無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于使用移動(dòng)中的攝像機(jī)來(lái)取得被攝體的圖像的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了持續(xù)拍攝被攝體，需要將攝像機(jī)的視線持續(xù)朝向被攝體(對(duì)象物）。在多數(shù)情 況下該作業(yè)由拍攝者手動(dòng)進(jìn)行，但難以完美地跟隨球的跳躍那樣的高速且不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。 因此，通過(guò)機(jī)械而自動(dòng)控制攝像機(jī)的視線方向的系統(tǒng)(所謂主動(dòng)視覺(jué):參照下述非專(zhuān)利文獻(xiàn) 1)的研究在各種領(lǐng)域中盛行。
[0003] 在通常的主動(dòng)視覺(jué)的技術(shù)中，將攝像機(jī)本身安裝在驅(qū)動(dòng)云臺(tái)上而移動(dòng)，所以針對(duì) 視線方向的移動(dòng)的響應(yīng)速度慢。這難以跟蹤包含劇烈的加速度變化的運(yùn)動(dòng)對(duì)象(例如球賽 中使用的球）。若考慮高速攝像機(jī)的幀速率較快的達(dá)到100萬(wàn)fps、通過(guò)GPU而圖像處理被高 速化的現(xiàn)狀，則可以說(shuō)視線控制速度成為在各種跟蹤系統(tǒng)中速度面上的瓶頸。
[0004] 為了解決該問(wèn)題，提出了通過(guò)在攝像機(jī)前方配置的小型驅(qū)動(dòng)鏡面而高速地進(jìn)行攝 像機(jī)的視線變更的被稱為掃視鏡(Saccade Mirror)的光學(xué)系統(tǒng)(參照下述非專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。 在該技術(shù)中，通過(guò)使用2軸的電流鏡(力Vレパyミy -），能夠進(jìn)行高速的視線變更。認(rèn)為只要 在控制系統(tǒng)中能夠始終以在畫(huà)面中心捕捉對(duì)象物的方式進(jìn)行視線的控制，就能夠進(jìn)行前所 未有的動(dòng)態(tài)的拍攝。
[0005] 然而，認(rèn)為為了檢查在道路上設(shè)置的構(gòu)造物，只要能夠從在高速移動(dòng)的車(chē)輛中設(shè) 置的攝像機(jī)取得構(gòu)造物的清晰的圖像，就能夠?qū)崿F(xiàn)檢查作業(yè)的簡(jiǎn)易化。但是，以往的掃視鏡 只不過(guò)是用于一邊追蹤高速移動(dòng)的對(duì)象物一邊拍攝的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，以往的掃視鏡 沒(méi)有成為應(yīng)對(duì)攝像機(jī)本身相對(duì)于被攝體高速移動(dòng)的情況的系統(tǒng)。此外，在以往的掃視鏡中， 在對(duì)象物從畫(huà)面中心偏離時(shí)，進(jìn)行校正鏡角度的控制以使對(duì)象物再次位于畫(huà)面中心。于是， 在拍攝圖像中，產(chǎn)生伴隨鏡角度的調(diào)整的運(yùn)動(dòng)模糊。認(rèn)為這難以應(yīng)對(duì)尋求較高的分辨率的 檢查。
[0006] 在攝像機(jī)一邊以高速(例如時(shí)速100km)進(jìn)行移動(dòng)，一邊拍攝被固定的對(duì)象物的狀 況下，在所取得的圖像中產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊。為了通過(guò)圖像而準(zhǔn)確地檢查對(duì)象物的損傷狀態(tài)，需 要降低車(chē)輛的移動(dòng)速度(也就是說(shuō)攝像機(jī)的移動(dòng)速度），或縮短曝光時(shí)間。若降低車(chē)輛的移 動(dòng)速度，則導(dǎo)致檢查的效率惡化。此外，若縮短曝光時(shí)間，則導(dǎo)致畫(huà)質(zhì)的降低。
