JP2001183383A - 撮像装置及び撮像対象の速度算出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影画像処理によって装置の小型化、携帯性
の向上を実現した移動物体の速度測定機能付撮像装置及
び撮像対象の速度算出方法の提供。 【解決手段】 腕時計型デジタルカメラ１００における
撮像レンズ１ａから被写体（撮像対象）Ａまでの距離
Ｄ、及び腕時計型デジタルカメラ１００における撮像レ
ンズ１ａの画角θから被写体を基準とした実際距離を換
算したモニター画面を仮定する。また、上述の実際距離
換算値とモニター画面における被写体画像の位置変化距
離の割合をＲとして実際の移動距離Ｐｒを算出する（Ｐ
ｒ＝Ｒ×２Ｄｔａｎ（θ／２）＝２Ｒ・Ｄｔａｎ（θ／
２））。画角θは既知であり、移動速度ｔ＝（フレーム
レート（既知））／（２つの被写体画像のフレーム差）
から、移動速度Ｖ＝Ｐｒ／ｔとして算出できる。つま
り、移動物体までの距離Ｄを入力し、その移動物体を撮
影することによって物体の移動速度を知ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルカメラ等の
撮像装置に関し、特に、移動する撮像対象物の移動速度
を測定可能な撮像装置及びその速度算出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、移動する物体の速度を算出する装
置としてはスピードガンのようにドップラー効果を利用
した超音波方式が主流となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
超音波方式が主流である従来の速度算出装置はその方式
上の制約から現時点においては小型化が困難であり、
又、携帯性に優れているとは言えないといった問題点が
ある。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、撮影画像処理によって装置の小型化及び携帯性
の向上を実現した移動物体の速度測定機能付撮像装置及
び撮像対象の速度算出方法の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明の撮像装置は、撮像手段と、この撮像手
段が撮像可能な画角を記憶した第１の記憶手段と、前記
撮像手段と撮像対象との距離を取得する距離取得手段
と、前記撮像手段によって撮像された画像のうち、前記
画角に対応する角度上に前記撮像対象が存在する、少な
くとも２つの画像の撮像タイミングを記憶する第２の記
憶手段と、この第２の記憶手段に記憶されている撮像タ
イミングから、これらの画像の撮像時間間隔を算出する
時間算出手段と、前記第１の記憶手段に記憶された画
角、前記距離取得手段によって取得された距離、及び、
前記時間算出手段によって算出された撮像時間間隔か
ら、前記撮像対象の移動速度を算出する速度算出手段
と、この速度算出手段によって算出された移動速度を表
示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。

【０００６】第２の発明は上記第１の発明の撮像装置に
おいて、前記撮像手段によって撮像された画像を、撮像
タイミングと対応付けて複数記憶する第３の記憶手段
と、前記第３の記憶手段に記憶された複数の画像のう
ち、前記撮像対象が含まれている画像を少なくとも２つ
抽出する画像抽出手段と、この画像抽出手段によって抽
出された少なくとも２つの画像における、前記撮像対象
の位置の変化を計測する計測手段と、を更に備え、前記
時間算出手段は、前記第３の記憶手段に記憶された撮像
タイミングのうち、前記画像抽出手段によって抽出され
た少なくとも２つの画像の撮像タイミングから、撮像時
間間隔を算出し、前記速度算出手段は、前記第１の記憶
手段に記憶された画角、前記距離取得手段によって取得
された距離、及び、前記時間算出手段によって算出され
た撮像時間間隔に、前記計測手段によって計測された前
記撮像対象の位置の変化を加味して、前記撮像速度を算
出することを特徴とする。

【０００７】第３の発明は上記第２の発明の撮像装置に
おいて、前記時間間隔算出手段は、前記画像抽出手段に
よって抽出された少なくとも２つの画像の画像数又は装
置固有の連続撮影周期から前記撮像タイミングを取得
し、前記撮像対象の移動速度を算出することを特徴とす
る。

【０００８】第４の発明は上記第２の発明の撮像装置に
おいて、撮像手段によって撮像される画像の撮像時刻を
計測する撮像時刻計測手段を備え、前記第３の記憶手段
は、前記撮像手段によって撮像された画像と対応付けて
上記撮像時刻計測手段によって計測された撮像時刻を更
に記憶し、前記時間算出手段は、前記画像抽出手段によ
って抽出された各画像に対応する撮像時刻を基に抽出さ
れた各画像間の移動速度を算出する、ことを特徴とす
る。

【０００９】第５の発明は上記第２乃至第４のいずれか
の発明の撮像装置において、第３の記憶手段に記憶され
ている画像のうち前記撮像対象が含まれている複数の画
像をそれぞれ縮小して配列表示する表示制御手段と、こ
の表示制御手段によって配列表示された複数の縮小画像
中から所望の画像を選択指示する選択指示手段と、を備
え、前記抽出手段はこの選択指示手段によって選択され
た少なくとも２つの縮小画像に対応する各画像を前記第
３の記憶手段から抽出することを特徴とする。

