JP7076988B2 - Imaging device and control method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置および制御方法に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus and a control method.
ネットワークや専用線を介して、遠隔操作によりカメラを制御し、映像を監視できるネットワークカメラが知られている。ネットワークカメラには、カメラヘッド部(撮像部)が回転するパンチルト機構(PT機構)や、電動ズーム機能を有するモデルがある。パンチルト機構では、カメラヘッド部のパンニング(水平方向回転)またはチルティング(垂直方向回転)を行う。以下の説明では、水平方向回転をパン回転、パン回転の方向をパン方向とも記述する。また、垂直方向回転をチルト回転、チルト回転の方向をチルト方向とも記述する。パンチルト機構や電動ズーム機能を有する撮像装置は、撮像方向や撮像画角を自在に変更可能である。 Network cameras that can remotely control cameras and monitor images via networks or leased lines are known. Some network cameras have a pan-tilt mechanism (PT mechanism) in which the camera head unit (imaging unit) rotates, and a model having an electric zoom function. The pan-tilt mechanism performs panning (horizontal rotation) or tilting (vertical rotation) of the camera head portion. In the following description, horizontal rotation is also described as pan rotation, and pan rotation direction is also described as pan direction. Further, the vertical rotation is also described as a tilt rotation, and the direction of the tilt rotation is also described as a tilt direction. An image pickup device having a pan-tilt mechanism and an electric zoom function can freely change the image pickup direction and the image pickup angle of view.
また、設置環境の振動によって発生する撮像画像の揺れを低減するため、像振れ補正機能(防振機能)を有する撮像装置が提案されている。防振の手法としては、画像処理による補正を用いた電子防振やレンズ駆動により光学的に補正を行う光学防振等がある。また、パンチルト機構を用いて、揺れに応じてレンズ、イメージセンサを含む鏡筒ユニットを駆動して像振れ補正を実現する防振制御が考えられる。パンチルト機構を用いた防振制御を、以下ではPT防振と記述する。PT防振は、振幅の大きい揺れに対しても補正可能であり、船上等大きな揺れが発生する設置環境において有効である。 Further, in order to reduce the shaking of the captured image generated by the vibration of the installation environment, an imaging device having an image shake correction function (vibration isolation function) has been proposed. Examples of the vibration isolation method include electronic vibration isolation using correction by image processing and optical vibration isolation in which correction is performed optically by driving a lens. Further, it is conceivable to use a pan-tilt mechanism to drive a lens barrel unit including a lens and an image sensor in response to shaking to realize vibration isolation control for image shake correction. Anti-vibration control using the pan-tilt mechanism is hereinafter referred to as PT anti-vibration. PT anti-vibration can be corrected even for shaking with a large amplitude, and is effective in an installation environment where large shaking occurs such as on a ship.
特許文献1は、パンチルト機構の駆動中は一時的にカメラの防振機能を無効にするシステムを開示している。また、特許文献2は、加速度センサにより重力方向の揺れ信号を取得し、チルト角度を用いて揺れ信号をイメージセンサに対して平行な成分と垂直な成分とに分解し、平行な揺れ成分を用いて平行移動揺れの補正を行う装置を開示している。
パンチルト機構を持つ撮像装置は、例えば、ベース部とカメラヘッド部を有し、ベース部にパン回転を行うターンテーブルを設け、ターンテーブル上にチルト回転を行う軸を支える支柱を備え、カメラヘッドがパン回転およびチルト回転するメカ構成を有する。カメラヘッドをパン回転させる駆動部をパン駆動部という。また、カメラヘッドをチルト回転させる駆動部をチルト駆動部という。このようなメカ構成の場合、カメラヘッドがパン回転したときの撮像画像での移動軌跡が、チルト駆動部の角度(チルト角度)によって異なる。具体的には、チルト角度が水平方向を向いた状態では、パン回転による画像の移動軌跡は水平方向の動きとなる。しかし、チルト角度が斜め上方向を向いた状態では、画像の移動軌跡は、曲線を描く動きとなる。そして、チルト角度が垂直方向の状態では、画像の移動軌跡は回転の動きとなる。このように、チルト角度によっては水平方向の揺れとパン回転による画像の移動軌跡が合わず、水平方向の揺れによる画像振れ(像振れ)を補正することができない。本発明は、撮像部を異なる方向に回転駆動させる複数の駆動部を有する撮像装置において、良好な像振れ補正を実現することを目的とする。 