JP7380088B2 - Imaging device, imaging method, program - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置、撮像方法、及び、プログラムに関する。 The present invention relates to an imaging device, an imaging method, and a program.
撮像装置が動いている被写体を撮像する場合がある。例えば、人や自転車が接近しながら目の前を通過し、その後、遠ざかるようなシチュエーションで、より少ないぶれでユーザが被写体を撮像したい場合などである。 There are cases where an imaging device images a moving subject. For example, a user may want to capture an image of a subject with less blur in a situation where a person or bicycle approaches and passes in front of the user, and then moves away.
例えば、監視カメラではターゲットが常に画角の中央に位置するようにカメラのパン及び/又はチルトを制御する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1には制御遅延が生じる時間を推定して、遅延時間後のターゲットの位置を予測してパン及び/又はチルトを制御する追尾制御装置が開示されている。
For example, in a surveillance camera, a technique is known in which the pan and/or tilt of the camera is controlled so that the target is always located at the center of the angle of view (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術は、撮像装置の回転速度の設定における操作性が悪いという問題がある。例えば、被写体が水平方向に移動する場合には撮像装置が水平方向に回転することで、被写体のぶれを少なくして撮像することができる。しかし、従来、被写体の移動速度に応じた回転速度をユーザが撮像装置に設定することは容易でなかった。 However, the conventional technology has a problem of poor operability in setting the rotational speed of the imaging device. For example, when the subject moves in the horizontal direction, by rotating the imaging device in the horizontal direction, it is possible to image the subject with less blur. However, conventionally, it has not been easy for a user to set the rotation speed of an imaging device according to the moving speed of the subject.
本発明は、上記課題に鑑み、回転速度の設定の操作性が向上された撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an imaging device with improved operability in setting the rotation speed.
上記課題に鑑み、本発明は、撮像装置を水平方向に回転させる回転機構を有する撮像装置であって、タッチパネルと、前記タッチパネルをユーザがこする速度に基づいて前記撮像装置の回転速度を受け付ける回転速度受付部と、前記回転速度受付部が受け付けた前記回転速度で前記撮像装置を水平方向に回転させる回転制御部と、を有することを特徴とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides an imaging device having a rotation mechanism for horizontally rotating the imaging device, comprising: a touch panel; The image pickup apparatus is characterized in that it includes a speed receiving section and a rotation control section that horizontally rotates the imaging device at the rotational speed accepted by the rotational speed receiving section.
回転速度の設定の操作性が向上された撮像装置を提供することができる。 It is possible to provide an imaging device with improved operability in setting the rotation speed.
以下、本発明を実施するための形態の一例として、撮像装置と撮像装置が行う撮像方法について図面を参照しながら説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, as an example of a form for carrying out the present invention, an imaging device and an imaging method performed by the imaging device will be described with reference to the drawings.
<用語について>
こするとは、押しつけた状態で摩擦することをいう。すなわち、指先を接触させたまま移動させることをいう。なぞる、又は、はじく、と称してもよい。
<About terms>
To rub means to rub something by pressing it against it. In other words, it means moving the fingertips while keeping them in contact. It may also be called tracing or flicking.
回転とは、例えば撮像装置の長手方向を軸にして水平に回転することをいい、回転速度は回転する速度である。必ずしも1回転以上しなくてもよい。 Rotation refers to, for example, horizontal rotation about the longitudinal direction of the imaging device, and rotation speed is the rotation speed. It is not necessary to make more than one revolution.
<システム構成例>
図1は、撮像装置又は撮像システムの構成例を示す。まず、図1(a)は撮像装置1がタッチパネルを有していない場合の撮像システムを示す。撮像装置1と情報処理装置30は例えばBluetooth(登録商標)、又は、Wi-Fiなどで無線通信する。USBケーブルなどの有線で通信してもよい。情報処理装置30はタッチパネル421からユーザ(撮像者)の操作を受け付けるユーザインタフェースとなるため、図1(b)のように撮像装置1がタッチパネル421を有していれば情報処理装置30はなくてもよい。
<System configuration example>
FIG. 1 shows a configuration example of an imaging device or an imaging system. First, FIG. 1(a) shows an imaging system in which the
撮像装置1は、魚眼レンズや超広角レンズなどの広角レンズ602a、602bを複数使用して周囲360度又は全方位を一回の撮像操作で撮像する。図1(a)の撮像装置1は紙面に対し反対側にもう1つレンズを有している。撮像装置1は、各々のレンズからの像を各撮像素子に投影し、得られる各画像を画像処理によってつなぎ合わせることで、全天球画像を生成する。
The
このような撮像装置1は全天球撮像装置などと呼ばれるが、撮像装置1は360度画像を生成するので(画角が広いので)、移動する被写体を撮像しやすい。しかし、シャッター速度によっては移動する被写体のぶれが発生する。そこで、本実施形態では撮像装置1に回転機構を設け、自動で回転することを可能にした。
