JP4148817B2 - パノラマ画像撮影装置及びパノラマ画像撮影方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の画像を撮影してデジタル画像処理を行い、パノラマ画像を作成するための撮影技術に関し、特に、デジタルカメラ(撮影機能付き携帯電話機などを含む)において、パノラマ画像撮影の補助を行う技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
パノラマ画像をきれいに撮影するためには、カメラが上下左右に傾かないようにしながら回転移動又は平行移動を行い、つなぎ目を適量だけ取って撮影する必要がある。
【0003】
例えば、デジタルカメラなどにおいてパノラマ撮影をする場合に、前回撮影した画像の一部を残像として液晶画面の一部に表示させ、次の被写体像の一部をその残像と重ね合わせる動作を繰り返しながら、画像的に連続した画像を何枚か撮像することにより張り合わせる方法がある(例えば特許文献1参照)。
【0004】
また、互いに隣接して配置されている複数個の電子ビューファインダーを設けることにより、次に記録しようとする撮像信号に対応した対象被写体像を既に記録された撮像信号に対応した画像と比較する方法も提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0005】
さらに、パーソナルコンピュータ上において、同一画面上に全体撮影画像を表示するエリアと合成作業エリアとを用意することによりパノラマ合成を容易にする技術も開示されている(特許文献3参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開平5−142682号公報
【特許文献2】
特開平3−262276号公報
【特許文献3】
特開2000−90232号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載されている方法では、2枚の画像の全体的な接続関係がわかりにくいという問題点がある。また、特許文献2に記載されている方法では、専用の電子ビュ−ファインダを設ける必要がある。さもなければ、1つの液晶画面に表示させる場合には縮小表示する必要があり、詳細な位置合わせが困難であった。さらに、特許文献3では、パーソナルコンピュータのように大画面に対応している場合に用いるには適してはいるが、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などのように小さな表示画面を備えた機器には適していない。
【0008】
本発明は、全体的な接続の状況をチェックしやすいとともに、接続部分の違いが分かりやすく、比較的小さな(画素数が少ない)画面でもきれいに接続し良好なパノラマ写真を作成することができるパノラマ画像撮影技術を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、撮影部と、該撮影部により撮影された撮影済み画像を記憶する画像データ記憶部と、画像を表示するための画面を備えた表示部と、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像とを一部重複させた状態で並べて合成した合成画像を作成する画像合成処理部と、該画像合成処理部によって作成された合成画像を前記表示部の画面上に表示させるとともに、当該合成画像における前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分に含まれる部分領域について、当該部分領域に対応した撮影済み画像及び撮影対象画像それぞれの部分画像を切り出し、当該切り出した前記撮影済み画像及び前記撮影対象画像の部分画像に基づいて、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分における差異を調べるための差異画像を作成し、当該作成した差異画像を前記合成画像とともに前記表示部の画面上に表示させる合成補助機能を有する表示制御部とを有する撮影装置が提供される。
【0010】
上記撮影装置においては、部分画像を合成の目安にするため、表示画面が小さい場合でも合成の目安となる画像の縮小を行わなくても良い。また、前記記録画像と前記撮影対象画像とを一部重複させた状態で並べて表示させた仮想的な合成画像に対して、前記記録画像と現在の撮影対象画像との重複部分の一部領域を切り出した少なくとも1つの部分画像を前記仮想画像と重ならない位置に表示させることで、部分画像の縮小や移動などのその他の操作を最小限にすることができ、操作が簡単になるという利点がある。
【0011】
