(57)【要約】【課題】固体撮像素子から成るデジタルカメラであって、移動被写体の速度計測機能を持つ新規なデジタルカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラは、光学的被写体像を撮影光学系１４により所定の撮影倍率及び所定の電荷蓄積時間で固体撮像素子３２の受光面に結像して一フレーム分の画素信号に光電変換し、この一フレーム分の画素信号に基づいて撮影画像を生成する。デジタルカメラは、撮影画像が移動被写体を含む測定画像として撮影された際に撮影倍率及び電荷蓄積時間に基づいて該移動被写体の速度を計測するための速度計測機能を具備する。【選択図】　　　　図１２
2004117195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により所定の撮影倍率で固体撮像素子の受光面に結像する被写体像を、所定の電荷蓄積時間で光電変換して一フレーム分の画素信号として読み出し、この一フレーム分の画素信号に基づいて撮影画像を生成するデジタルカメラであって、
前記撮影画像が移動被写体を含む測定画像として撮影された際に前記撮影倍率及び前記電荷蓄積時間に基づいて該移動被写体の速度を計測するための速度計測機能を具備して成るデジタルカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のデジタルカメラにおいて、前記速度計測機能が、
前記測定画像に含まれる前記移動被写体の像ブレ領域を該測定画像から抽出する抽出手段と、
前記像ブレ領域の幅及びその高さを算出する算出手段と、
前記算出手段によって検出された前記像ブレ領域の幅及びその高さと前記撮影倍率及び前記電荷蓄積時間とに基づいて前記移動被写体の速度を演算する演算手段と包含することを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のデジタルカメラにおいて、前記抽出手段が前記測定画像から前記移動被写体を除いたものに対応した背景画像であって前記撮影倍率及び前記電荷蓄積時間で別途撮影したもので前記測定画像を差分処理することにより該測定画像からの前記移動被写体の像ブレ領域の抽出を行うことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載のデジタルカメラにおいて、前記抽出手段が前記背景画像及び前記測定画像のいずれか一方をその他方に空間的に一致させるべくその間の相対的角度変位量及び相対的平行移動量を検出する変位量検出手段を含むことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載のデジタルカメラにおいて、前記撮影光学系がズーム光学系として構成され、このズーム光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、前記撮影光学系における合焦光学系の光軸方向における位置を検出する合焦光学系位置検出手段とが設けられることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載のデジタルカメラにおいて、前記測定画像を表示するモニタ手段が設けられ、前記演算手段で演算された前記移動被写体の速度が前記モニタ手段で表示された測定画像上にスーパーインポーズされることを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項７】
請求項１から５までのいずれか１項に記載のデジタルカメラにおいて、更に、速度計測モードを選択的に選択する速度計測モード選択手段と、この速度計測モード選択手段による速度計測モード選択時に測定画像及び背景画像がそれぞれ１枚以上撮影された際に上記速度計測処理を自動的に実行させるための制御手段とが設けられることを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子から成る所謂デジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラの進歩は著しく、パーソナルコンピュータと共に広く普及されるに至った。その主な理由としては、デジタルカメラで撮影され画像をパーソナルコンピュータに取り込んで適宜処理して保存し得ると共に必要に応じてプリンタによってハードコピーとして記録し得ることが挙げられる。デジタルカメラが銀塩フィルムカメラと大きく異なる点は、前者では、撮影画像が一フレーム分の画素信号としてメモリに記録されるのに対して、後者では、撮影画像がフィルムに化学変化により記録されることにある。要するに、デジタルカメラの場合には、一フレーム分の画素信号をメモリから読み出して適宜加工処理を施し得るという利便性がある。が、銀塩フィルムには、そのような利便性は全くえられない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、野球やサッカーなどのスポーツ観戦時の撮影等において、例えば、撮影画像中のサッカーボールや自動車の速度を知りたいといった要望がある。しかしながら、実際にに被写体の速度を計測するとなると、専用の速度測定装置を設置して、撮影時と同じタイミングで速度計測しなければならず、非現実的であり、手軽に被写体の速度を検出することができなかった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、、撮影画像の信号処理が可能であるというデジタルカメラの利便性を利用して、移動被写体の速度計測機能を持つ新規なデジタルカメラを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるデジタルカメラは、撮影光学系により所定の撮影倍率で固体撮像素子の受光面に結像する被写体像を、所定の電荷蓄積時間で光電変換して一フレーム分の画素信号として読み出し、この一フレーム分の画素信号に基づいて撮影画像を生成するように構成されるものであって、
該撮影画像が移動被写体を含む測定画像として撮影された際に上述の撮影倍率及び電荷蓄積時間に基づいて該移動被写体の速度を計測するための速度計測機能を具備する。
【０００６】
本発明によるデジタルカメラにあっては、速度計測機能は、測定画像に含まれる移動被写体の像ブレ領域を該測定画像から抽出する抽出手段と、該像ブレ領域の幅及びその高さを算出する算出手段と、この算出手段によって検出された像ブレ領域の幅及びその高さと上述の撮影倍率及び前記電荷蓄積時間とに基づいて移動被写体の速度を演算する演算手段とから構成される。
【０００７】
本発明によれば、好ましくは、抽出手段は、測定画像から前記移動被写体を除いたものに対応した背景画像であって上述の撮影倍率及び電荷蓄積時間で別途撮影したもので測定画像を差分処理することにより該測定画像からの移動被写体の像ブレ領域の抽出を行うように構成される。
【０００８】
また、本発明によれば、抽出手段は背景画像及び測定画像のいずれか一方をその他方に空間的に一致させるべくその間の相対的角度変位量及び相対的平行移動量を検出する変位量検出手段を含み得る。
【０００９】
本発明によるデジタルカメラでは、撮影光学系はズーム光学系として構成され得る。この場合、ズーム光学系の焦点距離を検出する焦点距離検出手段と、撮影光学系における合焦光学系の光軸方向における位置を検出する合焦光学系位置検出手段とが設けられる。
【００１０】
