(57)【要約】【課題】撮影者の手ぶれによる振動をリアルタイムに予測して撮像する画像を補正できるようにした手ぶれ信号予測装置及び撮像機器を提供することである。【解決手段】所定時間毎に手ぶれによる振動量を手ぶれ信号として検出する手ぶれ信号検出手段と、検出した手ぶれ信号を記憶する手ぶれ信号記憶手段と、記憶している手ぶれ信号に基づいて手ぶれによる振動量の増減が反転している反転時間を検出する反転検出手段と、記憶している手ぶれ信号に基づいて手ぶれ信号の周波数分布データを検出する周波数分布検出手段と、検出した周波数分布データの中から特定の周波数を検出する特徴周波数検出部と、検出した反転時間及び特定の周波数に基づいて次の反転時間を算出する反転時間予測手段と、記憶している各々の手ぶれ信号に対して所定の演算処理を行って次の手ぶれ信号の予測値を算出する予測値演算手段と、算出した次の反転時間及び次の手ぶれ信号の予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力する予測手ぶれ信号出力手段とを設ける。【選択図】  図１
2004157154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定時間毎に手ぶれによる振動量を手ぶれ信号として検出する手ぶれ信号検出手段と、
前記手ぶれ信号検出手段で検出した手ぶれ信号を記憶する手ぶれ信号記憶手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、前記振動量の増減が反転している反転時間を検出する反転検出手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、該手ぶれ信号の周波数分布データを検出する周波数分布検出手段と、
前記周波数分布検出手段で検出した周波数分布データの中から特定の周波数を検出する特徴周波数検出手段と、
前記反転検出手段で検出した反転時間と前記特徴周波数検出手段で検出した特定の周波数に基づいて次の反転時間を算出する反転時間予測手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に対して所定の演算処理を行って次の手ぶれ信号の予測値を算出する予測値演算手段と、
前記反転時間予測手段で算出した次の反転時間と前記予測値演算手段で算出した予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力する予測手ぶれ信号出力手段と、
を備えた手ぶれ信号予測装置。
【請求項２】
前記特徴周波数検出手段は、前記周波数分布データにおいて、所定の振動量以上で、且つ、最も高い周波数を特定の周波数として検出すること
を特徴とする請求項１に記載の手ぶれ信号予測装置。
【請求項３】
前記予測信号演算手段は、前記算出した予測値を補正する補正手段を備えていること
を特徴とする請求項１に記載の手ぶれ信号予測装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記手ぶれ信号検出手段で検出した最新の手ぶれ信号の値を前記次の手ぶれ信号の予測値とすること
を特徴とする請求項３に記載の手ぶれ信号予測装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記算出した予測値を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正すること
を特徴とする請求項３に記載の手ぶれ信号予測装置。
【請求項６】
前記補正手段は、時間に対する手ぶれ量の変化に基づく所定の２次関数を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正すること
を特徴とする請求項３に記載の手ぶれ信号予測装置。
【請求項７】
手ぶれによる振動量を予測する手ぶれ信号予測部を備え、該手ぶれ信号予測部から出力される予測手ぶれ信号を用いて撮像する画像を補正できる撮像機器であって、
前記手ぶれ信号予測部は、
所定時間毎に手ぶれによる振動量を手ぶれ信号として検出する手ぶれ信号検出手段と、
前記手ぶれ信号検出手段で検出した手ぶれ信号を記憶する手ぶれ信号記憶手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、前記振動量の増減が反転している反転時間を検出する反転検出手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、該手ぶれ信号の周波数分布データを検出する周波数分布検出手段と、
