JP2010034888A - 撮像装置、フリッカー抑制方法、及びフリッカー抑制プログラム - Google Patents
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Abstract
電子式手振れ補正を行って撮影した撮影画像に現れる周期的なノイズを抑制する。
【解決手段】
シャッター速度を算出する自動露出部と、商用電源周波数fを検出する検出部と、ユーザによる所定操作を受け付けたときに、前記自動露出部により算出されたシャッター速度が所定値以上であれば、シャッター速度を、前記自動露出部により算出されたシャッター速度より短く、かつ、1/(2f)の整数倍に設定する設定部と、前記設定部により設定されたシャッター速度で複数枚の静止画像を撮影する撮像部と、前記撮像部により撮影された複数枚の静止画像に基づいて電子式手振れ補正を行う補正部とを備える撮像装置。
【選択図】図2
Description
その一方で、プレビュー時の画像と手振れ補正した場合の静止画像とで明るさに差が生じないよう、手振れ補正する場合の静止画像撮影時において、プレビュー時よりアナログゲインを増幅させることにより、アナログ画像信号を電気的に増幅し、画像の明るさを一定に保っている。ただし、アナログゲインを増幅させると、ランダムノイズが発生し、画質が劣化する。そのため、複数枚の静止画像を撮影し、撮影した複数枚の静止画像を合成することにより、ランダムノイズを除去している。
<実施の形態1>
1.携帯電話機の構成
携帯電話機1の構成について説明する。図1は、携帯電話機1の構成を示すブロック図である。同図に示すように、携帯電話機1は、撮像部100、バッファ部200、記憶部300、操作部400、表示部500、通信部600、及び制御部700を含んで構成される。
撮像素子102は、レンズ部101により結像された被写体光を光電変換し、画像信号として、算出回路103及び増幅回路104に出力する。
AD変換回路105は、増幅回路104から入力される画像信号をAD変換し、画像処理部106に送信する。
記憶部300は、具体的には、SD(Secure Digital)メモリカード等の記憶媒体であり、記憶媒体には、後述する書き込み部708から入力される、撮像素子102により撮影された静止画像データ及び電子式手振れ補正処理が施された静止画像データが記憶される。
表示部500は、具体的には、液晶ディスプレイ等を含んで構成され、表示制御部709から入力される、撮像部100により逐次撮像された画像等を表示する。
制御部700は、具体的には、CPU、ROM、及びRAMを含んで構成され、ROMには、制御用の各種プログラムの他、携帯電話機1が行う各種処理に必要なデータ、例えば、電子式手振れ補正の要否の判断に用いられる閾値や、シャッター速度及びアナログゲインの上限値などが格納されており、ROMに記憶されている制御用の各種プログラムをCPUが実行することにより各機能部の制御を実現するものである。
取得部701は、操作部400から、ユーザによるシャッターボタンの押下を示す検出信号を受け付けると、撮像素子102からシャッター速度を、増幅回路104からアナログゲインを取得する。取得したシャッター速度とアナログゲインとを設定部706に送信し、取得したシャッター速度を判定部703に送信する。
判定部703は、閾値保持部702から閾値を読み出し、読み出した閾値と取得部701から入力されるシャッター速度とに基づいて、電子式手振れ補正の要否を判定する。そして、判定結果を画像処理部106に送信する。また、電子式手振れ補正を行うと判定した場合には、その旨を算出回路103及び商用電源周波数判別部704に通知する。
上限値保持部705は、シャッター速度及びアナログゲインの上限値を保持している。
設定部706は、上限値保持部705からシャッター速度及びアナログゲインの上限値を読み出し、読み出したシャッター速度及びアナログゲインの上限値と、取得部701から入力されるシャッター速度及びアナログゲインと、商用電源周波数判別部704から入力される判別結果とに基づいて、静止画像撮影時におけるシャッター速度及びアナログゲインの設定値を算出し、算出したシャッター速度を撮像素子102に、算出したアナログゲインを増幅回路104に送信する。
書き込み部708は、画像処理部106及び電子式手振れ補正部707から入力される静止画像データを記憶部300に書き込む。
2.携帯電話機の動作
続いて、静止画像撮影時の携帯電話機1の動作について説明する。携帯電話機1は、プレビュー時においてユーザによるシャッターボタンの検出を受け付けると、撮像素子102に設定されているシャッター速度が十分に短い場合には、当該シャッター速度で静止画像を撮影し、電子式手振れ補正を行わずに、撮影画像を記憶する。電子式手振れ補正による画像のなまりが発生しないため、鮮明な静止画像を得ることができる。
2.1.メインルーチン
