JP7426841B2 - 像ブレ補正装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents
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Description
<カメラシステムの構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係わるレンズ交換式の一眼レフタイプのカメラシステム(撮像システム)100の構成を示す図である。図1(a)は第1の実施形態におけるカメラシステムの中央断面図であり、図1(b)はカメラシステム100の電気的構成を示すブロック図である。
次に、図2は、本実施形態におけるカメラシステム100が備える像ブレ補正装置200のブロック構成を示す図である。図2に示す像ブレ補正装置200の各ブロックとカメラシステム100の各ブロックとの対応関係については、後に詳しく説明する。なお、像ブレ補正軸として、カメラシステム100のPitch方向、Yaw方向については同じ構成であるため、これらのうち1軸についてのみ説明する。
次に、オフセット推定部202による振れ検出部201のオフセット推定処理の方法について数式を用いて説明する。本実施形態のオフセット推定部202を公知の線形カルマンフィルタで構成する場合、線形カルマンフィルタの一般的な式は以下の式(1)~式(7)で表すことができる。
zt=Cxt+δt …式(2)
ここで、式(1)は状態空間表現での動作モデルを表し、式(2)は観測モデルを表す。Aは動作モデルでのシステムマトリクス、Bは入力マトリクスを表す。またCは観測モデルでの出力マトリクスを表し、それぞれは行列式で表現される。またεtはプロセスノイズ、δtは観測ノイズ、tは離散的な時間を表す。
zt=xt+δt …式(9)
ここで、式(4)における動作モデルのノイズの分散Σxをシステムノイズの分散σx 2で表し、式(5)における観測モデルのノイズの分散Σzを観測ノイズの分散σz 2で表す。時刻tにおけるオフセット事前推定値をx^t -、事後誤差分散をσx^t 2、カルマンゲインをkt、観測ノイズ分散をσzt 2、振れ検出部201によって観測されたオフセットをztとすると、以下の式でカルマンフィルタを構成することができる。
以上のように構成されたカルマンフィルタについて、事前誤差分散σx^t- 2の大きさが変化することによるカルマンフィルタによるオフセット推定値を修正する度合いの変化について、式(12)、式(13)を用いて説明する。
次に、上記のように構成される像ブレ補正装置200におけるブレ補正目標値の演算処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。
図4(a)は、横軸が時間を、縦軸が誤差分散値を表し、前回のオフセット推定停止時から今回のオフセット推定開始時までの時間経過が長いほど誤差分散初期値を線形に大きくすることを表している。誤差分散初期値は大きくしすぎると変動が大きくなってしまうため、時間405以上経過した場合は、誤差分散初期値401以上にならないようにし、誤差分散初期値として設定し得る最大値を予め決めておく。また、誤差分散値403は、誤差分散保存値(前回のオフセット推定停止時の誤差分散値)である。この誤差分散初期値の最大値401と誤差分散保存値403の間で、前回のオフセット推定停止時から今回のオフセット推定開始時までの時間404に従って、誤差分散初期値402を算出する。図4(a)では、誤差分散初期値を線形に大きくする例を示しているが、この例に限らず非線形に大きくするようにしてもよい。
図4(b)は、横軸が温度差を、縦軸が誤差分散値を表し、前回のオフセット推定停止時の温度と今回のオフセット推定開始時の温度差が大きいほど誤差分散初期値を線形に大きくすることを表している。誤差分散初期値は大きくしすぎると変動が大きくなってしまうため、温度差410以上であった場合は、誤差分散初期値406以上にならないようにし、誤差分散初期値として設定し得る最大値を予め決めておく。また、誤差分散値408は、誤差分散保存値(前回オフセット推定停止時の誤差分散値)である。この誤差分散初期値の最大値406と誤差分散保存値408の間で、前回のオフセット推定停止時の温度と今回のオフセット推定開始時の温度差409に従って誤差分散初期値407を算出する。図4(b)では、誤差分散初期値を線形に大きくする例を示しているが、この例に限らず非線形に大きくするようにしてもよい。
時間によって算出された誤差分散初期値と、温度差によって算出された誤差分散初期値(複数の条件に基づいて算出された誤差分散初期値)とから、それらの重み付け加算によって最終的な誤差分散初期値を設定する。時間による誤差分散初期値と温度差による誤差分散初期値を、それぞれσx^0-_time 2、σx^0-_temp 2と表記し、それぞれの重みをW_time、W_tempと表記する。すると、誤差分散初期値の設定値σx^0- 2は、下記の式(15)により算出される。
また、時間によって算出された誤差分散初期値と温度差によって算出された誤差分散初期値の優先順位を判定する方法もある。優先順位に基づく方法では、取得される各情報またはそれらに対応する誤差分散初期値に優先順位を付け、優先順位の高い誤差分散初期値が採用される。例えば、涼しい室内でオフセット推定を停止し、炎天下の屋外へカメラシステム100を移動させてからオフセット推定を開始させた場合、時間経過は短いが温度差が大きくなり、オフセットが大きく変動すると考えられる。この場合は温度差による誤差分散初期値の優先度を高くする。
<像ブレ補正装置の構成>
次に、図7は、第2の実施形態におけるカメラシステム100が備える像ブレ補正装置700のブロック構成を示す図である。図7においては、第1の実施形態を示す図2と共通な部分については、同じ符号を付して説明を省略する。
次に、上記のように構成される像ブレ補正装置700によるブレ補正目標値の演算処理について、図8のフローチャートを参照して説明する。なお、第1の実施形態の動作を示す図3と同様の処理のステップについては、同じステップ番号を付して、説明を省略する。
また本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又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実行する処理でも実現できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現できる。
Claims (15)
- 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出された角速度信号を取得する第1の取得手段と、