An image pickup device having a pan-tilt mechanism has, for example, a base portion and a camera head portion, a turntable for pan rotation is provided on the base portion, and a support column for supporting a shaft for tilt rotation is provided on the turntable, and the camera head is provided. It has a mechanical configuration that rotates pan and tilt. The drive unit that rotates the camera head in a pan is called a pan drive unit. Further, the drive unit that tilts and rotates the camera head is called a tilt drive unit. In the case of such a mechanical configuration, the movement locus in the captured image when the camera head is pan-rotated differs depending on the angle (tilt angle) of the tilt drive unit. Specifically, when the tilt angle is oriented in the horizontal direction, the movement locus of the image due to the pan rotation is the movement in the horizontal direction. However, when the tilt angle is directed diagonally upward, the movement locus of the image is a movement that draws a curve. Then, when the tilt angle is in the vertical direction, the movement locus of the image becomes a rotational movement. As described above, depending on the tilt angle, the movement locus of the image due to the horizontal shake and the pan rotation do not match, and the image shake (image shake) due to the horizontal shake cannot be corrected. An object of the present invention is to realize good image shake correction in an image pickup apparatus having a plurality of drive units for rotationally driving the image pickup unit in different directions.
本発明の一実施形態の撮像装置は、撮像手段の撮像方向を第1の方向に回転させる第1の駆動手段と、前記撮像手段の撮像方向を前記第1の方向と直交する第2の方向に回転させる第2の駆動手段と、前記第1の駆動手段または前記第2の駆動手段を制御して、前記撮像手段に加わる振れにより生じる像振れを補正する振れ補正制御を実行する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記第2の駆動手段による回転角度が閾値以上である場合に、前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段を用いた振れ補正制御を無効にする。 The image pickup apparatus of one embodiment of the present invention has a first driving means for rotating the image pickup direction of the image pickup means in the first direction, and a second direction in which the image pickup direction of the image pickup means is orthogonal to the first direction. A second drive means for rotating the image, and a control means for controlling the first drive means or the second drive means to perform runout correction control for correcting image shake caused by shake applied to the image pickup means. The control means invalidates the runout correction control using the first drive means and the second drive means when the rotation angle by the second drive means is equal to or larger than the threshold value.
本発明によれば、撮像部を異なる方向に回転駆動させる複数の駆動部を有する撮像装置において、良好な像振れ補正を実現することができる。 According to the present invention, good image shake correction can be realized in an image pickup apparatus having a plurality of drive units for rotationally driving the image pickup unit in different directions.
(実施例1)
図1は、本実施形態の撮像装置の構成を示す図である。
ネットワークカメラ1000は、ネットワーク3000を介して不図示のクライアント装置(情報処理装置)と相互に通信可能な状態に接続されている。ネットワークカメラ1000は、撮像部1001、画像処理部1002、システム制御部1003、揺れ検出部1004、パンニング駆動部1005、チルティング駆動部1006、パンチルト制御部1007、通信部1008を備える。以下の説明では、パンニング駆動部を単に「パン駆動部」と記述する。また、チルティング駆動部を単に「チルト駆動部」と記述する。
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image pickup apparatus according to the present embodiment.