Such an
撮像装置1の底面からは回転メカ629が突出しており、固定ボディ2に回転メカ629が挿入されている。回転メカ629が回転モータで回転することで、撮像装置1は固定ボディ2に対し相対的に回転する。被写体の移動速度に対し適切な回転速度をユーザが設定することで、被写体のぶれを低減できる。図1(a)の構成では撮像装置1の回転速度を情報処理装置30のタッチパネル421からユーザが容易に設定できる。
A
情報処理装置30は、撮像装置1に専用のアプリケーションが動作しており、ユーザが撮像装置1に固有の識別情報をアプリケーションに設定する。これにより、アプリケーションは周囲の撮像装置1を電波で検索し、自動的に接続する。
In the
情報処理装置30は、このような無線の通信機能、及びタッチパネル421を有する一般的な端末でよい。例えば、スマートフォン、タブレット端末、PDA(Personal Digital Assistant)、ウェアラブルPC又はノートPC等である。しかし、これらには限られない。
The
情報処理装置30はタッチパネル421を有しており、ユーザがタッチパネル421を指でこする速度に基づいて撮像装置1の回転速度を設定する。
The
図1(b)に示すように、撮像装置1がタッチパネル421を有する場合、情報処理装置30がなくても、回転速度を受け付けることができる。
As shown in FIG. 1B, when the
<ハードウェア構成例>
<<撮像装置>>
図2を用いて、撮像装置1のハードウェア構成を説明する。図2は、撮像装置1のハードウェア構成図である。以下では、撮像装置1は、2つの撮像素子を使用した全天球(全方位)撮像装置とするが、撮像素子は2つ以上いくつでもよい。また、必ずしも全方位撮像専用の装置である必要はなく、通常のデジタルカメラやスマートフォン等に後付けの全方位の撮像ユニットを取り付けることで、実質的に撮像装置1と同じ機能を有するようにしてもよい。
<Hardware configuration example>
<<Imaging device>>
The hardware configuration of the
図2に示されているように、撮像装置1は、撮像ユニット601、画像処理ユニット604、画像処理ユニット605、マイク608、音処理ユニット609、CPU611(Central Processing Unit)、ROM612(Read Only Memory)、SRAM613(Static Random Access Memory)、DRAM614(Dynamic Random Access Memory)、操作部615、外部機器接続I/F616、遠距離通信回路617、アンテナ617a、加速度・方位センサ618、及び、ジャイロセンサ619を有している。
As shown in FIG. 2, the
このうち、撮像ユニット601は、各々半球画像を結像するための180°以上の画角を有する広角レンズ602a,602b(いわゆる魚眼レンズ)と、各広角レンズに対応させて設けられている2つの撮像素子603a,603bを備えている。撮像素子603a,603bは、広角レンズ602a,602bによる光学像を電気信号の画像データに変換して出力するCMOSセンサ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCDセンサ(Charge Coupled Device)などの画像センサ、この画像センサの水平又は垂直同期信号や画素クロックなどを生成するタイミング生成回路、この撮像素子の動作に必要な種々のコマンドやパラメータなどが設定されるレジスタ群などを有している。
Among these, the
撮像ユニット601の撮像素子603a,603bは、各々、画像処理ユニット604とパラレルI/Fバスで接続されている。一方、撮像ユニット601の撮像素子603a,603bは、画像処理ユニット605とは、シリアルI/Fバス(I2Cバス等)で接続されている。画像処理ユニット604、画像処理ユニット605及び音処理ユニット609は、バス610を介してCPU611と接続される。更に、バス610には、ROM612、SRAM613、DRAM614、操作部615、外部機器接続I/F616(Interface)、遠距離通信回路617、加速度・方位センサ618、及び、ジャイロセンサ619なども接続される。
The
画像処理ユニット604は、撮像素子603a,603bから出力される画像データをパラレルI/Fバスを通して取り込み、それぞれの画像データに対して所定の処理を施した後、これらの画像データを合成処理して、正距円筒射影画像のデータを作成する。
The
画像処理ユニット605は、一般に画像処理ユニット605をマスタデバイス、撮像素子603a,603bをスレーブデバイスとして、I2Cバスを利用して、撮像素子603a,603bのレジスタ群にコマンド等を設定する。必要なコマンド等は、CPU611から受け取る。また、画像処理ユニット605は、同じくI2Cバスを利用して、撮像素子603a,603bのレジスタ群のステータスデータ等を取り込み、CPU611に送る。
The
また、画像処理ユニット605は、操作部615のシャッターボタンが押下されたタイミングで、撮像素子603a,603bに画像データの出力を指示する。撮像装置1によっては、ディスプレイ(例えば、情報処理装置30のディスプレイ)によるプレビュー表示機能や動画表示に対応する機能を持つ場合もある。この場合は、撮像素子603a,603bからの画像データの出力は、所定のフレームレート(フレーム/分)によって連続して行われる。
Furthermore, the
また、画像処理ユニット605は、後述するように、CPU611と協働して撮像素子603a,603bの画像データの出力タイミングと同期をとる同期制御手段としても機能する。なお、本実施形態では、撮像装置1にはディスプレイが設けられていないが、表示部を設けてもよい。
The
マイク608は、音を音(信号)データに変換する。音処理ユニット609は、マイク608から出力される音データをI/Fバスを通して取り込み、音データに対して所定の処理を施す。
CPU611は、撮像装置1の全体の動作を制御すると共に必要な処理を実行する。ROM612は、CPU611のための種々のプログラムを記憶している。SRAM613及びDRAM614はワークメモリであり、CPU611で実行するプログラムや処理途中のデータ等を記憶する。特にDRAM614は、画像処理ユニット604での処理途中の画像データや処理済みの正距円筒射影画像のデータを記憶する。
The
操作部615は、シャッターボタン615aなどの操作ボタンの総称である。ユーザは操作部615を操作することで、種々の撮像モードや撮像条件などを入力する。
The
外部機器接続I/F616は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリやPC(Personal Computer)等である。DRAM614に記憶された正距円筒射影画像のデータは、この外部機器接続I/F616を介して外付けのメディアに記録されたり、必要に応じて外部機器接続I/F616を介してスマートフォン等の外部端末(装置)に送信されたりする。
The external device connection I/
遠距離通信回路617は、撮像装置1に設けられたアンテナ617aを介して、Wi-Fi、NFC(Near Field Communication)やBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信技術によって、スマートフォン等の外部端末(装置)と通信を行う。この遠距離通信回路617によっても、正距円筒射影画像のデータをスマートフォン等の外部端末(装置)に送信することができる。
The long-
加速度・方位センサ618は、地球の磁気から撮像装置1の方位を算出し、方位情報を出力する。この方位情報はExifに沿った関連情報(メタデータ)の一例であり、撮像画像の画像補正等の画像処理に利用される。なお、関連情報には、画像の撮像日時、及び画像データのデータ容量の各データも含まれている。また、加速度・方位センサ618は、撮像装置1の移動に伴う角度の変化(Roll角、Pitch角、Yaw角)を検出するセンサである。角度の変化はExifに沿った関連情報(メタデータ)の一例であり、撮像画像の画像補正等の画像処理に利用される。更に、加速度・方位センサ618は、3軸方向の加速度を検出するセンサである。撮像装置1は、加速度・方位センサ618が検出した加速度に基づいて、自装置(撮像装置1)の姿勢(重力方向に対する角度)を算出する。撮像装置1に、加速度・方位センサ618が設けられることによって、画像補正の精度が向上する。
The acceleration/
ジャイロセンサ619は、例えば3軸それぞれを中心として撮像装置1が回転した場合の角速度を検出する。
The
<<情報処理装置>>
