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JP7561535B2 - Imaging device, control method thereof, program, and storage medium - Google Patents
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JP7561535B2 - Imaging device, control method thereof, program, and storage medium - Google Patents

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JP7561535B2 JP2020130770A JP2020130770A JP7561535B2 JP 7561535 B2 JP7561535 B2 JP 7561535B2 JP 2020130770 A JP2020130770 A JP 2020130770A JP 2020130770 A JP2020130770 A JP 2020130770A JP 7561535 B2 JP7561535 B2 JP 7561535B2
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Description

本発明は、撮像装置において、動く被写体を撮影する場合の被写体ブレを抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a technology for suppressing subject blur when photographing a moving subject in an imaging device.

従来より、被写体の撮像条件を決定するにあたり、被写体ブレを抑制するような制御を行う撮像装置が知られている。 Conventionally, imaging devices are known that perform control to suppress subject blur when determining imaging conditions for a subject.

特許文献1では、撮像した複数の画像を用いて被写体の動きベクトルと背景の動きベクトルを求め、被写体の動きベクトルから被写体の動きを、背景の動きベクトルから撮像装置の動きを求め、それらに基づいて撮像条件を設定している。 In Patent Document 1, the motion vector of the subject and the motion vector of the background are calculated using multiple captured images, the movement of the subject is calculated from the motion vector of the subject, and the movement of the imaging device is calculated from the motion vector of the background, and the imaging conditions are set based on these.

特許第4379918号公報Patent No. 4379918

しかしながら、上述の特許文献1に開示されている技術では、複数の画像間の被写体の移動量から被写体の速度を求めている。そのため、例えば、動物が獲物に飛びかかるときなどのように急な速度変化がある場合は、その速度変化を精度良く求めることが困難である。そのような場合には、被写体ブレを抑制しきれない。 However, in the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, the speed of the subject is calculated from the amount of movement of the subject between multiple images. Therefore, when there is a sudden change in speed, such as when an animal pounces on its prey, it is difficult to accurately calculate the change in speed. In such cases, subject blur cannot be completely suppressed.

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、動く被写体を撮影する場合に、被写体ブレを抑制することができる撮像装置を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide an imaging device that can suppress subject blur when photographing a moving subject.

本発明に係わる撮像装置は、実空間内を所定の速度で移動し得る被写体を撮像する撮像手段と、特定被写体の姿勢情報と、特定被写体の所定時間後における速度とを関連付けた機械学習により作成された学習済みモデルを用いて、前記撮像手段により撮像された被写体の画像から、それ以降の画像を撮像する時点における被写体の速度を推定する推定手段と、前記推定手段により推定された被写体の推定速度に基づいて、前記撮像手段における前記それ以降の画像の撮像の撮像条件として、絞り値、シャッター速度、ISO感度を決定するための制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。 The imaging device of the present invention is characterized by comprising: an imaging means for imaging a subject that may move within a real space at a predetermined speed ; an estimation means for estimating, from an image of the subject imaged by the imaging means, the speed of the subject at the time of capturing a subsequent image, using a trained model created by machine learning that associates posture information of the specific subject with the speed of the specific subject after a predetermined time; and a control means for performing control to determine an aperture value, a shutter speed, and an ISO sensitivity as imaging conditions for capturing the subsequent images by the imaging means, based on the estimated speed of the subject estimated by the estimation means.

本発明によれば、動く被写体を撮影する場合に、被写体ブレを抑制することが可能となる。 The present invention makes it possible to reduce subject blur when photographing a moving subject.

本発明の撮像装置の第1の実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing the configuration of a digital camera that is a first embodiment of an image capturing apparatus of the present invention. 推定部のブロック構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of an estimation unit. 推定部に入力される画像の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of an image input to an estimation unit. 被写体の移動速度に対応するプログラム線図の例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a program diagram corresponding to the moving speed of a subject. 第1の実施形態における被写体の速度に基づいてプログラム線図を切り替える動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing an operation of switching a program chart based on the speed of a subject in the first embodiment. 流し撮りの例を示す図。FIG. 第1の実施形態における流し撮り時にプログラム線図を切り替える動作を示すフローチャート。6 is a flowchart showing an operation of switching a program chart during panning in the first embodiment. 第1の実施形態における流し撮り時のプログラム線図。5 is a program diagram for performing panning in the first embodiment. 第2の実施形態におけるライブビューのフレームレートを切り替える動作を示すフローチャート。10 is a flowchart showing an operation of switching a frame rate of a live view in the second embodiment. 第3の実施形態における撮像素子の構造を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the structure of an image sensor according to a third embodiment. 第3の実施形態における単位画素の回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a unit pixel according to a third embodiment. 第3の実施形態における単位列回路の回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a unit column circuit according to a third embodiment. 蓄積時間切り替え方式のHDRにおける蓄積と読み出しのタイミングを示す図。FIG. 13 is a diagram showing the timing of accumulation and readout in HDR using the accumulation time switching method. 蓄積時間切り替え方式のHDRにおける画素領域全体の読み出し動作のタイミングチャート。13 is a timing chart of a readout operation of the entire pixel area in HDR using the accumulation time switching method. ゲイン切り替え方式のHDRにおける画素領域全体の読み出し動作のタイミングチャート。13 is a timing chart of a readout operation of the entire pixel region in gain switching type HDR. 被写体の推定速度に応じてHDR画像の撮像動作を切り替える動作を示すフローチャート。11 is a flowchart showing an operation for switching an imaging operation of an HDR image depending on an estimated speed of a subject. 第4の実施形態における、ライブビュー撮影及び被写体の速度推定の動作を示すタイミング図。13 is a timing chart showing the operation of live view shooting and subject speed estimation in the fourth embodiment. 推定速度を補間することにより、任意のタイミングにおける推定速度を得る例を示した図。FIG. 13 is a diagram showing an example of obtaining an estimated speed at an arbitrary timing by interpolating the estimated speed. 蓄積開始時の被写体速度による蓄積時間の制御について示す図。6A and 6B are diagrams showing control of accumulation time based on the subject speed at the start of accumulation. 蓄積中心の被写体速度による蓄積時間の制御について示す図。FIG. 13 is a diagram showing control of accumulation time based on the subject speed at the center of accumulation. 第6の実施形態における推定部のブロック構成を示す図。FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of an estimation unit according to the sixth embodiment. 第6の実施形態における学習モデルの学習を概略的に説明する図。FIG. 23 is a diagram for explaining the learning of a learning model in the sixth embodiment.

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 The following embodiments are described in detail with reference to the attached drawings. Note that the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although the embodiments describe multiple features, not all of these multiple features are necessarily essential to the invention, and multiple features may be combined in any manner. Furthermore, in the attached drawings, the same reference numbers are used for the same or similar configurations, and duplicate explanations are omitted.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の撮像装置の第1の実施形態であるデジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital camera 100 which is a first embodiment of an image capturing apparatus of the present invention.

図1において、レンズ部101は、被写体の光学像を撮像素子105に結像させる。また、レンズ部101では、レンズ駆動装置102によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などが行われる。メカニカルシャッター103は、シャッター駆動装置104によって制御される。撮像素子105は、CCDやCMOSセンサなどからなり、レンズ部101により結像された被写体像を光電変換して、画像信号を出力する。 In FIG. 1, the lens unit 101 forms an optical image of a subject on the image sensor 105. In addition, in the lens unit 101, zoom control, focus control, aperture control, etc. are performed by the lens drive device 102. The mechanical shutter 103 is controlled by the shutter drive device 104. The image sensor 105 is made up of a CCD or CMOS sensor, etc., and photoelectrically converts the subject image formed by the lens unit 101 to output an image signal.

信号処理回路106は、撮像素子105から出力される画像信号に対して、各種の補正処理、データ圧縮処理、現像処理などを行う。また、信号処理回路106は、画像信号にゲインをかけるデジタルゲイン処理を行うゲイン部106aを備える。測光部107は、画像信号から被写体輝度を求める。推定部108は、画像信号から被写体の撮像時(現在から所定時間が経過した後の時刻)における被写体の速度を推定及び学習する。 The signal processing circuit 106 performs various correction processes, data compression processes, development processes, etc. on the image signal output from the image sensor 105. The signal processing circuit 106 also includes a gain unit 106a that performs digital gain processing to apply a gain to the image signal. The photometry unit 107 obtains the subject brightness from the image signal. The estimation unit 108 estimates and learns the subject's speed from the image signal at the time the subject is captured (a time a predetermined time after the present).

制御部109は、各種演算を行うとともに、デジタルカメラ100全体を制御する。動きセンサ110は、デジタルカメラ100の動きの角速度を検出する角速度センサ(ジャイロセンサ)と、加速度を検出する加速度センサとを備える。メモリ部111は、画像データを一時的に記憶する。インターフェース部(I/F部)112は、記録媒体113へのデータの記録または記録媒体113からのデータの読み出しを行うためのインターフェースである。記録媒体113は、画像データの記録または読み出しを行うための着脱可能な半導体メモリ等からなる。 The control unit 109 performs various calculations and controls the entire digital camera 100. The motion sensor 110 includes an angular velocity sensor (gyro sensor) that detects the angular velocity of the motion of the digital camera 100, and an acceleration sensor that detects acceleration. The memory unit 111 temporarily stores image data. The interface unit (I/F unit) 112 is an interface for recording data to the recording medium 113 or reading data from the recording medium 113. The recording medium 113 is composed of a removable semiconductor memory or the like for recording or reading image data.

表示部114は、各種情報や撮影画像を表示する表示部であり、電子ビューファインダ(EVF)と液晶表示部(LCD)を含む。電子ビューファインダには接眼部が設けられており、接眼部を介して、EVFパネルに表示された画像を視認することができる。近接センサ115は、EVFの接眼部付近に配置され、接眼部への物体の近接を検知する。 The display unit 114 displays various information and captured images, and includes an electronic viewfinder (EVF) and a liquid crystal display (LCD). The electronic viewfinder is provided with an eyepiece through which the image displayed on the EVF panel can be viewed. The proximity sensor 115 is disposed near the eyepiece of the EVF, and detects the proximity of an object to the eyepiece.

操作部116は、電源スイッチ、シャッタースイッチ、タッチパネルを含む。シャッタースイッチは、シャッターボタンが半押しされることによってオートフォーカス(AF)等の撮影準備動作を開始させる指示スイッチSW1と、シャッターボタンが全押しされることによって撮像を開始させる指示スイッチSW2を含む。タッチパネルは、LCD上に積層されており、ユーザーのタッチ動作を検知する。 The operation unit 116 includes a power switch, a shutter switch, and a touch panel. The shutter switch includes an instruction switch SW1 that starts a shooting preparation operation such as autofocus (AF) when the shutter button is pressed halfway, and an instruction switch SW2 that starts imaging when the shutter button is pressed all the way. The touch panel is layered on the LCD, and detects touch operations by the user.

図2は、推定部108のブロック構成を示す図である。推定部108は、速度推定部201と、補正部202とを備えて構成される。速度推定部201は、メモリ部111に保持された1枚の画像信号の入力に対し、画像信号中の被写体の所定時間後の記録用画像の撮像時点における速度を推定して出力する。所定時間後の撮像のタイミングは、制御部109から通知される。 Figure 2 is a diagram showing the block configuration of the estimation unit 108. The estimation unit 108 is configured to include a speed estimation unit 201 and a correction unit 202. The speed estimation unit 201 estimates and outputs the speed of the subject in the image signal at the time of capturing an image for recording a predetermined time later, in response to an input of a single image signal held in the memory unit 111. The timing of capturing the image after the predetermined time is notified by the control unit 109.

この被写体の速度の推定は、公知のディープラーニング技術等を用いて、入力された画像中の被写体と、その被写体の次の動作の速度とを関連付けて機械学習させ、作成された学習済みモデルを用いることにより実現できる。そのため、急な動きの変化についても、事前にその兆候が写った入力画像を用いることにより、急な動きの変化があっても、速度を推定することが可能となる。 This estimation of the subject's speed can be achieved by using well-known deep learning technology, etc. to machine-learn the association between the subject in the input image and the speed of the subject's next movement, and then using the created trained model. Therefore, by using an input image that shows signs of a sudden change in movement in advance, it is possible to estimate the speed even if there is a sudden change in movement.

図3は、推定部201に入力される画像の例を示す図である。図3(a)のように立っている犬の画像が速度推定部201に入力された場合、速度推定部201は0km/hという推定速度を出力する。図3(b)のように走っている犬の画像が速度推定部201に入力された場合、速度推定部201は例えば30km/hという推定速度を出力する。 Figure 3 is a diagram showing an example of an image input to the estimation unit 201. When an image of a standing dog as shown in Figure 3(a) is input to the speed estimation unit 201, the speed estimation unit 201 outputs an estimated speed of 0 km/h. When an image of a running dog as shown in Figure 3(b) is input to the speed estimation unit 201, the speed estimation unit 201 outputs an estimated speed of, for example, 30 km/h.

補正部202は、入力された画像における被写体の像面上のサイズに応じて、速度推定部201から出力された推定速度を補正する。具体的には、像面上で被写体のサイズが小さければ、像面上での速度が遅くなるように、逆に大きければ、像面上での速度が速くなるように補正する。また、補正部202は、被写体の像面上のサイズではなく、被写体までの距離とレンズ部101の撮像倍率を用いて、速度推定部201から出力された推定速度を補正してもよい。 The correction unit 202 corrects the estimated speed output from the speed estimation unit 201 according to the size of the subject on the image plane in the input image. Specifically, if the size of the subject on the image plane is small, the speed on the image plane is corrected to be slower, and conversely, if the size of the subject on the image plane is large, the speed on the image plane is corrected to be faster. The correction unit 202 may also correct the estimated speed output from the speed estimation unit 201 using the distance to the subject and the imaging magnification of the lens unit 101, rather than the size of the subject on the image plane.

