JP7209305B2 - 制御装置、制御方法、プログラム - Google Patents
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Description
なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
また、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。
以下、本発明の画像処理技術、画像撮像技術等を実現するための実施形態の一例について説明する。
画像処理装置1は、例えば、事前ズーム部110と、手振れ補正ズーム部140と、表示制御部180とを備える。
事前ズーム部110は、例えば、事前切り出し部120と、事前超解像処理部130とを備える。また、手振れ補正ズーム部140は、例えば、電子式手振れ補正部150と、切り出し部160と、超解像処理部170とを備える。
これらは、例えば、画像処理装置1の不図示の処理部(処理装置)や制御部(制御装置)が有する機能部(機能ブロック)であり、CPUやDSP等のプロセッサーやASIC等の集積回路を有して構成される。
なお、事前超解像度処理部130は、超解像処理に加えて、画像の歪み補正処理を実行するようにしてもよい。画像の歪み補正処理としては、例えば、ローリングシャッター歪み補正処理や広角歪み補正処理等が挙げられる。
また、電子式手振れ補正部150が、例えば、画像処理装置1の外部の慣性計測部(IMU:Inertial Measurement Unit)320によって取得された慣性情報を入力として加えて受け付けるようにしてもよい。
補正後切り出し領域は、例えば、切り出し部160に入力される事前ズーム画像に対して手振れ補正変換を適用した結果として得られる、補正前切り出し領域と対応する便宜上の切り出し領域であって、手振れ補正を適用した場合における切り出し領域である。
画像の「出力」には、自装置での画像の表示(表示出力)の他、例えば、自装置での他の機能部への画像の出力(内部出力)や、自装置以外の装置(外部装置)への画像の出力(外部出力)や送信(外部送信)等を含めることができる。
図2は、本実施形態における画像処理の手順例を示すフローチャートである。
図2のフローチャートにおける処理は、例えば画像処理装置1の処理部が、不図示の記憶部に格納されたカメラアプリケーションプログラムのコードを不図示のRAMに読み出して実行することにより実現される。
また、以下説明するフローチャートは、あくまでも本実施形態における画像処理の手順の一例を示すものに過ぎず、他のステップを追加したり、一部のステップを削除したりしてもよいことは勿論である。
なお、事前切り出し部120は、撮像された「N」フレーム(「N」は1以上の任意の整数)のイメージセンサ画像をまとめてイメージセンサ画像群として受け付けるようにしてもよい。
なお、イメージセンサ画像群が入力される場合、イメージセンサ画像群の各フレームにおいてS103のステップを繰り返し、「N」フレームの事前切り出し画像群を生成するようにしてもよい。
なお、先頭フレームである1フレーム目では、補正前切り出し領域は、例えば、事前ズーム画像の中心を手振れ補正ズーム倍率「q」倍で切り取る(デジタルズームする)ための矩形領域に設定される。
そして、電子式手振れ補正部150は、算出された局所的な動きベクトルに基づいて、「t-1」フレーム目から「t」フレーム目の間に発生した撮像部310の平行移動・回転移動(手振れ)と対応する手振れ補正変換を算出する(S109)。
なお、先頭フレームである1フレーム目では、手振れ補正変換は、例えば、恒等写像とすることができる。
また、超解像度処理部170は、電子式手振れ補正部150または切り出し部160から手振れ補正変換を取得し、超解像処理において手振れ補正変換を加味して処理を行うようにしてもよい。また、超解像度処理部170は、複数フレームの切り出し画像からなる切り出し画像群が入力される場合、時間軸方向を加味した超解像処理を行うようにしてもよい。
図3左側では、全景SCN内に破線で示される事前切り出し領域の中心点(重心点)である事前ズーム画像中心位置が、丸に十字の印で示されている。
また、二点鎖線で示される補正前切り出し領域と手振れ補正変換とに基づいて算出される補正後切り出し領域が、実線の四角形領域(図中では台形の領域)として示されている。そして、補正後切り出し領域の中心点(重心点)である補正位置が、四角に十字の印で示されている。
