JP2019078880A - 制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高速移動被写体をパンチルト可能な監視カメラにより撮像する際の撮像条件を適切に自動設定する。【解決手段】制御装置は、被写体の移動速度を取得し、被写体の移動速度に基づいて、その被写体を撮像するための撮像部を、パンチルトによる被写体の追従を行わずに第１の露光時間にて撮像する第１の撮像と、パンチルトによる被写体の追従を行って第２の露光時間にて撮像する第２の撮像とのいずれかを行うように制御する。【選択図】図５

Description

本発明は、被写体の撮像時の適応設定技術に関する。

近年、パンニング（横方向の駆動）、チルティング（縦方向の駆動）、ズーミングによって任意の撮像方向を選択することができる監視カメラが多く利用されている。また、このような監視カメラの類型として、３６０°のパンニングと１８０°のチルティングとによって旋回しながら撮像を行うことができる監視カメラも増加している。監視においては逃走する人物や走り去る車などの特徴を画像から判断するために、移動する被写体（以下では、「移動被写体」と呼ぶ。）を鮮明に捉えることが重要である。これに対し、特許文献１には、移動被写体の移動速度を算出して、算出された移動速度に応じて露光時間を変更することによって移動被写体を鮮明に撮像する、自動露出制御技術が記載されている。

特開２０１１−０４１１８６号公報

特許文献１に記載の技術では、高速移動する移動被写体を撮像する際には、露光時間を短く設定する。しかしながら、低照度時に高速移動する移動被写体を撮像するために自動露出制御の露光時間を短くすると、感度不足によって輝度が低くノイズの多い視認性の不良な撮像画像が得られる場合があり、移動被写体を鮮明に撮像することができなくなりうる。

本発明は、撮像条件に応じて自動で適切な撮像手法を設定するための技術を提供する。

本発明の一態様による制御装置は、被写体の移動速度を取得する取得手段と、前記被写体の移動速度に基づいて前記被写体を撮像するための撮像手段を、前記被写体に追従せずに撮像する第１の撮像と、前記被写体に追従して撮像する第２の撮像とのいずれかを行うように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像条件に応じて自動で適切な撮像手法を設定することができる。

カメラの第１の構成例を示す図である。 カメラの撮像部の構成例を示す図である。 処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 カメラの第２の構成例を示す図である。 処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 被写体速度と露光時間の対応関係の一例を示す図である。 図６の露光時間を設定した場合の、画像のノイズおよび輝度の数値と露光時間の対応関係の一例を示す図である。 カメラの第３の構成例を示す図である。 処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。 第１の撮像部および雲台と第２の撮像部の配置の例を示す図である。 制御部のハードウェア構成例を示す図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施形態では、静止画を撮像するカメラが用いられる場合について説明するが、例えば動画を撮像するカメラが用いられてもよいし、他の任意の撮像装置が用いられてもよい。なお、カメラはデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラでありうる。

＜実施形態１＞
（カメラの構成）
図１に、本実施形態に係るカメラの構成を示す。カメラは、撮像部１０１において外部から光を取り込んで撮像を行う。撮像部１０１は、制御部１０２に接続され、撮像した画像を制御部１０２に対して出力し、制御部１０２からの制御に従って、例えば撮像範囲（パン・チルト・ズーム）や露光時間等の設定を変更可能に構成される。制御部１０２は、撮像部１０１から、撮像部１０１において撮像された画像の入力を受け付け、撮像部１０１の制御を行う。制御部１０２は、例えば、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサとメモリ等の記憶装置とを含む制御装置でありうる。この場合の制御部１０２のハードウェアの構成の一例を図１１に示す。制御部１０２は、例えば、ＣＰＵ１１１、ＲＡＭ１１２、ＲＯＭ１１３、外部記憶装置１１４、外部Ｉ／Ｆ１１５を有する。一例において、ＣＰＵ１１１が、ＲＯＭ１１３や外部記憶装置１１４に記憶されたプログラムを、ＲＡＭ１１２をワークメモリとして用いて実行することにより、後述する制御部１０２による処理が実行される。なお、制御部１０２は、外部Ｉ／Ｆ１１５を介して、撮像部１０１と通信可能に接続されうる。