補正部202は、補正された被写体の推定速度を制御部109へ送る。制御部109は、被写体の推定速度に応じて対応するプログラム線図を選択し、測光部107により求められたEV値(Exposure value)に基づいて、シャッタースピード、ISO感度、絞りといった撮像条件を決定する。制御部109が、前述した被写体の推定速度に基づいて、非移動性、低速、中速、高速の移動の種別を判断している。ここでは、被写体の推定速度が閾値未満であれば非移動性被写体として取り扱う。 The correction unit 202 sends the corrected estimated speed of the subject to the control unit 109. The control unit 109 selects a corresponding program diagram according to the estimated speed of the subject, and determines imaging conditions such as shutter speed, ISO sensitivity, and aperture based on the EV value (Exposure value) obtained by the photometry unit 107. The control unit 109 determines the type of movement, whether non-moving, slow, medium, or fast, based on the estimated speed of the subject described above. Here, if the estimated speed of the subject is less than a threshold, it is treated as a non-moving subject.

図4は、移動の種別ごとのプログラム戦図を示す図である。図4(a)は非移動性被写体のプログラム線図、図4(b)は低速移動性被写体のプログラム線図、図4(c)は中速移動性被写体のプログラム線図、図4(d)は高速移動性被写体のプログラム線図の例をそれぞれ示している。どのプログラム線図も、最大絞り(開口径が一番大きい絞り)F1.4、最小絞り(開口径が一番小さい絞り)F22としている。ISO感度については、ゲイン部106aがISO感度に応じたゲインをかけることにより、ISO100~ISO1638400の範囲で設定可能である。また、撮像素子105内でゲインをかけてもよい。 Figure 4 shows program diagrams for each type of movement. Figure 4(a) shows an example of a program diagram for a non-moving subject, Figure 4(b) shows an example of a program diagram for a slow-moving subject, Figure 4(c) shows an example of a program diagram for a medium-moving subject, and Figure 4(d) shows an example of a program diagram for a fast-moving subject. All program diagrams have a maximum aperture (aperture with the largest aperture diameter) of F1.4 and a minimum aperture (aperture with the smallest aperture diameter) of F22. The ISO sensitivity can be set in the range of ISO 100 to ISO 1638400 by the gain unit 106a applying a gain according to the ISO sensitivity. Gain may also be applied within the image sensor 105.

非移動性の被写体に分類された場合は、図4(a)の非移動性被写体のプログラム線図が選択される。図4(a)の非移動性被写体のプログラム線図では、所定の輝度範囲(図中のEV4からEV20)で、測光部107で計測されたEV値に応じて、絞りとシャッタースピードの制御が行われる。最大絞りとなる領域301、最小絞りとなる領域302では、シャッタースピードのみで制御が行われる。 When a subject is classified as a non-moving subject, the program diagram for a non-moving subject in FIG. 4(a) is selected. In the program diagram for a non-moving subject in FIG. 4(a), aperture and shutter speed are controlled according to the EV value measured by the photometry unit 107 within a specified luminance range (EV4 to EV20 in the diagram). In the maximum aperture region 301 and the minimum aperture region 302, control is performed only with the shutter speed.

低速の移動性被写体に分類された場合は、シャッタースピードを極端に遅くすると被写体ブレを起こすため、図4(b)の低速の移動性被写体のプログラム線図が選択される。図4(b)の低速の移動性被写体のプログラム線図では、非移動性被写体のプログラム線図と同様に、所定の輝度範囲(図中のEV8からEV20)でISO感度を固定し、絞りとシャッタースピードの制御が行われる。低速の移動性被写体のプログラム線図が非移動性被写体のプログラム線図と異なる点は、シャッタースピードが1/30秒となる領域303では、シャッタースピードが固定され、絞りとISO感度制御が行われることである。最大絞りとなる領域304では、ISO感度制御のみが行われる。 When a subject is classified as a slow-moving subject, an extremely slow shutter speed would cause subject blur, so the program diagram for slow-moving subjects in FIG. 4(b) is selected. In the program diagram for slow-moving subjects in FIG. 4(b), the ISO sensitivity is fixed within a specified brightness range (EV8 to EV20 in the diagram) and aperture and shutter speed control is performed, just like the program diagram for non-moving subjects. The program diagram for slow-moving subjects differs from the program diagram for non-moving subjects in that in region 303, where the shutter speed is 1/30 seconds, the shutter speed is fixed and aperture and ISO sensitivity control is performed. In region 304, where the aperture is at maximum, only ISO sensitivity control is performed.

中速の移動性被写体に分類された場合は、被写体ブレを防ぐために更にシャッタースピードを速くする必要があり、図4(c)の中速の移動性被写体のプログラム線図が選択される。図4(c)の中速の移動性被写体のプログラム線図では、低速の移動性被写体のプログラム線図と同様に、所定の輝度範囲(図中のEV12からEV20)でISO感度が固定され、絞りとシャッタースピードの制御が行われる。シャッタースピードが1/125秒となる領域305では、シャッタースピードが固定され、絞りとISO感度制御が行われる。最大絞りとなる領域306ではISO感度制御のみが行われる。 When a subject is classified as moving at a medium speed, it is necessary to further increase the shutter speed to prevent subject blur, and the program diagram for a medium-speed moving subject in FIG. 4(c) is selected. In the program diagram for a medium-speed moving subject in FIG. 4(c), the ISO sensitivity is fixed within a predetermined brightness range (EV12 to EV20 in the diagram) and aperture and shutter speed control are performed, as in the program diagram for a slow-speed moving subject. In region 305 where the shutter speed is 1/125 seconds, the shutter speed is fixed and aperture and ISO sensitivity control is performed. In region 306 where the aperture is at maximum, only ISO sensitivity control is performed.

高速の移動性被写体に分類された場合は、被写体ブレを防ぐために更にシャッタースピードを速くする必要があり、図4(d)の高速の移動性被写体のプログラム線図が選択される。図4(d)の高速の移動性被写体のプログラム線図では、低速の移動性被写体のプログラム線図と同様に、所定の輝度範囲(図中のEV16からEV20)でISO感度が固定され、絞りとシャッタースピードの制御が行われる。シャッタースピードが1/500秒となる領域307では、シャッタースピードが固定され、絞りとISO感度制御が行われる。最大絞りとなる領域308では、ISO感度制御のみが行われる。 When a subject is classified as a fast-moving subject, it is necessary to further increase the shutter speed to prevent subject blur, and the program diagram for fast-moving subjects in FIG. 4(d) is selected. In the program diagram for fast-moving subjects in FIG. 4(d), the ISO sensitivity is fixed within a predetermined brightness range (EV16 to EV20 in the diagram) and aperture and shutter speed control is performed, as in the program diagram for slow-moving subjects. In region 307 where the shutter speed is 1/500 seconds, the shutter speed is fixed and aperture and ISO sensitivity control is performed. In region 308 where the aperture is at maximum, only ISO sensitivity control is performed.

以下に、デジタルカメラ100自身がシャッタースピード、ISO感度、絞りといった撮像条件を決定するP (プログラム)モードにおいて、撮像素子105から出力された画像を表示部114に表示しながら静止画撮影を行う、いわゆるライブビュー撮影の動作について説明する。 The following describes the operation of so-called live view photography, in which still images are captured while the image output from the image sensor 105 is displayed on the display unit 114 in P (program) mode, where the digital camera 100 itself determines the imaging conditions such as shutter speed, ISO sensitivity, and aperture.

本実施形態では、ライブビュー撮影時の事前撮影画像を用いて推定部108で被写体の速度を推定し、推定速度に応じて制御部109が、撮像条件を決定するプログラム線図を切り替える。 In this embodiment, the estimation unit 108 estimates the subject's speed using pre-captured images during live view shooting, and the control unit 109 switches the program diagram that determines the imaging conditions according to the estimated speed.

図5は、被写体の推定速度に応じてプログラム線図を切り替える動作を示すフローチャートである。デジタルカメラ100の電源が投入されると、このフローチャートの動作が開始され、ライブビュー撮影が開始される。 Figure 5 is a flowchart showing the operation of switching the program diagram depending on the estimated speed of the subject. When the digital camera 100 is turned on, the operation of this flowchart starts, and live view shooting begins.

ステップS401では、制御部109は、撮像素子105から出力された画像信号に対して、信号処理回路106を用いて、各種補正処理、データ圧縮処理、現像処理等の画像処理を行う。処理された画像データは、メモリ部111に保持された後、表示部114に表示される。この際、撮像素子105から出力される画像信号は、推定部108での被写体速度の推定、および表示部114での表示に用いられるため、信号処理回路106においてリサイズされていてもよい。また、表示部114と推定部108には、それぞれ異なる画像処理を行った画像を個別に入力してもよい。 In step S401, the control unit 109 uses the signal processing circuit 106 to perform image processing such as various correction processes, data compression processes, and development processes on the image signal output from the image sensor 105. The processed image data is stored in the memory unit 111 and then displayed on the display unit 114. At this time, the image signal output from the image sensor 105 may be resized in the signal processing circuit 106 because it is used for estimating the subject speed in the estimation unit 108 and for display on the display unit 114. In addition, images that have been subjected to different image processing may be input separately to the display unit 114 and the estimation unit 108.

ステップS402では、制御部109は、メモリ部111に保持された一枚の画像に対して、速度推定部201を用いて所定時間後の被写体の速度を推定する。ここでの所定時間とは、ライブビュー撮影(ライブビュー動作)における次のフレームの撮像時刻までの時間である。 In step S402, the control unit 109 uses the speed estimation unit 201 to estimate the speed of the subject after a predetermined time for one image stored in the memory unit 111. The predetermined time here is the time until the imaging time of the next frame in live view shooting (live view operation).

ステップS403では、制御部109は、補正部202を用いて被写体の像面上のサイズに応じて、被写体の推定速度を補正する。 In step S403, the control unit 109 uses the correction unit 202 to correct the estimated speed of the subject according to the size of the subject on the image plane.

ステップS404では、制御部109は、補正部202において補正された被写体の推定速度に対して、高速、中速、低速、非移動性の分類を行う。高速移動性被写体であればステップS405、中速移動性被写体であればステップS406、低速移動性被写体であればステップS407、非移動性被写体であればステップS408にそれぞれ進む。ステップS405、S406、S407、S408では、制御部109は、それぞれの被写体速度に対応したプログラム線図を選択する(撮像動作を制御する)。 In step S404, the control unit 109 classifies the estimated speed of the subject corrected by the correction unit 202 into high speed, medium speed, slow speed, and non-moving. If the subject is a high speed moving subject, the process proceeds to step S405; if the subject is a medium speed moving subject, the process proceeds to step S406; if the subject is a slow speed moving subject, the process proceeds to step S407; and if the subject is a non-moving subject, the process proceeds to step S408. In steps S405, S406, S407, and S408, the control unit 109 selects a program diagram corresponding to each subject speed (controls the imaging operation).

ステップS409では、制御部109は、選択されたプログラム線図と測光部107の求めたEV値とに基づいて、シャッタースピード(シャッター速度)、ISO感度、絞りといった撮像条件を決定する。 In step S409, the control unit 109 determines the imaging conditions, such as the shutter speed, ISO sensitivity, and aperture, based on the selected program diagram and the EV value determined by the photometry unit 107.

ステップS410では、制御部109は、レリーズボタンが押下されたか否かを判定する。レリーズボタンが押下されれば、ステップS411に進み、ステップS409で決定された撮像条件で記録用の撮像を行う。撮像された画像信号は、信号処理回路106で信号処理が施された後にメモリ部111に保持され、I/F部112を介して記録媒体113に記録される。ステップS410においてレリーズボタンが押下されなければ、ステップS401に戻り、一連の動作を繰り返す。 In step S410, the control unit 109 determines whether or not the release button has been pressed. If the release button has been pressed, the process proceeds to step S411, where an image for recording is captured under the imaging conditions determined in step S409. The captured image signal is subjected to signal processing in the signal processing circuit 106, and then stored in the memory unit 111, and is recorded on the recording medium 113 via the I/F unit 112. If the release button has not been pressed in step S410, the process returns to step S401, and the series of operations is repeated.

なお、ライブビューのフレームレートが高くフレーム間の時間が短い場合は、被写体の速度の推定処理がライブビューの次のフレームまでに完了しないことがある。この場合、推定処理を数フレームに1回行うようにし、推定する被写体の速度のタイミングを次フレーム以降の撮像時刻としてもよい。 Note that if the live view frame rate is high and the time between frames is short, the subject speed estimation process may not be completed by the time of the next live view frame. In this case, the estimation process may be performed once every few frames, and the timing of the estimated subject speed may be the imaging time of the next frame or later.

上記では、撮影モードがPモードである場合のライブビュー撮影動作について説明したが、撮影者が任意に絞りを設定するAv(絞り優先)モード、撮影者が任意にシャッタースピードを設定するTv(シャッタースピード優先)モードにも適用可能である。Pモードでは、推定部108が出力する被写体の推定速度に基づき、被写体ブレが起こるシャッタースピードが設定されないようシャッタースピードが制限されたプログラム線図が選択される。 The above describes the live view shooting operation when the shooting mode is P mode, but it can also be applied to Av (aperture priority) mode in which the photographer sets the aperture as desired, and Tv (shutter speed priority) mode in which the photographer sets the shutter speed as desired. In P mode, a program diagram is selected that limits the shutter speed based on the estimated subject speed output by the estimation unit 108 so as not to set a shutter speed that would cause subject blur.