このとき、正規化前の補正ベクトルCは、事前ズーム画像中心位置を始点とし、補正位置を終点とするベクトルとなる。表示制御部180に入力される補正ベクトルCは、例えば、正規化前の補正ベクトルCを事前切り出し領域の長手方向および短手方向の長さに応じて正規化したベクトルである。
ガイドインジケータは、例えば、半径を手振れ補正条件の所定値「R」とする円周状の外縁と、黒い正方形で示されるズーム位置インジケータとで構成される。
なお、図3右側においては、便宜上、ガイドインジケータ外縁の中心位置を灰色の丸印で示している。
なお、ズーム位置インジケータの一辺の長さ「Z」は、例えば、「R」に対して十分小さい任意の値(例えば、「Z=R÷20」)とすることができる。
図4~図6に、撮像部310の変位(位置・角度の変化)に伴う事前切り出し領域の変化と、ズーム切り出し領域の変化との具体例を示す。また、フレーム間での変化に応じて生成されるガイドインジケータと、出力されるズーム画像の具体例も併せて示す。
また、これらのバウンディングボックスは、説明を簡略化するため全て矩形として表記するが、実際には矩形に限定されない。
なお、全景SCNは実際には全周方向に広がりを持つが、ここでは仮の外枠を設けてその外枠内のみを示す。
図4(A)では、例えば、イメージセンサ領域は、列車先頭車両の先端付近を中心に捉えている。補正後切り出し領域には、例えば、先頭車両の顔が捉えられている。
補正前切り出し領域もイメージセンサ領域の変化に合わせてずれているが、補正後切り出し領域は、手振れ補正変換により図4(A)から変位していない。
このとき、ズーム画像は図4(A)と同じ画像が出力され、ズーム画像にぶれが生じていない。
図5(B)は、図4(B)の状態である。
すると、ズーム位置インジケータは、ガイドインジケータ外縁内で右下方に移動してゆく。しかし、ズーム位置インジケータが外縁に到達していない状態では、手振れ補正ズーム部140において手振れ補正が有効となり、図5(B)と同じズーム画像が取得され続ける。やがて、ズーム位置インジケータがガイドインジケータ外縁に到達すると、手振れ補正条件を満たさなくなるため、手振れ補正ズーム部140において手振れ補正が無効に切り替わり、ズーム画像が事前切り出し画像に追従して変化してゆく。
図5(C)では、図5(B)から撮像部310の向きを左上方に振り続けた結果、イメージセンサ領域は列車の2両目を捉えている。
このとき、手振れ補正条件を満たさない状態が続くため、ズーム切り出し領域は、補正前切り出し領域に従って、例えば、事前切り出し領域内の右下端に固定され続ける。
また、ズーム位置インジケータは、例えば、外縁内の右下端に接する形で固定され続ける。
結果として、ズーム切り出し領域はイメージセンサ領域の中心付近を追従する形となり、例えば、ズーム画像として列車の先頭と2両目の連結部付近の画像が出力される。
図6(D)では、図5(C)から撮像部310の向きを左上方に振り続けた結果、イメージセンサ領域は列車の最後尾の車両を中央に捉えている。
このとき、手振れ補正条件を満たさない状態が続くため、ズーム切り出し領域は、事前切り出し領域に従って、例えば、事前切り出し領域内の右下端に固定され続ける。このため、ズーム位置インジケータは、例えば、外縁内の右下端に接する形で固定され続ける。
その結果、ズーム切り出し領域は事前切り出し領域内で追従する形となり、例えば、ズーム画像として列車の最後尾の車両の画像が出力される。
ガイドインジケータにおけるズーム位置インジケータは、外縁の中心からやや左上方にずれて表示されている。ズーム位置インジケータは外縁に接していないため、図6(E)では手振れ補正ズーム部140において手振れ補正が再び有効となっていることが示されている。
このとき、補正後切り出し領域は、手振れ補正変換により図6(D)から変位しない。結果として、ズーム画像は図6(D)と同じ画像が出力され、図6(D)から図6(E)への遷移においてズーム画像にはぶれが生じていない。
図7では、例えば、ズーム画像の右上方にガイドインジケータを合成した場合に生成されるスルー画像の遷移例を示す。
このとき、撮像部310の操作者は、撮像部310の向きを変えたにもかかわらず、手振れ補正が有効ででありズーム画像は変化しないため、ガイドインジケータが存在しない場合違和感を覚える可能性がある。
