JP3620715B2 - ディジタルカメラ及び画像ファイル方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はディジタルカメラ及び画像ファイル方法に関し、特に、互いに関連のある複数の画像ファイルを記録する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、種々の情報をディジタルデータとして記録する様々な装置が普及している。情報をディジタルデータとして記録することにより情報の加工、検索等が容易になる。例えば、画像情報をディジタルカメラに入力して不揮発性記録媒体に記録しておくと、入力した複数の画像情報からパノラマ写真を作成するように画像情報を合成したり、膨大な数の画像情報から特定の画像情報を検索したりすることが容易になる。
【0003】
複数の画像データを張り合わせて大きな被写体の画像を表す1つの画像データに合成するステッチングでは、予め被写体の一部を重複させて記録した複数の画像データ同士を比較し、画素情報が一致する部分を重ね合わせて1つの画像データを生成する。従来、このようなステッチングをコンピュータで自動処理する種々のアプリケーションが開発されているため、ディジタルカメラで記録した画像データに基づいていわゆるパノラマ写真のような画像を生成することは比較的容易である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステッチングをコンピュータで自動処理する種々のアプリケーションを使用したとしても、画素情報が一致する部分を特定して張り合わせ方を特定するためには膨大な演算が必要となるため、もとの画像ファイル間の相関位置関係はユーザに入力させることが望ましい。例えば、演算の前段階として、張り合わせる順序に応じてユーザに複数の画像ファイルを並べ変えさせておくことが望ましい。仮に、もとの画像ファイル間の相関位置関係をも演算により自動的に特定するとなると、演算時間が長くなり、また、張り合わせの順序が誤ったものになるなどの不都合が生じやすい。
【0005】
しかし、ステッチング用アプリケーションのGUIにより画像を確認しながら作業をしたとしても、画像によってはその画像が被写体全体のどの領域を表すのかが一見して判別できないものがあるため、ステッチングの前段階の作業に手間がかかる場合がある。
【0006】
一方、1つの被写体について露出を変えて複数の画像を記録した場合、動く被写体について連続撮影して画像を記録した場合等に、これらの相互に関連する画像情報を膨大な数の画像情報の中から抽出しようとするときには、ファイル名でファイル間の関連性又は画像の内容を判別できなければ、逐一画像を確認しながら抽出しなければならず大変な手間がかかる。
【0007】
本発明は、このような点に着目して創作されたものであって、相互に関連のある複数の画像ファイルの利用を容易にするディジタルカメラ及び画像ファイル方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は複数の画像データを互いに関連づける相関データを当該画像データとともに記録することにより、相互に関連のある複数の画像ファイルの利用を容易にしようとするものである。
【0009】
請求項1に係るディジタルカメラは、シャッターボタンと、光センサを有し、前記シャッターボタンが押されると前記光センサの出力に基づいて画像データを生成する手段と、合成画像を生成するために生成する複数の前記画像データの数の設定指示は受け付けずに前記複数の画像データの配列方向の設定指示を受け付け、前記複数の画像データの合成のための配列を示し前記配列方向の設定指示に対応する相関データを前記シャッターボタンが押されるたびに設定する手段と、前記複数の画像データ及び前記相関データを不揮発性記録媒体に記録する記録手段と、を備える。
【0010】
相関データは画像データのファイルと別のファイルに記録しても良いし、請求項2に係る発明のように、画像データを、当該画像データと他の画像データとを関連づける相関データとともに所定のファイル形式で不揮発性記録媒体に記録しても良い。請求項2に係る発明のように画像データと相関データとを1つのファイルに記録すると、画像データが記録されているファイルの移動に伴って相関データが移動するため、ファイルの取り扱いが容易になる。
【0012】
請求項3に係る発明によると、相関データは、前記配列を示す行番号及び列番号を前記画像データ毎に規定するデータである。このため、一次元の配列情報のみならず、二次元の配列情報をも相関データから抽出することができる。したがって、縦横両方向に画像を張り合わせるステッチング処理が容易になる。
【0014】