前記周波数分布検出手段で検出した周波数分布データの中から特定の周波数を検出する特徴周波数検出手段と、
前記反転検出手段で検出した反転時間と前記特徴周波数検出手段で検出した特定の周波数に基づいて次の反転時間を算出する反転時間予測手段と、
前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に対して所定の演算処理を行って次の手ぶれ信号の予測値を算出する予測値演算手段と、
前記反転時間予測手段で算出した次の反転時間と前記予測値演算手段で算出した予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力する予測手ぶれ信号出力手段と、を具備していること
を特徴とする撮像機器。
【請求項８】
前記特徴周波数検出手段は、前記周波数分布データにおいて、所定の振動量以上で、且つ、最も高い周波数を特定の周波数として検出すること
を特徴とする請求項７に記載の撮像機器。
【請求項９】
前記予測信号演算手段は、前記算出した予測値を補正する補正手段を備えていること
を特徴とする請求項７に記載の撮像機器。
【請求項１０】
前記補正手段は、前記手ぶれ信号検出手段で検出した最新の手ぶれ信号の値を前記次の手ぶれ信号の予測値とすること
を特徴とする請求項９に記載の撮像機器。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記算出した予測値を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正すること
を特徴とする請求項９に記載の撮像機器。
【請求項１２】
前記補正手段は、時間に対する手ぶれ量の変化に基づく所定の２次関数を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正すること
を特徴とする請求項９に記載の撮像機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手ぶれ信号予測装置及び撮像機器に関するものである。詳しくは、撮影者の手ぶれによる振動をリアルタイムに予測して撮像する画像を補正できるようにした手ぶれ信号予測装置及び撮像機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像装置において、撮影者の手ぶれによる振動で画質が劣化することを防ぐ為の方法が種々考案されている。これらの方法は、手ぶれによる振動を信号として検出する機構、いわゆる、手ぶれ信号を検出する機構として角速度センサを備えていたり、動画を撮像する装置では、撮像した各時間の画像データを比較し、手ぶれ振動として認識される画像データの変化分を抽出するベクトル検出方式と呼ばれる機構を備え、この抽出した画像データの変化分を光学的、電子的に打ち消すことにより画質の劣化を防止（補正）している。
【０００３】
手ぶれ振動を打ち消した画像を得る為には、露光と同時間で手ぶれ振動に対する補正信号（以下、手ぶれ補正信号と云う）が必要となるが、角速度センサ等のセンサ類を用いている場合、ノイズ除去フィルタ等の影響により手ぶれ信号の検出に遅延が生じてしまう。
【０００４】
また、べクトル検出方式の場合は、手ぶれ振動として認識される画像データの変化分、いわゆる、手ぶれ信号を得るためには、露光して取り込んだ画像を信号処理した後に画像データを比較するため、手ぶれ信号の検出に遅延が生じてしまう。
【０００５】
このように、実際に得られる手ぶれ補正信号は、撮像した画像に対して時間的に遅れたものとなってしまうため、撮像した画像全体を一旦記憶装置に保存しておき、手ぶれ補正信号を得た後に記憶装置から手ぶれを打ち消した（補正した）画像を切り出すという方法により画質の劣化を防止（補正）している。
【０００６】
しかし、撮像した画像全体を一旦記憶装置に保存するため、現在撮像している画像に対しての手ぶれによる振動を補正することはできない。そこで、画像を撮像した時点で、次の手ぶれ振動を予測し、画質の劣化をリアルタイムで補正するという方法がある。
【０００７】
次の手ぶれ振動を予測する方法は、発生する手ぶれ振動を手ぶれ信号としてサンプリングして記憶し、記憶した手ぶれ信号に対して適切な予測演算処理を施すことで、次に発生する手ぶれ信号の予測値を算出し、この予測値に基づいて制御を行うことで、手ぶれによる振動の影響を抑えた露光動作を可能とし、画質の劣化をリアルタイムで補正するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特許３２３８４４９号公報（第３頁、図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した次の手ぶれ振動を予測する方法を用いた場合、サンプリングした手ぶれ信号の周波数成分において、低周波数成分が支配的であるときには精度のよい予測値を得ることが可能であるが、高周波数成分の強度が大きいときは、予測値に大きな誤差が生じてしまうという問題がある。
