JP2016180780A - 揺れ補正装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することができる揺れ補正装置を提供する。【解決手段】揺れ検出センサ１１は、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置の揺れを検出する。抽出フィルタ選択部１２は、複数の抽出フィルタよりいずれかの抽出フィルタを選択し、選択した抽出フィルタによって、揺れ検出センサ１１より出力された検出信号における所定の周波数帯域の信号成分を抽出する。揺れ補正部１３は、抽出フィルタ選択部１２より出力された信号成分に基づいて、撮像装置が撮像する映像の揺れを補正する。抽出フィルタ選択制御部１４は、ポールの長さに応じて、複数の抽出フィルタのうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう抽出フィルタ選択部１２を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置によって撮像された映像の揺れを補正する揺れ補正装置に関する。
撮像装置は、一般的に、手振れ等の映像の揺れを補正する揺れ補正装置を搭載する。
特開２０１１−１３８１６６号公報
屋根や橋梁等の高所を点検するために、撮像装置を伸縮自在のポールの先端に取り付けた、いわゆるポールカメラが用いられている。風等の影響により、ポールカメラは、ポールに取り付けていない通常の撮像装置と比較して、撮像している映像に揺れが生じやすい。
通常の撮像装置に搭載されている揺れ補正装置では、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することが難しい。伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することができる揺れ補正装置の登場が望まれている。
本発明は、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することができる揺れ補正装置を提供することを目的とする。
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置の揺れを検出する揺れ検出センサと、複数の抽出フィルタよりいずれかの抽出フィルタを選択し、選択した抽出フィルタによって、前記揺れ検出センサより出力された検出信号における所定の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出フィルタ選択部と、前記抽出フィルタ選択部より出力された信号成分に基づいて、前記撮像装置が撮像する映像の揺れを補正する揺れ補正部と、前記ポールの長さに応じて、前記複数の抽出フィルタのうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう前記抽出フィルタ選択部を制御する抽出フィルタ選択制御部とを備えることを特徴とする揺れ補正装置を提供する。
本発明の揺れ補正装置によれば、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することができる。
第１実施形態の揺れ補正装置を示すブロック図である。 複数の抽出フィルタそれぞれの周波数帯域の一例を示す図である。 第１実施形態の揺れ補正装置で用いるテーブルの一例を示す図である。 ポールカメラの構成例を示す図である。 ポールカメラにおける第１段から第３段の長さを説明するための図である。 第２実施形態の揺れ補正装置を示すブロック図である。 第２実施形態の揺れ補正装置で用いるテーブルの一例を示す図である。 第３実施形態の揺れ補正装置を示すブロック図である。
以下、各実施形態の揺れ補正装置について、添付図面を参照して説明する。まず、図４及び図５を用いて、伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置、いわゆるポールカメラの構成例を説明する。
図４において、伸縮自在のポール２０の先端には撮像装置１０が取り付けられている。撮像装置１０には、レンズ10Lzが装着されている。ポール２０は、基部２１と中間部２２と先端部２３とを有する。撮像装置１０は、先端部２３の先端に取り付けられている。
ポール２０は、三脚２４によって設置面に対して立てられた状態とされている。ポール２０を人が持ってもよい。
図５（ａ）に示すように、ポール２０は、先端部２３を中間部２２内に収納して、その全体を基部２１内に収納した第１段の長さとすることができる。図５（ｂ）に示すように、ポール２０は、中間部２２を伸ばし、先端部２３を中間部２２内に収納した第２段の長さとすることができる。図５（ｃ）に示すように、ポール２０は、中間部２２及び先端部２３それぞれを伸ばした第３段の長さとすることができる。