請求項6に係る発明によると、相関データは、動く被写体を連続撮影することにより入力される複数の画像データを互いに関連づけるデータであるため、かかる画像データを多数の画像データの中から抽出して利用することが容易になる。尚、請求項7〜16に係る発明では、請求項1〜6のいずれかに係るディジタルカメラに具現された技術的思想を画像ファイル方法又は画像ファイルプログラムとして具現している。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図2、図3、図4、図5はそれぞれ本発明の一実施例によるディジタルカメラの正面図、背面図、平面図、機能ブロック図である。特許請求の範囲に記載された入力手段は、光学系11、エリアセンサ12、アナログフロントエンド13(AFE)等から構成される。特許請求の範囲に記載された関連づけ手段は、CPU20、記憶装置19(MS)、操作部21等から構成される。特許請求の範囲に記載された不揮発性記録媒体はリムーバブルメモリ18から構成される。特許請求の範囲に記載された記録手段は、画像生成部14、色空間変換部15、圧縮処理部16、ファイル部17、CPU20、MS19等から構成される。
【0015】
光学系11は光学レンズ、赤外線カットフィルタ、光学的ローパスフィルタ等から構成され、被写体をエリアセンサ12に結像させる。
【0016】
エリアセンサ12は、光電変換素子群を備えるCCDセンサ、CMOSセンサ等の光センサであり、各光電変換素子にはC(Cyan)、M(Magenta)、Y(Yellow)、G(Green)のいずれかの補色フィルタが設けられている。尚、フィルタはR(Red)、G(Green)、B(Blue)の原色フィルタであってもよい。各光電変換素子はマトリックス状に配置されている。エリアセンサ12から出力される各色のアナログ信号はAFE13に入力される。
【0017】
AFE13は、プログラムゲインアンプ、CDS回路、A/D変換器等から構成され、各光電変換素子から出力されるアナログ信号をサンプリングしてCMYG各色10〜12bitのディジタルデータを生成する。CMYGの各ディジタルデータは画像生成部14に直接又はバッファメモリに格納された後に入力される。
【0018】
画像生成部14は、所定のアルゴリズムを論理回路で実現したASICをCPU20で制御することによりハードウェア的手法により構成され、又はDSP(Digital Signal Processor)エンジンを利用したソフトウェア的手法により構成される。画像生成部14は、自動露出処理(AE:Auto Exposure)、自動ホワイトバランス処理(AWB:Auto White Balance)、画像生成処理及びCMYGの色空間からRGBの色空間への変換処理、γ補正処理等を行う。ここでいう画像生成処理とは、主に、各光電変換素子の出力に対応するCMYGいずれかの強度を表すディジタルデータを用いて各画素ごとにCMYG各色の4つの値を持つ画像データを生成する処理である。CMYGの色空間からRGBの色空間への変換処理は、4×3の行列演算処理回路によるハードウェア的手法又は乗算回路及び加減算回路を利用したCPU20等によるソフトウェア的手法により行われる。
【0019】
色空間変換部15は、3×3の行列演算処理回路で構成され、又は乗算回路及び加減算回路を利用したCPU20等でのソフトウェア的手法により構成され、3×3行列による線形変換によりRGBのディジタル画素データからYCbCrのディジタル画素データを生成する。
【0020】
圧縮処理部16は、一般にJPEG圧縮処理用の専用チップでハードウェア的手法により構成するが、DSPを用いたソフトウェア的手法により構成することも可能である。圧縮処理部16では、離散コサイン変換(DCT:Discrete Cosine Transform)及びハフマン符号化によるJPEG圧縮処理を行う。
【0021】
ファイル部17はJPEG圧縮処理された画像データをExifファイルフォーマットでコンパクトフラッシュメモリ等のリムーバブルメモリ18に記録する。尚、ファイルフォーマットはExifに限らず、Jpegファイルフォーマット等の他の画像ファイルフォーマットで記録しても良い。
【0022】
CPU20は、光学系11、エリアセンサ12、AFE13、画像生成部14、色空間変換部15、圧縮処理部16、ファイル部17、表示部22等を図示しないフラッシュメモリに記録された制御プログラムを実行することによって制御するほか、色空間変換部15で生成されたYCbCrの画素データから構成される主画像データの縮小処理を実行し、MS19に160×120画素のサムネイル画像データを生成する。尚、画像生成部14、色空間変換部15及び圧縮処理部16が行う各種の処理は、CPU20に所定のプログラムを実行させることによりソフトウェア的手法により実行してもよい。
【0023】
MS19は画像生成部14で生成されたYCbCrの画素データから構成される主画像データ及びその縮小画像データを一時的に記憶する他、後述する相関データを生成するためのワーク領域として機能する。表示部22は、ビデオメモリ、LCD(Liquid Crystal Display)38、駆動回路等から構成され、CPU20により生成されたサムネイル画像データをLCD38に表示する。
【0024】