これに対し、Tvモードでは、任意にシャッタースピードを設定できる。この場合、Tvモードにおいては、撮影者が設定できるシャッタースピードを制限せず、被写体ブレが起こるようなシャッタースピードが設定された場合、表示部114に被写体ブレが起こる可能性がある旨を通知する表示を行ってもよい。また、被写体ブレが起こるようなシャッタースピードを設定できないように制限してもよい。 In contrast, in Tv mode, the shutter speed can be set arbitrarily. In this case, in Tv mode, the shutter speed that the photographer can set is not limited, and if a shutter speed that would cause subject blur is set, a display may be displayed on the display unit 114 to notify the user that subject blur may occur. Also, restrictions may be placed so that a shutter speed that would cause subject blur cannot be set.

以上説明したように、本実施形態によれば、所定時間後の撮像時の被写体の速度を推定し、その速度に対応したプログラム線図を選択することにより、被写体ブレを起こしにくい撮像条件を設定することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, by estimating the speed of the subject when capturing an image a predetermined time later and selecting a program diagram that corresponds to that speed, it is possible to set capturing conditions that are less likely to cause subject blur.

次に、第1の実施形態の変形例として、撮像条件の設定に、角速度センサ、加速度センサを含む動きセンサ110の情報を参照する場合について説明する。 Next, as a modified example of the first embodiment, we will explain a case where information from the motion sensor 110, which includes an angular velocity sensor and an acceleration sensor, is referenced to set the imaging conditions.

例えば流し撮りで走っている犬を撮影する場合、第1の実施形態のフローチャートに従えばシャッタースピードは遅くならないよう制御される。しかし、流し撮りの場合は、図6に示すように、被写体が像面上では移動せず、加えて背景は流れる必要がある。そのため、シャッタースピードが速すぎてはいけない。つまり、移動性被写体を検出しても、移動性被写体のプログラム線図が選択されないようにする必要がある。そこで、本変形例では、流し撮りを行う際には、デジタルカメラ100が被写体を追尾する動きを動きセンサ110で検出して、流し撮りが行われているか否かを判断する。 For example, when taking a picture of a running dog with a panning shot, the shutter speed is controlled not to be slow according to the flowchart of the first embodiment. However, in the case of panning, as shown in FIG. 6, the subject does not move on the image plane, and in addition, the background needs to move. Therefore, the shutter speed cannot be too fast. In other words, even if a moving subject is detected, it is necessary to prevent the program diagram of the moving subject from being selected. Therefore, in this modified example, when performing panning, the motion sensor 110 detects the movement of the digital camera 100 tracking the subject, and determines whether panning is being performed.

図7は、流し撮りの判別を含めたデジタルカメラ100の動作を示すフローチャートである。ステップS601~ステップS603、ステップS609~ステップS611は、図5のステップS401~ステップS403、ステップS409~ステップS411とそれぞれ同様であるため説明を省略する。 Figure 7 is a flowchart showing the operation of the digital camera 100, including the determination of panning. Steps S601 to S603 and steps S609 to S611 are similar to steps S401 to S403 and steps S409 to S411 in Figure 5, respectively, and therefore will not be described.

ステップS604では、制御部109は、ステップS602で推定された被写体の速度情報と、動きセンサ110による角速度情報、加速度情報とを参照し、デジタルカメラ100の速度と、被写体とデジタルカメラ100の相対速度を算出する。 In step S604, the control unit 109 refers to the subject's speed information estimated in step S602 and the angular velocity information and acceleration information from the motion sensor 110 to calculate the speed of the digital camera 100 and the relative speed between the subject and the digital camera 100.

ステップS605では、制御部109は、ステップS604で算出されたデジタルカメラ100の速度と、被写体とデジタルカメラ100の相対速度とから、流し撮りが行われているか否かを判定する。例えば、相対速度が閾値未満であり、動きセンサ110により検出されたデジタルカメラ100の速度が閾値以上であれば、デジタルカメラ100が被写体を追いかけている流し撮りと判断することができる。その場合、制御部109は、ステップS606で流し撮りのプログラム線図を選択する。 In step S605, the control unit 109 determines whether or not panning is being performed based on the speed of the digital camera 100 calculated in step S604 and the relative speed between the subject and the digital camera 100. For example, if the relative speed is less than a threshold and the speed of the digital camera 100 detected by the motion sensor 110 is equal to or greater than the threshold, it can be determined that panning is being performed in which the digital camera 100 is following the subject. In that case, the control unit 109 selects a program diagram for panning in step S606.

相対速度が閾値以上であれば、被写体ブレ、もしくは手振れによる像ブレが生じる可能性があるので、ステップS607では、ステップS602、S603で分類した被写体速度の分類に基づいて、移動性被写体のプログラム線図を選択する。この動作は、図5のステップS404~S407の動作と同様である。相対速度、デジタルカメラ100の速度の双方が共に閾値未満であれば、被写体ブレ、手振れによる像ブレのどちらも生じにくいので、制御部109は、ステップS608で非移動性被写体のプログラム線図を選択する。 If the relative speed is equal to or greater than the threshold, subject blur or image blur due to camera shake may occur, so in step S607, a program line for a moving subject is selected based on the subject speed classification made in steps S602 and S603. This operation is similar to the operations in steps S404 to S407 in FIG. 5. If both the relative speed and the speed of the digital camera 100 are less than the threshold, subject blur or image blur due to camera shake is unlikely to occur, so the control unit 109 selects a program line for a non-moving subject in step S608.

図8は、流し撮りのプログラム線図を示す図である。流し撮りのプログラム線図では、所定の輝度の範囲(図中EV2からEV16)でISO感度が固定され、絞りとシャッタースピードの制御が行われる。シャッタースピードが速いと背景が流れなくなるため、シャッタースピードが1/125秒、絞りが最小絞りである領域701では、シャッタースピードを固定し、ISO感度の制御のみを行う。 Figure 8 shows a program diagram for panning. In the program diagram for panning, the ISO sensitivity is fixed within a specified luminance range (EV2 to EV16 in the diagram), and the aperture and shutter speed are controlled. If the shutter speed is too fast, the background will not blur, so in area 701, where the shutter speed is 1/125 seconds and the aperture is at its minimum, the shutter speed is fixed and only the ISO sensitivity is controlled.

一方、シャッタースピードが遅い場合、流し撮りのパンニングによる手振れで像ブレが発生するため、シャッタースピードが1/2秒、絞りが最大絞りとなる領域702では、シャッタースピードを固定し、ISO感度の制御のみを行う。 On the other hand, when the shutter speed is slow, image blur occurs due to camera shake caused by panning during panning, so in area 702 where the shutter speed is 1/2 second and the aperture is at maximum aperture, the shutter speed is fixed and only the ISO sensitivity is controlled.

以上説明したように、第1の実施形態の変形例では、流し撮りを行っている場合に移動性被写体を検出しても、流し撮りのプログラム線図を選択することができ、被写体に対して背景が流れている画像を取得することが可能となる。 As described above, in the modified version of the first embodiment, even if a moving subject is detected while performing a panning shot, a program diagram for the panning shot can be selected, making it possible to obtain an image in which the background flows in relation to the subject.

(第2の実施形態)
第1の実施形態では、ライブビューを用いた撮影時の撮像条件について説明したが、本実施形態ではライブビューそのものの動作について説明する。ライブビュー撮影は、撮像素子105から出力された画像を表示部114に表示しながら静止画撮影を行う動作である。
Second Embodiment
In the first embodiment, the imaging conditions during imaging using live view are described, but in the present embodiment, the operation of live view itself is described. Live view imaging is an operation for capturing a still image while displaying an image output from the image sensor 105 on the display unit 114.

ライブビューで移動性被写体を撮影する場合、撮像素子105からの出力が低フレームレートであれば表示部114の表示は、被写体の動きがコマ送りのように表示される。そのため、撮像素子105からの出力のフレームレートは、移動性被写体をなめらかに表示できる高フレームレートであることが望ましい。 When capturing a moving subject in live view, if the output from the image sensor 105 is at a low frame rate, the display unit 114 will show the subject's movement frame by frame. For this reason, it is desirable that the frame rate of the output from the image sensor 105 be a high frame rate that can display the moving subject smoothly.

しかし、高フレームレートで撮像素子105から画像信号を出力すると、デジタルカメラ100の消費電力が大きくなる。そのため、ライブビュー撮影で非移動性被写体を撮影する場合、撮像素子からの出力のフレームレートは低フレームレートであることが望ましい。 However, outputting an image signal from the image sensor 105 at a high frame rate increases the power consumption of the digital camera 100. Therefore, when capturing an image of a stationary subject using live view shooting, it is desirable for the frame rate of the output from the image sensor to be a low frame rate.

図9は、被写体の推定速度に応じてライブビューのフレームレートを切り替える動作を示すフローチャートである。ステップS801~ステップS803は図5のステップS401~ステップS403と同様であるため説明を省略する。 Figure 9 is a flowchart showing the operation of switching the live view frame rate according to the estimated speed of the subject. Steps S801 to S803 are similar to steps S401 to S403 in Figure 5, so the explanation will be omitted.

ステップS804では、制御部109は、被写体の推定速度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。被写体の推定速度が閾値以上ならステップS805に進み、ライブビューの高フレームレート駆動動作を選択する。被写体の推定速度が閾値未満の場合、ステップS806に進み、ライブビューの低フレームレート駆動動作を選択する。 In step S804, the control unit 109 determines whether the estimated speed of the subject is equal to or greater than a predetermined threshold. If the estimated speed of the subject is equal to or greater than the threshold, the process proceeds to step S805, where a high frame rate drive operation for live view is selected. If the estimated speed of the subject is less than the threshold, the process proceeds to step S806, where a low frame rate drive operation for live view is selected.

ステップS807では、制御部109は、ライブビューの終了操作が行われたか否かを判定する。ライブビューの終了操作が行われた場合は、ステップS808でライブビューを終了する。ステップS807でライブビューの終了操作が行われなければ、ステップS801に戻り、一連の動作を繰り返す。 In step S807, the control unit 109 determines whether or not an operation to end live view has been performed. If an operation to end live view has been performed, the control unit 109 ends live view in step S808. If an operation to end live view has not been performed in step S807, the control unit 109 returns to step S801 and repeats the series of operations.

以上説明したように、本実施形態では、ライブビューで移動性被写体が存在した場合は高フレームレートでなめらかに表示し、非移動性被写体の場合は低フレームレートで消費電力を抑制することが可能となる。 As described above, in this embodiment, when a moving subject is present in the live view, it is possible to display it smoothly at a high frame rate, and when a non-moving subject is present, it is possible to reduce power consumption by displaying it at a low frame rate.

なお、本実施形態では、フレームレートが高低の二種類の場合について説明したが、複数のフレームレートを持ち、被写体の推定速度に応じて選択できるようにしてもよい。 In this embodiment, two types of frame rates, high and low, have been described, but it is also possible to have multiple frame rates and select one according to the estimated speed of the subject.

(第3の実施形態)
以下、第3の実施形態について説明する。本実施形態では、低い露出と高い露出の画像信号を合成したHDR信号(ハイダイナミックレンジ信号)を取得する場合の、撮像素子の駆動方式の切り替えについて説明する。
Third Embodiment
A third embodiment will be described below. In this embodiment, switching of the driving method of the image sensor when acquiring an HDR signal (high dynamic range signal) in which image signals of low exposure and high exposure are combined will be described.

初めに、HDR信号を取得できる撮像素子の画素構造について説明する。HDR信号を取得できる画素構造として、隣接2画素が同色のカラーフィルターを持つ構造が知られている。この画素構造においてHDR画像を取得する方式には、隣接同色2画素の蓄積時間を異ならせる蓄積時間切り替え方式と、ゲインを異ならせるゲイン切り替え方式とがある。 First, we will explain the pixel structure of an image sensor that can acquire an HDR signal. A known pixel structure that can acquire an HDR signal is one in which two adjacent pixels have color filters of the same color. Methods for acquiring an HDR image with this pixel structure include an accumulation time switching method that differentiates the accumulation times of two adjacent pixels of the same color, and a gain switching method that differentiates the gains.

図10は、本実施形態の撮像素子105Aの構造を示す図である。撮像素子105Aは、画素領域900、垂直制御回路902、水平制御回路903、タイミングジェネレータ(以下、TG)904、行選択スイッチ905,906、垂直転送線907、列回路909、信号加算部910を備えて構成される。 Figure 10 is a diagram showing the structure of the image sensor 105A of this embodiment. The image sensor 105A is configured with a pixel region 900, a vertical control circuit 902, a horizontal control circuit 903, a timing generator (hereinafter, TG) 904, row selection switches 905 and 906, a vertical transfer line 907, a column circuit 909, and a signal addition unit 910.

画素領域900には、単位画素901が行列状に配置されている。単位画素901は、前述したように、隣接した同色のカラーフィルターを有する2画素で構成される。そのため単位画素901には、2本の垂直転送線907が接続される。また、垂直転送線907には1本当たり1つの単位列回路908が接続されている。 In the pixel region 900, unit pixels 901 are arranged in a matrix. As described above, each unit pixel 901 is composed of two adjacent pixels having color filters of the same color. Therefore, two vertical transfer lines 907 are connected to each unit pixel 901. In addition, each vertical transfer line 907 is connected to one unit column circuit 908.

図10では、説明を分かりやすくするために、画素領域900に4×4画素の単位画素901が示されている例を示しているが、実際上はさらに多数の画素が配置される。なお、垂直制御回路902は、画素領域900の画素を行選択スイッチ905,906により1行単位で選択する。単位画素901から垂直転送線907を介して読み出された画素信号は、複数の単位列回路908で構成される列回路909でデジタル信号に変換され、信号合成部910に入力される。 For ease of understanding, FIG. 10 shows an example in which 4×4 unit pixels 901 are shown in the pixel region 900, but in reality many more pixels are arranged. The vertical control circuit 902 selects the pixels in the pixel region 900 row by row using row selection switches 905 and 906. The pixel signals read from the unit pixels 901 via the vertical transfer lines 907 are converted into digital signals by the column circuit 909, which is composed of multiple unit column circuits 908, and input to the signal synthesis unit 910.