【００１０】第６の発明は上記第１乃至第５のいずれか
の発明の撮像装置において、当該撮像装置は、腕に装着
して好適な形状を模すことを特徴とする。

【００１１】また、第７の発明の撮像対象の速度算出方
法は、撮像対象と撮像部との距離を取得し、所定の画角
に対応する角度上に前記撮像対象が存在する少なくとも
２つの画像から、これらの画像の撮像時間間隔を算出
し、前記所定の画角、取得した距離、算出された撮像時
間間隔から前記撮像対象の移動速度を算出することを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の撮像装置の一実施
例としての腕時計型デジタルカメラ（以下、デジタルカ
メラ）の外観図であり、図１（ａ）は上部方向からみた
外観、図１（ｂ）はＡ方向から見た外観を示す。また、
図２はその回路構成例を示すブロック図である。図１
で、腕時計型デジタルカメラ１００の本体上部には表示
部（液晶画面）７が設けられ、Ａ方向から見た側部には
カメラモジュール１の撮像レンズ１ａ及び測距部（この
例では、公知の赤外線距離センサ）１０が設けられ、他
の側部にはスイッチＳ１〜Ｓ５及びスイッチシャッター
キーＦ０が設けられている。

【００１３】図２で、腕時計型デジタルカメラ１００
は、カメラモジュール１、制御部２、システムＲＯＭ
３、作業メモリ（ＲＡＭ）４、保存メモリ（フラッシュ
メモリ）５、表示ドライバ６、表示部（液晶画面）７、
シャッターキー（Ｆ０）８、キー入力部（Ｓ１〜Ｓ５）
９及び測距部１０を備えている。なお、距離をキー入力
部９から入力するように構成した場合には測距部１０は
備えなくてもよい。

【００１４】カメラモジュール１は撮像レンズ、レンズ
駆動部、ＣＭＯＳ及びＣＣＤで構成される信号変換部及
び信号処理部からなる撮像部からなり、撮影時に被写体
像を取り込んで画像データに変換し、その画像データ
（以下、単に、画像と記す）を作業メモリ４に記憶する
と共に制御部２及び表示ドライバ６を介して表示部７に
表示する。

【００１５】また、撮影後、保存記憶前（又は、画像再
生時）に制御部２から「サムネイル画像表示」指示があ
ると、作業メモリ４に記憶されている複数の画像を縮小
処理して表示ドライバ６を介して表示部７に表示（２次
元配列表示又はスクロール可能に表示）する。また、
「速度計測モード」下で制御部２から連続撮影指示（制
御信号）があると所定のフレームレート（本発明で言う
ところの撮像タイミングであり、１秒間に撮像する画像
枚数をいう）で連続撮影を行う。

【００１６】制御部２は、ＣＰＵ（図示せず）、クロッ
ク２１及び時刻補正回路２２及び画像認識処理部２３か
らなっている。制御部２で、ＣＰＵは上述の各モジュー
ルや回路、メモリ、キー等にバスラインを介して接続
し、システムＲＯＭ３に格納されている制御プログラム
により腕時計型デジタルカメラ１００全体の制御を行な
うと共に、シャッターキー８やキー入力部９から受け取
る信号に対応してシステムＲＯＭ３に格納されている撮
影／画像再生処理プログラムや本発明に基づく速度計測
指示プログラム、移動速度算出プログラム等を取り出し
て、腕時計型デジタルカメラ１００の各機能の実行制御
等を行なう。なお、「速度計測モード」ではシャッター
キー８が全押しされると所定のフレームレートで連続撮
影を行うようにカメラモジュール１に制御信号を送出す
る。また、画像保存記憶操作がなされると作業メモリ４
に記憶された画像に圧縮処理等を施してから保存メモリ
５に保存記憶する。また、撮影後、保存メモリ５への保
存記憶前にユーザからの指示があるとカメラモジュール
１に「サムネイル画像表示」指示（制御信号）を送出す
ることができる。

【００１７】また、画像認識処理部２３はＣＰＵの制御
下で作業メモリ４に記憶された画像から被写体像（撮像
対象）の有無の判別を行う。

【００１８】システムＲＯＭ３は、上述した制御プログ
ラム撮影／画像再生処理プログラム、及び速度計測指示
プログラム、移動速度算出プログラム等の各種プログラ
ムのほか、定数（画角設定値θ、フレームレート、フレ
ームサイズ等）、アイコン、及びメニューデータ等を格
納する。

【００１９】作業メモリ４はＲＡＭ（ＤＲＡＭ）等の揮
発性メモリからなり、「速度計測モード」では、連続撮
影画像の一時記憶、保存メモリ５から取り出されたサム
ネイル画像の再生及び再生画像の一時記憶、表示部７に
表示する速度情報等の一時記憶、その他中間結果の一時
記憶等の際のメモリとして用いられる。また、作業メモ
リ４は連続撮影時にはフレームレート分の枚数の画像を
記憶する連写（又は、速写）画像記憶領域及び画像とカ
メラとの距離を記憶する領域が確保されている。なお、
各画像の撮像時刻情報を確保するようにしてもよい。

【００２０】また、保存メモリ５はフラッシュメモリ等
の不揮発性メモリからなり、撮影画像及び各画像の撮像
時刻情報を保存記憶する。また、保存記憶する画像とそ
のサムネイル画像を対応付けて保存記憶する。また、画
像とカメラとの距離を記憶する。