操作部21は、ケース上面に設けられたシャッターボタン30、電源スイッチ31、ダイヤルスイッチ32、LCD38の周囲に設けられた各種のスイッチ35、36、37、39、40、入力制御回路等から構成される。
【0025】
以上、ディジタルカメラ1のハードウェア構成について説明した。次にディジタルカメラ1で記録する相関データについて説明する。
相関データはパノラマ撮影モード又は連写モードで撮影したときに生成されExifファイルのmaker noteセグメントに記録される。これらのモードは、ユーザにダイヤルスイッチ32を回転させることによって選択させ、ダイヤルスイッチ32の回転角度によって撮影時に実行されるモジュールを変更するように制御プログラムを構成する。尚、撮影時に実行されるこれらのモジュールは特許請求の範囲に記載された画像ファイルプログラムを構成する。このような画像ファイルプログラムはシステム間で交換可能な記録媒体に記録したものを読み込んでデジタルカメラ1のフラッシュメモリに書き込むことができる。また、このような画像ファイルプログラムは電気通信回線を通じて遠隔地に送信することもできる。
【0026】
パノラマ撮影モードは、たとえば視野角360度のパノラマ画像を生成するために、複数回、毎回画角をずらして撮影するためのモードである。パノラマ撮影モードでは、ユーザが少しずつ被写体を重複させて撮影できるように、前回入力された画像データの一部をLCDの端部に表示することにより今回撮影すべき画角を案内する。パノラマ撮影モードにおいて実行されるモジュールが提供するGUIの一例を図6に示す。
【0027】
図6(A)は撮影しようとする風景全体を示す模式図であり、罫線は1回の撮影ごとに被写体としてとらえられる部分領域を示し、斜線を付した領域は重複して撮影される領域を示している。この図では6回の撮影で被写体の全体領域を記録している。撮影の順序はGUIをどのように構成するかによって予め決めておくことができる。例えば、被写体の左から右に向かって画角をずらして撮影するように案内するのであれば、図6(B)に示す画角で1回目の撮影がされると、図6(C)の斜線領域51で示すように1回目に撮影された画像の右端領域をLCD38の左端領域に静止画表示し、2回目に撮影される被写体をLCD38の全体領域に動画表示する。静止画と動画が重なる領域は、その領域の半分の画素で静止画表示し、残りの半分の画素で動画表示しても良いし、或いは静止画と動画が重ならないようにLCD38の左端を除く部分領域に動画を表示しても良い。このように前回に撮影された被写体の一部をLCD38の一部に表示することで、今回撮影しようとする被写体の端部と前回撮影された被写体の端部とが重複しステッチングで張り合わせると画像が連続するようにユーザは画角を適切に決めることができる。
【0028】
尚、被写体の右から左に向かって画角をずらして撮影するように案内するのであれば、前回撮影した被写体の左端領域をLCD38の右端領域に静止画表示すれば良い。また、被写体の上から下に向かって画角をずらして撮影するように案内するのであれば、図6(D)に示すように前回撮影した被写体の下端領域53をLCD38の上端領域に静止画表示すれば良い。また、被写体の下から上に向かって画角をずらして撮影するように案内するのであれば、前回撮影した被写体の上端領域をLCD38の下端領域に静止画表示すれば良い。
【0029】
そして、左右方向へのGUIと上下方向へのGUIとを組み合わせることにより、横方向に長い被写体のみならず、横方向にも縦方向にも長い被写体をも複数回に分割して撮影することができ、広角レンズを用いなければとらえきれないような広範囲の被写体についても通常のレンズを用いてとらえることができる。尚、左右上下のいずれの方向へ案内するGUIを提供するかは、ユーザの入力によって切り換える構成とすればよい。例えば、パノラマ撮影モードが開始されると、はじめに右方向へ画角をずらすように案内し、キー35、36、37、39、40のいずれかが押されると下方向へ画角をずらすように案内し、その後1回撮影されるとキーが押される前の案内方向と逆に画角をずらすように案内するようにパノラマ撮影モードのGUIを提供するモジュールを構成すればよい。
【0030】
パノラマ撮影モードにおける相関データはグループID、行番号、列番号から構成される。グループIDは、パノラマ撮影モードの開始から終了までに記録される画像ファイルの全てに付与する識別子であって、これらの画像ファイルの全てがステッチングにより合成され、これらの画像ファイルの全てを用いて1つの画像が生成されることを示す識別子である。1つの被写体について記録される一連の画像ファイル群と他の被写体について記録される他の一連の画像ファイル群とを識別可能にするため、後述するように、これらの画像ファイル群ごとにユニークなグループIDを付すことが望ましい。行番号とは、ステッチング処理で左右方向に張り合わせるべき画像ファイル群ごとにユニークな識別子であって、ステッチング処理で上下方向に張り合わせる順序を規定する識別子である。列番号とは、ステッチング処理で左右方向に張り合わせる順序を規定する識別子であって、同一行番号をもつ列番号はそれぞれユニークである。
