KR20090101907A - 흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법 - Google Patents

흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법

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KR20090101907A
KR20090101907A KR1020097012963A KR20097012963A KR20090101907A KR 20090101907 A KR20090101907 A KR 20090101907A KR 1020097012963 A KR1020097012963 A KR 1020097012963A KR 20097012963 A KR20097012963 A KR 20097012963A KR 20090101907 A KR20090101907 A KR 20090101907A
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마사야 오이타
야스오 마사키
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고쿠리쓰다이가쿠호진 덴키쓰신다이가쿠
후나이 덴키 가부시기가이샤
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Abstract

임의의 촬영기에 대해 부가 장치를 필요로 하는 것 없이, 촬영기의 흔들림의시계열적인 변화를 검출할 수 있고, 또한, 촬영기의 3축 둘레의 흔들림을 검출할수 있는 흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법을 제공한다. 종류가 다른 복수의 테스트 패턴(P1~Pn)을 순서대로 표시하고, 이들 테스트 패턴(P1~Pn) 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기(2)로 정지화상 촬영해서 이루어지는 합성 화상(d) 중으로부터 상기 각 테스트 패턴에 대응하는 템플릿과 일치하는 화상을 패턴 인식하여 이 패턴 인식시의 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 촬영기(2)의 흔들림 방향및 흔들림량으로 했다.

Description

흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법{JIGGLE MEASURING SYSTEM AND JIGGLE MEASURING METHOD}
본 발명은 디지털 카메라 등의 촬영기나 기타 광학 기기의 흔들림을 측정하는 흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법에 관한 것이다.
종래, 디지털 카메라에 구비되어 있는 손흔들림 보정 장치는 쟈이로센서에 의해 검출되는 가속도를 적분함으로써 흔들림량을 구하고, 이 흔들림량을 상쇄하도록 렌즈나 꼭지각 프리즘, 촬상 소자 등을 변위시키도록 하고 있다.
이러한 손흔들림 보정 장치의 일례로서 특허 문헌 1에 개시된 발명에서는, 손흔들림을 검출하는 꼭지각 센서(43, 44(쟈이로센서 등)), 광축을 변화시키도록 변형가능한 가변 꼭지각 프리즘(41), 그 가변 꼭지각 프리즘(41)을 변형시키는 액츄에이터(48, 49), 그 액츄에이터에 구동 전압을 인가하는 제어 회로 등을 구비하고, 상기 꼭지각 센서(43, 44)에 의해 검출되는 신호에 따라 상기 액츄에이터(48, 49)에 의해 가변 꼭지각 프리즘(41)을 변형시켜 광축을 변화시키도록 하고 있다.
또한, 동일한 특허 문헌 1에는 광축 변화 각도를 검출하기 위한 수광 수단(8(2차원 포지션 센서))이나 꼭지각 센서(43, 44)의 출력 신호를 검출하는 회로 등을 구비하고, 상기 구동 전압과 광축 변화 각도의 관계, 꼭지각 검출 센서 출력과 광축 변화 각도의 관계 등으로부터 손흔들림 보정 장치의 성능을 평가하도록 한 발명이 개시되어 있다.
그래서, 이 발명을 이용하여 시판되는 디지털 카메라의 손흔들림을 평가하는 것을 생각할 수 있지만, 만일 이와 같이 한 경우에는, 상기 광축 변화 각도를 검출하기 위한 수단을 디지털 카메라 자체에 부가하거나 또는 디지털 카메라에 대해 접속할 필요가 있어, 임의의 디지털 카메라의 손흔들림 측정에 적용하기에는 곤란하여 현실적이지 않다.
그리고, 상기와 같은 경우에는 쟈이로센서의 장착 방향에 따라 검출 가능한 손흔들림의 방향이 제한되는 점에서 손흔들림 방향 및 손흔들림량의 시계열적인 변화를 관측하는 것은 곤란하다.
그런데, 일반적으로, 스틸카메라로 피사체를 촬영한 때에 생기는 손흔들림에는, 팬(pan)축(수직축) 둘레의 회전운동이 되는 손흔들림, 피치(pitch)축(수평축) 둘레의 회전운동이 되는 손흔들림, 롤(roll)축(팬축과 피치축의 쌍방에 직교하는 축) 둘레의 회전운동이 되는 3종류의 손흔들림이 있다. 또한, 상기 피치(pitch)축은 틸트(tilt)축이라고 불리는 경우도 있다.
이들 3 종류의 손흔들림은, 셔터 버튼의 위치나 카메라의 형상, 사용자의 남녀차이, 사용자가 프로인가 아마추어인가 등, 여러 가지 조건에 따라서 다른 것이라고 생각된다.
일반적인 시판되는 디지털 카메라의 손흔들림 보정 기능에서는, 피치축과 팬축의 2축 둘레의 흔들림량만을 검출해 보정하고 있고, 롤축(광축) 둘레의 손흔들림에 대해서는 검출도 보정도 하지 않았다(예를 들면, 특허 문헌 1의 도 9 참조).
왜냐하면, 롤축 둘레의 손흔들림을 검출하기 위해서는, 쟈이로센서를 디지털 카메라의 두께 방향으로 장착할 필요가 있고, 이것이 디지털 카메라의 소형화 및 저비용화를 막는 하나의 요인이 되기 때문이다.
따라서 만일 종래의 디지털 카메라에 대해 특허문헌 1에서의 광축 변화 각도를 검출하는 수단을 접속했다고 해도 피치축과 팬축의 2축 둘레의 광축 변화 각도가 얻어질 뿐, 실제의 손흔들림 현상인 3축 회전운동을 검출하는 것은 곤란하다.
또한, 다른 관련 기술로서는, 예를 들면 특허 문헌 2에 기재된 흔들림 보정 측정 장치가 있다. 이 종래 기술에서는 광원(101)으로부터 투사되는 레이저광(L)을 흔들림 보정 기능을 가지는 광학계(103)에 통과시킨 후, 스케일(106)에 투영하고, 투영된 스케일 상의 이미지의 이동량을 측정함으로써 상기 흔들림 보정 기능의 성능을 평가하도록 하고 있다.
