JP7469329B2 - 映像作成方法 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1~3に記載の技術は、露光量、ホワイトバランス及びレンズフォーカス等の条件を抽出映像の位置に応じて適正化するものではない。そのため、これらの文献に記載された技術を用いたとしても、抽出映像の画質、特に抽出領域の位置が変わったときの画質が適切に確保されない虞がある。
なお、感度決定工程では、第1領域と対応する画素の感度を、基準領域である第2領域と対応する画素の感度よりも高くなるように決定すると、好適である。
なお、切り替え工程が実施された場合に、第1決定工程を実施し、第1決定工程が実施された後の調整工程において第2決定工程を実施すると、好適である。
また、上記の映像作成方法において、調整工程では、撮影レンズのフォーカス用光学部品を移動させてフォーカスを調整し、第1期間において実施される調整工程では、第2期間において実施される調整工程よりも、フォーカス用光学部品の移動速度がより速いと、より好適である。
ただし、以下に説明する実施形態は、本発明の一実施形態の理解を容易にするために挙げた一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明の一実施形態は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下に説明する実施形態から変更又は改良され得る。また、本発明の一実施形態には、その等価物が含まれる。
本発明の一実施形態である第1実施形態は、図1~3に示す撮影装置10を用いた映像作成方法に関する。図1及び2は、撮影装置10の外観を示し、図1は、撮影装置10の斜視図であり、図2は、撮影装置10を背面側から見た図である。図3は、撮影装置10の構成を示すブロック図である。
撮影装置10は、例えばデジタルカメラであり、映像撮影に用いられる。以降の説明において、「映像」とは、特に断る場合を除き、ライブ映像(ライブビュー画像)、すなわちリアルタイムで撮影される映像を意味する。
撮影レンズ14は、図3に示すように、光学部品ユニット18、絞り20、電子減光フィルタ21、フォーカス用駆動部22、絞り駆動部23、及び電圧印加部24を含む。
光学部品ユニット18は、複数のレンズを有し、その中にはフォーカス用光学部品19(フォーカスレンズ)が含まれる。フォーカス用光学部品19が光軸L1の方向に移動すると、撮影レンズ14のフォーカス(ピント)が変わる。
オートフォーカスモードでは、制御部46がフォーカス用駆動部22を駆動させることでフォーカス用光学部品19を光軸L1の方向に移動させて、映像中の被写体に合焦するようにフォーカスが自動的に調整される。なお、オートフォーカスモードの下でのフォーカス調整は、例えば、ユーザが撮影装置本体12のレリーズボタン26を半押し状態にすると、これをトリガーとして実施される。
撮影装置本体12は、図1及び2に示すように、ユーザによって操作される操作部を備える。例えば、撮影装置本体12の上面には、レリーズボタン26が配置されている。例えば、ユーザがレリーズボタン26を全押しすると、撮影装置10が撮影する映像又は撮影映像に基づく映像の記録が開始される。撮影映像に基づく映像としては、例えば、後述する選択領域の映像等が挙げられる。なお、ユーザのレリーズ指示(すなわち、記録指示)は、ディスプレイ28によるタッチ操作の検出機能を介して、制御部46に入力されてもよい。
また、ディスプレイ28の表示画面には、撮影条件等に関する選択メニュー、警告等を含むユーザへの通知情報、及び過去に取得した映像の再生映像等がさらに表示される。
換言すると、撮影領域A1に映る第1映像は、単位領域A0の数(すなわち、画素42の数)と同数の単位映像によって構成されている。なお、本明細書では、第1映像における単位映像の個数を便宜的に「画素数」と呼ぶ。
なお、以下の説明において「露光」とは、特に断る場合を除き、シャッタ38を開放状態に維持したまま、撮像素子40にて電子シャッタによる露光を行うことを意味することとする。また、「露光時間」とは、電子シャッタによるシャッタ速度に応じた時間、厳密には電荷蓄積時間を意味することとする。
また、上記のプロセッサは、SoC(System on Chip)等に代表されるように、コントローラ47及び映像処理部48を含む制御部46全体の機能を一つのIC(Integrated Circuit)チップで構成してもよい。