【0031】
相関データの具体例を図1に示す。図1では各画像ファイルが表す画像の位置関係を長方形の配列で示している。00x.jpgは各画像ファイルのファイル名を示している。括弧でくくった文字列が相関データを示している。括弧内の001はグループIDである。括弧内の0xは行番号である。括弧内のx0xは列番号である。列番号の左端1桁は正負の符号を規定する。
【0032】
パノラマ撮影モードでシャッターボタン30が押されるたびに相関データを生成しリムーバブルメモリ18に記録するようにパノラマ撮影モードで実行されるモジュールを構成する。図7に相関データを生成し記録するフローの一例を示す。尚、このフローは例示であって、各ステップの内容及び順序はこのフローに限定されるものではない。要するに、相関データの内容とGUIにしたがって撮影した結果との整合が得られるように相関データを生成し記録できればよい。
【0033】
図7に示すフローで使用する変数は、グループID、シャッターボタン31の操作回数、列番号及び行番号である。
グループIDは、ディジタルカメラ1が使用開始されてから廃棄されるまで通番で付与し、不揮発性の記録媒体に記録しておくことが望ましい。他のモードからパノラマ撮影モードに切り替わるたびにグループIDを1増加させることにより、1つの被写体について記録される一連の画像ファイル群と他の被写体について記録される他の一連の画像ファイル群とを識別可能にする。1つの被写体について記録される一連の画像ファイル群には共通のグループIDが付与される(S1)。
【0034】
シャッターボタン31の操作回数は、他のモードからパノラマ撮影モードに切り替わるたびに0にリセットし、シャッターボタンが押されるたびに1増加させる。また、シャッターボタンの操作が現在のパノラマ撮影モードにおいて初回の操作か2回目以後の操作かを判別(S2)できればよいため、必ずしもシャッターボタン31の操作回数を計数する必要はない。例えば、他のモードからパノラマ撮影モードに切り替わったときにフラグをセットし、シャッターボタンが押されたときにフラグのオンオフを判別するとともにフラグをリセットする構成であっても初回操作と2回目移行の操作とを判別することができる。
【0035】
行番号は、デフォルトで1にセットし(S3)、改行キーとして割り当てるキー35、36、37、39、40のいずれかが押されたときに1増加させる(S9)。行番号が奇数のときには右方向に画角をずらすようにGUIを提供するとともに、シャッターボタン31が押されたときに列番号を1増加させる(S5)。行番号が偶数の時には左方向に画角をずらすようにGUIを提供するとともに、シャッターボタン31が押されたときに列番号を1減少させる(S6)。
【0036】
尚、改行キーが押された直後の撮影時には前回撮影時に記録される列番号をそのまま用いるため、改行キーが押されたときには特定のフラグ(改行フラグ)をセットし(S9)、列番号を増減させる処理(S4、5、6)の前段階で改行フラグのオンオフを調べ(S10)、改行フラグがオンであれば改行フラグをリセットするとともに列番号を増減させる処理(S4、5、6)をスキップする(S11)。
【0037】
シャッターボタン31が押されることにより、グループIDが取得され(S1)、上述のように行番号及び列番号が設定されると、グループID、行番号及び列番号を相関データとしてExifのmaker noteセグメントに書き込む(S7)。尚、相関データを最終的に書き込む場所はExifのmaker noteセグメントに限られず、ファイル内で相関データが書き込まれた場所を他のデバイスで特定できるものであれば、ファイル内のどの場所に書き込んでも良い。また、画像ファイル内部に書き込まなくとも、例えば画像ファイルとは別に相関データ用のテキストファイルを定義しておき、画像ファイルと関連づけてそのテキストファイルに書き込んでも良い。要するに、リムーバブルメモリ18からファイルを読み出すデバイスが画像ファイルごとに相関データを抽出できるように相関データをリムーバブルメモリ18に記録すればよい。
【0038】
リムーバブルメモリ18に記録される相関データを用いると次のようにステッチング処理が容易になる。第一に、数多くの画像ファイルの中からステッチング処理の対象となる画像ファイル群を抽出することが容易になる。これは、画像ファイルを利用するパソコン等のデバイス側で画像ファイルの特定領域を検索することにより、同一のグループIDが付与された画像ファイルを抽出できるからである。第二に、互いに異なる画像ファイルの画素データ同士を比較し、張り合わせる順序、方向等を特定することが容易になる。これは、ステッチングの対象となる各画像ファイルの行番号及び列番号を調べ、互いに同一の行番号が付与された画像ファイルは横方向に列番号の順序で張り合わせ、このようにして横方向に張り合わせた横長の複数の画像を縦方向に行番号の順序で張り合わせれば正しい順序で張り合わせができることが保証されているからである。行番号及び列番号により張り合わせの方向及び順序を正しく設定できるため、ステッチング処理では互いに重ね合わせる組み合わせが特定された画像ファイルについて重ね合わせる領域の形状を画素の比較演算によって特定すれば足り、ステッチング処理に要する演算量を大幅に削減しステッチング処理に要する時間を短縮することができる。
