KR20130018330A - 촬상 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체 - Google Patents

촬상 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체 Download PDF

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KR20130018330A
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가부시키가이샤 리코
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Abstract

촬상 장치는, 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리부; 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 그 복수의 프레임 화상의 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 트래킹 화상 영역과 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 화상의 특징량이, 복수의 프레임 화상에 대하여, 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리부; 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 모니터 화면 상의 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리부; 및 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 모니터 화면 상에 표시하는 표시 처리부를 포함한다.

Description

촬상 장치, 화상 처리 방법 및 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체{IMAGING APPARATUS, IMAGE PROCESSING METHOD, AND RECORDING MEDIUM FOR RECORDING PROGRAM THEREON}
본 발명은, 이동하는 피사체를 트래킹하면서 촬영[소위, 팬-블러 촬영(pan-blur shooting)]을 행할 수 있는 촬상 장치, 화상 처리 방법, 및 이에 대한 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체에 관한 것이다.
이동하는 피사체를 트래킹하면서 촬영하는 경우에, 촬상 장치의 모니터 화면으로부터 피사체가 떨어져 보여 없어지지 않도록 촬상 장치의 방향을 제어하는 방법으로서, 피사체의 이동 방향의 전방의 촬영 영역이 피사체의 이동 방향의 후방의 촬영 영역보다 더 크게 되도록 촬상 장치의 방향을 제어하는 방법(일본 공개 특허 공보 제2006-229322호를 참조)과, 피사체를 트래킹하면서 피사체가 모니터 화면으로부터 사라지지 않도록 촬상 장치의 방향을 제어하는 방법(일본 공개 특허 공보 제2009-100454호 참조)이 제안되어 있다.
팬-블러 촬영에 대하여, 도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 고속으로 이동하고 있는 피사체를 촬영하는 경우, 모니터 화면(G) 상에서, 이동중인 피사체의 화상(O)의 이동 속도와 동일한 속도로, 이동중인 피사체의 이동 방향(예를 들어, 화살표 A의 방향)으로 촬상 장치(카메라)가 트래킹하는 동안에 촬영이 수행되는 경우에, 백그라운드에 존재하는 정지 물체인 피사체의 화상(T)이 플로잉(flowing)되어(줄무늬가 생김), 백그라운드가 블러링된다. 팬-블러 촬영에 의해 취득된 화상에 있어서, 피사체의 고속 이동은 한층 더 강조적으로 표현된다.
그러나, 팬-블러 촬영시에, 피사체의 이동 속도에 카메라의 트래킹 속도를 대응시키기 위하여 높은 기술을 가질 필요가 있고, 일반적인 사용자들이 이러한 촬영을 수행하기가 어렵기 때문에, 팬-블러 촬영에 있어서 사용자가 실패할 경우가 많다.
일본 특허 공개 공보 제2006-229322호 및 제2009-100454호는, 피사체를 트래킹하면서 모니터 화면(G)로부터 피사체가 사라지지 않도록 촬상 장치의 방향을 제어하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 피사체가 모니터 화면(G)으로부터 사라지지 않더라도, 화면상의 피사체의 이동 속도와 카메라의 트래킹 속도 사이에 속도차가 존재하면, 팬-블러 촬영의 경우에 모니터 화면(G)상에 피사체의 화상(O)이 상대 이동하면, 피사체의 화상(O)이 블러링되므로, 적절한 팬-블러 샷 화상이 획득되지 않는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 이동중인 피사체를 트래킹하면서 팬-블러 촬영을 수행하는 경우에 적절한 팬-블러 샷 화상을 획득할 수 있는 촬상 장치, 화상 처리 방법 및 이에 대한 프로그램을 기록하기 위한 기록 매체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태는, 촬상 장치를 제공하며, 이 촬상 장치는, 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리부와, 상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리부와, 상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면 상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리부와, 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면상에 표시하는 표시 처리부를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태는, 화상 처리 방법을 제공하며, 이 화상 처리 방법은, 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리 단계와, 상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리 단계와, 상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면 상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리 단계와, 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면 상에 표시하는 표시 처리 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태는, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체를 제공하며, 이 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는, 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리 단계와, 상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리 단계와, 상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리 단계와, 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면상에 표시하는 표시 처리 단계를 실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체이다.
도 1은 팬-블러 촬영을 수행하는 경우의 일례를 개략적으로 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 팬-블러 촬영을 이용하는 디지털 카메라의 외관도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 팬-블러 촬영을 위한 각 처리부의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 N 프레임 화상의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5는 트래킹 화상 영역의 설정을 설명하는데 이용되는 프레임 화상이다.
