(57)【要約】【課題】画像のぼけや歪みの影響であるウォブルとして知られる欠陥をなくす装置を提案することである。【解決手段】この装置は、ビデオデータ（Ｓcam）をライン毎に伝達するローリングシャッタタイプの機構によって読み取られるデジタルセンサを備えたカメラ（１０）を備える。露光制御回路（２２）は、取り込まれる景色の照度レベルに応じて露光時間（ｔexp）を動的に調整する。ジャイロユニット（１２）は、カメラの姿勢（φ、θ、ψ）の瞬時変動を表すジャイロ信号（Ｓgyro）を送り出し、ビデオデータ（Ｓcam）およびジャイロ信号（Ｓgyro）を受信する処理回路（１８）が、装置に特有の振動によって生じるアーチファクトが処理および補正されたビデオデータを出力として伝達する。アンチウォブルフィルタ（２４）は、露光時間が長くなるとフィルタの利得を低減するように、またその逆を行うように、露光時間（ｔexp）に応じてジャイロ信号の利得を動的に修正する。【選択図】図４
2016082589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動装置、特に、無人機などの電動式飛行装置であって、
レンズと、所与の露光時間（ｔexp）の間、景色の画像が形成されるデジタルセンサと、ビデオデータ（Ｓcam）をライン毎に出力として伝達するローリングシャッタタイプの前記センサの読み取り機構とを備えるカメラ（１０）と、
取り込まれる景色の照度レベルに応じて前記露光時間（ｔexp）を動的に調整するように構成されたサーボ機構を備える露光制御回路（２２）と、
当該移動装置の姿勢（φ、θ、ψ）の瞬時変動を表すジャイロ信号（Ｓgyro）を伝達するように構成されたジャイロユニット（１２）と、
前記ビデオデータ（Ｓcam）および前記ジャイロ信号（Ｓgyro）を入力として受け取り、前記移動装置に特有の振動によって生じるアーチファクトが処理および補正されたビデオデータを出力として伝達するアンチウォブルフィルタ（２４）を備える画像処理回路（１８）とを備え、
前記アンチウォブルフィルタ（２４）は、前記露光時間が増加するときは前記フィルタの利得を低減し、またその逆を行うように、前記露光制御回路によって決定された前記露光時間（ｔexp）に応じて前記画像処理回路の入力に適用された前記ジャイロ信号の利得を動的に修正するように構成されていることを特徴とする移動装置。
【請求項２】
前記フィルタの利得変動法則は、単調な変動法則である、請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記フィルタの前記利得変動法則は、最大利得１と最小利得０との間の範囲である変動法則である、請求項２に記載の移動装置。
【請求項４】
前記アンチウォブルフィルタ（２４）は、所与の画像に対して、ローパスバターワースフィルタを生成するように構成されたデジタルフィルタであり、前記ローパスバターワースフィルタの次数は予め定義されており、前記ローパスバターワースフィルタのカットオフ周波数（Ｆc）は、前記所与の画像に対して決定された前記露光時間（ｔexp）に応じて変動する、請求項２に記載の移動装置。
【請求項５】
前記露光時間（ｔexp）に応じた前記バターワースフィルタの前記カットオフ周波数（Ｆc）の変動法則は、Ｆc＝１／２．ｔexp型の法則である、請求項４に記載の移動装置。
【請求項６】
前記デジタルフィルタは、前記ジャイロ信号に二度、すなわち順方向と逆方向に適用される、請求項４に記載の移動装置。
【請求項７】
前記カメラは、取得ウィンドウ（Ａ）の持続時間、前記ビデオデータを出力として伝達するように構成され、
この画像の取得の前記ウィンドウの前に開始する処理ウィンドウ（Ｐ、Ａ、Ｐ’）の持続時間、所与の画像に対して、前記アンチウォブルフィルタを適用するように構成されている手段が設けられる、請求項１に記載の移動装置。
【請求項８】
