JP2005303808A - 移動機構付き撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステッピングモータを備えていても、カメラ移動時に滑らかに動く自然な画像が得られる移動機構付き撮像装置を提供する。
【解決手段】 カメラ１２は撮影画像を生成する。移動機構は、ステッピングモータ２０を備えており、カメラ１２を移動させる。画像処理部４２は、撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出すことで表示画像を生成する。補正値演算部５０は、トリミング位置の補正値を画像処理部４２に供給することで、トリミング位置を調整する。補正値演算部５０は、ステッピングモータ２０のステップ動作に応じて間欠移動する撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を画像処理部４２に生成させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、旋回等の移動機構を備えた撮像装置に関し、特に、移動時の画像の動きを滑らかにする機能を備えた撮像装置に関するものである。

従来の移動機構付き撮像装置としては、典型的には、旋回可能な監視カメラが挙げられる。旋回式監視カメラは、モータを備えており、モータの回転力がレンズに伝達され、レンズが旋回する。従来の旋回式監視カメラは、例えば特許文献１に開示されるように、ＤＣサーボモータまたはＡＣサーボモータといった種類のモータを備えている。このようなサーボモータを備えることで、カメラの旋回動作を滑らかにすることができる。
特開平８−１５９３８１号公報（第５ページ、図１）

しかしながら、ＤＣサーボモータまたはＡＣサーボモータを備える場合、閉ループ制御が行われる。閉ループ制御は、エンコーダ等の回転角検出器を必要とし、一般に構成が複雑である。また、カメラを低速で旋回する場合、ハンチングを防ぐ必要があり、そのために高精度のエンコーダが備えられ、これにより、さらに構成が複雑化する。

これに対して、ステッピングモータを使えば、構成を簡素化できる。しかし、ステッピングモータを備える場合、モータ動作の分解能に限界があり、モータのステップ動作に応じて撮影画像が間欠的に移動する。このため、画像中で被写体が動いたり止まったりを繰り返し、画像が不自然になる。撮影倍率が大きく、旋回速度が小さいとき、画像の不自然さが特に顕著になる。

また、マイクロステップ駆動方式を使えば、ステップ角が小さくなり、画像が滑らかに変化する。例えば、５相マイクロステッピングモータが知られている。しかし、マイクロステッピングモータを使うと制御構成が複雑化するので、ステッピングモータを使うメリットが減じてしまう。また、マイクロステッピングモータを使っても、極低速旋回時には間欠移動の問題が残ってしまう。

本発明は、上記背景の下でなされたものであり、ステッピングモータを備えつつも、滑らかに動く自然な画像を生成できる移動機構付き撮像装置を提供することにある。

本発明の移動機構付き撮像装置は、撮影画像を生成する撮像手段と、ステッピングモータを備え、前記撮像手段を移動させる移動機構と、前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出す切出手段と、前記切出手段のトリミング位置を調整するトリミング調整手段と、を備え、前記トリミング調整手段は、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームの前記トリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を前記切出手段に生成させるように構成されている。

この構成により、撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整するトリミング調整手段を設けたので、ステッピングモータのステップ動作に従って撮影画像が止まっている期間にも、トリミング位置の調整によって表示画像を連続的に動かすことができ、したがって、滑らかに動く自然な表示画像が得られる。

また、本発明において、前記トリミング調整手段は、前記撮影画像の間欠移動を表す情報を取得し、前記間欠移動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整する。

この構成により、撮影画像の間欠移動を表す情報に基づいてトリミング位置を調整することで、滑らかに動く自然な画像が得られる。

また、本発明において、前記トリミング調整手段は、前記撮影画像の間欠移動を表す情報と、目標の連続移動を表す情報とを比較して、前記各フレームのトリミング位置を決定する。

この構成により、目標の連続移動（制御上の理想値）と実際の撮影画像の挙動が異なるにも関わらず、表示画像を目標の連続移動に従って動かすことができる。

また、本発明の移動機構付き撮像装置は、前記ステッピングモータに供給されるパルスのパルス数情報と前記ステッピングモータのモータ特性情報とに基づいて、前記移動機構の挙動を推定する機構挙動推定手段を含み、前記トリミング調整手段は、前記機構挙動推定手段により推定された前記移動機構の挙動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整する。