【００２１】表示ドライバ６は制御部２から送られるメ
ニューデータやアイコン及び画像や速度情報等をビット
マップイメージに変換して画像メモリ（ＶＲＡＭ）に展
開し、表示部７に表示する。

【００２２】また、キー入力部９はスイッチＳ１〜Ｓ５
を備え、これらのスイッチが操作されると状態信号が制
御部２（ＣＰＵ）に送出される。また、スイッチＳ１〜
Ｓ５には「速度計測モード」下でそれぞれ「サムネイル
画像表示」、「カーソル移動］、「画像指定」、「画像
保存」、「画像再生」といったような特定の処理指定機
能が割り付けられている。また、例えば、スイッチＳ５
に機能切り替え機能を割り当てておき、スイッチＳ５を
押すたびに表示部７にメニューが表示されるように構成
することもできる。また、スイッチＳ１〜Ｓ３の組み合
わせで数値（例えば、距離）を入力することもできる。

【００２３】測距部１０は、例えば、赤外線距離測定部
からなり、被写体とカメラとの距離を測定する。なお、
測距部１０を設けることなく、被写体の移動する平面と
カメラとの距離をキー入力部９から入力するようにして
もよい。

【００２４】[移動する被写体（撮像対象）の速度測定
方法]図３はカメラの画角内を移動する被写体の速度測
定原理の説明図、図４は被写体の移動時間算出方法の説
明図である。以下、腕時計型デジタルカメラ１００の撮
影画像による被写体速度計測方法について図３〜図４を
基に述べる。

【００２５】図３（ａ）に示すように腕時計型デジタル
カメラ１００の撮像レンズ１ａの画角の中心点Ａ（＝撮
像レンズ１ａの中心から被写体までの直線が被写体の移
動平面と直交する点）までの距離Ｄがわかれば腕時計型
デジタルカメラ１００においてカメラモジュール１に予
め設定された画角設定値θから被写体を基準とした実際
距離に換算したモニター画面を推測することができる。
例えば、上記図３（ａ）に対する実際距離換算のモニタ
ー画面は、腕時計型デジタルカメラ１００から距離Ｄの
平面を仮定すると、画角θ内での幅ＰＰ’は２Ｄ×ｔａ
ｎ（θ／２）となるので、図３（ｂ）に示すように縦Ｄ
ｔａｎ（θ／２）：横２Ｄｔａｎ（θ／２）のモニター
画面７’になる。なお、図３（ａ）で記号Ｐｒは被写体
３１が点Ａ（ＰＰ’／２））から点Ｂに移動した場合の
実際移動距離である。

【００２６】上述の実際距離換算値と図３（ｂ）に示す
モニター画面内での被写体画像３１の点Ａと点Ｂ間の距
離Ｐｍから、（被写体３１が撮像レンズ１ａから距離Ｄ
の平面内を移動すると仮定すれば）点Ａから点Ｂへの実
際の移動距離Ｐｒを下記の式（１）により算出すること
ができる。 Ｐｒ＝Ｒ×２Ｄｔａｎ（θ／２）＝２Ｒ・Ｄｔａｎ（θ／２） ・・式（１） ここで、Ｒはモニター画面上における幅ＰＰ’に対する
被写体の移動の割合、つまり移動距離比率を示す。

【００２７】例えば、図３（ｂ）のモニター画面で、被
写体像３１の点Ａと点Ｂ間の水平方向の移動距離Ｐｍが
幅ＰＰ’に対して１／３とすると、この１／３がＲとな
り、上記式（１）から、 Ｐｒ＝（１／３）・２Ｄｔａｎ（θ／２）＝（２／３）
Ｄｔａｎ（θ／２） となる。ここで、画角θはカメラモジュール１の設計時
に決定される値であり、定数（又は、移動距離算出プロ
グラムのプログラム定数）としてシステムＲＯＭ３に格
納されている。従って、距離Ｄがわかれば被写体の移動
距離を算出することができる。また、被写体移動平面と
カメラとの直線距離が十分離れていれば被写体が移動す
る際に多少ずれたり蛇行しても同一平面内を移動してい
るとみなすことができる。

【００２８】図４において、（ａ）は１枚目のフレーム
に撮像された被写体画像３１’、（ｂ）は腕時計型デジ
タルカメラ１００からの直線と直交する位置で撮像され
た１０枚目のフレーム、（ｃ）は１２枚目のフレームを
示す。また、（ｄ）、（ｅ）は画面上の移動距離を目視
しやすいように説明の便宜上１０枚目と１２枚目のフレ
ームを重ね合わせた図である。