前記手段は、前記画像の取得の前記ウィンドウの後に終了する前記処理ウィンドウ（Ｐ、Ａ、Ｐ’）の持続時間、前記アンチウォブルフィルタを適用するように構成される、請求項７に記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置、特に、無人機などの電動式飛行装置に搭載されたカメラによって取り込まれたデジタル画像の処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、好適には、クアッドリコプター（ｑｕａｄｒｉｃｏｐｔｅｒ：４翼ヘリコプター）などの回転翼無人機の前面カメラによって収集される画像に適用される。このような無人機の一般的な例に、Ｐａｒｒｏｔ  ＳＡ（フランス、パリ）が提供するＡＲ．Ｄｒｏｎｅ  ２．０があり、この無人機は、一連のセンサ（加速度計、３軸ジャイロ、高度計）と、進行方向の景色の画像を取り込む前面カメラと、上空飛行時の地面の画像を取り込む垂直視野カメラとを装備したクアッドリコプターである。無人機は、複数のモータによってそれぞれ駆動される複数のロータを備え、これらのモータは、姿勢や速度を制御しながら無人機の操縦を行うように個別に制御可能なものである。
【０００３】
特許文献１、特許文献２または特許文献３（Ｐａｒｒｏｔ  ＳＡ）に、上記無人機のさまざまな態様が記載されている。
【０００４】
前面ビデオカメラは、「没入モード」の操縦、すなわち、ユーザが無人機に実際に乗っているような感覚でカメラの画像を利用する操縦モードで使用することができる。
【０００５】
また、前面ビデオカメラは、無人機の進行方向にある景色の一連の画像を取り込む機能を有してもよい。このように、ユーザは、カメラやカムコーダを手に持つ代わりに、無人機に搭載した状態と同じように無人機を使用することができる。収集された画像は、記録された後、配信、ビデオシーケンスホスティングウェブサイト上でのオンライン保存、他のインターネットユーザに向けた送信、ソーシャルネットワークでの共有などがなされうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０６１０９９号
【特許文献２】欧州特許出願公開第２３６４７５７号
【特許文献３】欧州特許出願公開第２６１３２１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの画像は、記録や通信を目的としたものであり、画像の欠陥、特に、例えば、無人機の挙動によって生じる欠陥であって、カメラによって取り込まれた画像に揺れや歪みまたはタイミング悪く生じるその他のアーチファクトを発生しうる欠陥をできるだけ抑制することが望ましい。
【０００８】
このような欠陥は、「没入操縦」構成のものであれば許容できる場合もある。しかしながら、一連の画像を取り込むために移動ビデオカメラとして無人機を使用し、取り込まれた画像を記録再生する場合、これらの欠点は画像を非常に損なうものとなるため、最小限に抑えることが望ましい。
本発明の目的は、特に、画像のぼけや歪みの影響であるウォブル（wobble）として知られる欠陥をなくすことである。このような影響は、カメラの支持体に伝わる高周波・低振幅振動、一般的に、モータの振動が存在するさいに現れ、結果的に直線が変形されて、画像に起伏が現れ、波が形成される。このような影響は、それほど顕著なものでない場合であっても、見ればすぐに気がつきやすいため、画像の視覚的品質を急激に低下させてしまう。
【０００９】
この特定のアーチファクトは、無人機に搭載されるようなカメラのセンサによって使用されるローリングシャッタタイプ（および非グローバルシャッタタイプ）の機構によるもので、この機構では、画像を構成するラインは、画像の画素すべてに対して同時に得られるのではなく、順に得られる。したがって、画像の取り込み時に振動が生じると、あるラインから次のラインへ同じものではない変形が画像に発生し、ひいては、起伏が現れる。
ウォブル効果に対して行われるライン毎の補正（「ライン間補正」）は、ジャイロの測定値を用いて行われてもよく、ジャイロは、３軸における無人機、ひいては、カメラの瞬間回転を表す信号を伝達する。この瞬間回転には、振動が原因で生じる高速振動などがある。ジャイロの測定値に逆変換をかけると、ライン毎に無人機の姿勢を正確に取得できる瞬間から、カメラのセンサと同期させて、ウォブル効果をある程度補償することができる。
【００１０】