この構成により、撮影画像の間欠移動の情報として、前記移動機構の挙動の推定結果が取得される。この推定結果を利用して、滑らかに動く自然な画像が得られる。

また、本発明の移動機構付き撮像装置は、前記撮影画像中の目印情報の前記撮影画像中での挙動を抽出する挙動抽出手段を含み、前記トリミング調整手段は、前記挙動抽出手段により抽出された前記撮影画像中の前記目印情報の挙動の情報に基づいてトリミング位置を調整する。

この構成により、撮影画像の間欠移動を表す情報として、目印情報の挙動が取得される。目印情報は画像処理によって得られる。そして、目印情報の挙動を利用して、滑らかに動く自然な画像が得られる。

また、本発明の移動機構付き撮像装置は、前記移動機構の挙動を検出する機構挙動検出手段を含み、前記トリミング調整手段は、前記機構挙動検出手段により検出された前記移動機構の挙動の情報に基づいてトリミング位置を調整する。

この構成により、撮影画像の間欠移動を表す情報として、移動機構の挙動が検出され、取得される。したがって、実際の移動機構の挙動の情報を利用して、滑らかに動く自然な画像が得られる。機構挙動検出手段は例えばエンコーダである。本発明は、エンコーダをモータの閉ループ制御でなく、画像処理に使っている。したがって、エンコーダを設けたとしても、従来のような構成の複雑化は招かずにすむ。

また、本発明において、前記トリミング調整手段は、前記移動機構の移動速度が所定のしきい速度以下のときにトリミング位置の調整を行う。

この構成により、トリミング位置の調整処理を、画像の間欠移動が目立ちやすい低速移動時に制限できるので、制御の負担を減らすことができる。

また、本発明において、前記トリミング調整手段は、前記撮像手段の倍率が所定のしきい倍率以上のときにトリミング位置の調整を行う。この構成では、撮像手段が、ズームレンズ等を備え、倍率を変更可能に構成される。

この構成により、トリミング位置の調整処理を、画像の間欠移動が目立ちやすい高倍率撮影時に制限できるので、制御の負担を減らすことができる。

また、トリミング調整手段は、上記の移動速度と倍率の両方に基づいて、トリミング位置の調整を実行してもよい。

この構成により、トリミング位置の調整処理を、画像の間欠移動が目立ちやすい条件をさらに正確に特定でき、制御の負担を減らすことができる。

また、本発明の撮影画像処理方法は、ステッピングモータによって移動される撮像手段が生成する撮影画像を取得し、前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出すことで表示画像を生成し、前記切出処理では、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を生成する。

この構成によっても、上述した本発明の利点が得られる。

また、本発明の撮影画像処理プログラムは、ステッピングモータによって移動される撮像手段が生成する撮影画像を取得し、前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出すことで表示画像を生成し、前記切出処理では、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を生成する処理をコンピュータに実行させる。

この構成によっても、上述した本発明の利点が得られる。

本発明は、上述したように撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整するトリミング調整手段を設けたので、ステッピングモータのステップ動作に従って撮影画像が止まっている期間にも、トリミング位置の調整によって表示画像を連続的に動かすことができ、したがって、滑らかに動く自然な表示画像が得られるという効果を有する移動機構付き撮像装置を提供することができるものである。

以下、本発明の実施の形態の移動機構付き撮像装置について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態の移動機構付き撮像装置を示す機能ブロック図である。本実施の形態では、移動機構付き撮像装置が、旋回式監視カメラ装置１０である。

図１の旋回式カメラ装置１０では、カメラ１２にズームレンズ１４が取り付けられている。カメラ１２は、ＣＣＤ等の撮像素子を備えており、撮影画像データを生成する。撮影画像データは、連続するフレーム群からなる動画像であり、カメラ映像として出力される。図１において、点線で囲まれた部分は、カメラ１２の移動機構とカメラ映像の処理に関する構成を示している。

カメラ１２の移動機構としては、ステッピングモータ２０が備えられている。ステッピングモータ２０の回転力が、カメラ１２の回転軸２２へ、歯車等の回転伝達装置２４を介して伝達され、これによりカメラ１２が旋回する。

なお、図では、１つの回転軸２２のみが示されている。回転軸２２は、例えば、パン方向にカメラ１２を回転させるパン軸である。本発明の範囲内で、チルト軸に関しても同様の構成が設けられてよい。