【００２９】また、図３の被写体３１のＡ点からＢ点へ
の移動時間ｔは、図４で点Ａ’の状態が撮像されている
１０枚目のフレームと点Ｂ’の状態が撮像されている１
２枚目のフレームとのフレーム数の差ΔＦ及びデジタル
カメラ１００のフレームレートＦから下記式（２）から
算出することができる。 移動時間ｔ＝ΔＦ／Ｆ ・・・・・式（２） 例えば、フレームレートＦが「２０」のカメラは１秒間
に２０枚のフレームで撮像していることになる。このと
き、撮像された点Ａ’、Ｂ’のフレーム差ΔＦが図４に
示すように２枚だった場合は、ｔ＝ΔＦ／Ｆ＝２／２０
＝１／１０、つまり、図４（ｄ）に示すように被写体３
１が図３の点Ａから点Ｂ（被写体像３１’が図４の点
Ａ’から点Ｂ’）に移動するまでの移動時間ｔは０．１
秒であることがわかる。

【００３０】よって、式（１）から得られる実際の移動
距離Ｐｒと上述したフレーム差から得る移動時間から下
記式（３）により移動する被写体の速度Ｖを算出するこ
とができる。 移動速度Ｖ＝Ｐｒ／ｔ ・・・・・・式（３） つまり、カメラの画角をθ、移動経路との直交距離を
Ｄ、フレーム内（＝画面内）移動距離比率をＲ、被写体
の移動時間をｔ、求める移動速度をＶとすると、移動速
度は下記式（４）で表すことができる。 移動距離Ｖ＝｛（Ｒ×２×Ｄ×ｔａｎ（θ／２）｝／ｔ ＝（２ＲＤ／ｔ）ｔａｎ（θ／２） ・・・・・・式（４） すなわち、被写体（撮像対象）までの距離を入力し、そ
の被写体を腕時計型デジタルカメラ１００で連続的に撮
影することによって当該被写体の移動速度を知ることが
できる。

【００３１】なお、上記説明では被写体の移動時間ｔを
移動前後のフレーム数の差ΔＦとフレームレートＦから
求めたが（式（２）参照）、各画像の撮影時刻をクロッ
ク２１及び時刻補正回路２２から得て、各画像に対応付
けて作業メモリに記憶しておき、移動速度測定の対象と
なるフレームが決まったとき、それらに対応する撮像時
刻ｔ１、ｔ２を取り出して移動時間ｔを算出するように
してもよい（移動時間はｔ＝ｔ２−ｔ１として算出でき
る）。

【００３２】[速度測定動作例]図５はサムネイル画像指
定による被写体速度算出の説明図であり、図６は速度測
定モード時のデジタルカメラの動作の一実施例を示すフ
ローチャートである。また、図６（ａ）は連写による速
度測定例のフローチャート、図６（ｂ）は速写による速
度測定のフローチャートを示す。

【００３３】（連写による速度測定例） ステップＴ０：（カメラ位置の決定案内メッセージ表
示） 図６（ａ）で、「速度測定モード」時に制御部２（ＣＰ
Ｕ）は表示部７に「被写体の移動経路（図３（ｂ）の例
ではＰ−Ｐ’を通る経路）と直交するようなカメラ位置
の決定」を促すメッセージを表示する。

【００３４】ステップＴ１：（距離計測（入力）） 腕時計型デジタルカメラ１００が測距部１０を備えた構
成の場合には、ユーザは被写体の移動経路と直交するよ
うに腕時計型デジタルカメラ１００を向けて移動経路上
の点（図３（ｂ）の例では移動経路ＰＰ’上のＡ点）を
画角の中心にしてから、シャッターキー８を半押しす
る。制御部２（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号
を調べ、シャッターキー８が半押しされたことを検出す
ると測距部１０に測距指示（制御信号）を送る。測距部
１０はデジタルカメラから移動経路上の直交点との距離
Ｄを計測し計測値を制御部２（ＣＰＵ）に送出するの
で、制御部２（ＣＰＵ）は受け取った距離Ｄを作業メモ
リ４に保持（記憶）する。なお、腕時計型デジタルカメ
ラ１００が測距部１０を備えず、距離をキー入力部９か
ら入力するように構成されている場合には、ユーザは予
め調べたカメラと被写体の移動経路と直交する点との距
離をスイッチＳ１〜Ｓ３の組み合わせ操作により入力す
る。キー入力部９はスイッチＳ１〜Ｓ３の組み合わせ操
作が行われると信号列を制御部２（ＣＰＵ）に送出する
ので、制御部２（ＣＰＵ）は受け取った信号列から距離
データ（距離Ｄ）を得てそれを作業メモリ４に保持す
る。

【００３５】ステップＴ２：（連写指示） ユーザは、移動中（又は、移動開始直前）の被写体が画
角内に入るとシャッターキー８を全押しする。制御部２
（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号を調べシャッ
ターキー８の全押しを検出するとＴ３に遷移する。

【００３６】ステップＴ３：（連写解除（連写停止）判
定） ユーザは移動する被写体の撮像動作を停止しようとする
場合には、シャッターキー８から指を離す（つまり、全
押しを解除する）だけでよい。制御部２（ＣＰＵ）は、
キー入力部９からの状態信号を調べ、１サイクル内（Ｔ
４参照）にシャッターキー８の全押し解除を検出すると
連写を停止してステップＴ６に遷移し、そうでない場合
にはステップＴ５に遷移して次のフレームの撮像を行う
（つまり、連写を続行する）。これにより、任意の時点
（例えば、被写体が画角外に移動するか、画角内で移動
中の任意の時点、或いは画角内で停止した時）に次の撮
像動作を停止できるので、フレームレート分の枚数の画
像を撮影しなくてもよい（ステップＴ３を設けずにフレ
ームレート分の枚数の画像を連続撮影するようにしても
よいが、被写体の移動速度が速い場合は無駄な動作が生
じる。ステップＴ３を設けた場合には無駄なく撮像がで
きる）。