도 6은 트래킹 화상 영역, 스캐닝 영역 및 트래킹 대상 존재 영역 사이의 관계를 나타내는 프레임 화상의 개략도이며, 여기서 도 6a는 트래킹 화상 영역이 설정되어 있는 프레임 화상을 나타내며, 도 6b는 스캐닝 영역을 이용함으로써 트래킹 대상 존재 영역을 탐색하는 상태를 나타내는 프레임 화상을 나타낸다.
도 7은 모니터 화면에 표시되는 속도 표시 마크를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 2에 나타낸 디지털 카메라의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 따른 화상 처리의 처리 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 팬-블러 촬영에 의해 획득되는 프레임 화상을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 따른 촬상 장치를 도면을 참조하여 설명한다.
우선, 본 발명이 적용되는 촬상 장치의 화상처리에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 촬상 장치의 사시도이며, 도 2에서, 도면 부호 1은 카메라 본체를 나타내며, 도면 부호 2는 촬영 광학계를 갖는 렌즈 배럴을 나타낸다.
팬-블러 촬영(pan-blur shooting)을 수행하는 경우에, 예를 들어, 메뉴 화면은 카메라 본체(1)의 이면에 설치되는 모니터 화면(G)에 표시되며, 팬-블러 촬영 모드 및 N 매의 프레임 화상의 연속 촬영 모드를 설정한다.
도 3은 그 팬-블러 촬영 모드에서의 화상 처리의 각 처리부를 도시하는 블록도이다. 도 3에서, 도면 부호 3은 설정 처리부, 도면 부호 4는 탐색 처리부, 도면 부호 5는 계측 처리부, 도면 부호 6은 표시 처리부, 도면 부호 7은 자동 촬영 처리부, 도면 부호 G는 모니터 화면이다.
촬영 광학계를 통해 획득된 프레임 화상 데이터는, 표시 처리부(6)에 의해 모니터 화면(G)에 프레임 화상으로서 표시되고, 설정 처리부(3)에 입력된다.
여기서, 설정 처리부(3)에서는, 팬-블러 촬영 모드에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, N 매의 프레임 화상인 프레임 화상(F0 내지 FN)에 대응하는 프레임 화상 데이터가 입력된다. 도 4에는, 프레임 화상(F0)의 피사체 화상(T 및 O)이 피사체 화상의 일례로서 도시되어 있다.
설정 처리부(3)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 촬영 광학계를 통해 획득된 프레임 화상(F0)에 대응하는 프레임 화상 데이터에 기초하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 촬영 대상인 피사체 화상(O)을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역(Q)로서 설정한다.
디지털 카메라를 피사체에 향하게 하면, 이동중인 피사체에 대응하는 피사체 화상(O)이, 모니터 화면(G)상에서 이동하면서 표시된다. 이동중인 피사체를 팬-블러 촬영에서의 트래킹 촬영 대상으로서 취하는 경우에, 피사체 화상(O)이 트래킹 대상 화상(O’)으로서 취득되고, 트래킹 대상 화상(O’)이 트래킹된다.
설정 처리부(3)에서, 촬영 광학계를 통해 연속적으로 획득된 도 4에 도시하는 프레임 화상(F0 내지 FN)에 대응하는 프레임 화상 데이터가 연속적으로 입력되어, 실시간으로, 도 2 및 도 3에 도시하는 모니터 화면(G)에 프레임 화상(F0 내지 FN)에 대응하는 피사체 화상(O)이 모니터용으로서 연속적으로 표시된다.
이하의 설명에서는, 프레임 화상(F0 내지 FN)을 이용하여 설명하지만, 프레임 화상(F0 내지 FN)은 실시간으로 모니터 화면(G)에 표시되는 화상을 나타낸다.
사용자는, 모니터 화면(G)상에 표시되어 있는 프레임 화상(F0)의 피사체 화상(T 및 O)으로부터 팬-블러 촬영시의 트래킹 촬영 대상인 피사체 화상(O)을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역(Q)로서 설정한다.
예컨대, 도 5에 도시하는 프레임 화상(F0)(모니터 화면(G)에 표시되어 있는 화상)에 관해서, 사용자에 의해 모니터 화면(G)상의 각 포인트 A, B, C, D(4 포인트)를 터치함으로써, 지정된 각 포인트 A, B, C, D에 의해 둘러싸인 직사각형 프레임을 설정 처리부(3)에 의해 피사체 화상(O)을 포함하는 트래킹 화상 영역(Q)으로서 설정한다.