ステッピングモータ２０は、モータドライバ２８から供給されるパルス信号に従って回転する。ステッピングモータ２０は、パルス数に応じた速度で回転する。パルス数が多くなると（パルス間隔が狭まると）、回転速度が増大し、パルス数が減ると（パルス間隔が広くなると）、回転速度が低下する。

モータドライバ２８には、旋回台制御回路３０から制御信号が供給される。旋回台制御回路３０は、モータドライバ２８を制御する上位の制御構成であり、装置全体も制御している。旋回台制御回路３０は、ステッピングモータ２０に求める動きを決定し、制御信号をモータドライバ２８に供給する。図１の例では、角速度とプリセット座標が供給されている。プリセット座標は、予め登録された撮影方向に対応する座標であり、モータ回転角に変換されてから供給される。モータドライバ２８は、指示された角速度に対応するパルス信号を、カメラ１２がプリセット座標へ到達するまで出力する。

旋回台制御回路３０は、旋回台用コントローラ３２に接続されている。旋回台用コントローラ３２はユーザにより操作される。ユーザの指示は、旋回台用コントローラ３２を介して旋回台制御回路３０に供給される。ユーザは、旋回台用コントローラ３２を利用して、プリセット座標を登録でき、また、プリセット座標へのカメラ１２の移動を指示できる。

次に、撮影画像を処理する機能について説明する。図１に示すように、旋回式カメラ装置１０は、フレームメモリ４０、画像処理部４２、表示フレームメモリ４４および動画復元部４６を備えている。フレームメモリ４０は、撮影画像を構成するフレームの画像データを記憶する。フレームメモリ４０は、必要に応じて適当な数のフレームを記憶するように構成されている。各フレームの画像は、フレームメモリ４０から画像処理部４２に供給される。画像処理部４２は、各フレームから表示サイズの画像を切り出すことで表示画像を生成する。

このように、本実施の形態では、表示画像のフレームサイズよりも撮影画像のフレームサイズが大きく設定されており、このような撮影画像が得られるようにカメラ１２の撮像素子などが構成されている。そして、撮影画像の各フレームから余分な部分が削除されて、表示画像が生成される。

表示フレームメモリ４４は、画像処理部４２により切り出された表示フレームの画像を記憶する。動画復元部４６は、表示フレームメモリ４４に記憶されている画像データから、ビデオ信号を復元する。そして、ビデオ信号が図示されないモニタ等に出力される。

次に、本実施の形態の特徴的構成である補正値演算部５０について説明する。本実施の形態では、移動機構がステッピングモータ２０を備えているので、ステッピングモータ２０のステップ動作に応じて、カメラ１２が間欠移動し、撮影画像も間欠移動する。そのため、撮影画像をそのまま出力すると、被写体が不自然な動きを見せる。この不自然さを解消するために、補正値演算部５０が、画像処理部４２での各フレームのトリミング位置を動的に微調整し、これにより、連続移動する自然な表示画像が得られる。

トリミング位置を調整するため、補正値演算部５０は、トリミング位置の補正値を求め、この補正値を画像処理部４２に供給する。トリミング位置の補正値は、撮影画像の間欠移動を表す情報を、目標の連続移動を表す情報と比較することによって算出される。本実施の形態では、ステッピングモータ２０の実際の挙動の推定値５５が、ステッピングモータ２０の挙動の理想値５６と比較される。

ステッピングモータ２０の挙動の理想値５６は、旋回台制御回路３０から供給される。旋回台制御回路３０は、前述のように、カメラ１２を目標地点まで移動させるために制御信号をモータドライバ２８に送っており、ステッピングモータ２０の挙動の理想値をもっている。この理想値は、ステッピングモータ２０の目標の動作である。

また、ステッピングモータ２０の挙動は、機構挙動推定演算部５２により推定される。機構挙動推定演算部５２には、パルス数の情報が、モータドライバ２８から供給される。また、機構挙動推定演算部５２は、モータ特性データ記憶部５４に記憶されているモータ特性データを参照する。モータ特性データは、モータ挙動特性（軌跡形状の特性）と、ステップ角である。機構挙動推定演算部５２は、パルス数とモータ特性データから、ステッピングモータ２０の実際の挙動を推定する。

こうして得られた挙動推定値５５が、挙動理想値５６と共に補正演算部５０に供給される。さらに、補正値演算部５０には、カメラ１２からフレームレートの情報が供給され、フレームレートから、モータ挙動上での各フレームの撮影タイミングが求められる。そして、各フレームの撮影タイミングにおける補正値が、モータ挙動の推定値と理想値との比較によって求められる。