図3は、情報処理装置30のハードウェア構成図である。図3に示されているように、情報処理装置30は、CPU401、ROM402、RAM403、EEPROM404、CMOSセンサ405、撮像素子I/F406、加速度・方位センサ407、メディアI/F409、GPS受信部411を備えている。
<<Information processing device>>
FIG. 3 is a hardware configuration diagram of the
これらのうち、CPU401は、情報処理装置30全体の動作を制御する。ROM402は、CPU401やIPL等のCPU401の駆動に用いられるプログラムを記憶する。RAM403は、CPU401のワークエリアとして使用される。EEPROM404は、CPU401の制御に従って、情報処理装置30用プログラム等の各種データの読み出し又は書き込みを行う。CMOSセンサ405は、CPU401の制御に従って被写体(主に自画像)を撮像して画像データを得る内蔵型の撮像手段の一種である。なお、CMOSセンサではなく、CCD(Charge Coupled Device)センサ等の撮像手段であってもよい。撮像素子I/F406は、CMOSセンサ405の駆動を制御する回路である。加速度・方位センサ407は、地磁気を検知する電子磁気コンパスやジャイロコンパス、加速度センサ等の各種センサである。メディアI/F409は、フラッシュメモリ等の記録メディア408に対するデータの読み出し又は書き込み(記憶)を制御する。GPS受信部411は、GPS衛星からGPS信号を受信する。
Among these, the
また、情報処理装置30は、遠距離通信回路412、CMOSセンサ413、撮像素子I/F414、マイク415、スピーカ416、音入出力I/F417、ディスプレイ418、外部機器接続I/F419、近距離通信回路420、近距離通信回路420のアンテナ420a、及びタッチパネル421を備えている。
The
これらのうち、遠距離通信回路412は、通信ネットワーク100を介して、他の機器と通信する回路である。CMOSセンサ413は、CPU401の制御に従って被写体を撮像して画像データを得る内蔵型の撮像手段の一種である。撮像素子I/F414は、CMOSセンサ413の駆動を制御する回路である。マイク415は、音を電気信号に変える内蔵型の回路である。スピーカ416は、電気信号を物理振動に変えて音楽や音声などの音を生み出す内蔵型の回路である。音入出力I/F417は、CPU401の制御に従ってマイク415及びスピーカ416との間で音信号の入出力を処理する回路である。ディスプレイ418は、被写体の画像や各種アイコン等を表示する液晶や有機EL(Electro Luminescence)などの表示手段の一種である。外部機器接続I/F419は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。近距離通信回路420は、NFC(Near Field Communication)やBluetooth(登録商標)等の通信回路である。タッチパネル421は、利用者がディスプレイ418を押下することで、情報処理装置30を操作する入力手段の一種である。
Among these, the long-
また、情報処理装置30は、バスライン410を備えている。バスライン410は、図3に示されているCPU401等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。
The
<<回転に関する撮像装置と固定ボディのハードウェア構成例>>
図4は、回転に関する撮像装置1と固定ボディ2のハードウェア構成例を示す図である。まず、撮像装置1は、操作命令受信部626、イメージセンサ621、画像結合ユニット622、画像記憶ユニット623、回転モータ制御部624、回転モータ625、電源ユニット(撮像用)627、電源ユニット(回転用)628、及び、回転メカ629を有している。
<<Hardware configuration example of imaging device and fixed body related to rotation>>
FIG. 4 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the
イメージセンサ621と画像結合ユニット622は図2の撮像素子603a、603b、及び、画像処理ユニット604、605に相当する。画像記憶ユニット623はSRAM613又はDRAM614である。
The
操作命令受信部626はユーザが操作した操作命令を固定ボディ2から受信する。例えば回転開始、停止、回転速度、又は回転方向などを受信する。回転モータ制御部624は操作命令受信部626が受信した操作命令で回転モータ625を回転制御する。回転速度に関しては、ユーザがマニュアルで設定する場合と、タッチパネル421を有する撮像装置1が受け付ける場合と、情報処理装置30から送信される場合とがある。回転モータ625は、回転メカ629を回転するモータ(アクチュエータ)である。回転メカ629は撮像装置1と固定ボディ2を相対的に回転可能に接続する。
The operation
電源ユニット(撮像用)627は撮像用のバッテリであり、電源ユニット(回転用)628は回転用のバッテリである。両者が別々なので撮像装置1の回転で撮像用の電力がなくなることを抑制できる。ただし、撮像用と回転用の区別なく1つのバッテリが搭載されていてもよい。なお、電源ユニット(回転用)628は電源ユニット(撮像用)627の補助電源となるとよい。
A power supply unit (for imaging) 627 is a battery for imaging, and a power supply unit (for rotation) 628 is a battery for rotation. Since both are separate, it is possible to prevent power for imaging from running out due to rotation of the
固定ボディ2は、ユーザが手にもって撮像装置1を構えたり、三脚などに固定したりすることが想定されている。固定ボディ2は操作命令送信部631、操作部633、及び、電源ユニット(操作用)632を有している。操作部633は、回転メカ629の回転に関する操作を受け付けるキーボードや液晶パネル(タッチパネル)などである。操作命令送信部631は操作部633が受け付けた操作命令を操作命令受信部626に送信する。通信方法は無線でも有線でもよい。電源ユニット(操作用)632は操作部633に電源を供給する。
It is assumed that the fixed
<機能について>
図5は、本実施形態の撮像装置1と情報処理装置30の機能をブロック状に示す機能ブロック図の一例である。
<About functions>
FIG. 5 is an example of a functional block diagram showing in block form the functions of the
まず、撮像装置1がタッチパネル421を有さない場合、図5(a)に示すように、情報処理装置30は通信部15と回転速度受付部14を有している。回転速度受付部14は、ユーザが指でタッチパネル421をこする速度を検出して、該速度から撮像装置1の回転速度を算出する。回転速度受付部14は回転速度だけでなく、指の移動方向に基づいて回転方向も受け付ける。通信部15は、回転速度と回転方向を撮像装置1に送信する。
First, when the
撮像装置1は、通信部11と、回転速度設定部12と、回転制御部13とを有している。通信部11は、情報処理装置30から回転速度と回転方向を受信する。回転速度設定部12は通信部11が受信した回転速度と回転方向を回転制御部13に設定する。回転制御部13は設定された回転方向に設定された回転速度で回転メカ629を回転制御する。
The
撮像装置1がタッチパネル421を有する場合、図5(b)に示すように、撮像装置1が回転速度受付部14と、回転速度設定部12と、回転制御部13とを有している。これらの機能は図5(a)と同様でよい。
When the
<全天球画像の作成>
次に、図6~図11を用いて全天球画像の作成方法等を説明する。図6は、撮像装置1の使用イメージ図である。撮像装置1は、図6に示されているように、例えば、ユーザが手に持ってユーザの周りの被写体を撮像するために用いられる。この場合、図2に示されている撮像素子603a及び撮像素子603bによって、それぞれユーザの周りの被写体が撮像されることで、2つの半球画像を得ることができる。
<Creating a spherical image>
Next, a method for creating a spherical image will be explained using FIGS. 6 to 11. FIG. 6 is an image diagram of how the