또한, 예컨대, 도 5에 도시하는 모니터 화면(G)상에서, 피사체 화상(O)의 포인트(P)를 지정함으로써, 설정 처리부(3)에 의해 미리 정해진 크기의 직사각형 프레임(이 포인트(P)를 대각선의 교점으로서 취하는 직사각형 프레임)을 설정하여, 직사각형 프레임의 내부를 피사체 화상(O)을 포함하는 트래킹 화상 영역(Q)으로서 설정할 수 있다.
또한, 이 경우에, 설정 처리부(3)에 의해 콘트라스트의 차가 큰 화상 영역을 트래킹 화상 영역(Q)으로서 자동적으로 설정할 수 있다.
도 6a에 도시하는 트래킹 화상 영역(Q)내에 존재하는 피사체 화상(O)을 트래킹 대상 화상(O’)으로서 취한다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 프레임 화상(Fo) 이후에 시간 순서대로 후속하는 각 프레임 화상(F1 내지 FN)의 트래킹 화상 영역(Q)과 비교하기 위한 스캐닝 영역(Q”)을 설정하고, 시간 순서대로 후속하는 각 프레임 화상(F1 내지 FN)의 트래킹 화상 영역(Q)과 스캐닝 영역(Q”) 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 스캐닝 영역(Q”)이 트래킹 대상 화상(O’)을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역(Q’)인지 여부를 판정한다.
이에 따라, 탐색 처리부(4)는 시간 순서대로 연속적인 트래킹 대상 존재 영역(Q’)을 획득한다.
즉, 탐색 처리부(4)는, 프레임 화상(F0)에서 설정된 트래킹 화상 영역(Q)을 템플릿으로서 취하고, 예컨대, 도 6a에 도시하는 프레임 화상(F0)의 다음 프레임 화상(F1)의 탐색 영역(S)내에서, 스캐닝 영역(Q”)을 우측 방향 및 아래쪽 방향으로 미리 정해진 순서로 설정하여, 트래킹 화상 영역(Q)에 존재하는 화상의 특징량과 스캐닝 영역(Q”)에 존재하는 화상의 특징량 사이의 비교를 반복함으로써, 도 6b에 도시한 바와 같이, 탐색 처리부(4)는, 트래킹 화상 영역(Q)에 존재하는 화상과 가장 유사도가 높은 스캐닝 영역(Q”)을 트래킹 대상 화상(O’)을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이라고 결정한다.
도 6b에서, 트래킹 화상 영역 Q를 둘러싸는 직사각형 프레임의 각 포인트 A, B, C, D에 대응하는 스캐닝 영역(Q”)을 둘러싸는 직사각형 프레임의 각 포인트는, A", B", C", D"로 마킹되며, 마찬가지로, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)을 둘러싸는 직사각형 프레임의 각 포인트는, A’, B’, C’, D’로 마킹된다.
이 실시형태에서, 탐색 영역(S)는 프레임 화상(F1)의 전체 영역이지만, 이것으로 한정되지는 않는다.
프레임 화상(F0 내지 FN)(N은 양의 정수)은, 시간 간격 Δt에서 연속적으로 획득되어, 이 연속적으로 획득되는 프레임 화상(F1 내지 FN) 각각에 관해서, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이 결정된다.
탐색이 수행되는 프레임 화상은 프레임 화상(Fi)(i는 1≤i≤N을 만족하는 정수임)으로서 취득된다.
계측 처리부(5)는, 모니터 화면(G)상에서의 프레임 화상(Fi -1)에 대하여 획득되는 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 좌표와 모니터 화면(G)에서의 프레임 화상(Fi)에 대하여 획득되는 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 좌표 사이의 차이 즉, 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 시프트를, 프레임 화상의 시간 간격 Δt으로 나눔으로써, 모니터 화면(G)상에서의 트래킹 대상 화상(O')의 이동 속도를 계측한다.
표시 처리부(6)는 상기 계측에 의해 획득된 트래킹 대상 화상(O')의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크(VM)으로서의 화살표를 도 7에 도시하는 모니터 화면(G)에 표시하는 표시 처리를 수행한다.
프레임 화상(F0)의 트래킹 화상 영역(Q)내에 존재하는 피사체 화상(O)과 프레임 화상(F1)의 스캐닝 영역(Q")내에 존재하는 화상 사이의 유사도의 계산에는, 예컨대, 트래킹 화상 영역(Q)내에 존재하는 각 화소에 의해 획득된 휘도 막대 그래프와 스캐닝 영역(Q”)내에 존재하는 각 화소에 의해 획득된 휘도 막대 그래프를 이용한다.