The
撮像部1001は、レンズ、撮像素子及びその制御群を有する。撮像部1001は、被写体光を光電変換して撮像画像に係る信号を出力する。画像処理部1002は、撮像部1001が出力した信号に対して所定の現像処理、圧縮符号化処理を行い、画像データを生成し、システム制御部1003へ伝達する。システム制御部1003は、ネットワークカメラ1000全体を制御する。システム制御部1003は、通信部1008を介して、画像データを不図示のクライアント装置に配信する。また、通信部1008は、クライアント装置から送信されるカメラ制御コマンドを受信し、システム制御部1003へ伝達する。また、システム制御部1003は、カメラ制御コマンドに対するレスポンスをクライアント装置へ送信する。システム制御部1003は、伝達されたカメラ制御コマンドを解析し、コマンドに応じた処理を行う。システム制御部1003は、例えば、画像処理部1002に対して画質調整の指示を行う。また、例えば、システム制御部1003は、例えば、パンチルト制御部1007に対してパンチルト動作の指示を行う。パンチルト動作は、パンニング(水平方向回転)動作またはチィルティング(垂直方向回転)動作を示す。
The
画像処理部1002は、システム制御部1003からの指示に基づいて、画像処理を行う。また、パンチルト制御部1007は、システム制御部1003からの指示に基づいて、パン駆動部1005またはチルト駆動部1006の制御を行う。揺れ検出部1004は、ジャイロセンサ等により構成され、撮像部1001に加わる揺れ(振れ)を検出し、振れ検出信号を出力する。具体的には、揺れ検出部1004は、撮像部1001のパン方向およびチルト方向の角速度を振れ検出信号として出力する。角速度情報は、画像処理部1002およびパンチルト制御部1007に伝達され、振れ補正制御(防振制御)に用いられる。すなわち、システム制御部1003およびパンチルト制御部1007は、パン駆動部1005またはチルト駆動部1006を制御して、撮像部1001に加わる振れにより生じる像振れを補正する振れ補正制御を実行する制御手段として機能する。
The
パン駆動部1005は、パンニング動作によって、撮像部1001をパン回転させる第1の駆動手段として機能する。パン回転により、撮像部1001の撮像方向が、第1の方向(水平方向)に回転する。パン駆動部1005は、パンニング動作を行うメカ駆動系、その駆動源のモータ、駆動部の角度を検出する角度センサを有する。チルト駆動部1006は、チルティング動作によって、撮像部1001をチルト回転させる第2の駆動手段として機能する。チルト回転により、撮像部1001の撮像方向が、第1の方向と直交する第2の方向(垂直方向)に回転する。チルト駆動部1006は、チルティング動作を行うメカ駆動系、その駆動源のモータ、駆動部の角度を検出する角度センサを有する。パン駆動部1005及びチルト駆動部1006の動作は、システム制御部1003から指示を受けたパンチルト制御部1007により制御される。すなわち、ネットワークカメラ1000のパンチルト動作を行う構成(パンチルト機構)は、システム制御部1003、パンチルト制御部1007、パン駆動部1005、チルト駆動部1006によって実現される。
The
図2は、本実施形態のネットワークカメラのメカ機構を示す図である。
図2(A)は、ネットワークカメラ1000を上面から見た状態を示す。図2(B)は、ネットワークカメラ1000を側面から見た状態を示す。ボトムケース1101はネットワークカメラの底面に設けられているケースである。ターンテーブル1102は、水平方向に回転するテーブルである。カメラヘッド支柱1103は、ターンテーブル1102の上に設けられている支柱である。カメラヘッド1104には、図1に示す撮像部1001が設けられている。
FIG. 2 is a diagram showing a mechanical mechanism of the network camera of the present embodiment.
