JP7054437B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得手段と、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得手段と、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した前記供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定手段で特定された補正対象領域を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置である。
本実施形態は、画像処理装置としてカメラ装置1に適用した場合を例示したもので、図1(1)は、このカメラ装置1の外観図である。
カメラ装置1は、撮像機能を主体とするカメラで、全天球360°の撮影が可能な手持ちサイズの全天球カメラを構成し、表示手段などを備えた本体装置(図示省略)とは別体の構成となっている。カメラ装置1は、その筐体全体が薄型の長方体を成し、図示の例は、長方体のカメラ装置1が縦長となるように撮影者が片手で支持した状態を示し、その長さ方向の一端部(図中、下端部)側を支持部2とし、他端部(図中、上端部)側をレンズ装着部3とした構成となっている。
全天球360°撮影は、前面撮像レンズ6による前方180°撮影と後面撮像レンズ7による後方180°撮影を同時に行うもので、前方180°撮影によって得られた前方半天球画像と後方180°撮影によって得られた後方半天球画像とを合成することによって全天球画像が生成される。この全天球360°撮影を利用して撮影者が自分自身を撮影する自撮りを行う場合に撮影者は、前面撮像レンズ6が自分の顔に対面するようにカメラ装置1を片手で支持するようにすればよい。
カメラ装置1は、制御部11、記憶部12、操作部13、音声出力部14、通信部15、姿勢検出部16、撮像部17の他に、画像データ生成部18、画像データ処理部19を有する構成となっている。制御部11は、図示省略した電源部(二次電池)らの電力供給によって動作し、記憶部12内の各種のプログラムに応じてこのカメラ装置1の全体動作を制御するもので、この制御部11には図示しないCPU(中央演算処理装置)やメモリなどが設けられている。記憶部12は、例えば、ROM、フラッシュメモリなどを有する構成で、本実施形態を実現するためのプログラム(図4~図7)や各種のアプリケーションなどが格納されている。
撮影者は、前面撮像レンズ6に対面するようにカメラ装置1を支持してその腕を緩め伸ばした状態において、カメラ装置1を撮影者の顔の高さに合わせたカメラ装置1の位置状態(例えば、略水平状態)を基準位置状態とした場合に、その基準位置状態から図中、矢印方向(上下方向)にカメラ装置1を所定量移動し、カメラ装置1の移動状態が複数の位置状態(例えば、下方向に移動した位置状態と上方向に移動した位置状態)の各々であるときに撮影する。ここで、“位置状態”は、厳密な1点を意味するのではなく、所定の幅(例えば、±10cm)を持たせた意味で、この辺りに相当する。“所定量”とは、撮影時の腕の伸ばし方などによって大きく影響されるが、例えば、10~20cm程度の値であり、撮影者が任意に設定可能な値である。
カメラ装置1の制御部11は、マニュアル撮影が指定されているかオート撮影が指定されているかを判別する(図4のステップA1)。すなわち、上述したように本実施形態では、カメラ装置1の位置状態を変えて複数枚(本実施形態においては2回)の撮影を行うようにしているが、この複数枚の撮影方法として、レリーズボタン5が操作される毎に1枚毎に撮影するマニュアル撮影が指定されているか、レリーズボタン5を1回操作した後は、自動的に逐次撮影するオート撮影が指定されているかを判別する。
この画像補正処理の全体を大別すると、「位置合わせ処理」、「領域抽出処理」、「フィッティング処理」、「合成・インペイント処理」から成る。まず、「位置合わせ処理」として、複数の全天球画像、つまり、1枚目の全天球画像(第1画像)と2枚目の全天球画像(第2画像)を上述のワークメモリから読み出してそれらの位置合わせを行う(図6のステップB1)。この位置合わせ処理の仕方は任意であるが、本実施形態では、ハイパードームマスタ形式の画像を球面の内側に投影し、その投影面に対して位置合わせを行う際に両画像内の着目点を合致させて両画像の向きのズレなどを調整する。
図9(1)は、ハイパードームマスタ形式の第1画像を半径Rの球面の内側に投影した投影面において、手の領域の重心と顔の領域の重心との位置関係を示し、図9(2)は、ハイパードームマスタ形式の第2画像を半径Rの球面の内側に投影した投影面において、手の領域の重心と顔の領域の重心との位置関係を示した図である。なお、各画像の中心は、カメラ装置1の位置(光軸)を示している。図9(1)及び図9(2)に示すように、手の領域の位置(重心)とカメラ装置1との位置関係は変わらないが、顔の領域の位置(重心)とカメラ装置1との位置関係が変わるために、図9(1)の第1画像では腕部分は写っているが、図9(2)の第2画像では腕部分が手に隠されて写らなくなる。
縮小率=α×(θ2/θ1)
ここで、αは、各種のアプリケーションやデバイス(カメラ装置)に応じて設定される所定の調整用パラメータである。
なお、調整用パラメータを省略してもよい。また、縮小率の算出にあたり、手や顔の領域の重心を用いているが、他の適当な位置を用いてもよい。
なお、上述した実施形態においては、画像補正処理において、「位置合わせ処理」、「領域抽出処理」、「フィッティング処理」、「合成・インペイント処理」を順次実行するようにしたが、「フィッティング処理」、「合成・インペイント処理」に代わって、以下の最適化手法を実行するようにしてもよい。すなわち、「位置合わせ処理」を行った後の「領域抽出処理」によって第1画像から供給元領域を抽出すると、縮小率を算出する処理を行わず、この抽出した供給元領域の大きさや合成位置などをワーピングによって遂次変更(ワープ変形)しながら補正対象領域の境界上でのエネルギー値を繰り返し算出して最適な供給元領域の大きさなどを決定する最適化手法を実行するようにしてもよい。
上述した実施形態においては、撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得すると共に、撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得するようにしたが、撮影対象に対してカメラ装置1を移動しながら動画撮影を行い、その動画撮影された各フレーム画像の中から第1画像及び第2画像を選択するようにしてもよい。この場合、各フレーム画像内の任意の着目点(例えば、人物の鼻や目など)の写り具合を判断して、手の領域及び腕の領域を特定するのに適した画像を第1画像及び第2画像として選択すればよい。このように動画から第1画像及び第2画像を選択するようにすれば、撮影者はカメラ装置1の位置状態を気にすることなく、撮影を行うことができると共に、撮影対象に対してカメラ装置1を移動する際に、直線的な移動に制限されることもなく、移動の自由度を増すことができる。