しかし、スルー画像中に表示されるガイドインジケータ内のズーム領域インジケータ位置が確認可能なことで、画像処理装置1は、撮像部310の操作者に手振れ補正が有効であることを報知することができる。また、これにより、撮像領域を変化させることを意図している撮像部310の操作者が撮像部310の向きをさらに急激に変化させてしまい、意図しない範囲がイメージセンサ画像として取得されてしまうことを防止することができる。
このとき、ズーム切り出し領域は撮像部310の向きに沿って移動し始めるため、ズーム画像は列車先頭車両の後方に向かって動き始める。そのため、撮像部310の操作者は、撮像部310の向きを同方向に変化させ続けている間、ズーム画像として取得される撮像対象が変化してゆくことを容易に把握できる。
本実施形態における画像処理装置(例えば、画像処理装置1)は、像振れ補正(例えば、手振れ補正)を行うことが可能な補正手段(例えば、電子式手振れ補正部150)を備え、撮像装置(例えば、撮像部310)による撮像に基づく画像(例えば、事前ズーム画像)から切り出した切出領域(例えば、ズーム切り出し領域)に基づいて生成した画像(例えば、ズーム画像)を出力可能であり、補正手段による像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲(例えば、手振れ補正条件を満たす範囲)に関する報知(例えば、ガイドインジケータの表示やピン音の音出力等)を制御する制御手段(例えば、表示制御部180)を備える。
これによれば、補正手段による像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲に関する報知を制御することで、意図した構図が撮影されるように支援することができる。また、報知を活用することで、撮像装置による撮像に基づく画像から切り出した切り出し領域に基づいて生成した画像を、簡易かつ適切に出力することができる。
これによれば、撮像装置の動きに伴う切出領域の変移に影響を及ぼし得る設定値に基づいて、適確に報知を制御することができる。
これによれば、像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲をユーザーが容易に把握可能な補助情報を生成することができる。
これによれば、ユーザーは、補助情報の外縁とインジケータとを確認することで、像振れ補正が有効か否かを容易に把握することができる。
これによれば、インジケータの位置を所定位置と連動させて移動させることができる。結果として、ユーザーは、補助情報の外縁とインジケータとの位置関係から、像振れ補正の状態(有効か否か)や、像振れ補正を有効化する、または無効化するための撮像装置の動きを容易に把握することができる。
これによれば、ユーザーは、表示装置を介して画像と補助情報とを確認することができる。結果として、ユーザーは、補助情報を目視しながら撮像装置の動きを調整することができる。その結果、より簡易かつ適切に、ユーザーが意図する切出領域に基づいて生成した画像を取得することができる。
これによれば、ズーム撮影時に報知を行うことで、上記の各種の効果がより顕著となる。
次に、上記の画像処理装置1を適用した、または上記の画像処理装置1を備える、端末、電子装置(電子機器)、情報処理装置の実施例について説明する。
ここでは、一例として、カメラ機能付き(撮像機能付き)携帯電話機の一種であるスマートフォンの実施例について説明する。但し、本発明を適用可能な実施例が、この実施例に限定されるわけでないことは勿論である。
スマートフォン10は、例えば、処理部100と、記憶部200と、撮像部310と、慣性計測部320と、操作部330と、表示部340と、音入力部350と、音出力部360と、通信部370とを備える。
これらの機能部は、図1の画像処理装置1が備える機能部にそれぞれ対応するものである。
これは、遠景を望遠で撮像する場合、撮像部310の3軸の軸回りの回転に比べて、撮像部310の並進は手振れ補正結果にあまり影響を及ぼさない。そのため、並進も含めた5軸手振れ補正の手振れ補正変換を処理する計算コストは、例えば、四元数を用いて高速に演算可能な3軸手振れ補正の手振れ補正変換を処理する計算コストに見合わないためである。
ここで、固定モードとは、例えば、ズーム切り出し領域内の撮影対象を追跡し、結果として、ズーム画像の変化(例えば、手振れによる揺れ)を抑制するための撮影モードである。