[0007] 各種對(duì)所謂相機(jī)抖動(dòng)進(jìn)行校正的技術(shù)被提出。但是，有效地減輕由以高速進(jìn)行移 動(dòng)的攝像機(jī)得到的圖像的運(yùn)動(dòng)模糊的技術(shù)沒(méi)有被提出。
[0008] 此外，還提出了通過(guò)對(duì)拍攝后的圖像實(shí)施圖像處理（所謂解卷積 (deconvolution))從而減輕運(yùn)動(dòng)模糊的技術(shù)。在該圖像處理中，粗略地分類(lèi)，存在PSF已知 的解卷積、和PSF未知的盲解卷積(blind deconvolution)。但是，由于都花費(fèi)計(jì)算時(shí)間，所 以存在難以進(jìn)行實(shí)時(shí)處理的問(wèn)題。因此，該方法不適于使用圖像信息來(lái)追蹤對(duì)象物那樣的 跟蹤控制。此外，該圖像處理是在發(fā)生運(yùn)動(dòng)模糊后的校正處理，因此還存在在丟失具有較高 的空間頻率的圖像信息的情況下基本上不能復(fù)原的問(wèn)題。
[0009] 此外，在下述專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，提出了使用致動(dòng)器，將攝像機(jī)本身向?qū)ο笪锏倪\(yùn)動(dòng)方 向水平轉(zhuǎn)動(dòng)(Ay )·垂直轉(zhuǎn)動(dòng)(于少卜），從而減少運(yùn)動(dòng)模糊的方法。但是，在該技術(shù)中，由于 驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)本身，因此其重量成為制約，難以進(jìn)行高速的視線控制。例如，認(rèn)為難以進(jìn)行將 從高速移動(dòng)的攝像機(jī)的視線方向以能夠忽略攝像機(jī)本身的移動(dòng)速度的程度高速變更那樣 的動(dòng)作。
[0010] 此外，下述非專(zhuān)利文獻(xiàn)2的技術(shù)是一邊跟蹤高速移動(dòng)的對(duì)象物一邊連續(xù)地拍攝圖 像的技術(shù)，沒(méi)有意圖攝像機(jī)一邊高速移動(dòng)一邊拍攝對(duì)象物的情況。
[0011] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0013] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利第7747153號(hào)公報(bào)
[0014]非專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0015] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)I: J. Aloimonos，I .Weiss and A.Bandyopadhyay: "Active Vision"， Int'l Journal of Computer Vision,vol. I,no.4,pp.333.356(1988).
[0016] 非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 : K · Okumura，H · Oku and M · I shikawa : "High-Speed Gaze Controller for Millisecond-order Pan/tilt Camera"，Proc.of IEEE Int'I Conf.on Robotics and Automation,pp.6186.6191(2011).