이 종래 기술에서도, 얻어지는 것은 상기 스케일(106)에 투영되는 단일의 점, 또는 이차원 평면상의 직선적인 궤적뿐이며, 실제의 손흔들림 현상에 대응하는 3축 회전운동이나 흔들림 방향 및 흔들림량의 시계열적인 변화를 검출할 수는 없었다.
또, 다른 관련 기술로서 예를 들면 특허 문헌 3에 기재된 카메라 흔들림 보정 방법, 및 화상 감시 시스템에서는, 감시 카메라에 의해 촬영된 화상 중 2프레임의 한쪽을 기준 화상, 다른 쪽을 처리화상으로 하여 상기 기준 화상으로부터 작성한 템플릿 패턴을 이용해 상기 처리 화상의 패턴 매칭을 실시하고, 카메라 흔들림에 의한 화상 어긋남의 규칙성을 이용해 특정의 매칭 영역을 선택하여 그 이동 벡터로부터 카메라 흔들림량을 산출해 화상 어긋남을 보정하도록 한다.
그러나 이 종래 기술에서는, 감시 카메라에 의해 촬영된 단일의 임의 화상을 기준 화상으로 하고, 이 기준 화상으로부터 작성한 템플릿 패턴을 이용해 상기 처리 화상의 패턴 매칭을 실시하려고 하는 것으로, 이러한 구성에 의해 얻어지는 카메라 흔들림량은 이차원 평면상의 직선적인 궤적뿐이며, 다른 특허 문헌에 기재된 발명과 같이 스틸카메라의 손흔들림 현상에 대응하는 3축 회전운동이나, 흔들림 방향 및 흔들림량의 시계열적인 변화를 검출할 수는 없었다.
특허 문헌 1：일본 특허 공보 제 3143527호
특허 문헌 2：일본 특허 공개 공보 2002－195815호
특허 문헌 3：일본 특허 공개 공보 평 10－23322호
도 1은 본 발명에 관한 흔들림 측정 시스템의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 동일한 흔들림 측정 시스템에 있어서, 순서대로 표시되는 테스트 패턴을 정지화상 촬영기로 촬영해서 합성 화상을 구성하는 개념을 나타내는 설명도이다.
도 3은 동일한 흔들림 측정 시스템에 있어서, 촬영된 합성 화상으로부터 각 테스트 패턴을 패턴 인식하는 개념을 나타내는 설명도이다.
도 4는 동일한 흔들림 측정 시스템에 있어서, 이동 방향 성분별 이동량을 정지화상 촬영기의 회전각으로 환산하는 개념을 나타내는 설명도이다.
도 5는 동일한 흔들림 측정 시스템의 순서를 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 본 발명에 관한 흔들림 측정 시스템을 구체적으로 실시한 실험예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 실험적으로 검출 정밀도를 구한 결과를 나타내는 설명도이다.
도 8은 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 흔들림 궤적을 구한 결과를 나타내는 설명도이다.
도 9는 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 검출된 데이터에 대해서 피험자의 차이와 흔들림량의 관계를 나타내는 표이며, 상측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다.
도 10은 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 검출된 데이터에 대해서, 피험자의 차이와 손흔들림 궤적길이의 관계를 나타내는 표이며, 상측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다
도 11은 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 검출된 데이터에 대해서 촬영기의 기종의 차이와 흔들림량의 관계를 나타내는 표이며, 상측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다.
도 12는 동일한 흔들림 측정 시스템에 의해 검출된 데이터에 대해서 촬영기의 기종의 차이와 흔들림 궤적길이의 관계를 나타내는 표이며, 상측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기의 손흔들림 보정 기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다.
부호의 설명
11：흔들림 측정 시스템 2：촬영기
10：테스트 패턴 표시부(표시 수단) 20：연산 처리부
21：화상 메모리(제 2 기억 수단)
22：화상 메모리(제 1 기억 수단)
23：패턴 인식 처리부(패턴 인식 수단) P1~Pn, Px：테스트 패턴
a, a＇：기준틀 b, b＇：점형상 도형
c：피사체 d, d＇：합성 화상
본 발명은 상기 종래 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 과제로 하는 것은 임의의 촬영기에 대해 부가 장치를 필요로 하는 일 없이 촬영기의 흔들림 변화를 검출할 수 있고, 또한 촬영기의 3축 둘레의 흔들림을 검출할 수 있는 흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 기술적 수단은, 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 순서대로 표시하는 표시 수단, 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 제 1 기억 수단, 순서대로 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지화상 촬영해서 이루어진 합성화상을 기억하는 제 2 기억 수단, 및 상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억 수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다, 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜, 상기 합성 화상으로부터 상기 각 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 패턴 인식 수단을 구비하고, 상기 패턴 인식 수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 정지화상 촬영시의 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고, 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 "구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴"이란, 복수의 테스트 패턴 중, 임의의 테스트 패턴을 다른 테스트 패턴과 구별할 수 있는 구성이면 된다.
따라서, 이 "구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴"에는, 임의의 테스트 패턴이 다른 테스트 패턴에 대해 색이나 형상, 위치, 각도, 모양, 이들의 조합 등을 다르게 한 구성을 포함한다.
즉, 상기 복수 종류의 테스트 패턴은, 만일 도형 윤곽 자체가 동형이어도 그 색이나 형상, 위치, 각도, 모양, 이들의 조합 등이 다른 것이면 패턴의 기능은 동일하게 취급할 수 있는(다른 패턴으로서 취급할 수 있는) 것이다.
또, 상기 촬영기란 정지화상을 기록 가능한 것이면 되고, 이 촬영기에는 일반적인 스틸카메라나 디지털 카메라 등을 포함한다.
또한 이 촬영기에는 일반적인 디지털 비디오 카메라를 포함한다. 즉, 디지털 비디오 카메라에 있어서, 1 프레임의 화상은 정지화상이다.
또, 상기 템플릿이란, 상기 각 테스트 패턴의 화상 데이터가 상기 제 1 기억 수단에 기억된 상태를 의미한다.
또한, 상기 패턴 인식 수단에는 예를 들면 패턴 매칭 처리나 템플릿 매칭 처리 등의 주지의 화상 처리를 실시하는 구성을 포함한다.
상기 기술적 수단에 의하면 순서대로 표시되는 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지화상 촬영해서 이루어진 1개의 촬영 화상은 촬영기의 흔들림이 복수 종류의 테스트 패턴의 변화 정보로서 촬영된 합성 화상이 된다.