このタイプの技術は、特に、本願と同一の出願人により２０１４年７月２日に出願された、「Drone a voilure tournante muni d'une camera video delivrant des Sequences d'images stabilisees」という発明の名称の仏国特許出願第１４５６３０２号に記載されている。
【００１１】
米国特許出願公開第２０１２／０２４２８４７号には、カメラを体から少し離した距離に保持したユーザの動きや揺れの影響下で生じる歪みを補正するための、ローリングシャッタビデオカメラに適用されたものと同じ性質を備えた技術が記載されている。カメラはジャイロセンサを備えているため、センサの瞬間回転を評価し、センサによって送り出された画像信号を適切に電子処理することによって、これらの動きを実時間で補償することができる。
【００１２】
しかしながら、以下、詳細な説明においてより明確に説明するように、ジャイロ信号を用いたこのようなウォブル補償方法は、ある条件下において新しいアーチファクトを生成する過補償を生じやすく、その結果、補正した画像が補正前の原画像よりも劣化してしまうという矛盾した事態を招きうる。
本発明の着想は、このような現象が、カメラの露光時間に関係するものであり、景色が暗い場合に相当する短露光時間のさいにのみ起こることを観察したことから得られたものである。
【００１３】
実際、カメラが受ける振動（すなわち、低減が望まれるウォブルを生じさせる振動）の期間に露光時間が近い場合、ウォブルは、カメラの長露光時間によって自然にフィルタリングされる。原画像には、動きによるぼけはあるが、起伏はほとんどないか、まったくない。しかしながら、カメラの振動の影響を反映するが、長露光時間によるフィルタリング効果を考慮しないジャイロ信号からの逆補正が適用される場合、この逆補正は、動きによるわずかなぼけの他に、原画像には存在しなかった起伏も画像上に現れてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の基本原理は、ジャイロ信号を伝達する回路と歪み補正回路との間の画像安定化経路にフィルタを挿入することで、振動によるカメラの瞬間回転を反映させるジャイロ信号が、現行画像に対してカメラの露光時間に依存する変換関数を用いてフィルタリングされることである。各画像に対して、補正信号（ジャイロ信号）から、露光時間が長くなることで自然にフィルタリングされるカメラの動きを漸進的に抑制し、結果を劣化させる誤り補正を導入しないように、露光時間に反比例するカットオフ周波数でフィルタが生成される。
【００１５】
より詳細には、本発明によれば、既知の方法、特に、上述した米国特許出願公開第２０１２／０２４２８４７号から知られているように、レンズを備えるカメラと、所与の露光時間中に景色の画像が形成されるデジタルセンサと、ビデオデータをライン毎に出力として伝達するローリングシャッタタイプのセンサ読み取り機構と、露光制御回路とを備える移動装置、特に、無人機などの電動式飛行装置であって、取り込まれる景色の照度レベルに応じて露光時間を動的に調整するように構成されたサーボ機構を備える移動装置を提案する。ジャイロユニットが、移動装置の姿勢の瞬時変動を表すジャイロ信号を伝達する。アンチウォブルフィルタ（anti-wobble filter）を備える画像処理回路が、ビデオデータおよびジャイロ信号を入力として受け取り、移動装置特有の振動によって発生したアーチファクトに対して処理および補正が施されたビデオデータを出力として伝達する。
本発明の特質上、アンチウォブルフィルタは、露光時間が長くなるほどフィルタの利得を低減するように、またその逆を行うように、露光制御回路によって決定された露光時間に応じて画像処理回路の入力に適用されたジャイロ信号の利得を動的に修正する。
【００１６】
さまざまな好適な副次的特性によれば、
−フィルタの利得変動法則は単調な変動法則であり、最大利得である１と最小利得である０との間の範囲内のものであり、
−アンチウォブルフィルタは、所与の画像に対してローパスバターワースフィルタを生成するように構成されたデジタルフィルタであって、ローパスバターワースフィルタの次数は予め定義されており、ローパスバターワースフィルタのカットオフ周波数は、当該所与の画像に対して決められた露光時間に応じて変動するデジタルフィルタであり、