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 發(fā)明要解決的課題
[0018] 本發(fā)明是鑒于前述的狀況而完成的。本發(fā)明的主要目的在于，提供即使在攝像機(jī) 移動(dòng)的環(huán)境下，也能夠連續(xù)地取得模糊少的圖像的技術(shù)。
[0019] 用于解決課題的手段
[0020] 解決前述的課題的手段能夠記載為以下的項(xiàng)目。
[0021] (項(xiàng)目 1)
[0022] -種無(wú)模糊(blurless)圖像拍攝系統(tǒng)，其特征在于，
[0023]具備：拍攝攝像機(jī)部、鏡部、控制部，
[0024] 所述拍攝攝像機(jī)部以及所述鏡部被設(shè)為都能夠向至少一維方向連續(xù)地移動(dòng)，
[0025] 所述拍攝攝像機(jī)部成為通過(guò)經(jīng)由所述鏡部將視線方向朝向?qū)ο髤^(qū)域，從而取得在 所述對(duì)象區(qū)域中存在的對(duì)象物的圖像的結(jié)構(gòu)，
[0026] 所述鏡部具備鏡主體和驅(qū)動(dòng)部，
[0027] 所述鏡主體被設(shè)為能夠反射光束，由此，變更從所述拍攝攝像機(jī)部的視線的方向，
[0028] 所述驅(qū)動(dòng)部成為通過(guò)伴隨所述拍攝攝像機(jī)部以及所述鏡主體的移動(dòng)而依次變更 所述鏡主體的角度，從而在規(guī)定時(shí)間的期間將從所述拍攝攝像機(jī)部的視線持續(xù)朝向所述對(duì) 象物的結(jié)構(gòu)，
[0029] 且，所述驅(qū)動(dòng)部成為通過(guò)驅(qū)動(dòng)所述鏡主體，將從所述拍攝攝像機(jī)部的視線朝向其 他的對(duì)象區(qū)域的結(jié)構(gòu)，
[0030] 所述控制部成為對(duì)所述驅(qū)動(dòng)部的動(dòng)作進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。
[0031] (項(xiàng)目 2)
[0032] 如項(xiàng)目1所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0033 ]所述鏡主體由能夠向正反方向轉(zhuǎn)動(dòng)的電流鏡構(gòu)成，
[0034] 所述控制部成為通過(guò)使所述鏡主體回動(dòng)，從而將所述視線朝向所述其他的對(duì)象區(qū) 域的結(jié)構(gòu)。
[0035] (項(xiàng)目 3)
[0036] 如項(xiàng)目1所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0037] 所述鏡主體由能夠向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的多面反射鏡構(gòu)成，
[0038] 所述控制部成為通過(guò)對(duì)所述鏡主體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而將所述視線朝向所述其他 的對(duì)象區(qū)域的結(jié)構(gòu)。
[0039] (項(xiàng)目 4)
[0040]如項(xiàng)目1~3的任一項(xiàng)所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0041] 所述控制部具備跟蹤部，
[0042]所述跟蹤部成為檢測(cè)在所述對(duì)象區(qū)域中存在的所述對(duì)象物的位置，控制所述驅(qū)動(dòng) 部以使所述視線朝向所述對(duì)象物的結(jié)構(gòu)。
[0043] (項(xiàng)目5)
[0044] 如項(xiàng)目1~3的任一項(xiàng)所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0045] 所述控制部具備跟蹤部，
[0046] 所述跟蹤部成為檢測(cè)所述拍攝攝像機(jī)部相對(duì)于所述對(duì)象區(qū)域或所述對(duì)象物的相 對(duì)速度，控制所述驅(qū)動(dòng)部以便實(shí)質(zhì)地抵消所述相對(duì)速度的結(jié)構(gòu)。
[0047] (項(xiàng)目 6)
[0048] 如項(xiàng)目5所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0049] 所述跟蹤部成為使用由所述拍攝攝像機(jī)取得的所述圖像來(lái)算出所述相對(duì)速度的 結(jié)構(gòu)。
[0050] (項(xiàng)目 7)
[0051 ]如項(xiàng)目5所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0052]所述跟蹤部具備跟蹤攝像機(jī)，
[0053] 所述跟蹤部成為使用由跟蹤攝像機(jī)連續(xù)地取得的圖像內(nèi)的所述對(duì)象物的位置變 化信息來(lái)算出所述相對(duì)速度的結(jié)構(gòu)。
[0054] (項(xiàng)目 8)
[0055] 如項(xiàng)目1~7的任一項(xiàng)所述的無(wú)模糊圖像拍攝系統(tǒng)，
[0056]還具備發(fā)光部，
[0057]所述控制部成為在由所述拍攝攝像機(jī)部拍攝所述對(duì)象物的期間，將來(lái)自所述發(fā)光 部的照明光照射到所述對(duì)象物的結(jié)構(gòu)。
[0058]發(fā)明效果
[0059] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供即使在攝像機(jī)移動(dòng)的環(huán)境下，也能夠連續(xù)地取得模糊少的 圖