이 합성 화상으로부터 각 템플릿에 일치하는 화상을 패턴 인식하면, 이 패턴 인식할 때의 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량이 검출된다. 즉, 순서대로 표시된 각 테스트 패턴이, 합성 화상 상에서 어느 방향으로 얼마나 이동했는지가 검출된다.
템플릿마다 검출되는 이동 방향 및 이동량은, 상기 정지화상 촬영시의 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량에 대응한다.
상기 이동 방향 및 이동량이 적어도 2개 이상 얻어지면, 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량이 어떻게 변화했는지를 알 수 있다.
또, 더 나은 기술적 수단에서는, 상기 복수 종류의 테스트 패턴 각각이 테스트 패턴 간에서 실질적으로 서로 중첩하지 않는 부분을 가지는 도형인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 "상기 복수 종류의 테스트 패턴 각각이 테스트 패턴 간에서 실질적으로 서로 중첩하지 않는 부분을 가진다"라고 하는 구성은, 상기 복수 종류의 테스트 패턴 내의 임의의 테스트 패턴과 그 외의 테스트 패턴이 일부분에서 중첩하고 다른 부분에서는 서로 중첩하지 않게 한 실시형태로 해도 되지만, 보다 바람직하게는 상기 복수 종류의 테스트 패턴 중 임의의 테스트 패턴과 그 외의 테스트 패턴이 완전하게 서로 중첩하지 않도록 하는 형태로 한다.
또한, "서로 중첩하지 않는다"란, 환언하면, "서로 직교한다" 또는 "서로 간섭하지 않는다"라고 표현할 수 있다.
상기 기술적 수단에 따르면, 합성 화상으로부터 각 템플릿에 일치하는 화상을 패턴 인식하는 처리를 보다 용이하게 실시할 수 있다.
즉, 복수 종류의 테스트 패턴 중, 임의의 테스트 패턴과 그 외의 테스트 패턴은, 적어도 서로 중첩하지 않는 일부분을 가진다. 그 때문에, 합성 화상으로부터, 상기 임의의 테스트 패턴에 대응하는 템플릿에 일치하는 화상이 패턴 인식될 때에, 상기 그 외의 테스트 패턴이 오인식되는 것을 막을 수 있다.
또한, 더 나은 기술적 수단에서는, 상기 이동 방향에는 상기 합성 화상의 평면상에 있어서 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향이 포함되고, 상기 이동량은 상기 방향마다 검출되는 것을 특징으로 한다.
이 기술적 수단에 의하면, 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향의 각각에 대응해 상기 이동량이 검출된다.
또, 더 나은 기술적 수단에서는, 상기 수직 방향의 이동량, 상기 수평 방향의 이동량, 상기 회전 방향의 이동량을 각각 상기 촬영기에서의 피치축 둘레의 흔들림량, 팬축 둘레의 흔들림량, 롤축 둘레의 흔들림량으로 환산하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 기술적 수단에 의하면, 촬영기에서의 3축(피치축, 팬축, 롤축) 둘레의 흔들림량이 각각 검출된다. 즉, 촬영기가 실제로 어느 회전 방향으로 흔들렸는지를 알 수 있다.
또한, 더 나은 기술적 수단에서는 상기 3개의 흔들림량을 상기 테스트 패턴의 표시순서로 배열하여 흔들림 궤적을 구하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 기술적 수단에 의하면, 상기 3개의 회전각이 시계열순서로 배열되어 흔들림 궤적을 구할 수 있다. 따라서, 촬영기의 흔들림이 시계열적으로 어떠한 궤적으로 변화했는지를 알 수 있다.
또한, 더 나은 기술적 수단에서는 상기 각 테스트 패턴이 평면적으로 표시되는 2개 이상의 도형인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 "2개 이상의 도형"의 바람직한 구체예로서는 2개의 점형상 도형이나, 3개의 점형상 도형, 4개 이상의 점형상 도형 등, 복수 개의 점형상 도형이 된다.
또한, 이 구성의 다른 예로서는, 선이나, 3각형, 다각형 등의 도형을 복수 배치한 구성으로 하는 것도 가능하다.
상기 기술적 수단에 의하면, 합성 화상으로부터 각 테스트 패턴을 패턴 인식하는 처리를, 보다 용이하게 실시할 수 있다. 특히, 각 테스트 패턴에서의 회전 방향의 이동량 검출이 용이하다.
또, 다른 기술적 수단에서는, 상기 이동 방향 및 상기 이동량을 상기 테스트 패턴의 표시순서로 배열하여 흔들림 궤적을 구하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이 기술적 수단에 의하면 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 그대로 템플릿 표시순서로 배열한다고 하는 간단한 처리에 의해, 촬영기의 흔들림에 대응해서 시계열적으로 변화하는 흔들림 궤적을 표현할 수 있다.
또한, 다른 기술적 수단에서는 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 제 1 기억 수단, 순서대로 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지화상 촬영해서 이루어지는 합성 화상을 기억하는 제 2 기억 수단, 및 상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억 수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다, 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜 상기 합성 화상으로부터 상기 각 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 패턴 인식 수단을 구비하고, 상기 패턴 인식 수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고, 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 다른 기술적 수단인 흔들림 측정 방법에서는, 표시 수단이, 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 순서대로 표시하는 단계, 제 1 기억 수단이, 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 단계,
제 2 기억 수단이, 상기 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지 화상 촬영해서 이루어진 합성 화상을 기억하는 단계, 패턴 인식 수단이 상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다, 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜, 상기 합성 화상으로부터 상기 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 단계를 포함하고, 상기 패턴 인식 수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고, 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 했다.
(발명의 효과)
본 발명은 이상 설명한 바와 같이 구성되어 있으므로.. 이하에 기재된 것과 같은 작용 효과를 나타낸다.
본 발명에 의하면, 촬영기에 특별한 부가 장치를 필요로 하는 일 없이, 실제의 촬영 환경하에서 촬영기나 사용자가 서로 다름에도 불구하고 임의의 촬영기의 흔들림을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 복수의 이동 방향 및 이동량 데이터로부터 촬영기의 흔들림의 변화를 검출할 수 있다.
