JP4229692B2 - Imaging apparatus, imaging method, program, and recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数回連続撮像可能な撮像装置および撮像方法およびプログラムおよび記録媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、デジタルカメラ等の撮像装置では、一般的なカメラと同様に、撮影(撮像)時の明るさに応じて電子シャッタのシャッタ速度を自動制御する制御回路が設けられており、撮像時の明るさに左右されることなく明瞭な画像を記録できるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
図12は、デジタルカメラにおける画像ずれを説明する図である。
【0004】
上記従来のデジタルカメラのように、シャッタ速度の自動制御回路が設けられているデジタルカメラにあっては、撮像環境が暗くなるに従ってシャッタ速度が低下する。この場合、被写体の微妙な動きが被写体のみ、ぶれた画像をまねいたり、カメラが三脚等に固定されていないと撮影画像は手ぶれによりぶれた画像になったりする場合がある。
【0005】
逆に、シャッタスピードを速くすればぶれの程度は低くなるが,光量が足りずアンダーな画像(暗い画像)になってしまう。
【0006】
例えば、図12中の201に示すように、撮影者がシャッタを押した瞬間に、左右の人(被写体)が互いに手を挙げたとする。すると、シャッタスピードが遅い場合、被写体が動く様子まで撮影されてしまい、ぼやけた画像(ずれた画像)になってしまう。
【0007】
なお、図12中の202に示す画像は、撮影者が本来撮影したい画像(取り込みたい画像)であり、被写体の動きや撮影者の手ぶれ等による画像のぶれがなく、明るさも十分であり、本来はシャッタスピードに左右されずにこのように写ってほしい。
【0008】
このように、撮像環境が暗い条件下で撮像を行うと、撮像者の手ぶれや、被写体の動作に起因する画像ずれが生じ易く、鮮明な画像を記録できない場合が生じていた。
【0009】
また、この手ぶれに起因する画像ずれの補正の問題を解決する方法として、特開2001−145014号公報には、手ぶれ量に応じてレンズを駆動し、手ぶれを防止する方法が提案されている。
【0010】
また、特開2001−177760号公報には、撮影環境に応じて自動制御された適正シャッタ速度と、所定の基準シャッタ速度とで撮像を行い、各撮像画像を合成し、手ぶれを補正する方法が提案されている。
【0011】
しかしながら、上記いずれの方法も、手ぶれに起因する画像ずれの防止は可能であっても、被写体の動作に起因する画像ずれを防止することはできなかった。
【0012】
また、上記特開2001−145014号公報に記載された方法では、レンズを駆動するため、機械的な動作が多く消費電力が大幅に増加してしまい、デジタルカメラの撮影時間を減少させてしまうという問題点があった。
【0013】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、連続撮影して複数の撮像画像データを生成し、この複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと複数の背景画像データとを生成し、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを複数選択合成して被写体画像毎に選択合成画像データを生成し、この被写体画像毎の選択合成画像データを、前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成することにより、室内や夜間等の十分な光量のない撮影条件であっても、ある程度の露出を確保しながらぶれを最小限に抑えることができ、また被写体毎のぶれを補正することができる省電力で低生産コストの撮像装置および撮像方法およびプログラムおよび記録媒体を提供することである。
【0014】
【問題を解決するための手段】
本発明は、複数回連続撮像して複数の撮像画像データを生成する撮像装置において、決定されたシャッタ速度で撮像画像データを得る撮像手段と、撮影状況における明るさと焦点距離に基づいて適正シャッタ速度である第1のシャッタ速度を決定する第1のシャッタ速度決定手段と、前記第1のシャッタ速度決定手段により決定された第1のシャッタ速度が、予め定められている基準シャッタ速度より遅い場合、前記第1のシャッタ速度より高速の前記基準シャッタ速度を第2のシャッタ速度として前記決定されたシャッタ速度とする第1のシャッタ速度変更手段と、前記第1のシャッタ速度変更手段で変更されたシャッタ速度で前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できるか判断する輪郭抽出判断手段と、前記輪郭抽出判断手段により前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できないと判断された場合、該撮像画像データの輪郭が抽出できるまで、第2のシャッタ速度をより高速なシャッタ速度に変更する第2のシャッタ速度変更手段と、前記輪郭抽出判断手段により前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できると判断された場合に、該撮像画像データの輪郭が抽出できたシャッタ速度を、複数回連続撮像するシャッタ速度として決定する第2のシャッタ速度決定手段と、前記撮像手段により生成された複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと、複数の背景画像データの合成画像とを生成する分離手段と、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを選択合成して被写体画像毎の選択合成画像データを生成する選択合成手段と、前記被写体画像毎の選択合成画像データを前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成する合成手段とを有することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る撮像装置を適用可能なデジタルカメラの時間軸補正によるぶれ防止撮影システム(Active Image Stabilizer System)について説明する。
【0021】
図1は、本発明の一実施形態に係る撮像装置を適用可能なデジタルカメラの概観図である。
【0022】
図において、101はデジタルカメラの本体である。1はレンズで、本外101の正面に設けられており、このレンズ1を介して撮影された画像が本体101の背面に設けられた表示画面102に表示される構成になっている。また、104はシャッタキーで、本体1の上面に設けられており、このシャッタキー104を押下することにより撮影が可能である。105は手ぶれ撮影モードキーで、本体101の上面に設けられており、この手ぶれ撮影モードキー105を押下することにより手ぶれ撮影モードの設定又は解除を行うことができる。