撮像部１０１は、一例において、図２のような構成を有する。撮像部１０１は、数枚のレンズ群による光学系を構成するレンズ２０１と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子２０２とを含んで構成される。また、撮像部１０１は、雑音軽減を行うＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ、相関二重サンプリング）回路２０３と、カメラの利得制御を自動で行うＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）増幅器２０４を有する。また、撮像部１０１は、アナログ信号をデジタル信号へと変換を行うアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ、Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）２０５と、デジタル信号に対して信号処理を行う信号処理部２０６を有する。撮像部１０１では、撮像素子２０２は、レンズ２０１を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。そして、ＣＤＳ回路２０３は、撮像素子２０２から出力された電気信号に対して相関二重サンプリング処理等を実行し、ＡＧＣ増幅器２０４は、ＣＤＳ回路２０３から出力された電気信号に対して増幅処理等を行う。Ａ／Ｄ変換２０５は、ＡＧＣ増幅器２０４によって増幅されたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。信号処理部２０６は、Ａ／Ｄ変換２０５から得られたデジタル信号に対して、例えば、色変換、ＷＢ処理、信号処理された画像の階調変換を行うガンマ処理等の画像処理など、所定の信号処理を行う。

制御部１０２は、その機能として、被写体速度検出部１０３、撮像可否判定部１０４、及びパンチルト駆動制御部１０５を有する。これらの機能部は、例えば、制御部１０２内のメモリ等に記憶されたプログラムが制御部１０２内のプロセッサによって実行されることによって実現されうる。なお、これらの機能部の一部または全部が、専用の回路等のハードウェアによって実現されてもよい。すなわち、制御部１０２は、専用のハードウェアの集合体であってもよい。例えば、制御部１０２として、所定のプログラムによって上述の各機能部の一部または全部の機能が実装されたＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）が用いられてもよい。

被写体速度検出部１０３は、撮像部１０１で撮像された画像から、被写体の移動速度を検出する。撮像可否判定部１０４は、被写体速度検出部１０３で検出された被写体の移動速度に基づいて、撮像部１０１の撮像範囲を固定した状態で、品質（画質や映像品質）に関する所定の条件を満たしながらその被写体の撮像が可能であるか否かを判定する。パンチルト駆動制御部１０５は、撮像可否判定部１０４による判定結果に基づいて、撮像部１０１においてパンニングとチルティングとの少なくともいずれかを行わせるための駆動信号を生成して、その駆動信号に基づいて撮像部１０１を制御する。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る撮像部１０１及び制御部１０２によって実行される処理の流れについて、図３を用いて説明する。

まず、撮像部１０１が、例えば露光時間や撮像範囲等に関する所定の設定を用いた周期的な第１の撮像によって画像を取得し、制御部１０２は、その画像中に移動被写体が含まれているかの判定処理を実行する（Ｓ３０１）。例えば、制御部１０２は、特徴量抽出やパターン認識により、特定の被写体のみを移動被写体として検出および認識しうる。なお、特定の被写体は、例えばユーザ操作による被写体の選択結果を受け付けることによって指定されてもよいし、他の手法で指定されてもよい。例えば、制御部１０２は、被写体が画像内の所定の位置を通過した場合または所定の領域に侵入した場合に、この被写体を特定の移動被写体として指定してもよい。制御部１０２は、移動被写体を検出しなかった場合は（Ｓ３０１でＮＯ）、それ以降の処理を実行せずに、そのまま撮像を継続する。一方、制御部１０２は、移動被写体を検出すると（Ｓ３０１でＹＥＳ）、その移動被写体の移動速度を算出する（Ｓ３０２）。例えば、制御部１０２は、時間的に連続して撮像された複数の画像から、移動被写体の動きベクトルと移動方向とを特定しうる。制御部１０２は、例えば、動きベクトルのノルムに基づいて、移動被写体の移動速度を特定することができる。なお、制御部１０２は、これら以外の手法によって、移動被写体の移動速度を特定してもよい。

続いて、制御部１０２は、Ｓ３０２で特定した移動被写体の移動速度に基づいて、Ｓ３０１での撮像条件を用いた第１の撮像により、品質（画質や映像品質）に関する所定の条件を満たしながら対象の被写体の撮像を行うことができるかを判定する（Ｓ３０３）。制御部１０２は、例えば、Ｓ３０２で特定された移動被写体の移動速度が所定の閾値以下の場合は、その被写体を所定の条件を満たしながら撮像可能であると判定する。一方、制御部１０２は、移動速度がその所定の閾値を超える場合は、その被写体を所定の条件を満たしながら撮像できないと判定する。このとき、この所定の閾値は、固定値であってもよいし、又は、例えばユーザによる設定等によって可変な変動値であってもよい。また、制御部１０２は、撮像部１０１の露光時間と移動速度との関係によって、被写体を所定の条件を満たしながら撮像できるか否かの判定を行ってもよい。例えば、制御部１０２は、現在の露光時間によって定まる上述の閾値を移動被写体の移動速度が超えるか否かの判定によって、移動被写体を像ぶれなく撮像できるか否かを判定しうる。