예컨대, 트래킹 화상 영역(Q)내의 각 화소에 의해 획득된 휘도 막대 그래프는 q=[q1, q2,…, qn]로서 취득된다. 부호 q1, q2,…, qn의 각각은, 각각 휘도 레벨이“1”인 화소의 수, 휘도 레벨이“2”인 화소의 수, ..., 휘도 레벨이“n”인 화소의 수이다.
그리고, 스캐닝 영역(Q”)내의 각 화소에 의해 획득된 휘도 막대 그래프는 p=[p1, p2,…, pn]로서 취득된다. 부호 p1, p2,…, pn의 각각은, 각각 휘도 레벨이“1”인 화소의 수, 휘도 레벨이“2”인 화소의 수, ..., 휘도 레벨이“n”인 화소의 수이다.
각 휘도 막대 그래프를 획득하는 경우에, 휘도 막대 그래프에서의 면적의 변화의 영향을 최소화하기 위하여, 트래킹 화상 영역(Q) 및 스캐닝 영역(Q")의 각각의 전체 화소에 대하여 정규화를 수행한다.
트래킹 화상 영역(Q)과 스캐닝 영역(Q") 사이의 유사도(Sim)는 이하의 식 (1)에 의해 구해진다.
Figure pct00001
(1)
유사도(Sim)가 최대인 스캐닝 영역(Q")은 프레임 화상(F1)에서의 트래킹 대상 존재 영역(Q')으로서 취득된다.
탐색 처리부(4)는, 휘도 막대 그래프와 비교하고, 시간 간격 Δt에서 프레임 화상(F1 내지 FN)의 각각에 대해서 유사도(Sim)가 최대인 스캐닝 영역(Q")을 탐색하는 처리를 수행한다.
프레임 화상 당 획득되는 트래킹 대상 존재 영역(Q')에 대하여, 트래킹 대상 존재 영역(Q')이 구해질 때 마다, 계측 처리부(5)는, 모니터 화면(G)상의 프레임 화상(Fi -1)으로부터 획득된 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 좌표와, 모니터 화면(G)상의 프레임 화상(Fi)으로부터 획득된 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 좌표 사이의 차이에 기초하여, 즉, 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 시프트에 기초하여, 모니터 화면(G)상의 트래킹 대상 존재 영역(Q')에 존재하는 트래킹 대상 화상(O')의 이동 속도를 구하도록, 이하의 계산을 수행한다.
예를 들어, 이하의 식 (2) 및 (3)은 전술한 계산에 이용된다.
Figure pct00002
(2)
Figure pct00003
(3)
여기서, Vx는 모니터 화면(G)상에서의 수평 방향의 속도, Vy는 모니터 화면(G)상에서의 수직 방향의 속도이다. 좌표(x’, y’) 및 좌표(x, y)의 각각은 프레임 화상(F0)의 좌표와, 프레임 화상(F1)의 좌표의 각각이며, 이는 모니터 화면(G)상의 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 위치를 지정한다. Δt는 프레임 화상의 시간 간격이다.
일반적으로, 모니터 화면(G)의 트래킹 대상 화상(Q’)의 이동 속도는, 프레임 화상(F1)에서의 모니터 화면(G)상의 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 좌표와 프레임 화상(Fi -1)에서의 모니터 화면(Q)상의 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 좌표 사이의 차이 즉, 트래킹 대상 존재 영역(Q')의 시프트를 획득되는 시간 간격 Δt에 의해 나눈 값이다.
표시 처리부(6)는, 계측 처리부(5)에 의해 획득된 이동 속도에 기초하여, 도 7에 도시한 바와 같이 모니터 화면(G)에 속도 표시 마크(VM)으로서의 화살표를 표시한다. 이 속도 표시 마크(VM)는, 화살표의 길이가 길어질수록, 모니터 화면(G)상에서의 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도가 더 빨라지는 것을 나타낸다. 즉, 팬-블러 촬영에서의 트래킹 촬영 대상의 이동 속도는 빠르다.
사용자는, 이 화살표의 길이가 줄어들도록, 카메라를 피사체의 이동에 대응시켜 이동시킴으로써, 피사체를 트래킹하고 적절한 팬-블러 촬영을 수행할 수 있다.
자동 촬영 처리부(7)는, 계측 처리부(5)의 계측 결과를 판정한다. 그리고 모니터 화면(G)상에서의 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 이동 속도, 즉, 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하가 되면, 촬영을 자동적으로 실행하여, 팬-블러 샷 회상을 획득한다.
이하에, 이들 처리부를 갖는 촬상 장치의 일례로서의 디지털 카메라의 하드웨어 구성을 설명한다.