【0023】
図2は、図1に示したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【0024】
図において、このレンズ1の後方には、入射する被写体像の光量を調整する絞り装置2、及びCCDからなる撮像素子3が順次配置されている。絞り装置2は、露出をF2〜F16に可変設定可能であって絞り制御回路7に接続され、撮像素子3は信号処理回路4に接続されている。
【0025】
8はCPUで、ROM13又はその他の図示しない記録媒体に格納されるプログラムに基づき動作することによって、このデジタルカメラを構成する各部を制御し、且つ訂正露出と適正シャッタスピードとを算出するものである。このCPU8には、絞り制御回路7、撮像素子3、及び信号処理回路4が接続されているとともに、表示回路6、表示用RAM9、キー入力部10、外部I/F制御部11、作業用RAM12、ROM13、記憶用メモリ14が接続されている。
【0026】
絞り制御回路7は、CPU8により算出された適正露出に基づき動作し、絞り装置2を当該適正露出に駆動するものである。信号処理回路4は、撮像素子3からの出力信号を処理するとともに、電子シャッタを内蔵しており、そのシャッタスピードは1〜1/1000秒の範囲でCPU8からの指示に従った速度に制御される。なお、CPU8は、撮像時の明るさ(撮像環境)に応じて電子シャッタのシャッタ速度を適正シャッタに自動制御することが可能であり、これにより撮像時の明るさに左右されることなく明瞭な画像を記録できる。
【0027】
キー入力部10には、図1に示したシャッタキー4及び手ぶれ撮影モードキー5等の各種キーが設けられている。外部I/F制御部11は、このデジタルカメラに接続されるパソコン等の外部機器とのデータ入出力を制御するものである。作業用RAM12は、CPU8のワークエリアとして使用されるのみならず、後述する複数枚分の画像データが記録される。さらに、作業用RAM12には、手ぶれ撮影モードキー5で指示された手ぶれ撮影モードの設定の有無が記憶されている。
【0028】
ROM13には、CPU8の動作プログラム等が記憶されており、CPU8は、この動作プログラムに基づき動作し各部を制御する。
【0029】
以下、図3〜図10を参照して、本発明の撮像装置における時間軸補正によるぶれ防止撮影方法について説明する。
【0030】
図3,図4は、本発明の撮像装置における第1の制御処理手順の一例を示すフローチャートであり、本発明の撮像装置における時間軸補正によるぶれ防止撮影方法(撮影方法及び画像データの合成方法)に対応する。なお、このフローチャートの処理は、図2に示したCPU8によりROM13又はその他の記録媒体に格納されたプログラムに基づいて実行されるものである。また、S101〜S127は各ステップを示す。
【0031】
まず、シャッタキー4が押下されると、ぶれ防止モードが設定されているか否かを判断し(S101)、ぶれ防止モードが設定されていないと判断した場合には、通常撮影モードで撮影を行い(S127)、処理を終了する。
【0032】
一方、ステップS101で、ぶれ防止モードが設定されていると判断した場合には、適正シャッタスピード(撮影時の明るさに応じて撮影画像が最適な明るさになるように決定されたシャッタスピード)が基準シャッタスピード(予め定められている所定のシャッタスピード、例えば「1/60秒」)よりも遅いか否かを判断し(S102)、適正シャッタスピードが基準シャッタスピードよりも遅くないと判断した場合には、通常撮影モードで撮影を行い(S127)、処理を終了する。
【0033】
一方、ステップS102で、適正シャッタスピードが基準シャッタスピードよりも遅いと判断した場合には、基準シャッタスピードで撮影を行い(S103)、撮影した被写体の輪郭を抽出が可能であるかどうか判断する(S104)。
【0034】
ステップS104で、撮影した被写体の輪郭を抽出が可能でないと判断した場合には、より速いシャッタスピードで撮影し(S105)、輪郭が抽出できるようになるまで、ステップS104,S105を繰り返す。
【0035】
そして、ステップS104で、撮影した被写体の輪郭を抽出が可能であると判断した場合には、撮影条件に基づいて撮影枚数を決定する(S106)。この撮影枚数の決定は、上述の輪郭を抽出可能なシャッタスピード(輪郭抽出可能シャッタスピード)と適正シャッタスピードとに基づいて決定される。
【0036】
次に、このステップS104で上記被写体の輪郭を抽出可能であると判断されたシャッタスピード(輪郭抽出可能シャッタスピード)で、ステップS106で決定された枚数(複数枚)の画像を撮影し、1枚目〜5枚目までの撮影画像データM01を図5に示すようにM01として作業用RAM12内に保存する(S107〜S109)。
【0037】
次に、ステップS107で撮影した複数の撮影画像データM01から撮影範囲にある「ずれている部分(動いている部分)」,「固定されている部分(静止している部分)」を判定する(S110)。例えば、図5に示した1枚目〜5枚目までの撮影データ内でずれている部分(左の人501は1〜3枚目と4,5枚目とでずれており、右の人502は1,4,5枚目と2,3枚目とでずれている)と、撮影データ501〜505内で全て固定されている部分(左の人501,右の人502以外の部分(以下、背景)は全くずれていない(固定されている))とを判定する。
【0038】
そして、「ずれている部分」を「固定されている部分(背景等)」から分離し(S111)、該分離された「ずれている部分」を図6に示すようにM02として作業用RAM12内に保存する(S112)。このステップS110〜S112の処理をずれている部分が無くなるまで(S113)、ずれている部分毎に独立に繰り返し行う。即ち、左の人501の5枚の画像データ(図6に示す601〜605)と、右の人502の5枚の画像データ(図6に示す611〜615)とを、それぞれずれ部分(被写体毎の被写体画像データ)M02として独立に保存する。
【0039】
次に、「ずれている部分」を除いた複数の撮像画像データM01(即ち「固定されている部分(背景等)」)を全て合成し(S114)、該合成画像を図7に示すように作業用RAM12内に背景部分(背景合成画像データ)M03として保存する(S115)。
【0040】
次に、それぞれのずれ部分M02の平均位置を求め、それぞれのずれ部分M02に対して、前記平均位置からのずれを示す「ずれベクトル」をそれぞれ計算する(S116)、また、ステップS116で求めた平均位置を補正位置M04として決めて作業用RAM12内に保存する(S117)。
【0041】
次に、補正位置M04からのずれベクトルが「0」に近いようなずれ部分M02を複数枚抽出する。即ち、形状,位置が明らかに異なるずれ部分を除外して複数のM02を抽出する(S118)。