また、補正値演算部５０には、ズームレンズ１４から倍率の情報が供給される。補正値演算部５０は、倍率が、所定のしきい倍率以上であるか否かを判定する。さらに、補正値演算部５０は、カメラ１２の移動速度が所定のしきい速度以上か否かを判定する。この判定は、モータ挙動の理想値の情報に基づいて行うことができ、また、モータ挙動の推定値に基づいて行うこともできる。そして、補正値演算部５０は、移動速度がしきい速度以下であり、かつ、倍率がしきい倍率以上のとき、上記のトリミング位置の調整を行う。

図２は、トリミング位置の調整処理を示している。モータ軌跡ＬＭは、モータの実際の挙動に対応し、パルス数とモータ特性から演算される。また、目標軌跡ＬＴは、モータ挙動の理想値に対応し、モータ制御回路から供給される。モータ軌跡ＬＭと目標軌跡ＬＴが比較され、両者の旋回方向（図２の横方向）のずれが、補正値として求められる。図２では、補正値は、旋回角度である。この補正値が、トリミング位置のパラメータ、例えば、画素数に変換される。変換後の補正値が、切出処理部に供給される。

図３は、トリミング位置の調整処理を、より細かなレベルで示している。図３において、ステップ角θは固定されている。また、モータ挙動特性（軌跡形状の特性）は、図中の停止期間ＰＳと移動期間ＰＭの比率であり、この比率は、モータの能力、回転速度等の関数である。あらかじめ、モータの設定値または実測値から求められたこの関数のテーブルを図１のモータ特性データ記憶部５４に用意し、パルス数に応じたＰＳ／ＰＭの比率を簡易的に推定することができる。したがって、パルス数とモータ特性データから、モータ軌跡ＬＭが演算により推定される。

モータ軌跡ＬＭに加えて、目標軌跡ＬＴ（理想値）が取得される。また、図中の各点は、モータ軌跡ＬＭ上の各フレームの撮影タイミング、すなわち、各フレームがモータ軌跡ＬＭ上のどこで撮影されたかの情報であり、この撮影タイミングは、フレームレートの情報から計算される。各フレームの撮影タイミングにおける、モータ軌跡ＬＭと目標軌跡ＬＴの回転方向の距離が計算される。この距離は角度で表され、各フレームの画像を目標軌跡ＬＴ上に移動するのに必要な値である。同距離が、画像中での距離を表す画素数等のパラメータに変換され、補正値として切出処理部に提供される。

図４は、トリミング位置の調整を行わないときの動画像を示しており、図５は、トリミング位置を調整したときの動画像を示している。図５は図３と対応している。

まず、図４に示すように、トリミング位置が固定されていると、撮影画像の間欠移動が、そのまま表示画像にも表れ、表示画像が不自然になる。

これに対して、図５では、各フレームのトリミング位置の補正値に従い、トリミング位置がフレームごとにずらされる。撮影画像（被写体）を右に動かす補正を行うときは、図示のように、トリミング位置は左側に補正されればよい。このようなトリミング位置の調整により、図示のように、被写体が連続移動する表示画像が得られる。上記の例に示されるように、本実施の形態の処理が行われた結果、ステッピングモータ２０のステップ角移動に伴う画面の急な移動が画像処理によってキャンセルされて、表示画像は、カメラ１２の平均旋回スピードで滑らかに移動する。

なお、図２〜図５の例では、トリミング位置の補正の方向が一定であった。しかし、基準位置の設定によっては、両方向の補正が発生してよい。基準位置の設定とは、図２および図３におけるモータ軌跡ＬＭと目標軌跡ＬＴの配置の関係である。

以上に、本実施の形態のトリミング位置調整処理について詳細に説明した。次に、本実施の形態の旋回式カメラ装置１０の動作を説明する。

カメラ１２は、ズームレンズ１４を通して被写体を撮影し、撮影画像を出力する。ユーザが旋回台用コントローラ３２を操作して、プリセット位置での撮影を指示すると、この指示が旋回台制御回路３０に受け付けられる。

