示部101、操作部102、コントローラホイール103、シャッタボタン121、モード切替スイッチ104、電源スイッチ122及びストロボ141は、図1を参照して説明したものと同じである。
The
操作部102を構成する各種の操作部材は、たとえば、表示部101に表示される種々の機能アイコンの選択に用いられ、所定の機能アイコンが選択されることにより、場面毎に機能が割り当てられる。即ち、操作部102の各操作部材は、各種の機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、たとえば、終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン、DISPボタン等が挙げられる。たとえば、メニューボタンが押下されると、各種の設定を行うためのメニュー画面が表示部101に表示される。ユーザは、表示部101に表示されたメニュー画面と、上下左右の4方向ボタンやSETボタンとを用いて、直感的に設定操作を行うことができる。
Various operation members constituting the
回転操作が可能な操作部材であるコントローラホイール103は、4方向ボタンと共に選択項目を指定するとき等に使用される。コントローラホイール103を回転操作すると、操作量(回転角度や回転回数等)に応じた電気的なパルス信号が発生する。システム制御部210は、このパルス信号を解析して、デジタルカメラ100の各部を制御する。
The
シャッタボタン121は、第1スイッチSW1と第2スイッチSW2を有する。第1スイッチSW1は、シャッタボタン121の操作途中の半押し状態でオンとなり、これにより、撮像準備を指示する信号がシステム制御部210に送信される。システム制御部210は、第1スイッチSW1がオンになった信号を受信すると、AF処理、AE処理、AWB処理、EF処理等の動作を開始する。第2スイッチSW2は、シャッタボタン121の操作が完了する全押し状態でオンとなり、これにより、撮像開始を指示する信号がシステム制御部210に送信される。システム制御部210は、第2スイッチSW2がオンになった信号を受信すると、撮像部204からの信号読み出しから記憶媒体130への画像データの書き込みまでの一連の撮像動作を行う。
The
モード切替スイッチ104は、デジタルカメラ100の動作モードを、静止画撮像モード、動画撮像モード、再生モード等の各種モードの間で切り替えるためのスイッチである。静止画撮像モードは、オート撮像モード等の他に、パノラマ撮像によりパノラマ画像を合成するパノラマ画像撮像モードを含む。
The
デジタルカメラ100は、電源部214及び電源制御部218を備える。電源部214は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、NiCd電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、或いは、ACアダプタ等であり、電源制御部218へ電力を供給する。電源制御部218は、電源部214における電池の装着の有無、電池の種類、電池残量等を検出し、その検出結果及びシステム制御部210の指示に基づいて、必要な電圧を必要な期間、記憶媒体130を含む各部へ供給する。
The
デジタルカメラ100は、記憶媒体130が記憶媒体スロット(不図示)に装着された際に、記憶媒体130とシステム制御部210との間の通信を可能にするための記憶媒体I/F216を備える。記憶媒体130の詳細については、図1を参照して既に説明しているため、ここでの説明を省略する。
The
次に、パノラマ撮像の方法と、複数の撮像画像からパノラマ画像を合成する方法について説明する。最初に、パノラマ画像を合成するために撮像画像の画像データから所定の領域を切り出す処理について説明する。 Next, a method of panoramic imaging and a method of synthesizing a panoramic image from a plurality of captured images will be described. First, a process of cutting out a predetermined region from the image data of the captured image in order to synthesize the panoramic image will be described.
