(57)【要約】【課題】ゆらぎに起因する電圧値の変動を抑制できると共に追従応答性が改善された平滑化装置を実現する。  【解決手段】本発明による平滑化装置は、最新の電圧値Ｖ［0］が入力した際、連続するｎ個（ｎは正の整数）の電圧値（Ｖ［−1］〜Ｖ［−(ｎ＋1)］の平均値である第１の平均値を求める手段（６ａ）と、前記ｎ個の電圧値よりも遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ［−2］〜Ｖ［−(ｎ＋2)］）の平均値である第2の平均値を求める手段（６ｂ）と、第１の平均値と第２の平均値との差分を求める手段（７ａ）と、得られた差分値を所定の閾値と比較する比較手段（８ａ）とを具える。そして、差分値が閾値を超えた場合、信号電圧が変化したものと判定して新たに入力した電圧値を出力信号電圧として出力し、差分値が閾値未満の場合ゆらぎに起因する電圧値の変動と判断し、以前の電圧値を出力する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報を含む各種物理量を電圧値として表す信号電圧を平滑化する平滑化装置であって、
最新の電圧値Ｖ［0］が入力した際、連続するｎ個（ｎは正の整数）の電圧値（Ｖ［−1］〜Ｖ［−(ｎ＋1)］の平均値である第１の平均値を求める手段と、
前記ｎ個の電圧値よりも遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ［−2］〜Ｖ［−(ｎ＋2)］）の平均値である第2の平均値を求める手段と、
前記第１の平均値と第２の平均値との差分を求める手段と、
得られた差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを具え、
前記差分値が閾値を超えた場合、信号電圧が変化したものと判定することを特徴とする平滑化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平滑化装置において、さらに、ｍビット（ｍは正の整数）分だけ遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ（−ｍ）〜Ｖ（−（ｎ＋ｍ））の平均値を求める手段と、得られた平均値と前記第１の平均値との差分を算出する差分算出手段と、算出された差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを有し、いずれか１個の差分値が前記閾値を超えた場合、信号電圧が変化したものと判定することを特徴とする平滑化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の平滑化装置において、信号電圧が変化したものと判定した場合、入力した最新の電圧値を出力信号値として出力し、前記差分値が閾値未満の場合、ゆらぎに起因する電圧値の変化と判定し、以前に入力した電圧値を出力信号値として出力することを特徴とする平滑化装置。
【請求項４】
各種の位置情報を電圧値として出力するポテンショメータを有するリモコン雲台において、
前記ポテンショメータから最新の電圧値Ｖ［0］が発生した際、連続するｎ個（ｎは正の整数）の電圧値（Ｖ［−1］〜Ｖ［−(ｎ＋1)］の平均値である第１の平均値を求める手段と、
前記ｎ個の電圧値よりも遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ［−2］〜Ｖ［−(ｎ＋2)］の平均値である第2の平均値を求める手段と、
前記第１の平均値と第２の平均値との差分を求める手段と、
得られた差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを具え、
前記差分値が閾値を超えた場合、位置情報が変化したものと判定し、前記最新の電圧値を位置情報として出力することを特徴とするリモコン雲台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号電圧中に含まれるゆらぎに起因する電圧変化を抑制できる信号電圧平滑化装置、特にリモコン雲台のポテンショメータから出力される信号電圧のゆらぎを抑制するのに好適な信号電圧平滑化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
実写映像とコンピュータグラフィクス映像とを合成する場合、放送局等のバーチャルスタジオで主要な被写体を撮影し、その実写像と背景を示すコンピュータグラフィクス映像とが合成される。また、バーチャルスタジオでは、実写映像の動きに合わせてコンピュータグラフィクス映像を変化させるために、リモコン雲台のパン角度、チルト角度、ズームフォーカスレンズ位置等を示す位置情報をコンピュータに伝送している。これらの位置情報は、ポテンショメータから信号電圧として出力されている。
【０００３】
被写体が静止している場合、ポテンショメータから出力される信号電圧は一定値に維持される必要がある。しかし、装置の精度やノイズに起因して信号電圧にゆらぎが発生すると、出力信号の電圧値が変動する。出力信号の電圧値が変化すると、被写体の位置変化による変化であるか又はゆらぎに起因した変化であるか判別できない不具合が生じてしまう。このため、本来静止すべき画像に微少な動きが発生し、合成映像の画像品質が低下する不具合が生じてしまう。
【０００４】