ここではポール２０の長さを第１段から第３段の３段階の長さとしているが、中間部２２または先端部２３の伸ばす量を中間として、さらに多くの段数の長さに設定できるようにしてもよい。本実施形態においては、簡略化のため、ポール２０の長さを第１段から第３段の３段階とする。
図４に戻り、ポール２０の長さは、伸縮制御部３２によってユーザの操作に応じて自動的に伸縮されるように構成されている。ユーザがポール２０を手動で伸縮させる構成であってもよい。伸縮制御部３２が設定しているポール２０の長さを示す情報、即ち、ポール２０の長さが第１段から第３段のいずれの長さであるかを示す情報は撮像装置１０に供給される。
撮像装置１０が被写体を撮像した映像信号は、映像送信部３１に供給される。映像送信部３１は、車両４０内に設けられている映像受信部４１に映像信号を無線送信する。映像受信部４１は映像信号を受信して、車両４０内に設けられている表示部４２に供給する。表示部４２は、映像信号が示す被写体の映像を表示する。
撮像装置１０と映像送信部３１とは、例えば、ネットワークケーブルで接続されている。伸縮制御部３２が設定しているポール２０の長さを示す情報は、ネットワークケーブルを介して撮像装置１０に供給することができる。
伸縮制御部３２が設定しているポール２０の長さを示す情報を、無線にて撮像装置１０に送信するように構成されていてもよい。映像送信部３１と映像受信部４１とが有線で接続されていてもよい。撮像装置１０が映像受信部４１に直接、映像信号を送信するように構成されていてもよい。
＜第１実施形態＞
図１〜図３を用いて、第１実施形態の揺れ補正装置１０１の構成及び動作を説明する。揺れ補正装置１０１は、撮像装置１０内に搭載されている。
図１において、揺れ検出センサ１１は、撮像装置１０の揺れを検出する。揺れ検出センサ１１より出力された検出信号は、抽出フィルタ選択部１２に供給される。揺れ検出センサ１１は、例えばジャイロセンサ（角速度センサ）である。
抽出フィルタ選択部１２は、揺れ検出センサ１１より出力された検出信号における所定の周波数帯域の信号成分を抽出するための複数の抽出フィルタを有する。図２に示すように、複数の抽出フィルタは、信号成分を抽出する周波数帯域が異なるように設定されている。ここでは、抽出フィルタを３つとしているが、抽出フィルタ選択部１２は、さらに多くの抽出フィルタを有することがある。
ポール２０が、図５（ａ）に示す第１段の長さと、図５（ｂ）に示す第２段の長さと、図５（ｃ）に示す第３段の長さとで、ポール２０の揺れの周波数は異なる。第１段の長さでは短周期の揺れとなり、第３段の長さでは長周期の揺れとなる。
そこで、ポール２０が第１段の長さであれば、図２に破線で示す周波数帯域の信号成分を抽出するのがよい。ポール２０が第２段の長さであれば、図２に一点鎖線で示す周波数帯域の信号成分を抽出するのがよい。ポール２０が第３段の長さであれば、図２に実線で示す周波数帯域の信号成分を抽出するのがよい。
図２では、それぞれの周波数帯域の帯域幅を共通にしているが、短周期の揺れの信号成分と長周期の揺れの信号成分をそれぞれ的確に抽出するように、帯域幅を異ならせてもよい。
抽出フィルタ選択部１２は、複数の抽出フィルタよりいずれかの抽出フィルタを選択し、選択した抽出フィルタによって、揺れ検出センサ１１より出力された検出信号における所定の周波数帯域の信号成分を抽出する。抽出フィルタ選択部１２がいずれかの抽出フィルタを選択するかは、抽出フィルタ選択制御部１４によって制御される。
揺れ補正部１３は、抽出フィルタ選択部１２より出力された信号成分に基づいて、撮像装置１０が撮像する映像の揺れを補正する。揺れ補正部１３は、映像の揺れを補正する任意の揺れ補正部である。
揺れ補正部１３は、レンズ等の光学部品を動かすことによって映像の揺れを補正してもよいし、撮像素子を動かすことによって映像の揺れを補正してもよい。また、揺れ補正部１３は、撮像素子より映像信号を読み出す画素範囲を動かすことによって映像の揺れを補正してもよい。
揺れ補正部１３は、揺れ検出センサ１１で検出された揺れの方向を相殺するように、光学部品または撮像素子を動かしたり、撮像素子の画素範囲を動かしたりすればよい。
抽出フィルタ選択制御部１４には、伸縮制御部３２が設定しているポール２０の長さを示す情報が入力される。ユーザがポール２０を手動で伸縮させる構成である場合には、図示していない操作部によって抽出フィルタ選択制御部１４にポール２０の長さの情報を入力すればよい。
テーブル保持部１５は、図３に示すように、ポール２０の長さが第１段の長さであるＬ１に対応して抽出フィルタａ１、第２段の長さであるＬ２に対応して抽出フィルタａ２、第３段の長さであるＬ３に対応して抽出フィルタａ３を選択すべきことを示す情報が設定されたテーブル１５１を記憶している。