図3は、パノラマ撮像中のデジタルカメラ100の動く方向と画像データの切り出し領域との関係を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the moving direction of the
図3(a)は、撮像部204が有する撮像素子の有効画像領域を示しており、“Wv”は水平方向の有効画素数であり、“Hv”は垂直方向の有効画素数である。図3(b)は、撮像画像の画像データから切り出した切り出し領域を示しており、“Wcrop”は水平方向の切り出し画素数であり、“Hcrop”は垂直方向の切り出し画素数である。
FIG. 3A shows an effective image area of the image sensor included in the
図3(c)は、矢印で示す水平方向にデジタルカメラ100を移動させながらパノラマ撮像を行った場合の画像データに対する切り出し領域を示す図である。図3(c)においてハッチングにて示した領域S1が画像データからの切り出し領域を示しており、下記の(式1)および(式2)を満たす。
Wv>Wcrop・・・・・・(式1)
Hv=Hcrop・・・・・・(式2)
FIG. 3C is a diagram showing a cutout region for image data when panoramic imaging is performed while moving the
Wv> Wcrop ... (Equation 1)
Hv = Hcrop ... (Equation 2)
同様に、図3(d)は、矢印で示す鉛直方向にデジタルカメラ100を移動させながらパノラマ撮像を行った場合の画像データに対する切り出し領域を示す図である。図3(d)においてハッチングにて示した領域S2が画像データの切り出し領域を示しており、下記の(式3)および(式4)を満たす。
Wv=Wcrop・・・・・・(式3)
Hv>Hcrop・・・・・・(式4)
Similarly, FIG. 3D is a diagram showing a cutout region for image data when panoramic imaging is performed while moving the
Wv = Wcrop ... (Equation 3)
Hv> Hcrop ... (Equation 4)
撮像画像の画像データの切り出し領域は、画像データ毎に異なるようにしてもよい。また、パノラマ撮像の開始時とパノラマ撮像の終了時の画像データについては、画角を広くするために切り出し領域を広くしてもよい。画像データの切り出し領域の決定方法は、たとえば、撮像直後のデジタルカメラ100の角度と1フレーム前のデジタルカメラ100の角度との差等により決定することができる。パノラマ画像の合成処理に必要な画像データのみを切り出して保存することにより、メモリ209の記憶容量を節約することができる。
The cutout area of the image data of the captured image may be different for each image data. Further, with respect to the image data at the start of panoramic imaging and at the end of panoramic imaging, the cutout area may be widened in order to widen the angle of view. The method for determining the cutout region of the image data can be determined, for example, by the difference between the angle of the
なお、前述した切り出し領域は、できるだけ撮像画像の中央に設定するとよい。これは、撮像画像の中央は、一般的に歪が少なく、切り出し領域を画像の中央に設定すれば、より自然な合成画像が生成できるからである。 The cutout region described above should be set in the center of the captured image as much as possible. This is because the center of the captured image is generally less distorted, and a more natural composite image can be generated by setting the cutout region to the center of the image.
次に、パノラマ画像の合成方法について説明する。システム制御部210は、パノラマ撮像時に保存された切り出し領域をメモリ209から読み出し、読み出した画像データに対応する画像間の位置ずれを検出する。一例としては、システム制御部210は、切り出し領域を任意のサイズの小ブロックに分割し、小ブロック毎に輝度のSAD(Sum of Absolute Difference)が最小となる対応点を算出する。システム制御部210は、算出したSADが最小となる対応点より、動きベクトルを算出することができる。なお、システム制御部210は、動きベクトルの算出において、検出部215が検出した角速度情報や姿勢情報等を用いて行ってもよい。続いて、システム制御部210は、隣り合う切り出し領域の画像間で求めた動きベクトルに基づいて、切り出し領域の画像間の位置ずれを補正し、切り出し領域の画像間の重複部を加重加算などにより合成する。
Next, a method of synthesizing panoramic images will be described. The