制御部１０２は、第１の撮像により所定の条件を満たしながら被写体が可能であると判定した場合（Ｓ３０３でＹＥＳ）は、それ以降の処理を実行せずに、そのまま撮像を継続する。一方、制御部１０２は、第１の撮像により所定の条件を満たしながら被写体が可能でないと判定した場合（Ｓ３０３でＮＯ）は、所定の条件を満たしながらその被写体を撮像するために、パンチルト駆動信号を生成する（Ｓ３０４）。例えば、制御部１０２は、移動被写体の移動に合わせて流し撮りを実行するように、換言すれば露光時間中に移動被写体が撮像範囲の所定位置に固定されるように、撮像部１０１の撮像範囲を移動させるためのパンチルト駆動信号を生成する。すなわち、制御部１０２は、撮像部１０１の撮像範囲を移動被写体に追従させるためのパンチルト駆動信号を生成する。このため、移動被写体の移動速度が速いほど、高速にパンニングまたはチルティングさせるために、例えば信号レベルの高いパンチルト駆動信号が生成される。なお、このような移動被写体への追従制御を行うためのパンチルト駆動信号が生成される限りにおいて、どのような手法で又はどのような内容のパンチルト駆動信号が生成されてもよい。その後、制御部１０２は、生成したパンチルト駆動信号に従って、撮像部１０１のパンニングまたはチルティングの駆動制御を行いながら第２の撮像を行う（Ｓ３０５）。

このように、本実施形態では、制御部１０２は、移動速度が十分に遅く、第１の撮像で所定の条件を満たしながら撮像が可能な被写体に対してはそのまま第１の撮像を続行するように制御を行う。一方、制御部１０２は、移動速度が速く、第１の撮像によっては所定の条件を満たしながら撮像を行うことができない被写体に対しては、パンチルト制御によって追従して被写体を撮像する第２の撮像を行う。これにより、被写体を高品質で撮像することができる。また、高速移動中の移動被写体に対して露光時間を短くするのではなく被写体に追従して撮像を行うため、視認性の良好な撮像画像を得ることができる確率を向上させることができる。

＜実施形態２＞
上述の実施形態１では、カメラが、露光時間等の設定を一定として、移動被写体の移動速度に応じてパンチルト制御を行うか否かを決定する例について説明した。本実施形態では、カメラが、さらに、移動被写体の移動速度に応じて露光時間を設定する場合の例について説明する。

（カメラの構成）
図４に、本実施形態に係るカメラの構成例を示す。本実施形態に係るカメラは、撮像部１０１と制御部１０２とを含む点で図１と同様である。ただし、本実施形態に係る制御部１０２は、第１露光時間特定部４０１、ノイズ量推定部４０２、輝度推定部４０３、及び第２露光時間特定部４０４をさらなる機能として実現する。なお、図４において、図１と同様の機能ブロックについては、共通の参照番号を付して説明を省略している。

第１露光時間特定部４０１は、被写体速度に対して、像ぶれせずに撮像することが可能な露光時間を、例えば算出によって特定する。ノイズ量推定部４０２は、第１露光時間特定部４０１によって特定された第１の露光時間を設定した際に自動露出により現在の露出を維持して撮像部１０１のＡＧＣ増幅器２０４によってゲインを上げた場合の、画像のノイズ量を推定する。輝度推定部４０３は、第１露光時間特定部４０１によって特定された第１の露光時間を設定した際に自動露出制御を行った場合の、画像の輝度を推定する。第２露光時間特定部４０４は、所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能でないと判定されて移動被写体に追従するパンチルト駆動が行われる条件での撮像に適した第２の露光時間を、例えば算出によって特定する。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る撮像部１０１及び制御部１０２によって実行される処理の流れについて、図５を用いて説明する。なお、図３と同様の処理ステップについては、共通の参照番号を付して説明を省略する。