FIG. 2A shows a state in which the
図2を参照して、図1に示すパン駆動部1005とチルト駆動部1006のメカ機構について説明する。パン駆動部1005は、ボトムケース1101とターンテーブル1102で構成され、ターンテーブル1102によって、水平方向に回転する。本実施形態では、パン駆動部1005は、左右方向に-175度から+175度まで回転(パン回転)することができる。
With reference to FIG. 2, the mechanical mechanism of the
チルト駆動部1006は、カメラヘッド支柱1103とカメラヘッド1104で構成され、垂直方向に回転(チルト回転)する。本実施形態では、チルト駆動部1006は、水平方向0度から真上方向90度まで回転することができる。すなわち、ネットワークカメラ1000は、カメラヘッド1104を水平方向または垂直方向に回転することで、撮像方向を変えて撮像することができる。
The
図3は、チルト角度が変化した際の、パン回転による撮像画像での移動軌跡の例を示す図である。
チルト角度は、チルト駆動部1006の角度、すなわち、チルト駆動部1006によってカメラヘッド1104がチルト回転したときのカメラヘッド1104の角度である。図3(A)は、チルト角度が水平方向0度の状態を示す。図3(B)は、チルト角度が45度の状態を示す。図3(C)は、チルト角度が垂直方向90度の状態を示す。移動軌跡1202Aは、チルト角度が0度の状態でカメラヘッド1104がパン回転したときの撮像画像1201での移動軌跡を示す。移動軌跡1202Bは、チルト角度が45度の状態でのパン回転による撮像画像1201での移動軌跡を示す。移動軌跡1202Cは、チルト角度が90度の状態でのパン回転による撮像画像1201での移動軌跡を示す。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a movement locus in a captured image due to pan rotation when the tilt angle changes.
The tilt angle is the angle of the
本実施形態のネットワークカメラ1000のパンチルト機構では、チルト角度が水平方向の状態でのパン回転による撮像画像での移動軌跡は、移動軌跡1202Aのように水平方向の動きとなる。しかし、チルト角度が45度の状態でのパン回転による撮像画像での移動軌跡は、移動軌跡1202Bのように曲線の動きとなる。さらに、チルト角度が90度の状態でカメラヘッド1104がパン回転すると、撮像画像での移動軌跡は、移動軌跡1202Cのように回転の動きとなる。このように、チルト角度が水平方向の状態から垂直方向の状態へと変化するにつれて、パン回転による撮像画像での移動軌跡は、水平方向の動きから回転方向の動きへと推移する。したがって、パン駆動部1005を用いて水平方向の揺れを補正する防振制御は、チルト角度によっては有効に機能しない場合がある。そこで、本実施形態のネットワークカメラ1000は、チルト角度に応じて、パン駆動部1005またはチルト駆動部1006を用いた防振制御を有効または無効に切り替える。ネットワークカメラ1000は、例えば、パン駆動部1005による防振制御が有効に機能するチルト角度範囲において防振制御を行う。
In the pan-tilt mechanism of the
図4は、実施例1のネットワークカメラの動作処理を説明するフローチャートである。
S1000において、チルト駆動部1006が駆動開始する。S1001において、システム制御部1003が、パンチルト制御部1007からチルト角度を取得する。続いて、S1002において、システム制御部1003が、チルト角度が閾値未満であるか否かを判断する。以下の説明では、S1002における判断処理のように、防振制御の切り替えに関する処理に用いるチルト角度の閾値を、チルト角度閾値と記述する。例えば、チルト角度が30度未満の場合にパン回転による画像での移動軌跡が水平に近く、パン駆動部による防振制御が有効に機能する場合、チルト角度閾値は30度に設定される。チルト角度がチルト角度閾値未満である場合は、処理がS1003に進む。チルト角度がチルト角度閾値以上である場合は、処理がS1004の処理に進む。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation processing of the network camera of the first embodiment.
In S1000, the
S1003において、システム制御部1003は、防振制御設定を有効(オン)にする。これにより、図5を参照して説明するように、パンチルト制御部1007が、パン駆動部1005およびチルト駆動部1006の駆動による像振れ補正を実行する。また、S1004において、システム制御部1003が、防振制御設定を無効(オフ)とする。これにより、パン駆動部1005およびチルト駆動部1006の駆動による像振れ補正は実行されない。
In S1003, the
図5は、パンチルト機構を用いた防振制御を説明するフローチャートである。
S2000において、ネットワークカメラ1000が撮像を開始する。S2001において、パンチルト制御部1007が、防振制御設定がオンであるかを判断する。防振制御設定がオンである場合は、処理がS2002の処理に進む。防振制御設定がオフである場合は、処理を終了する。すなわち、この場合には、パンチルト制御部1007は、パン駆動部1005またはチルト駆動部1006を用いた防振制御を行わない。
FIG. 5 is a flowchart illustrating anti-vibration control using the pan-tilt mechanism.