なお、以上に挙げた各プロセッサのハードウェア構成は、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路(Circuitry)で実現してもよい。
さらに、コントローラ47は、撮影された映像、又は撮影映像に基づく映像が記録媒体に記録されるように映像処理部48を制御する。
さらに、映像処理部48は、処理後の映像を記録媒体に記録し、映像ファイルを作成する。このように映像処理部48が映像ファイルの作成機能を備えており、映像処理部48を有する撮影装置10は、映像作成装置として利用される。
制御部46による処理には、表示処理、抽出処理、選択処理、切り替え処理、記録処理、露光量調整処理、フォーカス調整処理、及びホワイトバランス調整処理が含まれる。
以下、上述した各処理について個別に説明する。
表示処理は、各種の映像をディスプレイ28の表示画面に表示する処理である。例えば、撮影装置10の起動後に制御部46が表示処理を開始すると、その時点では、撮影装置10が第1画角にて撮影する第1映像、つまり、図4に示す撮影領域A1に映る映像が表示される。
また、抽出処理が実行された場合、制御部46は、表示処理において、後述する選択領域の映像を表示画面に表示する。さらに、選択領域が切り替えられた場合(つまり、後述の切り替え工程が実施された場合)、制御部46は、表示画面に表示する映像を、切り替え工程後の選択領域の映像に切り替える。
抽出処理は、第1映像の一部分を抽出する処理である。抽出された映像は、クロップ映像(切り出し映像)とも呼ばれ、記録処理での記録対象となる。
抽出処理に際して、ユーザは、第1映像の撮影領域において抽出する領域を設定するための操作を行う。この設定操作について図5を参照しながら具体的に説明する。図5は、第1映像から抽出される映像の領域を設定する手順を示している。
また、各領域A2の形状は、矩形(長方形)に限定されず、正方形、平行四辺形、台形、菱形、円状又は楕円状、三角形又は五角形以上の多角形、あるいは不定形であってもよい。
また、設定される領域A2の個数は、特に限定されないが、本実施形態では図6に示すように2個以上であることとする。
選択処理は、第1映像P1の撮影領域A1中に設定された複数の領域A2の中から、記録される映像が映る選択領域を選択する処理である。
切り替え処理は、選択処理の後に、選択領域を複数の領域A2の中から再選択して選択領域を切り替える処理である。
なお、本実施形態において、選択処理及び切り替え処理において選択領域とする領域の数は、1つであるが、これに限定されず、2つ以上の領域を選択領域としてもよい。
なお、ユーザが選択領域を選び直す際に行う入力操作(再入力操作)は、特に限定されない。例えば、再入力操作は、ディスプレイ28上で選択したい領域A2をタップする操作でもよいし、十字キーである第1操作ボタン30における上下ボタン又は左右ボタンのいずれかを押し下げる操作でもよい。
また、記録される映像が映る領域A2を、ユーザの操作に応じて時系列に切り替える(スイッチングする)ことができ、且つ、切り替え前後の映像が映った映像ファイルを容易に取得することができる。
さらに、切り替え工程の実施に連動し、ディスプレイ28の表示画面に表示される映像が、切り替え工程前の選択領域の映像から、切り替え工程後の選択領域の映像に切り替わる。これにより、ユーザは、選択領域の切り替えを表示画面にて確認することができる。
記録処理は、制御部46が選択領域の映像を記録媒体に記録し、その映像に関する映像ファイル(詳しくは、動画ファイル)を作成する処理である。記録処理において制御部46が選択領域の映像を記録する動作は、記録工程に該当する。また、記録処理において制御部46が映像ファイルを作成する動作は、作成工程に該当する。
なお、本実施形態では、映像の記録及び映像ファイルの作成が同義であり、作成工程が記録工程に相当することとする。
露光量調整処理は、選択領域の露光量を調整する処理であり、制御部46のAE(Automatic Exposure)機能を利用して実行される。
露光量は、露光時間(つまり、電子シャッタのシャッタ速度)、撮像素子40が備える画素42の感度(ISO感度)、及び、撮影レンズ14に対する入射光の絞り量(F値)を含む複数のパラメータによって決められる。各パラメータの値を決め、各パラメータが決められた値となるように絞り駆動部23、撮像素子40及び映像処理部48等を制御することで露光量が調整される。ここで、絞り駆動部23による絞り20の調整は、公知の自動光量調整(Automatic Light Control:ALC)機能を利用して行われる。また、撮像素子40における電子シャッタのシャッタ速度の調整は、公知の電子光制御(Electronic Light Control:ELC)機能を利用して行われる。