【００１０】
従って、撮影者の手ぶれによる振動をリアルタイムに予測し、且つ、手ぶれ振動に高い周波数成分が含まれている場合であっても、精度の高い予測値を得ることができるようにすること、に解決しなければならない課題を有する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明に係る手ぶれ信号予測装置及び撮像機器は次のような構成にすることである。
【００１２】
（１）所定時間毎に手ぶれによる振動量を手ぶれ信号として検出する手ぶれ信号検出手段と、前記手ぶれ信号検出手段で検出した手ぶれ信号を記憶する手ぶれ信号記憶手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、前記振動量の増減が反転している反転時間を検出する反転検出手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、該手ぶれ信号の周波数分布データを検出する周波数分布検出手段と、前記周波数分布検出手段で検出した周波数分布データの中から特定の周波数を検出する特徴周波数検出手段と、前記反転検出手段で検出した反転時間と前記特徴周波数検出手段で検出した特定の周波数に基づいて次の反転時間を算出する反転時間予測手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に対して所定の演算処理を行って次の手ぶれ信号の予測値を算出する予測値演算手段と、前記反転時間予測手段で算出した次の反転時間と前記予測値演算手段で算出した予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力する予測手ぶれ信号出力手段と、を備えた手ぶれ信号予測装置。
（２）前記特徴周波数検出手段は、前記周波数分布データにおいて、所定の振動量以上で、且つ、最も高い周波数を特定の周波数として検出することを特徴とする（１）に記載の手ぶれ信号予測装置。
（３）前記予測信号演算手段は、前記算出した予測値を補正する補正手段を備えていることを特徴とする（１）に記載の手ぶれ信号予測装置。
（４）前記補正手段は、前記手ぶれ信号検出手段で検出した最新の手ぶれ信号の値を前記次の手ぶれ信号の予測値とすることを特徴とする（３）に記載の手ぶれ信号予測装置。
（５）前記補正手段は、前記算出した予測値を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正することを特徴とする（３）に記載の手ぶれ信号予測装置。
（６）前記補正手段は、時間に対する手ぶれ量の変化に基づく所定の２次関数を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正することを特徴とする（３）に記載の手ぶれ信号予測装置。
【００１３】
（７）手ぶれによる振動量を予測する手ぶれ信号予測部を備え、該手ぶれ信号予測部から出力される予測手ぶれ信号を用いて撮像する画像を補正できる撮像機器であって、
前記手ぶれ信号予測部は、
所定時間毎に手ぶれによる振動量を手ぶれ信号として検出する手ぶれ信号検出手段と、前記手ぶれ信号検出手段で検出した手ぶれ信号を記憶する手ぶれ信号記憶手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、前記振動量の増減が反転している反転時間を検出する反転検出手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号に基づいて、該手ぶれ信号の周波数分布データを検出する周波数分布検出手段と、前記周波数分布検出手段で検出した周波数分布データの中から特定の周波数を検出する特徴周波数検出手段と、前記反転検出手段で検出した反転時間と前記特徴周波数検出手段で検出した特定の周波数に基づいて次の反転時間を算出する反転時間予測手段と、前記手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に対して所定の演算処理を行って次の手ぶれ信号の予測値を算出する予測値演算手段と、前記反転時間予測手段で算出した次の反転時間と前記予測値演算手段で算出した予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力する予測手ぶれ信号出力手段と、を具備していることを特徴とする撮像機器。