−露光時間ｔexpに応じたバターワースフィルタのカットオフ周波数Ｆcの変動法則は、Ｆc＝１／２．ｔexp型の法則であり、
−デジタルフィルタは、ジャイロ信号に二度、すなわち順方向と逆方向に適用され、
−カメラは、取得ウィンドウの持続時間、ビデオデータを出力として送出し、所与の画像に対して、当該画像の取得ウィンドウの前に開始し、当該画像の取得ウィンドウ後に終了する処理ウィンドウの持続時間、アンチウォブルフィルタが適用される。
【００１７】
以下、同一の参照番号が図面を通して同一または機能的に同様の要素を示す添付の図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１ａ〜１ｃは、任意の補正フィルタリングを適用する前に、チェッカーボードの画像で観察されうるゼリー（ｊｅｌｌｙ）およびウォブルタイプのアーチファクトを示す。
【図２】図２ａ〜２ｄは、短露光時間の場合にさまざまな歪み補正技術を適用することによって得られた高コントラストな垂直バーの画像を示す。
【図３】図３ａ〜３ｄは、図２ａ〜２ｄのものとそれぞれ同じ画像を示すが、カメラが受ける振動の期間に近い長露光時間の場合の画像を示す。
【図４】本発明による、ウォブルタイプのアーチファクトを補正およびフィルタリングする異なる要素を示すブロック図である。
【図５】実験的に記録され、最適特性のモデリングが可能な数学関数によって近似された、カメラが受ける特徴的な振動周波数の最適な利得／露光時間特性を示す。
【図６】短露光時間で画像が取り込まれた場合の本発明の動的フィルタの作用を示すクロノグラムである。
【図７】図６に類似しているが、露光時間が長い場合のクロノグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１には、図１ａに示すチェッカーボードの画像上で観察可能なゼリーおよびウォブルと呼ばれる歪みが示されている。
【００２０】
これらのアーチファクトは、ローリングシャッタタイプ（および非グローバルシャッタタイプ）のセンサ特有のものであり、これらのタイプのセンサでは、画像を構成するラインは、画像の画素のすべてに対して同時に得られるのではなく、ラインｌiに垂直な方向ＤBに沿って進むセンサの走査に伴い、ライン毎（またはライン群毎）に連続して得られる。したがって、無人機の動きや画像の取り込み中に起こる振動により、あるラインから次のラインへ同じものにはならない変形が画像のどこかに発生してしまう。
【００２１】
図１ｂに見られるゼリー効果は、振幅が大きく周波数が比較的低いカメラの動きの存在下、例えば、無人機の重要な回転の存在下において現れ、無人機が回転すると、ローリングシャッタによるセンサの探査の開始から終了までの間、画像は、数画素分（図１ｂの例において、画像の上部と下部との間のチェッカーボードの約１マス分）変位する。この現象は、センサの走査ＤBの進行に伴い適切なオフセットを画像の各ラインｌiで適応させることによって補償されえ、このライン毎の補正により、無人機の高速回転によって生じたゼリーアーチファクトを打ち消すことができる。
【００２２】
図１ｃは、本発明に関わる「ウォブル効果」と呼ばれる他のタイプのアーチファクトを示す。
無人機が回転移動して生じる低周波数・高振幅のゼリー効果とは異なり、ウォブル効果は、主に、モータの振動によって生じ、高周波数（通常、１２０Ｈｚオーダー）・低振幅の揺れを生じさせる。
【００２３】
例えば、国際公開第２０１１／０５８２５５号（Ｐａｒｒｏｔ  ＳＡ）に記載されているように、ウォブル効果は、カメラの支持体を適切に機械的に制動して、モータの振動のフィルタリングを可能にすることによって部分的に補正される。
しかしながら、実際には、このような機械的フィルタリングは十分ではなく、残りのウォブル効果をなくす必要があり、振動によって生じる無人機の瞬間回転を表す無人機の慣性ユニットによって送り出される測定値を用いて、およびライン毎の補正を適用することによって実行されてもよい。
【００２４】