In S2000, the
S2002において、パンチルト制御部1007が、揺れ検出部1004から、パン方向の角速度とチルト方向の角速度を取得する。続いて、S2003において、パンチルト制御部1007が、取得したパン方向の角速度を積分して、パン角度値を算出する。パン角度は、パン駆動部1005の角度、すなわち、パン駆動部1005によってカメラヘッド1104がパン回転したときのカメラヘッド1104の角度である。また、パンチルト制御部1007が、取得したチルト方向の角速度を積分して、チルト角度値を算出する。
In S2002, the pan /
次に、S2004において、パンチルト制御部1007が、算出したパン角度値に基づいて、パン方向の振れ補正量(揺れ補正量)を算出する。また、パンチルト制御部1007が、算出したチルト角度値に基づいて、チルト方向の振れ補正量(揺れ補正量)を算出する。振れ補正量は、ネットワークカメラ1000に加わる振れにより発生した角度分をキャンセルための補正量である。例えば、パン角度値が0.1度となる場合、振れ補正量は、-0.1度とする。
Next, in S2004, the pan /
次に、S2005において、パンチルト制御部1007が、算出したパン方向およびチルト方向の振れ補正量に応じて、パン駆動部1005およびチルト駆動部1006に駆動指示を行う。これにより、防振制御(揺れ補正動作)が実行される。
Next, in S2005, the pan /
以上説明したように、ネットワークカメラ1000は、チルト角度に応じて、パンチルト機構を用いた防振制御を有効または無効に切り替える。具体的には、チルト角度がチルト角度閾値以上である場合に、パン駆動部1005およびチルト駆動部1006を用いた防振制御を無効にする。これにより、パン駆動部1005による防振制御が有効に機能するチルト角度範囲において防振制御を行うことができる。
As described above, the
ネットワークカメラ1000が、チルト角度に応じてパンチルト機構を用いた防振制御を切り替える例として、チルト角度に応じて、防振制御による像振れ補正の補正量の上限値(補正量上限値)を変更するようにしてもよい。補正量上限値を変更する例を、図6乃至図8を参照して以下に説明する。
As an example of switching the anti-vibration control using the pan-tilt mechanism according to the tilt angle, the
図6は、撮像位置と撮像方向の関係を示す図である。
図6において、位置4001は撮像位置を示す。パン回転軸4002は、所定のパン回転軸を示す。撮像球面4003は、撮像球面を示す。方向4005Aは、チルト角度0度に対応する撮像方向を示す。パン回転軌道4006Aは、チルト角度0度でのパン回転軌道を示す。撮像方向4005Bは、所定の撮像方向を示す。パン回転軌道軌道4006Bは、撮像方向4005Bでのパン回転軌道を示す。撮像画像4008は、撮像方向4005Bでの撮像画像を示す。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the imaging position and the imaging direction.
In FIG. 6,
図6において、撮像位置4001のカメラがパン回転軸4002を軸にパン回転、また不図示のチルト回転軸を軸にチルト回転を行うことで、撮像方向が、撮像位置4001を中心とする撮像球面4003上を移動する。チルト角度が0度の場合は、撮像方向は、撮像方向4005Aとなり、パン回転軌道は、パン回転軌道4006Aとなる。そして、あるチルト角度でカメラの撮像方向4005Bのときは、パン回転軌道は、パン回転軌道4006Bとなる。また、撮像画像4008は、撮像方向4005Bと直交するよう配置すされる。
In FIG. 6, the camera at the
撮像方向4005Aと撮像4005Bとがなすチルト角度をθとする。システム制御部1003は、パン回転軸4002と撮像方向4005Bとがなす角度βを、式(1)に基づいて算出する。
システム制御部1003は、求めたパン回転半径4007を用いて、パン回転軸4002に直交する円の円周であるパン回転軌道4006Bを求める。そして、システム制御部1003は、撮像位置4001から見たパン回転軌道4006Bを撮像画像4008に射影する。
The
図7は、あるチルト角度でパン回転した場合の、撮像画像上での移動軌跡を示す図である。
図7には、パン移動軌跡4009は、撮像画像4008上での撮像方向の移動軌跡(カメラヘッドの移動軌跡)を示す。漸近線4010は、パン移動軌跡4009に対する漸近線を示す。
FIG. 7 is a diagram showing a movement locus on a captured image when pan rotation is performed at a certain tilt angle.