図4は、パノラマ画像の合成処理の流れを説明する図である。図4では、ドットハッチングされた領域は、被写界にある並木を模式的に表した領域であり、斜線ハッチングされた領域は、画像データの切り出し領域を表している。図4(a)は、ユーザがシャッタボタン121を押下し、第1スイッチSW1がオンにされた状態を示し、ユーザは、主被写体に対してピント合わせを行うことを示している。図4(b)は、シャッタボタン121の第2スイッチSW2がオンにされた位置を示しており、ユーザが合成しようとしているパノラマ画像の一方の端に合わせて被写界を設定している。図4(b)では、撮像部204は画像410を撮像する。図4(c)乃至図4(e)では、ユーザが合成しようとしているパノラマ画像の他方の端に向けてデジタルカメラ100を移動させながら、パノラマ撮像を行っている状態を模式的に示している。図4(e)は、ユーザがシャッタボタン121の押下をやめ、パノラマ撮像が終了した状態を示している。図4(b)乃至図4(e)では、撮像部204が画像410乃至470計7枚の画像を撮像したが、画像430、450および460は不図示である。画像処理部206は、撮像部204が撮像した画像410乃至470に対して切り出し処理を行い、切り出し領域411乃至471を生成する。システム制御部210において、切り出し領域の幅は、予め定めてもよいが、パノラマ撮像中のデジタルカメラ100の移動速度などに応じて変化させてもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating a flow of a panoramic image compositing process. In FIG. 4, the dot-hatched area is an area schematically representing a row of trees in the field of view, and the shaded area is a cut-out area of image data. FIG. 4A shows a state in which the user presses the
図4(f)は、画像処理部206が、撮像部204が撮像した複数の画像を合成してできたパノラマ画像を示している。ここで、手振れなどのため、切り出し領域411乃至471の上辺と下辺とは合っていないため、画像処理部206は、縦方向に対しても切り出し処理を行う。その結果、画像処理部206は、領域400が示したようなパノラマ画像を生成する。
FIG. 4 (f) shows a panoramic image formed by the
図4では、説明を容易にするため、切り出し領域411乃至471の互いに重畳する領域がなく、かつ、互いに隣接している例を示している。もし、重畳する領域が存在していれば、重畳する領域の中央を境目として、画像処理部206は、その左側に片方の切り出し領域、右側にもう片方の切り出し領域の画素情報を合成画像に出力する。もしくは、画像処理部206は、境目上に両方の切り出し領域の画素情報を50%ずつ合成した値を出力し、境目からの距離が離れるに従って境目の左側では片方の切り出し領域を、境目の右側ではもう片方の切り出し領域の割合を大きくしながら合成を行う。
FIG. 4 shows an example in which the
本実施形態では、シャッタボタン121の押下の終了を待たずに、パノラマ画像の合成処理を開始する。具体的には、図4(c)に示す撮像処理と並行して、画像処理部206は図4(a)と図4(b)に示す矩形領域511と512の画像の合成処理を行ってもよい。画像処理部206が並行処理を行うことによって全体のパノラマ画像の合成処理時間を短縮することができる。画像処理部206は、合成したパノラマ画像はメモリ制御部207を経て、一旦メモリ209に格納する。最後に、システム制御部は、メモリ209に格納されたパノラマ画像をI/F216を介して記憶媒体130に記録する。
In the present embodiment, the panoramic image compositing process is started without waiting for the end of pressing the
しかしながら、図4で示したようなパノラマ画像の合成は、動体が存在すると、不自然なパノラマ画像が生成してしまう可能性がある。以下では、動体が存在する場合のパノラマ合成の一例を説明する。 However, the composition of the panoramic image as shown in FIG. 4 may generate an unnatural panoramic image in the presence of a moving object. In the following, an example of panoramic composition in the presence of a moving object will be described.
図5は、動体が存在する場合のパノラマ合成を説明するための図である。図5に示したシーンは、図4と異なり、被写体としての人物は動体であり、パノラマ撮像中に移動しているものとする。 FIG. 5 is a diagram for explaining panoramic composition in the presence of a moving object. In the scene shown in FIG. 5, unlike FIG. 4, it is assumed that the person as the subject is a moving object and is moving during panoramic imaging.
図5(a)乃至(e)はパノラマ撮像の各撮像シーンを順番に模式的に示した図である。矩形領域510、520、530、540、550は、各撮像で撮像部204が撮像した画像の撮像画角を表している。図4と同様に、斜線ハッチングされた領域511、521、531、541、551は、画像データの切り出し領域を表している。システム制御部210は、時間的に連続する複数の画像間の移動方向と移動量を、検出部215が検出した角速度情報や姿勢情報や、他に動きベクトル情報を基に算出することができる。図5(f)は画像処理部206が図5(a)乃至(e)に示したパノラマ撮像で撮像部204が撮像した複数の画像を合成した結果であるパノラマ画像500を模式的に示す。
5 (a) to 5 (e) are diagrams schematically showing each imaging scene of panoramic imaging in order. The