그리고, 촬영기의 3축 흔들림 방향에 대응하도록 각 템플릿의 이동 방향마다 이동량을 검출하면, 촬영기의 3축 둘레의 흔들림이 시계열적으로 어떻게 변화했는 지를 알 수 있다.
또, 복수의 테스트 패턴의 표시 간격의 설정에 의해 측정 분해능을 용이하게 가변할 수 있다. 즉, 예를 들면, 테스트 패턴의 표시 간격을 좁게 하면 촬영기의 셔터 속도(셔터 개방 시간) 내에서 검출되는 이동 방향별 이동량의 데이터 수가 많아져 측정 분해능이 향상된다. 테스트 패턴의 표시 간격을 넓게 한 경우에는, 그 반대로 측정 분해능이 저하된다.
나아가서는, 복수의 촬영기에 대해, 손흔들림의 정도나 손흔들림 보정 성능을 비교하거나 촬영기 형상의 차이에 의한 손흔들림 경향을 파악하거나 혹은 사용자의 개인차에 의한 손흔들림 경향을 파악할 수 있고, 또한, 상기와 같은 손흔들림의 평가를 피드백하여, 셔터 버튼의 위치나 형상의 검토, 촬영기 본체의 형상의 검토, 손흔들림 보정 장치의 기능이나 구조의 검토 등, 보다 손흔들림에 강한 촬영기의 개발에 이바지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 근거해서 설명한다.
도 1은 본 발명에 관한 흔들림 측정 시스템의 일례를 나타내는 블록도이다.
이 흔들림 측정 시스템(1)은 종류가 다른 복수의 테스트 패턴(P1~Pn)을 순서대로 표시하는 테스트 패턴 표시부(10)(표시 수단)와, 이들 테스트 패턴(P1~Pn) 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기(2)로 정지화상 촬영함으로써 구성되는 합성 화상(d)(도 2 및 도 3 참조) 중에서, 상기 테스트 패턴(P1~Pn)의 각각과 일치하는 화상을 패턴 인식함과 함께, 이 패턴을 인식할 때에 각 테스트 패턴의 이동 방향별 상대 이동량을 검출하는 연산 처리부(20)를 갖추고 있다.
테스트 패턴 표시부(10)는 CPU, 기억장치, 입출력 장치 등을 구비한 일반적인 컴퓨터(11), 그 컴퓨터(11)를 기능시키기 위한 프로그램, 그 컴퓨터(11)에 의한 처리 결과를 표시하기 위한 표시장치(12) 등에 의해 구성된다.
컴퓨터(11)는, 테스트 패턴 생성기(11a)에 의해 생성된 테스트 패턴(P1~Pn)을, 그 순서 데이터와 함께 화상 메모리(11b)에 기억하고, 또한, 그 화상 메모리(11b)에 기억된 테스트 패턴(P1~Pn)을, 비디오 그래픽 어댑터(11c)(소위 비디오 카드 등)를 통해서 순서대로 출력한다.
테스트 패턴 생성기(11a)는 예를 들면 도 3에 나타내는 테스트 패턴(P1~Pn)을 생성하는 프로그램이다.
이 테스트 패턴 생성기(11a)는, 상기 다수의 점형상 도형(b)의 위치를 계산식에 의해 구하여 테스트 패턴(P1~Pn)을 순서대로 생성하여 출력하는 프로그램으로 해도 되고, 미리 인위적으로 작성되어 기억된 테스트 패턴(P1~Pn)을 순서대로 출력하는 프로그램으로 해도 된다.
테스트 패턴(P1~Pn)의 각각은 평면상에 표시되는 2개 이상의 도형이며, 도 3에 나타내는 바람직한 일례에 의하면, 후술하는 표시장치(12)의 화면 중앙 측에 표시되는 대략 정사각형의 기준틀(a) 및 동일한 표시장치(12)의 화면 중의 상기 기준틀(a) 내에 분산해서 표시되는 다수의 점형상 도형(b)으로 이루어진다.
테스트 패턴(P1~Pn) 중 임의의 테스트 패턴에서의 각 점형상 도형(b)은, 다른 테스트 패턴에서의 다수의 점형상 도형(b)과 서로 중첩하지 않도록(환언하면 다른 좌표 위치가 되도록) 그 좌표가 결정되어 있다.
또, 표시장치(12)는 도시예에 따르면, 컴퓨터용 디스플레이 장치이며, 비디오 그래픽 어댑터(11c)를 통해서 출력된 테스트 패턴(P1~Pn)을 화면상에 순서대로 표시한다.
테스트 패턴(P1~Pn)을 전환하는 속도는, 촬영기(2)의 셔터 속도(셔터 개방 시간)보다 빠르게 함으로써 테스트 패턴(P1~Pn) 중 적어도 2개 이상의 테스트 패턴이 촬영기(2)에 의해 정지화상 촬영되도록 하고 있다.
본 실시형태의 바람직한 일례에 의하면 테스트 패턴(P1~Pn)의 각각을 1프레임으로 한 동영상을 작성하고, 이 동영상을 표시장치(12)에 표시하도록 하고 있다. 따라서, 테스트 패턴(P1~Pn)의 전환 속도는 상기 동영상의 프레임 레이트(예, 60fps)에 의해 결정된 속도(예를 들면 1/60초)가 된다.
테스트 패턴(P1~Pn)의 수는, 적어도 촬영기(2)의 최대 셔터 속도(최대 셔터 개방 시간) 중에 표시 가능한 매수보다 많게 하고 있다.
더욱 바람직하게는, 촬영기(2)의 셔터 개방 시간 중에, 테스트 패턴(P1~Pn)의 표시가 종료되지 않도록, 이들 테스트 패턴(P1~Pn)을 무한 루프상으로 표시한다.
또한, 다른 예로서는 상기 표시 가능한 매수보다 적은 테스트 패턴(P1~Pn)이 무한 루프상으로 표시되도록 하는 것도 가능하다.
따라서, 표시장치(12)에 고속으로 전환되어 표시되는 화상은, 시각적으로는 복수의 테스트 패턴(P1~Pn)의 기준틀(a) 및 점형상 도형(b)이 합성되어 투영된 1매의 피사체(c)(도 2 참조)로서 인식된다.