도 8은 디지털 카메라의 하드웨어 구성을 도시하는 블록도이다. 이 디지털 카메라는, 촬영 광학계(11), 메카니컬 셔터(12), CCD(13; Charge-Coupled Device), CDS(Correlated Double Sampling) 회로(14), A/D(Analog-Digital) 변환기(15), 화상 처리부(화상 처리 회로)(16), 모니터 화면(G)을 구비한 액정 디스플레이(LCD)(17), CPU(18; Central Processing Unit), RAM(19; Random Access Memory), ROM(20; Read-Only Memory), SDRAM(21; Synchronous Dynamic Random Access Memory), 압축 신장부(22), 메모리 카드(23), 조작부(24), 타이밍 신호 발생기(25) 및 모터(26)를 포함한다.
촬영 광학계(11)와 CCD(13) 사이에는, 메카니컬 셔터(12)가 배치되어, 이 메카니컬 셔터(12)는 CCD(13)에 입사되는 피사체로부터의 광을 차단하는데 이용된다. 촬영 광학계(11)의 포커스 렌즈 등과 메카니컬 셔터(12)는 모터(26)에 의해 구동된다.
디지털 카메라를 피사체에 향하게 하면, 피사체부터의 광이, 촬영 광학계(11)를 통해서 CCD(13)에 입사된다.
CCD(13)는 상기 촬영 광학계(11)를 통하여 입사된 광의 화상 정보를 아날로그 화상 신호로 변환하여 이를 출력한다. CCD(13)로부터 출력된 화상 신호로부터, CDS 회로(14)에 의해 노이즈 성분을 제거하여, A/D 변환기(15)에 의해 디지털 신호로 변환한 후, 그 디지털 신호를 화상 처리부(16)에 입력한다.
화상 처리부(16)는, 입력된 디지털 신호로부터 화상 프레임마다 화상 데이터를 생성한다. 그리고 화상 프레임 당 생성된 화상 데이터는 SDRAM(21)에 일시적으로 저장되고, 화상 처리부(16)는 저장된 화상 데이터에 대하여 YCrCb 변환 처리, 화이트 밸런스 제어 처리, 콘트라스트 보정 처리, 에지 강조 처리, 색변환 처리 등의 여러 가지 화상 처리를 수행한다.
화이트 밸런스 제어 처리에서는, 화상의 컬러 깊이를 조정하고, 콘트라스 보정 처리에서는, 화상의 콘트라스트를 조정한다. 에지 강조 처리에서는, 화상의 선예도를 조정하고, 색변환 처리에서는, 화상의 컬러를 조정한다. 화상 처리부(16)에 의해 신호 처리 및 화상 처리가 수행된 화상 데이터를 LCD(17)의 모니터 화면(G)에 표시한다.
신호 처리 및 화상 처리가 수행된 화상 데이터는, 압축 신장부(22)를 통해, 메모리 카드(23)에 기록된다. 압축 신장부(22)는, 조작부(24)로부터 획득된 지시에 따라서, 화상 처리부(16)로부터 출력되는 화상 데이터를 압축하여 이를 메모리 카드(23)에 출력하고, 메모리 카드(23)로부터 판독된 화상 데이터를 신장시켜 이를 화상 처리부(16)에 출력한다.
CCD(13), CDS 회로(14) 및 A/D 변환기(15)의 각 타이밍은, 타이밍 신호를 발생하는 타이밍 신호 발생기(25)를 통해 CPU(18)에 의해 제어된다. 화상 처리부(16), 압축 신장부(22), 및 메모리 카드(23)는, CPU(18)에 의해 통괄 제어된다.
CPU(18)와, 판독 전용 메모리이며, 프로그램 등이 저장되는 ROM(20)과, 여러 가지 처리에 이용되는 작업 영역 및 여러 가지 데이터를 위한 기억 영역을 가지는 자유롭게 판독 및 기록가능한 RAM(19) 등이 버스 라인에 의해 서로 접속된다. 그리고 CPU(18)는 프로그램에 따라 여러 가지 연산 처리를 수행한다.
이 디지털 카메라에 의해 실행되는 화상 처리 프로그램은, 피사체를 트래킹하여, 모니터 화면(G)상의 피사체의 이동 속도를 계측하는 기능을 포함하는 모듈 구성이다.
상기 화상 처리 프로그램을 실행하는 경우에, CPU(18)는, 도 3에 도시된 프로세서 각각의 처리 단계를 기록 매체로서의 ROM(20)에 기록하는 프로그램을 로드하고, 그 프로그램에 기초하여, 트래킹 대상 화상(O’)의 속도 계산을 실행하고, 디지털 카메라의 모니터 화면(G)의 표시 제어를 실행하고, 화상 촬영 및 화상 처리를 수행하고, 화상을 압축하여, 메모리 카드(23)에 팬-블러 샷 화상 데이터를 생성한다.