（８）前記特徴周波数検出手段は、前記周波数分布データにおいて、所定の振動量以上で、且つ、最も高い周波数を特定の周波数として検出することを特徴とする（７）に記載の撮像機器。
（９）前記予測信号演算手段は、前記算出した予測値を補正する補正手段を備えていることを特徴とする（７）に記載の撮像機器。
（１０）前記補正手段は、前記手ぶれ信号検出手段で検出した最新の手ぶれ信号の値を前記次の手ぶれ信号の予測値とすることを特徴とする（９）に記載の撮像機器。
（１１）前記補正手段は、前記算出した予測値を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正することを特徴とする（９）に記載の撮像機器。
（１２）前記補正手段は、時間に対する手ぶれ量の変化に基づく所定の２次関数を利用して前記次の手ぶれ信号の予測値を補正することを特徴とする（９）に記載の撮像機器。
【００１４】
このような構成の手ぶれ信号予測装置及び撮像機器により、手ぶれ信号記憶手段で記憶している手ぶれ信号とに基づいて、手ぶれによる振動量の増減が反転している反転時間を検出すると共に、手ぶれ信号の周波数分布データを検出し、この中から最も高い周波数を検出し、検出した反転時間及び最も高い周波数に基づいて、手ぶれ信号の振動量の増減が次に反転する時間、即ち、予測反転時間を算出する。また、手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に所定の演算処理を施して次の手ぶれ信号の予測値を算出する。
【００１５】
そして、算出した予測反転時間及び次の手ぶれ信号の予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力することにより、手ぶれ信号のサンプリング間隔に対して高い周波数成分が含まれている手ぶれ振動がある場合においても、精度の高い予測値を算出することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る手ぶれ信号予測装置及び撮像機器の実施の形態について図面を参照して説明する。但し、図面は専ら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
図１は、ビデオカメラなどの撮像機器に設ける手ぶれ信号予測装置の概略構成を示すブロック図であり、手ぶれ信号検出部１００、手ぶれ信号記憶部１１０、手ぶれ信号傾き反転検出部１２０、周波数分布検出部１３０、特徴周波数検出部１４０、傾き反転時間予測部１５０、予測演算部１６０とから構成される。
【００１８】
手ぶれ信号検出部１００は、図２に示すような所定時間ごとに手ぶれによる振動量（以下、手ぶれ量と云う）をサンプリングしたサンプル値（図２の黒点）、いわゆる、手ぶれ信号を検出し、手ぶれ信号記憶部１１０に送る。なお、サンプリングの時間間隔は、手ぶれ信号の周波数（手ぶれ振動の周期）に対して十分に短い時間とする。
【００１９】
手ぶれ信号記憶部１１０は、手ぶれ信号検出部１００でサンプリングされたサンプル値（以下、最新の手ぶれ信号）及び手ぶれ信号の周波数分布を検出する為に必要な数の過去のサンプル値（以下、過去の手ぶれ信号）を記憶しておくと共に、記憶している手ぶれ信号を手ぶれ信号傾き反転検出部１２０と周波数分布検出部１３０に送出する。
【００２０】
ここで、手ぶれ信号の周波数分布を検出する為に必要な手ぶれ信号の数とは、手ぶれ信号の主要な周波数成分が１〜２０［Ｈｚ］であるから、この範囲の周波数分布が調べられるサンプル数を保持するものとし、例えば、サンプリング周波数が６０［Ｈｚ］の場合、過去６４個の手ぶれ信号（サンプル値）を保持しておく。
【００２１】
手ぶれ信号傾き反転検出部１２０は、手ぶれ信号記憶部１１０から送られてくる最新の手ぶれ信号及び過去の手ぶれ信号によって、最新の手ぶれ信号を得た時点で、手ぶれ信号の傾きが反転したか否か、即ち、手ぶれ量の増減が反転したか否かを判別し、反転している場合にはその反転時間を記憶するとともに、傾き反転時間予測部１５０に記憶した反転時間を送出する。
【００２２】
具体的には、数式１に示すように、最新の手ぶれ信号Ｐ（ｎ）、１つ前のサンプリング時間ｔｎ−１でサンプリングした手ぶれ信号をＰ（ｎ−１）、２つ前のサンプリング時間ｔｎ−２でサンプリングした手ぶれ信号をＰ（ｎ−２）とした場合、最新の手ぶれ信号についての傾きＳ（ｎ）と、最新の手ぶれ信号より１つ前のサンプリング時間ｔｎ−１でサンプリングした手ぶれ信号（手ぶれ信号）についての傾きＳ（ｎ−１）を算出して比較し、反転時間ｔ１を検出する。