また、固定モードに対応付けられた音声以外の所定の音を音出力部360に出力させるようにしてもよい。
ここで、追従モードとは、例えば、撮像部310の向きの変化に追従し、ズーム切り出し領域内に収まる撮影対象を変更することで、結果として、ズーム画像として撮像される対象を切り替えるための撮影モードである。
また、追従モードに対応付けられた音声以外の所定の音を音出力部360に出力させるようにしてもよい。
本実施例のスマートフォン10によれば、前述した実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
このような構成にすることで、ユーザーは、報知を目視することが困難な状況下でも、ガイド情報を聞くことで、像振れ補正の状態を容易に把握することができる。
このような構成にすることで、ユーザーは、ガイド情報を聞くことで、像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲か否かを容易かつ適切に把握することができる。
このような構成にすることで、ユーザーは、ガイド情報を聞くことで、像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲内のどのあたりの状態であるのかを、より的確に把握することができる。結果として、ユーザーは、ガイド音を聞きながら撮像装置の動きを調整することができる。その結果、より簡易かつ適切にユーザーが意図する切出領域に基づいて生成した画像を取得することができる。
このような構成にすることで、補正手段は、撮像装置による撮像に基づく画像に対してモードに応じた適切な像振れ補正を行うことができる。
このような構成にすることで、補正手段は、撮像装置による撮像に基づく画像に対して第1モードでは第1処理によって強力な像振れ補正を行い、第2モードでは第1処理とは異なる第2処理によって微弱な像振れ補正を行う、あるいは像振れ補正を行わないようにすることができる。
このような構成にすることで、モードを、変移と設定値とに基づいて報知と連動させながら適切に決定することができる。
このような構成にすることで、ユーザーは報知によってモードを容易に把握することができる。
本発明を適用可能な実施形態は、上記の実施形態に限定されない。以下、変形例について説明する。
上記の実施形態では、手振れ補正ズーム部140は、イメージセンサ画像を予め拡大した(デジタルズームした)事前ズーム画像を入力として受け付けたが、これに限定されない。例えば、手振れ補正ズーム部140は、撮像部310からイメージセンサ画像を取得するようにしてもよい。
この場合、手振れ補正ズーム部140は、イメージセンサ画像を事前ズーム画像として各種の処理を実行すればよい。
また、画像の切り出しと超解像処理とが一度で済むため、ズーム画像の劣化が避けられる。
上記の実施形態では、手振れ補正条件の所定値「R」は、補正後切り出し領域が事前ズーム画像を逸脱しないように設定することとしたが、これに限定されない。例えば、手振れ補正条件の所定値「R」を、補正後切り出し領域の一部が事前ズーム画像の外部にはみ出すように設定してもよい。
上記の実施形態では、ズーム位置インジケータを黒色の正方形で示したが、これに限定されない。例えば、ズーム位置インジケータ内に手振れ補正の状態を示すアイコンを配置してもよい。
図4(A)に対応する図11(A)では、ズーム位置インジケータは、例えば、「ON」の文字で示される正方形のアイコンになっている。このズーム位置インジケータは、手振れ補正が有効であることを「ON」の文字で明示的に示している。
また、手振れ補正が有効である場合と無効である場合とで、ガイドインジケータ外縁の表示色を変更するようにしてもよい。
これによれば、ユーザーは、補助情報の表示態様を確認することで、像振れ補正が有効か否かをより容易に把握することができる。
これによれば、ユーザーは、インジケータの表示態様を確認することで、補助情報の外縁とインジケータとの関係性を確認せずとも、像振れ補正を有効化する範囲外までの撮像装置の動きに関する許容の度合いを容易かつ適切に把握することができる。
上記の実施形態では、ズーム位置インジケータは、補正ベクトルCの終点に配置されることとしたが、これに限定されない。例えば、ズーム位置インジケータを、ガイドインジケータの外縁中心に対して、補正ベクトルCの終点と点対称となる位置に配置するようにしてもよい。