이하에는, 팬-블러 촬영의 실행에 대하여, 도 9에 도시된 흐름도를 참조하여 설명한다.
이동중인 피사체 화상(O)을 포함하는 화상이 화상 처리부(16)에 입력되어, LCD(17)의 모니터 화면(G)에 표시된다.
예를 들어, 사용자가 모니터 화면(G)을 보면서, 모니터 화면(G)을 터치할 때, 사용자가 터치한 모니터 화면(G)상의 위치의 좌표를 입력하고, 팬-블러 촬영시에 트래킹 촬영 대상이 되는 피사체 화상(O)을 포함하는 트래킹 화상 영역(Q)을 설정한다(단계 S.1).
CPU(18)는, 최초에 설정 처리부(3)로서 기능하여, 트래킹 프로그램에 따라서 트래킹 화상 영역(Q)에서의 콘트라스트가 높은 영역을 선택하고, 트래킹 화상 영역(Q)을 트래킹 대상 화상(O’)을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역(Q’)으로서 설정한다.
그리고 그 후, 트래킹 화상 영역(Q)내의 화상의 특징량을 산출한다(단계 S.2)
CPU(18)는 모니터 화면(G)에 실시간으로 동화상으로서 표시되는 프레임 화상에 대응하는 프레임 화상을 시간 간격 Δt로 획득하고, SDRAM(21)에 연속적인 2개의 프레임 화상의 데이터를 저장한다.
저장된 2개의 프레임 화상은 프레임 화상(Fi)과 프레임 화상(Fi -1)으로서 취득되고, CPU(18)는 트래킹 처리를 위하여 프레임 화상(Fi)의 프레임 화상 데이터 및 프레임 화상(Fi -1)의 프레임 화상 데이터를 이용한다.
다음으로, CPU(18)는 탐색 처리부(4)로서 기능하여, 프레임 화상(F0)에 후속하는 각 프레임 화상(F1 내지 FN)에 대한 스캐닝 영역(Q”)을 설정하고, 탐색 영역(S)에서의 스캐닝 영역(Q”)의 위치를 변경하고, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 탐색을 실행한다(단계 S.3).
스캐닝 영역(Q”)의 위치가 변경될 때 마다, CPU(18)는 스캐닝 영역(Q”)에서의 화상의 특징량을 산출한다(단계 S.4). 그리고 CPU(18)는 스캐닝 영역(Q”)에서의 화상의 특징량과, 트래킹 화상 영역(Q)에서의 화상의 특징량 사이의 유사도 계산을 실행하고(단계 S.5), 스캐닝 영역(Q”)에서의 화상과 트래킹 화상 영역(Q)에서의 화상 사이를 비교한다(단계 S.6). 그리고 탐색 영역(S)에서의 탐색이 종료될 때까지(단계 S.7), CPU(18)는 단계 S.3 내지 S.7의 탐색 처리를 수행하고, 유사도가 가장 높은 스캐닝 영역(Q”)이 있으면, CPU(18)는 이 영역이 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이라고 결정한다(단계 S.8).
다음으로, 탐색이 수행되고 있는 프레임 화상(Fi)에 대하여, CPU(18)는 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이 획득되는지 여부를 판정한다(단계 S.9). 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이 프레임 화상(Fi)에 대하여 획득되지 않을 때, CPU(18)는 프레임 화상(Fi)이 N번째 프레임 화상인지 여부를 판정한다(단계 S.10). 그리고 프레임 화상이 N번째 프레임 화상이 아닌 경우에, 처리는 단계 S.3으로 되돌아가고, CPU(18)는 탐색이 아직 수행되지 않은 프레임 화상(Fi +1)에 대하여 탐색 처리를 수행한다.
단계 S.10에 있어서, 프레임 화상이 N번째 프레임 화상인 경우에는, 팬-블러 촬영 모드의 실행을 중지하고, 통상 촬영 모드로 되돌아간다.
탐색을 수행하고 있는 프레임 화상(Fi)에 대하여, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)이 획득되는 경우에, CPU(18)는 계측 처리부(5)로서 기능하여, 프레임 화상(Fi -1)에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 프레임 화상 데이터와 프레임 화상(Fi)에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 프레임 화상 데이터에 기초하여 모니터 화면(G)상의 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도를 계산한다.
CPU(18)는 이 이동 속도의 결과에 기초하는 표시 데이터를 LCD(17)에 출력한다. 이에 따라, 모니터 화면(G)에, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)과 함께, 모니터 화면(G)에 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크(VM)를 표시한다(단계 S.12).