しかしながら、図5に示したシーンでは、人物が動体であるため、この人物が切り出し領域511乃至541のすべてに映ってしまっている。システム制御部210は、こうした切り出し領域をパノラマ合成に用いると、図5(f)のパノラマ画像500に示したように、動体の人物が複数回映るような画像ができてしまう。
However, in the scene shown in FIG. 5, since the person is a moving object, this person is reflected in all of the
そこで、本実施形態において、システム制御部210は、画像記録用のメモリ容量を配慮しながら、所定の条件を満たす領域を合成に用いることで、上記のような違和感のあるパノラマ画像を生成させないようにする。
Therefore, in the present embodiment, the
図6は、本実施形態を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは、ユーザが操作部102を操作することでパノラマ画像を生成するモードを設定し、かつ、ユーザがシャッタボタン121を操作した場合に、開始される。図7は、後述するステップS605における第2領域の決定を説明するためのフローチャートである。図8は、本実施形態におけるパノラマ画像の合成を説明するための図である。図8では、デジタルカメラ100を動かしながら画像810乃至840を撮像したことを示している。以下では、本実施形態のフローを図6乃至図8を用いて詳細に説明する。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the present embodiment. This flowchart is started when the user sets a mode for generating a panoramic image by operating the
ステップS601では、撮像部204が撮像を行う。このとき、図8(a)に示した画像810を撮像したものとする。システム制御部210は、メモリ209に撮像部204が撮像した画像810を一時記憶する。ただし、デジタルカメラ100の移動方向は右であるため、後述するように、画像810において、領域811より左の部分は合成に用いることがないので、この部分は記憶しない。
In step S601, the
ステップS602では、画像処理部206は、画像810において、第1領域811を切り出す。図8(a)において、第1領域811は、画像810の中央よりも左側に寄って位置しているが、あくまでも図示の便宜上のためである。後述するように、本実施形態における合成において、第1領域が優先的に使われるため、歪などを考慮して、一般的に、画像処理部206は優先的に第1領域を画像の中央から切り出すほうが好ましい。
In step S602, the
ステップS603では、撮像部204が次の撮像を行う。このとき、図8(b)に示した画像820を撮像したものとする。ユーザがデジタルカメラ100を移動させながら撮像を行っているため、画像810と画像820との画角がずれている。ステップS601と同様に、システム制御部210は、メモリ209に画像820を一時記憶する。
In step S603, the
ステップS604では、画像処理部206は、画像820において、第1領域821を切り出す。第1領域811と第1領域821は、パノラマ画像の合成において、隣り合うため、画像処理部206は、両者の画角の間に隙間が出ないように切り出す。そのために、画像処理部206は、検出部215が検出した速度などの情報を参照して、画像から切り出す第1領域の画角の位置を決めてよい。なお、画像処理部206は、撮像した画像からSAD値や特徴点抽出などを利用して第1領域の画角の位置を決めてもよいが、動体が占める領域が大きいときなどは、静止領域のみでSAD値や特徴点抽出などを行うことが難しいケースがある。したがって、ステップS604で、画像処理部206は、検出部215が検出した速度などの情報を参照して、第1領域の画角の位置を決めることが望ましい。また、システム制御部210は、第1領域よりも左の部分を合成に用いないので、この時点でメモリ209から第1領域よりも左の部分を削除してよい。
In step S604, the
ステップS605では、システム制御部210は、第2領域を決定する。ステップS605の詳細は、図7に示したフローで説明する。
In step S605, the
ステップS701では、画像処理部206は、ステップS604で第1領域を切り出したフレームの画像よりも1フレーム前に撮像した画像から、第2領域の候補を切り出す。たとえば、画像処理部206は、画像820から切り出した第1領域821に対して、1フレーム前の画像810から第2領域の候補を切り出す。後述するように、システム制御部210は、ステップS606で、第1領域と第2領域の候補とに対して動体検出のための比較を行うため、第1領域と第2領域の候補とは重複する画角を持つことが必要である。したがって、画像処理部206は、画像810から、図8(b)に示す画像820の第1領域821と重複する画角を有する第2領域の候補812を切り出す。同様に、画像処理部206は、画像830から第1領域831を切り出し、その1フレーム前の画像820から、この第1領域831と重複する画角を有する第2領域の候補822を切り出す。
In step S701, the
ステップS702で、システム制御部210は、ステップS701で画像処理部206が第2領域の候補を切り出した画像の第1領域に動体があるかどうかを判断する。システム制御部210は、動体があると判断した場合、ステップS703に進み、画像処理部206は第3領域の切り出しを行う。システム制御部210は、動体がないと判断した場合、ステップS707に進み、ステップS701で画像処理部206が切り出した第2領域の候補を第2領域とする。
In step S702, the