前記合成補助機能は、前記重複部分における前記記録画像から特徴的な部分を抽出し、抽出された前記特徴的な部分を前記部分画像として表示させる特徴部分画像抽出・表示機能を有するのが好ましい。特徴部分を部分画像として切り出すことにより、部分ではあっても合成の目安としての機能を高めることができる。
【0012】
尚、既に撮影された第1の画像データと、これから撮影しようとする第2の画像データとを一部重複させ縮小表示する手段と、両者の重複部分から一部を切り出し表示する手段とを備えていても良い。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明に係るパノラマ画像撮影技術は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などのような比較的小さな(画素数が少ない)画面でも実現可能なパノラマ画像撮影技術である。
【0014】
以下、本発明の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術について図面を参照しつつ説明を行う。図1は、本発明の第1の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を示す図である。デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機など(以下、これらを総称して「デジカメ」と略称する。)の表示画面101を分割し、その一部画面には全体的な接続の状況をチェックしやすいように、既に撮影された第1の映像信号に基づく画像102と、これから撮影しようとする第2の映像信号に基づく画像103とを、画像102と画像103の接続部分を一部重複させて両画像102・103が表示画面内に収まるように縮小表示させる(符号104で示される画像)。この際、上記の重複領域104aには、画像102と画像103とのうち一方の映像だけを表示させても良いし、両者の違いが分かりやすいように差分処理、混合処理(画像の混合比は1:1に限定されるものではない)、輝度を赤緑で表し合成する処理などを行って表示させても良い。
【0015】
重複領域104a以外の画面は、両画像102・103の違いが分かりやすいように、両者の重複部分から、ある部分領域105を選択し、第1の映像信号に基づく画像102に対応した上記部分領域105の第1部分画像106と、第2の映像信号に対応した画像103に対応した上記部分領域105の第2部分画像107とを切り出し、差異画像作成手段108において、第1部分画像106と第2部分画像107とに基づく差異画像109を作成し表示画面上に表示させる。
【0016】
この際、差異画像109は、第1部分画像106と第2部分画像107との違いが分かりやすいように差分処理、混合処理(画像の混合比は1:1に限定されない。)、輝度を赤緑で表し合成などを行う。差異画像109は、全体画像の一部の部分領域であるため、縮小せずに通常の倍率又は拡大表示を行うこともできるため、小さな画面でも確認がしやすい。
【0017】
尚、差異画像は1つでもよく、また、図1に示す両者の重複部分から一部分105’を選び、第1の映像信号に対応する第1画像102に対応した部分106’と第2の映像信号に対応する第2画像103に対応した部分107’とを切り出し、差異画像作成手段108’により差異画像109’を作成しこれを表示画面上に2個目の差異画像として表示させてもよい。もちろん、それ以上の部分画像を選択しても良い。尚、重複部分から選ぶ一部分105の位置は、予め定められている位置でもよいし、後述のように自動的に位置を選択する方法を用いても良い。
【0018】
本実施の形態によるパノラマ画像撮影技術によれば、全体的な接続の状況を詳細にチェックすることができ、比較的小さな(画素数が少ない)画面でもきれいに接続することにより良好なパノラマ写真を作成することができるという利点がある。
【0019】
次に、本発明の第2の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態によるパノラマ画像撮影技術は、上記第1の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術において切り出し表示を行うための位置を、第1の映像信号に基づく画像の重複部分から自動的に特徴的な部分を検出すること特徴とする。図2は、重複部分から自動的に特徴的な部分を検出する方法を示す図である。まず既に撮影された第1の映像信号に基づく画像204から、重複部分を切り出す切り出し処理201を行い、これから撮影しようとする第2の映像信号に基づく画像との重複部分の画像205を作成する。例えば、この場合にはRGBの3色ではなく輝度情報又はG情報のみでも良い。
【0020】