本処理では、制御部１０２は、撮像部１０１が現在の露光時間を用いた第１の撮像によって所定の条件を満たしながら被写体を撮像することができない場合（Ｓ３０３でＮＯ）、その移動被写体を像ぶれなく撮像可能な第１の露光時間を特定する（Ｓ５０１）。制御部１０２は、例えば移動被写体が所定距離（例えば０．０５メートル）移動するのに要する時間を、第１の露光時間として特定しうる。このとき、制御部１０２は、撮像部１０１において露光時間として設定可能な数値を保持しておき、移動速度に基づいて算出した露光時間以下の最大の設定可能な露光時間を、第１の露光時間として特定しうる。また、制御部１０２は、例えば、図６のような被写体の移動速度ごとにその被写体を像ぶれなく撮像することが可能な露光時間のテーブルを予め保持しておき、このテーブルを参照することによって第１の露光時間を特定しうる。このとき、制御部１０２は、例えば、図６のテーブルに従って、被写体の移動速度が１０メートル／秒以下の場合、露光時間を１／２５０秒に設定する。また、制御部１０２は、例えば、被写体の移動速度が１０メートル／秒より早く２５メートル／秒以下である場合、露光時間を１／５００秒に設定する。

制御部１０２は、Ｓ５０１で特定された第１の露光時間を設定して自動露出制御を用いて第３の撮像を行う場合の画像のノイズ量と輝度とをそれぞれ推定し、ノイズ量が所定値以下であるか否か及び輝度が所定値を超えるか否かを判定する（Ｓ５０２）。ノイズ量は、画像の一部または全体の平均輝度と標準偏差とから得られるＳ／Ｎ比に基づいて推定されうる。また、制御部１０２は、撮像部１０１のＡＧＣ増幅器２０４の現在のゲインの値、撮像素子２０２の温度、画像処理（ノイズリダクション、シャープネス、彩度）のレベル等を考慮してノイズ量を推定してもよい。輝度は、画像の一部の輝度や平均輝度等に基づいて特定される。ノイズ量が例えば移動被写体を認識可能な所定の閾値以下で、かつ、輝度が例えば移動被写体を認識可能な所定の閾値を超える場合（Ｓ５０２でＹＥＳ）は、制御部１０２は、第１の露光時間での第３の撮像を行うように撮像部１０１を設定する（Ｓ５０３）。一方、ノイズ量が上述の所定の閾値を超える場合又は輝度が所定の閾値以下の場合（Ｓ５０２でＮＯ）は、制御部１０２は、ノイズ量を抑制し、十分な輝度で移動被写体を撮像するために、パンチルト駆動信号を生成する（Ｓ５０４）。このパンチルト駆動信号は、図３のＳ３０４と同様にして生成される。続いて、制御部１０２は、Ｓ５０４で生成されたパンチルト駆動信号によって撮像部１０１の撮像範囲を移動させる場合に設定されるべき第２の露光時間を決定し、撮像部１０１の設定を行う（Ｓ５０５）。第２の露光時間は、Ｓ５０１で決定された第１の露光時間よりも長く設定されうる。制御部１０２は、例えば図７のようにノイズ量または推定された輝度の少なくともいずれかに対応する露光時間のテーブルを用意しておき、そのテーブルに基づいて、第２の露光時間の値を決定しうる。例えば、制御部１０２は、ノイズ量に対応する露光時間と、輝度に対応する露光時間とのうち、長い方の時間を、第２の露光時間として設定しうる。また、制御部１０２は、撮像部１０１において露光時間として設定可能な数値を保持しておき、移動速度に基づいて算出した露光時間以下の最大の設定可能な露光時間を、第２の露光時間として特定してもよい。その後、制御部１０２は、Ｓ５０４で生成されたパンチルト駆動信号に基づいて、撮像部１０１の撮像範囲を移動させながら、第２の露光時間を用いた第４の撮像を実行する（Ｓ５０６）。

なお、上述の説明では、ノイズ量と輝度との両方を推定して、第１の露光時間での撮像を行うか否かを判定したが、ノイズ量と輝度のいずれか一方のみに従って、この判定が行われてもよい。すなわち、輝度値によらずノイズ量が所定値以下である場合に第１の露光時間での第３の撮像が行われるようにしてもよいし、ノイズ量によらず輝度値が所定値以下である場合に第１の露光時間での第３の撮像が行われるようにしてもよい。

このように、本実施形態では、移動速度が速い移動被写体に対して、まず、その移動速度に対応する第１の露光時間の設定を行う。そして、その第１の露光時間による撮像におけるノイズ量と輝度とを推定し、所定の条件を満たしながら移動被写体を撮像することができるか否かを判定し、必要に応じてパンチルト制御を実行すると共に露光時間を第２の露光時間に設定しなおす。これにより、照度等の環境に合わせて、適切な露光時間を設定して、また必要に応じてパンチルト制御を実行して、移動被写体を鮮明に撮像することができる。すなわち、高照度時には、第１の露光時間によってパンチルト制御を実行せずに移動被写体を撮像する。これは、照度が十分であれば、パンチルト制御を実行せずとも、短い露光時間によって移動被写体を鮮明に撮像することができるからである。一方、低照度時には、パンチルト制御を実行しながら移動被写体を撮像する。これにより、低いノイズ量と十分な輝度で、移動被写体を撮像することができるようになる。

