スポーツ中継等で迫力ある映像の撮影を実現する高速・高精細追跡撮像システム

概要

サッカーのワールドカップやオリンピックなど，スポーツのテレビ放映は人気が高く， それだけにより迫力がある，わかりやすい映像の撮影が求められている． 特にサッカーや野球などでは，球や人が激しく動きまわるシーンが多く， そのような動的な状況を安定して撮影することが必要であるが， カメラマンがこのような激しく動く対象にあわせてカメラを動かすことは難しい． そこでこれまでは，広い画角で視線をゆっくり動かしながら全体の状況を撮影するか， もしくはある程度予測に基づいてカメラの方向を変えて，たまたまうまく撮影できたシーンを選択的に放送するなど， 撮影可能な構図が限られてきた． 特に，注目している選手や球にクローズアップした超スロー映像等は迫力があり価値が高いが， このような画像をカメラマンが撮影することは不可能であった．

そこで当研究室では，この問題を解決するために， 高速に運動する対象を画像処理によって追跡し， 高精細な映像を安定して記録するシステムを開発した． このシステムは，『サッカードミラー』という高速に視線を制御できる光学デバイスを， 約1000fpsの高速画像処理によって対象が常に視野中央にくるように制御することで実現されている． サッカードミラーでは，カメラ全体を動かすかわりに隣接する2つの小さな鏡を回転させることで視線方向を制御している． この仕組によって，3.5ミリ秒（1ミリ秒は1/1000秒）で左端から右端まで60度に渡って視線を変化させることが可能である． また，小さな鏡でも大きな画角とFullHDの高精細画像に対応する光学系を開発したことで， ハイビジョン放送にも耐える画質を実現した．

図1にシステムの外観写真を示す． また，実際の適用例として，本システムで卓球をしている様子を撮影した映像を図2に示す． 片方のプレイヤーがスマッシュを行い，相手のプレイヤーが打ち返しそこねて球が上の方へ飛んでいく様子を， 常に球が画像中心にくるように撮影できていることがわかる． 本システムにより，スポーツ放映における決定的瞬間をクローズアップした高精細映像として記録するなど， 放送技術に格段の進歩をもたらすことが期待される． また，これまで難しかった飛翔する鳥・昆虫や自動車・飛行機等の高速移動対象の詳細な映像記録・解析が可能となる．

図1　システムの外観写真	図2　システムによる卓球の撮影動画

動画

参考文献

1. 奥村光平，奥寛雅，石川正俊： Full HD画質対応超高速パンチルトカメラ，2011年映像情報メディア学会年次大会(武蔵野，2011.8.24)／講演予稿集7-12
2. Kohei Okumura, Hiromasa Oku and Masatoshi Ishikawa: High-Speed Gaze Controller for Millisecond-order Pan/tilt Camera, 2011 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2011) (Shanghai, 2011.5.12) / Conference Proceedings, pp.6186-6191
3. 奥村光平，奥寛雅，石川正俊： アクティブビジョンの高速化を担う光学的視線制御システム， 日本ロボット学会誌，Vol. 29，No. 2 (2011)