In FIG. 7, the
チルト角度が45度未満である場合、撮像画像4008に射影したパン移動軌跡4009は、双曲線で近似できる。例えば、撮像画像4008の中心を原点として水平方向にx軸、垂直方向をy軸とした座標で表すと、パン移動軌跡4009は、式(4)で表すことができる。
b/aの値は、双曲線4009に対する漸近線4010の傾きを示す。チルト角度が大きくなるほど漸近線の傾きが大きく、すなわち双曲線の曲率が大きくなる。図7に示す通り、パン移動軌跡4009は、画像の中心から外側に向けて上向きの曲線を描いており、水平方向の揺れ方向と一致しない。ただし、パン移動軌跡4009の中心部の曲り幅が微小な範囲においてその軌跡を水平とみなせば、パン駆動部1005による防振制御が有効に機能することができる。
The value of b / a indicates the slope of the
例えば、垂直画角yAに対して水平方向とみなす曲り幅の上限をyLとする。システム制御部1003は、式(4)を用いて、y=yLとなるx1およびx2を求める。システム制御部1003は、求めたx1およびx2を補正量上限値とし、x1からx2までのxLの範囲内において、パン駆動部1005の駆動による防振制御を行う。このように、システム制御部1003は、チルト角度に応じたパン回転軌道の射影により、撮像画像上のパン移動軌跡を求め、パン移動軌跡の曲り幅の上限をもとに防振制御の補正量上限値を算出する。本実施例では、システム制御部1003は、防振制御の補正量上限値を予め算出しておき、チルト角度と対応付けたテーブル(上限値テーブル)を所定の記憶部(不図示)に記憶しておく。
For example, let yL be the upper limit of the bending width regarded as the horizontal direction with respect to the vertical angle of view yA. The
図8は、チルト角度に応じた防振制御の補正量上限値の設定処理を説明するフローチャートである。
S3000において、チルト駆動部1006が駆動を開始する。S3000において、システム制御部1003が、パンチルト制御部1007からチルト角度を取得する。続いて、S3002において、システム制御部1003が、取得したチルト角度に応じた、パン駆動部1005の駆動による防振制御の補正量上限値を取得する。具体的には、システム制御部1003は、記憶部に記憶されている上限値テーブルを参照して、チルト角度に応じた補正量上限値を取得する。そして、S3003において、システム制御部1003が、パンチルト制御部1007に対して、補正量上限値を設定する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of setting a correction amount upper limit value of vibration isolation control according to a tilt angle.