【００２３】
【数１】
Ｓ（ｎ）      ＝  Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）
Ｓ（ｎ−１）  ＝  Ｐ（ｎ−１）−Ｐ（ｎ−２）
ただし、Ｐ（ｎ）は時間ｔにおける手ぶれ信号とする。また、時間ｔｎは最新の手ぶれ信号を得た時間とする。
【００２４】
例えば、上述の手ぶれ信号Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ−１）、Ｐ（ｎ−２）の３つが図３に示すようにサンプリングされていた場合について説明する。
【００２５】
上述した数式１によってＳ（ｎ）及びＳ（ｎ−１）を算出すると、Ｓ（ｎ）は、Ｐ（ｎ）＜Ｐ（ｎ−１）であり、算出した値は「負（マイナス）値」となり、手ぶれ量が減少する方向、即ち、傾きが「負（マイナス）」である。
【００２６】
一方、Ｓ（ｎ−１）は、Ｐ（ｎ−１）＞Ｐ（ｎ−２）であり、算出した値は「正（プラス）値」となり、手ぶれ量が増加する方向、即ち、傾きが「正（プラス）」である。
【００２７】
そして、このような手ぶれ信号Ｐ（ｎ）、Ｐ（ｎ−１）、Ｐ（ｎ−２）を２次曲線上にあるものとみなし、曲線のピーク（傾き０）となる時間（図中の▽印）が手ぶれ信号の増減が反転した時間、即ち、傾きが反転した反転時間ｔ１として検出し、傾き（符号）が次に反転するまでの間、検出した反転時間ｔ１を記憶（保持）しておく。
【００２８】
周波数分布検出部１３０は、ＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；高速フーリエ変換演算）によって手ぶれ信号記憶部１１０に記憶してある最新の手ぶれ信号及び過去の手ぶれ信号から、手ぶれ信号の周波数分布データを検出する。
【００２９】
特徴周波数検出部１４０は、周波数分布検出部１３０で得た手ぶれ信号の周波数分布データにおいて、一定以上の手ぶれ量で、且つ、最も高い周波数Ｆ［Ｈｚ］を特徴周波数として検出する。
【００３０】
ここで、一定以上の手ぶれ量とは、手ぶれ信号として検出したサンプル値の中で、手ぶれ振動として目立つ程度の手ぶれ量とし、例えば、５［ｐｉｘｅｌ］程度に設定した場合、５［ｐｉｘｅｌ］以上の手ぶれ量（振幅）を持つ中で最も高い周波数Ｆ［Ｈｚ］を検出することとなる。
【００３１】
傾き反転時間予測部１５０は、手ぶれ信号傾き反転検出部１２０で検出した反転時間ｔ１に、特徴周波数検出部１４０で得た周波数Ｆの半周期Ｔ（＝１／２Ｆ）を加算処理することによって、手ぶれ量の増減、即ち、手ぶれ信号の傾きが次に反転する時間、予測反転時間ｔ２を算出する。予測反転時間ｔ２は数式２で表される。
【００３２】
【数２】
ｔ２  ＝ｔ１  ＋  １／２Ｆ
【００３３】
予測演算部１６０は、手ぶれ信号記憶部１１０に記憶してある最新及び過去の手ぶれ信号（サンプル値）に、各サンプリング時間に対応して予め定められた係数を乗じ、その値を全て加算処理することで、次の手ぶれ信号の予測値Ｐ’（ｎ＋１）を生成する。
【００３４】
そして、生成した次の手ぶれ信号の予測値Ｐ’（ｎ＋１）と傾き反転時間予測部１５０からの予測反転時間ｔ２に基づいて、予測手ぶれ信号を出力する。
【００３５】
ここで、予測演算部１６０における予測手ぶれ信号の予測値の生成方法について説明する。
【００３６】
手ぶれ信号検出部１００でサンプリングされた最新の手ぶれ信号Ｐ（ｎ）に対する、１階差Ｓ（ｎ）、２階差Ａ（ｎ）、３階差ｄＡ（ｎ）を数式３に示すように定義するものとする。
【００３７】
【数３】
Ｓ（ｎ）  ＝  Ｐ（ｎ）−Ｐ（ｎ−１）
Ａ（ｎ）  ＝  Ｓ（ｎ）−Ｓ（ｎ−１）
ｄＡ（ｎ）  ＝  Ａ（ｎ）−Ａ（ｎ−１）
【００３８】
ここで、手ぶれ信号は滑らかに変化し、３階差ｄＡ（ｎ）は１サンプリング先でも変化しないものとする。このとき、１つ先のサンプリング時間の手ぶれ信号の予測値Ｐ’（ｎ＋１）は数式４で求めることができる。
【００３９】
【数４】
Ａ’（ｎ＋１）  ＝  Ａ（ｎ）＋ｄＡ（ｎ）
Ｓ’（ｎ＋１）＝  Ｓ（ｎ）＋Ａ（ｎ＋１）
Ｐ’（ｎ＋１）＝  Ｐ（ｎ）＋Ｓ（ｎ＋１）
【００４０】
サンプリング周波数が手ぶれ信号の周波数よりも十分高い周波数であれば、数式４により十分に正確な予測値を得ることができる。
【００４１】
しかしながら、ベクトル検出方式により手ぶれ信号を予測する場合、手ぶれ信号を得るためのサンプリング周波数の上限が６０［Ｈｚ］程度であり、１０［Ｈｚ］を超えるような周波数成分が含まれているような実際の手ぶれ信号に対して上述の数式４で予測値を算出すると、実際の手ぶれ信号と予測値との間に大きなずれが生じてしまうことがある。