【0042】
例えば、図8では、左の人601,602,603は重なる面積が大きい画像であり、また右の人611,614,615も重なる面積が大きい画像である。
【0043】
この例のように、左の人と右の人がそれぞれ違う向きに手を振っている場合でも、それぞれが最もずれていない画像(左の人601,602,603と右の人611,614(多少のずれはカバー可能),615)のみを選択(抽出)し、左の人604,605や右の人612,613は除外することにより、ずれている部位単位で調節を行う(左の人、右の人でそれぞれ調節を行う)ことができる。なお、画像の抽出(選択)の有無は、重なり部分の面積の割合に基づいて決定されるが、この割合をキー入力部10(図2)等からユーザが指定できるように構成してもよい。
【0044】
次に、抽出したずれ部分M02を合成して1つの画像にし(S119)、図9に示すように合成した画像を補正部分(被写体毎の選択合成体画像データ)M05として作業用RAM12内に保存する(S120)。これらステップS116〜S120の処理が、全てのずれ部分について終了するまで、ステップS116〜S120を繰り返す。
【0045】
そして、これらステップS116〜S120の処理が全てのずれ部分について終了すると(S121)、次に、図5に示した1枚目〜5枚目までの撮影データM01全てを合成(積算)した画像と、ずれ部分M02を抜き出した背景画像を合成(積算)した背景合成画像データM03との相対的な関係より、補正部分M05の明るさ,コントラスト,色等が合成後に適切なレベルになるように画像処理する(S122)。
【0046】
なお、ここでの相対的な関係とは、例えば撮像データM01を「n枚」撮り、そのうち「k枚(2≦k≦n)」のM02画像を用いてずれ部分を合成する場合、「n枚」と「k枚」に相当する。また、この相対的な関係に基づく画像処理とは、補正部分M05のコントラストや色、明るさを、「k」枚の合成画像の「n/k」倍することに相当する。
【0047】
次に、背景画像(背景合成体画像データ)M03の補正位置M04(不図示)に補正部分M05(被写体毎の選択合成体画像データ)を配置(合成)する(S123)。このステップS122〜123の処理を、全ての補正部分M05について繰り返し行い、全ての補正部分M05について終了すると、その合成画像を図10に示すように合成画像データM06として記憶用メモリ14内に保存する(S125)。
【0048】
そして、最後に、M01〜M05までのデータを消去し(S126)、処理を終了する。
【0049】
以上、説明したように、適正シャッタスピード(撮影時の明るさに応じて撮影画像が最適な明るさになるように決定されたシャッタスピード)が、基準シャッタスピード(予め定められている所定のシャッタスピード)よりも遅い場合、速いシャッタスピードで撮影を行い、次に撮影した被写体の輪郭を抽出できるかどうか判断し、抽出できない場合は、被写体に対して輪郭が抽出可能になるまでシャッタスピードを上げ、その被写体抽出可能シャッタスピードで複数枚の画像を撮影し、撮影範囲にある「ずれている部分」と「固定されている部分」とを判断し、ずれを起こしている部分に着目し数枚の画像から、ずれの程度が最小になるように画像を選択し、ずれを起こしている部分を切り出し、複数枚の切り出した画像の合成画像と背景画像の合成画像とを重ね合わせ、正規化処理等の適切な画像処理を施して画質を調節する(即ち、短時間(適正シャッタスピードより早いシャッタスピード)で撮った複数の画像から、それぞれ被写体毎に、ずれの少ない画像を抜き出して、背景と合成し、画像を作成する)ことにより、シャッタスピードが遅い条件でもある程度の露出を確保しながらぶれを最小限に抑えることが可能になる。
【0050】
従って、室内や夜間など周囲が暗い状況ではシャッタスピードが遅くなり、動きのあるものの撮影画像への影響が大きくなり、一方、動きによるぶれの影響を少なくしようとしてシャッタスピードを上げると、アンダーな画像になってしまうという、相反する問題を回避することができる。
【0051】
また、従来の新アクティブイメージエリア方式,シフト方式では,カメラ自体のぶれの補正はできても、被写体ごとのぶれを補正することができないが、複数の個所でぶれが生じて、それぞれのずれベクトルが異なっている場合でも、それぞれに対して補正を行うことができる。
【0052】
さらに、従来の手振れセンサを使った手振れ補正に比べ、機械的、光学的な補正は行わないため、省電力で補正することができ、且つ生産コストも下がるという優れた効果を奏する。
【0053】
なお、本発明の撮像装置は、デジタルスティルカメラであっても、デジタルビデオカメラであっても適用可能である。
【0054】
本発明の撮像装置を、デジタルビデオカメラに適用する場合、1度の撮像(動画)から複数の静止撮像画像データを生成するようにする。即ち、動画として撮影してそのデータを輪郭がぼやけない範囲の時間で区切って(要するにシャッタスピードと同じ理屈で)複数の静止画像データ(複数の撮像画像データ)を生成し、この複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと、複数の背景画像データの合成画像とを生成し、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを複数選択合成して被写体画像毎に選択合成画像データを生成し、この被写体画像毎の選択合成画像データを、前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成する構成とする。
【0055】
以下、図11に示すメモリマップを参照して本発明に係る撮像装置で読み出し可能なデータ処理プログラムの構成について説明する。
【0056】
図11は、本発明に係る撮像装置で読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記録媒体のメモリマップを説明する図である。
【0057】
なお、特に図示しないが、記録媒体に記憶されるプログラム群を管理する情報、例えばバージョン情報,作成者等も記憶され、かつ、プログラム読み出し側のOS等に依存する情報、例えばプログラムを識別表示するアイコン等も記録される場合もある。
【0058】
さらに、各種プログラムに従属するデータも上記ディレクトリに管理されている。また、インストールするプログラムやデータが圧縮されている場合に、解凍するプログラム等も記録される場合もある。
【0059】
本実施形態における図3,図4に示す機能が外部からインストールされるプログラムによって、ホストコンピュータにより遂行されていてもよい。そして、その場合、CD−ROMやフラッシュメモリやFD等の記録媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を出力装置に供給される場合でも本発明は適用されるものである。
【0060】