例えば、画像810から切り出した第2領域の候補812に対して、この画像から切り出した第1領域811に動体がない(動体が検出されない)ため、システム制御部210は、ステップS707に進み、第2領域の候補812を第2領域とする。また、画像820から切り出した第2領域の候補822に対して、この画像から切り出した第1領域821に動体があるため、ステップS703に進む。なお、初めてこのステップS702に進んだ場合には、第2候補領域を切り出した画像には1枚目に撮像された画像が該当し、その画像の第1領域が動体であるか否かの判定を行っていないため、ステップS707に進むものとする。
For example, with respect to the candidate 812 of the second region cut out from the image 810, since there is no moving body in the first region 811 cut out from this image (the moving body is not detected), the
ステップS703では、画像処理部206は、ステップS701で切り出した第2領域の候補の画像より前のフレームのうち、第1領域に動体がないと判断されたフレームのうち、最も撮像されたタイミングが近いフレームの画像から、第3領域を切り出す。後述するように、システム制御部210はステップS704で、第2領域の候補と第3領域とに対して動体検出のための比較を行うため、第2領域の候補と第3領域とが同じ画角をもつ必要がある。たとえば、画像処理部206は、画像830において第1領域831を切り出し、画像820において第1領域831に対応する第2領域の候補822を切り出す。このとき、第2領域の候補822を切り出した画像820の第1領域821には、動体が含まれている。このような場合に、画像820よりも前のフレームであって、第1領域811から動体が検出されていない画像810から、第2領域の候補822と重複する画角を有する第3領域813を切り出す。また、画像処理部206は、画像840において、第1領域841を切り出し、画像830において、第1領域841と重複する画角を有する第2領域の候補832を切り出す。画像820における第1領域821に動体があるため、システム制御部210は、それよりも前のフレームである画像810において、第2領域の候補832と重複する画角を有する第3領域814を切り出す。
In step S703, the
ステップS704で、システム制御部210は、画像処理部206がステップS701で切り出した第2領域の候補と、ステップS703で切り出した第3領域を比較する。ステップS704での比較は、動体検出のためのもので、この結果をもってシステム制御部210は次のステップS704での第2領域の候補に動体が存在するかを判断する。ここでの比較の方法は、画素値差分検出や画像相関判定など公知のものでよい。画素値差分検出では、システム制御部210は、第2領域の候補と第3領域との同じ位置にある画素の画素値の差を計算する。または、画素の輝度信号(Y)の差を計算してもよい。この差が所定値以上であれば、システム制御部210は、計算の対象である画素をカウント対象とし、領域全体においてカウントされた画素数が予め定められた閾値を超えると、システム制御部210は、その領域に動体が存在すると判断する。画像相関判定の方法では、システム制御部210は、2つの領域に対して、指定したブロックサイズで分割し、ブロック内の輝度値(Y)の平均値を計算する。さらに、システム制御部210は、2つの領域のそれぞれに対して、ブロックの輝度値の平均値の分散値を計算する。2つの領域の分散値の差が、予め定められた閾値以上であれば、システム制御部210は、動体が存在すると判断する。
In step S704, the
ステップS705で、システム制御部210は、第2領域の候補に動体が存在すると判断した場合、ステップS706に進み、第2領域の候補と重複する画角を有する第3領域を第2領域と決定する。一方、ステップS704で、システム制御部210は、第2領域の候補に動体が存在しないと判断した場合、ステップS707に進み、この第2領域の候補を第2領域と決定する。
In step S705, when the
たとえば、システム制御部210は、画像820における第2領域の候補822と画像810における第3領域813とを比較して動体を検出するとする。図8の例では、画像820の第2領域の候補822に動体が存在すると認められるため(木の前の人が跳んでいる)、システム制御部210は、第2の領域の候補822を第2の領域とせず、第3の領域813を第2の領域と決定する。一方、システム制御部210は、画像830における第2領域の候補832と画像810の第3領域814とを比較し、動体がないと認められるので、第2領域の候補832を第2領域と決定する。
For example, the
以上は、第2領域の決定についての説明であった。上記のような処理で、システム制御部210は、動体のない領域を第2領域として決定し、第1領域における動体検出の誤りを防ぐとともに、動体のある第2領域を合成画像に使ってしまうことを回避することができる。
The above has been described for determining the second region. In the above process, the
次に、システム制御部210は、ステップS606で、ステップS604で画像処理部206が切り出した第1領域と、ステップS605で決定した第2領域とに対して、動体検出のための比較を行う。方法は、ステップS703と同様のため、詳細の説明は省略する。
Next, in step S606, the
ステップS607で、システム制御部210は、ステップS606での比較の結果に応じて、第1領域に動体が存在するかどうかについて判断する。第1領域に動体がなければ、ステップS608に進み、システム制御部210は該第1領域にフラグを立てる。第1領域に動体があれば、ステップS609に進み、システム制御部210はステップS605で決定した第2領域にフラグを立てる。
In step S607, the
次に、ステップS610で、システム制御部210は、メモリ209から、不要な領域の削除を行う。ここでいう不要な領域とは、ステップS610の時点で、システム制御部210が確実に合成に用いないと判定した領域を指す。具体的に、システム制御部210は、ステップS608またはS609でフラグを立てた領域の画角よりも、デジタルカメラ100の移動方向の逆方向にあるフラグの立っていない領域を削除する。