なお、本実施形態では、露光時間及び絞り量の両方の値を決めるが、これに限定されるものではなく、露光時間又は絞り量のいずれか一方のみを決めてもよい。
なお、ゲインは、例えばアナログ信号処理回路44等におけるアナログ信号に対するアナログゲインでもよく、映像処理部48等におけるデジタル変換後の信号(データ)に対するデジタルゲインでもよい。
具体的に説明すると、映像の撮影中、N回目(Nは自然数)のフレーム画像における所定領域内のRGB画素値の積算値を求める。その後、求めた積算値に基づく適正露光量を算出し、算出した適正露光量に基づいて、次回(すなわち、N+1回目)のフレーム画像を撮影する際の露光時間及び絞り量を決定する。
また、N回目のフレーム画像における選択領域内のRGB画素値の積算値を求め、求めた積算値から選択領域の適正露光量を算出する。そして、算出された適正露光量と、その時点での露光時間及び絞り量とに基づいて、N回目のフレーム画像における選択領域と対応する画素42の感度を決定する。
なお、本実施形態において、「経時的に調整する」とは、調整対象のパラメータについて1フレーム毎に調整量を決め、1フレーム毎に各パラメータを当該調整量だけ増減させることを意味する。
フォーカス調整処理は、オートフォーカスモードにおいて制御部46がフォーカス用駆動部22を制御して撮影レンズ14のフォーカスを自動的に調整する処理である。オートフォーカスモードによるフォーカス調整には、公知のオートフォーカス技術が利用可能である。
ホワイトバランス調整処理は、選択領域の映像のホワイトバランスを制御部によって自動的に調整する処理である。ホワイトバランス調整処理は、公知のAWB(Auto White Balance)機能、例えば特開2009-33410号公報に記載された技術を利用して実行される。
図9を参照しながら、第1実施形態に係る映像作成の流れを説明する。図9は、第1実施形態に係る映像作成フローについての説明図である。
なお、以下では、1つの第1映像(フレーム画像)を撮影する周期を便宜上、「1フレーム」と呼ぶこととする。
先ず、ステップS005では、制御部46が1フレーム分の第1映像(つまり、フレーム画像)を取得する。次のステップS006において、制御部46は、取得した第1映像中、ステップS003で設定された複数の領域A2の各々について、各領域A2の映像のRGB画素値の積算値を算出する。その後のステップS007では、制御部46が、各領域A2について算出したRGB画素値の積算値に基づき、各領域A2の適正露光量を特定する。
また、ステップS008において、制御部46は、選択領域と対応する画素42の感度が決められた感度となるようにゲインを変更して選択領域の露光量を調整する。
一方、複数の領域A2のうち、選択領域以外の領域A2(以下、未選択領域)の明るさが選択領域の明るさより大きくなる場合がある。かかる場合、選択領域の露光量をその適正露光量に基づいて決めてしまうと、未選択領域の映像のRGB画素値が飽和してしまう可能性がある。その結果、各領域A2の適正露光量が正しく計算されなくなる虞がある。また、未選択領域(厳密には、適正露光量が選択領域よりも小さい未選択領域)が選択領域に切り替わったときには過度な露光が生じる可能性がある。
ただし、フレーム合成が行われる映像中に動く被写体が映っていると、フレーム合成に伴って被写体の残像が生じ得る。そのため、フレーム合成による露光量の調整は、被写体が動いていない映像に限って適用するのがよい。
選択領域が切り替えられた場合にのみ基準領域を再指定する第2実施形態について、図10を参照しながら説明する。図10は、第2実施形態に係る映像作成フローについての説明図である。
なお、以下では、第2実施形態のうち、第1実施形態と異なる事項を主として説明することとする。
具体的に説明すると、第2実施形態に係る映像作成フローにおけるステップS021~S029は、第1実施形態に係る映像作成フローにおけるステップS001~S009と共通する。また、映像が記録される期間中にステップS025以降のステップがフレーム毎に繰り返される点でも、第2実施形態に係る映像作成フローは、第1実施形態に係る映像作成フローと共通する。
なお、通常の場合、撮影映像の記録開始直後(すなわち、1回目のフレーム)に限り、ステップS031及びS032が行われる。