또, 촬영기(2)는 손흔들림 보정 기능을 가지는 일반적인 시판되는 디지털 카메라이다.
이 촬영기(2)에 의해 상기 피사체(c)를 촬영한 화상은, 상기 촬영기(2)의 셔터 속도(셔터 개방 시간) 내에서, 테스트 패턴(P1~Pn) 중 어느 2개 이상을 촬영한 합성 화상(d)(도 2 및 도 3 참조)이 된다.
상기 촬영기(2)에 의해 촬영할 때에, 촬영기(2)가 피험자의 손으로 지지되어 있으면, 일반적으로는 도 2에 나타낸 바와 같이, 팬(pan)축(수직축) 둘레의 회전운동이 되는 손흔들림, 피치(pitch, 혹은 틸트라고도 칭한다)축(수평축) 둘레의 회전운동이 되는 손흔들림, 롤(roll)축(팬축과 피치축에 쌍방으로 직교하는 축) 둘레의 회전운동이 되는 손흔들림의 3종류의 손흔들림을 일으키게 된다.
따라서, 상기 합성 화상(d)에는, 테스트 패턴(P1~Pn) 내의 촬영된 테스트 패턴 중에서의 기준틀(a) 및 점형상 도형(b)이 촬영기(2)의 3축 둘레의 손흔들림에 의해 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향으로 미동하고, 도 2에 나타내는 기준틀(a')및 점형상 도형(b')으로서 투영된다.
또 연산 처리부(20)는 테스트 패턴 표시부(10)와 대략 동일하게, CPU, 기억장치, 입출력장치 등을 구비한 일반적인 컴퓨터와, 그 컴퓨터를 기능시키기 위한 프로그램에 의해 구성되어 있다.
이 연산 처리부(20)는 촬영기(2)에 의해 촬영된 합성 화상(d)을 기억하는 화상메모리(21)(제 2 기억 수단), 테스트 패턴 표시부(10)로부터 전송된 테스트 패턴(P1~Pn)의 카피를 그 표시 순서의 정보와 함께 후술하는 템플릿으로서 기억하는 화상메모리(22)(제 1 기억 수단), 화상 메모리(21)에 기억된 합성 화상(d)에 대해 패턴 인식 등의 처리를 하는 패턴 인식 처리부(23)(패턴 인식 수단), 그 패턴 인식 처리부(23)의 처리결과를 촬영기(2)의 3축 회전각으로 변환하는 3축 회전각 산출부(24), 또한 상기 3축 회전각을 테스트 패턴(P1~Pn)의 표시순서로 배열함으로써 흔들림 궤적을 구하는 흔들림 궤적 계산부(25) 등을 구비하고 있다.
패턴 인식 처리부(23)는, 소위 패턴 매칭 처리나 템플릿 매칭 처리 등으로 불리는 공지의 화상 처리를 행하기 위한 프로그램이다.
또 3축 회전각 산출부(24)는 패턴 인식 처리부(23)에 의해 구해진 수직, 수평향, 회전 방향별 각 테스트 패턴의 이동량을, 촬영기(2)의 3축 둘레의 회전각으로 변환하기 위한 프로그램이다.
그리고, 흔들림 궤적 계산부(25)는, 상기 3 종류의 회전각을 상기 정지화상 촬영시의 시계열순으로 배열해 흔들림 궤적을 구하기 위한 프로그램이다.
이들 프로그램에 의한 처리에 대해서는, 도 5에 나타내는 플로우차트(도 5 참조)에 근거해 이하에 상세하게 서술한다.
도 5의 플로우차트는 연산 처리부(20)가 합성 화상(d)을 처리하는 순서를 나타내는 것이다.
먼저, 도면 중 단계(1)에 의하면, 연산 처리부(20)는 촬영기(2)로부터 전송되는 합성 화상(d)을 화상 메모리(21)에 기억한다.
다음에, 단계(2)에서는 화상메모리(21)에 기억된 합성 화상(d)의 크기에 따라서, 패턴 인식에 이용하는 템플릿의 크기가 조정된다.
여기서 템플릿이란, 테스트 패턴 표시부(10)로부터 연산 처리부(20)의 화상 메모리(22)에 전송된 테스트 패턴(P1~Pn)의 카피이다. 그리고, 이 템플릿은 패턴 인식할 때에 합성 화상(d)의 평면상에 있어서의 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향으로 소정 간격으로 이동한다.
이 템플릿 크기의 조정은, 예를 들면 화상 메모리(22)에 기억된 테스트 패턴(P1~Pn)의 기준틀(a)의 크기와, 화상 메모리(21)에 기억된 합성 화상(d) 중의 기준틀(a＇)의 크기를 일치시키면 된다.
그리고, 단계(3)에서는, 테스트 패턴(P1~Pn)의 1개에 대응하는 템플릿 중의 기준틀(a) 및 점형상 도형(b)과, 합성 화상(d) 중의 기준틀(a') 및 점형상 도형(b')의 합치도를 계산한다. 이 합치도란, 상기 템플릿과 합성 화상(d)를 중첩했을 때 도형끼리 일치하는 정도를 수치적으로 나타낸 것이다.
또한, 이 단계(3)에서 최초로 이용되는 템플릿은, 예를 들면, 테스트 패턴(P1~Pn) 중에 있어서 순번이 앞인 것으로 하면 되지만, 다른 임의의 템플릿으로 하는 것도 가능하다.
다음에, 단계(4a)에서는, 상기 하나의 템플릿에 대해, 소정의 수평 이동량에 도달했는지 여부가 판단되고, 도달한 경우에는 다음의 단계(5a)로 처리를 이행하고 그렇지 않으면 단계(4b)로 처리를 이행한다.
단계(4b)에서는, 상기 템플릿을 일정 간격 폭만큼 수평 이동시켜, 상기 단계(3)로 처리를 되돌린다.
단계(5a)에서는, 상기 하나의 템플릿에 대해 소정의 수직 이동량에 도달했는지의 여부가 판단되고, 도달했을 경우에는 다음의 단계(6a)로 처리를 이행하고, 그렇지 않으면 단계(5b)로 처리를 이행한다.
단계(5b)에서는, 상기 템플릿을 일정 간격 폭만큼 수직 이동시켜, 상기 단계(3)로 처리를 되돌린다.