【００４２】
具体的には、図４に示すように、現在値Ｐ（ｎ）より減少した値の予測値Ｐ’（ｎ＋１）が算出されなければならないが、逆に値が増加した予測値Ｐ’１（ｎ＋１）が算出され、実際の手ぶれ信号であるＰ（ｎ＋１）の値とは全くかけ離れた予測値になったり、予測値Ｐ’２（ｎ＋１）のように実際の手ぶれ信号であるＰ（ｎ＋１）の値との間に誤差がでてしまうというようなことがある。
【００４３】
そこで、予測演算部１６０は、上述したような実際の手ぶれ信号を予測する場合においても、予測値が大きくずれないようにするための補正機能を設けている
。
【００４４】
ここで、予測演算部１６０の補正機能により、次の手ぶれ信号の予測値を補正する方法について説明する。なお、補正後の予測値は、修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）とする。
【００４５】
［方法１］
図５に示すように、直前にサンプリングした（最新の）手ぶれ信号Ｐ（ｎ）を修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）とする。即ち、修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）は数式５に示す値とする。
【００４６】
【数５】
Ｐ”（ｎ＋１）  ＝  Ｐ（ｎ）
【００４７】
方法１では、直前にサンプリングした手ぶれ信号手ぶれをそのまま次のサンプリング信号の予測値とするので、信号の傾きの符号反転をしていない状態で算出された予測値（例えば、図４の予測値Ｐ’１（ｎ＋１）参照）に比べて、誤差の範囲を小さくすることができる。
【００４８】
［方法２］
図６に示すように、Ｐ（ｎ）から補正前の予測値Ｐ’（ｎ＋１）へ直線的に変化するものとし、この直線を予測反転時間ｔ２で折り返した値を修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）とする。なお、修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）は数式６によって算出できる。
【００４９】
【数６】
2004157154.tif 000003
【００５０】
方法２では、誤差が大きい予測値の出現が低減され、予測精度が全体的に向上する。
【００５１】
［方法３］
図７に示すように、最新の手ぶれ信号Ｐ（ｎ）、１つ前のサンプリング時間ｔｎ−１の手ぶれ信号Ｐ（ｎ−１）を通り、予測反転時間ｔ２においてピークを持つ２次曲線Ｃに基づいて次の手ぶれ信号が変化するものとし、時間ｔｎ＋１における２次曲線Ｃ上の値を修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）とする。修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）は数式７によって算出される。
【００５２】
【数７】
2004157154.tif 000004
【００５３】
方法３では、所定の２次曲線Ｃ（数式７）を利用することにより、個々の予測値の誤差が小さくなり、予測値の誤差を最小限度に抑えることができる。
【００５４】
サンプリングの時間間隔は、手ぶれ信号の周波数（手ぶれ振動の周期）に対して十分に短い時間であるので、上述したような［方法１］〜［方法３］によって予測値の補正を行うことで、ベクトル検出方式によって手ぶれ信号を予測する場合においても、精度よく予測することができる。
【００５５】
予測演算部１６０は、この修正予測値Ｐ”（ｎ）と予測反転時間ｔ２に基づいて予測手ぶれ信号を出力する。なお、上述した方法以外であってもよいことは勿論のことである。
【００５６】
続いて、このような手ぶれ信号予測装置の動作について説明する。
【００５７】
手ぶれ信号検出部１００は、所定時間毎に手ぶれによる振動量をサンプリングし、手ぶれ信号として検出する。そして、検出した手ぶれ信号は最新の手ぶれ信号として手ぶれ信号記憶部１１０に送る。
【００５８】
手ぶれ信号記憶部１１０は、手ぶれ信号検出部１００でサンプリングされた最新の手ぶれ信号を記憶し、記憶してある過去の手ぶれ信号と共に手ぶれ信号傾き反転検出部１２０及び周波数分布検出部１３０に送出する。
【００５９】