【００３７】ステップＴ４：（撮像（画像の一時記
憶）） 制御部２（ＣＰＵ）はシャッターキー８が全押しされて
いる時点にカメラモジュール１に撮り込まれた画像（画
角内の像）を１フレームの画像として作業メモリ４に確
保された連写画像記憶領域に順次記憶してステップＴ３
に戻る（連写画像記憶領域が一杯になった場合には最初
の領域から順次上書きされる）。また、ステップＴ３、
Ｔ４のサイクル（撮像サイクル）は「（１／フレームレ
ート）秒／枚」である。つまり、フレームレートを２０
枚／秒とすると、撮像速度は０．０５秒／枚となるの
で、ステップＴ３、Ｔ４のサイクルは０．０５秒とな
る。なお、上記ステップＴ３を設けなかった場合にはフ
レームレート分の枚数を撮影するまでこのステップ（Ｔ
４）を繰り返し、フレームレート分の撮影が終わるとス
テップＴ５に遷移するように構成する。また、上記説明
では取り込まれた１フレームの画像を作業メモリ４の連
写（速写）画像記憶領域に順次記憶するようにしたが、
同時に、クロック２１及び時刻補正回路２３を介して得
る時刻情報を記憶された画像に対応付けて作業メモリ４
に記憶するようにしてもよい。

【００３８】ステップＴ５：（選択メニューの表示） 制御部２（ＣＰＵ）は、「移動速度表示→Ｓ１」、「サ
ムネイル画像→Ｓ２」、「画像保存」→Ｓ３」、「終了
→Ｓ５」を意味するメニュー又はアイコンを表示部７に
表示してユーザに選択を促す。

【００３９】ステップＴ６０〜Ｔ６３：（選択処理の判
定） 制御部２（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号を調
べ、スイッチＳ１の操作が検出されるとステップＴ７に
遷移し（ステップＴ６０）、スイッチＳ２の操作が検出
されるとステップＴ１３に遷移し（ステップＴ６１）、
スイッチＳ３の操作が検出されるとステップＴ１６に遷
移し（ステップＴ６２）、スイッチＳ５の操作が検出さ
れると「移動速度計測モード」を終了する（ステップＴ
６３）。

【００４０】ステップＴ７：（速度計測対象フレームの
抽出） 制御部２（ＣＰＵ）は画像認識処理部２３を制御し、作
業メモリ４の連続画像記憶領域に記憶されている画像の
うち被写体像が撮像されている最初のフレームと、被写
体像が撮像されている最後のフレームを抽出させ、第１
のフレーム及び第２のフレームとする。また、その際、
第１のフレームの被写体像の中心位置（例えば、図４
（ｅ）の点Ａ”の座標）と第２のフレームの被写体像の
中心位置（図４（ｅ）の点Ｂ’の座標）を作業メモリ４
に保持させる。フレームの抽出は、この場合、各フレー
ムとも画角がθに固定されているので背景が同一である
点を利用して、背景処理により背景とは異なった像を被
写体像として判別し、最初に被写体が撮像された画像と
最後に被写体像が撮像されたフレームを特定して行うこ
とができる。

【００４１】なお、上記の例では作業メモリ４の連続画
像記憶領域に記憶されている画像のうち被写体像が撮像
されている最初のフレームを第１のフレームとし、被写
体像が撮像されている最後のフレームを第２のフレーム
として抽出したがこれに限定されない。つまり、被写体
像が撮像されているｉ番目のフレームを第１のフレーム
とし、被写体像が撮像されているｉ＜ｉ＋ｊ＜ｎ番目の
フレームを第２のフレームとして抽出するように構成し
てもよい（但し、ｉ、ｊは固定値、ｎはフレームレート
である）。又、被写体像が画角に入った瞬間のフレーム
を第１のフレーム、被写体像が画角から出る直前のフレ
ームを第２のフレームとしても良い。又、抽出するフレ
ーム数は２つに限定されない（２以上でもよい）。ま
た、抽出するフレームをユーザが指定する（つまり、
ｉ、ｉ＋ｊを可変値とする）ようにしてもよい。

【００４２】ステップＴ８：（移動時間の算出） 制御部２（ＣＰＵ）は、上記ステップＴ７で抽出したフ
レームのフレーム番号から第１のフレームと第２のフレ
ームのフレーム数の差ΔＦを算出し、式（２）により第
１のフレーム内の被写体像の位置（例えば、図４（ｅ）
の点Ａ”）から第２のフレーム内の被写体像の位置（図
４（ｅ）の点Ｂ’）までの移動時間ｔを算出することが
できる。つまり、フレームレートＦは既知だから、フレ
ーム差ΔＦを算出した後、ｔ＝ΔＦ／Ｆから移動時間ｔ
を得ることができる。