단계(6a)에서는, 상기 하나의 템플릿에 대해 소정의 회전이동량에 도달했는지의 여부가 판단되고, 도달했을 경우에는 다음의 단계(7a)로 처리를 이행하고, 그렇지 않으면 단계(6b)로 처리를 이행한다.
상기 회전이동할 때에 그 중심은 예를 들면 각 테스트 패턴을 구성하는 기준틀(a)의 중심으로 하면 된다.
단계(6b)에서는, 상기 템플릿을 일정 간격 각도만큼 회전이동시켜 상기 단계(3)로 처리를 되돌린다.
즉, 상기 단계(4a~6b)에 의하면, 테스트 패턴(P1~Pn) 중 1개에 대응하는 템플릿을 수평·수직·회전 방향으로 각각 일정한 간격으로 이동 또는 회전시키면서 그 템플릿 중의 도형과 합성 화상(d) 중의 도형의 합치도를 그 때마다 계산한다.
다음에, 단계(7a)에서는 소정의 이동량·회전량까지 부여해서 계산된 일련의 합치도에 대해 최대로 되는 값이 기준값 이상인지의 여부를 판단하고, 기준값 이상이라고 판단한 경우에는 다음의 단계(8)로 처리를 이행하고, 그렇지 않으면 단계(7b)로 처리를 이행한다.
단계(7b)에서는 합치도의 최대값이 기준값보다도 작은 점에서 당해 템플릿 중의 도형이 합성 화상(d) 중에 포함되지 않는다고 판단하고, 당해 템플릿을 다른 템플릿(즉 테스트 패턴(P1~Pn) 중 아직 패턴 인식에 이용하지 않은 템플릿)으로 교환하고, 상기 단계(2)로 처리를 되돌린다.
또, 단계(8)에서는, 상기 단계(7a)에서 합치도의 최대값이 기준값 이상이라고 판단된 템플릿에 대해, 그 합치도가 최대가 되었을 때의 이동 방향별 이동량을 판독하고, 다음의 단계(9)로 처리를 이행한다.
보다 상세하게 설명하면, 이 단계(8)에서는, 템플릿의 이동 방향(수평, 수직, 회전 방향)마다 상기 합치도가 최대가 된 시점의 템플릿에 대해, 완전히 이동하기 전의 시점의 동일한 템플릿의 위치에 대한 상대적인 이동량을 검출한다.
단계(9)에서는 상기 단계(8)에서 판독한 수평이동량·수직이동량·회전량 각각을 도 4에 나타낸 계산식에 기초해서, 촬영기(2)의 3축 둘레의 회전각으로 환산한다.
보다 상세하게 설명하면, 도 4에 나타내는 수평 이동량 a를 표시장치(12)로부터 촬영기(2)까지의 거리 L로 나눈 수치는 거리 L를 밑변으로 하고 수평 이동량 a를 수선으로 하는 탄젠트 함수 tanθpan으로 나타낼 수 있다. 여기서, θ는 미소량이므로, θpan≒tanθpan으로부터 촬영기(2)의 팬축 둘레의 회전각θpan은 대략 a/L이된다.
동일하게 하여 수직 이동량 b를 상기 거리 L로 나눈 수치는 탄젠트 함수 tanθpitch이므로 촬영기(2)의 피치축 둘레의 회전각θpitch는 대략 b/L이 된다.
또한, 촬영기(2)의 롤축 둘레의 회전각θroll은 상기 단계(8)에서 판독한 회전각이 그대로 이용된다.
또한, 다른 예로서는 θpan과 θpitch를 각각 tanθpan의 역함수, tanθpitch의 역함수로부터 구하는 것도 가능하다.
상기 단계(9)에 의하면, 상기 거리 L의 조정에 의해, 촬영기(2)를 지지하는 피험자나, 촬영기(2)의 기종 등에 의한 흔들림량의 대소에 따라서 θpan, θpitch 및 θroll의 측정감도를 적절하게 설정하는 것도 가능하다.
즉, 예를 들면 상기 흔들림량이 비교적 작은 경우에는 촬영기(2)의 줌 기능에 의해 합성 화상(d) 상의 기준틀(a') 및 점형상 도형(b')의 크기를 대략 일정하게 유지하도록 하여 촬영기(2)를 표시장치(12)로부터 멀게 하여 거리 L을 길게 하면(망원촬영상태), 촬영기(2)의 흔들림이 합성 화상(d) 상에 비교적 크게 반영되므로 측정감도를 높일 수 있다.
또한, 예를 들면 상기 흔들림량이 비교적 큰 경우에는 촬영기(2)의 줌 기능에 의해 합성 화상(d) 상의 기준틀(a') 및 점형상 도형(b')의 크기를 대략 일정하게 유지하도록 하여 촬영기(2)를 표시장치(12)에 가깝게 하여 거리 L를 짧게 하면, 촬영기(2)의 흔들림이 합성 화상(d) 상에 비교적 작게 반영되므로 측정감도를 낮게 할 수 있다.
다음에, 단계(10)에서는 테스트 패턴(P1~Pn)에 대응하는 모든 템플릿에 대해 상기 단계(7a)(합치도의 최대값이 기준값 이상인지의 판단)을 행하였는지 판단되어, 모든 템플릿에 대해 완료되어 있으면 다음의 단계(11)로 처리를 진행하고, 그렇지 않으면 단계(7b)로 처리를 이행한다.
단계(11)에서는, θpan, θpitch 및 θroll의 3개의 회전각을 촬영기(2)에 의한 정지화상 촬영시의 시계열순으로 배열함으로써, 촬영기(2)의 흔들림 궤적이 구해지고 연산 처리부(20)에 의한 처리를 종료한다.
보다 구체적으로 설명하면, 테스트 패턴(P1~Pn)마다 θpan, θpitch 및 θroll의 3개의 회전각은 테스트 패턴 표시부(10)에 의한 테스트 패턴의 표시순서(정지화상 촬영시의 시계열순서)로 예를 들면 도 8에 나타낸 3차원 그래프 상에 플롯되어 이 3차원 그래프가 도시되지 않은 디스플레이나 프린터 등으로 출력된다. 따라서, 촬영기(2)의 흔들림 궤적이 상기 3차원 그래프상의 포인트의 궤적으로서 표현되게 된다.