各遷移状態でのスルー画像である図12(B)~図12(C)内の各ズーム画像については、例えば、図7(B)~図7(C)と同様になる。
この矢印の向きは、撮像部310の向きの変化(カメラ移動方向)と一致するため、撮像部310の操作者は、より直感的に手振れ補正の状態を把握することができる。
撮像部310の操作者は、このアニメーション効果により、矢印が流れる方向に全景中からズーム画像として捉える撮影対象を変更している途中であることを容易に把握することができる。
上記の実施形態では、ガイドインジケータの外縁を円形としたが、これに限定されない。例えば、外縁を矩形としてもよい。
補正ベクトルCの大きさは、例えば、補正条件の所定値「R」に対して「R/2」程度であるため、L字型のインジケータは、例えば、灰色で表示されている。
また、スルー画像の四辺のみにインジケータを表示させる場合、例えば、左上へのカメラ移動と対応するインジケータとして、左辺と上辺とのインジケータを表示させるようにしてもよい。
本発明における報知(補正手段による像振れ補正を有効化しつつ切出領域を切り出し可能な範囲に関する報知)の種類・態様は、表示や音出力に限定されない。この他にも、例えば、振動や発光等を含めてもよい。
本発明では、画像処理装置1の構成として、例えば、以下のいずれかの構成を適用することができる。
(1)事前ズーム部130でデジタルズームを行い、手振れ補正ズーム部140でさらに手振れ補正付きデジタルズームを行う。
(2)事前ズーム部130でデジタルズームを行い、手振れ補正ズーム部140では手振れ補正のみを行う。
(3)事前ズーム部130を用いず、手振れ補正ズーム部140で手振れ補正付きデジタルズームを行う。
(4)事前ズーム部130を用いず、手振れ補正ズーム部140では手振れ補正のみを行う。
なお、手振れ補正ズーム部140では手振れ補正のみを行う場合、例えば、手振れ補正ズーム倍率を「1」倍とし、超解像処理部170における超解像処理を行わない構成が考えられる。
上記の実施例では、本発明を、画像処理装置、端末、電子装置(電子機器)、情報処理装置の一例であるスマートフォンに適用した場合を例示したが、これに限定されない。本発明は、デジタル望遠鏡、ビデオカメラ、スチルカメラ、タブレット端末、スマートグラス等のウェアラブル端末といった各種の装置に適用可能である。
上記の実施形態では、画像処理に係る各種のプログラムやデータが、記憶部200に記憶されており、処理部がこれらのプログラムを読み出して実行することで、上記の各実施形態における画像処理が実現された。この場合、各装置の記憶部は、ROMやEEPROM、フラッシュメモリ、ハードディスク、RAMといった内部記憶装置の他に、メモリカード(SDカード)やコンパクトフラッシュ(登録商標)カード、メモリスティック、USBメモリ、CD-RW(光学ディスク)、MO(光磁気ディスク)といった、一時的ではない有形の記録媒体(記録メディア、外部記憶装置、記憶媒体)を有していてもよく、これらの記録媒体に上記の各種のプログラムやデータを記憶させることとしてもよい。
これらの記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な一時的ではない記録媒体(記憶媒体)の一例である。
この例において、画像処理装置1には、メモリカード430を挿入するためのカードスロット410が設けられており、カードスロット410に挿入されたメモリカード430に記憶された情報を読み取る又はメモリカード430に情報を書き込むためのカードリーダライタ(R/W)420が設けられている。
10 スマートフォン
110 事前ズーム部
120 事前切り出し部
130 事前超解像処理部
140 手振れ補正ズーム部
150 電子式手振れ補正部
160 切り出し部
170 超解像処理部
180 表示制御部
Claims (18)
- 撮像装置によって撮像された画像に基づくズーム画像を表示装置に表示し、外縁を前記表示装置に表示し、前記外縁に囲まれた位置にインジケータを表示する制御を行う制御手段、を備え、
前記外縁と前記インジケータとの最短距離が大きいほど、像振れ補正を無効化する範囲までの前記撮像装置又は被写体の動きに関する許容の度合が大きい、制御装置。 - 前記制御手段は、前記外縁に囲まれた領域で前記インジケータの位置を変化させることが可能である、請求項1に記載の制御装置。