なお、第１の露光時間の設定及び第３の撮像は、実際に行われなくてもよい。例えば、制御部１０２は、移動被写体が検出される際に用いられている初期設定等の所定の設定での撮像によって輝度やノイズ量の情報を事前に取得しておく。そして、制御部１０２は、事前に取得した輝度やノイズ量と上述の所定の設定に基づいて、露光時間を移動被写体の速度に応じて第１の露光時間に変更したと仮定した場合の輝度やノイズ量を推定しうる。すなわち、実際に第１の露光時間を用いることなく、第１の露光時間が用いられた場合のノイズ量及び輝度が推定されうる。

＜実施形態３＞
上述の実施形態は、１つの撮像装置を用いて移動被写体を撮像する構成について説明した。本実施形態では、２つ以上の撮像装置を用いて移動被写体を撮像する場合の例について説明する。

（システムの構成）
図８に、本実施形態に係るカメラを含んだシステムの構成例を示す。本実施形態に係るシステムは、第１撮像部８０１、第２撮像部８０２、雲台部８０３を含んで構成される。第１撮像部８０１及び第２撮像部８０２は、いずれも図２のような共通の構成を有しうる。また、第１撮像部８０１及び第２撮像部８０２は、例えば一定の方向のみを撮像可能な撮像装置でありうる。このため、第１撮像部８０１は、例えば、第１撮像部８０１が取り付けられている雲台部８０３によってパンニング又はチルティングされる点で撮像部１０１と異なりうる。このため、本実施形態では、制御部１０２は、パンチルト駆動制御部１０５を通じて、第１撮像部８０１ではなく雲台部８０３を制御し、それによって、第１撮像部８０１のパンニング又はチルティングを実現する。なお、上述の実施形態１および２に係る撮像部１０１のパンニング又はチルティングも、本実施形態のような雲台部８０３によって制御されてもよい。

本実施形態では、制御部１０２は、第２撮像部８０２による撮像に基づいて、移動被写体の検出等の処理を実行し、その結果に応じて第１撮像部８０１及び雲台部８０３を制御する。ここで、第２撮像部８０２が撮像した移動被写体は、その後に第１撮像部８０１の撮像範囲に移動するものとする。このような状況は、例えば、建物内において第２撮像部８０２が配置された位置から外へ脱出する際には、第１撮像部８０１の撮像範囲を通過しなければならないような構造において生じうる。また、例えば図１０のように、一方通行の道路を走行する車両を撮像するような撮像画角および撮像方向で第２撮像部８０２および第１撮像部８０１が配置される場合にも、このような状況が生じうる。

なお、第１撮像部８０１及び第２撮像部８０２は１つずつでなくてもよい。例えば１つの第１撮像部８０１の周囲に配置された複数の第２撮像部８０２のうちのいずれかにおいて移動被写体が検出されたことに応じて、その１つの第１撮像部８０１及び対応する雲台部８０３が制御されてもよい。さらに、１つの第２撮像部８０２において移動被写体が検出されたことに応じて、その第２撮像部８０２の周囲に存在する複数の第１撮像部８０１及び雲台部８０３が制御されてもよい。また、第２撮像部８０２は、電磁波などを用いて移動体の速度を検出するための他の装置によって置き換えられてもよい。

第２撮像部８０２は、通常状態において、例えば周期的に撮像を行い、移動被写体を検出した場合に、被写体速度および移動方向や移動被写体の特徴量等の移動被写体に関する情報を、制御部１０２（撮像可否判定部１０４）に送信する。なお、第２撮像部８０２は、撮像によって得られた画像を制御部１０２に入力し、制御部１０２が、移動被写体の検出、被写体速度及び移動方向や移動被写体の特徴量の特定を行ってもよい。制御部１０２は、この第２撮像部８０２から取得した情報に基づいて、第１撮像部８０１及び雲台部８０３を制御する。なお、制御部１０２は、パンチルト駆動制御部１０５が雲台部８０３を制御するのに加え、ズーム駆動制御部８０４によって第１撮像部８０１を制御するようにした点で、上述の各実施形態と異なる。ここで、ズーム駆動制御部８０４は、第１撮像部８０１のレンズ２０１のズーム倍率を変更するために用いる駆動信号を生成し、その駆動信号に応じて、第１撮像部８０１のレンズ２０１のズーミングの制御を行う。なお、実施形態１および２では、撮像部１０１のズーミング制御について特に触れなかったが、本実施形態と同様に撮像部１０１のズーミング制御が行われてもよい。例えば、実施形態１および２において、移動被写体が判別可能かつ全体像を把握できる程度の大きさで撮像されるように、ズーミング制御が行われうる。