次に、重複部分の画像205に対してラプラシアン・フィルタなどをかけてエッジ検出処理202を行い、エッジ画像2061を作成する。次いで、エッジ画像2061に対して各領域の分散、標準偏差などを計算し、エッジ画像2061中における特徴的な部分、すなわち差異画像位置を決定する処理203を行う。例えば、エッジ画像206(上記エッジ画像2061と同じ画像)中の矩形領域207により囲まれた領域が背景として森林がある中に1つの白い建物が存在する特徴的な画像部分であるため、この建物とその近傍の森林を含む領域を差異画像位置であると推定することができ、重複部分画像205において上記矩形領域207に相当する画像を取得し差異画像208を求めることができる。差異画像208は、全体画像の一部の部分領域であるため、縮小せずに通常の倍率又は拡大表示を行うことができるため、小さな画面でも確認がしやすい上に、特徴的な領域を自動的に検出してその領域に基づいて重複部分における差異を調べることができるため、ユーザ側における複雑な確認処理を必要としないという利点がある。
【0021】
次に、本発明の第3の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術について、図3及び図4を参照して説明を行う。本発明の各実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を用いた場合であって写真をつなぎ撮りした場合に、そのまま写真をつなぎ合せると、写真の結合部分において画像が不連続に折れ曲がってしまう場合がある。不連続な折れ曲がりをなくし、写真をなめらかにつなぎ合わせるには、結合時に画像の形を修正しておく必要がある。修正の方法としては、▲1▼大平面投影法、すなわち、1つの大きな平面に撮った写真のように修正する方法と、▲2▼円筒面投影法、すなわち、円筒面に撮影したように修正する方法との2通りの方法がある。
【0022】
図3は撮影状況を下から見た概念図である。図4(A)から(C)までは、変換後の画像を説明のための図である。カメラの撮影者301は、まず既に撮影された第1の映像信号に基づく第1の画像302を撮影する。次いで、カメラの撮影者301はカメラの撮影方向を回転移動させ、これから撮影しようとする第2の映像信号に相当する第2の画像303を撮影する。
【0023】
大平面投影法では、大きな平面304を仮定し、その平面304上の点に対して、撮影者301の位置を結んだ線分を考え、その線分と第1の画像302又は第2の画像303との交点を対応させる。具体的には、第1の画像302の一方の第1端点P1と他方の第2端点P2のそれぞれと撮影者301とを結ぶ線分L1及びL2を考慮し、これらの線分L1及びL2と、平面304とのそれぞれの交点P1’及び交点P2’を求める。さらに、第2の画像303の一方の第3端点P3と他方の第4端点P4のそれぞれと撮影者301とを結ぶ線分L3及びL4を考慮し、これらの線分L3及びL4と、平面304とのそれぞれの交点P3’及び交点P4’を求める。
【0024】
図4(A)及び図4(B)に、撮影者301(図3)方向から画像を見た概念図を示す。図4(A)に示すように、大きな平面401(図3の平面304に対応する)に対して、第1の映像信号に基づく第1の画像402(図3の画像302に対応する)は左辺が長く右辺が短い矩形(台形状の図形)に変換され、第2の映像信号に相当する第2の画像403(図3の画像303に対応する)は左辺が短く右辺が長い矩形(台形状の図形)に変換される。
【0025】
図3に戻り、円筒面投影法について説明する。図3に示す円筒面305を仮定し、その円筒面305上の点に対して、撮影者301の位置を結んだ線分を考え、その線分と第1の画像302又は第2の画像303との交点を対応させる。図4(B)は、円筒面投影法に基づく撮影者方向から見た図である。円筒を開いた状態を示す平面404に対して、第1の映像信号に相当する画像(図3の画像302に対応する)405も、第2の映像信号に相当する画像(図3の画像303に対応する)406も俵型の形状に変換される。第1、第2のパノラマ画像撮影方法において、パノラマ結合時に行う上記大平面304又は円筒面303への投影画像変換を、第1、第2の映像信号に加えた映像信号を用いることにより、画像を結合する時に画像の形を修正しておくことができ、一層正確に画像の合成ができるように位置合わせを行い画像をなめらかにつなぎ合わせることができる。以上のように、第1、第2の映像信号に対して、パノラマ結合時の画像変換を行うことにより、より正確に合成を行うことができる。
【0026】
次に、本発明の第4の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術について図5(A)及び図5(B)を参照しつつ説明を行う。上記第3の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術では、これから合成しようとする映像もパノラマ結合用の変換を行わなければならないため画面の切り替え処理に関する負荷が大きくなってしまう可能性もある。