旋回台制御回路３０は、記憶されているプリセット位置を読み出し、プリセット位置へとカメラ１２を移動させるため、モータドライバ２８へ制御信号を供給する。モータドライバ２８がステッピングモータ２０にパルス信号を供給し、ステッピングモータ２０が、パルス信号のパルス数に応じた速度で回転し、ステッピングモータ２０の回転が回転軸２２に伝達され、カメラ１２が旋回する。カメラ旋回時の画像データは、フレームメモリ４０に記憶される。フレームメモリ４０から、各フレームの画像データが画像処理部４２に供給される。

機構挙動推定演算部５２は、モータドライバ２８から供給されるパルス数と、モータ特性データ記憶部５４のモータ特性データから、実際のモータ挙動を推定し、補正値演算部５０に推定値５５供給する。補正値演算部５０には、さらに、旋回台制御回路３０からモータ挙動の理想値５６が供給され、カメラ１２からフレームレートが供給され、ズームレンズ１４から倍率情報が供給される。

補正値演算部５０は、倍率がしきい倍率以上であり、かつ、カメラ旋回速度がしきい速度以上のとき、上述の処理によってトリミング位置の補正値を計算する。トリミング位置の補正値は、画像処理部４２に供給される。画像処理部４２は、撮影画像のフレームから表示サイズの画像を切り出すときに、補正値に従ってトリミング位置を補正する。

画像処理部４２が切り出したフレーム画像は、表示フレームメモリ４４に記憶される。そして、動画復元部４６が、表示フレームメモリ４４のデータから、表示用の動画像を復元する。そして、動画像信号がモニタ等に出力される。トリミング位置が動的に微調整されているので、滑らかに動く自然な画像が出力される。

以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態の旋回式監視カメラ装置１０によれば、撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整するトリミング調整手段を設けたので、ステッピングモータ２０のステップ動作に従って撮影画像が止まっている期間にも、トリミング位置の調整によって表示画像中で被写体を連続的に動かすことができ、したがって、滑らかに動く自然な表示画像が得られる。開ループ制御が可能で安価なステッピングモータ２０を使用しているにも拘わらず、滑らかな旋回動作を実現することができる。

また、本実施の形態では、撮影画像の間欠移動を表す情報を用いることで、被写体が滑らかに動く自然な画像が得られる。さらに、本実施の形態では、撮影画像の間欠移動の情報を、目標の連続移動を表す情報と比較することで、目標の連続移動の通りに表示画像を動かすことができる。

そして、本実施の形態では、撮影画像の間欠移動を表す情報が、移動機構の挙動の推定値であり、より詳細には、モータ挙動の推定値であり、パルス数とモータ特性から算出された。そして、モータ挙動の推定値が、モータ挙動の目標値（制御の理想値）と比較された。このようにして、トリミング位置の調整を、比較的簡易な推定演算処理によって実現でき、構成が簡素であるという利点も得られる。

さらに、本実施の形態では、移動機構の移動速度が所定のしきい速度以下であって、撮像手段の倍率が所定のしきい倍率以上のときに、トリミング位置が調整される。これにより、画像の間欠移動の不自然さが目立ちやすい状況のときにトリミング位置が調整される。調整処理が制限され、制御の負担が軽くなる。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る旋回式カメラ装置６０を示している。第１の実施の形態と重複する事項の説明は省略する。

第１の実施の形態では、モータ挙動が演算により推定された。これに対して、本実施の形態では、下記のように、撮影画像に対する画像処理によって、目印情報の挙動が抽出される。目印情報は、撮影画像に含まれ、目印になる部分的画像情報である。そして、目印情報の挙動を使って、トリミング位置が調整される。

図６において、輪郭検出部６２は、フレームメモリ４０に記憶されている各フレームの画像から輪郭を検出する。この輪郭が、本実施の形態では、目印情報として用いられる。連続するフレームからは同じ輪郭が検出される。輪郭検出部６２は、同じ輪郭のフレーム間での動きを抽出し、これにより輪郭の挙動が得られる。輪郭の挙動の情報（検知された移動量６５）は補正値演算部６４へと供給される。