手ぶれ信号傾き反転検出部１２０では、手ぶれ信号記憶部１１０から送られてくる最新の手ぶれ信号と過去の手ぶれ信号から、最新の手ぶれ信号を得た時点における手ぶれ信号の傾き（手ぶれ量の増減方向）が反転したか否かを判別し、反転している場合はその反転時間を記憶（保持）しておくと共に、傾き反転時間予測部１５０に記憶（保持）した反転時間を送出する。
【００６０】
一方、周波数分布検出部１３０は、手ぶれ信号記憶部１１０に記憶してある最新及び過去の手ぶれ信号に基づいて、ＦＦＴ演算処理を行い、手ぶれ信号の周波数分布データを検出し、特徴周波数検出部１４０に送出する。
【００６１】
そして、特徴周波数検出部１４０では、周波数分布検出部１３０で得た手ぶれ信号の周波数分布データから、一定以上の手ぶれ量で、且つ、最も高い周波数を特徴周波数Ｆとして検出し、傾き反転時間予測部１５０に送出する。
【００６２】
傾き反転時間予測部１５０では、手ぶれ信号傾き反転検出部１２０に記憶（保持）されている反転時間ｔ１に、特徴周波数検出部１４０で得た周波数Ｆの半周期Ｔ（＝１／２Ｆ）を加算することによって、次の手ぶれ信号の傾きが反転する時間である予測反転時間ｔ２を算出して、予測演算部１６０に送出する。
【００６３】
予測演算部１６０では、手ぶれ信号記憶部１１０に記憶してある現在及び過去の手ぶれ信号に、各サンプル時間に対応して予め定められた係数を乗じ、その値を全て加算することで、次の手ぶれ信号の予測値Ｐ’（ｎ＋１）を算出し、傾き反転時間予測部１５０からの予測反転時間ｔ２と予測値Ｐ’（ｎ＋１）に基づいた予測手ぶれ信号を出力する。
【００６４】
また、予測値の補正を行う場合は、予測演算部１６０の補正機能によって、予測値Ｐ’（ｎ＋１）の補正処理を行い、修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）を算出し、傾き反転時間予測部１５０からの予測反転時間ｔ２と修正予測値Ｐ”（ｎ＋１）に基づいた予測手ぶれ信号を出力する。
【００６５】
そして、手ぶれ信号予測装置から出力される予測手ぶれ信号に基づき、撮像機器の撮像部などの関連各部を制御することで、手ぶれ振動よる画像の劣化をリアルタイムに抑えて撮像することができるようになる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した手ぶれ信号予測装置により、手ぶれ信号記憶手段で記憶している最新及び過去の手ぶれ信号とに基づいて、手ぶれによる振動量の増減が反転している反転時間を検出すると共に、この手ぶれ信号の周波数分布データから一定以上の手ぶれ量で、且つ、最も高い周波数を検出し、検出した反転時間及び最も高い周波数に基づいて予測反転時間を算出する。また、手ぶれ信号記憶手段で記憶している各々の手ぶれ信号に所定の演算処理を施して次の手ぶれ信号の予測値を算出し、この予測反転時間及び次の手ぶれ信号の予測値とに基づいて予測手ぶれ信号を生成して出力することにより、手ぶれ信号のサンプリング間隔に対して高い周波数成分が含まれている手ぶれ振動があっても、精度の高い予測値を簡単な回路構成で容易に算出することが可能となり、手ぶれ補正機能を低コストで導入することができるという極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る手ぶれ信号予測装置の構成を略示的に示したブロック図である。
【図２】図１に示す手ぶれ信号予測装置における手ぶれ振動のサンプリングについて説明するための説明図である。
【図３】図１に示す手ぶれ信号予測装置における手ぶれ信号傾き反転検出部の動作原理を説明するための説明図である。
【図４】図１に示す手ぶれ信号予測装置で手ぶれ信号を予測したときの概略を説明するための説明図である。
【図５】図１に示す手ぶれ信号予測装置における予測値の補正方法を説明するための説明図である。
【図６】図１に示す手ぶれ信号予測装置における予測値の補正方法を説明するための説明図である。
【図７】図１に示す手ぶれ信号予測装置における予測値の補正方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１００；手ぶれ信号検出部、１１０；手ぶれ信号記憶部、１２０；手ぶれ信号傾き反転検出部、１３０；周波数分布検出部、１４０；特徴周波数検出部、１５０；傾き反転時間予測部、１６０；予測演算部
【図１】
2004157154.tif 000005
【図２】
2004157154.tif 000006
【図３】
2004157154.tif 000007
【図４】
2004157154.tif 000008
【図５】
2004157154.tif 000009
【図６】
2004157154.tif 000010
【図７】
2004157154.tif 000011