次に、図7及び図8を用いて、撮像装置1で撮像された画像から正距円筒射影画像EC及び全天球画像CEが作成されるまでの処理の概略を説明する。なお、図7(a)は撮像装置1で撮像された半球画像(前側)、図7(b)は撮像装置1で撮像された半球画像(後側)、図7(c)は正距円筒図法により表された画像(以下、「正距円筒射影画像」という)を示した図である。図8(a)は正距円筒射影画像で球を被う状態を示した概念図、図8(b)は全天球画像を示した図である。
Next, using FIGS. 7 and 8, an outline of the process from which an equirectangular projection image EC and a celestial sphere image CE are created from an image captured by the
図7(a)に示されているように、撮像素子603aによって得られた画像は、広角レンズ602aによって湾曲した半球画像(前側)となる。また、図7(b)に示されているように、撮像素子603bによって得られた画像は、広角レンズ602bによって湾曲した半球画像(後側)となる。そして、半球画像(前側)と、180度反転された半球画像(後側)とは、撮像装置1によって合成され、図7(c)に示されているように、正距円筒射影画像ECが作成される。
As shown in FIG. 7A, the image obtained by the
そして、OpenGL ES(Open Graphics Library for Embedded Systems)等が利用されることで、図8(a)に示されているように、正距円筒射影画像が球面を覆うように貼り付けられ、図8(b)に示されているような全天球画像CEが作成される。このように、全天球画像CEは、正距円筒射影画像ECが球の中心を向いた画像として表される。なお、OpenGL ESは、2D(2-Dimensions) 及び3D(3-Dimensions)のデータを視覚化するために使用するグラフィックスライブラリである。なお、全天球画像CEは、静止画であっても動画であってもよい。 Then, by using OpenGL ES (Open Graphics Library for Embedded Systems), etc., the equirectangular projection image is pasted to cover the spherical surface, as shown in Figure 8(a). A spherical image CE as shown in (b) is created. In this way, the spherical image CE is represented as an image in which the equirectangular projection image EC faces the center of the sphere. Note that OpenGL ES is a graphics library used to visualize 2D (2-Dimensions) and 3D (3-Dimensions) data. Note that the omnidirectional image CE may be a still image or a moving image.
以上のように、全天球画像CEは、球面を覆うように貼り付けられた画像であるため、人間が見ると違和感を持ってしまう。そこで、全天球画像CEの一部の所定領域(以下、「所定領域画像」という)を湾曲の少ない平面画像として表示することで、人間に違和感を与えない表示をすることができる。これに関して、図9及び図10を用いて説明する。 As described above, since the spherical image CE is an image pasted to cover a spherical surface, it feels strange when viewed by humans. Therefore, by displaying a predetermined area (hereinafter referred to as a "predetermined area image") of a part of the spherical image CE as a flat image with less curvature, it is possible to perform a display that does not give a sense of discomfort to humans. This will be explained using FIGS. 9 and 10.
なお、図9は、全天球画像を三次元の立体球とした場合の仮想カメラ及び所定領域の位置を示した図である。仮想カメラICは、三次元の立体球として表示されている全天球画像CEに対して、その画像を見るユーザの視点の位置に相当するものである。また、図10(a)は図9の立体斜視図、図10(b)はディスプレイに表示された場合の所定領域画像を表す図である。また、図10(a)では、図8に示されている全天球画像が、三次元の立体球CSで表されている。このように生成された全天球画像CEが、立体球CSであるとすると、図9に示されているように、仮想カメラICが全天球画像CEの内部に位置している。全天球画像CEにおける所定領域Tは、仮想カメラICの撮像領域である。所定領域Tのズームは、画角αの範囲(円弧)を広げたり縮めたりすることで表現することができる。また、所定領域Tのズームは、仮想カメラICを全天球画像CEに近づいたり、遠ざけたりすることで表現することもできる。所定領域画像Qは、全天球画像CEにおける所定領域Tの画像である。従って、所定領域Tは画角αと、仮想カメラICから全天球画像CEまでの距離fにより特定できる(図11参照)。 Note that FIG. 9 is a diagram showing the positions of the virtual camera and the predetermined area when the omnidirectional image is a three-dimensional solid sphere. The virtual camera IC corresponds to the position of the viewpoint of the user who views the spherical image CE displayed as a three-dimensional solid sphere. Further, FIG. 10(a) is a three-dimensional perspective view of FIG. 9, and FIG. 10(b) is a diagram showing a predetermined area image when displayed on a display. Furthermore, in FIG. 10(a), the omnidirectional image shown in FIG. 8 is represented by a three-dimensional solid sphere CS. Assuming that the spherical image CE generated in this manner is a three-dimensional sphere CS, the virtual camera IC is located inside the spherical image CE, as shown in FIG. The predetermined area T in the spherical image CE is an imaging area of the virtual camera IC. Zooming of the predetermined area T can be expressed by expanding or contracting the range (circular arc) of the angle of view α. Furthermore, zooming of the predetermined area T can also be expressed by moving the virtual camera IC closer to or farther away from the omnidirectional image CE. The predetermined area image Q is an image of a predetermined area T in the omnidirectional image CE. Therefore, the predetermined area T can be specified by the angle of view α and the distance f from the virtual camera IC to the spherical image CE (see FIG. 11).