Next, in step S610, the
たとえば、システム制御部210は、図8(b)に示した画像820において、第1領域821に動体があると判断し、第2領域812にフラグを立てた時点、メモリ209から第2領域の右端よりも左にあるフラグの立っていない領域を削除する。具体的に、システム制御部210は、画像810における第2領域812、および画像820における第1領域821の左端よりも左にある部分を削除する。
For example, in the image 820 shown in FIG. 8B, the
次に、システム制御部210は、図8(c)に示した画像830において、第1領域831を切り出す。第2領域の候補822に動体が存在するため、画像処理部206は、画像810において第3領域813を第2領域として切り出す。システム制御部210は、第1領域831と第2領域813とを比較した結果、第1領域831に動体があるため、第2領域813にフラグを立てる。これに応じて、システム制御部210は、第2領域813の画角の右端より左側にある領域をメモリ209から削除する。具体的には、システム制御部210は、第1領域831と第2領域の候補822とを削除する。また、画像820における第1領域821に動体が存在するため、画像処理部206はこの時点以降も画像820からは第2領域も第3領域も切り出すことがない。したがって、システム制御部210は、画像820における第2領域の候補822の右端よりも右にある部分も削除してよい。つまり、システム制御部210は、第2領域813にフラグを立てるとともに、画像820の全体を削除する。
Next, the
最後に、システム制御部210は、図8(d)に示した画像840において、第1領域841を切り出す。第2の領域の候補832に動体が存在しないので、第2の領域の候補832を第2領域とし、システム制御部210は、第1領域841を第2領域832と比較し、第1領域841に動体がいないと判断する。したがって、システム制御部210は、第1領域841にフラグを立てる。この時点では、システム制御部210は、第2領域832と第3領域814とを削除する。
Finally, the
なお、前述するステップS702およびS707で説明したように、画像処理部206は、第2領域の候補を切り出した画像の第1領域に動体がないとき、システム制御部210は、第2領域の候補を第2領域と決定する。画像840における第1領域841に動体がないので、画像処理部206は、画像841に動体を検出しなかった時点以降では、画像841より前に撮像した画像からは、第2領域も第3領域も切り出すことがない。したがって、システム制御部210は、画像841に動体検出しなかったら、画像810乃至830におけるフラグが立っていないすべての領域を削除する。
As described in steps S702 and S707 described above, when the
上述したように、システム制御部210は、画像の領域にフラグを立てた時点で、不要な領域を判断し削除を行うことによって、使用するメモリ209の容量を最小限に抑えることができる。その抑えた容量の分で、画質の向上に寄与することが期待できる。
As described above, the
ステップS611で、システム制御部210は、パノラマ撮像が終了したかどうかについて判断する。判断の方法としては、ユーザがボタンの押下の中止を基準にしてよい、または、予め撮像枚数あるいは画角の範囲を定めた場合、それを達しているかどうかを判断してもよい。ステップS611でシステム制御部210はパノラマ撮像が終了していると判断した場合は、ステップS612に進み、パノラマ撮像がまだ終了していないと判断した場合、ステップS603に進む。
In step S611, the
最後に、ステップS612で、システム制御部210は、ステップS602で画像処理部206が切り出した第1領域および、ステップS608とステップS609でフラグを立てた領域を用いてパノラマ画像の合成を行う。システム制御部210は、上述したフラグが立っている領域に対応する画像間の位置ずれを検出する。一例としては、システム制御部210は、フラグが立っている領域を任意のサイズの小ブロックに分割し、小ブロック毎に輝度のSAD(Sum of Absolute Difference)が最小となる対応点を算出する。システム制御部210は、算出したSADが最小となる対応点より、動きベクトルを算出することができる。なお、システム制御部210は、動きベクトルの算出において、検出部215が検出した角速度情報や姿勢情報等を用いて行ってもよい。続いて、システム制御部210は、隣り合う領域の画像間で求めた動きベクトルに基づいて、領域間の位置ずれを補正し、領域間の重複部を加重加算などにより合成する。
Finally, in step S612, the
なお、以上のような実施方法では、動体がそれぞれのフレームの画像の第1領域の付近に居続けてしまうと、最初の画像に対してフラグが立ち続けるため、その画像の画角を使い切っても動体が消えない場合、広角のパノラマ画像の合成はできない。このような状況を防ぐために、動体がそれぞれのフレームの第1領域の付近に居続ける場合、ユーザに警告を行うようにしてもよい。 In the above implementation method, if the moving object remains near the first region of the image of each frame, the flag continues to be set for the first image, so even if the angle of view of the image is used up. If the moving object does not disappear, the wide-angle panoramic image cannot be combined. To prevent this situation, the user may be warned if the moving object remains near the first region of each frame.