本発明によるデジタルカメラの好適な実施形態にあっては、測定画像を表示するモニタ手段が設けられ、演算手段で演算された移動被写体の速度が該モニタ手段で表示された測定画像上にスーパーインポーズされる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して、本発明によるデジタルカメラの実施形態について説明する。
【００１２】
図１を参照すると、本発明によるデジタルカメラがブロック図として概略的に示される。本デジタルカメラにはその作動全般を制御するためのシステム制御回路１０が設けられる。システム制御回路１０はマイクロコンピュータから構成され、このマイクロコンピュータは中央処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログラム、定数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）、入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を包含する。
【００１３】
システム制御回路１０はメインスイッチ（ＳＷＭ）１２を備え、このメインスイッチ１２がオフのとき、システム制御回路１０はスリープモードにある。即ち、デジタルカメラにバッテリ（図示されない）が充填されると、システム制御回路１０はスリープモード（最小消費電力状態）で動作して、メインスイッチ１２がオンされたか否かをだけを所定の時間間隔で監視する。メインスイッチ１２がオンされると、スリープモードから動作モードに移行し、システム制御回路１０では、後述するようなスイッチ操作監視処理ルーチンが実行される。即ち、システム制御回路１０は後述するような種々のスイッチがオンされたか否かを監視し、所定のスイッチがオンされると、そのスイッチに応じた処理がシステム制御回路１０で実行される。
【００１４】
本発明によるデジタルカメラには撮影光学系としてズーム光学系１４が組み込まれ、このズーム光学１４には、レンズ停止位置が予め決められているステップズーム方式が採用される。本実施形態では、例えば、所謂テレ端からワイド端までの間でステップズーム方式により５段階の焦点距離が段階的に選択されるようになっている。例えば、テレ端での焦点距離がｆ１（最長）でワイド端での焦点距離がｆ５（最短）であるとすると、その間で３つの焦点距離ｆ２、ｆ３及びｆ４が設定されるようになっている（ｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４＞ｆ５）。撮影光学系１４はズーム駆動機構１６によって駆動され、ズーム駆動機構１６にはシステム制御回路１０の制御下で回転駆動されるようになった電動モータ例えばステッピングモータが内蔵される。このような駆動モータの回転駆動により撮影光学系１４の焦点距離が上述した５つの焦点距離ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４及びｆ５のうちの１つに設定される。
【００１５】
ズーム駆動機構１６の電動モータの回転駆動制御のために、システム制御回路１０はテレ側スイッチ（ＳＷＴ）１８及びワイド側スイッチ（ＳＷＷ）２０を備える。テレ側スイッチ１８がオンされる度毎に、ズーム駆動機構１６の駆動モータは順方向に回転駆動させられ、これにより撮影光学系１４の焦点距離はテレ端側に向かって段階的に移行させられる。例えば、撮影光学系１４の焦点距離がｆ４として設定されているとすると、テレ側スイッチ１８がオンされると、撮影光学系１４の焦点距離はｆ４からｆ３に移行する。一方、ワイド側スイッチ２０がオンされる度毎に、ズーム駆動機構１６の駆動モータは逆方向に回転駆動させられ、これにより撮影光学系１４の焦点距離はワイド端側に向かって段階的に移行させられる。例えば、撮影光学系１４の焦点距離がｆ３として設定されているとすると、ワイド側スイッチ２０がオンされると、撮影光学系１４の焦点距離はｆ３からｆ４に移行する。
【００１６】
図１に示すように、撮影光学系１４にはズームエンコーダ２２が組み込まれ、このズームエンコーダ２２により撮影光学系１４で設定された焦点距離データがシステム制御回路１０に対して出力される。即ち、システム制御回路１０は、ズームエンコーダ２２から出力された焦点距離データを取り込むことにより、上述した５つの焦点距離ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４及びｆ５のうちのいずれかが撮影光学系１４で設定されたかを識別し得る。また、焦点距離データは、後述するように、システム制御回路１０による撮影倍率Ｍの演算に利用される。
【００１７】
また、本実施形態にあっては、撮影光学系１４では自動合焦（オートフォーカス）方式が採用される。即ち、撮影光学系１４に含まれる合焦レンズは合焦レンズ駆動機構２４によって駆動させられ、これにより被写体像の合焦が自動的に行われる。即ち、ズーム駆動機構１６の場合と同様に、合焦レンズ駆動機構２４にもシステム制御回路１０の制御下で回転駆動されるようになった電動モータ例えばステッピングモータが内蔵され、この電動モータを後述するような態様で回転駆動させることにより、撮影光学系１４の合焦レンズが駆動させられて被写体像の合焦が自動的に成される。
【００１８】
システム制御回路１０は記録／再生スイッチ（Ｒ／Ｐ　ＳＷ）２６を備え、この記録／再生スイッチ２６は記録側及び再生側の間で摺動自在となったスライドスイッチとして構成される。即ち、記録／再生スイッチ２６が記録側にスライドさせられると、動作モードとして記録（撮影）モードが選択され、再生側にスライドさせられると、動作モードとして再生モードが選択される。なお、記録モード及び再生モードについては後で詳しく説明する。
【００１９】
システム制御回路１０は更に測光スイッチ（ＳＷＰ）２８及びレリーズスイッチ（ＳＷＲ）２０を備え、これらスイッチ２８及び３０の操作は記録／再生スイッチ２６による記録モード選択時だけ有効であり、記録／再生スイッチ２６による再生モード選択時には無効となる。測光スイッチ２８及びレリーズスイッチ３０は共通のレリーズ釦（図示されない）によって操作されるようになっている。即ち、レリーズ釦が半押しされると、測光スイッチ２８がオンされ、レリーズ釦が全押しされると、レリーズスイッチ３０がオンされるようになっている。なお、後述するように、測光スイッチ２８がオンされると、測光処理が行われ、レリーズスイッチ３０がオンされると、撮影処理が行われる。
【００２０】
撮影光学系１４は固体撮像素子例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子３２と組み合わされ、このＣＣＤ撮像素子３２の受光面には光学的ローパスフィルタ３４が設けられる。また、本デジタルカメラではフルカラー撮影が行えるようになっており、このためＣＣＤ撮像素子３２の受光面と光学的ローパスフィルタ３４との間にはカラーフィルタ（図示されない）が介在させられる。撮影光学系１４で捉えられた被写体像は光学的ローパスフィルタ３４を通してＣＣＤ撮像素子３２の受光面に結像され、その光学的被写体像は一フレーム分のカラー画素信号に光電変換される。
【００２１】