実際、慣性ユニットのジャイロにより、ラインのそれぞれに対して無人機の正確な姿勢の指示が得られるため、取り込み対象の景色、すなわち、この例の図１ａのチェッカーボードに可能な限り接近した画像を生成するために互いに対して連続したラインを再調整するように、ライン毎に「画像間」補正を行うことができる。
【００２５】
２０１４年７月２日に出願された上述した仏国特許出願第１４５６３０２号には、以下、図４を参照しながら説明する技術である無人機の慣性ユニットのジャイロによって送り出される信号を用いて、ゼリーおよびウォブル効果を補正するための技術が記載されている。
【００２６】
しかしながら、この技術は、図２および図３を参照しながら以下に説明するように、ある条件下において欠点が生じるのは避けられない。
【００２７】
図２において、直線を有する高コントラストの景色が模擬されている。
−図２ａは、オリジナルの景色、すなわち、基準として作用する実際の表示である。
−図２ｂは、図２ａの景色を撮影するカメラであって、重要な振動を受けたカメラのローリングシャッタセンサで得られる画像である。最初の直線は、ローリングシャッタカメラの特性である技術により、ラインｌiが同時に取得されず、方向ＤBにおいて連続的に操作されることによりねじれて現れている。
−図２ｃは、カメラと一体化されたジャイロで測定された振動の逆の動きを適用することによる補正後の図２ｂの画像である。図から観察されるように、起伏が消えており、ラインの厚みがわずかに増すという犠牲はわずかに伴うものの、画像の認知を視覚的に損なう程ではない。
−図２ｄは、図２ａの景色を撮影するカメラのグローバルシャッタセンサで得られる図２ａの景色の画像である。センサのラインは、ここでは、ブロック毎に同時に読み取られるため、ウォブル効果を受けていない。このタイプの画像は、理想的なものであって、この画像に近くなることが求められる。
【００２８】
図２の表示は、天候の良いときに屋外で受けうる典型的な撮影条件に相当する１ｍｓオーダーの非常に短い露光時間で作成されたものである。
【００２９】
図３は、カメラが受ける振動の期間（すなわち、１２０Ｈｚの振動に対して８．３３ｍｓ）に近いより長い露光時間、例えば、８ｍｓで得られる結果を示す。
【００３０】
図３ｂから分かるように、ウォブルは、カメラによって自然にフィルタリングされており、起伏が消失し、アーチファクトは、進行中のぼけとしてのみ生じているが、あまり視覚的な妨げになるものではない。さらに、この結果は、図３ｄに示すように、グローバルシャッタセンサで得られるものと完全に同等のものであり、また、コントラスト領域での移動によるぼけを示す。
【００３１】
一方で、図３ｃに示すように、カメラが受け、ジャイロが測定する逆の動きが適用された画像は、グローバルシャッタセンサで得られる図３ｄの画像から構成される理想のものとはまったくかけ離れた低品質の結果となる。
【００３２】
この例は、逆ジャイロ信号の適用による耐ウォブル補正の限界を示している。勿論、ジャイロは、センサ画像の走査中にカメラが受ける動きをすべて測定するが、これらの動きの周波数および露光時間に応じて、これらの動きは、ある程度の視覚的な歪みを発生しやすいことから、ある一定の動きを過度に補正し、新しいアーチファクトを発生することとなる。したがって、補正を適用することにより、逆に、別の補正が適用された場合（図３ｂ）よりも得られる画像（図３ｃ）が低品質なものとなる。
【００３３】
上述したことは、本発明が解決しようとする課題である。
図４は、ローリングシャッタタイプのセンサを備えるカメラ１０によって送り出される画像信号Ｓcamに及ぼすウォブル効果を補正可能な画像処理回路の異なる要素を示すブロック図である。
【００３４】
このカメラは、高振幅・低周波数（無人機の変位）および低振幅・高周波数（モータの振動）の角変位を受ける。カメラが受けるこれらの動きは、無人機の姿勢を推定するための回路１４に測定値が適用される慣性ユニット１２によって測定され、慣性ユニット１２は、無人機、ひいては、カメラの瞬間回転を表すジャイロ信号Ｓgyroを出力する。慣性ユニット１２およびカメラ１０は、互いに対して機械的に一体化されている。これらの回転は、固定された地球基準座標系（オイラー角）に関して三次元における無人機の傾きを表すピッチ角φ、ロール角θ、ヨー角ψによって与えられる。
【００３５】