抽出フィルタａ１は、図２に実線で示す周波数帯域の信号成分を抽出する抽出フィルタである。抽出フィルタａ２は、図２に一点鎖線で示す周波数帯域の信号成分を抽出する抽出フィルタである。抽出フィルタａ３は、図２に破線で示す周波数帯域の信号成分を抽出する抽出フィルタである。
抽出フィルタ選択制御部１４は、テーブル１５１を参照して、撮像装置１０が装着されているポール２０の長さに応じて、複数の抽出フィルタａ１〜ａ３のうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう抽出フィルタ選択部１２を制御する。
第１実施形態の揺れ補正装置１０１によれば、伸縮自在のポール２０に取り付けられた撮像装置１０によって撮像した映像の揺れを効果的に補正することができる。
＜第２実施形態＞
図６及び図７を用いて、第２実施形態の揺れ補正装置１０２の構成及び動作を説明する。揺れ補正装置１０２は、撮像装置１０内に搭載されている。図６に示す第２実施形態の揺れ補正装置１０２において、図１に示す第１実施形態の揺れ補正装置１０１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
ポール２０の揺れの周波数は、厳密には、撮像装置１０の重量によって変化する。第２実施形態の揺れ補正装置１０２は、撮像装置１０の重量と、ポール２０の長さとを考慮して、抽出フィルタ選択部１２が最適な抽出フィルタを選択するように構成している。
図６において、重量保持部１６は、撮像装置１０の重量を示す情報を保持している。ここでの撮像装置１０の重量とは、撮像装置１０が標準のレンズ10Lzを装着しているときの重量である。レンズ10Lzを他のレンズに交換すると、撮像装置１０の重量は変化する。撮像装置１０をバッテリ駆動する場合には、バッテリの重量によっても撮像装置１０の重量は変化する。
ユーザは、レンズ10Lzを他のレンズに交換した場合には、操作部１７によって、他のレンズに交換したことを入力する。抽出フィルタ選択制御部１４がレンズ10Lzと他のレンズとの差分を予め保持しておけば、他のレンズに交換したときの撮像装置１０の重量を得ることができる。
ユーザが操作部１７によって、他のレンズに交換したとき状態の撮像装置１０の重量を入力してもよい。
バッテリの交換や他の理由によって撮像装置１０の重量が変化する場合も同様に、抽出フィルタ選択制御部１４が撮像装置１０の重量を選択したり、操作部１７によって撮像装置１０の重量を入力したりすればよい。
ユーザがポール２０を手動で伸縮させる構成である場合には、操作部１７によってポール２０の長さを入力すればよい。
テーブル保持部１５は、図７に示すように、撮像装置１０の重量がＷ１，Ｗ２，Ｗ３それぞれで、ポール２０の長さがＬ１〜Ｌ３で、どの抽出フィルタを選択すべきであるかを示す情報を設定したテーブル１５２を記憶している。
ここでは、重量をＷ１〜Ｗ３の３種類としているが、重量の種類の数は２種類であってもよく、４種類以上であってもよい。
テーブル１５２には、撮像装置１０の重量がＷ１のとき、ポール２０の長さＬ１に対応して抽出フィルタａ１、Ｌ２に対応して抽出フィルタａ２、Ｌ３に対応して抽出フィルタａ３を選択すべきことを示す情報が設定されている。
テーブル１５２には、撮像装置１０の重量がＷ２のとき、ポール２０の長さＬ１に対応して抽出フィルタｂ１、Ｌ２に対応して抽出フィルタｂ２、Ｌ３に対応して抽出フィルタｂ３を選択すべきことを示す情報が設定されている。
テーブル１５２には、撮像装置１０の重量がＷ３のとき、ポール２０の長さＬ１に対応して抽出フィルタｃ１、Ｌ２に対応して抽出フィルタｃ２、Ｌ３に対応して抽出フィルタｃ３を選択すべきことを示す情報が設定されている。
抽出フィルタ選択部１２は、抽出フィルタａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３を有する。
抽出フィルタ選択制御部１４は、撮像装置１０の重量と、ポール２０の長さとの組み合わせに応じて、複数の抽出フィルタａ１〜ａ３，ｂ１〜ｂ３，ｃ１〜ｃ３のうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう抽出フィルタ選択部１２を制御する。
第２実施形態の揺れ補正装置１０２によれば、ポール２０の長さだけではなく撮像装置１０の重量も考慮して抽出フィルタを決定するように構成しているから、伸縮自在のポール２０に取り付けられた撮像装置１０によって撮像した映像の揺れをさらに効果的に補正することができる。
＜第３実施形態＞
図８を用いて、第３実施形態の揺れ補正装置１０３の構成及び動作を説明する。揺れ補正装置１０３は、撮像装置１０内に搭載されている。図８に示す第３実施形態の揺れ補正装置１０３において、図６に示す第２実施形態の揺れ補正装置１０２と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