ＣＣＤ撮像素子３２からはカラー画素信号が順次読み出され、その読出しはＣＣＤ駆動回路３６からＣＣＤ撮像素子３２に対して出力される読出しクロックパルスに従って行われる。記録／再生スイッチ２６による記録モード選択時でしかもレリーズスイッチ３０のオフ時、ＣＣＤ撮像素子３２からのカラー画素信号の読出しは適宜間引かれる。即ち、ＣＣＤ撮像素子３２の実際の画素数よりも少ない画素数が一フレーム分のカラー画素信号として該ＣＣＤ撮像素子３２から読み出される。一方、記録／再生スイッチ２６による記録モード選択時にレリーズスイッチ３０がオンされた直後、一度だけＣＣＤ撮像素子３２から一フレーム分のカラー画素信号が撮影記録用として間引きかれることなくすべて読み出される。
【００２２】
このような読出しはＣＣＤ駆動回路３６からの読出しクロックパルスの切替によって行われる。即ち、ＣＣＤ駆動回路３６はシステム制御回路１０の制御下で動作させられ、通常は、ＣＣＤ撮像素子３２からカラー画素信号を間引いて読み出すための間引き用読出しクロックパルスが出力されるのに対して、レリーズスイッチ３０がオンされた直後に撮影用読出しクロックパルスが出力される。撮影用読出しクロックパルスに従ってＣＣＤ撮像素子３２から一フレーム分のカラー画素信号が間引きかれることなくすべて読み出されると、ＣＣＤ駆動回路３６から再び間引き用読出しクロックパルスが出力される。
【００２３】
ＣＣＤ撮像素子３２から順次読み出されたカラー画素信号はノイズ低減回路即ち相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）３８を通して増幅器（ＡＭＰ）４０に入力され、そこで適当なゲインで増幅される。次いで、カラー画素信号はアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２に入力され、そこでデジタルカラー画像信号に変換された後にシステム制御回路１０に取り込まれる。
【００２４】
本実施形態では、記録／再生スイッチ２６による記録モード選択時、撮影光学系１４で捉えた画像が動画としてモニタされるようになっており、この目的のために本デジタルカメラには、ビデオラム（ＶＲＡＭ）４４、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４６、ビデオエンコーダ４８及び液晶表示（ＬＣＤ）パネル５０が設けられる。また、撮影光学系１４で捉えた画像を動画としてモニタするために、ＣＣＤ撮像素子３２からの一フレーム分の間引き画素信号の読出しが所定時間毎に繰り返される。例えば、ＮＴＳＣ方式を採用する場合には、一フレーム分の間引き画素信号の読出しについては１秒間に３０回繰り返される。
【００２５】
システム制御回路１０よってＡ／Ｄ変換器４２から取り込まれた間引きデジタルカラー画素信号は適当な画像処理、例えばホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等を受けた後に輝度信号と２つの色差信号とに変換され、これら輝度信号及び色差信号は一旦ダイナミックラム（ＤＲＡＭ）５２に順次書き込まれる。ＤＲＡＭ５２での輝度信号及び色差信号の書込みが一フレーム分に到達すると、一フレーム分の輝度信号及び色差信号はＤＲＡＭ５２から読み出されてＶＲＡＭ４４に書き込まれる。次いで、ＶＲＡＭ４４から輝度信号及び色差信号が順次読み出されてＤ／Ａ変換器４６に入力され、そこでアナログ輝度信号及びアナログ色差信号に変換される。続いて、アナログ輝度信号及びアナログ色差信号はビデオエンコーダ４８に入力され、そこで適当なビデオ信号に変換されて液晶表示（ＬＣＤ）パネル５０に入力される。かくして、撮影光学系１４で捉えられた被写体像はビデオ信号に従ってＬＣＤパネル５０に動画として表示される。
【００２６】
撮影光学系１４で捉えられた被写体像をＬＣＤパネル５０に動画として表示する場合、ＣＣＤ撮像素子３２で各一フレーム分のカラー画素信号を得る際の電荷蓄積時間については一定時間として適当に設定されるが、ＬＣＤパネル５０での動画表示の明るさを一定に維持するために増幅器４０のゲインが調整される。即ち、各一フレーム分の間引きカラー画素信号から得られる一フレーム分の輝度信号の平均輝度値が参照値と比較され、その間の差が無くなるように増幅器４０のゲインが調整され、これにより被写体像の明るさに関係なくＬＣＤパネル５０での動画表示の明るさが一定に維持され得ることになる。
【００２７】
また、各一フレーム分の間引きカラー画素信号から得られる一フレーム分の輝度信号は、合焦レンズ駆動機構２４の作動のためにも利用される。即ち、本実施形態では、撮影光学系１４の自動合焦については、いわゆるコントラスト方式に基づいて制御される。すなわち、システム制御回路１０は、ＣＣＤ撮像素子３２の受光面に結像された被写体像の少なくとも一部の領域で互いに隣接する画素間の輝度差を演算して該領域のコントラストが最大となるように合焦レンズ駆動機構２４を駆動制御して、撮影光学系１４の合焦レンズの合焦制御を行う。かくして、ＬＣＤパネル５０での動画表示は常にピントが合った状態で行われる。またシステム制御回路１０は、撮影光学系１４の合焦レンズの現在位置を、撮影光学系１４の合焦レンズが無限遠に合焦するレンズ位置からのレンズ繰り出し量として把握しており、このレンズ繰り出し量と前述の焦点距離データとから撮影倍率Ｍを演算する。なお、本実施形態においては、撮影倍率Ｍは、演算式Ｍ＝ｆ／Ｄ（ただし、ｆは焦点距離、Ｄは被写体距離）で求められ、被写体距離Ｄは、検出したレンズ繰り出し量から不図示のテーブルを参照して決定する。
【００２８】
更に、各一フレーム分の間引きカラー画素信号から得られる一フレーム分の輝度信号は静止画像を撮影する際に最適露出を得るため測光値としても利用される。即ち、記録／再生スイッチ２６による記録モード選択時に測光スイッチ２８がオンされると、一フレーム分の輝度信号が被写体の輝度値（明るさ）として処理され、該被写体の撮影時でのＣＣＤ撮像素子３２に対する電荷蓄積時間がその輝度値に基づいて演算され、これによりレリーズスイッチ３０のオン時に該被写体は最適露出でＣＣＤ撮像素子３２によって静止画像として撮影される。
【００２９】
上述したように、レリーズスイッチ３０がオンされた直後（即ち、電荷蓄積時間経過後）、ＣＣＤ駆動回路３６からの読出しクロックパルスの出力は間引き用読出しクロックパルスから撮影用読出しクロックパルスに切り替わり、これによりＣＣＤ撮像素子３２から一フレーム分のカラー画素信号が間引かれることなくすべて読み出される。一フレーム分のカラー画素信号が間引かれて読み出される場合と同様に、この一フレーム分の間引き無しカラー画素信号も相関二重サンプリング回路（ノイズ低減回路）３８を通して増幅器（ＡＭＰ）４０に入力され、そこで適当なゲインで増幅された後にアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２によって一フレーム分の間引き無しデジタルカラー画像信号に変換されてシステム制御回路１０に取り込まれる。
【００３０】
また、間引きデジタルカラー画素信号の場合と同様に、間引き無しデジタルカラー画像信号もシステム制御回路１０でホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等の画像処理を受けた後に適当な記憶手段によって静止画データとして格納される。本実施形態では、静止画データの記憶のためにＣＦカードメモリ５３（フラッシュメモリ）が用いられ、このＣＦカードメモリはＣＦカードドライバ５４に着脱自在に装填される。図１に示すように、ＣＦカードドライバ５４はインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路５６を介してシステム制御回路１０に接続される。要するに、静止画データはインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路５６及びＣＦカードドライバ５４を介してＣＦカードメモリ５３に書き込まれて格納される。