다음에, 상술한 흔들림 측정 시스템을 이용한 실험예에 대해 설명한다.
도 6은 다수의 점형상 도형을 분산시킴으로써 구성된 1개의 테스트 패턴(Px)을, 10도씩 회전시킴으로써 합계 9개의 테스트 패턴을 작성하고, 이들 9개 테스트 패턴 각각을 1 프레임으로 한 동영상을 작성하여, 이 동영상을 프레임 레이트 60fps로 표시장치(12)에 표시하고, 이 표시된 테스트 패턴을, 셔터 속도(셔터 개구 시간)를 약 1/10초로 설정한 촬영기(2)에 의해 촬영하고, 합성 화상(d')를 얻도록 하고 있다. 따라서, 합성 화상(d＇)에는 상기 9개의 테스트 패턴 중 6~7매가 촬영되게 된다.
또한, 도 6에 나타낸 일례에서는 촬영기(2)에 흔들림이 생기지 않도록 그 촬영기(2)를 삼각고정한 경우의 합성 화상(d')을 나타낸다.
다음에, 도 7에서는, 도 6에 나타낸 흔들림 측정 시스템에 있어서, 표시장치(12) 상의 9개의 테스트 패턴을, 수직, 수평, 회전 방향으로 소정량 이동시키면서 그 표시화상을 삼각 고정된 촬영기(2)에 의해 촬영한 결과를 나타낸다. 즉, 촬영기(2)에 흔들림을 일으키게 하는 것과 동등한 시뮬레이션을 실시한 것이다.
도 7 중, 부호 d＇는 촬영기(2)에 의해 촬영된 합성 화상이다.
또, 같은 도면 중, 부호 T는 9개의 테스트 패턴 중, 패턴 인식에 의해 합치도의 최대값이 기준 이상이 된 테스트 패턴을 표시한 화상이다.
같은 도면 중, 부호 Td＇는 양자를 중첩한 화상이다.
같은 도면 중의 표에 나타내는 바와 같이, 본 실험에 의하면, 수직 및 수평 방향의 이동에 대해서는 ±0.1 pixel, 회전 방향의 이동에 대해서 ±0.01도의 정밀도를 확인할 수 있었다.
또한, 도 8에서 도 6에 나타낸 흔들림 측정 시스템을 이용하여 실제로 피험자가 손으로 촬영기(2)를 지지하여, 손흔들림량 및 손흔들림 궤적을 검출한 결과를 나타낸다.
도 8 중의 3 차원 그래프는, 촬영기(2)의 3축(팬축, 피치축, 롤축) 둘레의 회전각에 대해 직교하는 3개의 좌표로 하고, 이들 좌표 상에 각 축 둘레의 회전각 데이터를 시계열순으로 플롯한 것이다. 따라서, 이 그래프에 의해, 촬영기(2)의 3축 둘레의 흔들림이 시계열적으로 어떻게 변화했는지를 알 수 있다.
또, 도 9는 도 6에 나타낸 흔들림 측정 시스템에 의해 측정된 데이터에 대해서, 피험자의 차이와 손흔들림량의 관계를 나타내고, 상측 표는 촬영기(2)의 손흔들림 보정 기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기(2)의 손흔들림 보정 기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다.
도 9 중의 상하측 표의 비교로부터도, 촬영기(2)의 손흔들림 보정 기능에 의해 피치(tillt). 팬축에 관해서 1/3에서 1/2 정도의 손흔들림량이 경감되는데 반해, 롤축에 관해서는 거의 손흔들림량의 경감 효과가 없는 것을 알 수 있다.
또, 도 10은 도 6에 나타낸 흔들림 측정 시스템에 의해 측정된 데이터에 대해서, 피험자의 차이와 손흔들림량의 관계를 나타내고 있고, 상측 표는 촬영기의 손흔들림 보정기능을 오프로 한 경우의 데이터를 나타내고, 하측 표는 촬영기의 손흔들림 보정기능을 온으로 한 경우의 데이터를 나타낸다.
도 10 중의 상하측 표의 비교로부터 촬영기(2)의 손흔들림 보정 기능에 의해 피치(tillt)· 팬축에 관해서는 손흔들림 궤적의 길이가 단축되는데 반해, 롤축에 관해서는 손흔들림 궤적의 길이를 단축하는 효과가 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 9 및 도 10에 나타내는 상하측 표의 비교 결과는, 촬영기(2)가 일반적으로 시판되고 있는 디지털 카메라이며, 롤축 둘레의 손흔들림을 보정하는 기능을 가지지 않는다는 데에 기인한다.
또, 도 11과 도 12는, 도 6에 나타낸 흔들림 측정 시스템에 의해 검출된 데이터에 대해서 촬영기(2)의 기종의 차이와 흔들림량의 관계(도 11)와, 촬영기(2)의 기종의 차이와 손흔들림 궤적의 길이의 관계(도 12)를, 손흔들림 보정 오프의 경우(상측 표), 손흔들림 보정 온의 경우(하측 표)를 각각 나타낸다.
이들 도 11 및 도 12 중의 표로부터, 촬영기(2)의 기종의 차이에 의해 손흔들림 보정 능력에 차이가 생기는 것을 알 수 있다.
또한, 상술한 구성에 의하면, 촬영기(2)는 일반적으로 시판되고 있는 손흔들림 보정 기능을 가지는 디지털 카메라로 했지만, 이 촬영기(2)의 다른 예로서는, 손흔들림 보정 기능을 구비하지 않은 디지털 카메라여도 되고, 비디오 카메라로 정지화상 촬영기능을 사용한 것이어도 된다. 또한, 비디오 카메라로 동영상 촬영한 화상의 1 프레임(정지화상)을 상기 합성 화상(d 또는 d＇)으로서 이용하도록 하는 것도 가능하다.
또한, 테스트 패턴 표시부(10)는 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, 다수의 LED를 점멸시켜 상기 테스트 패턴(P1~Pn)이 순서대로 표시되도록 해도 된다. 이 구성에 의하면, 일반적으로 LED의 응답 속도가 액정 디스플레이보다도 빠른 점에서 테스트 패턴(P1~Pn)의 전환 속도를 보다 고속화해서 측정분해능을 향상시킬 수 있다.