以上のように、前述した実施形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【0061】
この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。
【0062】
プログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク,ハードディスク,光ディスク,光磁気ディスク,CD−ROM,CD−R,DVD−ROM,磁気テープ,不揮発性のメモリカード,ROM,EEPROM,シリコンディスク等を用いることができる。
【0063】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0064】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0065】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適応できることは言うまでもない。この場合、本発明を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムを格納した記憶媒体を該システムあるいは装置に読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0066】
さらに、本発明を達成するためのソフトウエアによって表されるプログラムをネットワーク上のデータベースから通信プログラムによりダウンロードして読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、連続撮影して複数の撮像画像データを生成し、この複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと複数の背景画像データとを生成し、前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを複数選択合成して被写体画像毎に選択合成画像データを生成し、この被写体画像毎の選択合成画像データを、前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成するので、室内や夜間等の十分な光量のない撮影条件であっても、ある程度の露出を確保しながらぶれを最小限に抑えることができ、また被写体毎のぶれを補正することができ、省電力で低生産コストを実現することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る撮像装置を適用可能なデジタルカメラの概観図である。
【図2】図1に示したデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の撮像装置における第1の制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図4】本発明の撮像装置における第1の制御処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図5】本発明の撮像装置における撮像画像データを示す図である。
【図6】本発明の撮像装置における被写体毎の被写体画像データを示す図である。
【図7】本発明の撮像装置における背景合成画像データを示す図である。
【図8】本発明の撮像装置における被写体毎の被写体画像データ内の選択画像を示す図である。
【図9】本発明の撮像装置における被写体毎の選択合成体画像データを示す図である。
【図10】本発明の撮像装置における合成画像データを示す図である。
【図11】本発明に係る撮像装置で読み出し可能な各種データ処理プログラムを格納する記録媒体のメモリマップを説明する図である。
【図12】デジタルカメラにおける画像ずれを説明する図である。
【符号の説明】
1 レンズ
2 絞り装置
3 CCD撮像素子
4 信号処理回路
5 表示素子
6 表示回路
7 絞り制御回路
8 CPU
9 表示用RAM
10 キー入力部
11 外部I/F制御
12 ROM
13 作業用RAM
14 記憶用メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image pickup apparatus, an image pickup method, a program, and a recording medium that can continuously pick up images a plurality of times.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an imaging device such as a digital camera has been provided with a control circuit that automatically controls the shutter speed of an electronic shutter according to the brightness at the time of shooting (imaging), as in a general camera. A clear image can be recorded regardless of the brightness.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 12 is a diagram for explaining image shift in the digital camera.
[0004]
In a digital camera provided with an automatic shutter speed control circuit as in the conventional digital camera, the shutter speed decreases as the imaging environment becomes darker. In this case, the subtle movement of the subject may imitate a blurred image only in the subject, or if the camera is not fixed to a tripod or the like, the captured image may be blurred due to camera shake.
[0005]
Conversely, if the shutter speed is increased, the degree of blurring is reduced, but the amount of light is insufficient, resulting in an under image (dark image).