図3は、静止画像撮影時の携帯電話機1の動作を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、Tcurrentは、シャッターボタン押下時に撮像素子102に設定されているシャッター速度を示す変数であり、AGcurrentは、シャッターボタン押下時に増幅回路105に設定されているアナログゲインを示す変数である。Tminは、電子式手振れ補正の要否判断に用いられ、1/fより小さい閾値であり、ここでは例えば、1/2222とする。
判定部703は、TcurrentがTmin以下である否かを判定する(ステップS104)。
TcurrentがTmin以下であると判定すれば(ステップS104でYes)、撮像部100は、算出回路103により算出されるシャッター速度で静止画像を一枚撮影する(ステップS105)。Tcurrentが十分に短くなれば、手振れによる画質劣化は少なく、アナログゲインも小さくなり、その結果ランダムノイズの影響も小さくなるため、わざわざ4枚の静止画像を撮影し、それらに基づいて電子式手振れ補正を行うことにより、ランダムノイズを除去しなくても、十分に高品質な静止画像を撮影することができるからである。
TcurrentがTminより長いと判断すれば(ステップS104でNo)、後述するシャッター速度設定処理を行う(ステップS107)。
撮像部100は、シャッター速度設定処理により設定されたシャッター速度で静止画像を4枚撮影する(ステップS108)。
その後、ハイパスフィルタ処理を行い(ステップS110)、エッジ強調し、書き込み部708は、ハイパスフィルタ処理後の静止画像を記憶部300に記憶する(ステップS106)。
続いて、シャッター速度設定処理について説明する。図4、5は、シャッター速度設定処理を示すフローチャートである。本フローチャートにおいて、Tcurrent及びAGcurrentはそれぞれ、シャッターボタン押下時に撮像素子102に設定されているシャッター速度及び増幅回路104に設定されているアナログゲインを示す変数である。Tmaxは、シャッター速度の上限を示す値(ここでは、例えば1/10とする)であり、AGmaxは、アナログゲインの上限を示す値(ここでは、例えば80とする)である。Tは、商用電源周波数fの判別後に1/fを代入するための変数であり、Numは、T/2の整数倍となる、複数のシャッター速度の候補のうちTcurrentの1/2となるものの総数を示し、nは、複数のシャッター速度の候補のうち一のシャッター速度を特定する変数である。αは、例外的にアナログゲインの上限値を超えるよう、AGcurrentに加算されるべき整数値(ここでは、例えば90とする)であり、予め設計段階においてランダムノイズの許容範囲に応じて算出されるものである。Tsetは、AGcurrentにαが加算された後のアナログゲインに対応するシャッター速度を示す。
フリッカーが検出されない場合には、自装置の所在地における商用電源周波数は60Hzと判断する。商用電源周波数が60Hzであると判断すると(ステップS201でYes)、変数Tに2/120を代入する(ステップS202)。
変数Tに値が代入された後、設定部706は、TcurrentがT以上であるか否かを判断する(ステップS204)。
そして、シャッター速度及びアナログゲインの設定値として、Tcurrent及びAGcurrentを撮像部100に送信する(ステップS207)。
TcurrentがTmax以上の長さであり、かつ、AGcurrentがAGmax以上の大きさであると判断すれば、AGcurrentにαを加算した値をAGcurrentに代入する(ステップS209)。
シャッターボタン押下時に撮像された撮像画像と静止画像との明るさが同様になるように、AGcurrentに対応するTsetを算出する(ステップS210)。
TcurrentがTmax以上の長さであり、かつ、AGcurrentがAGmax以上の大きさでなければ(ステップS208でNo)、T/2の整数倍となる、複数のシャッター速度の候補から、Tcurrentの1/2以下となるものを検出する(ステップS212)。
AGcanがAGmaxを上回っていると判断すれば、nがN以上であるか否か、すなわち、他のシャッター速度の候補が存在するか否かを判断する(ステップS219)。
nがN以上である、すなわち、他の候補が存在しないと判断すれば(ステップS219でYes)、ステップS218に移行する。
なお、静止画像にかけるべきアナログゲインとは、静止画像を構成する画像信号をどれだけ増幅させるのかを示す増幅率のことである。
<変形例>
以上、本発明に係る撮像装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限られないことは勿論である。
(1)上記実施の形態では、自装置の所在地における商用電源周波数は、撮像画像に基づき判別されたが、ユーザ入力により商用電源周波数を設定するとしてもよいし、撮像装置にGPS機能が搭載されている場合には、GPS機能により自装置の現在位置を判断し、現在位置に基づいて、自装置の所在地における商用電源周波数を判別するとしてもよい。
(2)上記実施の形態では、アナログゲインの上限値は一つであったが、アナログゲインの上限値を複数記憶しておき、ユーザ操作に基づいて、一の上限値を設定する構成としてもよい。これにより、ユーザは、手振れの少ない画像及びノイズの少ない品質の良い画像の何れを優先するかを選択することができる。