なお、第2実施形態は、上記の相違点以外の点では第1実施形態と共通しており、第1実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
選択領域の選択又は再選択が行われた直後に基準領域の適正露光量に基づいて露光時間等の条件を決める第3実施形態について、図11を参照しながら説明する。図11は、第3実施形態に係る映像作成フローについての説明図である。なお、以下では、第3実施形態のうち、第1実施形態と異なる事項を主として説明することとする。
図12は、基準領域及び選択領域の各々の適正露光量の経時変化を示している。図13は、基準領域の適正露光量に基づいて調整し続けた場合の選択領域の調整後の露光量を示している。図14は、第3実施形態における目標露光量を示している。図15は、第3実施形態における基準領域及び選択領域の各々の調整後の露光量の推移を示している。
なお、図12~15の各図において、横軸は、映像記録の開始時点からの経過時間(詳しくは、経過フレーム数)を示しており、縦軸は、露光量の大きさを示している。
また、「目標露光量」は、調整工程において1フレーム毎に調整される露光量の、各フレームにて達成することが期待される目標値であり、適正露光量に応じた値(例えば、適正露光量に相当する値)に設定される。
切り替え工程の実施直後には、通常より速い調整速度にて露光量を調整する第4実施形態について、図16を参照しながら説明する。図16は、第4実施形態に係る映像作成フローについての説明図である。
なお、第1期間における調整工程での調整速度は、通常の調整速度よりも速い限り、任意に決めることができるが、好ましくは、通常の調整速度に対して1.5倍以上速い速度であるのがよく、より好ましくは、2倍以上速い速度であるとよい。
また、調整工程においてフォーカス調整のためにフォーカス用光学部品19を移動させる場合、第1期間における調整工程では、フォーカス用光学部品19の移動速度を、第2期間における調整工程よりも速くすればよい。
切り替え工程の実施直後には絞り量以外のパラメータを優先的に変更して露光量を調整する第5実施形態について、図17及び18を参照しながら説明する。図17は、第5実施形態に係る映像作成フローについての説明図である。図18は、調整用データが定める変更パターンの一例を示している。
なお、図18に示す変更パターンの各数値は、説明上の便宜を図るために定められた値であり、実際の変更パターンに規定された値とは異なる。
具体的には、現時点(現フレーム)が前述の第1期間にある場合には、制御部46が第1記録工程を実施する(S091)。また、現時点(現フレーム)が第1期間にあるとき、制御部46は、第1調整工程を実施して、選択領域の露光量を次のフレームに備えて調整する(S092)。
以上までの一連の工程(すなわち、ステップS085~S094)は、ユーザが終了指示を行うまでの間、繰り返し実施される(S095)。
これに対して、第2調整用データ(図18中、下側に示す)が定める変更パターンでは、絞り量が調整開始直後に最終値まで一気に増加して、その後は最終値で維持される。露光時間は、調整期間中、変化せずに一定値で維持される。
換言すると、第2調整用データを用いた第2調整工程では、露光量の調整時に絞り量を優先的に変更するのに対し、第1調整用データを用いた第1調整工程では、露光量の調整時に絞り量以外のパラメータを優先的に変更する。
また、電子減光フィルタ21を備える構成であれば、露光量を調整するための複数のパラメータに、電子減光フィルタ21の調光度合いを含めてもよい。かかる場合には、電子減光フィルタ21の調光度合い(より直接的には、電子減光フィルタ21への印加電圧)を絞り量よりも優先して変更することができる。これにより、絞り量の変更、及びシャッタ速度の高速化を抑えることができる。
前述した5つの実施形態では、映像が動画、すなわち、一定のフレームレートにて連続的に撮影される複数のフレーム画像の集合であることとした。ただし、記録される映像は、動画に限られず、静止画であってもよい。
以上までに説明してきた実施形態は、本発明の一実施形態の映像作成方法を分かり易く説明するために挙げた具体例であり、あくまでも一例に過ぎず、その他の実施形態も考えられ得る。
例えば、上述した実施形態では、電子減光フィルタ21を備えた撮影装置10を説明したが、電子減光フィルタ21を有しない撮影装置であってもよい。