信号合成部910は、単位画素901のうち、同色カラーフィルターの隣接2画素から読み出された低い露出と高い露出の信号を合成し、HDR信号を生成する。合成の手法としては、例えば、露出の高い信号が飽和している場合、露出の低い信号を用いてHDR信号を生成する方法がある。なお、HDR信号を生成する方法は任意の合成方法を用いることが可能であり、合成方法は限定されない。 The signal synthesis unit 910 synthesizes low and high exposure signals read from two adjacent pixels of the same color filter among the unit pixels 901 to generate an HDR signal. For example, a synthesis method may be a method in which, when the high exposure signal is saturated, an HDR signal is generated using the low exposure signal. Note that any synthesis method can be used as a method for generating an HDR signal, and the synthesis method is not limited.

TG904は、各画素の画素信号を出力するための制御信号を垂直制御回路902および水平制御回路903に送出する。なお、TG904は信号合成部910にも制御信号を送出する。 TG904 sends control signals to the vertical control circuit 902 and the horizontal control circuit 903 to output pixel signals for each pixel. In addition, TG904 also sends control signals to the signal synthesis unit 910.

図11は、同色カラーフィルターの単位画素901の構造を示す図である。単位画素901はフォトダイオード1001(PDa),1002(PDb)、転送トランジスタ1003,1004、FD容量追加スイッチ1005,1006、追加FD容量1007,1008、FD1009,1010、リセットトランジスタ1011,1012、増幅トランジスタ1013,1014を備えて構成される。 Figure 11 is a diagram showing the structure of a unit pixel 901 with the same color filter. The unit pixel 901 is configured with photodiodes 1001 (PDa), 1002 (PDb), transfer transistors 1003, 1004, FD capacitance additional switches 1005, 1006, additional FD capacitances 1007, 1008, FDs 1009, 1010, reset transistors 1011, 1012, and amplification transistors 1013, 1014.

図12は、単位列回路908の構造を示す図である。単位列回路908は、コンパレータ1101、カウンタ1102、Nメモリ1103、Sメモリ1104、CDS回路1105を備えて構成される。 Figure 12 is a diagram showing the structure of the unit column circuit 908. The unit column circuit 908 is configured with a comparator 1101, a counter 1102, an N memory 1103, an S memory 1104, and a CDS circuit 1105.

コンパレータ1101は、単位画素901から読み出された画素信号と不図示のランプ信号rampを比較する。画素信号とランプ信号の大小関係が反転すると、コンパレータ1101の出力も反転する。カウンタ1102は入力されたクロック信号clkに基づきカウント動作を行い、コンパレータ1101の出力が反転するとカウント動作を停止することでAD変換を行う。 The comparator 1101 compares the pixel signal read from the unit pixel 901 with a ramp signal ramp (not shown). When the magnitude relationship between the pixel signal and the ramp signal is inverted, the output of the comparator 1101 is also inverted. The counter 1102 performs a counting operation based on the input clock signal clk, and when the output of the comparator 1101 is inverted, it stops the counting operation and performs AD conversion.

AD変換後、カウンタ1102は、保持しているカウント値がFD(フローティングディフュージョン部)のリセットレベルのAD変換結果であればNメモリ1103に、画素信号のAD変換結果であればSメモリ1104に出力する。CDS回路1105は、Sメモリ1104の保持している値からNメモリ1103の保持している値を減算することにより、画素信号からリセットノイズ成分を取り除いた信号を得る。 After AD conversion, the counter 1102 outputs the count value it holds to the N memory 1103 if it is the AD conversion result of the reset level of the FD (floating diffusion section), or to the S memory 1104 if it is the AD conversion result of the pixel signal. The CDS circuit 1105 subtracts the value held in the N memory 1103 from the value held in the S memory 1104 to obtain a signal with the reset noise component removed from the pixel signal.

図13は、HDRの方式として蓄積時間切り替え方式を用いる場合の蓄積動作と読み出し動作を示す図である。PDa1001は、期間P1にリセットが行われ、期間P2で蓄積が行われる。その後、期間P3で読み出し動作が行われる。一方、PDb1002は、期間P1にリセットが行われ、期間P4で蓄積が行われる。その後、期間P5で読み出し動作が行われる。一連の動作はPDa1001、PDb1002で共に同じであるが、蓄積を行う期間である期間P2と期間P4の長さが異なる。これにより低い露出と高い露出の信号を得ることが可能となる。これらの信号を信号合成部910で合成することにより、HDR信号を得ることができる。 Figure 13 is a diagram showing the accumulation operation and readout operation when the accumulation time switching method is used as the HDR method. PDa 1001 is reset during period P1, and accumulation is performed during period P2. Then, a readout operation is performed during period P3. Meanwhile, PDb 1002 is reset during period P1, and accumulation is performed during period P4. Then, a readout operation is performed during period P5. The series of operations is the same for both PDa 1001 and PDb 1002, but the lengths of periods P2 and P4, which are periods for accumulation, are different. This makes it possible to obtain signals of low exposure and high exposure. By combining these signals in the signal combining unit 910, an HDR signal can be obtained.

HDR信号を得る方式としてゲイン切り替え方式を用いる場合は、信号FDa(図11参照)をLo、信号FDb(図11参照)をHiにする。これにより、PDb1002側のFD容量が増加し、PDa1001に対してPDb1002の画素信号のゲインが低くなる。これにより低い露出と高い露出の信号を得ることが可能となる。これらの信号を信号合成部910で合成することによりHDR信号を得ることができる。 When using the gain switching method to obtain an HDR signal, the signal FDa (see FIG. 11) is set to Lo and the signal FDb (see FIG. 11) is set to Hi. This increases the FD capacitance on the PDb1002 side, lowering the gain of the pixel signal of PDb1002 relative to PDa1001. This makes it possible to obtain low exposure and high exposure signals. The HDR signal can be obtained by combining these signals in the signal combining unit 910.

なお、異なるゲインでの読み出しを、FD容量の変更ではなく、コンパレータ1101に供給されるランプ信号の変更や、不図示の単位列回路908内のプリアンプのゲインの変更により行ってもよい。 Note that reading at different gains may be performed by changing the ramp signal supplied to the comparator 1101 or by changing the gain of the preamplifier in the unit column circuit 908 (not shown) rather than by changing the FD capacitance.

図14は、HDR信号を得る方式として蓄積時間切り替え方式を用いる場合の画素領域900全体の読み出し動作を示す図である。 Figure 14 shows the readout operation of the entire pixel area 900 when the accumulation time switching method is used to obtain an HDR signal.

タイミングT1301において、PDa1001、PDb1002共にリセット動作が各行順次に行われ、蓄積が開始される。次にタイミングT1302において、PDa1001の読み出しが開始され、全行読み出しが終わるまで各行ごとに読み出される。次にタイミングT1303において、PDb1002の読み出しが開始され、全行読み出しが終わるまで各行ごとに読み出される。以降のタイミングT1304からT1306の動作はタイミングT1301からT1303と同様の動作である。PDa1001、PDb1002共に蓄積開始のタイミングが同じであるが、読み出しのタイミングが異なるため、蓄積時間が異なる。 At timing T1301, a reset operation is performed for both PDa1001 and PDb1002 in sequence for each row, and accumulation begins. Next, at timing T1302, readout of PDa1001 begins, and each row is read out until all rows have been read out. Next, at timing T1303, readout of PDb1002 begins, and each row is read out until all rows have been read out. The subsequent operations from timing T1304 to T1306 are the same as those from timing T1301 to T1303. Although the accumulation start timing is the same for both PDa1001 and PDb1002, the readout timing is different, and therefore the accumulation time is different.

図15は、HDR信号を得る方式としてゲイン切り替え方式を用いる場合の画素領域900全体の読み出し動作を示す図である。タイミングT1401において、PDa1001、PDb1002共にリセット動作が各行順次に行われ、蓄積が開始される。次にタイミングT1402において、PDa1001、PDb1002共に読み出しが開始され、全行読み出しが終わるまで各行ごとに読み出される。以降のタイミングT1403からT1404の動作はタイミングT1401からT1402と同様の動作である。PDa1001、PDb1002共に蓄積開始のタイミング、読み出しのタイミングが同じであるため、蓄積時間は同一である。 Figure 15 is a diagram showing the readout operation of the entire pixel region 900 when the gain switching method is used to obtain an HDR signal. At timing T1401, a reset operation is performed for both PDa1001 and PDb1002 in sequence for each row, and accumulation begins. Next, at timing T1402, readout begins for both PDa1001 and PDb1002, and each row is read out until all rows have been read out. The subsequent operations from timing T1403 to T1404 are the same as those from timing T1401 to T1402. Because the accumulation start timing and readout timing are the same for both PDa1001 and PDb1002, the accumulation time is the same.

ゲイン切り替え方式において、面内の輝度差が大きい場合、画素信号にゲインをかけても光量が極端に少ない暗部では階調が得られない場合がある。一方、蓄積時間切り替え方式では、ゲインをかけずに蓄積時間を長くすることにより高い露出の信号を得る。このためゲイン切り替え方式に比べて高い露出の信号の暗部の階調を得ることができる。 In the gain switching method, if the brightness difference within the plane is large, gradation may not be obtained in dark areas where the amount of light is extremely low, even if gain is applied to the pixel signal. On the other hand, with the accumulation time switching method, a high exposure signal is obtained by extending the accumulation time without applying gain. Therefore, it is possible to obtain gradation in dark areas with a high exposure signal compared to the gain switching method.

しかし、移動性被写体が存在した場合、異なる蓄積時間の内、蓄積時間の長いフォトダイオードで被写体ブレが生じてしまう。そのため、移動性被写体の場合は、ゲイン切り替え方式を用いることが望ましく、非移動性被写体の場合は蓄積時間切り替え方式を用いることが望ましい。 However, when a moving subject is present, the photodiode with the longer accumulation time will cause subject blur. Therefore, in the case of a moving subject, it is desirable to use the gain switching method, and in the case of a non-moving subject, it is desirable to use the accumulation time switching method.

図16は、被写体の推定速度に応じてHDR信号を得る方式を切り替える動作を示すフローチャートである。ステップS1501~ステップS1503は、図5のステップS401~ステップS403と同様であるため、説明を省略する。 Figure 16 is a flowchart showing the operation of switching the method for obtaining an HDR signal depending on the estimated speed of the subject. Steps S1501 to S1503 are similar to steps S401 to S403 in Figure 5, so their explanation will be omitted.

ステップS1504では、制御部109は、被写体の推定速度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。被写体の推定速度が閾値以上であれば、ステップS1505に進み、撮像素子105Aにゲイン切り替え方式の動作を行わせる。被写体の推定速度が閾値未満であれば、ステップS1506に進み、撮像素子105Aに蓄積時間切り替え方式の動作を行わせる。 In step S1504, the control unit 109 determines whether the estimated speed of the subject is equal to or greater than a predetermined threshold. If the estimated speed of the subject is equal to or greater than the threshold, the process proceeds to step S1505, where the image sensor 105A is caused to operate using the gain switching method. If the estimated speed of the subject is less than the threshold, the process proceeds to step S1506, where the image sensor 105A is caused to operate using the accumulation time switching method.

ステップS1507では、制御部109は、撮影の終了操作が行われたか否かを判定する。撮影の終了操作が行われた場合は、ステップS1508で撮像画像を記録して終了する。ステップS1507で撮影の終了操作が行われなければ、ステップS1501に戻り、一連の動作を繰り返す。 In step S1507, the control unit 109 determines whether or not an operation to end image capture has been performed. If an operation to end image capture has been performed, the captured image is recorded and the process ends in step S1508. If an operation to end image capture has not been performed in step S1507, the process returns to step S1501 and the series of operations is repeated.

以上説明したように、本実施形態では、所定時間後の撮像時における被写体の推定速度に基づいてHDR信号を得る方式を切り替えている。このことにより、撮影条件などに基づいてHDR信号を得る方式を切り替える場合に比べて、より被写体ブレを抑制することができる。また、露光量、蓄積時間の閾値によりHDR信号を得る方式を機械的に切り替える場合に比べて、より被写体ブレを抑制することができる。
(第4の実施形態)
第1乃至第3の実施形態では、ライブビュー撮影で取得した画像から次のフレーム、あるいはその次のフレームの被写体速度を推定し、その推定結果に基づき撮像動作の制御を行っていた。しかし、撮影者は任意のタイミングでレリーズボタンを押下するため、ライブビュー撮影において一定間隔で行われる被写体の速度が推定される時刻と、撮影時刻が異なる可能性がある。
As described above, in this embodiment, the method for obtaining an HDR signal is switched based on the estimated speed of the subject at the time of image capture after a predetermined time. This makes it possible to suppress subject blurring more effectively than when the method for obtaining an HDR signal is switched based on the shooting conditions, etc. Also, it makes it possible to suppress subject blurring more effectively than when the method for obtaining an HDR signal is mechanically switched based on the exposure amount and accumulation time thresholds.
Fourth Embodiment
In the first to third embodiments, the subject speed of the next frame or the frame after that is estimated from the image captured by live view shooting, and the imaging operation is controlled based on the estimation result. However, since the photographer presses the release button at any timing, the time at which the subject speed is estimated at regular intervals in live view shooting may differ from the shooting time.

図17は、第1乃至第3の実施形態における、ライブビュー撮影及び被写体の速度推定の動作のタイミングを示した図である。図17の動作は撮像素子105から一定間隔毎に出力された画像を表示部114に表示しながら静止画撮影を行う、いわゆるライブビュー撮影の動作である。ここではタイミングT1702、タイミングT1705、タイミングT1708の一定間隔ごとに画像の読み出しが開始される。 Figure 17 is a diagram showing the timing of the operations of live view shooting and subject speed estimation in the first to third embodiments. The operation in Figure 17 is a so-called live view shooting operation in which still image shooting is performed while images output from the image sensor 105 at regular intervals are displayed on the display unit 114. Here, image readout is started at regular intervals of timing T1702, timing T1705, and timing T1708.