사용자는, 속도 표시 마크(VM)의 화살표에 따라서, 화살표가 나타내는 방향으로 카메라 몸체(1)를 이동시킨다. 화살표의 길이가 줄어들면, 카메라 본체(1)의 이동 속도가 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도에 더 근접하게 되므로, 사용자는 카메라 본체(1)의 이동 속도가 피사체의 이동 속도에 더 근접하게 됨을 인식할 수 있다.
CPU(18)는 모니터 화면(G)상에서의 트래킹 대상 존재 영역(Q’) 내의 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하인지를 판정하고(단계 S.13), 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하인 경우에, 촬영을 자동적으로 수행한다(단계 S.14). 이에 따라서, 적절한 팬-블러 샷 화상을 획득한다. 그 후, 통상의 촬영 모드로 되돌아간다.
모니터 화면(G)상에서의 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하가 아닌 경우에는, 처리는 단계 S.3으로 되돌아가고, CPU(18)는 단계 S.3 이후의 처리를 반복적으로 수행하고, 그 처리가 N매의 프레임 화상에 대하여 종료되면, CPU(18)는 팬-블러 촬영을 중지하고, 통상의 촬영 모드로 되돌아간다.
팬-블러 촬영시에, 단일 촬영 모드에서 하나의 팬-블러 샷 화상을 취득할 수 있고, 복수의 팬-블러 샷 화상을 연속 촬영 모드로 취득할 수 있다.
상기 팬-블러 촬영에 의해 획득되는 화상 데이터에 대하여, 신호 처리 및 화상 처리를 수행한 후, 압축 신장부(22)에 의해 미리 정해진 처리를 수행하고, 이를 메모리 카드(23)에 기록한다.
예를 들어, 연속 촬영 모드에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 속도 표시 마크(VM)의 화살표의 길이가 미리 정해진 임계값 이하가 되면, 셔터가 릴리즈되고, 연속 촬영이 수행된다. 그리고 속도 표시 마크(VM)의 화살표의 길이가 미리 정해진 임계값 이상이 되면, 연속 촬영을 중지한다. 이와 같이, 복수의 일련의 팬-블러 화상을 획득한다. 사용자는 상기 복수의 일련의 팬-블러 샷 화상 중 적절한 팬-블러 샷 화상을 선택할 수 있다. 따라서, 사용자는 적절한 팬-블러 샷 화상을 신뢰성 있게 획득할 수 있다.
트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 트래킹 대상 화상(O’)의 이동 속도가 미리 정해진 입계값 이하가 되는 경우에, 측광 연산에 의해 획득된 노광 시간보다 더 길게 노광 시간을 설정하여, 상기 카메라의 셔터를 릴리즈하도록 팬-블러 촬영을 수행할 수 있다.
이에 따라서, 팬-블러 샷 화상의 효과를 크게 개선시킬 수 있다. 노광 시간이 더 길어질수록, 백그라운드에 존재하는 대상 화상이 플로잉된다고 하는 블러링 효과가 더 강조된다.
또한, 트래킹 대상 존재 영역(Q’)의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하가 되면, 측광 연산에 의해 획득된 노광 시간보다 더 짧은 노광 시간과 이보다 더 긴 노광 시간 사이에서 각 프레임 화상 데이터의 노광 시간을 변경하면서 연속적인 팬-블러 촬영을 실행할 수 있다.
전술한 연속적인 팬-블러 촬영을 실행할 때, 각 프레임 화상(F1 내지 FN)에 대하여 노광 시간을 변경하면서 다른 효과를 갖는 복수의 팬-블러 샷 화상을 획득한다.
연속 촬영한 일련의 팬-블러 샷 화상의 노광 시간이 더 길어질수록, 백그라운드가 플로잉된다고 하는 블러링 효과가 더 강조된다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 촬영은, 계측 처리부에 의해 획득된 트래킹 대상 화상의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하가 되는 경우에 자동적으로 수행되기 때문에, 팬-블러 촬영을 신뢰성 있게 수행할 수 있다.
또한, 이 경우에, 복수의 팬-블러 샷 화상이 연속적으로 촬영되므로, 나중에 팬-블러 샷 화상 중 원하는 샷 화상을 선택할 수 있다.
또한, 촬영 노광 시간이 길게 설정되어, 촬영이 수행되므로, 팬-블러 샷 화상의 촬영 효과를 개선시킬 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 촬영 노광 시간을 변경하면서 복수의 팬-블러 촬영 샷 화상을 연속적으로 획득하므로, 한 번에 다른 촬영 효과를 가지는 복수의 팬-블러링 샷 화상을 획득할 수 있다.