そして、図10(a)に示されている所定領域画像Qは、図10(b)に示されているように、所定のディスプレイに、仮想カメラICの撮像領域の画像として表示される。図10(b)に示されている画像は、初期設定(デフォルト)された所定領域情報によって表された所定領域画像である。なお、所定領域Tは、画角αと距離fではなく、所定領域Tである仮想カメラICの撮像領域(X,Y,Z)によって示してもよい。 The predetermined area image Q shown in FIG. 10(a) is displayed on a predetermined display as an image of the imaging area of the virtual camera IC, as shown in FIG. 10(b). The image shown in FIG. 10(b) is a predetermined area image represented by initialized (default) predetermined area information. Note that the predetermined area T may be indicated by the imaging area (X, Y, Z) of the virtual camera IC, which is the predetermined area T, instead of the angle of view α and the distance f.
次に、図11を用いて、所定領域情報と所定領域Tの画像の関係について説明する。なお、図11は、所定領域情報と所定領域Tの画像の関係との関係を示した図である。図11に示されているように、仮想カメラICの画角αによって表される所定領域Tの対角画角をαとした場合の中心点CPが、所定領域情報の(x,y)パラメータとなる。fは仮想カメラICから中心点CPまでの距離である。Lは所定領域Tの任意の頂点と中心点CPとの距離である(2Lは対角線)。そして、図11では、一般的に以下の式(1)で示される三角関数が成り立つ。 Next, the relationship between the predetermined area information and the image of the predetermined area T will be explained using FIG. 11. Note that FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the predetermined area information and the image of the predetermined area T. As shown in FIG. 11, when α is the diagonal angle of view of the predetermined area T represented by the angle of view α of the virtual camera IC, the center point CP is the (x, y) parameter of the predetermined area information. becomes. f is the distance from the virtual camera IC to the center point CP. L is the distance between an arbitrary vertex of the predetermined region T and the center point CP (2L is a diagonal line). In FIG. 11, the trigonometric function expressed by the following equation (1) generally holds true.
L/f=tan(α/2)・・・(式1)
<撮像装置に写る画像>
次に、図12~図14を用いて撮像装置1に写る画像について説明する。まず、図12は、撮像装置1の回転方向における角度を説明する上面図である。上面図であるため、正面の広角レンズ602aと背面の広角レンズ602b、撮像装置1の本体、及び、固定ボディ2が示されている。6つの領域に区分された円形39は、回転角度を説明するための補足であって実際には存在しない。また、6つの領域の6という数字には意味がなく、8等分でも10等分でもよい。
L/f=tan(α/2)...(Formula 1)
<Image captured by the imaging device>
Next, images captured by the
図13は、撮像装置1が撮像した画像を説明するための図である。図13は、全天球画像を地図表記で知られるメルカトル図法(又は正距円筒射影図法でもよい)の要領で平面に示している。従って、画像の上方と下方では歪みが大きくなる。
FIG. 13 is a diagram for explaining an image captured by the
正面レンズ範囲41は、正面の広角レンズ602aで撮像した部分で、それ以外の部分が背面の広角レンズ602bで撮像した部分である。全天球画像は正面の広角レンズ602aと背面の広角レンズ602bによるそれぞれの画像が全天球画像になるように合成されているので、「画像の中央」という概念はない。図13では、説明の便宜上、撮像装置1の正面の広角レンズ602aの光軸が画像の中央に一致するように示した。正面の広角レンズ602aの真正面に看板42があり、画像の中央に看板42が写っている。
The
看板42のやや左には移動する被写体43,44が写っている。被写体43,44は例えば自転車、自動車、ランナーなどである。本実施例では、前を先導する自転車と、自転車の走っている選手を表している。
Moving
自転車と選手は道路45上を走っている。道路45はメルカトル図法の影響によりU字状に写っているが、実際はユーザの左前方から右後方へ道路45が続いている。
Bicycles and athletes are running on
図13の下方には、撮像装置1の回転角度をわかりやすく説明するためのスケール(ゲージ)46が示されている(実際の画像には存在しない)。 At the bottom of FIG. 13, a scale (gauge) 46 is shown for easily explaining the rotation angle of the imaging device 1 (not present in the actual image).
図14は、想定されるシチュエーション等で撮像された被写体の画像を時系列に示す図である。図14で想定される状況は以下のとおりである。
・シチュエーション
自転車競技の沿道観戦で、時速40km以上の速度で目の前を通過する選手の写真をユーザが流し撮りで撮像したいというシチュエーションである。
・ロケーション
撮像装置1は三脚などで沿道に設置されている。道路45の中央から撮像装置1までの距離は約3.5〔m〕とする。撮像装置1に対して道路45を挟んだ逆側には上記の看板42が設置されている。自転車52に乗った選手は、撮像装置1の左側から右側へ走行し、選手は平均的に時速約45〔km〕の速度で撮像装置1の前を通過する。
・撮像装置1の設定例
シャッター速度は1/30秒とする。この設定でシャッターは0.033秒開いており、この間に時速約45〔km〕の自転車52は約40cm移動する。ユーザはシャッターチャンスを逃さないため撮像装置1に連射撮像を設定する。例えば、4.4〔コマ/秒〕の連射を設定する。これは、0.23秒間隔で撮像する計算となる。時速約45〔km〕で走る自転車52は、0.23秒で約2.8〔m〕進む。
FIG. 14 is a diagram showing, in chronological order, images of a subject captured in assumed situations. The situations assumed in FIG. 14 are as follows.