또, 상기 테스트 패턴(P1~Pn)을 기계적 수단에 의해 이동 혹은 회전시킴으로써 이들 테스트 패턴(P1~Pn)이 외관상 고속으로 전환하도록 하는 것도 가능하다.
또, 상기 테스트 패턴(P1)은, 평면 상에 표시하는 예에 한정하지 않고, 깊이 방향으로도 넓어지는 패턴(공간배치한 LED 등으로 패턴을 평면적으로 형성한 것)이어도 된다.
또, 상기 실시형태에 의하면, 연산 처리부(20)에 의해 촬영기(2)의 3축 둘레의 회전각을 구하는 구성으로 하고 있지만, 보다 간소화한 구성으로는 3축 회전각 산출부(24)를 생략하고, 패턴 인식 처리부(23)에서의 패턴 인식시에 검출된 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을, 그대로 촬영기(2)의 흔들림에 대응하는 값으로 이용하여 시계열순으로 배열함으로써, 흔들림 궤적을 구하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태에 의하면, 복수의 테스트 패턴(P1~Pn)을 서로 중첩하지 않는 부분을 가지는 다른 도형으로 함으로써 합성 화상(d)으로부터 흔들림 이동 후의 각 테스트 패턴을 인식하기 쉽게 하지만, 다른 예로서는, 테스트 패턴(P1~Pn)을 각각 다른 색의 도형으로 하고, 이 색정보에 의해, 합성 화상(d)으로부터 흔들림 이동 후의 각 테스트 패턴을 인식하는 것도 가능하다.
또, 상기 실시형태는 테스트 패턴 표시부(10)와 연산 처리부(20)를 별도의 컴퓨터를 이용해 구성한 일례를 나타내지만, 이들 테스트 패턴 표시부(10)를 동일한 컴퓨터 혹은 3대 이상의 컴퓨터를 이용해 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 테스트 패턴 생성기(11a), 패턴 인식 처리부(23), 3축 회전각 산출부(24) 및 흔들림 궤적 계산부(25)의 일부 또는 전부는 프로그램으로서 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 흔들림 측정 시스템 및 흔들림 측정 방법은, 상기 실시형태에 의하면 촬영기(2)의 손흔들림의 측정에 관한 발명이지만, 단순히 촬영기(2)의 손흔들림 측정뿐만 아니라, 통상의 촬영기에 의한 동영상 촬영이나 정지화연사촬영 등에 있어서의 촬상 프레임 레이트에서는 너무 빨라서 관측할 수 없는(추적할 수 없는) 각종 진동계측·화상해석을 위해서도 그 원리를 응용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 순서대로 표시하는 표시 수단,
    표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 제 1 기억 수단,
    순서대로 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지화상 촬영해서 이루어지는 합성 화상을 기억하는 제 2 기억 수단,
    상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억 수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다, 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜, 상기 합성 화상으로부터 상기 각 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 패턴 인식 수단을 구비하고,
    상기 패턴 인식 수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 정지화상 촬영시의 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 한 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수 종류의 테스트 패턴의 각각이 테스트 패턴 간에서 실질적으로 서로 중첩하지 않는 부분을 가지는 도형인 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이동 방향에는, 상기 합성 화상의 평면상에 있어서의 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향이 포함되고,
    상기 이동량은 상기 방향마다 검출되는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 수직 방향의 이동량, 상기 수평 방향의 이동량, 상기 회전 방향의 이동량을 각각 상기 촬영기에 있어서의 피치축 둘레의 흔들림량, 팬축 둘레의 흔들림량, 롤축 둘레의 흔들림량으로 환산하도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 3개의 흔들림량을, 상기 테스트 패턴의 표시순서로 배열해서 흔들림 궤적을 구하도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 각 테스트 패턴이 평면적으로 표시되는 2개 이상의 도형인 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 방향 및 상기 이동량을, 상기 테스트 패턴의 표시순서로 배열하여 촬영기의 흔들림 궤적을 구하도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 방향에는 상기 합성 화상의 평면상에서의 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향이 포함되고,
    상기 이동량은 상기 방향마다 검출되는 것을 특징으로 흔들림 측정 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 방향에는 상기 합성 화상의 평면상에서의 수직 방향, 수평 방향, 회전 방향이 포함되고,
    상기 이동량을 상기 방향마다 검출하여, 상기 수직 방향의 이동량, 상기 수평 방향의 이동량, 상기 회전 방향의 이동량을 각각 상기 촬영기에서의 피치축 둘레의 흔들림량, 팬축 둘레의 흔들림량, 롤축 둘레의 흔들림량으로 환산하도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 각 테스트 패턴이 평면적으로 표시되는 2개 이상의 도형인 것을 특징으로 하는 흔들림 측정 시스템.
  11. 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 제 1 기억 수단,
    순서대로 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지화상 촬영해서 이루어지는 합성 화상을 기억하는 제 2 기억 수단,
    상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억 수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜서 상기 합성 화상으로부터 상기 각 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 패턴 인식수단을 구비하고,
    상기 패턴 인식수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고, 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정시스템.
  12. 표시 수단이, 구별 가능한 복수 종류의 테스트 패턴을 순서대로 표시하는 단계,
    상기 제 1 기억수단이 표시되는 상기 복수 종류의 테스트 패턴을 각각 템플릿으로서 기억하는 단계,
    제 2 기억 수단이 상기 테스트 패턴 중 2개 이상의 테스트 패턴을 촬영기로 정지 화상 촬영해서 이루어진 합성 화상을 기억하는 단계,
    패턴 인식 수단이 상기 제 1 기억 수단으로부터 상기 복수 종류의 템플릿을 호출함과 함께 상기 제 2 기억 수단으로부터 상기 합성 화상을 호출하고, 호출된 상기 템플릿마다, 그 템플릿을 상기 합성 화상에 대해 중첩하면서 이동시켜 상기 합성 화상으로부터 상기 템플릿에 일치하는 화상을 인식하는 단계를 포함하고,
    상기 패턴 인식수단에 의한 상기 각 템플릿의 이동 방향 및 이동량을 상기 촬영기의 흔들림 방향 및 흔들림량으로 하고, 이 흔들림 방향 및 흔들림량을 적어도 2개 이상 얻도록 하는 것을 특징으로 하는 흔들림 측정방법.
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