(3)上記実施の形態では、撮像装置を携帯電話機として説明したが、デジタルカメラとしてもよい。
(4)上記実施の形態では、図5のステップS212に示すように、T/2の整数倍となる、複数のシャッター速度の候補から、Tcurrentの1/2以下となるものを検出するとしたが、検出すべきシャッター速度はTcurrentの1/2以下のものに限らず、Tcurrentより小さい値であればよい。
(5)上記実施の形態では、携帯電話機1が日本国内において使用されることを想定し、商用電源周波数fがとり得る値は、50Hzか60Hzの何れかであるとしたが、国外において使用される場合には、商用電源周波数fは固定値(50Hzあるいは60Hz)としてもよい。
(6)上記実施の形態では、図4のステップS204においてTcurrentがT(言い換えると1/f)以上であるか否かを判断したが、Tに代入する値は1/fに限らない。例えば、手振れ補正時のシャッター速度を、撮像素子102に設定されているシャッター速度の1/3より短くするような制御であれば、3/(2f)をTに代入してもよく、手振れ補正時のシャッター速度を、設定されているシャッター速度と比較し、どのくらい短くするのかにより、様々な値に設定可能である。
また、本発明に係る撮像装置は、その範囲を逸脱することなく本発明の趣旨に沿って様々な変形または修正が可能であることは言うまでもない。
100 撮像部
101 レンズ部
102 撮像素子
103 算出回路
104 増幅回路
105 AD変換回路
106 画像処理部
200 バッファ部
300 記憶部
400 操作部
500 表示部
600 通信部
700 制御部
701 取得部
702 閾値保持部
703 判定部
704 商用電源周波数判別部
705 上限値保持部
706 設定部
707 電子式手振れ補正部
708 書き込み部
709 表示制御部
Claims (6)
- シャッター速度を算出する自動露出部と、
商用電源周波数fを検出する検出手段と、
ユーザによる所定操作を受け付けたときに、前記自動露出部により算出されたシャッター速度が所定値以上であれば、シャッター速度を、前記自動露出部により算出されたシャッター速度より短く、かつ、1/(2f)の整数倍に設定する設定手段と、
前記設定手段により設定されたシャッター速度で複数枚の静止画像を撮影する撮像部と、
前記撮像部により撮影された複数枚の静止画像に基づいて電子式手振れ補正を行う補正手段と
を備える撮像装置。 - ユーザによる所定操作を受け付けていない間、前記自動露出部により算出されたシャッター速度で撮像された画像を表示する表示手段と、
シャッター速度及びアナログゲインの上限値を記憶している記憶手段と、をさらに備え、
前記設定手段は、前記記憶手段に記憶されているシャッター速度の上限値内において、1/(2f)の整数倍となるシャッター速度毎に、前記表示手段によりユーザによる所定操作を受け付けていない間表示された画像の明るさと、静止画像の明るさが同等になるように、静止画像にかけるべきアナログゲインを算出し、算出したアナログゲインが、前記記憶手段に記憶されているアナログゲインの上限値を超えないシャッター速度を選択し、電子式手振れ補正を行う際のシャッター速度として、設定する
請求項1記載の撮像装置。 - 前記所定値は、1/fである
請求項1記載の撮像装置。 - 電子式手振れ補正の要否の判断に用いられ、1/fより小さい閾値を記憶している記憶手段と、
前記シャッター速度が、前記閾値よりも小さい場合に、前記シャッター速度で静止画像を撮影するよう前記撮像部を制御するとともに、前記補正手段による電子式手振れ補正を抑止する抑止手段と
をさらに備える請求項3記載の撮像装置。 - シャッター速度を算出する自動露出ステップと、
商用電源周波数fを検出する検出ステップと、
ユーザによる所定操作を受け付けたときに、前記自動露出ステップにより算出されたシャッター速度が所定値以上であれば、シャッター速度を、前記自動露出ステップにより算出されたシャッター速度より短く、かつ、1/(2f)の整数倍に設定する設定ステップと、
前記設定ステップにより設定されたシャッター速度で複数枚の静止画像を撮影する撮像ステップと、
前記撮像ステップにより撮影された複数枚の静止画像に基づいて電子式手振れ補正を行う補正ステップと
を含むフリッカー抑制方法。 - シャッター速度を算出する自動露出手順と、
商用電源周波数fを検出する検出手順と、
ユーザによる所定操作を受け付けたときに、前記自動露出手順により算出されたシャッター速度が所定値以上であれば、シャッター速度を、前記自動露出手順により算出されたシャッター速度より短く、かつ、1/(2f)の整数倍に設定する設定手順と、
前記設定手順により設定されたシャッター速度で複数枚の静止画像を撮影する撮像部により撮影された複数枚の静止画像に基づいて電子式手振れ補正を行う補正手順と
をコンピュータに行わせるフリッカー抑制プログラム。
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