【００４３】なお、上記ステップＴ４の撮像画像の一時
記憶時に撮像画像に対応付けて撮像時刻を記憶するよう
にした場合には、上述のフレーム数の差から移動時間を
算出せず、抽出したフレームの撮像時刻の差から得るよ
うにしてもよい。つまり、ｉ番目のフレームの撮影時刻
をｔ１、ｉ＋ｊ番目のフレームの撮影時刻をｔ２とする
とき、移動時間ｔ＝ｔ２−ｔ１として求めることができ
る。

【００４４】ステップＴ９：（フレーム内移動距離比率
の算出） 次に、制御部２（ＣＰＵ）は上記ステップＴ７で作業メ
モリ４に保持した第１のフレーム内の被写体像の位置
（座標）と第２のフレーム内の被写体像の位置（座標）
からその間の距離ｒを求め、次に、フレーム内移動距離
比率Ｒ（＝表示される画面内移動距離比率）を算出す
る。なお、フレーム内移動距離比率Ｒはフレームサイズ
が既知であるからフレームの横幅をＷとすれば、Ｒ＝ｒ
／Ｗとして算出することができる。

【００４５】ステップＴ１０：（移動速度の算出） 制御部２（ＣＰＵ）はシステムＲＯＭ３に格納されてい
る画角θを読み出すと共に、上記ステップＴ１で得た距
離Ｄ、上記ステップＴ８で得た移動時間ｔ及び上記ステ
ップＴ９で得たフレーム内移動距離比率Ｒを前述した式
（４）に代入して被写体の移動速度Ｖを算出する。

【００４６】ステップＴ１１：（画像及び移動速度の表
示） 制御部２（ＣＰＵ）は上記ステップＴ７（又はＴ１５）
で抽出した第２のフレーム（画像）を表示ドライバ６を
介して表示部７に表示すると共に、上記ステップＴ１０
で得た被写体の移動速度を重畳表示する。なお、第１の
フレームと第２のフレームを重畳させて移動前後の被写
体像を同一画面に表示し、更に移動速度を重畳表示する
ようにしてもよい。

【００４７】ステップＴ１２：（終了確認判定） 制御部２（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号を調
べ、スイッチＳ５の操作が検出された場合にはステップ
Ｔ５に戻って再度メニュー表示を行う。また、所定時間
経過してもスイッチＳ５が押されない場合には処理を終
了する。

【００４８】ステップＴ１３：（サムネイル画像の表
示） ステップＴ６１でスイッチＳ２の操作が検出されると、
制御部２（ＣＰＵ）は作業メモリ４の連写（速写）画像
記憶領域に記憶されている画像を順次取り出して縮小処
理を施してサムネイル画像とし、表示ドライバ６を介し
て表示部７に図５（ａ）に示すように２次元配列して表
示する。

【００４９】ステップＴ１４：（サムネイル画像の選
択） 制御部２（ＣＰＵ）は「移動速度測定のため第１のサム
ネイル画像と第２のサムネイル画像の選択」を促すメッ
セージを表示する。ユーザはスイッチＳ２を操作してカ
ーソルを所望のサムネイル画像上に移動させた後、スイ
ッチＳ３を操作してそれぞれの画像を選択指定する（図
５（ａ）の例では２番目のサムネイル画像と１９番目の
サムネイル画像が選択されている）。

【００５０】ステップＴ１５：（対応フレーム（画像）
の抽出） 制御部２（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号を調
べ、スイッチＳ３の操作を検出すると指定されたサムネ
イル画像に対応するフレームを作業メモリ４の連続画像
記憶領域に記憶されている画像のうちからそれぞれ抽出
（特定）し、抽出した画像を第１のフレーム及び第２の
フレームとする（図５（ｂ）の例では２番目のサムネイ
ル画像に対応する２枚目のフレームを第１のフレームと
し、１９番目のサムネイル画像に対応する１９枚目にフ
レームを第２のフレーム画像とする）。また、その際、
第１のフレーム内の被写体像の中心位置と第２のフレー
ム内の被写体の中心位置（座標）を作業メモリ４に保持
させ、ステップＴ８に遷移する。

【００５１】ステップＴ１６：（画像保存処理） 制御部２（ＣＰＵ）は作業メモリ４の連写（速写）画像
記憶領域に記憶されている画像に圧縮処理を施して圧縮
画像（圧縮データ）を保存メモリ５に保存記憶する。ま
た、同時に、連写（速写）画像記憶領域に記憶されてい
る画像に縮小処理を施してサムネイル画像とし、保存記
憶する画像に対応付けて保存記憶メモリ５に保存記憶す
る。更に、距離Ｄを保存記憶される一連の連続画像グル
ープに対応させて保存メモリ５に保存記憶し、処理を終
了する。なお、上記ステップで画像の一時記憶時に撮像
時刻を対応付けて記憶するように構成した場合には、記
憶されている時刻情報を保存記憶する画像に対応付けて
保存メモリ５に保存記憶する。 （速写による速度測定例）上記図６（ａ）ではステップ
Ｔ１で得た距離Ｄと連写画像から画角内を移動する被写
体の速度を測定するように構成した例を示したが、図６
（ｂ）に示すように取得した距離Ｄと速写画像から画角
内を移動する被写体の速度を測定することもできる。な
お、図６（ｂ）で、ステップＴ１の動作とステップＴ５
以降の動作は図６（ａ）と同様である。