- Situation This is a situation where the user is watching a bicycle race along the road and wants to take a panning shot of a rider passing in front of him at a speed of 40 km/h or more.
- Location The
- Setting example for
全天球(360度)を撮像できる撮像装置1の回転設定として、ユーザは33〔回転/分〕を情報処理装置30に設定する。この設定では連射間隔である0.23秒間に約45度回転する計算となる。33〔回転/分〕は、撮像装置1に選手が一番近づく時に通り過ぎる速度と、その時の撮像装置1から選手までの距離から算出した回転数であり、撮像装置1から通過する選手を見たときに、視点を追いかけるのに都合が良い値となる。
The user sets 33 [rotations/min] in the
・上記のシチュエーションと設定で撮像した例について
図14(a)~(g)は0.23秒間隔の画像と、撮像装置1の回転角度と、選手の位置とを時系列に示す。
- For examples of images captured under the above situations and settings, FIGS. 14(a) to 14(g) show images at 0.23 second intervals, the rotation angle of the
撮像装置1の上面図に示すように、時間の経過に伴って撮像装置1が回転モータ625により時計回りに45度ずつ回転している。選手は、約2.8〔m〕ずつ移動している。画像には、二台の自転車52が徐々に近づいて、遠ざかっていく様子が写っている。
As shown in the top view of the
図14(d)で自転車52が最も撮像装置1に近づいており、その前後を含めた、図14(c)(e)に着目すると、撮像装置1が回転することによって、ちょうど正面の広角レンズ602aと背面の広角レンズ602bの境界付近で、選手をとらえ続けていることがわかる。
In FIG. 14(d), the
従って、上記のシャッター速度で撮像された画像は、選手がくっきりと写り、周囲の景色が流れた、いわゆる「流し撮り」としての写真が得られる。 Therefore, an image taken at the above-mentioned shutter speed is a so-called "panning shot" photograph in which the athlete is clearly shown and the surrounding scenery flows.
また、図14の例において、2台の自転車52が10〔m〕程度離れた状態で追走している場合、通常のカメラであれば、先頭の選手の撮像をすれば、追走する選手の撮像のためにカメラを向ける時間はないが、全天球画像を撮像できる撮像装置1では、1回の撮像で2名の選手を撮像できる。
In addition, in the example of FIG. 14, if two
<回転速度の設定方法>
図14で説明した、撮像対象が最もカメラに接近する時に、「撮像対象が時速約45kmで通過する」、「撮像対象との距離が約3.5m程度である」、というシチュエーションに基づいて、撮像装置1の回転数を33〔回転/分〕と決定するには以下のような計算式が必要になる。
<撮像対象の速度[m/分]> / (<撮像装置と撮像対象の距離[m]> x 2 x <円周率>) = <撮像装置の回転速度[回転/分]> …(1)
このため、本実施形態の回転速度を入力するためには、以下のいずれかの操作が必要となる。
・回転の向き(右回り又は左回り)と、回転速度(1分毎の回転数等)をユーザが固定ボディ2部又は撮像装置1へ入力する ・・・(A)
・回転の向き(右回り又は左回り)と、撮像対象の実速度と、撮像装置1と撮像対象の距離をユーザが固定ボディ2部又は撮像装置1へ入力する ・・・(B)
しかし、(A)(B)共に、スポーツ観戦等の場でユーザが入力する項目としては、正確に知りうることが難しい数値となる。
<How to set the rotation speed>
As explained in Fig. 14, when the object to be imaged is closest to the camera, the object to be imaged is passing at a speed of approximately 45 km/h, and the distance to the object to be imaged is approximately 3.5 m. To determine the rotation speed of the
<Velocity of the imaging device [m/min]> / (<Distance between the imaging device and the imaging device [m]> x 2 x <Pi>) = <Rotation speed of the imaging device [rotations/min]> …(1 )
Therefore, in order to input the rotation speed in this embodiment, one of the following operations is required.
・The user inputs the direction of rotation (clockwise or counterclockwise) and rotation speed (number of rotations per minute, etc.) to the fixed
- The user inputs the direction of rotation (clockwise or counterclockwise), the actual speed of the imaging target, and the distance between the
However, both (A) and (B) are numerical values that are difficult to know accurately as items that the user inputs when watching sports or the like.
そこで、本実施形態では、図15に示す方法でユーザが回転速度を入力する。図15は、情報処理装置30又は撮像装置1に対して、ユーザが回転速度を入力する方法を説明する図である。図15では撮像装置1がタッチパネル421を有する場合を示すが、情報処理装置30の場合も同様である。
Therefore, in this embodiment, the user inputs the rotation speed using the method shown in FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating a method for a user to input a rotation speed into the
まず、ユーザはボタンなどで回転速度設定モードをONに切り替える。次に、図15(a)~(c)に示すように、移動する撮像対象の動きに合わせて、タッチパネル421をこする(スマートフォン等でフリックと呼ばれる動作を行う)。ユーザはこの「こする」速度を、動いている撮像対象が見えている速度とほぼ同じにする。従って、こする速度は「撮像対象の速度」に相当する。回転速度受付部14はこする速度を算出して、式(1)に代入して回転速度を算出する。
First, the user switches the rotation speed setting mode to ON using a button or the like. Next, as shown in FIGS. 15A to 15C, the user rubs the
図16は、こする速度の算出方法を説明する図である。回転速度受付部14は、タッチパネル421をこすることで入力された軌跡51のX方向の長さL〔m〕を、始点Sの検出時刻と終点Eの検出時刻の差である経過時間T(分)で割る。
撮像対象の速度=L/T …(2)
ただし、L=XE-XS
式(2)で得た「撮像対象の速度」を式(1)に代入すると撮像装置の回転数が求められる。「撮像装置と撮像対象の距離」は例えば3.5〔m〕などユーザの目測値でよい。
FIG. 16 is a diagram illustrating a method of calculating the rubbing speed. The rotation
Speed of imaging target = L/T…(2)
However, L=X E -X S
By substituting the "velocity of the imaging target" obtained in equation (2) into equation (1), the rotational speed of the imaging device can be determined. The "distance between the imaging device and the imaging target" may be a value measured visually by the user, such as 3.5 [m], for example.