上述した実施形態においては、一対の超広角レンズ(魚眼レンズ)を用いた全天球カメラに適用した場合を示したが、単一の超広角レンズで略全天球の撮影を可能としたカメラに適用するようにしてもよく、3以上の広角レンズ(例えば、画角が120°以下)を用いて全天球の撮影を可能としたカメラに適用してもよく、更には、全天球画像に限らず、半天球画像についても適用可能である。この場合、撮像手段を支持する所定の被写体が、全天球画像の場合にはその画像の中央部に位置し、半天球画像の場合にはその画像の周辺部に位置するなどの相違点もあるが、半天球画像であっても全天球画像の場合と基本的には同様に適用可能である。
以下、本願出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記)
(請求項1)
請求項1に記載の発明は、
撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得手段と、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得手段と、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定手段で特定された補正対象領域を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置である。
(請求項2)
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、
前記特定手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態を変化させて撮影することによって得られた前記第1画像と第2画像とを比較し、その類似度に基づいて前記第1画像内に前記供給元領域を特定すると共に、前記第2画像内に前記補正対象領域を特定する、
ことを特徴とする。
(請求項3)
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の画像処理装置において、
前記所定の被写体には、前記撮像手段に接する第1被写体と、前記第1被写体に連なる所定の第2被写体が含まれ、
前記補正手段は、
曲面の内側に投影された前記第1画像である第1曲面画像に含まれる前記第2被写体の大きさと、曲面の内側に投影された前記第2画像である第2曲面画像に含まれる前記第2被写体の大きさとの関係を表す関係パラメータを算出するとともに、算出された関係パラメータに基づいて、前記対象領域を縮小する、
ことを特徴とする。
(請求項4)
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の画像処理装置において、
前記補正手段は、
前記第1曲面画像における前記第1被写体の位置と、前記第1曲面画像における、前記第2被写体に連なる所定の第3被写体の位置との関係、及び、前記第2曲面画像における前記第1被写体の位置と、前記第2曲面画像における前記第3被写体の位置との関係に応じて、前記関係パラメータを算出する、
ことを特徴とする。
(請求項5)
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の画像処理装置において、
前記第1被写体は、前記撮像手段を操作する撮影者の手であり、
前記第2被写体は、前記撮影者の腕である、
ことを特徴とする。
(請求項6)
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記第1画像及び前記第2画像の各々は、広角レンズを備えた前記撮像手段によって撮影された画像を用いて生成された全天球画像である、
ことを特徴とする。
(請求項7)
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記第2取得手段は、前記撮影対象に対する撮像手段の位置状態が前記第1位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第2位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第2画像として取得する、
ことを特徴とする。
(請求項8)
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記第1取得手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が予め決められている基準位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第1位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第1画像として取得し、
前記第2取得手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が予め決められている基準位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第2位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第2画像として取得する、
ことを特徴とする。
(請求項9)
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置において、
前記補正手段は、前記第2画像の補正対象領域内において、前記縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして合成すると共に、前記補正用画像データを合成した部分以外の部分の画像データを、前記補正対象領域の周囲の画像データを参照して書き換える処理を施す、
ことを特徴とする。
(請求項10)
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の画像処理装置において、
前記補正手段は、前記第2画像の補正対象領域内に、前記縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして合成する際に、前記補正対象領域の周囲の画像データを参照して当該合成位置を決定する、
ことを特徴とする。
(請求項11)
請求項11に記載の発明は、
撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得ステップと、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得ステップと、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定ステップと、
前記特定手段で特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定手段で特定された補正対象領域を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法である。
(請求項12)
請求項12に記載の発明は、
撮像手段により撮影された画像を処理する画像処理装置に、
撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得機能と、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得機能と、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定機能と、
前記特定手段で特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定手段で特定された補正対象領域を補正する補正機能と、