（処理の流れ）
続いて、本実施形態に係る第１撮像部８０１、第２撮像部８０２、雲台部８０３、及び制御部１０２によって実行される処理の流れについて、図９を用いて説明する。

まず、制御部１０２は、第２撮像部８０２を通じて移動被写体を検出したかどうかを判定する（Ｓ９０１）。このとき、制御部１０２は、特徴量抽出やパターン認識によって、特定の特徴を有する被写体のみを移動被写体として検出および認識し、その特徴を有しない被写体については、移動していても検出対象としなくてもよい。また、制御部１０２は、被写体が第２撮像部８０２が撮像した画像内の所定の位置を通過した場合または所定の領域に侵入した場合に、その被写体を移動被写体として検出してもよい。制御部１０２は、移動被写体を検出したと判定した場合（Ｓ９０１でＹＥＳ）、その検出された移動被写体の移動速度を特定する（Ｓ９０２）。この移動速度の特定は、上述の実施形態と同様にして行われる。

そして制御部１０２は、第１撮像部８０１が第２撮像部８０２で撮像された移動被写体を、所定の条件を満たしながら撮像可能な状態であるか否かを判定する（Ｓ９０３）。例えば、制御部１０２は、第２撮像部８０２からの情報を受け取り、第１撮像部８０１が、現在の露光時間を用いた第１の撮像により、所定の条件を満たしながら、第２撮像部８０２で検出された移動被写体を撮像可能か否かを判定する。ここで、第２撮像部８０２から受け取る情報は、例えば、移動被写体の大きさや移動速度、画角および露出条件を含む第２撮像部８０２の現在の撮像条件等を含みうるが、これに限られず、他の任意のパラメータを含んでもよい。制御部１０２は、第１の撮像により所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能であると判定した場合（Ｓ９０３でＹＥＳ）は、それ以降の処理を実行せずに、そのまま第１撮像部８０１に第１の撮像による被写体の撮像を継続させる。一方、制御部１０２は、第１の撮像によっては所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能でないと判定した場合（Ｓ９０３でＮＯ）は、その移動被写体を第１撮像部８０１によって像ぶれなく撮像可能な第１の露光時間を特定する（Ｓ９０４）。そして、制御部１０２は、Ｓ９０４で特定された第１の露光時間を設定して自動露出制御を用いた第３の撮像を行う際の画像のノイズ量と輝度とをそれぞれ推定し、ノイズ量が所定値以下であるか否か及び輝度が所定値を超えるか否かを判定する（Ｓ９０５）。ノイズ量が所定の閾値以下であって、かつ、輝度が所定の閾値を超える場合（Ｓ９０５でＹＥＳ）は、制御部１０２は、第１の露光時間での第３の撮像を行うように第１撮像部８０１を設定する（Ｓ９０６）。なお、Ｓ９０１〜Ｓ９０６の処理は、第２撮像部８０２による移動被写体の検出に従って行われる制御の対象が第１撮像部８０１である点で実施形態２に係る処理と異なるが、それ以外の点では図５のＳ３０１〜Ｓ３０３及びＳ５０１〜Ｓ５０３と同様である。