- 前記外縁は円形又は矩形であり、
前記インジケータは、前記撮像装置によって撮像された画像に基づく切出領域の変位が前記撮像に基づく画像の中心点に対して大きいほど前記外縁の中央から遠い点に配置され、
前記切出領域の変位量があらかじめ定められた量に達すると前記点は前記外縁に接する、請求項2に記載の制御装置。 - 前記インジケータは文字列を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記制御手段は、前記外縁と前記インジケータとの最短距離に応じて、前記文字列の濃さ、色、又は点滅間隔を変化させる、請求項4に記載の制御装置。
- 前記インジケータは矢印を含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記外縁と前記インジケータとの最短距離は、前記外縁と前記矢印の先端との最短距離である、請求項6に記載の制御装置。
- 前記矢印の始点は前記外縁の中央であり、前記矢印の向きは前記撮像装置によって撮像された画像に基づく切出領域の変位方向と一致し、前記矢印の長さは前記切出領域の変位量が大きいほど長い、請求項7に記載の制御装置。
- 前記制御手段は、前記像振れ補正に関する複数のモードから設定されるモードに応じた前記像振れ補正を行う、請求項1から8のいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記複数のモードは、少なくとも、第1処理によって前記像振れ補正を行う第1モードと、前記第1処理とは異なる第2処理によって前記像振れ補正を行う、又は前記像振れ補正を行わない第2モードとを含み、
前記制御手段は、前記第1モードである場合、前記インジケータを第1態様で表示させ、前記第2モードである場合、前記インジケータを前記第1態様とは異なる第2態様で表示させる、請求項9に記載の制御装置。 - 前記インジケータは文字列を含み、
前記第1態様と、前記第2態様とは、前記文字列が異なる、請求項10に記載の制御装置。 - 前記インジケータは矢印の態様であり、
前記第1態様と、前記第2態様とは、前記矢印の線種が異なる、請求項10に記載の制御装置。 - 撮像装置によって撮像された画像に基づくズーム画像を表示装置に表示し、前記ズーム画像のふちにインジケータを表示することが可能であり、前記インジケータの濃さを変化させることが可能な制御手段、を備え、
前記濃さが濃いほど、像振れ補正を無効化する範囲までの前記撮像装置又は被写体の動きに関する許容の度合が小さい、制御装置。 - 前記制御手段は、前記像振れ補正に関する複数のモードから設定されるモードに応じた前記像振れ補正を行い、
前記複数のモードは、少なくとも、第1処理によって前記像振れ補正を行う第1モードと、前記第1処理とは異なる第2処理によって前記像振れ補正を行う、又は前記像振れ補正を行わない第2モードとを含み、
前記制御手段は、前記第1モードである場合、前記インジケータを第1態様で表示させ、前記第2モードである場合、前記インジケータを前記第1態様とは異なる第2態様で表示させ、
前記第1態様と、前記第2態様とは、点灯又は点滅の態様である、請求項13に記載の制御装置。 - 前記制御手段は、ズーム撮影時に、前記インジケータを表示する制御を行う、請求項1から14のいずれか一項に記載の制御装置。
- 撮像装置によって撮像された画像に基づくズーム画像を表示装置に表示することと、
外縁を前記表示装置に表示することと、
前記外縁に囲まれた位置にインジケータを表示することと、を含み、
前記外縁と前記インジケータとの最短距離が大きいほど、像振れ補正を無効化する範囲までの前記撮像装置又は被写体の動きに関する許容の度合が大きい、制御方法。 - 前記外縁に囲まれた領域で前記インジケータの位置を変化させることが可能である、請求項16に記載の制御方法。
- コンピュータに、
撮像装置によって撮像された画像に基づくズーム画像を表示装置に表示することと、
外縁を前記表示装置に表示することと、
前記外縁に囲まれた位置にインジケータを表示することと、を実行させ、
前記外縁と前記インジケータとの最短距離が大きいほど、像振れ補正を無効化する範囲までの前記撮像装置又は被写体の動きに関する許容の度合が大きい、プログラム。
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