タイミングT1701でリセット動作が各行順次に行われ蓄積が開始される。次にタイミングT1702において、順次各行ごとに読み出しが開始され、タイミングT1703において、全行の読み出しが完了する。その後、推定部108は、タイミングT1703で取得された画像を用いてタイミングT1705での被写体速度の推定を行う。 At timing T1701, a reset operation is performed for each row in sequence, and accumulation begins. Next, at timing T1702, readout begins for each row in sequence, and at timing T1703, readout of all rows is completed. After that, the estimation unit 108 estimates the subject speed at timing T1705 using the image acquired at timing T1703.

制御部109は被写体の推定速度に基づき、タイミングT1704のリセット動作の開始タイミングを制御することにより、蓄積時間を制御する。なお、蓄積時間が長く、リセット動作を行うタイミングT1704が推定完了以前のタイミングとなるような場合があるため、タイミングT1704は被写体速度の推定完了以降となるよう、蓄積時間に制限を設けてもよい。 The control unit 109 controls the accumulation time by controlling the start timing of the reset operation at timing T1704 based on the estimated speed of the subject. Note that since there may be cases where the accumulation time is long and timing T1704 for performing the reset operation occurs before the completion of estimation, a limit may be placed on the accumulation time so that timing T1704 occurs after the completion of estimation of the subject speed.

タイミングT1704でリセット動作、タイミングT1705で読み出し動作が行われた後、推定部108は、タイミングT1706で取得された画像を用いてライブビューの次のフレームの読み出しのタイミングT1708での被写体速度の推定を行う。このとき、タイミングT1708は、タイミングT1705の被写体速度の推定に基づき制御部109によって制御される。 After a reset operation is performed at timing T1704 and a read operation is performed at timing T1705, the estimation unit 108 uses the image acquired at timing T1706 to estimate the subject speed at timing T1708, when the next frame of the live view is read. At this time, timing T1708 is controlled by the control unit 109 based on the subject speed estimation at timing T1705.

次に、タイミングT1707でリセット動作、タイミングT1708で読み出し動作が行われる。ここではタイミングT1708における被写体の推定速度が速い場合の例を示している。そのため、制御部109が被写体の推定速度に基づき蓄積時間が短くなるようタイミングT1707のリセット動作の開始を遅らせるよう制御している。 Next, a reset operation is performed at timing T1707, and a readout operation is performed at timing T1708. Here, an example is shown in which the estimated speed of the subject at timing T1708 is fast. Therefore, the control unit 109 performs control to delay the start of the reset operation at timing T1707 so that the accumulation time is shortened based on the estimated speed of the subject.

次に、レリーズボタンが押下された場合の動作について説明する。タイミングT1709でレリーズボタンが押下された場合、制御部109によりタイミングT1709でリセット動作と蓄積の開始、タイミングT1710で読み出しの開始が指示され、静止画が取得される。この場合、タイミングT1709における被写体の推定速度は得られていないため、制御部109は、レリーズボタンが押下されたタイミングT1709の直近であるタイミングT1708の被写体の推定速度に基づいて蓄積時間を制御する。 Next, the operation when the release button is pressed will be described. When the release button is pressed at timing T1709, the control unit 109 instructs the reset operation and start of accumulation at timing T1709, and the start of readout at timing T1710, and a still image is acquired. In this case, since the estimated speed of the subject at timing T1709 has not been obtained, the control unit 109 controls the accumulation time based on the estimated speed of the subject at timing T1708, which is immediately before timing T1709 when the release button is pressed.

このため、被写体の推定速度が推定されたタイミングT1708とレリーズボタンが押下されたタイミングT1709で被写体速度が異なる場合、蓄積時間の制御が適切ではなくなる。 Therefore, if the subject speed differs between timing T1708 when the estimated subject speed is estimated and timing T1709 when the release button is pressed, the accumulation time control will not be appropriate.

図18は、本実施形態における一定間隔で行われる所定時間後の被写体速度の推定に対し、その間の推定速度を補間することにより、任意のタイミングにおける推定速度を得る例を示した図である。 Figure 18 shows an example of obtaining an estimated speed at any timing by interpolating the estimated speed between the subject speed estimations performed at regular intervals after a predetermined time in this embodiment.

図18(a)は、取得した画像から、異なる2つの所定時間後の被写体速度を推定し、2つの時刻間の被写体の推定速度を補間する動作のタイミングを示した図である。図18(a)については、図17と異なる点について説明する。 Figure 18(a) is a diagram showing the timing of the operation of estimating the subject speed after two different predetermined times from the acquired images and interpolating the estimated subject speed between the two times. Regarding Figure 18(a), the differences from Figure 17 will be explained.

図17において、推定部108は、タイミングT1703で取得された画像を用いてライブビューの次のフレームの読み出し開始タイミングT1705の被写体速度の推定を行う。それに対して、図18においては、推定部108はタイミングTa1803で取得された画像を用いて、ライブビューの次のフレームの読み出し開始タイミングTa1805に加え、さらにその次のフレームの読み出し開始タイミングTa1808の被写体速度の推定を行う。換言すれば、図17では被写体速度の推定を次のフレームに対してのみ行っていたが、図18では次のフレームと、さらにその次のフレームに対して行う。 In FIG. 17, the estimation unit 108 uses the image acquired at timing T1703 to estimate the subject speed at read start timing T1705 of the next frame in live view. In contrast, in FIG. 18, the estimation unit 108 uses the image acquired at timing Ta1803 to estimate the subject speed at read start timing Ta1805 of the next frame in live view, as well as at read start timing Ta1808 of the frame after that. In other words, whereas in FIG. 17 the subject speed is estimated only for the next frame, in FIG. 18 it is estimated for the next frame and the frame after that.

さらに推定部108は、得られたタイミングTa1805とタイミングTa1808での被写体の推定速度から、タイミングTa1805とタイミングTa1808の間における被写体の推定速度を補間する。この推定速度の補間は線形補間など公知の手法を用いることで実現することができる。同様に、推定部108はタイミングTa1806で得られた画像についてもライブビューの次のフレームの読み出しのタイミングTa1808と、さらにその次のフレームの読み出しのタイミングTa1811での被写体速度の推定を行い、間を補間する。この補間処理により任意のタイミングにおいて被写体の推定速度を得ることができる。 Furthermore, the estimation unit 108 interpolates the estimated speed of the subject between timing Ta1805 and timing Ta1808 from the estimated speed of the subject at the obtained timing Ta1805 and timing Ta1808. This interpolation of the estimated speed can be realized by using a known method such as linear interpolation. Similarly, the estimation unit 108 also estimates the speed of the subject at timing Ta1808 when the next frame of the live view is read out and at timing Ta1811 when the frame after that is read out for the image obtained at timing Ta1806, and interpolates between them. This interpolation process makes it possible to obtain the estimated speed of the subject at any timing.

このため、タイミングTa1810でレリーズボタンが押下されても、制御部109は、補間されたタイミングTa1810での被写体の推定速度に基づき、蓄積時間の制御を行うことができる。 Therefore, even if the release button is pressed at timing Ta1810, the control unit 109 can control the accumulation time based on the estimated speed of the subject at the interpolated timing Ta1810.

なお、速度推定に要する時間が短い場合、1つ前のフレームで行われた速度推定結果との補間であってもよい。 If the time required for speed estimation is short, it may be possible to interpolate with the speed estimation result performed in the previous frame.

これを、図18(a)を用いて、具体的に説明する。タイミングTa1808とタイミングTa1811間の補間を例に説明すると、タイミングTa1806では、タイミングTa1806で得られた画像から、タイミングTa1808とタイミングTa1811の速度を推定するとともに、その間の補間を行っている。 This will be explained in detail using FIG. 18(a). Taking the example of the interpolation between timing Ta1808 and timing Ta1811, at timing Ta1806, the speeds at timing Ta1808 and timing Ta1811 are estimated from the image obtained at timing Ta1806, and interpolation is performed between them.

ここで、速度推定に要する時間が短く、タイミングTa1809で得られた画像を用いた次のフレームであるタイミングTa1811の速度推定が、レリーズボタンが押下されるTa1810よりも早く完了したとする。この場合、タイミングTa1811の推定速度は新たに求められた推定速度を使用し、タイミングTa1806より求められたタイミングTa1808の推定速度との補間からタイミングTa1810の推定速度を求める。 Here, assume that the time required for speed estimation is short, and that speed estimation for the next frame, timing Ta1811, using the image obtained at timing Ta1809, is completed before Ta1810, when the release button is pressed. In this case, the newly calculated estimated speed is used for the estimated speed at timing Ta1811, and the estimated speed at timing Ta1810 is calculated by interpolating with the estimated speed at timing Ta1808 calculated from timing Ta1806.

これにより、タイミングTa1809とタイミングTa1811の間の補間に用いられるタイミングTa1811の速度推定を、より近傍のタイミングTa1809の画像を用いて得ることができる。そのため、レリーズボタンが押下されるタイミングTa1810での補間された推定速度の精度を高めることができる。 This allows the speed estimate for timing Ta1811, which is used for interpolation between timing Ta1809 and timing Ta1811, to be obtained using the image of the closer timing Ta1809. This makes it possible to improve the accuracy of the interpolated estimated speed at timing Ta1810 when the release button is pressed.

図18(b)は、取得した画像から所定時間後の被写体速度と被写体加速度を推定し、次の被写体の推定速度が得られるまでの間を補間する動作のタイミング図である。 Figure 18 (b) is a timing diagram of the operation of estimating the subject speed and acceleration after a predetermined time from the acquired image, and interpolating the time until the next estimated subject speed is obtained.

ここでの被写体加速度とは、被写体速度の時間に対する変化量であり、公知のディープラーニング技術等を用いて、入力された画像内の被写体とその被写体の次の動作の加速度を関連付けて機械学習させた学習モデルを用いることで実現できる。 The subject acceleration here refers to the amount of change in the subject's speed over time, and can be achieved by using a learning model that uses well-known deep learning technology to associate the subject in an input image with the acceleration of the subject's next movement through machine learning.

図18(b)において、推定部108は、タイミングTb1803で取得された画像を用いてライブビューの次のフレームの読み出しのタイミングTb1805での被写体速度、および被写体加速度の推定を行う。 In FIG. 18(b), the estimation unit 108 uses the image acquired at timing Tb1803 to estimate the subject speed and subject acceleration at timing Tb1805 when the next frame of the live view is read out.

同様に推定部108は、タイミングTb1806、タイミングTb1809で取得された画像を用いて、それぞれライブビューの次のフレームの読み出しのタイミングTb1808、タイミングTb1811での被写体速度、被写体加速度の推定を行う。 Similarly, the estimation unit 108 uses the images acquired at timing Tb1806 and timing Tb1809 to estimate the subject speed and subject acceleration at timing Tb1808 and timing Tb1811, respectively, when the next frame of the live view is read out.

さらに、推定部108はタイミングTb1805での被写体の推定速度、推定加速度を用いて次の推定結果が得られるタイミングTb1808までの被写体の推定速度を補間する。同様に推定部108はタイミングTb1808での推定結果からタイミングTb1811までの被写体の推定速度を補間する。この補間処理により任意のタイミングにおいて被写体の推定速度を得ることができる。 Furthermore, the estimation unit 108 uses the estimated speed and estimated acceleration of the subject at timing Tb1805 to interpolate the estimated speed of the subject up to timing Tb1808 when the next estimation result is obtained. Similarly, the estimation unit 108 interpolates the estimated speed of the subject up to timing Tb1811 from the estimation result at timing Tb1808. This interpolation process makes it possible to obtain the estimated speed of the subject at any timing.

このため、タイミングTb1810でレリーズボタンが押下されても、制御部109は補間されたタイミングTb1810での被写体の推定速度に基づき、蓄積時間の制御を行うことができる。 Therefore, even if the release button is pressed at timing Tb1810, the control unit 109 can control the accumulation time based on the estimated speed of the subject at the interpolated timing Tb1810.

以上説明したように、一定間隔で行われる所定時間後の被写体速度の推定に対し、その間の推定速度を補間することにより、任意のタイミングにおける推定速度が得られる。これにより、撮影者がレリーズボタンを押下するタイミングの被写体の推定速度に基づいた撮像動作の制御を行うことが可能となる。 As explained above, the subject speed after a given time is estimated at regular intervals, and the estimated speed at any timing can be obtained by interpolating the estimated speed during that time. This makes it possible to control the imaging operation based on the estimated subject speed at the time the photographer presses the release button.

(第5の実施形態)
第1乃至第4の実施形態では、レリーズボタンが押下されたタイミング、もしくはその近傍のタイミングでの被写体の推定速度を用いて撮像動作を制御している。しかし、被写体の推定速度に応じて蓄積時間を制御する場合、レリーズボタンが押下され蓄積が開始された後も被写体の速度は変化する場合がある。例えば被写体が急加速している場合、被写体の推定速度は蓄積開始時と蓄積終了時で大きく異なる。
Fifth Embodiment
In the first to fourth embodiments, the imaging operation is controlled using the estimated speed of the subject at or near the timing when the release button is pressed. However, when the accumulation time is controlled according to the estimated speed of the subject, the speed of the subject may change even after the release button is pressed and accumulation is started. For example, when the subject is accelerating rapidly, the estimated speed of the subject is significantly different between the start and end of accumulation.