ジャイロ信号Ｓgyroは、画像信号Ｓcamのアーチファクトを安定化し補正するための回路１８に適用されて、補正され安定化された画像信号を出力として取得し、この画像信号は、スクリーン上で視覚化されるようにユーザに送信され、デジタルメモリに記録され、またはその他同様の処理がなされうる。
【００３６】
カメラ１０および慣性ユニット１２は、共通のクロック回路１６によって操縦され、慣性ユニットおよびカメラのそれぞれの動作周波数は、このクロック１６の周波数ＣＬＫの約数である。言い換えれば、カメラ１０および慣性ユニット１２は、Ｆgyro＝Ｋ．Ｆcamが成り立つように構成され、式中、Ｆgyroは、ジャイロの取得周波数（典型的に、Ｆgyro＝９９０Ｈｚ）であり、Ｆcamは、ビデオカメラによる画像の取得周波数（典型的に、Ｆcam＝３０Ｈｚ）であり、Ｋは正の整数（典型的に、Ｋ＝３３）である。Ｋが整数であり、基本クロックがジャイロおよびカメラに対して同じであることから、角度測定は常に同時であるずれがない状態で、画像Ｓcam当たりジャイロ信号Ｓgyroのサンプル数が常にＫ個存在する。
しかしながら、この機構により、ジャイロセンサによって送り出される信号Ｓgyroおよびカメラによって送り出される信号Ｓcamが同期していれば、これらの信号の相の一致については保証されない。完全な同期をとるために、ハードウェアコンポーネント２０は、ジャイロ信号Ｓgyroとビデオ信号Ｓcamとの間の時間間隔Δを高精度に測定する。このため、共通のクロック回路１６および位相シフト測定ハードウェア回路２０により、１クロックサイクル内まで非常に高精度に時間を合わせてジャイロ信号およびビデオ信号を関連させることができる。なお、クロックは、ずれないように設定されているため、信号の測定は十分である。
【００３７】
この構成は、上述した仏国特許出願第１４５６３０２号に記載されたものであるが、図２および図３を参照しながら示されているように、長露光時間の場合、許容可能なウォブル補正は得られず、逆に、過度の補正効果によって新たなアーチファクトが生じてしまう。
【００３８】
このことから、本発明は、画像の露光時間に応じてジャイロ補正の効果を動的に変調することを提案する。
【００３９】
露光時間ｔexpは、カメラ１０が取り込む景色の照度レベルに応じて露光時間を動的に調整可能なサーボ機構を備える露光制御回路２２によって画像毎に決定される。信号Ｓcamの解析によって決定されたこの照度レベルに応じて、露光制御回路２２は、センサによって画像を再生する最適な条件において照度レベルを維持するために、露光時間を変化させるようにカメラを操縦する。
【００４０】
特質上、本発明は、慣性ユニット１２とデジタル画像補正回路１８との間に、露光制御回路２２によって決定された露光時間ｔexpに応じて動的に制御されるフィルタ２４を挿入することを提案する。このフィルタリングは、結果を劣化させる誤補正を導入しないように、露光時間が長い場合、ジャイロ信号、ひいては、ジャイロ信号により画像に導入される補正をさらに減衰させるように、各画像に対して、カットオフ周波数が露光時間と反比例して変化するデジタルフィルタを生成させる適応フィルタリングである。
【００４１】
以下、図５を参照しながら、フィルタの変換関数が規定される方法について説明する。
第１の時間において、ジャイロからのデータＳgyroに適用される最適な減衰は、さまざまな露光に対して、プロペラの周波数の関数として実験的に決定される（ある実施例においては、所定の点において、プロペラは１２０Ｈｚで回転し、この値は、ダイナミックフィルタの特性を調整するために使用される周波数である）。
【００４２】
このため、無人機は、テストチャートの前方を飛行するようにされ、信号Ｓgyroの異なる減衰値が検討され、画像の起伏の振幅が測定される。この振幅が最小のとき、最適利得値Ａiが得られると考えられる。
【００４３】
３ｍｓ，４ｍｓ，．．．，１０ｍｓと経過する露光時間に対して異なる値Ａ1，Ａ2，．．．，Ａ7を記録すると、図５に示す最適な利得曲線が得られる。