【００５２】ステップＴ２’：（撮像指示） ユーザは、移動中（又は、移動開始直前）の被写体が画
角内に入るとシャッターキー８を全押しする。制御部２
（ＣＰＵ）はキー入力部９からの状態信号を調べシャッ
ターキー８の全押しを検出するとＴ３’に遷移する。ス
テップＴ３’：（撮像（画像の一時記憶））制御部２
（ＣＰＵ）はシャッターキー８が全押しされている時点
にカメラモジュール１に撮り込まれた画像（画角内の
像）を１フレームの画像として作業メモリ４に確保され
た速写画像記憶領域に順次記憶してステップＴ４’に遷
移する（測写画像記憶領域が一杯になった場合には最初
の領域から順次上書きされる）。また、同時に、クロッ
ク２１及び時刻補正回路を介して得る時刻情報を記憶さ
れた画像に対応付けて作業メモリ４に記憶する。

【００５３】ステップＴ４’：（速写終了判定） ユーザが撮像を終了、速度測定の結果を見ようとする場
合にはユーザは特定のスイッチ（終了スイッチ（例え
ば、Ｓ５））を押す。制御部２（ＣＰＵ）はキー入力部
９からの状態信号を調べ終了スイッチの操作を検出する
とステップＴ５に遷移する。

【００５４】これにより、画角内の任意の２点（３点以
上でもよい）で被写体を撮像し、ステップＴ５〜Ｔ１１
（又は、ステップＴ５，Ｔ６０〜Ｔ６３、ステップＴ１
３〜１５及びステップＴ８〜Ｔ１１）の動作により被写
体の移動速度を測定し画像と共に表示することができ
る。また、本実施例は図６（ａ）の場合と比べ、被写体
の速度が遅い場合にもその速度を測定することができ
る。

【００５５】なお、上記図６の例ではステップＴ５、Ｔ
６０〜Ｔ６３を設けて各種処理を選択可能に構成した
が、ステップＴ５、Ｔ６０〜Ｔ６３を省略し、ステップ
Ｔ３でシャッターキー８を解除したとき（図６（ｂ）の
例ではステップＴ４’で速写終了スイッチが押されたと
き）、ステップＴ７〜Ｔ１２（「速度表示」動作）のみ
を行うように構成してもよく、ステップＴ１３〜Ｔ１５
及びＴ８〜Ｔ１２（「サムネイル画像選択」動作及び
「速度表示」動作）のみを行うように構成してもよい。

【００５６】また、上記図６のステップＴ１６で保存記
憶した連写（速写）画像を再生して速度表示を行うこと
もできる。この場合には、再生画像グループを作業メモ
リ４の連写（速写）画像記憶領域に記憶し、次に、距離
Ｄを保存メモリ５から取り出して作業メモリに記憶し
（サムネイル画像や時刻情報が対応付けられている場合
にはそれらも保存メモリ５から取り出し、再生画像に対
応付けて作業メモリ４に記憶し）、以下、上記ステップ
Ｔ５以降と同様の動作を行うように構成することによ
り、被写体の移動速度を表示することができる。

【００５７】また、上記図６のステップＴ１３で３つ以
上のサムネイル画像を選択したとき、各画像間の移動速
度及びそれらの間での平均移動速度を算出して、それぞ
れ表示するようにしてもよい。以上、本発明の一実施例
について説明したが本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、種々の変形実施が可能であることはいうま
でもない。

【００５８】

【発明の効果】上記説明したように、第１乃至第６の発
明の撮像装置及び第７の発明の撮像対象の速度算出方法
によれば、画角内の撮像対象移動経路までの距離がわか
れば、装置を動かさない状態で撮像指示を出すだけで撮
影対象（移動する被写体）の移動速度を知ることができ
る。従って、一定の移動経路から所定距離離れた場所に
装置を固定し、画角内を移動する被写体の速度を知るこ
とができる（例：投球速度の計測等）。また、装置を固
定しなくても測距等により撮影対象までの距離がわかれ
ば速度を知ることができる。

【００５９】また、第２の発明の撮像装置によれば、撮
影対象の複数の画像間での位置の変化及び移動時間を得
て複数の位置における撮影対象の移動速度を算出できる
ので、１０メートルおきの速度の変化等、撮影対象の加
速状態や減速状態を算出することもできる。

【００６０】また、第３の発明の撮像装置によれば、撮
像された画像中で撮影対象の写っている画像のうち、特
定の画像（例えば、画角中央と最後の画像）を自動的に
抽出して撮像画像の枚数から撮像時間を得て、速度を計
測するので、画像の選択を行う必要がなく操作が簡単と
なる。また、予め指定した位置の画像から移動速度を得
ることもできる。

【００６１】また、第４の発明の撮像装置によれば、撮
像画像に撮像時刻を対応付けて記憶し、抽出された画像
の撮像時刻から移動時間を得ることができるので、被写
体の速度が遅い場合にもその速度を算出することができ
る。