前記角速度信号に基づいて前記振れ検出手段のオフセット値を推定する推定手段と、
時刻または前記振れ検出手段の温度の少なくとも一方の情報を取得する第2の取得手段と、
前記情報を記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、を備え、
前記推定手段は、カルマンフィルタを用いて推定を行うとともに、推定結果の誤差分散を算出し、前記オフセット値を推定する場合に、前記第2の取得手段により取得された前記情報と、前回の前記オフセット値の推定時に前記第2の取得手段により取得され、前記記憶手段に記憶された前記情報との比較結果に基づいて、前記誤差分散の初期値を変更し、前記オフセット値を推定する場合の推定値を変化させる度合いを設定することを特徴とする像ブレ補正装置。 - 前記記憶手段は、前記誤差分散をさらに記憶することを特徴とする請求項1に記載の像ブレ補正装置。
- 前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された前記前回の推定時の時刻と、前記推定時に前記第2の取得手段により取得された今回の推定時の時刻の差分が第1の値の場合、当該差分が前記第1の値よりも小さい第2の値の場合よりも 前記誤差分散の初期値を大きくすることを特徴とする請求項2に記載の像ブレ補正装置。
- 前記推定手段は、前記記憶手段に記憶された前記前回の推定時の前記振れ検出手段の温度と、前記推定時に前記第2の取得手段により取得された今回の推定時の前記振れ検出手段の温度の差分が第3の値の場合、当該差分が前記第3の値よりも小さい第4の値の場合よりも前記誤差分散の初期値を大きくすることを特徴とする請求項2または3に記載の像ブレ補正装置。
- 前記推定手段は、複数の条件における前記誤差分散の初期値を重み付け加算して、最終的な誤差分散の初期値とすることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記推定手段は、複数の条件における前記誤差分散の初期値の優先順位に基づいて、最終的な誤差分散の初期値を求めることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記記憶手段は、前記オフセット値の推定値をさらに記憶することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記記憶手段は、前記推定手段が推定を停止したときに、前記情報を記憶することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 撮像素子から出力された画像のフレーム間の差分から動きベクトルを求める動きベクトル検出手段をさらに備え、前記推定手段は、前記角速度信号と、前記動きベクトルとに基づいて、前記振れ検出手段のオフセット値を推定することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置。
- 前記装置の振れに起因する像ブレを光学的に補正する補正手段と、前記補正手段の位置を示す位置信号を出力する位置検出手段と、をさらに備え、前記推定手段は、前記角速度信号と、前記動きベクトルと、前記位置信号とに基づいて、前記振れ検出手段のオフセット値を推定することを特徴とする請求項9に記載の像ブレ補正装置。
- 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出された角速度信号を取得する第1の取得手段と、
前記角速度信号に基づいて前記振れ検出手段のオフセット値を推定する推定手段と、
時刻または前記振れ検出手段の温度の少なくとも一方の情報を取得する第2の取得手段と、
前記情報を記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、を備え、
前記記憶手段は、前記推定手段が推定を停止したときに、前記情報を記憶し、
前記推定手段は、前記オフセット値を推定する場合に、前記第2の取得手段により取得された前記情報と、前回の前記オフセット値の推定時に前記第2の取得手段により取得され、前記記憶手段に記憶された前記情報との比較結果に基づいて、前記オフセット値を推定する場合の推定値を変化させる度合いを設定することを特徴とする像ブレ補正装置。 - 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出された角速度信号を取得する第1の取得工程と、
前記角速度信号に基づいて前記振れ検出手段のオフセット値を推定する推定工程と、
時刻または前記振れ検出手段の温度の少なくとも一方の情報を取得する第2の取得工程と、
前記情報を記憶手段に記憶させる記憶制御工程と、を有し、
前記推定工程では、カルマンフィルタを用いて推定を行うとともに、推定結果の誤差分散を算出し、前記オフセット値を推定する場合に、該推定の開始時に前記第2の取得工程において取得された前記情報と、前回の前記オフセット値の推定時に前記第2の取得工程において取得され、前記記憶手段に記憶された前記情報との比較結果に基づいて、前記誤差分散の初期値を変更し、前記オフセット値を推定する場合の推定値を変化させる度合いを設定することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。 - 装置の振れを検出する振れ検出手段により検出された角速度信号を取得する第1の取得工程と、
前記角速度信号に基づいて前記振れ検出手段のオフセット値を推定する推定工程と、
時刻または前記振れ検出手段の温度の少なくとも一方の情報を取得する第2の取得工程と、
前記情報を記憶手段に記憶させる記憶制御工程と、を有し、
前記記憶手段は、前記推定工程が推定を停止したときに、前記情報を記憶し、
前記推定工程では、前記オフセット値を推定する場合に、前記第2の取得工程において取得された前記情報と、前回の前記オフセット値の推定時に前記第2の取得工程において取得され、前記記憶手段に記憶された前記情報との比較結果に基づいて、前記オフセット値を推定する場合の推定値を変化させる度合いを設定することを特徴とする像ブレ補正装置の制御方法。 - コンピュータを、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置の各手段として機能させるためのプログラム。
- コンピュータを、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の像ブレ補正装置の各手段として機能させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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