従来、信号電圧のゆらぎを抑制する方法として、適応フィルタを用いてゆらぎを抑制する方法が既知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１５０２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リモコン雲台から出力される位置情報を表す信号電圧にゆらぎが発生すると、本来静止すべき被写体に微少な動き（ブレ）が発生し、合成映像の画質が低下する不具合が発生する。従って、ゆらぎを抑制する方法の開発が強く要請されている。一方、ゆらぎを抑制する方法として、適応フィルタ等を用いてハード的に解決する方法では、適応フィルタの価格が高価であるため、コストが高価になる欠点がある。また、ゆらぎが重畳している信号電圧について、単純にゆらいでいる部分を切り捨てた場合、被写体の正確な動きを把握できない欠点がある。さらに、信号電圧の最下位の値について四捨五入した場合、信号電圧がステップ状に変化し、リニアな動きに追従できない欠点がある。
【０００７】
本発明の目的は、ゆらぎが重畳している信号電圧であっても期待値に適合した平滑化を行うことができる平滑化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による平滑化装置は、位置情報を含む各種物理量を電圧値として表す信号電圧を平滑化する平滑化装置であって、
最新の電圧値Ｖ［0］が入力した際、連続するｎ個（ｎは正の整数）の電圧値（Ｖ［−1］〜Ｖ［−(ｎ＋1)］の平均値である第１の平均値を求める手段と、
前記ｎ個の電圧値よりも１ビット分だけ遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ［−2］〜Ｖ［−(ｎ＋2)］）の平均値である第2の平均値を求める手段と、
前記第１の平均値と第２の平均値との差分を求める手段と、
得られた差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを具え、
前記差分値が閾値を超えた場合、信号電圧が変化したものと判定することを特徴とする。
【０００９】
過去のｎ個の電圧値の平均値を求めて平滑化する方法では、ゆらぎに起因する電圧値の変動をある程度抑制することができる。しかしながら、単に平均値を求めるだけでは、実際の位置変化に対する応答性が遅延する不具合が発生する。そこで、追従応答性を改善するため、ｎ個の電圧値の平均値と、それよりも遅延したｎ個の電圧値の平均値との差分をとり、差分値を所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合信号電圧が変化したものと判定する。このように、ハイブリッド方式を利用することにより、ゆらぎを抑制できると共に追従応答性が改善される。
【００１０】
本発明による平滑化装置の好適実施例は、さらに、ｍビット（ｍは正の整数）分だけ遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ（−ｍ）〜Ｖ（−（ｎ＋ｍ））の平均値を求める手段と、得られた平均値と前記第１の平均値との差分を算出する差分算出手段と、算出された差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを有し、いずれか１個の差分値が前記閾値を超えた場合、信号電圧が変化したものと判定することを特徴とする。
【００１１】
本発明による平滑化装置の別の好適実施例は、信号電圧が変化したものと判定した場合、入力した最新の電圧値を出力信号値として出力し、前記差分値が閾値未満の場合、ゆらぎに起因する電圧値の変化と判定し、以前に入力した電圧値を出力信号値として出力することを特徴とする。
【００１２】
本発明によるリモコン雲台は、各種の位置情報を電圧値として出力するポテンショメータを有するリモコン雲台において、
前記ポテンショメータから最新の電圧値Ｖ［0］が発生した際、連続するｎ個（ｎは正の整数）の電圧値（Ｖ［−1］〜Ｖ［−(ｎ＋1)］の平均値である第１の平均値を求める手段と、
前記ｎ個の電圧値よりも遅延した連続するｎ個の電圧値（Ｖ［−2］〜Ｖ［−(ｎ＋2)］の平均値である第2の平均値を求める手段と、
前記第１の平均値と第２の平均値との差分を求める手段と、
得られた差分値を所定の閾値と比較する比較手段とを具え、
前記差分値が閾値を超えた場合、位置情報が変化したものと判定し、前記最新の電圧値を位置情報として出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ｎ個の電圧値の平均値と、それよりも遅延したｎ個の電圧値の平均値との差分をとり、差分値が所定の閾値を超えた場合信号電圧が変化したものと判定しているので、ゆらぎに起因する電圧値の変動が抑制されると共に追従応答性も改善される。特に、本発明をリモコン雲台のポテンショメータから出力される信号電圧の平滑化に利用した場合、被写体の不自然な微少な動きが消滅し、合成映像の画像品質を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明による信号電圧平滑化装置の一例を示すものであり、図２は処理のフロートチャートを示す図である。本例では、リモコン雲台の各種位置情報を出力するポテンショメータから出力される信号電圧を平滑化する平滑化装置について説明する。ポテンショメータ１から出力される信号電圧はＡ／Ｄ変換器２によりデジタル信号に変換する。デジタル信号に変換された電圧値は、ｋ個（本例では、例えば１１個）のレジスタ３ａ〜３ｋに格納する。各レジスタ３ａ〜３ｋは、例えば連続する１５個の電圧値を記憶する記憶領域を有するシフトレジスタで構成される。尚、本明細書において、１個の電圧値を記憶する領域を１ビットと称することにする。ここで、順次入力する電圧値を最新の電圧値V[0]から遅延した古い順にV[−1], V[−2], V[−3],………V[−N]として表す。各レジスタ３ａ〜３ｋは、それぞれ順次1個の電圧値（１ビット）だけ遅延した連続する合計１５個の電圧値を格納する。各レジスタに格納される電圧値を以下に示す。