【0027】
大平面投影法では、図5(A)に示すように、これから撮影しようとする第2の映像信号に相当する画像403'が長方形になるようにすることも可能である。その場合、既に撮影済みの第1の映像信号に相当する画像402'は、より歪みの大きな台形に変換される。図5は円筒面投影法の場合を例にして本実施の形態によるパノラマ写真合成方法を説明する図である。円筒面投影法の場合においても、図5(A)に示すように第2の映像信号に相当する画像が長方形になるようにすることを考える。
【0028】
図5(B)に示すように、撮影者501は、まず第1の映像信号に相当する画像502を撮影する。次いで、カメラを回転させ、第2の映像信号に相当する画像503を撮影する。次に、円筒面505を仮定し、この円筒面505上の点P0に対して、撮影者501に相当する点Oを結んだ線分L11を考え、その線分L11と、第1の画像502との交点P1と点P0とを対応させる。これにより、俵型の変換が行われる。一方、第2の画像503を広げた平面504を考える。線分L11(O−P0)と平面504との交点をP2とすると、俵型の変換から平面504への逆俵型の変換が行われる。これは、図5(A)に示す変換と同じである。すなわち、図5(A)に示す平面402’は、撮影者501側から平面504を見たものと同じである。
【0029】
以上、円筒面投影法、大平面投影法のいずれの変換を行う場合においても、図5(A)に示すように第1の映像信号に相当する画像のみを変換することにより、より正確に合成ができるように位置合わせをすることが可能となる。本実施の形態による方法では、第2の映像信号に対してはパノラマ結合時に投影を行わないため、第2の映像信号に関する処理が高速になり、全体としての処理における負荷を低減することができるという利点がある。
【0030】
次に、本発明の第5の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術について図面を参照しつつ説明を行う。本実施の形態によるパノラマ画像撮影技術においては、上記第3又は第4の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を、切り出し表示部分に対してのみ行うことを特徴とする。図6は、本実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の概略を示す図である。既に撮影された第1の映像信号による第1画像601と、これから撮影しようとする第2の映像信号による第2画像602と、を一部重複させて、表示画面603内に収まるよう縮小表示させる(符号604参照)。一方、第1の映像信号による第1画像601と第2の映像信号による第2画像602とに対して大平面投影法による処理を行うと、それぞれ第3画像606と第4画像607になるとすると、その重複部分608から例えば特徴的な一部分608aを選び、これを差異画像605として表示画面603内に表示される。
【0031】
上記の実施の形態においては、大平面投影法による処理について説明したが、円筒面投影法にも同様に適用できる。上記の処理を行うことにより、接続時の大平面投影法・円筒面投影法の影響を反映させて接続位置を決定することができるため、より正確な判断を行うことができる。また、図6においては、説明のため両信号の全ての領域を変換しているが、特徴的な一部分を自動選択するためには重複部分のみを変換すれば良い。従って、特徴的な一部分を決めれば、(第2の信号の)対応する領域だけを変換すればよい。また、第4の実施のように一方の信号、例えば第2の信号は変換しなくてもよいように第1の信号の変換を決定することもできる。これらの方法を用いることにより、パノラマ画像の生成処理の速度を速くすることが可能である。
【0032】
以上に説明したように、本発明の第1の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を用いると、全体的な接続の状況をチェックすることも、合成すべき画像同士のずれの詳細をチェックすることも容易にできるという利点がある。第2の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を用いると、特徴的な部分を自動的に検出することができるため、合成すべき画像の両者のずれの詳細を判断しやすくなる。本発明の第3の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を用いると、より正確な合成が可能となる。第4の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術を用いると、より正確な合成を可能としつつ第2の映像信号の処理が早くなるという利点がある。本発明の第5の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術によれば、詳細な判断に関しては正確さを保持しつつ、処理速度を速くすることができる。