[0006]
For example, as shown by 201 in FIG. 12, it is assumed that the left and right people (subjects) raise their hands at the moment the photographer presses the shutter. Then, when the shutter speed is slow, the subject is photographed until the subject moves, resulting in a blurred image (shifted image).
[0007]
Note that an image indicated by 202 in FIG. 12 is an image that the photographer originally wants to shoot (an image that the photographer wants to capture), has no image blur due to movement of the subject or camera shake of the photographer, and has sufficient brightness. I want this to appear like this, regardless of the shutter speed.
[0008]
As described above, when imaging is performed under a dark imaging environment, a camera shake of the photographer and an image shift due to the movement of the subject are likely to occur, and a clear image cannot be recorded.
[0009]
As a method for solving the problem of correcting the image shift caused by the camera shake, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-145014 proposes a method of driving the lens according to the amount of camera shake to prevent the camera shake.
[0010]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-177760 discloses a method of performing image capturing at an appropriate shutter speed automatically controlled according to a shooting environment and a predetermined reference shutter speed, combining the captured images, and correcting camera shake. Proposed.
[0011]
However, none of the above methods can prevent the image shift caused by the movement of the subject even though the image shift caused by the camera shake can be prevented.
[0012]
Further, in the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-145014, since the lens is driven, the mechanical operation is large and the power consumption is greatly increased, so that the photographing time of the digital camera is reduced. There was a problem.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to continuously capture images to generate a plurality of captured image data, and subject images that vary between the captured image data. Are separated from the plurality of captured image data for each subject image to generate a plurality of subject image data and a plurality of background image data for each subject image, and a plurality of subject images for each subject image From the data, only a plurality of image data with little change is selected and combined to generate selected combined image data for each subject image, and the selected combined image data for each subject image is combined with the combined image of the plurality of background image data. By combining, even under shooting conditions where there is not enough light, such as indoors or at night, it is possible to minimize blurring while ensuring a certain level of exposure. To provide a low production cost of the imaging apparatus and an imaging method and a program and recording medium in the power saving that can positively be.
[0014]
[Means for solving problems]
The present invention provides an imaging device that obtains captured image data at a determined shutter speed and an appropriate shutter speed based on brightness and focal length in a shooting situation in an imaging device that continuously captures a plurality of times to generate a plurality of captured image data. When the first shutter speed determining means for determining the first shutter speed and the first shutter speed determined by the first shutter speed determining means are slower than a predetermined reference shutter speed, First shutter speed changing means for setting the reference shutter speed higher than the first shutter speed as the second shutter speed to the determined shutter speed, and the shutter changed by the first shutter speed changing means Contour extraction determination means for determining whether a contour of captured image data captured by the imaging means at a speed can be extracted; and the contour extraction determination If it is determined by the stage that the contour of the captured image data captured by the imaging unit cannot be extracted, the second shutter speed is changed to a higher shutter speed until the contour of the captured image data can be extracted. When it is determined by the shutter speed changing unit and the contour extraction determining unit that the contour of the captured image data captured by the imaging unit can be extracted, the shutter speed at which the contour of the captured image data can be extracted is continuously displayed a plurality of times. A second shutter speed determination unit that determines a shutter speed to be imaged, and a subject image that changes between the plurality of captured image data generated by the imaging unit, from the plurality of captured image data for each subject image; a plurality of object image data for each of the object image separated respectively, and separating means for generating a composite image of the plurality of background image data, Serial plurality of object image data for each object image, a selection combining means for generating a selected composite image data for each object image by selecting and combining only the image data with little variation, the selective combining image data for each of the object image and having a combining means synthesis to the plurality of composite images of the background image data.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an image stabilization system (Active Image Stabilizer System) by correcting a time axis of a digital camera to which an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a schematic view of a digital camera to which an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied.
[0022]
In the figure,
[0023]
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the digital camera shown in FIG.
[0024]
In the figure, behind the
[0025]
A CPU 8 operates on the basis of a program stored in the
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
Hereinafter, with reference to FIGS. 3 to 10, a description will be given of a shake-preventing photographing method by time axis correction in the imaging apparatus of the present invention.
[0030]
3 and 4 are flowcharts showing an example of a first control processing procedure in the imaging apparatus of the present invention, and a shake-preventing imaging method (imaging method and image data synthesis method) by time axis correction in the imaging apparatus of the present invention. ). Note that the processing of this flowchart is executed by the CPU 8 shown in FIG. 2 based on a program stored in the
[0031]
First, when the shutter key 4 is pressed, it is determined whether or not the shake prevention mode is set (S101). If it is determined that the shake prevention mode is not set, shooting is performed in the normal shooting mode. (S127), the process ends.
[0032]
On the other hand, if it is determined in step S101 that the shake prevention mode is set, an appropriate shutter speed (shutter speed determined so that the photographed image has optimum brightness according to the brightness at the time of photographing). Is determined to be slower than a reference shutter speed (a predetermined shutter speed set in advance, for example, “1/60 seconds”) (S102), and it is determined that the appropriate shutter speed is not slower than the reference shutter speed. In this case, shooting is performed in the normal shooting mode (S127), and the process ends.
[0033]
On the other hand, if it is determined in step S102 that the appropriate shutter speed is slower than the reference shutter speed, shooting is performed at the reference shutter speed (S103), and it is determined whether the contour of the shot subject can be extracted (S103). S104).