本実施形態では、蓄積時間の制御を、レリーズボタンが押下されたタイミング、もしくはその近傍のタイミングでの被写体の推定速度ではなく、蓄積中心(蓄積の中心時刻)における被写体の推定速度を用いて行う。蓄積時間が蓄積開始時の被写体速度ではなく、蓄積中心の被写体速度に応じて制御されると、被写体ブレの抑制等をより適切に行うことができる。 In this embodiment, the accumulation time is controlled using the estimated subject speed at the center of accumulation (the center time of accumulation) rather than the estimated subject speed at or near the timing when the release button is pressed. If the accumulation time is controlled according to the subject speed at the center of accumulation rather than the subject speed at the start of accumulation, subject blurring can be more appropriately suppressed.

図19は、第4の実施形態における、蓄積開始時の被写体速度による蓄積時間の制御について示す図である。図19(a)は、蓄積時間の決定のフローチャート、図19(b)は、図19(a)のフローチャートに従った場合の被写体の推定速度及び蓄積タイミングの関係を示している。 Figure 19 shows the control of accumulation time according to the subject speed at the start of accumulation in the fourth embodiment. Figure 19(a) is a flowchart for determining the accumulation time, and Figure 19(b) shows the relationship between the estimated subject speed and accumulation timing when following the flowchart in Figure 19(a).

ステップS1901において、任意のタイミングにおける被写体速度の推定が行われる。この推定は、図18(a)で示した2フレーム間の推定速度による補間、もしくは図18(b)で示した被写体加速度による補間を用いればよい。これにより図19(b)の曲線Vで示されるタイミングtにおける被写体推定速度が得られる。 In step S1901, the subject speed at any timing is estimated. This estimation can be performed by using interpolation based on the estimated speed between two frames shown in FIG. 18(a) or by using the subject acceleration shown in FIG. 18(b). This allows the subject estimated speed at timing t shown by curve V in FIG. 19(b) to be obtained.

ステップS1902においてレリーズボタンが押下されると、レリーズタイムラグを考慮し、蓄積開始タイミングが決定される。次にステップ1903で蓄積が開始される。 When the release button is pressed in step S1902, the timing to start accumulation is determined taking into account the release time lag. Next, accumulation begins in step S1903.

図19(b)においてレリーズはタイミングT1901、蓄積開始はタイミングT1902となり、その時の被写体速度Vsに基づいた蓄積時間が決定され、蓄積終了はタイミングT1903となる。 In FIG. 19B, the release occurs at timing T1901, accumulation starts at timing T1902, the accumulation time is determined based on the subject speed Vs at that time, and accumulation ends at timing T1903.

この場合、タイミングT1902とタイミングT1903での被写体速度はそれぞれVs、Veであり、速度差が生じる。そのため、図19(b)のような被写体が加速する場合、蓄積開始時における被写体速度から決定された撮影条件(蓄積時間)では、被写体ブレが十分抑制できない可能性がある。 In this case, the subject speeds at timings T1902 and T1903 are Vs and Ve, respectively, resulting in a speed difference. Therefore, when the subject accelerates as shown in FIG. 19(b), subject blur may not be sufficiently suppressed under the shooting conditions (accumulation time) determined from the subject speed at the start of accumulation.

図20は、本実施形態における蓄積中心の被写体速度を用いた蓄積時間の制御について示す図である。図20(a)は、蓄積時間の決定のフローチャート、図20(b)は、図20(a)のフローチャートに従った場合の被写体の推定速度及び蓄積タイミングの関係を示している。 Figure 20 shows the control of accumulation time using the subject speed at the center of accumulation in this embodiment. Figure 20(a) is a flowchart for determining the accumulation time, and Figure 20(b) shows the relationship between the estimated subject speed and accumulation timing when following the flowchart in Figure 20(a).

ステップS2001において、任意のタイミングにおける被写体速度の推定が行われる。この推定は、図18(a)で示した2フレーム間の推定速度による補間、もしくは図18(b)で示した被写体加速度による補間を用いればよい。 In step S2001, the subject speed at any given timing is estimated. This estimation can be performed by using interpolation based on the estimated speed between two frames as shown in FIG. 18(a), or by using the subject acceleration as shown in FIG. 18(b).

ステップS2002において、タイミングtに対する被写体の推定速度に基づいて蓄積時間が決定される。さらに被写体速度と蓄積時間の対応から、タイミングtに対する被写体の推定速度をタイミングtに対する蓄積時間へと変換する。 In step S2002, the accumulation time is determined based on the estimated speed of the subject for the timing t. Furthermore, based on the correspondence between the subject speed and the accumulation time, the estimated speed of the subject for the timing t is converted into the accumulation time for the timing t.

次にステップS2003において、タイミングtが蓄積中心となるよう決定された蓄積時間からタイミングtに対する蓄積開始タイミングを求める。 Next, in step S2003, the accumulation start timing for time t is calculated from the accumulation time determined so that time t is the accumulation center.

図20(a)のフローチャートによる蓄積中心の被写体速度を用いた蓄積時間の制御について図20(b)を用いて詳細に説明する。 The control of accumulation time using the subject speed at the center of accumulation according to the flowchart in Figure 20(a) will be explained in detail using Figure 20(b).

ステップS2001において、任意のタイミングにおける被写体速度の推定、補間が行われる。これにより図20(b)の曲線Yで示されるタイミングtに対する被写体の推定速度が得られる。 In step S2001, the subject speed at any given timing is estimated and interpolated. This results in an estimated subject speed for timing t, as shown by curve Y in FIG. 20(b).

ステップS2002において、タイミングtに対する被写体推定速度からタイミングtにおける蓄積時間が得られる。 In step S2002, the accumulation time at time t is obtained from the estimated subject speed for time t.

ステップS2003において、タイミングtに対する蓄積時間がタイミングtに対して対称となるよう、蓄積開始タイミングと蓄積終了タイミングを決定する。これにより図20(b)の曲線Xで示される蓄積中心の被写体推定速度に基づいた蓄積開始タイミングと、曲線Zで示される蓄積中心の被写体推定速度に基づいた蓄積終了タイミングが得られる。 In step S2003, the accumulation start timing and accumulation end timing are determined so that the accumulation time for timing t is symmetrical with respect to timing t. This results in the accumulation start timing based on the subject's estimated speed at the accumulation center shown by curve X in FIG. 20(b) and the accumulation end timing based on the subject's estimated speed at the accumulation center shown by curve Z.

ステップS2004において、レリーズにより蓄積開始タイミングが決定されると、曲線Xと曲線Zにより蓄積時間が決定される。 In step S2004, when the accumulation start timing is determined by the release, the accumulation time is determined by curve X and curve Z.

あるタイミングTを蓄積中心とする例について説明する。タイミングTにおける被写体の推定速度に基づいて蓄積時間Aが決定される(ステップS2002)。このタイミングTを蓄積中心とするため、蓄積開始はT-(A/2)、蓄積終了はT+(A/2)となる(ステップS2003)。 An example will be described in which a certain timing T is set as the accumulation center. An accumulation time A is determined based on the estimated speed of the subject at timing T (step S2002). Since this timing T is set as the accumulation center, the accumulation start time is T-(A/2) and the accumulation end time is T+(A/2) (step S2003).

これによりステップS2004において、タイミングT2001でレリーズが押下され、蓄積開始がT-(A/2)となった場合、蓄積時間をAとすれば、蓄積中心の被写体速度に基づいた制御となる。 As a result, in step S2004, if the release button is pressed at timing T2001 and accumulation starts at T-(A/2), and the accumulation time is A, control will be based on the subject speed at the center of accumulation.

換言すれば、被写体の推定速度から蓄積時間が決定されていたのを、被写体の推定速度と蓄積時間の関係を用いて、蓄積開始タイミングから蓄積時間が決定されるよう、タイミングtにおける被写体の推定速度を蓄積開始タイミングに変換している。 In other words, whereas the accumulation time was previously determined from the estimated speed of the subject, the estimated speed of the subject at time t is converted to the accumulation start timing using the relationship between the estimated speed of the subject and the accumulation time so that the accumulation time is determined from the accumulation start timing.

以上説明したように、本実施形態によれば、蓄積中心の被写体速度に応じて蓄積時間を制御することができ、被写体ブレの抑制等をより適切に行うことが可能となる。なお、被写体の加減速に応じて、制御に用いる被写体速度を蓄積開始での速度、蓄積中心での速度、蓄積終了での速度と切り替えてもよい。 As described above, according to this embodiment, the accumulation time can be controlled according to the subject speed at the accumulation center, making it possible to more appropriately suppress subject blur, etc. Note that the subject speed used for control may be switched between the speed at the start of accumulation, the speed at the accumulation center, and the speed at the end of accumulation according to the acceleration/deceleration of the subject.

(第6の実施形態)
第6の実施形態の撮像装置の構成は、図1に示した第1の実施形態のデジタルカメラ100の構成と同様であるため、説明を省略する。
Sixth Embodiment
The configuration of the image capture apparatus of the sixth embodiment is similar to the configuration of the digital camera 100 of the first embodiment shown in FIG. 1, and therefore a description thereof will be omitted.

図21は、図1に示した推定部108の第6の実施形態における構成を示すブロック図である。推定部108は、速度推定部2101、推定用補正部2102、特定被写体検出部2111、速度算出部2112、学習用補正部2113、学習モデル調整部2114、学習モデル記憶部2121を備えて構成される。 Fig. 21 is a block diagram showing the configuration of the estimation unit 108 shown in Fig. 1 in a sixth embodiment. The estimation unit 108 includes a speed estimation unit 2101, an estimation correction unit 2102, a specific subject detection unit 2111, a speed calculation unit 2112, a learning correction unit 2113, a learning model adjustment unit 2114, and a learning model storage unit 2121.

速度推定部2101は、メモリ部111から出力された1枚の画像信号に対し、学習モデル記憶部2121に保持された学習モデルを参照して、画像信号中の被写体の所定時間後の撮像時における速度を推定して出力する。所定時間後の撮像のタイミングは、制御部109から通知される。 The speed estimation unit 2101 references the learning model stored in the learning model storage unit 2121 for one image signal output from the memory unit 111, and estimates and outputs the speed of the subject in the image signal at the time of image capture after a predetermined time. The timing of image capture after the predetermined time is notified by the control unit 109.

この被写体の速度の推定は、公知のディープラーニング技術等を用いて、入力された画像中の被写体とその被写体の次の動作の速度を関連付けて機械学習させた学習モデルを用いることで実現することができる。学習モデルには、1枚の特定被写体画像と特定被写体の所定時間後の速度が関連付けて学習されている。 This estimation of the subject's speed can be achieved by using a learning model that uses well-known deep learning technology, etc., to associate the subject in the input image with the speed of the subject's next movement and machine-learn it. The learning model learns to associate one image of a specific subject with the speed of the specific subject after a specified time.

1枚の特定被写体画像には特定被写体の姿勢情報が含まれており、例えば、学習モデルは、ディープラーニング技術により特定被写体の姿勢情報と特定被写体の所定時間後の速度を関連付けて学習されている。そのため、急な動きについても事前にその兆候が写った入力画像を用いることにより、急な動きの速度を推定することができる。特定被写体検出部2111、速度算出部2112、学習モデル調整部2114は、後述する学習モデルの学習に用いられる。 Each specific subject image contains posture information of the specific subject, and for example, the learning model is trained using deep learning technology to associate the posture information of the specific subject with the speed of the specific subject after a specified time. Therefore, the speed of sudden movement can be estimated by using an input image that shows signs of sudden movement in advance. The specific subject detection unit 2111, speed calculation unit 2112, and learning model adjustment unit 2114 are used to train the learning model, which will be described later.

例えば、推定部108に、すでに説明した図3(a)のように立っている犬の画像が入力された場合、速度推定部2101は0km/hという推定速度を出力する。図3(b)のように走っている犬の画像が速度推定部2101に入力された場合、速度推定部2101は30km/hという推定速度を出力する。 For example, when an image of a standing dog as shown in FIG. 3(a) is input to the estimation unit 108, the speed estimation unit 2101 outputs an estimated speed of 0 km/h. When an image of a running dog as shown in FIG. 3(b) is input to the speed estimation unit 2101, the speed estimation unit 2101 outputs an estimated speed of 30 km/h.

推定用補正部2102は、入力された画像における被写体の像面上のサイズに応じて、速度推定部2101から出力された推定速度を補正する。具体的には、像面上で被写体のサイズが小さければ、像面上での速度が遅くなるように、逆に大きければ、像面上での速度が速くなるように補正する。 The estimation correction unit 2102 corrects the estimated speed output from the speed estimation unit 2101 according to the size of the subject on the image plane in the input image. Specifically, if the size of the subject on the image plane is small, the speed on the image plane is corrected to be slower, and conversely, if the size of the subject on the image plane is large, the speed on the image plane is corrected to be faster.

また、推定用補正部2102は、被写体の像面上のサイズではなく、被写体までの距離とレンズ部101の撮像倍率を用いて、速度推定部2101から出力された推定速度を補正してもよい。また、公知の測距技術による測距情報を用いて速度推定部2101から出力された推定速度を補正してもよい。 The estimation correction unit 2102 may also correct the estimated speed output from the speed estimation unit 2101 using the distance to the subject and the imaging magnification of the lens unit 101, rather than the size of the subject on the image plane. The estimation correction unit 2102 may also correct the estimated speed output from the speed estimation unit 2101 using distance measurement information obtained by a known distance measurement technique.

推定用補正部2102は、補正された被写体の推定速度を制御部109へ送る。制御部109は、被写体の推定速度に応じて対応するプログラム線図を選択し、測光部107により求められたEV値(Exposure value)に基づいて、シャッタースピード、ISO感度、絞りといった撮像条件を決定する。制御部109が、前述した被写体の推定速度に基づいて、非移動性、低速、中速、高速の移動の種別を判断している。ここでは、被写体の推定速度が閾値未満であれば非移動性被写体として取り扱う。 The estimation correction unit 2102 sends the corrected estimated speed of the subject to the control unit 109. The control unit 109 selects a corresponding program diagram according to the estimated speed of the subject, and determines imaging conditions such as shutter speed, ISO sensitivity, and aperture based on the EV value (Exposure value) obtained by the photometry unit 107. The control unit 109 determines the type of movement, whether non-moving, slow, medium, or fast, based on the estimated speed of the subject described above. Here, if the estimated speed of the subject is less than a threshold, it is treated as a non-moving subject.