以上、本発明に関して実施の形態に沿って説明を行ったが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】
本発明のパノラマ画像撮影技術によれば、合成対象となる画像に関して重複部分の一部を切り出して両者のずれの詳細を確認することもできるため、小さな表示画面にも対応可能であり、接続部分がスムーズな合成画像を生成することができる。自動的に特徴的な部分を検出する方法を用いると、合成画像における両者のずれの詳細を判断しやすくなるという利点がある。
【0034】
また、パノラマ結合時において画像変換を行うことにより、より正確な合成が可能となる。さらに、一方の画像のみについて画像変換を行うことにより、正確な合成が可能としつつ他方の画像の処理を速くすることができる。以上のように、一部を切り出した部分画像を比較すれば、縮小表示などをしなくても表示画面内に収めることができ、詳細かつ正確な判断を行うことができる上に、合成画像の確認のための画像処理速度も速くなるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の処理の概要を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の処理の概要を示す図であり、重複部分から自動的に特徴的な部分を検出する方法を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の原理を示す図である。
【図4】図4(A)及び図4(B)は、図3の具体的な表示例を示す図である。
【図5】図5(A)は本発明の第4の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の原理を示す図であり、図5(B)は、図5(A)の具体的な表示例を示す図である。
【図6】本発明の第5の実施の形態によるパノラマ画像撮影技術の処理の概要を示す図である。
【符号の説明】
101…表示画面、102…既に撮影された第1の映像信号に基づく画像、103…これから撮影しようとする第2の映像信号に基づく画像、104…縮小表示部分、105…差異画像領域、106…差異画像領域に対応した第1の映像信号の画像、107…差異画像領域に対応した第2の映像信号の画像、108…差異画像作成手段、109…差異画像、105'…第2の差異画像領域、106'…第2の差異画像領域に対応した第1の映像信号の画像、107'…第2の差異画像領域に対応した第2の映像信号の画像、108'…第2の差異画像作成手段、109'…第2の差異画像、201…重複部分切り出し処理、202…エッジ検出処理、203…差異画像位置決定処理、204…第1の映像信号、205…重複部分画像、206…エッジ画像、207…差異画像位置、208…差異画像、301…撮影者、302…第1の映像信号に相当する画像、303…第2の映像信号に相当する画像、304…大きな平面、305…円筒面、401…大きな平面、402…第1の映像信号に相当する画像、403…第2の映像信号に相当する画像、404…円筒を開いた平面、405…第1の映像信号に相当する画像、406…第2の映像信号に相当する画像、401'…大きな平面、402'…第1の映像信号に相当する画像、403'…第2の映像信号に相当する画像、501…撮影者、502…第1の映像信号に相当する画像、503…第2の映像信号に相当する画像、504…第2の映像信号に相当する画像を含む平面、505…円筒面、601…既に撮影された第1の映像信号、602…これから撮影しようとする第2の映像信号、603…画面、604…縮小表示、605…差異画像、606…第1の映像信号を大平面投影した画像、607…第2の映像信号を大平面投影した画像、608…重複部分から選択した領域。
Claims (11)
- 撮影部と、
該撮影部により撮影された撮影済み画像を記憶する画像データ記憶部と、
画像を表示するための画面を備えた表示部と、
前記撮影済み画像と前記撮影対象画像とを一部重複させた状態で並べて合成した合成画像を作成する画像合成処理部と、
該画像合成処理部によって作成された合成画像を前記表示部の画面上に表示させるとともに、当該合成画像における前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分に含まれる部分領域について、当該部分領域に対応した撮影済み画像及び撮影対象画像それぞれの部分画像を切り出し、当該切り出した前記撮影済み画像及び前記撮影対象画像の部分画像に基づいて、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分における差異を調べるための差異画像を作成し、当該作成した差異画像を前記合成画像とともに前記表示部の画面上に表示させる合成補助機能を有する表示制御部と