【００６２】また、第５の発明の撮像装置によれば、撮
像後、所望の画像を選択指定できるので、加速状態での
速度、加速終了時の速度、減速時の速度及び全体の平均
速度といったように任意の状態での移動速度を得ること
ができる。

【００６３】また、第６の発明の撮像装置によれば、当
該撮像装置は腕に装着して好適な形状を模すので、携帯
性に優れており、ユーザにとってより手軽に撮像対象物
の移動速度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像装置の一実施例としての腕時計型
デジタルカメラの外観図である。

【図２】本発明の携帯型表示装置の一実施例の回路構成
例を示すブロック図である。

【図３】被写体の移動速度測定原理の説明図である。

【図４】被写体の移動時間算出方法の説明図である。

【図５】サムネイル画像指定による被写体の移動速度算
出の説明図である。

【図６】速度測定モード時のデジタルカメラの動作の一
実施例を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ カメラモジュール（撮像手段） １ａ 撮像レンズ（撮像手段） ２ 制御部（ＣＰＵ）（画像抽出手段、計測手段、時間
算出手段、速度算出手段、撮像時刻計測手段） ３ システムＲＯＭ（第１の記憶手段） ４ 作業メモリ（第２の記憶手段、第３の記憶手段） ６ 表示ドライバ（表示手段） ７ 表示部（表示手段） ９ キー入力部（距離取得手段、選択指示手段） １０ 測距部（距離取得手段） ２１ クロック（撮像時刻計測手段） ２２ 時間補正回路（撮像時刻計測手段） ２３ 画像認識処理部（画像抽出手段） １００ 腕時計型デジタルカメラ（撮像装置）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段と、 この撮像手段が撮像可能な画角を記憶した第１の記憶手
   段と、 前記撮像手段と撮像対象との距離を取得する距離取得手
   段と、 前記撮像手段によって撮像された画像のうち、前記画角
   に対応する角度上に前記撮像対象が存在する、少なくと
   も２つの画像の撮像タイミングを記憶する第２の記憶手
   段と、 この第２の記憶手段に記憶されている撮像タイミングか
   ら、これらの画像の撮像時間間隔を算出する時間算出手
   段と、 前記第１の記憶手段に記憶された画角、前記距離取得手
   段によって取得された距離、及び、前記時間算出手段に
   よって算出された撮像時間間隔から、前記撮像対象の移
   動速度を算出する速度算出手段と、 この速度算出手段によって算出された移動速度を表示す
   る表示手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記撮像手段によって撮像された画像
   を、撮像タイミングと対応付けて複数記憶する第３の記
   憶手段と、 前記第３の記憶手段に記憶された複数の画像のうち、前
   記撮像対象が含まれている画像を少なくとも２つ抽出す
   る画像抽出手段と、 この画像抽出手段によって抽出された少なくとも２つの
   画像における、前記撮像対象の位置の変化を計測する計
   測手段と、 を更に備え、 前記時間算出手段は、前記第３の記憶手段に記憶された
   撮像タイミングのうち、前記画像抽出手段によって抽出
   された少なくとも２つの画像の撮像タイミングから、撮
   像時間間隔を算出し、 前記速度算出手段は、前記第１の記憶手段に記憶された
   画角、前記距離取得手段によって取得された距離、及
   び、前記時間算出手段によって算出された撮像時間間隔
   に、前記計測手段によって計測された前記撮像対象の位
   置の変化を加味して、前記撮像速度を算出することを特
   徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記時間間隔算出手段は、前記画像抽出
   手段によって抽出された少なくとも２つの画像の画像数
   又は装置固有の連続撮影周期から前記撮像タイミングを
   取得し、前記撮像対象の移動速度を算出することを特徴
   とする請求項２記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記撮像手段によって撮像される画像の
   撮像時刻を計測する撮像時刻計測手段を備え、 前記第３の記憶手段は、前記撮像手段によって撮像され
   た画像と対応付けて上記撮像時刻計測手段によって計測
   された撮像時刻を更に記憶し、 前記時間算出手段は、前記画像抽出手段によって抽出さ
   れた各画像に対応する撮像時刻を基に抽出された各画像
   間の移動速度を算出する、ことを特徴とする請求項２記
   載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記第３の記憶手段に記憶されている画
   像のうち前記撮像対象が含まれている複数の画像をそれ
   ぞれ縮小して配列表示する表示制御手段と、この表示制
   御手段によって配列表示された複数の縮小画像中から所
   望の画像を選択指示する選択指示手段と、を備え、 前記抽出手段はこの選択指示手段によって選択された少
   なくとも２つの縮小画像に対応する各画像を前記第３の
   記憶手段から抽出することを特徴とする請求項２乃至４
   のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 【請求項６】 腕に装着して好適な形状を模したことを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像
   装置。
7. 【請求項７】 撮像対象と撮像部との距離を取得し、 所定の画角に対応する角度上に前記撮像対象が存在する
   少なくとも２つの画像から、これらの画像の撮像時間間
   隔を算出し、 前記所定の画角、取得した距離、算出された撮像時間間
   隔から前記撮像対象の移動速度を算出する、ことを特徴
   とする速度算出方法。