補正値演算部６４は、輪郭の挙動の情報（移動量６５）を、旋回台制御回路３０から供給されるステッピングモータ２０の挙動の理想値６６と比較する。ここでは、比較処理のためにパラメータが適当に変換されてよい。例えば、ステッピングモータ２０のステップ角が、画像上の距離のパラメータに変換される。補正値演算部６４は、輪郭の挙動（移動量６５）とモータ挙動の理想値６６とを比較することで、トリミング位置の補正値を算出する。補正値の算出は、上述の実施の形態と同様にして行われる。図２、図３のモータ挙動の推定値（モータ軌跡ＬＭ）が、輪郭の挙動に置き換えられればよい。そして、モータ挙動の理想値にならって輪郭が滑らかに動くように、補正値が求められる。この補正値が画像処理部４２に供給される。そして、画像処理部４２は、補正値に従ってトリミング位置を補正する。

以上に本発明の第２の実施の形態の旋回式カメラ装置６０によれば、撮影画像中から抽出した目印情報の挙動を利用してトリミング位置が調整される。撮影画像の実際の挙動を使ってトリミング位置を調整しているので、滑らかに動く自然な画像をより確実に得られる。

なお、本実施の形態では、目印情報が輪郭であり、輪郭は、画像中の特徴部分の一形態である。しかし、本発明において、目印情報は輪郭に限定されない。輪郭以外の特徴部分、例えば、特徴点が抽出されてもよい。また、目印情報は、画像内の所定の場所の情報でもよい。例えば、１枚の撮影フレームの画像から表示フレームの画像を切り出すとき、トリミング領域の４隅と中央にある所定数の画素の画素情報が抽出され、抽出された画素情報が記憶される。そして、後続するフレームから、記憶した部分画像が検出されて、部分画像の挙動が抽出される。

また、照度不足状態（例えば暗闇の中）などでは、目印情報が画像上で判別できないことがある。このような場合は、上記のトリミング位置の補正機能が自動的にキャンセルされてもよい。これにより、誤動作等を防ぐことができる。また、この場合、好ましくは、モニタの監視映像上に、本実施の形態の補正機能がキャンセル状態にあることが表示されてもよい。

また、旋回式監視カメラ６０がポールの先端または道路脇等の場所に設置されるとき、旋回式監視カメラ６０が揺れ、画像も揺れてしまう。本実施の形態で説明したトリミング位置調整機能は、このようなカメラ揺れに伴う画面揺れをキャンセルするためにも利用できる。この場合、輪郭情報等の目印情報が検出され、記憶される。この目印情報は、画面揺れキャンセル用の情報である。目印情報の位置が再現されるように、各フレームの撮影画像からのトリミング位置が調整される。この処理は、画像処理等によって画面の揺れが検出されたときに行われてもよい。

図７は、本発明の第３の実施の形態に係る旋回式監視カメラ装置７０を示している。本実施の形態は、下記に説明するように、移動機構の実際の動きを検出して、トリミング位置を調整する。

図７に示すように、本実施の形態では、ステッピングモータ２０の回転軸２２にロータリエンコーダ７２が取り付けられている。ロータリエンコーダ７２は、回転軸２２の回転角を検出し、検出信号を生成する。ロータリエンコーダ７２の検出信号が、回転角度測定部７４に供給され、回転角度測定部７４は、検出信号から回転軸２２の回転動作の挙動を求める。回転軸２２の挙動は、ステッピングモータ２０と同様に間欠的である。この回転軸２２の挙動の情報（実測値７７）が、補正値演算部７６に供給される。

補正値演算部７６は、回転軸２２の挙動を、旋回台制御回路３０から供給されるモータ挙動の理想値７８と比較する。ここでも、比較処理のためにパラメータが適当に変換されてよい。例えば、回転伝達装置の減速比に応じて、回転軸２２の回転角の情報が変換され、ステッピングモータ２０の回転角に合わされる。補正値演算部７６は、回転軸２２の挙動の検出値（実測値７７）とモータ挙動の理想値７８を比較することで、トリミング位置の補正値を算出する。補正値の算出は、上述の実施の形態と同様にして行われる。図２、図３のモータ挙動の推定値（モータ軌跡ＬＭ）が、回転軸２２の挙動の測定値に置き換えられればよい。そして、モータ挙動の理想値にならって表示画像が滑らかに動くように、補正値が求められる。この補正値が画像処理部４２に供給される。そして、画像処理部４２は、補正値に従ってトリミング位置を補正する。

以上に、本発明の第３の実施の形態に係る旋回式監視カメラ装置７０を説明した。本実施の形態によれば、センサを使って検出された移動機構の挙動の情報を利用してトリミング位置が調整される。移動機構の実際の挙動を使ってトリミング位置を調整しているので、滑らかに動く自然な画像をより確実に得られる。