【００３１】
記録／再生スイッチ２６によって再生モードが選択されると、ＣＦカードメモリ内に格納された静止画データに基づいて撮影画像をＬＣＤパネル５０で表示することができる。この場合には、所定の一フレーム分の静止画データがＣＦカードメモリから読み出されて適宜間引処理を行った後にＶＲＡＭ４４に書き込まれ、これにより撮影画像をＬＣＤパネル５０でモニタすることが可能である。
【００３２】
システム制御回路１０は更にメニュー表示スイッチ（ＳＷＭＤ）５８、メニュー選択スイッチ（ＳＷＳ）６０及びメニュー確定スイッチ（ＳＷＫ）６２を備える。メニュー表示スイッチ５８が操作されると、ＬＣＤパネル５０の表示はメニュー表示画面に切り替わり、それらメニューのうちの１つが反転カーソルによって反転表示される。メニュー選択スイッチ６０は十字スイッチとして構成され、この十字スイッチ６０を操作することにより、反転カーソルが上下左右にシフトさせられ、これにより所望のメニューが選択される。メニュー選択スイッチ６０の操作により、所望のメニューが選択された後にメニュー確定スイッチ６２が操作されると、その選択メニューに応じた処理がシステムコントローラ１０で実行されると共にＬＣＤパネル５０の表示もその処理に応じて切り替わる。
【００３３】
なお、メニュー選択スイッチ６０及びメニュー確定スイッチ６２はメニュー表示スイッチ５８の操作によりメニュー表示画面がＬＣＤパネル５０に表示されたときだけ使用されるのではなく、ＬＣＤパネル５０の表示画面にメニューが表示されている場合にはそれらメニューの選択及び確定のために使用される。
【００３４】
以上で述べたデジタルカメラには、移動被写体の速度を計測する機能が本発明に従って搭載され、このような速度計測の原理について以下に説明する。
【００３５】
先ず、上述のデジタルカメラにより、移動被写体が通るべき特定の場所が背景画像として撮影され、その背景画像が図２に例示的に示される。背景画像としては、不動（静止）の被写体で後の画像処理で形状を抽出しやすいもの、例えば建物や壁等の構造物が選ばれ、無風状態であれば木々等であってもよい。図２に示すように、背景画像にはターゲットＴＧが写し込まれ、ターゲットＴＧは移動被写体の速度計測が終了するまで所定位置に設置された儘とされる。本実施形態では、ターゲットＴＧは漆黒に塗装された板状部材でから成り、その表面には２つの小円反射領域Ｒ１及びＲ２が形成される。例えば、小円反射領域（Ｒ１、Ｒ２）は適当な大きさのアルミニウム箔片をターゲットＴＧの表面に貼り付けることにより得られる。
【００３６】
背景画像の撮影後にその背景画像と共に移動被写体が撮影され、移動被写体は例えば投球された野球用ボールであり得る。図３に例示的に示すように、そのような移動被写体即ち野球用ボールは高速なために像ブレ領域（斜線領域）ＢＲとして撮影される。このような像ブレ領域ＢＲの長さは野球用ボールの速度を表すものとなり、その速度は後述するようなアルゴリズムにより算出することができる。なお、以下の説明の便宜のために、背景画像と共に移動被写体を撮影した撮影画像については測定画像と呼ぶことにする。
【００３７】
像ブレ領域ＢＲの長さを算出するために、像ブレ領域ＢＲが測定画像（図３）から抽出される。換言すれば、測定画像から像ブレ領域ＢＲだけを残して背景画像が除去される。このような処理は図２の背景画像を成す個々の画素信号と図３の背景画像を成す個々の画素信号とを互いに対応させて比較し、双方の輝度値の差分がほぼ等しいとき、即ち所定の微小範囲内に含まれるとき、測定画像（図３）側の画素信号は像ブレ領域ＢＲに含まれないものとして該測定画像から除去される。一方、双方輝度値の差分が大巾に異なるとき、即ち上述の所定の微小範囲外となるとき、測定画像（図３）側の画素信号は像ブレ領域ＢＲに含まるものとして該測定画像に残される。要するに、測定画像を背景画像で差分処理することにより移動被写体の像ブレ領域が該測定画像から抽出されることになる。
【００３８】
図２に示すように、背景画像上の個々の画素信号の位置を特定するために該背景画像の水平方向及び垂直方向の２方向に沿ってＸ−Ｙ座標系が設定され、その座標原点０は背景画像の左下のコーナーに位置させられ、そのＸ軸及びＹ軸のそれぞれは背景画像の底辺及び左辺に沿って延びる。一方、図３に示すように、測定画像上の個々の画素信号の位置を特定するために該測定画像にも同様なＸ−Ｙ座標系が設定される。本実施形態では、背景画像及び測定画像は共にデジタルカメラを手で持った状態で撮影されるので、先に撮影された背景画像に対して測定画像が傾くことがある。背景画像上の個々の画素信号と測定画像上の個々の画素信号とを互いに対応付けするためには、座標原点０を中心に背景画像及び測定画像のいずれか一方を他方に対して相対的に移動させて背景画像の位置と測定画像の位置とをＸ−Ｙ座標系に対して一致させることが必要である。
【００３９】
図４を参照すると、背景画像を測定画像に対して移動させて双方の位置をＸ−Ｙ座標系に対して一致させた背景画像が示され、この背景画像については位置補正背景画像と呼ぶことにする。
【００４０】
図４に示すような位置補正背景画像を得るために、背景画像（図２）のターゲットＴＧ上の２つの小円反射領域Ｒ１及びＲ２のそれぞれの中心座標Ｐ１（ｘ１，　ｙ１）及びＰ２（ｘ２，　ｙ２）がラベリング処理等の画像処理によって求められ、また測定画像（図３）のターゲットＴＧ上の２つの小円反射領域Ｒ１及びＲ２のそれぞれの中心座標Ｑ１（ｕ１，　ｖ１）及びＱ２（ｕ２，　ｖ２）がラベリング処理等の画像処理によって求められる。このとき背景画像（図２）と測定画像（図３）のそれぞれの方向ベクトル（ｘｅ，
ｙｅ）及び（ｕｅ，　ｖｅ）は以下の式によって表せる。
【数１】
2004117195.tif 000003
【００４１】
背景画像（図２）から位置補正背景画像（図４）を得るために、該背景画像をＸ−Ｙ座標原点の回りで回転させる回転角度θ及びＸ−Ｙ座標系に対して背景画像を平行移動させるための平行移動量（Δｘ，Δｙ）は以下のように表せる。
θ＝ｓｉｎ−１（ｕｅｙｅ　−　ｖｅｘｅ）
Δｘ＝ｘ１　−　ｕ１
Δｙ＝ｙ１　−　ｖ１
【００４２】
即ち、位置補正背景画像（図４）の任意の画素信号の座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）とされたとき、その座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）に対応した元の背景画像（図２）の上の画素信号の座標Ｐｏｒｇ（ｘｏｒｇ，　ｙｏｒｇ）は以下の式で表せる。
ｘｏｒｇ＝（ｘｉ　−　ｕｉ）ｃｏｓθ　−　（ｙｉ　−　ｖｉ）ｓｉｎθ　＋　Δｘ
ｙｏｒｇ＝（ｘｉ　−　ｕｉ）ｓｉｎθ　＋　（ｙｉ　−　ｖｉ）ｃｏｓθ　＋　Δｙ
【００４３】