ポール２０の揺れの周波数は、厳密には、ポール２０の剛性によって変化する。第３実施形態の揺れ補正装置１０３におけるテーブル保持部１５は、剛性が異なるポール２０に対応して、例えばテーブル１５２，１５３の２つのテーブルを有する。
テーブル保持部１５は、剛性が３種類またはそれ以上に異なるポール２０に対応して、３つまたはそれ以上のテーブルを有してもよい。
テーブル１５２は、第１の剛性を有するポール２０に対応して設定され、テーブル１５３は、同じメーカ製で第２の剛性を有するポール２０に対応して設定されていてもよい。また、テーブル１５２は、第１のメーカ製の第１の剛性を有するポール２０に対応して設定され、テーブル１５３は、第２のメーカ製の第２の剛性を有するポール２０に対応して設定されていてもよい。
ユーザは、操作部１７によって、第１の剛性と第２の剛性とのいずれの剛性のポール２０を使用しているかを入力する。これによって、抽出フィルタ選択制御部１４は、使用しているポール２０に対応したテーブル１５２または１５３を選択して、最適な抽出フィルタを選択するよう抽出フィルタ選択部１２を制御することができる。
第３実施形態の揺れ補正装置１０３においては、テーブル保持部１５は図７に示すテーブル１５２と、これと同様のテーブル１５３を有する構成としている。揺れ補正装置１０３は、ポール２０の剛性に対応して、図３に示すようなポール２０の長さのみに応じて抽出フィルタを選択する複数のテーブルを有する構成であってもよい。
第１〜第３実施形態の構成と、揺れを抑える機構的なダンパとを組み合わせてもよい。揺れ検出センサ１１より出力された検出信号によって、ダンパを電気的に制御してもよい。
撮像装置１０がパン・チルト・ズームのＰＴＺ機能を有する場合、ＰＴＺ動作時には、抽出フィルタ選択部１２による抽出フィルタの選択動作をオフにして、デフォルトの抽出フィルタを用いるように構成してもよい。
抽出フィルタ選択制御部１４は、ポール２０のそれぞれの長さで、抽出フィルタ選択部１２が有する抽出フィルタを１つずつ選択して、最も大きな信号成分が得られる抽出フィルタをテーブル１５１〜１５３に書き込むように構成してもよい。
第１〜第３実施形態においては、テーブル１５１〜１５３を用いているが、ポール２０の長さ、撮像装置１０の重量、ポール２０の剛性の条件に応じて、演算式によって選択すべき抽出フィルタを決定するよう構成してもよい。
本発明は以上説明した第１〜第３実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。第１〜第３実施形態を構成するに際して、ハードウェアとソフトウェアとの使い分けは任意である。
１０ 撮像装置
１１ 揺れ検出センサ
１２ 抽出フィルタ選択部
１３ 揺れ補正部
１４ 抽出フィルタ選択制御部
１５ テーブル保持部
１０１〜１０３ 揺れ補正装置

Claims (3)

  1. 伸縮自在のポールに取り付けられた撮像装置の揺れを検出する揺れ検出センサと、
    複数の抽出フィルタよりいずれかの抽出フィルタを選択し、選択した抽出フィルタによって、前記揺れ検出センサより出力された検出信号における所定の周波数帯域の信号成分を抽出する抽出フィルタ選択部と、
    前記抽出フィルタ選択部より出力された信号成分に基づいて、前記撮像装置が撮像する映像の揺れを補正する揺れ補正部と、
    前記ポールの長さに応じて、前記複数の抽出フィルタのうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう前記抽出フィルタ選択部を制御する抽出フィルタ選択制御部と、
    を備えることを特徴とする揺れ補正装置。
  2. 前記抽出フィルタ選択制御部は、前記撮像装置の重量と、前記ポールの長さとの組み合わせに応じて、前記複数の抽出フィルタのうちのいずれかの抽出フィルタを選択するよう前記抽出フィルタ選択部を制御することを特徴とする請求項１記載の揺れ補正装置。
  3. 前記ポールの長さに応じて、前記複数の抽出フィルタのうちのいずれの抽出フィルタを選択するかを示す情報が設定されたテーブルを記憶するテーブル保持部をさらに備え、
    前記テーブル保持部は、前記ポールの異なる剛性に対応してそれぞれテーブルを記憶しており、
    前記抽出フィルタ選択制御部は、前記ポールの剛性に対応したテーブルを選択して、選択されたテーブルに基づいて抽出フィルタを選択するよう前記抽出フィルタ選択部を制御する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の揺れ補正装置。
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