ここで、非移動性被写体、低速移動性被写体、中速移動性被写体、高速移動性被写体にそれぞれ適用するプログラム線図は、第1の実施形態で示した、図4のプログラム線図と同様である。 The program diagrams applied to the non-moving, slow-moving, medium-moving, and fast-moving subjects are the same as the program diagram in Figure 4 shown in the first embodiment.

具体的には、図4(a)は、非移動性被写体に対するプログラム線図、図4(b)は、低速移動性被写体に対するプログラム線図、図4(c)は、中速移動性被写体に対するプログラム線図、図4(d)は高速移動性被写体に対するプログラム線図の例をそれぞれ示している。図4のプログラム線図及びその選択方法については、第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。 Specifically, FIG. 4(a) shows an example of a program diagram for a non-moving subject, FIG. 4(b) shows an example of a program diagram for a slow-moving subject, FIG. 4(c) shows an example of a program diagram for a medium-moving subject, and FIG. 4(d) shows an example of a program diagram for a fast-moving subject. The program diagram in FIG. 4 and the method of selecting it are the same as in the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

また、撮像装置がシャッタースピード、ISO感度、絞りといった撮像条件を決定するP (プログラム)モードにおいて、撮像素子105から出力された画像を表示部114に表示しながら静止画撮影を行う、いわゆるライブビュー撮影の動作についても、図5に示した第1の実施形態の動作と同様であるため、説明を省略する。つまり、本実施形態においても、ライブビュー撮影時の事前撮影画像を用いて推定部108で被写体の速度を推定し、推定速度に応じて制御部109が撮像条件を決定するプログラム線図を、図4に示したようなプログラム線図から選択し、切り替える。 In addition, in the P (program) mode in which the imaging device determines imaging conditions such as the shutter speed, ISO sensitivity, and aperture, so-called live view shooting, in which still images are shot while the image output from the imaging element 105 is displayed on the display unit 114, is the same as the operation in the first embodiment shown in FIG. 5, so a description thereof will be omitted. In other words, in this embodiment as well, the estimation unit 108 estimates the subject speed using an image captured beforehand during live view shooting, and the control unit 109 selects and switches a program diagram for determining imaging conditions according to the estimated speed from the program diagram shown in FIG. 4.

続いて、推定部108における学習モデルの学習について説明する。図22は、学習モデルの学習を概略的に説明する図である。 Next, we will explain the learning of the learning model in the estimation unit 108. Figure 22 is a diagram that provides an overview of the learning of the learning model.

図22において、情報9000は、メモリ部111に保持された情報であり、撮影時刻情報(9011,9012,…)と画像(9001,9002,…)を含む。画像9001の撮影時刻が撮影時刻情報1(9011)、画像9002の撮影時刻が撮影時刻情報2(9012)、画像9003の撮影時刻が撮影時刻情報3(9013)、画像9004の撮影時刻が撮影時刻情報4(9014)と一致する。 In FIG. 22, information 9000 is information stored in memory unit 111, and includes shooting time information (9011, 9012, ...) and images (9001, 9002, ...). The shooting time of image 9001 matches shooting time information 1 (9011), the shooting time of image 9002 matches shooting time information 2 (9012), the shooting time of image 9003 matches shooting time information 3 (9013), and the shooting time of image 9004 matches shooting time information 4 (9014).

情報9020は、特定被写体検出部2111に保持された情報であり、特定被写体の像面上の位置と大きさを抽出した情報を含む。位置・大きさ情報9021は、画像9001に対応し、位置・大きさ情報9022は、画像9002に対応し、位置・大きさ情報9023は、画像9003に対応し、位置・大きさ情報9024は、画像9004に対応する。 Information 9020 is information held in the specific subject detection unit 2111, and includes information extracted regarding the position and size of a specific subject on the image plane. Position and size information 9021 corresponds to image 9001, position and size information 9022 corresponds to image 9002, position and size information 9023 corresponds to image 9003, and position and size information 9024 corresponds to image 9004.

情報9030は、速度算出部2112に保持された情報の一部であり、速度時刻情報を含む。情報9040は、速度算出部2112に保持された情報の一部であり、速度情報を含む。速度時刻情報9031は、速度情報9041に対応し、速度時刻情報9032は、速度情報9042に対応し、速度時刻情報9033は、速度情報9043に対応し、速度時刻情報9034は、速度情報9044に対応する。図22中の破線は、どの情報がどの情報を元に計算されるかを概略的に示す破線である。 Information 9030 is part of the information held in the speed calculation unit 2112 and includes speed time information. Information 9040 is part of the information held in the speed calculation unit 2112 and includes speed information. Speed time information 9031 corresponds to speed information 9041, speed time information 9032 corresponds to speed information 9042, speed time information 9033 corresponds to speed information 9043, and speed time information 9034 corresponds to speed information 9044. The dashed lines in FIG. 22 are dashed lines that show generally which information is calculated based on which information.

以下に、図22に従って学習モデルの学習方法について説明する。 Below, the learning method of the learning model is explained with reference to Figure 22.

メモリ部111は、少なくとも2枚の、異なる時刻に撮影された画像(9001,9002,…)を、それぞれの撮影時刻情報(9011,9012,…)とともに保持する。 The memory unit 111 stores at least two images (9001, 9002, ...) taken at different times along with their respective shooting time information (9011, 9012, ...).

特定被写体検出部2111は、メモリ部111から画像(9011,9012,…)を読み出し、その画像から事前に登録した特定被写体(例えば、特定の犬)を検出し、検出された位置と大きさの情報(9021,9022,…)を特定する。特定した被写体の位置・大きさ情報を所定のフレーム数分保持する。 The specific subject detection unit 2111 reads images (9011, 9012, ...) from the memory unit 111, detects a specific subject (e.g., a specific dog) that has been registered in advance from the image, and identifies the detected position and size information (9021, 9022, ...). The position and size information of the identified subject is retained for a predetermined number of frames.

速度算出部2112は、特定被写体検出部2111から読み出した特定被写体の位置情報と、メモリ部111から読み出した撮影時刻情報とから、被写体速度と対応する時刻(速度時刻情報)を計算して保持する。具体的には、特定被写体検出部2111から2つの位置情報(9021,9022)を読み出して移動量を算出する。 The speed calculation unit 2112 calculates and stores the subject speed and the corresponding time (speed time information) from the position information of the specific subject read from the specific subject detection unit 2111 and the shooting time information read from the memory unit 111. Specifically, it reads two pieces of position information (9021, 9022) from the specific subject detection unit 2111 and calculates the amount of movement.

また、メモリ部111から上記の位置情報(9021,9022)に対応した撮影時刻情報(9011,9012)を読み出して時間差を算出する。上記の算出した移動量を、算出した時間差で割ることにより、撮影時刻9011と撮影時刻9012の平均時刻9031における特定被写体の速度9041を算出して、保持する。 The image capture time information (9011, 9012) corresponding to the above position information (9021, 9022) is read from the memory unit 111 to calculate the time difference. The calculated amount of movement is divided by the calculated time difference to calculate and store the speed 9041 of the specific subject at the average time 9031 of the image capture times 9011 and 9012.

また、以上で算出した速度は、カメラと被写体を結んだ直線と垂直な平面方向(以下、画角方向と呼称する)の速度である。なお、画像毎に特定被写体中の複数の特徴点(例えば、特定の犬の両目)を検出し、画像間における各特徴点の変化量(例えば、特定の犬の両目の間の長さの変化量)から、撮像装置と被写体を直線で結んだ方向(以下、法線方向と呼称する)速度も算出して、画角方向の速度とのベクトル演算により被写体の速度を算出してもよい。 The speed calculated above is the speed in a plane perpendicular to the straight line connecting the camera and the subject (hereinafter referred to as the angle of view direction). Note that it is also possible to detect multiple feature points (e.g., the eyes of a specific dog) in a specific subject for each image, and calculate the speed in the direction of the straight line connecting the imaging device and the subject (hereinafter referred to as the normal direction) from the amount of change in each feature point between images (e.g., the amount of change in the length between the eyes of a specific dog), and then calculate the speed of the subject by vector calculation with the speed in the angle of view direction.

学習用補正部2113は、被写体速度を、画像の被写体の像面上のサイズによらない被写体の姿勢に関連付けた速度とするため、特定被写体検出部2111から読み出した特定被写体の像面上でのサイズに基づいて、速度算出部2112から出力された被写体速度を補正し、保持する。 The learning correction unit 2113 corrects and holds the subject speed output from the speed calculation unit 2112 based on the size on the image plane of the specific subject read from the specific subject detection unit 2111, in order to make the subject speed a speed associated with the posture of the subject independent of the size on the image plane of the subject in the image.

具体的には、像面上での特定被写体のサイズが小さければ速度算出部2112からの入力を大きくして保持し、像面上での被写体サイズが大きければ速度算出部2112からの入力を小さくして保持する。また、学習用補正部2113は、被写体の像面上のサイズではなく、被写体までの距離とレンズ部101の撮像倍率を用いて速度算出部2112から読み出した推定速度を補正してもよい。また、公知の撮像面測距技術等を用いて算出した被写体距離を用いて、速度算出部2112から読み出した推定速度を補正してもよい。 Specifically, if the size of the specific subject on the image plane is small, the input from the speed calculation unit 2112 is increased and held, and if the subject size on the image plane is large, the input from the speed calculation unit 2112 is decreased and held. The learning correction unit 2113 may also correct the estimated speed read out from the speed calculation unit 2112 using the distance to the subject and the imaging magnification of the lens unit 101, rather than the size of the subject on the image plane. The estimated speed read out from the speed calculation unit 2112 may also be corrected using the subject distance calculated using known imaging plane distance measurement technology or the like.

上記の速度算出を繰り返し行うことにより、撮影時刻9012と撮影時刻9013の平均時刻9032での速度9042、撮影時刻9013と撮影時刻9014の平均時刻9033での速度9043等を算出することができる。 By repeatedly performing the above speed calculations, it is possible to calculate the speed 9042 at the average time 9032 of the shooting times 9012 and 9013, the speed 9043 at the average time 9033 of the shooting times 9013 and 9014, etc.

学習モデル調整部2114は、メモリ部111から画像を読み出し、学習用補正部2113から画像の撮影時刻から所定の遅れ時間後の速度を読み出す。そして、読み出した画像情報を学習データ、読み出した速度を教師データとして、学習モデル記憶部2121に保持された学習モデルに学習させる。例えば、画像9001を学習データとし、速度情報9042を教師データとする。 The learning model adjustment unit 2114 reads the image from the memory unit 111, and reads the speed after a predetermined delay time from the image capture time from the learning correction unit 2113. Then, the learning model stored in the learning model storage unit 2121 is trained using the read image information as learning data and the read speed as teacher data. For example, the image 9001 is used as learning data, and the speed information 9042 is used as teacher data.

上記の動作を繰り返すことにより、1枚の画像中に含まれる事前に登録した特定被写体の姿勢から、所定の遅れ時間後の速度を予測するための学習データを作成して学習することができる。 By repeating the above operations, learning data can be created and learned to predict the speed after a specified delay time from the posture of a specific subject that has been registered in advance and is contained in a single image.

また、特定被写体の位置・大きさ情報は特定被写体検出部2111、速度情報と速度時刻情報は速度算出部2112、補正後の速度情報は学習用補正部2113にそれぞれ保持するように説明したが、メモリ部111に一括して保持してもよい。 In addition, while it has been described that the position and size information of the specific subject is stored in the specific subject detection unit 2111, the speed information and speed time information are stored in the speed calculation unit 2112, and the corrected speed information is stored in the learning correction unit 2113, they may also be stored collectively in the memory unit 111.

また、学習モデル記憶部2121に複数の学習モデルを有し、上記所定の遅れ時間を複数個学習してもよい。このようにすることで、1枚の画像から複数の所定の遅れ時間後の速度を予測することができる。 The learning model storage unit 2121 may also have multiple learning models and may learn multiple predetermined delay times. In this way, it is possible to predict the speed after multiple predetermined delay times from a single image.

また、速度算出部2112で、速度時刻情報(9031,9032,…)と対応する速度情報(9041,9042,…)に基づいて加速度を算出し、画像と加速度を関連付けて学習してもよい。 In addition, the speed calculation unit 2112 may calculate acceleration based on the speed time information (9031, 9032, ...) and the corresponding speed information (9041, 9042, ...) and learn by associating the image with the acceleration.

具体的には、学習モデル記憶部2121には、学習モデルとは別に、画像-加速度学習モデルを保持しておく。速度算出部2112は、2つの速度情報(例えば、速度情報9041,9042)の差分(差分情報)を、対応する2つの速度時刻情報(例えば、速度時刻情報9031,9032)の差分(差分情報)で割ることにより、被写体加速度を算出して保持する。 Specifically, the learning model storage unit 2121 stores an image-acceleration learning model separately from the learning model. The speed calculation unit 2112 calculates and stores the subject acceleration by dividing the difference (difference information) between two pieces of speed information (e.g., speed information 9041, 9042) by the difference (difference information) between two corresponding pieces of speed time information (e.g., speed time information 9031, 9032).

学習用補正部2113、学習モデル調整部2114は、画像と速度を関連付けて学習する場合と同様である。このようにすることで、1枚の画像から所定の遅れ時間後の加速度を予測することができる。 The learning correction unit 2113 and learning model adjustment unit 2114 are the same as in the case of learning by associating an image with a speed. In this way, it is possible to predict the acceleration after a specified delay time from a single image.