第１レジスタ３ａ：Ｅ[0]＝Ｖ[−1]〜Ｖ[−1５]
第２レジスタ３ｂ：Ｅ[−1]＝Ｖ[−2]〜Ｖ[−16]
第３レジスタ３ｃ：Ｅ[−2]＝Ｖ[−3]〜Ｖ[−17]  
第４レジスタ３ｄ：Ｅ[−3]＝Ｖ[−4]〜Ｖ[−18]
：
：
第１１レジスタ３ｋ：Ｅ[−10]＝Ｖ[−11]〜Ｖ[−25]
【００１５】
順次出力されＡ／Ｄ変換された電圧値は、第１の遅延手段４ａに１ビット遅延されて第１のレジスタ３ａに格納される。第２のレジスタ３ｂには、第２の遅延手段４ｂにより２ビット遅延された１５個の電圧値が格納され、第３のレジスタ３ｃには第３の遅延手段４ｃにより３ビット遅延した１５個の電圧値が格納される。このようにして、１１番目のレジスタ３ｋには第１１の遅延手段４ｋにより１１ビット遅延した電圧値が格納される。           
【００１６】
第１のレジスタ３ａに格納されている連続する１５個の電圧値は、第１のメモリ５ａに複写されて第１の平均化手段６ａに供給される。第１の平均化手段６ａは、１５個の電圧値Ｖ[−1]〜Ｖ[−15]の合計を求め、その合計値を１５で除算して第１の平均値Ａ[0]を算出する。同様に、第２の平均化手段６ｂは、１５個の電圧値Ｖ[−2]〜Ｖ[−16]を合計し、１５で除算して第２の平均値A[−1]を算出する。これら第１及び第２の平均値は差分算出手段７ａに供給され、第１の平均値と第２の平均値との差分が算出される。得られた差分値は第１の比較手段８ａに供給され、所定の閾値と比較される。比較結果として、差分値が閾値を超える場合、最新の電圧値Ｖ［0］はゆらぎに起因する変動ではなく、位置情報の変化による変化と判断する。一方、差分値が閾値未満の場合入力した最新の電圧値はゆらぎに起因する変動であると判断する。
【００１７】
第１の比較手段８ａの出力は［１］及び［０］の２進値で表示され、閾値を超える場合［１］の値が出力され、閾値未満の場合［０］の値が出力され、これらの出力は第１のＯＲゲート９に供給される。第１のＯＲゲートからの出力はセレクタ１０に供給される。ＯＲゲートへの入力が［１］の場合ＯＲゲートから［１］が出力され、入力が［０］の場合ＯＲゲートから［０］が出力される。セレクタ１０は、ＯＲゲートから［１］が入力した場合、第１入力の値 を選択し、［０］が入力した場合第２入力の値を選択し、選択した電圧値を出力する。Ａ／Ｄ変換された最新の電圧値は、セレクタ１０の第１の入力にも供給され、セレクタ１０の出力信号はセレクタの第２の入力に供給される。従って、差分値が閾値を超える場合、位置情報の変化があったものと判断され、新たに入力した電圧値が選択されて出力される。一方、差分値が閾値未満の場合電圧値の変化はゆらぎに起因するものと判断され、以前の電圧値が出力される。この結果、ゆらぎに起因する電圧値が生じても、出力される信号電圧はそのままの電圧値に維持され、ゆらぎが抑制された信号電圧が出力される。
【００１８】
さらに実際の位置変化に対する応答性を改善するため、本例では、上述した平滑化処理に加えて以下の処理も行う。第３〜第１１のレジスタ３ｃ〜３ｋに格納されている電圧値Ｅ［−２］〜Ｅ［−10］についても、それぞれメモリ５ｃ〜５ｋを介して第３〜第１１の平均化手段６ｃ〜６ｋにそれぞれ供給して平均値を求める。そして、差分値算出手段７ｂ〜７ｋにおいて、得られた平均値とＥ［0］の平均値である第１の平均値との差分を算出する。算出された差分値は、第２〜第１０の比較手段８ｂ〜８ｊにおいて所定の閾値と比較する。得られた比較結果は第２のＯＲゲート１１に供給され、第２のＯＲゲート１１の出力は第１のＯＲゲート９に供給する。ＯＲゲート９においては、第２の平均化手段からの出力と第１の平均化手段からの出力との差分値が所定の閾値を超えない場合であっても、遅延した電圧値の変化も考慮されるため、位置情報の変化に対する応答性が改善され、実際の位置情報の変化に対する遅延量が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による信号電圧平滑化装置の一例を示す線図である。
【図２】一連の処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１  ポテンショメータ
２  Ａ／Ｄ変換器
３ａ〜３ｋ  レジスタ
４ａ〜４ｋ  遅延手段
５ａ〜５ｋ  メモリ
６ａ〜６ｋ  平均化手段
７ａ〜７ｋ  差分算出手段
８ａ〜８ｋ  比較手段
９，１１  ＯＲゲート
１０  セレクタ
【図１】
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【図２】
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