位置補正背景画像（図４）上で座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）で表された画素信号は測定画像（図３）上の画素信号に対応するものである。従って、座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）で表される画素信号と背景画像（図２）上で座標Ｐｏｒｇ（ｘｏｒｇ，　ｙｏｒｇ）で表せる画素信号とは互いに対応するので、その輝度値の差分がほぼ等しいとき、即ち所定の微小範囲内に含まれるとき、測定画像（図３）上で座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）で表される画素信号は像ブレ領域ＢＲに含まれないものとして該測定画像から除去される。一方、該双方輝度値の差分が大巾に異なるとき、即ち上述の所定の微小範囲外となるとき、測定画像（図３）側上で座標Ｐｉ（ｘｉ，　ｙｉ）で表される画素信号は像ブレ領域ＢＲに含まるものとして該測定画像に残される。
【００４４】
このような処理を繰り返すことにより、測定画像（２）から背景画像が除去されて像ブレ領域ＢＲだけが図５に示すように抽出される。次いで、図６に示すように、像ブレ領域ＢＲの幅ＷＣ及びその高さＨＣが画像処理により求められる。その後、ボール速度ＳＢが以下の式により演算される。
ＳＢ＝（ＷＣ　−　ＨＣ）／ＭＴＣ
ここで、“Ｍ”は測定画像の撮影倍率であり、“ＴＣ”は測定画像（図３）の電荷蓄積時間である。
【００４５】
図７を参照すると、メインスイッチ（ＳＷＭ）１２がオンされた直後にシステム制御回路１０で一度だけ実行される初期化ルーチンのフローチャートが示される。
【００４６】
ステップ７０１では、記録モード及び再生モードのいずれかが選択されているか否かが判断される。即ち、メインスイッチ１２のオン時に、例えば記録／再生スイッチ（Ｒ／Ｐ　ＳＷ）２６が記録側にあれば、記録モードが選択され、このときステップ７０２に進み、そこで撮影処理ルーチンの実行開始が指令される。一方、メインスイッチ１２のオン時に、記録／再生スイッチ（Ｒ／Ｐ　ＳＷ）２６が再生側にあれば、ステップ７０３に進み、そこで再生処理ルーチンの実行開始が指令される。なお、撮影処理ルーチンは本デジタルカメラを用いて被写体を撮影する際に実行されるものであり、再生処理ルーチンは撮影された画像をＬＣＤパネル５０でモニタする際に実行されるものであり、撮影処理ルーチンについては図１０を参照して、再生処理ルーチンについては図１１及び図１２を参照して後で詳しく説明する。
【００４７】
ステップ７０４では、フラグＢＦＫ及びＳＭＦが“０”に初期化される。フラグＢＫＦは記録モード時に被写体を速度計測の際に使用される背景画像（図２）として撮影する背景画像撮影モードが選択されているか否かを指示するためのフラグであり、ＢＫＦ＝１のとき、背景画像撮影モードが選択されていることが指示され、ＢＫＦ＝０のとき、背景画像撮影モードの選択が解除されていることが指示される。また、フラグＳＭＦは再生モード時に速度計測モードが選択されているか否かを指示するためのフラグであり、ＳＭＦ＝１のとき、速度計測モードが選択されていることが指示され、ＳＭＦ＝０のとき、速度計測モードの選択が解除されていることが指示される。ステップ７０５では、その他の初期化処理が実行されるが、これら初期化化処理自体は本発明には特に直接関係しないものである。
【００４８】
図８及び図９を参照すると、システム制御回路１０で実行されるスイッチ操作監視ルーチンのフローチャートが示され、このスイッチ操作監視処理ルーチンの実行開始は図７の初期化ルーチンの実行完了後となる。
【００４９】
ステップ８０１では、記録／再生スイッチ（Ｒ／Ｐ　ＳＷ）２６が操作されたか否かが監視され、記録／再生スイッチ２６の操作が確認されると、ステップ８０２に進み、そこで記録モードが選択されたか否かが判断される。記録／再生スイッチ２６の操作により記録モードが選択されたことが確認されると、ステップ８０３に進み、そこで再生処理ルーチンの実行停止が指令され、次いでステップ８０４に進み、そこで撮影処理ルーチンの実行開始が指令される。一方、ステップ８０２で再生モードが選択されたことが確認されると、ステップ８０５に進み、そこで撮影処理ルーチンの実行停止が指令され、次いでステップ８０６に進み、そこで再生処理ルーチンの実行開始が指令される。
【００５０】
ステップ８０１で記録／再生スイッチ２６の操作が確認されないとき、或いは撮影処理ルーチンの実行開始指令後（ステップ８０４）若しくは再生処理ルーチンの実行開始指令後（ステップ８０６）の実行後、ステップ８０７に進み、そこでメニュー表示スイッチ（ＳＷＭＤ）５８が操作されたか否かが監視される。メニュー表示スイッチ５８の操作が確認されると（即ち、ＬＣＤパネル５０の表示がメニュー表示画面に切り替わると）、ステップ８０８に進み、そこで実行中の処理が中断される。即ち、例えば、撮影処理ルーチンが実行されていれば、その撮影処理ルーチンの実行が中断され、再生処理ルーチンが実行されていれば、その再生処理ルーチンの実行が中断される。
【００５１】
ステップ８０９では、メニュー選択スイッチ（ＳＷＳ）６０の操作に従ってメニュー表示処理が実行される。即ち、メニュー表示処理では、メニュー選択スイッチ（十字スイッチ）６０を操作することにより、反転カーソルがシフトさせられる。ステップ８１０では、メニュー確定スイッチ（ＳＷＫ）６２が操作されたか否かが監視される。要するに、メニュー確定スイッチ６２の操作が確認されるまで、メニュー表示処理がメニュー選択スイッチ６０の操作に従って続けられ、所望のメニュー選択が行われる。
【００５２】
ステップ８１０でメニュー確定スイッチ６２の操作が確認されると、即ち選択メニューが確定すると、ステップ８１１に進み、選択メニューが速度計測メニューであるか否かが判断される。もし速度計測メニューが選択されたならば、ステップ８１２に進み、フラグＳＭＦに“１”が与えられ、これにより速度計測モードが選ばれたことが指示される。選択メニューが背景画像撮影メニューではないとき、ステップ８１１からステップ８１３に進み、そこで選択メニューが速度計測解除メニューであるか否かが判断される。もし速度計測解除メニューが選択されたならば、ステップ８１４に進み、そこでフラグＳＭＦに“０”が与えられ、これにより速度計測モードの選択が解除されたことが指示される。
【００５３】
選択メニューが速度計測メニューでも速度計測解除メニューでもないとき、ステップ８１３からステップ８１５に進み、そこで選択メニューが背景画像撮影メニューであるか否かが判断される。もし背景画像撮影メニューが選択されたならば、ステップ８１６に進み、フラグＢＫＦに“１”が与えられ、これにより背景画像撮影モードが選ばれたことが指示される。選択メニューが背景画像撮影メニューではないとき、ステップ８１５からステップ８１７に進み、そこで選択メニューが背景画像撮影解除メニューであるか否かが判断される。もし解除メニューが選択されたならば、ステップ８１８に進み、そこでフラグＢＫＦに“０”が与えられ、これにより背景画像撮影モードの選択が解除されたことが指示される。
【００５４】
選択メニューが背景画像撮影メニューでも背景画像撮影解除メニューでもないとき、ステップ８１７からステップ８１９に進み、そこでメニュー確定スイッチ６２の操作により確定されたその他のメニューに従う処理が実行される。なお、そのような選択メニュー自体は本発明とは直接関係するものではないので説明を省略する。
【００５５】
その後、ステップ８２０に進み、そこで中断中の処理（８０８）が再開される。次いで、ステップ８２１でメインスイッチ１２がオフされたか否かが判断され、もしメインスイッチ１２がオン状態であれば、ステップ８０１に戻り、記録／再生スイッチ２６及びメニュー表示スイッチ５８の操作が監視される。一方、ステップ８２１でもしメインスイッチ１２がオフであれば、ステップ８２２に進み、そこでスリープモードに移行して本ルーチンは終了する。