一方、第３の撮像を行うとノイズ量が上述の所定の閾値を超える又は輝度が所定の閾値以下となる場合（Ｓ９０５でＮＯ）は、制御部１０２は、ノイズ量の抑制と十分な輝度の確保のために、パンチルト駆動信号及びズーム駆動信号を生成する（Ｓ９０７）。このパンチルト駆動信号は、図３のＳ３０４と同様にして、移動被写体に第１撮像部８０１の撮像範囲を追従させるような信号として生成される。また、ズーム駆動信号は、例えば画面内において移動被写体が認識可能な一定の大きさとなるように第１撮像部８０１に移動被写体を撮像させる信号として生成される。制御部１０２は、例えば、第２撮像部８０２から取得した移動被写体の大きさと撮像条件の情報に基づいて、第１撮像部８０１で撮像した際のその移動被写体の大きさが所定の範囲内の大きさとなるように、ズーム駆動信号を生成する。その後、制御部１０２は、Ｓ９０７で生成された各信号に基づいて第１撮像部８０１及び雲台部８０３が制御される場合に設定されるべき第２の露光時間を決定し、第１撮像部８０１に設定する（Ｓ９０８）。この処理は、図５のＳ５０５の処理と同様である。その後、制御部１０２は、Ｓ９０７で生成されたパンチルト駆動信号に基づいて、雲台部８０３を制御し、第１撮像部８０１の撮像範囲を移動させ、また、Ｓ９０７で生成されたズーム駆動信号により第１撮像部８０１のズーミング制御を行う（Ｓ９０９）。この結果、撮像部１０１は、パンチルト駆動信号に応じて撮像範囲を移動させると共にズーム駆動信号によってズーミングを行いながら、第２の露光時間を用いて撮像を行うこととなる。

このように、本実施形態では、移動被写体の撮像を行う第１撮像部とは別に、移動被写体の検出や移動速度の判定を行う装置（第２撮像部）を用意し、その検出結果に応じて第１撮像部による撮像のための設定制御を行う。これによれば、撮像を行いながら設定制御を行う場合と比して、事前に設定準備を行うことができるため、非常に高速移動する移動被写体であっても、移動被写体の撮像開始前に適切な設定を用意することができる。この結果、撮像を行うことが可能な時間（例えば露光時間）を十分に確保することができ、様々な状況において移動被写体を鮮明に撮像することができる。

なお、移動被写体の検出や移動速度の判定を行う装置は、例えば、一般的な道路設備として車両速度を計測するようなセンサでありうる。例えば、車両進行方向に沿って２か所に設置した近接センサ間を通過した時間で移動速度を測定する方式（光電管式、ループコイル式）や、レーダーを照射し被写体を反射して戻ってくる時間を測定する方式（レーダー方式）が用いられうる。また他のＩｏＴセンサを利用し、移動速度や輝度値を取得することもできる。なお、第２撮像部によって検出されなかった被写体を第１撮像部によって検出した場合、上述の実施形態１又は２の技術を適用して、第１撮像部による被写体の撮像を実行することができる。すなわち、本実施形態では、複数の撮像部が連携して処理を行うこともできるし、１つの撮像部のみで処理を完結させることもできる。

＜その他の実施形態＞
上述の説明では、撮像部と制御部とからなるカメラを用いる例について説明したが、これに限られない。例えば、撮像部１０１と制御部１０２とが別個の装置として構成されてもよく、例えば、１つ以上の撮像部１０１と接続されると共にこれらの撮像部１０１を統括的に制御する１つの制御部１０２が存在するシステムが構成されてもよい。また、制御部１０２が複数の装置によって構成されてもよく、例えば、上述の機能ブロックや処理ステップが複数の装置において分担して実現されてもよい。例えば、制御部１０２と撮像部１０１とは別に、撮像部１０１の撮像範囲が固定された状態で品質に関する所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能であるか否かを判定する装置が実装されてもよい。そして、制御部１０２は、被写体の移動速度を取得することなく、判定結果をその装置から取得することによって、撮像部１０１の撮像範囲が固定された状態で品質に関する所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能であるか否かを特定しうる。このとき、制御部１０２は、例えばユーザ操作による指定を受け付けて、取得した情報のうち特定の被写体の情報のみに基づいて、撮像部１０１の撮像範囲が固定された状態で品質に関する所定の条件を満たしながら被写体の撮像が可能であるか否かを特定しうる。このように、様々な形態で、上述の手法を適用することができる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０１：撮像部、１０２：制御部、１０３：被写体速度検出部、１０４：撮像可否判定部、１０５：パンチルト駆動制御部

Claims (21)

