歩きながら動画を撮ったことがある人ならわかると思いますが、映像を静止させるのは難しいんです。不安定なカム効果を軽減するために考案された巧妙なテクニックがあり、それを実現するために2種類の方法があります。

光学式手ブレ補正は、スチル写真の世界から生まれたもので、レンズ内部の複雑なハードウェア機構により、画像を静止させ、シャープな画像を実現するものです。昔からあるものですが、ビデオ用にアレンジされたり、最近ではスマート**用に小型化されたりしています。デジタル手ブレ補正は、どちらかというと「デジタルズーム」のようなソフトウェア的な仕掛けですが、逆に言えば、センサー上の画像の正しい部分を積極的に選択して、被写体の動きが少なく、カメラの動きも少なく見えるようにすることです。その仕組みと最新の撮影機材への応用を紹介しよう。

光学式手ぶれ補正機構：レンズ用手ぶれ補正機構

光学式手ブレ補正の仕組みについては、すでにHow To Geekに解説記事が掲載されています。しかし、念のため要約すると、光学式手ブレ補正、略してOIS、別名「IS」または「振動低減」（バーチャルリアリティとは無関係）は、カメラのブランドによって異なり、ハードウェアがすべてである。

光学式手ブレ補正機能付きカメラレンズは、カメラがピントを合わせて撮影する際に、レンズ内の1枚以上のガラスを物理的に動かすモーターを内蔵しています。これにより、手ブレなどによるレンズやカメラの動きを止め、よりシャープでブレの少ない画像を記録することができます。これにより、光量が少なくても、F値を小さくしても、はっきりと見える写真を撮影することができます。

この素材のエンジニアリングはすごいですね。スポーツイベントや映画の撮影現場で見かける大型の肩掛け式カメラマウント「ステディカム」などで使用されている多軸ジンバルなどの外部ハードウェアを、超小型化したものです。レンズ内またはカメラ内の手ぶれ補正システムの結果は、外部ジャイロ手ぶれ補正システムほど劇的ではありませんが、それでも印象的なものです。光学式手ブレ補正レンズを搭載したカメラでは、低照度下でよりシャープな静止画を撮影することができ、同じ技術で手持ちカメラの動画撮影時のブレや不安定な結果を改善することができるのです。最大の欠点は、光学式手ブレ補正はレンズ内に多くの部品を追加する必要があり、OIS搭載のカメラやレンズは、それほど複雑な設計ではないものに比べてはるかに高価になることです。

光学式手ブレ補正は、かつてはハイエンドのスチルカメラやビデオカメラに限られたものでした。しかし、この技術は何度も何度も繰り返し使われ、今ではコンシューマーレベルのデジタル一眼レフカメラやミラーレスカメラにも搭載されるようになりました。さらに、OISレンズがスマート**カメラモジュールに収まるよう、シュリンクされています。そう、これは厚さ0.5インチ以下の一部のスマート○ンに搭載されている小さな動くガラス素子を意味します。OISレンズを搭載している機種では、先端を耳にあてて少し振ると、リアカメラモジュールの手ぶれ補正素子がカシャカシャと動く音が聞こえますよ。(まあ、無理はしないけどさ）。

カメラモジュールの小型OIS素子の例です。レンズアセンブリの上部が、下のイメージセンサーと独立して動くことに注目してください。

レンズやセンサーが小さいため*2、カメラのOIS機能は大型カメラほど強力ではありません。それでも、よりシャープな写真や不安定な動画を撮影することができます。光学式手ブレ補正機能を搭載した注目のデザイン**には、iphone6+以降、Samsung Galaxy S7以降、lggシリーズ、Googleのpixel2などがあります。

手動手ぶれ補正：映像を切り出して安定させる

デジタルステディショットは、すべてソフトウェアで実現しています。光学ズームとデジタルズーム（画像上の画素を改善せずに拡大すること）の違いをご存知の方は、かなり似ていますね。しかし、デジタル手ぶれ補正は、動画に対してより直接的で測定可能な効果をもたらします。

不安定な録画済みビデオを安定させるには、各フレームで「動く」境界部分を切り取ることで、ビデオがより安定したように見えるようになります。これは目の錯覚で、映像が揺れると、ジッターを補正するために映像の各フレームの切り出しが調整され、滑らかなビデオトラックが「見える」のです。そのため、画像フレームを拡大するか（画質を犠牲にする）、フレーム自体を縮小する（黒枠が移動する小さい画像を生成する）必要があります。