また、本実施の形態は、エンコーダを備えているが、モータの閉ループ制御は行っていない。エンコーダは、上記のように、トリミング位置を調整する画像処理に使われている。したがって、エンコーダを設けたとしても、従来のようなモータ制御構成の複雑化は招かずにすむ。

なお、本実施の形態では、移動機構の出力段である回転軸２２の挙動が検出されたが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンコーダがモータ内に設けられ、モータの回転角が検出されてもよい。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施の形態に限定されず、当業者が本発明の範囲内で上述の実施の形態を変形可能なことはもちろんである。

以上のように、本発明に係る移動機構付き撮像装置は、滑らかに動く自然な画像を生成できるという効果を有し、監視カメラ装置等として有用である。

本発明の第１の実施の形態における旋回式監視カメラ装置の機能ブロック図 本発明の実施の形態におけるトリミング位置の調整処理を示す図 本発明の実施の形態におけるトリミング位置の調整処理を示す図 トリミング位置を調整しない場合の画像を示す図 トリミング位置を調整した場合の画像を示す図 本発明の第２の実施の形態における旋回式監視カメラ装置の機能ブロック図 本発明の第３の実施の形態における旋回式監視カメラ装置の機能ブロック図

符号の説明

１０ 旋回式監視カメラ装置
１２ カメラ
１４ ズームレンズ
２０ ステッピングモータ
２２ 回転軸
２８ モータドライバ
３０ 旋回台制御回路
４０ フレームメモリ
４２ 画像処理部
４４ 表示後フレームメモリ
４６ 動画復元部
５０ 補正値演算部
５２ 機構挙動推定演算部
５４ モータ特性データ記憶部

Claims (10)

1. 撮影画像を生成する撮像手段と、
   ステッピングモータを備え、前記撮像手段を移動させる移動機構と、
   前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出す切出手段と、
   前記切出手段のトリミング位置を調整するトリミング調整手段と、
   を備え、前記トリミング調整手段は、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームの前記トリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を前記切出手段に生成させることを特徴とする移動機構付き撮像装置。
2. 前記トリミング調整手段は、前記撮影画像の間欠移動を表す情報を取得し、前記間欠移動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の移動機構付き撮像装置。
3. 前記トリミング調整手段は、前記撮影画像の間欠移動を表す情報と、目標の連続移動を表す情報とを比較して、前記各フレームのトリミング位置を決定することを特徴とする請求項２に記載の移動機構付き撮像装置。
4. 前記ステッピングモータに供給されるパルスのパルス数情報と前記ステッピングモータのモータ特性情報とに基づいて、前記移動機構の挙動を推定する機構挙動推定手段を含み、
   前記トリミング調整手段は、前記機構挙動推定手段により推定された前記移動機構の挙動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整することを特徴とする請求項２または３に記載の移動機構付き撮像装置。
5. 前記撮影画像中の目印情報の前記撮影画像中での挙動を抽出する挙動抽出手段を含み、
   前記トリミング調整手段は、前記挙動抽出手段により抽出された前記撮影画像中の前記目印情報の挙動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整することを特徴とする請求項２または３に記載の移動機構付き撮像装置。
6. 前記移動機構の挙動を検出する機構挙動検出手段を含み、
   前記トリミング調整手段は、前記機構挙動検出手段により検出された前記移動機構の挙動の情報に基づいて前記トリミング位置を調整することを特徴とする請求項２または３に記載の移動機構付き撮像装置。
7. 前記トリミング調整手段は、前記移動機構の移動速度が所定のしきい速度以下のときにトリミング位置の調整を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の移動機構付き撮像装置。
8. 前記トリミング調整手段は、前記撮像手段の倍率が所定のしきい倍率以上のときにトリミング位置の調整を行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の移動機構付き撮像装置。
9. ステッピングモータによって移動される撮像手段が生成する撮影画像を取得し、
   前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出し、
   前記切出処理では、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を生成することを特徴とする撮影画像処理方法。
10. ステッピングモータによって移動される撮像手段が生成する撮影画像を取得し、
    前記撮影画像の各フレームから表示画像用の画像を切り出し、
    前記切出処理では、前記ステッピングモータのステップ動作に応じて間欠移動する前記撮影画像の各フレームのトリミング位置を調整して、連続移動する表示画像を生成する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする撮影画像処理プログラム。

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