【００５６】
図１０を参照すると、撮影処理ルーチンのフローチャートが示され、この撮影処理ルーチンの実行開始指令は既に述べたように初期化ルーチン（図７）のステップ７０２或いはスイッチ操作監視処理ルーチン（図８及び図９）のステップ８０４で行われる。
【００５７】
ステップ１００１では、ＬＣＤパネル表示処理ルーチンが実行される。このようなＬＣＤパネル表示処理ルーチン自体は従来のデジタルカメラでよく知られているものであり、その実行によりＬＣＤパネル４８には上述したような態様で被写体像が動画として表示される。即ち、ＣＣＤ撮像素子３２からは一フレーム分の間引きカラー画素信号が所定の時間間隔で順次読み出され、これら間引きカラー画素信号に基づいて被写体像がＬＣＤパネル５０に動画として表示される。なお、ＬＣＤパネル表示処理ルーチンの実行中、ＣＣＤ撮像素子３２から一フレーム分の間引きカラー画素信号が読み出される度毎に、合焦レンズ機構２４が上述したようなコントラスト法に従って駆動させられ、これによりＬＣＤパネル５０での動画表示は常にピントが合った状態で行われる。
【００５８】
ステップ１００２では、ズーム処理ルーチンが実行される。このようなズーム処理ルーチン自体も従来のデジタルカメラでよく知られているものである。即ち、ズーム処理ルーチンでは、テレ側スイッチ（ＳＷＴ）１８及びワイド側スイッチ（ＳＷｗ）２０のいずれかの操作が監視され、この双方のスイッチの一方が操作されると、ズーム駆動機構１６が駆動されて撮影光学系１４の焦点距離はｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４及びｆ５のうちの１つに設定される。
【００５９】
ステップ１００３では、レリーズスイッチ釦の半押しによって、測光スイッチ（ＳＷＰ）２８がオンされたか否かが監視される。もし測光スイッチ２８がオフであれば、ステップ１００２に戻る。要するに、撮影光学系１４で捉えられた被写体像をＬＣＤパネル５０に動画として表示しつつ、測光スイッチ２８のオン操作がステップ１００３で監視される。
【００６０】
ステップ１００３で測光スイッチ２８のオン操作が確認されると、ステップ１００４に進み、そこで測光処理が実行される。測光処理では、ＣＣＤ撮像素子３２から読み出された一フレーム分の間引きカラー画素信号から得られた一フレーム分の輝度信号の平均輝度値（測光値）に基づいて最適露出値が求められる。次いで、ステップ１００５では、合焦レンズ機構２４が上述したコントラスト法に従って駆動させられ、これにより撮影動作直前の合焦処理が実行される。
【００６１】
ステップ１００６では、ズームエンコーダ２２から焦点距離データが取り込まれ、現時点で撮影光学系１４で設定されている焦点距離（ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５）が焦点距離データによって認識される。次いで、ステップ１００７では、焦点距離データに基づいて被写体距離が演算され、続いてステップ１００８で撮影倍率Ｍが演算される。
【００６２】
ステップ１００９では、ステップ１００４で得られた最適露出値に基づいて電荷蓄積時間ＴＣが演算される。次いで、ステップ１０１０では、レリーズスイッチ釦の全押しにより、レリーズスイッチ（ＳＷＲ）３０がオンされた否かが監視される。もしレリーズスイッチ３０がオフであれば、ステップ１００１に戻る。もし測光スイッチ２８のオン状態が維持されていれば、ステップ１００４ないし１００９の撮影直前処理が繰り返される。
【００６３】
ステップ１０１０でレリーズスイッチ３０のオンが確認されると、ステップ１０１１に進み、そこでＣＣＤ撮像素子３２から不要電荷が掃き出される。次いで、ステップ１０１２では、電荷蓄積時間ＴＣの経過が監視される。電荷蓄積時間ＴＣの経過が確認されると、ステップ１０１３に進み、そこでＣＣＤ撮像素子３２から一フレーム分のカラー画素信号が間引きかれることなくすべて読み出され、この一フレーム分のカラー画素信号は相関二重サンプリング回路３８、増幅器４０及びＡ／Ｄ変換器４２を経て一フレーム分のデジタルカラー画素信号としてシステム制御回路１０に取り込まれる。
【００６４】
そして、一フレーム分のデジタルカラー画素信号はホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等の画像処理が施され、静止画データが生成される（ステップ１０１４）。次いで、ステップ１０１５では、速度計測モードが選択されているか否かが判断される。速度計測モードが選択されているとき（ＳＭＦ＝１）、ステップ１０１６に進み、そこで静止画データがインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路５６及びＣＦカードドライバ５４を介してＣＦカードメモリ５３の所定のメモリ領域に所定のフォーマットに従って書き込まれ、このとき撮影倍率データ（Ｍ）、電荷蓄積時間データ（ＴＣ）及びフラグデータ（ＢＫＦ）も該メモリ領域のヘッダに格納される。即ち、速度計測モードの選択時には、ＣＦカードメモリ５３には静止画像データと共に撮影倍率データ（Ｍ）、電荷蓄積時間データ（ＴＣ）及びフラグデータ（ＢＫＦ）が格納され、その静止画像データがフラグデータ（ＢＫＦ）により背景画像データ（ＢＦＦ＝１）及び測定画像データ（ＢＦＦ＝０）のいずれであるかが判別され得るようにされる。
【００６５】
ステップ１０１７では、ＦＣカードメモリ５３のヘッダ領域を検索し、フラグデータＢＦＦ＝１の背景画像とフラグデータＢＫＦ＝０の測定画像がそれぞれ１枚以上あるか否かが判断される。背景画像と測定画像の双方がある場合には、図１１及び図１２に示す再生処理ルーチンのステップ１１０２にジャップし、直ちに再生モード下での速度計測動作に移行する。なお、速度計測動作については図１１及び図１２を参照して後で詳しく説明する。速度計測を目的として撮影行う場合、速度計測に必要な一対の背景画像と計測画像は比較的近い時間間隔で撮影されるケースが多い。そして、計測画像と背景画像の一方を撮影した後、他方を撮影するケースも頻度が高い。また、背景画像は同じ背景で同じ背景で撮影された各測定画像に対しては共用できるため、計測したい画像を先に複数枚撮影した後、最後に背景画像を１枚撮影するケースも多い（シャッターチャンスの関係から、撮影の優先度が測定画像の方が高い）。従って、上記構成にしておけば、最後に背景画像が撮影されて、速度計測が可能な条件が満たされると、直ちに再生モード下における速度計測処理に移行するので、手動操作によって記録モードから再生モードに変更する煩わしさから解放される。
【００６６】
一方、ステップ１０１５で速度計測モードが選択されていない場合（フラグＳＭＦ＝０）、即ち通常の撮影が行われた場合には、ステップ１０１５からステップ１０１９に進み、そこで静止画像データがインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路５６及びＣＦカードドライバ５４内を介してＣＦカードメモリ５３の所定のメモリ領域に所定のフォーマットに従って書き込まれ、このときＣＦカードメモリ５３のヘッダ領域には、撮影倍率データＭ及びフラグデータ（ＢＫＦ）は記録されない。
【００６７】