を有する撮影装置。 - 前記合成補助機能は、前記撮影済み画像における前記撮影対象画像との重複部分から特徴的な部分を抽出し、当該抽出された特徴的な部分を含む重複部分の部分領域を前記部分画像を切り出すための差異画像位置として決定する特徴部分画像抽出機能を有することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。
- 前記特徴部分画像抽出機能は、前記撮影済み画像の前記重複部分に対応する画像部分のエッジ画像を作成し、当該エッジ画像を構成する各領域の分散,標準偏差に基づいて、前記重複部分から特徴的な部分を抽出することを特徴とする請求項2に記載の撮影装置。
- 前記画像合成処理部は、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像とに対して、それぞれ円筒面又は大平面へ投影された画像データへの画像変換処理を行う画像変換手段を有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の撮影装置。
- 前記画像合成処理部は、前記撮影済み画像に対してのみ、円筒面又は大平面へ投影された画像データへの画像変換処理を行う画像変換手段を有することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の撮影装置。
- 前記画像合成処理部は、前記画像変換を、前記撮影済み画像の前記撮影対象画像との重複部分に対してのみ行うことを特徴とする請求項4又は5に記載の撮影装置。
- 前記表示制御部は、当該作成した差異画像を前記合成画像とともに前記表示部の画面上に表示させる際に、当該作成した差異画像を当該表示されている前記合成画像の重複部分の該当部分に比して拡大して表示させる機能を有していることを特徴とする請求項1から6までに記載の撮影装置。
- 請求項1から7までのいずれか1項に記載の撮影装置を備えた携帯端末。
- 請求項1から7までのいずれか1項に記載の撮影装置を備えたパノラマ画像撮影装置。
- 撮影部と、該撮影部により撮影された撮影済み画像を記憶する画像データ記憶部と、画像を表示するための画面を備えた表示部とを有する撮影装置によるパノラマ画像撮影方法であって、
該撮影部により撮影された撮影済み画像を記憶する画像データ記憶ステップ、
前記撮影済み画像と前記撮影部により撮影する撮影対象画像とを一部重複させた状態で 並べて合成し、合成画像を作成する画像合成ステップ、
当該作成された合成画像を前記表示部の画面上に表示する合成画像表示ステップ、
当該合成画像における前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分に含まれる部分領域について、当該部分領域に対応した撮影済み画像及び撮影対象画像それぞれの部分画像を切り出し、当該切り出した前記撮影済み画像及び前記撮影対象画像の部分画像に基づいて、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分における差異を調べるための差異画像を作成する差異画像作成ステップ、
当該作成した差異画像を、前記合成画像の重複部分における該当部分に比して拡大して、前記合成画像とともに前記表示部の画面上に表示する差異画像表示ステップ
を有するパノラマ画像撮影方法。 - 撮影部と、
該撮影部により撮影された撮影済み画像を記憶する画像データ記憶部と、
画像を表示するための画面を備えた表示部と、
前記撮影済み画像と前記撮影対象画像とを一部重複させた状態で並べて合成した合成画像を作成する画像合成処理部と、
該画像合成処理部によって作成された合成画像を前記表示部の画面上に表示させるとともに、当該合成画像における前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分に含まれる部分領域について、当該部分領域に対応した撮影済み画像及び撮影対象画像それぞれの部分画像を切り出し、当該切り出した前記撮影済み画像及び前記撮影対象画像の部分画像に基づいて、前記撮影済み画像と前記撮影対象画像との重複部分における差異を調べるための差異画像を作成し、当該作成した差異画像を、前記合成画像の重複部分における該当部分に比して拡大して、前記合成画像とともに前記表示部の画面上に表示させる合成補助機能を有する表示制御部と
を有する撮影装置。
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