[0034]
If it is determined in step S104 that the contour of the photographed subject cannot be extracted, photographing is performed at a faster shutter speed (S105), and steps S104 and S105 are repeated until the contour can be extracted.
[0035]
If it is determined in step S104 that the contour of the photographed subject can be extracted, the number of shots is determined based on the shooting conditions (S106). The number of shots is determined based on the shutter speed at which the contour can be extracted (shutter speed at which the contour can be extracted) and the appropriate shutter speed.
[0036]
Next, at the shutter speed determined to be able to extract the contour of the subject at step S104 (shutter speed at which the contour can be extracted), the number of images (plurality) determined at step S106 is taken and one sheet is taken. The photographed image data M01 for the first to fifth sheets is stored in the
[0037]
Next, “shifted part (moving part)” and “fixed part (stationary part)” in the photographing range are determined from the plurality of photographed image data M01 photographed in step S107 ( S110). For example, a portion shifted in the first to fifth shooting data shown in FIG. 5 (the left person 501 is shifted between the first to third and fourth and fifth sheets, and the right person 502 is shifted between the 1st, 4th, 5th and 2nd and 3rd images), and the portions that are all fixed in the shooting data 501 to 505 (the portions other than the left person 501 and the right person 502 ( Hereinafter, it is determined that the background is not shifted (fixed) at all.
[0038]
Then, the “deviation portion” is separated from the “fixed portion (background etc.)” (S111), and the separated “deviation portion” is set as M02 in the working
[0039]
Next, all of the plurality of captured image data M01 (ie, “fixed part (background etc.)”) excluding the “deviation part” are synthesized (S114), and the synthesized image is as shown in FIG. The background portion (background composite image data) M03 is stored in the work RAM 12 (S115).
[0040]
Next, an average position of each shift portion M02 is obtained, and for each shift portion M02, a “shift vector” indicating a shift from the average position is calculated (S116), and obtained in step S116. The average position is determined as the correction position M04 and stored in the work RAM 12 (S117).
[0041]
Next, a plurality of shift portions M02 whose shift vectors from the correction position M04 are close to “0” are extracted. That is, a plurality of M02s are extracted by excluding misaligned portions with clearly different shapes and positions (S118).
[0042]
For example, in FIG. 8, the
[0043]
As in this example, even when the left person and the right person are waving their hands in different directions, the images that are not the most shifted (the
[0044]
Next, the extracted shift portion M02 is combined into one image (S119), and the combined image as shown in FIG. 9 is stored in the working
[0045]
When the processes in steps S116 to S120 are completed for all the shifted portions (S121), an image obtained by combining (accumulating) all the shooting data M01 for the first to fifth images shown in FIG. Based on the relative relationship with the background composite image data M03 obtained by combining (accumulating) the background image from which the shift portion M02 is extracted, the image such that the brightness, contrast, color, and the like of the correction portion M05 are at an appropriate level after synthesis. Process (S122).
[0046]
Note that the relative relationship here is, for example, “n” of the imaging data M01, and “n” when combining the misaligned portions using “k (2 ≦ k ≦ n)” M02 images. It corresponds to “sheets” and “k sheets”. Further, the image processing based on this relative relationship corresponds to multiplying the contrast, color, and brightness of the correction portion M05 by “n / k” times that of “k” composite images.
[0047]
Next, a correction portion M05 (selected composite image data for each subject) is arranged (synthesized) at a correction position M04 (not shown) of the background image (background composite image data) M03 (S123). The processes in steps S122 to S123 are repeated for all the correction portions M05, and when all the correction portions M05 are completed, the composite image is stored in the
[0048]
Finally, the data from M01 to M05 is erased (S126), and the process ends.
[0049]
As described above, the appropriate shutter speed (the shutter speed determined so that the captured image has the optimum brightness according to the brightness at the time of shooting) is the reference shutter speed (the predetermined shutter speed that is set in advance). If it is slower than the (speed), take a picture at a fast shutter speed, determine whether the contour of the next photographed subject can be extracted, and if not, increase the shutter speed until the contour can be extracted from the subject. , Shoot multiple images at the subject extractable shutter speed, determine “shifted part” and “fixed part” in the shooting range, and pay attention to the part that caused the shift The image is selected from the images in such a way that the degree of deviation is minimized, the part where the deviation occurs is cut out, and a composite image of the plurality of cut out images and the background The image is superimposed on the composite image and subjected to appropriate image processing such as normalization processing to adjust the image quality (that is, for each subject from a plurality of images taken in a short time (shutter speed faster than the appropriate shutter speed). In addition, by extracting an image with little deviation and combining it with the background to create an image), it is possible to minimize blurring while ensuring a certain degree of exposure even under a low shutter speed condition.
[0050]
Therefore, when the surroundings are dark, such as indoors or at night, the shutter speed will be slow, and there will be a greater impact on the captured image, but if the shutter speed is increased to reduce the effect of motion blur, an underimage will appear. It is possible to avoid the conflicting problem of becoming.
[0051]
In addition, the conventional new active image area method and shift method can correct the camera shake, but cannot correct the shake for each subject. Even if they are different, correction can be performed for each.
[0052]
Furthermore, since mechanical and optical correction is not performed as compared with the camera shake correction using the conventional camera shake sensor, it is possible to perform correction with power saving and to produce an excellent effect that the production cost is reduced.