図１１及び図１２を参照すると、再生処理ルーチンのフローチャートが示され、この再生処理ルーチンの実行開始指令は既に述べたように初期化ルーチン（図７）のステップ７０３或いはスイッチ操作監視処理ルーチン（図８及び図９）のステップ８０６で行われる。
【００６８】
ステップ１１０１では、フラグＳＭＦが“１”であるか“０”であるかが判断される。ＳＭＦ＝０であるとき、即ち速度計測モードの選択が解除されているとき、ステップ１１０２に進み、そこで通常再生処理が実行される。この通常再生処理はＣＦカードメモリに格納された静止画像データに基づいて撮影画像を所定の手続きに従ってＬＣＤパネル５０でモニタするための処理であり、このような再生処理自体は従来のデジタルカメラで行われているものである。なお、ＬＣＤパネル５０での撮影画像の再生画面には速度計測モードの選択メニューが表示され、速度計測モードをメニュー選択スイッチ（ＳＷＳ）６０で選択した後にメニュー確定スイッチ（ＳＷＫ）６２を操作すると、フラグＳＭＦは“０”から“１”に書き換えられる。
【００６９】
ステップ１１０１でＳＭＦ＝１のとき、即ち速度計測モニタが選択されているとき、ステップ１１０３に進み、そこで背景画像（図２）の検索が行われる。即ち、ＣＦカードメモリ内に格納された静止画像データの中でフラグデータ（ＢＫＦ）に“１”が与えられている静止画像データが検索される。次いで、ステップ１１０４で背景画像の検索結果が判断される。即ち、背景画像がＣＦカードメモリ内に含まれているときには、ステップ１１０５に進み、そこで背景画像（図２）がＬＣＤパネル５０に表示される。即ち、ＢＫＦ＝１とされた静止画像データ即ち背景画像データがＣＦカードメモリから間引かれて読み出され、この間引き背景画像データから表示用ビデオ信号が作成され、このビデオ信号に基づいて背景画像がＬＣＤパネル５０に表示される。なお、背景画像が複数枚あるときには、その枚数をＬＣＤパネル５０に表示することが好ましい。
【００７０】
ステップ１１０６では、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って背景画像の表示切替処理が行われ、次いでステップ１１０７でメニュー確定スイッチ６２が操作されたか否かが判断される。メニュー確定スイッチ６２の操作が確認されないときには、ステップ１１０６に戻る。要するに、メニュー確定スイッチ６２が操作されるまでは、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って背景画像の表示が切り替わり、これにより背景画像の選択が行われる。ステップ１１０７でメニュー確定スイッチ６２の操作が確認されると、即ち背景画像の選択が確定されると、ステップ１１０８に進み、そこで確定背景画像に対応した一フレーム分の静止画像データが間引かれることなくＣＦカードメモリからすべて読み出されてＤＲＡＭ５２に一旦格納される。
【００７１】
ステップ１１０９では、測定画像（図３）の検索が行われる。即ち、ＣＦカードメモリ内に格納された静止画像データの中でフラグデータ（ＢＫＦ）に“０”が与えられている静止画像データが検索される。次いで、ステップ１１１０で測定画像の検索結果が判断される。即ち、測定画像がＣＦカードメモリ内に含まれているときには、ステップ１１１０に進み、そこで測定画像（図３）がＬＣＤパネル５０に表示される。即ち、ＢＫＦ＝０とされた静止画像データ即ち測定画像データがＣＦカードメモリから間引かれて読み出され、この間引き測定画像データから表示用ビデオ信号が作成され、このビデオ信号に基づいて背景画像がＬＣＤパネル５０に表示される。なお、測定画像が複数枚あるときには、その枚数をＬＣＤパネル５０に表示することが好ましい。
【００７２】
ステップ１１１２では、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って測定画像の表示切替処理が行われ、次いでステップ１１１３でメニュー確定スイッチ６２が操作されたか否かが判断される。メニュー確定スイッチ６２の操作が確認されないときには、ステップ１１１２に戻る。要するに、メニュー確定スイッチ６２が操作されるまでは、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って測定画像の表示が切り替わり、これにより測定画像の選択が行われる。ステップ１１１３でメニュー確定スイッチ６２の操作が確認されると、即ち測定画像の選択が確定されると、ステップ１１１４に進み、そこで確定測定画像に対応した一フレーム分の静止画像データが間引かれることなくＣＦカードメモリからすべて読み出されてＤＲＡＭ５２に一旦格納される。
【００７３】
ステップ１１１５では、確定背景画像（ステップ１１０８）の撮影倍率（Ｍ）と確定測定画像（ステップ１１１４）の撮影倍率（Ｍ）とが一致しているが否かが判断される。双方の画像の撮影倍率が不一致のときには、ステップ１１１６に進み、そこで撮影倍率の不一致のために速度計測が不能である旨の警告表示がＬＣＤパネル５０で行われ、次いでステップ１１１２に戻る。即ち、その他の測定画像の選択が促される。
【００７４】
ステップ１１１５で確定背景画像と確定測定画像との撮影倍率（Ｍ）が一致していることが確認されたとき、ステップ１１１７に進み、そこで背景画像（図２）からターゲットＴＧの小円反射領域Ｒ１及びＲ２のそれぞれの中心座標Ｐ１（ｘ１，　ｙ１）及びＰ２（ｘ２，　ｙ２）がラベリング処理等の画像処理によって求められ、また測定画像（図３）からターゲットＴＧの２つの小円反射領域Ｒ１及びＲ２のそれぞれの中心座標Ｑ１（ｕ１，　ｖ１）及びＱ２（ｕ２，　ｖ２）がラベリング処理等の画像処理によって求められ、これら中心座標から背景画像と測定画像のそれぞれの方向ベクトル（ｘｅ，　ｙｅ）及び（ｕｅ，　ｖｅ）が以下の式に基づいて演算される。
【数２】
2004117195.tif 000004
【００７５】
ステップ１１１８では、測定画像（図３）に対する背景画像（図２）の回転角度θが以下の演算により求められる。
θ←　ｓｉｎ−１（ｕｅｙｅ　−　ｖｅｘｅ）
【００７６】
ステップ１１１９では、測定画像（図３）に対する背景画像（図２）の平行移動量（Δｘ，Δｙ）が以下の演算により求められる。
Δｘ　←　ｘ１　−　ｕ１
Δｙ　←　ｙ１　−　ｖ１
【００７７】
ステップ１１２０では、上述の回転角度θ及び平行移動量（Δｘ，Δｙ）に基づいて位置補正背景画像（図４）が生成され、次いでステップ１１２１で測定画像（図２）を位置補正背景画像（図４）で差分処理することにより移動被写体の像ブレ領域ＢＲが抽出される。続いて、ステップ１１２２で像ブレ領域ＢＲの幅ＷＣ及びその高さＨＣが画像処理により求められ、ステップ１１２３で移動被写体の速度ＳＢが以下の演算により求められる。
ＳＢ＝（ＷＣ　−　ＨＣ）／ＭＴＣ
勿論、ここで、“Ｍ”は測定画像（或いは背景画像）の撮影倍率であり、“ＴＣ”は測定画像の電荷蓄積時間である。
【００７８】
ステップ１１２４では、上述のように演算された移動被写体の速度ＳＢが図１３に例示的に示すようにＬＣＤパネル５０に表示された測定画像上にスパーインポーズされる。即ち、同図の例では、移動被写体即ちボールの速度として、９５ｋｍが測定画像上にスパーインポーズされる。かくして、本デジタルカメラのユーザはＬＣＤパネル５０に表示された測定画像中の移動被写体の速度を認識することができる。
【００７９】