【0039】
以上の説明ではステッチング処理の対象となる画像ファイル間の相関関係をディジタルカメラで記録する実施例について説明したが、例えば連写モードで記録された画像ファイル群について本発明を適用しても良い。具体的には、例えば、連写モードで記録される一連の画像ファイル群を他の画像ファイル群と区別するための識別子と、一連の画像ファイル群のグループ内の記録順序を規定する識別子とを相関データとしても良い。こうすることにより、多数の画像ファイルから連写で記録された一連の画像ファイル群を抽出することが容易になり、また、連写で記録された画像ファイルを時系列順に画面表示するだけでなく、例えば全画面表示された画像ファイルから3コマ先の画像ファイルを続けて全画面表示するなどのファイル閲覧機能を出力デバイスで容易に実現できる。また、同一の被写体について露出を段階的に変化させて撮影することにより記録される画像ファイル群について本発明を適用しても良い。具体的には、例えば、同一の被写体について記録される一連の画像ファイル群を他のファイル群と区別するための識別子と、露出の程度に応じた識別子とを相関データとしても良い。こうすることにより、多数の画像ファイルから同一の被写体について記録された一連の画像ファイル群を多数の画像ファイルから抽出することが容易になり、また、画像ファイルを露出の程度の順序で画面表示するだけでなく、例えば全画面表示された画像ファイルから2段階露出時間が長い画像ファイルを続けて全画面表示するなどのファイル閲覧機能を出力デバイスで容易に実現できる。
また、ディジタルカメラに限らず、画像ファイルを記録するデバイスであれば本発明を適用することができる。例えば、スキャナを画像入力装置として備えるコンピュータシステムに本発明を適用し、書籍の各ページを連続してスキャンし、各ページごとに生成する画像ファイルのそれぞれにページの前後関係を規定する相関データを記録しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による相関データを説明するための模式図である。
【図2】本発明の一実施例によるディジタルカメラを示す正面図である。
【図3】本発明の一実施例によるディジタルカメラを示す背面図である。
【図4】本発明の一実施例によるディジタルカメラを示す平面図である。
【図5】本発明の一実施例によるディジタルカメラを示すブロック図である。
【図6】本発明の一実施例によるパノラマ撮影モードを説明するための模式図である。
【図7】本発明の一実施例による相関データの生成と記録を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 ディジタルカメラ
10 各色
11 光学系
12 エリアセンサ
13 アナログフロントエンド
14 画像生成部
15 色空間変換部
16 圧縮処理部
17 ファイル部
18 リムーバブルメモリ
19 記憶装置
21 操作部
22 表示部
30 シャッターボタン
Claims (4)
- シャッターボタンと、
光センサを有し、前記シャッターボタンが押されると前記光センサの出力に基づいて画像データを生成する手段と、
合成画像を生成するために生成する複数の前記画像データの数の設定指示は受け付けずに前記複数の画像データの配列方向の設定指示を受け付け、前記複数の画像データの合成のための配列を示し前記配列方向の設定指示に対応する相関データを前記シャッターボタンが押されるたびに設定する手段と、
前記複数の画像データ及び前記相関データを不揮発性記録媒体に記録する記録手段と、
を備えることを特徴とするディジタルカメラ。 - 前記記録手段は、前記画像データと前記相関データとを1つのファイルに記録することを特徴とする請求項1記載のディジタルカメラ。
- 前記相関データは、前記配列を示す行番号及び列番号を前記画像データ毎に規定することを特徴とする請求項1又は2記載のディジタルカメラ。
- ディジタルカメラによる画像ファイル方法であって、
シャッターボタンが押されると、光センサの出力に基づいて画像データを生成する段階と、
合成画像を生成するために生成する複数の前記画像データの数の設定指示は受け付けずに前記複数の画像データの配列方向の設定指示を受け付け、前記複数の画像データの合成のための配列を示し前記配列方向の設定指示に対応する相関データを前記シャッターボタンが押されるたびに設定する段階と、
前記複数の画像データ及び前記相関データを不揮発性記録媒体に記録する段階と、
を含むことを特徴とする画像ファイル方法。
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