[0053]
Note that the imaging apparatus of the present invention can be applied to either a digital still camera or a digital video camera.
[0054]
When the image pickup apparatus of the present invention is applied to a digital video camera, a plurality of still picked-up image data is generated from one image pickup (moving image). In other words, a plurality of still image data (a plurality of captured image data) is generated by dividing the data as a moving image and dividing the data by a time in a range in which the outline is not blurred (in short, the same theory as the shutter speed). A subject image that varies between data is separated from the plurality of captured image data for each subject image, and a plurality of subject image data for each subject image and a composite image of a plurality of background image data are obtained. Generating a plurality of subject image data for each subject image, and selecting and synthesizing only a plurality of image data with little change to generate selected composite image data for each subject image. It is configured to synthesize the synthesized image of the plurality of background image data.
[0055]
The configuration of a data processing program that can be read out by the imaging apparatus according to the present invention will be described below with reference to the memory map shown in FIG.
[0056]
FIG. 11 is a diagram illustrating a memory map of a recording medium that stores various data processing programs that can be read out by the imaging apparatus according to the present invention.
[0057]
Although not specifically shown, information for managing a program group stored in the recording medium, for example, version information, creator, etc. is also stored, and information depending on the OS on the program reading side, for example, a program is identified and displayed. Icons may also be recorded.
[0058]
Further, data depending on various programs is also managed in the directory. In addition, when the program or data to be installed is compressed, a program to be decompressed may be recorded.
[0059]
The functions shown in FIGS. 3 and 4 in this embodiment may be performed by the host computer by a program installed from the outside. In this case, the present invention is applied even when an information group including a program is supplied to the output device from a recording medium such as a CD-ROM, a flash memory, or an FD, or from an external storage medium via a network. Is.
[0060]
As described above, a recording medium recording software program codes for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus, and a computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus stores the recording medium in the recording medium. It goes without saying that the object of the present invention can also be achieved by reading and executing the programmed program code.
[0061]
In this case, the program code itself read from the recording medium realizes the novel function of the present invention, and the recording medium storing the program code constitutes the present invention.
[0062]
As a recording medium for supplying the program code, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, DVD-ROM, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, EEPROM, A silicon disk or the like can be used.
[0063]
Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described embodiments are realized, but also an OS (operating system) or the like running on the computer based on the instruction of the program code. It goes without saying that a case where the function of the above-described embodiment is realized by performing part or all of the actual processing and the processing is included.
[0064]
Furthermore, after the program code read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted in the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the case where the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.
[0065]
Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or apparatus. In this case, by reading the storage medium storing the program represented by the software for achieving the present invention into the system or apparatus, the system or apparatus can enjoy the effects of the present invention. .
[0066]
Furthermore, by downloading and reading a program represented by software for achieving the present invention from a database on a network by a communication program, the system or apparatus can enjoy the effects of the present invention. .
[0067]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of captured image data is generated by continuous shooting, and subject images that change between the plurality of captured image data are captured for each of the subject images. A plurality of subject image data for each subject image and a plurality of background image data are generated separately from the image data, and only a plurality of image data with little change is selected from the plurality of subject image data for each subject image. Since the combined composite image data is generated for each subject image and the selected composite image data for each subject image is combined with the composite image of the plurality of background image data, a sufficient amount of light such as indoors or at night is sufficient. Even if there are no shooting conditions, it is possible to minimize blurring while ensuring a certain level of exposure, and to correct blurring for each subject, saving power and reducing production costs The effects of the like can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a digital camera to which an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention can be applied.
2 is a block diagram showing a configuration of the digital camera shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing an example of a first control processing procedure in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a first control processing procedure in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing captured image data in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing subject image data for each subject in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing background composite image data in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a selected image in subject image data for each subject in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing selected composite image data for each subject in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating composite image data in the imaging apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a memory map of a recording medium that stores various data processing programs that can be read by the imaging apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating image shift in a digital camera.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