なお、式(2)はタッチパネル421の左端に自転車52が達して右端に達するまでと同期してユーザがこする場合の式であるが、これではあまりに短時間に自転車52が通過してしまうおそれがある(ユーザが同期させることが困難になる)。このため図15(a)~(c)に示すように、情報処理装置30の手前から先までの決まった距離(例えば、自転車の3台分)を自転車が移動する場合と同期してユーザがこするとよい。この場合、撮像装置1は式(2)のLを決まった量だけ大きくする(例えば、3台分に応じた係数をかける)。
Note that formula (2) is for when the
<動作手順>
図17は、撮像装置1が回転速度を算出する手順を示すフローチャート図の一例である。
<Operating procedure>
FIG. 17 is an example of a flowchart showing a procedure in which the
ユーザが撮像装置1又は情報処理装置30を操作して、回転速度設定モードをONに操作する。撮像装置1又は情報処理装置30は操作を受け付ける(S1)。
The user operates the
次に、回転速度受付部14は始点Sの検出に応じて時間計測を開始する(S2)。始点Sはタッチパネル421に指(又は電子ペンでもよい)が最初に触れたことにより検出される。
Next, the rotational
同様に、回転速度受付部14は終点Eの検出に応じて時間計測を終了する(S3)。終点Eはタッチパネルから指(又は電子ペンでもよい)が離れたこと(検出できないこと)により検出される。
Similarly, the rotational
回転速度受付部14は始点Sから終点Eまでの軌跡51の水平方向の長さLを算出する(S4)。回転速度受付部14は長さLを経過時間Tで割って、「撮像対象の速度」を算出し、これを式(1)に代入して回転速度を算出する(S5)。
The rotational
<主な効果>
以上説明したように、本実施例の撮像装置1は、ユーザがタッチパネル421をこするという簡単な操作で、ユーザの意のままの回転速度を撮像装置1へ入力することができる。
<Main effects>
As described above, the
本実施例では、腕振り方式という、回転速度の別の設定方法について説明する。 In this embodiment, another method of setting the rotational speed called the arm swing method will be described.
本実施例においては、上記の実施例にて説明した図2、図3のハードウェア構成図、及び、図5に示した機能ブロック図を援用できるものとして説明する。 In this embodiment, the hardware configuration diagrams shown in FIGS. 2 and 3 and the functional block diagram shown in FIG. 5 described in the above embodiments can be used.
図18は、腕振り方式による回転速度の設定方法を説明する図である。本実施例では、ユーザは撮像装置1を手で把持している。ユーザはボタンなどで回転速度設定モードをONに切り替えた状態で、撮像装置1を持って腕を伸ばす。
FIG. 18 is a diagram illustrating a method of setting the rotational speed using the arm swing method. In this embodiment, the user holds the
図18(a)に示すように、まず、接近してくる自転車52の方向に腕を伸ばす。図18(a)では正面の広角レンズ602aの光軸が自転車52を指している。ただし、光軸の向きはどこでもよい。
As shown in FIG. 18(a), first, extend your arm in the direction of the approaching
ユーザは自転車52の動きに合わせて、腕を振る。すなわち、自分の身体を中心に、撮像装置1を持つこぶしの位置が円の弧を描くように移動する。図18(b)では腕が道路45に垂直な方向を向いており、図18(c)では右方向を向いている。いずれの場合も腕の延長線の方向に自転車52が存在する。
The user waves his arms in accordance with the movement of the
図18(a)~図18(c)の間にユーザ20が振った腕の角度は180度に満たない。図19は、図18と同様の図において、腕を振る詳細な角度を示す図である。撮像装置1は、腕が振られる過程の撮像装置1の回転速度をモーションセンサでとらえ、撮像装置の回転速度を設定する。図示するように撮像装置1の光軸の向きは振った腕の角度だけ変化するので、モーションセンサとしては例えばジャイロセンサがあるとよい。ジャイロセンサは角速度を検出するセンサである。
The angle of the arm swung by the
撮像装置1の撮像装置1は図18(a)~図18(b)の間の角速度ω〔rad/sec〕の平均を算出する。撮像装置1の1分間の回転数は
撮像装置の回転数={(ω×57.3度)/360}× 60
で求められる。
The
is required.
このように、ユーザは簡単な操作で回転数を設定できる。 In this way, the user can set the rotation speed with a simple operation.
図20は、撮像装置1が回転速度を算出する手順を示すフローチャート図の一例である。
FIG. 20 is an example of a flowchart showing a procedure in which the
ユーザが撮像装置1又は情報処理装置30を操作して、回転速度設定モードをONに操作する。撮像装置1又は情報処理装置30は操作を受け付ける(S11)。
The user operates the
次に、回転速度受付部14は時間計測の開始を受け付ける(S12)。操作時にユーザは接近してくる自転車に腕を向けている。この操作は例えば、ボタンの押下であるが、閾値以上の角速度の検出を時間計測の開始の契機としてもよい。
Next, the rotation
ユーザが移動する自転車に腕を向けながら腕を回転させる間、回転速度受付部14は角速度を記録する(S13)。例えば、定期的に角速度を記録する。
While the user rotates his arm while pointing toward the moving bicycle, the rotational
次に、回転速度受付部14は時間計測の終了を受け付ける(S14)。操作時にユーザは遠ざかる自転車に腕を向けている。この操作は例えば、ボタンの押下であるが、角速度が閾値未満になることを時間計測の終了の契機としてもよい。
Next, the rotational
次に、回転速度受付部14は角速度ωの平均を算出する(S15)。必ずしも全ての角速度ωを平均の算出に使用する必要はなく、最小値からいくつかと最大値からいくつかを排除してよい。
Next, the rotation
回転速度受付部14は角速度ωの平均から撮像装置1の回転速度を算出する(S16)。
The rotational
<主な効果>
このようにユーザが腕を振るという簡単な操作で、ユーザの意のままの回転速度を撮像装置1へ入力することができる。
<Main effects>
In this way, the user can input the desired rotational speed to the
<その他の適用例>
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
<Other application examples>
Although the best mode for carrying out the present invention has been described above using examples, the present invention is not limited to these examples in any way, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. and substitutions can be added.