각 영역에 대하여 획득된 휘도 막대 그래프를 화상의 특징량으로서 이용하는 경우에, 휘도 막대 그래프에 대하여 기존 화상 처리 기술을 이용할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 사용자가 높은 촬영 기술을 가진 전문적인 사진 작가가 아니더라도, 팬-블러 촬영을 쉽고 그리고 신뢰성 있게 수행할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시형태들에 관하여 설명하였지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 이하의 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 당업자에 의해 설명된 실시형태들에서 변경이 행해질 수도 있음을 이해해야 한다.
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2010년 5월 14일자로 출원된 일본 특허 출원 제2011-111748호에 기초하고, 이로부터 우선권을 주장하며, 이것의 개시는 그 전체가 여기에 참고로 통합된다.

Claims (12)

  1. 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러(pan-blur) 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리부와,
    상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인, 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리부와,
    상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면 상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리부와,
    상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면상에 표시하는 표시 처리부를 구비하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 계측 처리부에 의해 획득된 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하인 경우에 자동적으로 촬영을 실행하는 자동 촬영 처리부를 더 구비하는 촬상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리부는 연속 촬영에 의해 복수의 팬-블러 샷(shot) 화상을 획득하는 것인 촬상 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리부는, 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도가 상기 미리 정해진 임계값 이하인 경우에, 촬영시의 노광 시간을 적절한 노광 시간보다 더 길게 설정하여, 촬영을 실행하는 것인 촬상 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리부는, 촬영 노광 시간을 변경하면서 상기 복수의 팬-블러 샷 화상을 연속 촬영에 의해 획득하는 것인 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화상의 특징량은 각 영역 내의 각 화소에 의해 획득되는 휘도 막대 그래프인 것인 촬상 장치.
  7. 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리 단계와,
    상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인, 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리 단계와,
    상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면 상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리 단계와,
    상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면 상에 표시하는 표시 처리 단계를 포함하는 화상 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 계측 처리 단계에 의해 획득된 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도가 미리 정해진 임계값 이하인 경우에 자동적으로 촬영을 실행하는 자동 촬영 처리 단계를 더 포함하는 화상 처리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리 단계는 연속 촬영에 의해 복수의 팬-블러 샷 화상을 획득하는 것인 화상 처리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리 단계는, 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도가 상기 미리 정해진 임계값 이하인 경우에, 촬영시의 노광 시간을 적절한 노광 시간보다 더 길게 설정하여, 촬영을 실행하는 것인 화상 처리 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 자동 촬영 처리 단계는, 촬영 노광 시간을 변경하면서 상기 복수의 팬-블러 샷 화상을 연속 촬영에 의해 획득하는 것인 화상 처리 방법.
  12. 촬영 광학계를 통해 어떤 시간 간격으로 획득되어 모니터 화면상에 연속적으로 표시되는 특정 프레임 화상에 대하여, 팬-블러 촬영시의 트래킹 대상 화상으로서의 트래킹 촬영 대상 화상을 포함하는 화상 영역을 트래킹 화상 영역으로서 설정하는 설정 처리 단계와,
    상기 트래킹 화상 영역을 설정하는데 이용되는 상기 프레임 화상에 후속하는 복수의 프레임 화상에 대한 트래킹 화상 영역과 비교하기 위한 스캐닝 영역을 각각 설정하고, 상기 복수의 프레임 화상 중 각 대응 프레임 화상의 스캐닝 영역을 각각 이동시키고, 상기 트래킹 화상 영역과 상기 스캐닝 영역 사이의 화상의 특징량을 비교함으로써, 상기 화상의 특징량이, 상기 복수의 프레임 화상에 대하여, 상기 트래킹 대상 화상을 포함하는 트래킹 대상 존재 영역으로서의 트래킹 화상 영역 내의 화상과 유사한 것인, 스캐닝 영역을 각각 획득하는 탐색 처리 단계와,
    상기 복수의 프레임 화상 중 하나의 프레임 화상에 대하여 획득된 상기 트래킹 대상 존재 영역의 좌표와, 그 하나의 프레임 화상의 다음 프레임 화상에 대하여 획득된 트래킹 대상 존재 영역의 좌표 사이의 차를 어떤 시간 간격으로 나눔으로써, 상기 모니터 화면상의 상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도를 계측하는 계측 처리 단계와,
    상기 트래킹 대상 화상의 이동 속도에 대응하는 속도 표시 마크를 상기 모니터 화면상에 표시하는 표시 처리 단계를
    실행할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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