9 Display RAM
10
13 Work RAM
14 Memory for storage
Claims (6)
決定されたシャッタ速度で撮像画像データを得る撮像手段と、
撮影状況における明るさと焦点距離に基づいて適正シャッタ速度である第1のシャッタ速度を決定する第1のシャッタ速度決定手段と、
前記第1のシャッタ速度決定手段により決定された第1のシャッタ速度が、予め定められている基準シャッタ速度より遅い場合、前記第1のシャッタ速度より高速の前記基準シャッタ速度を第2のシャッタ速度として前記決定されたシャッタ速度とする第1のシャッタ速度変更手段と、
前記第1のシャッタ速度変更手段で変更されたシャッタ速度で前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できるか判断する輪郭抽出判断手段と、
前記輪郭抽出判断手段により前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できないと判断された場合、該撮像画像データの輪郭が抽出できるまで、第2のシャッタ速度をより高速なシャッタ速度に変更する第2のシャッタ速度変更手段と、
前記輪郭抽出判断手段により前記撮像手段が撮像した撮像画像データの輪郭が抽出できると判断された場合に、該撮像画像データの輪郭が抽出できたシャッタ速度を、複数回連続撮像するシャッタ速度として決定する第2のシャッタ速度決定手段と、
前記撮像手段により生成された複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと、複数の背景画像データの合成画像とを生成する分離手段と、
前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを選択合成して被写体画像毎の選択合成画像データを生成する選択合成手段と、
前記被写体画像毎の選択合成画像データを前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成する合成手段と、を有することを特徴とする撮像装置。In an imaging device that continuously captures a plurality of times and generates a plurality of captured image data ,
Imaging means for obtaining captured image data at the determined shutter speed ;
First shutter speed determination means for determining a first shutter speed that is an appropriate shutter speed based on brightness and focal length in a shooting situation;
When the first shutter speed determined by the first shutter speed determination means is slower than a predetermined reference shutter speed, the reference shutter speed higher than the first shutter speed is set to the second shutter speed. First shutter speed changing means for setting the determined shutter speed as:
Contour extraction determining means for determining whether the contour of the captured image data captured by the imaging means can be extracted at the shutter speed changed by the first shutter speed changing means;
If it is determined by the contour extraction determining unit that the contour of the captured image data captured by the imaging unit cannot be extracted, the second shutter speed is changed to a higher shutter speed until the contour of the captured image data can be extracted. Second shutter speed changing means for
When the contour extraction determination unit determines that the contour of the captured image data captured by the imaging unit can be extracted, the shutter speed at which the contour of the captured image data can be extracted is determined as the shutter speed for continuous imaging multiple times. Second shutter speed determining means for
A plurality of subject image data for each subject image separated from the plurality of captured image data for each subject image, and subject images having a change between the plurality of captured image data generated by the imaging means ; Separating means for generating a composite image of a plurality of background image data;
A selection / combination means for selectively combining image data with little change from a plurality of subject image data for each subject image to generate selection composite image data for each subject image;
An image pickup apparatus comprising: a combining unit configured to combine the selected combined image data for each subject image with a combined image of the plurality of background image data.
決定されたシャッタ速度で撮像手段により撮像画像データを得る撮像工程と、
撮影状況における明るさと焦点距離に基づいて適正シャッタ速度である第1のシャッタ速度を決定する第1のシャッタ速度決定工程と、
前記第1のシャッタ速度決定工程により決定された第1のシャッタ速度が、予め定められている基準シャッタ速度より遅い場合、前記第1のシャッタ速度より高速の前記基準シャッタ速度を第2のシャッタ速度として前記決定されたシャッタ速度とする第1のシャッタ速度変更工程と、
前記第1のシャッタ速度変更工程で変更されたシャッタ速度で前記撮像工程で撮像手段により撮像された撮像画像データの輪郭が抽出できるか判断する輪郭抽出判断工程と、
前記輪郭抽出判断工程により前記撮像工程で撮像手段により撮像された撮像画像データの輪郭が抽出できないと判断された場合、該撮像画像データの輪郭が抽出できるまで、第2のシャッタ速度をより高速なシャッタ速度に変更する第2のシャッタ速度変更工程と、
前記輪郭抽出判断工程により前記撮像工程で撮像手段により撮像された撮像画像データの輪郭が抽出できると判断された場合に、該撮像画像データの輪郭が抽出できたシャッタ速度を、複数回連続撮像するシャッタ速度として決定する第2のシャッタ速度決定工程と、
前記撮像工程で生成された複数の撮像画像データ間で変化のある被写体画像を、該被写体画像毎に、前記複数の撮像画像データからそれぞれ分離して前記被写体画像毎の複数の被写体画像データと、複数の背景画像データの合成画像とを生成する分離工程と、
前記被写体画像毎の複数の被写体画像データから、変化の少ない画像データのみを選択合成して被写体画像毎の選択合成画像データを生成する選択合成工程と、
前記被写体画像毎の選択合成画像データを前記複数の背景画像データの合成画像に対して合成する合成工程と、を有することを特徴とする撮像方法。In an imaging method of an imaging device that continuously captures a plurality of times and generates a plurality of captured image data ,
An imaging step of obtaining captured image data by the imaging means at the determined shutter speed ;
A first shutter speed determination step for determining a first shutter speed, which is an appropriate shutter speed, based on the brightness and focal length in a shooting situation;
When the first shutter speed determined in the first shutter speed determination step is slower than a predetermined reference shutter speed, the reference shutter speed higher than the first shutter speed is set to the second shutter speed. A first shutter speed changing step to set the determined shutter speed as:
A contour extraction determination step of determining whether a contour of the captured image data captured by the imaging means in the imaging step can be extracted at the shutter speed changed in the first shutter speed change step;
If it is determined by the contour extraction determination step that the contour of the captured image data captured by the imaging means in the imaging step cannot be extracted, the second shutter speed is increased until the contour of the captured image data can be extracted. A second shutter speed changing step for changing to the shutter speed;
When it is determined by the contour extraction determination step that the contour of the captured image data captured by the imaging means in the imaging step can be extracted, the shutter speed at which the contour of the captured image data can be extracted is continuously captured a plurality of times. A second shutter speed determining step for determining the shutter speed;
A plurality of subject image data for each subject image separated from the plurality of captured image data for each subject image, and subject images having a change between the plurality of captured image data generated in the imaging step ; A separation step of generating a composite image of a plurality of background image data;
A selection and synthesis step of selecting and synthesizing only image data with little change from a plurality of subject image data for each subject image, and generating selection synthesized image data for each subject image;
A combination step of combining the selected combined image data for each of the subject images with a combined image of the plurality of background image data.
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