例えば、本実施形態では全天球画像を撮像できる撮像装置1を例に説明したが、一般的な画角(例えば60度未満)の撮像装置でもユーザは同様に回転速度を設定できる。また、全天球画像といっても画像処理の関係で一部が写っていなくてもよい。
For example, in the present embodiment, the
また、本実施形態では撮像装置1が回転モータを有していたが、固定ボディが回転モータを有していてもよい。この場合、撮像装置1が回転速度を固定ボディに送信するか、固定ボディがタッチパネル421を有する。
Further, in this embodiment, the
また、本実施形態では自転車や選手などの移動を例にして説明したが、動物に適用してもよいし、自動車などの無生物にも適用できる。また、水上を移動するボート競技、雪上を移動するスキーやスノーボードの競技にも適用できる。 Further, in this embodiment, the movement of bicycles, athletes, etc. has been described as an example, but the present invention can also be applied to animals or inanimate objects such as cars. It can also be applied to rowing competitions that involve moving on water, and skiing and snowboarding competitions that involve moving on snow.
また、本実施形態では、撮像装置1が回転速度を計算していたが、ネットワークを介して通信可能なサーバが回転速度を計算してもよい。
Further, in this embodiment, the
また、図5などの構成例は、撮像装置1による処理の理解を容易にするために、主な機能に応じて分割したものである。処理単位の分割の仕方や名称によって本願発明が制限されることはない。撮像装置1は、処理内容に応じて更に多くの処理単位に分割することもできる。また、1つの処理単位が更に多くの処理を含むように分割することもできる。
Further, in the configuration example shown in FIG. 5 and the like, in order to facilitate understanding of the processing by the
上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC(Application Specific Integrated Circuit)、DSP(digital signal processor)、FPGA(field programmable gate array)や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。 Each function of the embodiments described above can be realized by one or more processing circuits. Here, the term "processing circuit" as used herein refers to a processor programmed to execute each function by software, such as a processor implemented by an electronic circuit, or a processor designed to execute each function explained above. This includes devices such as ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (digital signal processors), FPGAs (field programmable gate arrays), and conventional circuit modules.
1 :撮像装置
2 :固定ボディ
12 :回転速度設定部
13 :回転制御部
14 :回転速度受付部
30 :情報処理装置
1: Imaging device 2: Fixed body 12: Rotation speed setting section 13: Rotation control section 14: Rotation speed reception section 30: Information processing device
Claims (7)
タッチパネルと、
前記タッチパネルをユーザがこする速度に基づいて前記撮像装置の回転速度を受け付ける回転速度受付部と、
前記回転速度受付部が受け付けた前記回転速度で前記撮像装置を水平方向に回転させる回転制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。 An imaging device having a rotation mechanism for horizontally rotating the imaging device,
touch panel and
a rotational speed reception unit that receives a rotational speed of the imaging device based on a speed at which a user rubs the touch panel;
a rotation control unit that rotates the imaging device in a horizontal direction at the rotation speed accepted by the rotation speed reception unit;
An imaging device comprising:
前記タッチパネルをユーザがこする速度を撮像対象の速度として、
< 撮像対象の速度[m/分] > / (< 撮像装置と撮像対象の距離[m] > x 2 x <円周率>) = <撮像装置の回転速度[回転/分]>
に代入することで前記撮像装置の回転速度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The rotational speed reception unit is
The speed at which the user rubs the touch panel is the speed of the imaging target,
<Velocity of the imaging device [m/min] > / (<Distance between the imaging device and the imaging device [m] > x 2 x <Pi>) = <Rotation speed of the imaging device [rotations/min]>
The imaging device according to claim 1 or 2, wherein the rotational speed of the imaging device is calculated by substituting .
前記回転制御部は、前記通信部が受信した前記回転速度で前記撮像装置を水平方向に回転させることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の撮像装置。 a communication unit that receives the rotation speed from an information processing device that includes the touch panel and the rotation speed reception unit;
The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the rotation control unit rotates the imaging device in a horizontal direction at the rotation speed received by the communication unit.
回転速度受付部が、前記撮像装置が有するタッチパネルをユーザがこする速度に基づいて前記撮像装置の回転速度を受け付けるステップと、
回転制御部が、前記回転速度受付部が受け付けた前記回転速度で前記撮像装置を水平方向に回転させるステップと、
を有することを特徴とする撮像方法。 An imaging method performed by an imaging device having a rotation mechanism that rotates the imaging device in a horizontal direction,
a rotational speed receiving unit receiving a rotational speed of the imaging device based on a speed at which a user rubs a touch panel included in the imaging device;
a rotation control unit rotating the imaging device in a horizontal direction at the rotation speed accepted by the rotation speed reception unit;
An imaging method characterized by having the following.
前記撮像装置が有するタッチパネルをユーザがこする速度に基づいて前記撮像装置の回転速度を受け付ける回転速度受付部と、
前記回転速度受付部が受け付けた前記回転速度で前記撮像装置を水平方向に回転させる回転制御部、
として機能させるためのプログラム。 The imaging device has a rotation mechanism that rotates the imaging device in a horizontal direction,
a rotational speed reception unit that receives a rotational speed of the imaging device based on a speed at which a user rubs a touch panel of the imaging device;
a rotation control unit that rotates the imaging device in a horizontal direction at the rotation speed accepted by the rotation speed reception unit;
A program to function as
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