また、上述した実施形態では、撮影装置10がオートフォーカス機能を有していることとしたが、これに限定されるものではなく、オートフォーカス機能を搭載していない撮影装置であってもよい。すなわち、フォーカス用駆動部22が設けられてなく、フォーカスリング16の操作のみ(すなわち、手動のみ)でフォーカスを調整する撮影装置を用いてもよい。
また、撮像レンズは、上述した携帯端末の撮像光学系に外付けされるようなレンズユニットであってもよい。
12 撮影装置本体
13 マウント
14 撮影レンズ
16 フォーカスリング
18 光学部品ユニット
19 フォーカス用光学部品
20 絞り
21 電子減光フィルタ
22 フォーカス用駆動部
23 絞り駆動部
24 電圧印加部
26 レリーズボタン
28 ディスプレイ
30 第1操作ボタン
32 第2操作ボタン
34 第3操作ボタン
36 タッチパネル
38 シャッタ
40 撮像素子
42 画素
44 アナログ信号処理回路
46 制御部
47 コントローラ
48 映像処理部
50 内部メモリ
52 カードスロット
54 メモリカード
56 バッファ
A0 単位領域
A1 撮影領域
A2 領域
L1 光軸
FR 領域設定枠
Claims (8)
- 撮影レンズ及び撮像素子を備える撮影装置によって撮影した映像に基づき、映像ファイルを作成する映像作成方法であって、
プロセッサが、第1画角である第1映像の撮影領域の中に、前記第1画角よりも小さい第2画角である複数の領域を設定する設定工程と、
前記プロセッサが、前記複数の領域に含まれる第1領域及び第2領域のうち、前記第1領域よりも適正露光量が小さい前記第2領域を基準領域として指定する指定工程と、
前記プロセッサが、前記基準領域の前記適正露光量に基づいて、前記第1映像を撮影する際の露光時間及び前記撮影レンズへの入射光に対する絞り量のうち、少なくとも一つの条件を決定する条件決定工程と、
前記プロセッサが、記録される映像の撮影領域である選択領域を、前記複数の領域の中から選択する選択工程と、
前記プロセッサが、前記選択工程の後に、前記選択領域を前記複数の領域の中から再選択して前記選択領域を切り替える切り替え工程と、
前記プロセッサが、前記切り替え工程前の前記選択領域の映像と、前記切り替え工程後の前記選択領域の映像とをそれぞれ記録して前記映像ファイルを作成する作成工程と、を備える、映像作成方法。 - 前記作成工程では、前記切り替え工程前の前記選択領域の映像と、前記切り替え工程後の前記選択領域の映像とを結合して前記映像ファイルとしての動画ファイルを作成する、請求項1に記載の映像作成方法。
- 前記切り替え工程が実施された場合には前記指定工程が実施され、
前記指定工程が実施される度に前記条件決定工程が実施される、請求項1又は2に記載の映像作成方法。 - 前記第1領域が前記選択領域として選択された場合に、前記プロセッサが、前記撮像素子が備える複数の画素のうち、前記第1領域と対応する前記画素の感度を、前記第1領域の前記適正露光量、及び前記条件決定工程にて決定された前記条件に基づいて決定する感度決定工程をさらに備える、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の映像作成方法。
- 前記感度決定工程では、前記第1領域と対応する前記画素の感度を、前記基準領域である前記第2領域と対応する前記画素の感度よりも高くなるように決定する、請求項4に記載の映像作成方法。
- 前記プロセッサが、前記条件を経時的に変化させることで、前記第1映像を撮影する際の露光量を経時的に調整する調整工程をさらに備え、
前記条件決定工程は、
前記基準領域の前記適正露光量に基づいて、前記条件を決定する第1決定工程と、
前記選択領域の前記適正露光量に基づいて、前記調整工程における前記露光量の調整量を決定する第2決定工程と、を含み、
前記調整工程は、前記第1決定工程で決められた前記条件と、前記第2決定工程で決められた前記調整量に基づいて実施される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の映像作成方法。 - 前記切り替え工程が実施された場合に、前記第1決定工程を実施し、
前記第1決定工程が実施された後の前記調整工程において前記第2決定工程を実施する、請求項6に記載の映像作成方法。 - 前記プロセッサが、前記第1映像を表示画面に表示させる表示工程をさらに備え、
前記設定工程では、前記表示画面に表示された前記第1映像を通じてユーザが行った設定操作に応じて、前記複数の領域を設定する請求項1乃至7のいずれか一項に記載の映像作成方法。
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