また、ステップS606およびステップS704で2つの領域の比較において、比較する領域を限定してさらなる高速化も可能である。図9は、本実施形態における領域の比較の高速化を説明するための図である。図9(a)の斜線部を比較する領域とする。デジタルカメラ100の移動方向が右の場合、図9(b)の斜線部のように左側の一部分、デジタルカメラ100の移動方向が左の場合、図9(c)の斜線部のように右側の一部分のみで類似度の算出を行っても良い。その理由は、合成画像部323の画像とパノラマ合成するとき、デジタルカメラ100の移動方向が右方向の場合は左側の部分がつながるように合成を行い、デジタルカメラ100の移動方向が左方向の場合は右側の部分がつながるように合成を行うからである。つまりは、つなぎ目部分に移動している被写体が存在しているかを判定すれば良い。そのため、移動する被写体が一部にしか存在しないと想定できるシーンではさらに類似度を算出する領域を縮小できる。たとえば被写体が下部分しか移動しないはずであると分かるシーン(シーンの上半分が静止している空と山々で構成される風景シーン等)では、斜線部領域をさらに下の部分だけと縮小することも可能である。このように類似度算出領域が小さくなると、計算時間の短縮などのメリットがある。
Further, in the comparison of the two regions in step S606 and step S704, the region to be compared can be limited and the speed can be further increased. FIG. 9 is a diagram for explaining the speeding up of comparison of regions in the present embodiment. The shaded area in FIG. 9A is used as the area to be compared. When the moving direction of the
本実施形態によれば、パノラマ合成を行うデジタルカメラを用いて、より少ないメモリ容量で、動体の除去を実現することができる。 According to this embodiment, it is possible to realize the removal of moving objects with a smaller memory capacity by using a digital camera that performs panoramic composition.
(その他の実施形態)
なお、上記実施形態においては、個人向けのデジタルカメラをもとに説明を行ったが、パノラマ撮像および合成機能を搭載していれば、携帯機器やスマートフォン、あるいは、サーバーに接続されたネットワークカメラなどに適用することも可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the description is based on a digital camera for individuals, but if it is equipped with a panoramic imaging and compositing function, a mobile device, a smartphone, a network camera connected to a server, etc. It is also possible to apply to.
なお、本発明は、上述の実施形態の1つ以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークまたは記憶媒体を介してシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出し作動させる処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(たとえば、ASIC)によっても実現可能である。 In the present invention, a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device program. It can also be realized by the process of reading and operating. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100 デジタルカメラ
102 操作部
104 モード切替スイッチ
130 記録媒体
204 撮像部
206 画像処理部
207 メモリ制御部
209 メモリ
210 システム制御部
215 検出部
216 I/F
100
Claims (14)
前記複数の画像のそれぞれに対して第1領域、前記複数の画像のそれぞれの一部の画像に対して第2領域を設定し、前記複数の画像の撮像と並行して、前記複数の画像における第1領域と第2領域とに対して、記憶手段への記憶および前記記憶手段からの削除を制御する制御手段と、
前記複数の画像のそれぞれにおいて、前記第1領域が所定の条件を満たせば、該第1領域の画像を用い、前記第1領域が前記所定の条件を満たさなければ、該第1領域の画像を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域の画像のうち、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、前記所定の条件を満たす画像を用いて、パノラマ画像を生成する生成手段を有し、
前記制御手段は、前記第1領域が前記所定の条件を満たせば、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、該第1領域を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域を前記記憶手段から削除することを特徴とする撮像装置。 An imaging means that captures multiple images that are continuous in time,
A first region is set for each of the plurality of images, and a second region is set for each part of the plurality of images, and the plurality of images are captured in parallel with the imaging of the plurality of images. A control means for controlling storage in the storage means and deletion from the storage means with respect to the first region and the second region, and
In each of the plurality of images, if the first region satisfies a predetermined condition, the image of the first region is used, and if the first region does not satisfy the predetermined condition, the image of the first region is used. A panoramic image using an image of the second region cut out from an image captured before the cut-out image, which has an angle of view overlapping with the first region and satisfies the predetermined conditions. Has a generation means to generate
If the first region satisfies the predetermined condition, the control means has an angle of view that overlaps with the first region, and is from an image captured before the image obtained by cutting out the first region. An imaging device characterized in that the cut out second region is deleted from the storage means.