を実現させるためのプログラムである。
5 レリーズボタン
6 前面撮像レンズ
7 後面撮像レンズ
11 制御部
12 記憶部
13 操作部
16 姿勢検出部
17 撮像部
18 画像データ生成部
19 画像データ処理部
19a 取得部
19b 特定部
19c 補正部
60、70 撮像素子
Claims (12)
- 撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得手段と、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得手段と、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定手段で特定された補正対象領域を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記特定手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態を変化させて撮影することによって得られた前記第1画像と第2画像とを比較し、その類似度に基づいて前記第1画像内に前記供給元領域を特定すると共に、前記第2画像内に前記補正対象領域を特定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記所定の被写体には、前記撮像手段に接する第1被写体と、前記第1被写体に連なる所定の第2被写体が含まれ、
前記補正手段は、
曲面の内側に投影された前記第1画像である第1曲面画像に含まれる前記第2被写体の大きさと、曲面の内側に投影された前記第2画像である第2曲面画像に含まれる前記第2被写体の大きさとの関係を表す関係パラメータを算出するとともに、算出された関係パラメータに基づいて、前記補正対象領域を縮小する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、
前記第1曲面画像における前記第1被写体の位置と、前記第1曲面画像における、前記第2被写体に連なる所定の第3被写体の位置との関係、及び、前記第2曲面画像における前記第1被写体の位置と、前記第2曲面画像における前記第3被写体の位置との関係に応じて、前記関係パラメータを算出する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理装置。 - 前記第1被写体は、前記撮像手段を操作する撮影者の手であり、
前記第2被写体は、前記撮影者の腕である、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の画像処理装置。 - 前記第1画像及び前記第2画像の各々は、広角レンズを備えた前記撮像手段によって撮影された画像を用いて生成された全天球画像である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第2取得手段は、前記撮影対象に対する撮像手段の位置状態が前記第1位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第2位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第2画像として取得する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記第1取得手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が予め決められている基準位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第1位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第1画像として取得し、
前記第2取得手段は、前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が予め決められている基準位置状態から所定の方向に所定量移動した前記第2位置状態に変化したことを条件に、前記撮像手段によって撮影された画像を前記第2画像として取得する、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記第2画像の補正対象領域内において、前記縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして合成すると共に、前記補正用画像データを合成した部分以外の部分の画像データを、前記補正対象領域の周囲の画像データを参照して書き換える処理を施す、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記補正手段は、前記第2画像の補正対象領域内に、前記縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして合成する際に、前記補正対象領域の周囲の画像データを参照して前記補正対象領域内に前記補正用画像データを合成する位置を決定する、
ことを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 - 撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得ステップと、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得ステップと、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定ステップと、
前記特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定された補正対象領域を補正する補正ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 撮像手段により撮影された画像を処理する画像処理装置に、
撮影対象に対する撮像手段の位置状態が第1位置状態であるときに撮影された画像を第1画像として取得する第1取得機能と、
前記撮影対象に対する前記撮像手段の位置状態が前記第1位置状態とは異なる第2位置状態であるときに撮影された画像を第2画像として取得する第2取得機能と、
前記取得された第1画像のうち、前記撮像手段を支持する所定の被写体が写っている所定の領域を、供給元領域として特定すると共に、前記取得された第2画像のうち、前記被写体が写っている所定の領域を、補正対象領域として特定する特定機能と、
前記特定された供給元領域を縮小すると共に、縮小した供給元領域の画像データを補正用画像データとして用いて、前記特定された補正対象領域を補正する補正機能と、
を実現させるためのプログラム。
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US20140363088A1 (en) | 2013-06-07 | 2014-12-11 | Korea Institute Of Science And Technology | Method of establishing database including hand shape depth images and method and device of recognizing hand shapes |
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