1. 被写体の移動速度を取得する取得手段と、
   前記被写体の移動速度に基づいて前記被写体を撮像するための撮像手段を、前記被写体に追従せずに撮像する第１の撮像と、前記被写体に追従して撮像する第２の撮像とのいずれかを行うように制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする制御装置。
2. 被写体の移動速度に少なくとも基づいて、撮像手段が前記被写体を追従せずに撮像する第１の撮像により画質に関する所定の条件を満たすことができるか否かを特定する特定手段と、
   前記第１の撮像によって前記所定の条件を満たすことができないと特定された場合に、前記撮像手段が当該被写体に追従して当該被写体を撮像する第２の撮像を行うように、当該撮像手段のパンニングとチルティングとの少なくともいずれかを行うための制御を行う制御手段と、
   を有することを特徴とする制御装置。
3. 前記被写体の前記移動速度を検出する検出手段をさらに有し、
   前記特定手段は、前記検出手段によって検出された前記移動速度に少なくとも基づいて、前記第１の撮像により前記所定の条件を満たすことができるか否かを特定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記特定手段は、前記移動速度が所定の閾値以下である場合に、前記第１の撮像により前記所定の条件を満たすことができると特定し、前記移動速度が所定の閾値を超える場合に、前記第１の撮像により前記所定の条件を満たすことができないと特定する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の制御装置。
5. 前記特定手段は、前記移動速度と前記撮像手段における現在の露光時間とに基づいて、前記第１の撮像により前記所定の条件を満たすことができるか否かを特定する、
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記特定手段は、前記第１の撮像により前記所定の条件を満たすことができない場合に、前記移動速度に応じた第１の露光時間を前記撮像手段に設定することによって行われる第３の撮像により画質に関する第２の条件を満たすことができるか否かを特定し、
   前記制御手段は、前記第３の撮像により前記第２の条件を満たすことができる場合、さらに、前記撮像手段の露光時間を前記第１の露光時間に設定するための制御を行う、
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記制御手段は、前記第３の撮像により前記第２の条件を満たすことができない場合に前記撮像手段のパンニングとチルティングとの少なくともいずれかを行うための前記制御を行う、
   ことを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記制御手段は、前記第３の撮像により前記第２の条件を満たすことができない場合に、さらに、前記第１の露光時間より長い第２の露光時間を前記撮像手段に設定するための制御を行う、
   ことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
9. 前記第２の条件は、前記第３の撮像により得られる画像の輝度とノイズ量との少なくともいずれかに関する、
   ことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記特定手段は、前記輝度が輝度に関する所定値を超え、かつ、前記ノイズ量がノイズ量に関する所定値以下である場合に、前記第３の撮像により前記第２の条件を満たすことができると判定する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
11. 前記特定手段は、他の装置によって検出された前記被写体の移動速度に基づいて、前記撮像手段による前記第１の撮像によって前記所定の条件を満たすことができるか否かを特定する、
    ことを特徴とする請求項２から１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記他の装置は、前記撮像手段と異なる第２の撮像手段である、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記制御手段は、前記第１の撮像によって前記所定の条件を満たすことができないと特定された場合に、前記撮像手段にズーミングを行わせるための制御を行う、
    ことを特徴とする請求項２から１２のいずれか１項に記載の制御装置。
14. 前記特定手段は、指定された被写体についての前記特定を実行し、指定されていない被写体については前記特定を実行しない、
    ことを特徴とする請求項２から１３のいずれか１項に記載の制御装置。
15. 前記特定手段は、画像内の所定の位置を通過した被写体または所定の領域に侵入した被写体を、前記特定を実行する被写体として指定する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載の制御装置。
16. 前記特定手段は、ユーザ操作によって選択された被写体を、前記特定を実行する被写体として指定する、
    ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の制御装置。
17. 前記制御手段は、前記撮像手段が取り付けられている雲台を制御することによって、前記撮像手段のパンニングとチルティングとの少なくともいずれかを行わせる、
    ことを特徴とする請求項２から１６のいずれか１項に記載の制御装置。
18. 前記撮像手段と請求項１から１７のいずれか１項に記載の制御装置とを含むことを特徴とする撮像装置。
19. 制御装置の制御方法であって、
    被写体の移動速度を取得する取得工程と、
    前記被写体の移動速度に基づいて前記被写体を撮像するための撮像手段を、前記被写体に追従せずに撮像する第１の撮像と、前記被写体に追従して撮像する第２の撮像とのいずれかを行うように制御する制御工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
20. 制御装置の制御方法であって、
    特定手段が、被写体の移動速度に少なくとも基づいて、撮像手段が前記被写体を追従せずに撮像する第１の撮像により画質に関する所定の条件を満たすことができるか否かを特定する特定工程と、
    制御手段が、前記第１の撮像によって前記所定の条件を満たすことができないと特定された場合に、前記撮像手段が当該被写体に追従して当該被写体を撮像する第２の撮像を行うように、当該撮像手段のパンニングとチルティングとの少なくともいずれかを行うための制御を行う制御工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
21. コンピュータを、請求項１から１７のいずれか１項に記載の制御装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。

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