また、学習モデルは、工場出荷時には汎用的な学習モデル(例えば、犬全般について学習したモデル)を保持しておき、各ユーザーが上記の特定被写体に対する学習を行うことにより、特定の被写体に特化した学習モデルを作成してもよい。このようにすることで、特定被写体の学習が不足している場合でも、1枚の画像から所定の遅れ時間後の速度を予測することができる。 In addition, a general-purpose learning model (for example, a model trained on dogs in general) may be stored as the learning model when shipped from the factory, and each user may create a learning model specialized for a specific subject by training on the specific subject. In this way, even if there is insufficient training on the specific subject, it is possible to predict the speed after a specified delay time from a single image.

また、学習モデルの学習は、電源スイッチが入っている間中常に繰り返し行ってもよいが、シャッターボタンが半押しされて指示スイッチSW1がオン、またはシャッターボタンが全押しされて指示スイッチSW2がオンの場合に繰り返し行うことが好ましい。このようにすることで、ユーザーの撮りたい特定被写体が画角に入っている確率が高くなり、効率的に学習を行うことができる。また、学習モデルの学習を行うタイミングの別の例として、接眼検知センサ115がオンの時や、タッチパネルにタッチ動作があった後の所定時間の間などとしてもよい。 Although the learning of the learning model may be repeated all the time the power switch is on, it is preferable to repeat the learning when the shutter button is half-pressed and instruction switch SW1 is on, or when the shutter button is fully pressed and instruction switch SW2 is on. This increases the probability that the specific subject the user wants to capture is within the angle of view, allowing for efficient learning. As another example of the timing for learning the learning model, it may be when the eye detection sensor 115 is on, or for a predetermined time after a touch operation is performed on the touch panel.

また、手振れ等でカメラの動きが大きい時は、被写体の速度を正確に求めることができない可能性があるため、カメラの動きが大きい時の信号を学習に用いると、学習モデルの学習が不正確になる可能性がある。そのため、動きセンサ110内の加速度センサの出力からカメラの動きが大きいことを示す信号が出力された場合には、学習モデルの学習を停止するようにしてもよい。 In addition, when the camera is moving significantly due to camera shake or the like, it may not be possible to accurately determine the speed of the subject, and so if a signal from when the camera is moving significantly is used for learning, the learning model may become inaccurate. For this reason, when a signal indicating that the camera is moving significantly is output from the acceleration sensor in the motion sensor 110, the learning of the learning model may be stopped.

以上説明したように、所定時刻後の撮像時の被写体の速度を推定し、対応したプログラム線図を選択することにより、被写体の状態変化によらず被写体ブレを起こしにくい撮像条件を設定することが可能となる。 As explained above, by estimating the speed of the subject when capturing an image after a specified time and selecting a corresponding program diagram, it is possible to set imaging conditions that are less likely to cause subject blurring regardless of changes in the subject's state.

なお、本実施形態でも、流し撮りを行う場合には、流し撮りのプログラム線図を用いるが、流し撮りを行う場合の動作は、第1の実施形態の図7に示した動作と同様であるため、説明を省略する。 In this embodiment, a program diagram for panning is used when performing panning shots, but the operation when performing panning shots is similar to the operation shown in FIG. 7 of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

(他の実施形態)
また本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現できる。
Other Embodiments
The present invention can also be realized by a process in which a program for realizing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) for realizing one or more of the functions.

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.

105:撮像素子、106:信号処理回路、108:推定部、109:制御部、110:動きセンサ、201:速度推定部、202:補正部 105: Image sensor, 106: Signal processing circuit, 108: Estimation unit, 109: Control unit, 110: Motion sensor, 201: Speed estimation unit, 202: Correction unit

Claims (28)

実空間内を所定の速度で移動し得る被写体を撮像する撮像手段と、
特定被写体の姿勢情報と、特定被写体の所定時間後における速度とを関連付けた機械学習により作成された学習済みモデルを用いて、前記撮像手段により撮像された被写体の画像から、それ以降の画像を撮像する時点における被写体の速度を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された被写体の推定速度に基づいて、前記撮像手段における前記それ以降の画像の撮像の撮像条件として、絞り値、シャッター速度、ISO感度を決定するための制御を行う制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
An imaging means for imaging a subject that can move in a real space at a predetermined speed ;
an estimation means for estimating, from an image of the subject captured by the imaging means, a velocity of the subject at a time point when a subsequent image is captured, using a trained model created by machine learning that associates posture information of the specific subject with the velocity of the specific subject after a predetermined time;
a control means for performing control to determine an aperture value, a shutter speed, and an ISO sensitivity as imaging conditions for capturing the subsequent images in the imaging means, based on the estimated speed of the subject estimated by the estimation means;
An imaging device comprising:
前記推定手段は、ライブビュー動作において前記撮像手段により撮像された被写体の画像から、前記それ以降の画像を撮像する時点における被写体の速度を推定することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, characterized in that the estimation means estimates the speed of the subject at the time of capturing the subsequent image from the image of the subject captured by the imaging means during live view operation. 前記制御手段は、前記それ以降の画像の撮像のための、絞り値と、シャッター速度と、ISO感度とを決定するためのプログラム線図を切り替えることにより前記撮像条件の制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。 3. The imaging device according to claim 1, wherein the control means controls the imaging conditions by switching a program diagram for determining an aperture value, a shutter speed, and an ISO sensitivity for capturing the subsequent images. 前記推定速度を、被写体の像面上のサイズに応じて補正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a correction means for correcting the estimated speed according to the size of the subject on the image plane. 前記撮像装置の角速度を検出する角速度センサと、加速度を検出する加速度センサとをさらに備え、前記制御手段は、前記角速度センサと前記加速度センサの出力にさらに基づいて、前記それ以降の画像の撮像のための撮像動作を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an angular velocity sensor that detects the angular velocity of the imaging device and an acceleration sensor that detects acceleration, and the control means controls the imaging operation for capturing the subsequent images based further on the outputs of the angular velocity sensor and the acceleration sensor. 前記制御手段は、前記推定速度と、前記角速度センサの出力と前記加速度センサの出力に基づいて算出された前記撮像装置の速度とに基づいて、被写体と前記撮像装置の相対速度を算出することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 5, characterized in that the control means calculates the relative velocity between the subject and the imaging device based on the estimated velocity and the velocity of the imaging device calculated based on the output of the angular velocity sensor and the output of the acceleration sensor. 前記制御手段は、前記相対速度が第1の閾値未満であり、前記撮像装置の速度が第2の閾値以上である場合に、流し撮りが行われていると判断することを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 6, characterized in that the control means determines that panning is being performed when the relative speed is less than a first threshold and the speed of the imaging device is equal to or greater than a second threshold. 前記制御手段は、流し撮りが行われていると判断した場合に、前記それ以降の画像の撮像のための、絞り値と、シャッター速度と、ISO感度とを、流し撮り用のプログラム線図を用いて決定することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 7, characterized in that, when the control means determines that panning is being performed, the aperture value, shutter speed, and ISO sensitivity for capturing the subsequent images are determined using a program diagram for panning. 前記制御手段は、前記推定速度に基づいて、ライブビューのフレームレートを制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 1, characterized in that the control means controls the frame rate of the live view based on the estimated speed. 前記制御手段は、前記推定速度が遅い場合よりも速い場合の方がライブビューのフレームレートが高くなるように制御することを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 9, characterized in that the control means controls the live view frame rate to be higher when the estimated speed is faster than when the estimated speed is slow. 前記制御手段は、さらに前記推定速度に基づいて、ハイダイナミックレンジ信号を得るための方式を切り替えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control means further switches a method for obtaining a high dynamic range signal based on the estimated speed. 前記制御手段は、前記推定速度が第3の閾値以上である場合は、ハイダイナミックレンジ信号を得るための方式として、ゲイン切り替え方式を用い、前記推定速度が前記第3の閾値未満である場合は、ハイダイナミックレンジ信号を得るための方式として、蓄積時間切り替え方式を用いることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 11, characterized in that the control means uses a gain switching method as a method for obtaining a high dynamic range signal when the estimated speed is equal to or greater than a third threshold, and uses an accumulation time switching method as a method for obtaining a high dynamic range signal when the estimated speed is less than the third threshold. 前記推定手段は、被写体の加速度をさらに推定することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the estimation means further estimates the acceleration of the subject. 前記推定手段は、前記撮像手段の蓄積時間の中心時刻における被写体の速度を推定し、前記制御手段は、前記蓄積時間の中心時刻における推定速度に基づいて、撮像動作を制御することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the estimation means estimates the speed of the subject at the center time of the accumulation time of the imaging means, and the control means controls the imaging operation based on the estimated speed at the center time of the accumulation time. 前記撮像手段により異なる時刻に撮影された少なくとも2枚の画像から、特定の被写体を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された特定の被写体の速度を算出する算出手段と、をさらに備え、前記学習済みモデルは、前記抽出手段により抽出された特定の被写体の画像と前記算出手段により算出された前記特定の被写体の速度とを用いて、速度の推定のための学習をさらに行うことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 14, further comprising an extraction means for extracting a specific subject from at least two images captured by the imaging means at different times, and a calculation means for calculating the speed of the specific subject extracted by the extraction means, and the trained model further performs learning for estimating speed using the image of the specific subject extracted by the extraction means and the speed of the specific subject calculated by the calculation means. 前記算出手段は、前記少なくとも2枚の画像から前記抽出手段により抽出された前記特定の被写体の位置の差分情報から、前記特定の被写体の画角方向の速度を算出し、前記特定の被写体の複数の特徴点の移動量から、前記特定の被写体の法線方向の速度を算出し、前記画角方向の速度と前記法線方向の速度とを用いて、前記特定の被写体の速度を算出することを特徴とする請求項15に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 15, characterized in that the calculation means calculates the velocity of the specific subject in the angle of view direction from difference information of the position of the specific subject extracted by the extraction means from the at least two images, calculates the velocity of the specific subject in the normal direction from the movement amount of a plurality of feature points of the specific subject, and calculates the velocity of the specific subject using the velocity in the angle of view direction and the velocity in the normal direction. 前記算出手段により算出された速度を補正する第2の補正手段を更に備えることを特徴とする請求項15または16に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 15 or 16, further comprising a second correction means for correcting the speed calculated by the calculation means. 前記第2の補正手段は、被写体の像面上のサイズに応じて前記速度を補正することを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 17, characterized in that the second correction means corrects the speed according to the size of the subject on the image plane. 前記第2の補正手段は、使用するレンズの撮像倍率に基づいて前記速度を補正することを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 17, characterized in that the second correction means corrects the speed based on the imaging magnification of the lens used. 前記第2の補正手段は、前記撮像手段による測距情報に基づいて、前記速度を補正することを特徴とする請求項17に記載の撮像装置。 The imaging device according to claim 17, characterized in that the second correction means corrects the speed based on distance measurement information by the imaging means. シャッターボタンをさらに備え、前記シャッターボタンが半押しまたは全押しされている間に、前記学習済みモデルは、速度の推定のための学習をさらに行うことを特徴とする請求項15乃至20のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 15 to 20, further comprising a shutter button, and the trained model further performs training for estimating speed while the shutter button is half-pressed or fully pressed. 電子ビューファインダと近接センサとをさらに備え、前記近接センサが前記電子ビューファインダへの物体の近接を検知している間に、前記学習済みモデルは、速度の推定のための学習をさらに行うことを特徴とする請求項15乃至20のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 15 to 20, further comprising an electronic viewfinder and a proximity sensor, and the trained model further performs training for estimating speed while the proximity sensor detects the proximity of an object to the electronic viewfinder. タッチパネルをさらに備え、前記タッチパネルへのタッチ動作が検出されてから一定の時間の間、前記学習済みモデルは、速度の推定のための学習をさらに行うことを特徴とする請求項15乃至20のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 15 to 20, further comprising a touch panel, wherein the trained model further performs training for estimating speed for a certain period of time after a touch action on the touch panel is detected. 前記学習済みモデルは、前記撮像装置の動きが大きい場合に、速度の推定のための学習を行わないことを特徴とする請求項15乃至23のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 15 to 23, characterized in that the trained model does not perform training for estimating speed when the imaging device moves significantly. 前記推定手段は、被写体の所定時間後の加速度を推定する第2の学習済みモデルをさらに有することを特徴とする請求項1乃至24のいずれか1項に記載の撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 1 to 24, characterized in that the estimation means further has a second trained model that estimates the acceleration of the subject after a predetermined time. 実空間内を所定の速度で移動し得る被写体を撮像する撮像手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
特定被写体の姿勢情報と、特定被写体の所定時間後における速度とを関連付けた機械学習により作成された学習済みモデルを用いて、前記撮像手段により撮像された被写体の画像から、それ以降の画像を撮像する時点における被写体の速度を推定する推定工程と、
前記推定工程において推定された被写体の推定速度に基づいて、前記撮像手段における前記それ以降の画像の撮像の撮像条件として、絞り値、シャッター速度、ISO感度を決定するための制御を行う制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A method for controlling an imaging device including an imaging unit that captures an image of a subject that can move in a real space at a predetermined speed, comprising the steps of:
an estimation step of estimating, from the image of the subject captured by the imaging means , the velocity of the subject at the time of capturing a subsequent image, using a trained model created by machine learning that associates posture information of the specific subject with the velocity of the specific subject after a predetermined time;
a control step of performing control to determine an aperture value, a shutter speed, and an ISO sensitivity as imaging conditions for capturing the subsequent images by the imaging means, based on the estimated speed of the subject estimated in the estimation step;
13. A method for controlling an imaging apparatus comprising:
請求項26に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to execute each step of the control method described in claim 26. 請求項26に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。 A computer-readable storage medium storing a program for causing a computer to execute each step of the control method described in claim 26.
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