図から分かるように、露光時間が３ｍｓより短い場合、利得は１に等しく、すなわち、プロペラの振動を反映する信号Ｓgyroのすべてが、フィルタリングなしにアーチファクト補正回路１８に適用される。一方で、露光時間が８ｍｓ以上である場合、信号Ｓgyroはすべてフィルタリングされ、すなわち、アーチファクトを補正するためにジャイロ信号はまったく考慮されない。これらの間、すなわち、平均露光時間が５ｍｓの場合、最良の利得は約０．５であり、この値は、言い換えれば、補正信号Ｓgyroの振幅は、半分減衰される必要があるということである。
【００４４】
以下のステップは、実験的に記録された特性をモデリングすること、すなわち、各画像に適用されるデジタルフィルタの生成法則を決定することを含む。
【００４５】
利得応答の品質のために、通過域において可能な限りコントラストのあるバターワースタイプのフィルタが選択されることが好適な場合もある。
【００４６】
位相シフトの問題を保証するために、フィルタはジャイロデータＳgyroに二度、すなわち、まず順方向に、次は逆方向にかけられる。より正確に言えば、
−ジャイロ信号は、一連のサンプルｅ0，ｅ1，．．．，ｅnを生成する。
−フィルタは、第１の時間にこのサンプルに適用され、フィルタ値Ｆ0，Ｆ1，．．．，Ｆnを与える。
−これらの値の順序が逆にされ、シーケンスＦn，．．．，Ｆ1，Ｆ0を与える。
−フィルタは、第２の時間に適用され、新しいフィルタ値Ｆ’4，．．．，Ｆ’1，Ｆ’0を生成する。
−これらのサンプルの順序が逆にされ、値Ｆ’0，Ｆ’1，．．．，Ｆ’nを与え、これらの値は、最後に、アーチファクト補正回路によって使用される（フィルタされた信号Ｓgyro）。
【００４７】
このようなダブルフィルタリングには、画像を取り込む前後で未加工のジャイロ信号Ｓgyroのサンプルを有する必要がある。このように、耐ウォブル処理は、バッファにおいてジャイロ信号の十分なサンプルを蓄積する時間である数ミリ秒遅延する。
【００４８】
ローパスバターワースフィルタの合成は、以下の２つの入力パラメータを伴う。
−超過すると信号の減衰が必要になるカットオフ周波数。
−通過域と遮断域との間の移行帯域の幅、すなわち、この移行の急峻度の程度を決定する次数。
【００４９】
次数２を選択し、カットオフ周波数に対して以下の型の法則を定める。
Ｆc＝１／２．ｔexp
式中、Ｆcはバターワースフィルタのカットオフ周波数であり、
ｔexpは露光時間の現行値である。
上記により、図５に示すモデリング利得の連続曲線が得られ、この曲線は、実験的に記録された特性を完全に適切な方法で近似する。
【００５０】
図６および図７は、短い露光時間で画像を取り込んだ場合と、長い露光時間で画像を取り込んだ場合の本発明の動的フィルタの作用をそれぞれ示すクロノグラムである。
【００５１】
これらの図において、領域Ａは、画像取得ウィンドウに相当し、曲線「Ｓgyro（未加工）」は、フィルタをかける前のジャイロ信号に相当する。
【００５２】
本発明による補正を行うためには、画像のデータのみに相当するウィンドウＡより広いウィンドウ（前方サンプルＰおよび後方サンプルＰ’）でジャイロ信号のサンプル履歴を収集する必要がある。
【００５３】
図６は、振動の影響を低減させるように部分的にフィルタをかけた、露光時間が短い場合を示す。２つの曲線「Ｓgyro（未加工）」と「Ｓgyro（フィルタ済み）」とを比較することによって、低周波起伏が残ったまま、高周波起伏が部分的に減衰され、全体の位相シフトはないことが観察されうる。
【００５４】
図７は図６に類似しているが、露光時間が非常に長い場合の図である。この場合、ジャイロ信号の高周波はフィルタによって全体的に抑制される。一方で、低周波変動は残ったままである。ゼリー効果を表すこれらの緩い変動は、画像の連続したラインをライン毎に調整する従来の技術によって補正可能であろう。
【図１】
2016082589.tif 000003
【図２】
2016082589.tif 000004
【図３】
2016082589.tif 000005
【図４】
2016082589.tif 000006
【図５】
2016082589.tif 000007
【図６】
2016082589.tif 000008
【図７】
2016082589.tif 000009
【外国語明細書】
2016082589000001.pdf