前記所定の条件は、前記動体が存在しないことであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 It has a moving object detecting means for detecting a moving object,
The imaging device according to claim 1, wherein the predetermined condition is that the moving object does not exist.
前記生成手段は、前記第2領域を該第2領域と重複する画角を有する前記第3領域とを比較することによって、該第2領域が前記所定の条件を満たすかどうかを判断することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。 The control means sets a third region in at least a part of the plurality of images.
The generation means determines whether or not the second region satisfies the predetermined condition by comparing the second region with the third region having an angle of view overlapping with the second region. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 5, which is characterized.
前記複数の画像のそれぞれに対して第1領域、前記複数の画像のそれぞれの一部の画像に対して第2領域を設定し、前記複数の画像を撮像するステップと並行して、前記複数の画像における第1領域と第2領域とに対して、記憶手段への記憶および前記記憶手段からの削除を制御するステップと、
前記複数の画像のそれぞれにおいて、前記第1領域が所定の条件を満たせば、該第1領域の画像を用い、前記第1領域が前記所定の条件を満たさなければ、該第1領域の画像を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域の画像のうち、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、前記所定の条件を満たす画像を用いて、パノラマ画像を生成するステップを有し、
前記制御するステップにおいては、前記第1領域が前記所定の条件を満たせば、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、該第1領域を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域を前記記憶手段から削除することを特徴とする撮像装置の制御方法。 Steps to capture multiple images that are continuous in time,
A first region is set for each of the plurality of images, and a second region is set for each part of the plurality of images, and the plurality of images are captured in parallel with the step of capturing the plurality of images. A step of controlling storage in the storage means and deletion from the storage means with respect to the first region and the second region in the image, and
In each of the plurality of images, if the first region satisfies a predetermined condition, the image of the first region is used, and if the first region does not satisfy the predetermined condition, the image of the first region is used. A panoramic image using an image of the second region cut out from an image captured before the cut-out image, which has an angle of view overlapping with the first region and satisfies the predetermined conditions. Has steps to generate
In the control step, if the first region satisfies the predetermined condition, the first region has an angle of view overlapping with the first region, and the image is taken before the image obtained by cutting out the first region. A control method for an imaging device, which comprises deleting a second region cut out from an image from the storage means.
時間的に連続する複数の画像を撮像するステップと、
前記複数の画像のそれぞれに対して第1領域、前記複数の画像のそれぞれの一部の画像に対して第2領域を設定し、前記複数の画像を撮像するステップと並行して、前記複数の画像における第1領域と第2領域とに対して、記憶手段への記憶および前記記憶手段からの削除を制御するステップと、
前記複数の画像のそれぞれにおいて、前記第1領域が所定の条件を満たせば、該第1領域の画像を用い、前記第1領域が前記所定の条件を満たさなければ、該第1領域の画像を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域の画像のうち、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、前記所定の条件を満たす画像を用いて、パノラマ画像を生成するステップを行わせ、
前記制御するステップにおいては、前記第1領域が前記所定の条件を満たせば、該第1領域と重複する画角を有し、かつ、該第1領域を切り出した画像よりも前に撮像された画像から切り出した第2領域を前記記憶手段から削除することを特徴とするプログラム。 A computer program that runs on the computer of the image pickup device.
Steps to capture multiple images that are continuous in time,
A first region is set for each of the plurality of images, and a second region is set for each part of the plurality of images, and the plurality of images are captured in parallel with the step of capturing the plurality of images. A step of controlling storage in the storage means and deletion from the storage means with respect to the first region and the second region in the image, and
In each of the plurality of images, if the first region satisfies a predetermined condition, the image of the first region is used, and if the first region does not satisfy the predetermined condition, the image of the first region is used. A panoramic image using an image of the second region cut out from an image captured before the cut-out image, which has an angle of view overlapping with the first region and satisfies the predetermined conditions. Let me take the steps to generate
In the control step, if the first region satisfies the predetermined condition, the first region has an angle of view overlapping with the first region, and the image is taken before the image obtained by cutting out the first region. A program characterized by deleting a second region cut out from an image from the storage means.
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