ステップ１１２５では、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って測定画像のメニュー選択処理が実行され、次いでステップ１１２５でメニュー確定スイッチ６２が操作されたか否かが判断される。メニュー確定スイッチ６２の操作が確認されないときには、ステップ１１１２に戻る。要するに、メニュー確定スイッチ６２が操作されるまでは、メニュー選択スイッチ６０の操作に従って測定画像上のメニュー選択処理が実行される。詳述すると、図１３に示すように、測定画面にはメニューとして“変更１”、“変更２”及び“終了”が表示され、図１３に示す例では、“変更１”が反転カーソルによって反転表示される。反転カーソルはメニュー選択スイッチ６０の操作により３つのメニュー、即ち“変更１”、“変更２”及び“終了”の間でシフトさせられ、反転表示のメニューが選択対象となる。
【００８０】
なお、ここでは、“変更１”は測定画像の変更を意味し、“変更２”は背景画像の変更を意味し、“終了”は速度計測モード選択の解除を意味する。
【００８１】
ステップ１１２６でメニュー確定スイッチ６２が操作されると、ステップ１１２７に進み、そこで選択メニューが“変更１”であるか否かが判断される。即ち、測定画像の変更が選択されたか否かが判断される。測定画像の変更が選択されたときは、ステップ１１１２に戻り、測定画像の表示切替処理が行われ、新たな測定画像が選択されると（ステップ１１１３）、その新たな測定画像に写された移動被写体の速度演算が上述した態様で行われる。
【００８２】
選択メニューが“変更１”即ち測定画像の変更でないとき、ステップ１１２７からステップ１１２８に進み、そこで選択メニューが“変更２”であるか否かが判断される。即ち、背景画像の変更が選択されたか否かが判断される。背景画像の変更が選択されたときは、ステップ１１０６に戻り、背景画像の表示切替処理が行われ、新たな背景画像が選択されると（ステップ１１０７）、その新たな背景画像に対する測定画像が適宜選択され（ステップ１１１２及び１１１３）、その後測定画像に写された移動被写体の速度演算が上述した態様で行われる。
【００８３】
選択メニューが“変更１”でも　“変更２”でもないとき、即ち“終了”が選択されたとき、ステップ１１２９に進み、そこでフラグＳＭＦが“１”から“０”に書き替えられた後にステップ１１０１に戻り、通常再生処理（ステップ１１０２）が実行されることになる。
【００８４】
上述の実施形態では、背景画像及び測定画像は共にデジタルカメラを手で持った状態で撮影することが前提とされているが、デジタルカメラを三脚上の固定して背景画像及び測定画像を撮影してもよく、この場合には背景画像を測定画像に一致させるための位置補正背景画像の生成処理については省くことができる。即ち、背景画像と測定画像とから直ちに移動被写体の像ブレ領域を抽出することができる。
【００８５】
また、上述の実施形態では、背景画像及び測定画像をそれぞれＣＦカードメモリに格納した後の画像再生モード時に移動被写体の速度演算が行われているが、速度演算処理をリアルタイム処理を行うことも可能である。即ち、例えば、或る時点で撮影された画像を背景画像として指定し、その後の撮影で得られる画像を測定画像とし、個々の測定画像が撮影される度毎に移動被写体の速度計測を行うようにしてもよい。
【００８６】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明によるデジタルカメラには撮影機能に加えて移動被写体の速度計測機能が与えられるので、その商品価値が高められるだけでなくデジタルカメラに対する新たな需要を喚起することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデジタルカメラの一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明による速度計測に用いられる背景画像を例示的に示す模式図である。
【図３】本発明による速度計測に用いられる測定画像を例示的に示す模式図である。
【図４】図２の背景画像を図３の測定画像に空間的に一致させるように位置補正された位置補正背景画像を示す模式図である。
【図５】図３の測定画像と図４の位置補正背景画像とから抽出された移動被写体の像ブレ領域を示す模式図である。
【図６】図５に示した移動被写体の像ブレ領域を拡大して示す拡大図であって、該移動被写体の速度計測に必要なディメンジョンを示す図である。
【図７】図１に示すシステム制御回路で実行される初期化ルーチンのフローチャートである。
【図８】図１に示すシステム制御回路で実行されるスイッチ操作監視処理ルーチンのフローチャートの一部である。
【図９】図８に示したスイッチ操作監視処理ルーチンのフローチャートの残りの部分である。
【図１０】図１に示すシステム制御回路で実行される撮影処理ルーチンのフローチャートである。
【図１１】図１に示すシステム制御回路で実行される再生処理ルーチンのフローチャートの一部である。
【図１２】図８に示した再生処理ルーチンのフローチャートの残りの部分である。
【図１３】速度計測モード時にＬＣＤパネルに表示される測定画像を例示的に示す模式図である。
【符号の説明】
１０　システム制御回路
１２　メインスイッチ（ＳＷＭ）
１４　撮影光学系
１６　ズーム駆動機構
１８　テレ側スイッチ（ＳＷＴ）
２０　ワイド側スイッチ（ＳＷＷ）
２２　ズームエンコーダ
２４　合焦レンズ駆動機構
２６　記録／再生スイッチ（Ｒ／Ｐ　ＳＷ）
２８　測光スイッチ（ＳＷＰ）
３０　レリーズスイッチ（ＳＷＲ）
３２　ＣＣＤ撮像素子
３４　光学的ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
３６　ＣＣＤ駆動回路
３８　相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）
４０　増幅器（ＡＭＰ）
４２　アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
４４　ビデオラム（ＶＲＡＭ）
４６　デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器
４８　ビデオエンコーダ
５０　液晶表示（ＬＣＤ）パネル
５２　ダイナミックラム（ＤＲＡＭ）
５４　ＣＦカードドライバ
５６　インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路
５８　メニュー表示スイッチ（ＳＷＭＤ）
６０　メニュー選択スイッチ（ＳＷＳ）
６２　メニュー確定スイッチ（ＳＷＫ）
【図１】
2004117195.tif 000005
【図２】
2004117195.tif 000006
【図３】
2004117195.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004117195.tif 000009
【図６】
2004117195.tif 000010
【図７】
2004117195.tif 000011
【図８】
2004117195.tif 000012
【図９】
2004117195.tif 000013
【図１０】
2004117195.tif 000014
【図１１】
2004117195.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2004117195.tif 000017