Patient Video Editorは、フレームごとに録画を完了させることで、手動でこれを行うことができます。そのドラマチックな例を、『スター・ウォーズ エピソード7』の短いシーンから紹介しよう。

これは、手ぶれ補正効果を狙ったトリミングの大げさな例ですが、対象物（ボート）や背景に対して、ビデオフレーム内で画像を移動させることで、より滑らかな映像が得られることを表しています。ここでは、より現実的な被写体の典型的な例を紹介します。

デジタル手ぶれ補正：ソフトウェアで動画を切り取る

このトリミングやシフトは、高度なソフトを使えば、コンピュータが自動的に映像に適用してくれます。Adobe Premiere、Final Cut Pro、Sony Vegasなどのビデオ編集ソフトウェアでは、フルサイズのビデオに少量のクロップやスケールを適用し、フレームごとにビデオを動的に安定させて効果を得ることがよくあります。Final Cut Proで行う自動手ぶれ補正効果の例です（まだ設定されていない場合は、3:34までスキップしてください）。

光学式ステディカムのように、この後処理ソフトも安価で分散化されてきています。YouTubeやInstagramなど一部の無料動画サービスでは、基本的なズームやクロップによる手ブレ補正も可能です。この効果は、動画フレームの端に黒**フィールドを表示せずに手ブレを補正するズームが必要なため、用途は限定されます。拡大するほど、最終的な映像の画質は低下します。なお、以下のビデオの手ぶれ補正映像（上）は、手ぶれ補正効果のために必要なトリミングのため、手ぶれ補正されていないオリジナル映像（下）のフルフレームより小さくなっています。

このように、手ぶれ補正は既存の映像にも応用できるのですね。動画撮影時にスチルカメラセンサーの画素グリッドにわずかなスペースを追加するモーション＆クロップスタビライゼーションと、画像の一部とその動きを検出する超高性能ソフトウェアを組み合わせることで、動画撮影時のスタビライズ操作を自動化することができるようになりましたこのソフトウェアは、各フレームの全画像をカメラのセンサーに記録し、主要な被写体と背景に対する手ブレを自動的に感知し、カメラ自身の動きを補正するために画像を動かしながら、映像を4Kまたは1080pサイズに圧縮するものです。

デジタル手ぶれ補正」とは、動画撮影後にソフトウェアを追加することなく、カメラ内で自動的かつ即座に動画にクロッピングツールを適用することを意味します。

この技術では、レンズ機構に可動部を追加する必要がないため、低コスト**を実現することができます。クロップツールをリアルタイムに適用するには、より高度なコンピュータ処理が必要なため、光学式手ブレ補正レンズほど技術的に効率的ではありません。しかし、ハードウェアとソフトウェアの適切な組み合わせにより、その成果は目覚ましいものがあります。新しいGoPro 7シリーズに搭載された最新のデジタル手ぶれ補正技術の動画をご紹介します。

なお、gopro7は従来機と同様、カメラ自体に動く手ぶれ補正の部品はなく、PremiereやFinal Cutなどの追加ソフトで動画が手ぶれ補正されたものではありません。これらの動画はすべてカメラから直接撮影され、手ぶれや振動を補正して自動的にトリミングされたものです。完璧ではなく、例えば自転車から階段を降りるときの振動を完全に消すことはできませんし、クリップのビデオフレームを10％ほど取り出しています。しかし、OISやソフトウェアのみの手ぶれ補正に必要な費用や時間がない手ぶれ補正なしのカメラと比べると、素晴らしい改善です。 GoProは、他のアクションカメラと同様に、Hero5シリーズからデジタル手ぶれ補正を組み込んでいます。

デジタル手ブレ補正は**の動画にも適用可能です。GoogleはRawピクセルに純粋なソフトウェアシステム（「Electronic Image Stabilisation」の略で「EIS」と呼ばれる）を使用しており、現在ほとんどのハイエンド**は、明示的に適用するかどうかにかかわらず、少なくともある程度のデジタル手ブレ補正を使用しています。サムスンは、Galaxy Note 8、Galaxy S9、Galaxy S9+が光学式とデジタル式の両方の手ぶれ補正を採用していると指摘しています。しかし、デジタル手ブレ補正には大きな欠点があり、光学式手ブレ補正と異なり、静止画に適用することができない。デジタル手ぶれ補正は、静止画のフレームを切り出して行うため、1フレームずつでは機能しない。

画像出典：キヤノン、GoPro