In S3000, the
補正量上限値が設定されたパンチルト制御部1007は、図5のS2004の処理において、振れ補正量が、設定された補正量上限値を超える場合には、振れ補正量を補正量上限値に制限する。以上説明したように、ネットワークカメラ1000が、チルト角度に応じて防振制御の補正量上限値を変更することで、パン駆動部1005による防振制御が有効に機能するチルト角度の範囲において、良好な像振れ補正を行うことができる。
In the process of S2004 in FIG. 5, when the runout correction amount exceeds the set correction amount upper limit value, the pan /
また、ネットワークカメラ1000が、パンチルト機構の他に、光学的に像振れを補正する振れ補正手段(光学防振手段)または撮像画像に対する画像処理によって像振れを補正する振れ補正手段(電子防振手段)を備えてもよい。光学防振手段は、例えば、光軸に直交する方向に移動する像振れ補正レンズまたは撮像素子である。システム制御部1003が、チルト角度がチルト角度閾値以上である場合に、パンチルト機構を用いた防振制御を無効とし、光学防振手段または電子防振手段を制御して像振れ補正を行うようにしてもよい。
Further, in addition to the pan-tilt mechanism, the
また、システム制御部1003が、チルト角度がチルト角度閾値以上である場合に、パンチルト機構を用いた防振制御による像振れ補正の補正量を小さくし、光学防振手段または電子防振手段を制御して像振れ補正を行ってもよい。
Further, when the tilt angle is equal to or larger than the tilt angle threshold value, the
また、本発明は、システム制御部1003が、パン方向とチルト方向の防振制御の使用有無を両方同時に切り替えるという適用例に限定されない。システム制御部1003が、パン方向とチルト方向とで、別の条件で制御を切り替えてもかまわない。例えば、チルト角度がある閾値以上の角度を向いた状態で、水平方向の揺れにパン駆動部1005を用いた防振制御は有効に機能しなくても、垂直方向の揺れに対してはチルト駆動部1006を用いた防振制御は有効に機能する場合がある。したがって、チルト角度がチルト角度閾値以上である場合に、システム制御部1003が、パン駆動部1005を用いた水平方向の防振制御は無効とし、チルト駆動部1006を用いた垂直方向の防振制御は有効としてもよい。
Further, the present invention is not limited to an application example in which the
また、本実施例では、水平方向の揺れに対しては、チルト角度が水平方向を向く状態(閾値未満の状態)でパン駆動部1005による防振制御が有効に機能するので、この状態では、パン駆動部1005による防振制御を有効とした。しかし、回転方向の揺れに対しては、チルト角度が垂直方向を向く状態でパン駆動部1005による防振制御が有効に機能する。したがって、システム制御部1003が、チルト角度がチルト角度閾値以上である場合に、パン駆動部1005による防振制御を有効とするようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the anti-vibration control by the
(実施例2)
図9乃至図11を参照して、実施例2について説明する。実施例1と同様の構成要素については、既に使用した符号を用いることで、詳細な説明を省略し、実施例1との相違点を中心に説明する。このような説明の省略の仕方については、後述する他の実施例でも同じである。実施例2では、撮像部1001が、撮像画角を広角から望遠まで変更することが可能なズーム駆動部を備える。本実施例では、ズーム駆動部は、光学ズーム機構である。
(Example 2)
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. For the same components as in the first embodiment, the reference numerals already used will be used, detailed description thereof will be omitted, and the differences from the first embodiment will be mainly described. The method of omitting such an explanation is the same in other examples described later. In the second embodiment, the
図9は、チルト角度が45度の状態において、ズーム位置が変化した際のパン回転による撮像画像での撮像方向の移動軌跡を示す図である。
図9(A)は、ズーム駆動部のズーム位置が広角側の状態を示す。図9(B)は、ズーム駆動部のズーム位置が望遠側の状態を示す。移動軌跡1202Dは、ズーム位置が広角側の状態でのパン回転による撮像画像1201での移動軌跡である。移動軌跡1202Eは、ズーム位置が望遠側の状態でのパン回転による撮像画像1201での移動軌跡である。
FIG. 9 is a diagram showing a movement locus in the imaging direction in the captured image due to pan rotation when the zoom position changes when the tilt angle is 45 degrees.
FIG. 9A shows a state in which the zoom position of the zoom drive unit is on the wide-angle side. FIG. 9B shows a state in which the zoom position of the zoom drive unit is on the telephoto side. The
実施例2のネットワークカメラ1000が有するパンチルト機構では、図9(A)に示すように、チルト角度が45度の状態でパン回転したときの撮像画像での移動軌跡は、移動軌跡1202Dのように曲線の動きとなる。しかし、図9(B)のように、ズーム位置が望遠側に変化した場合、画角が狭くなるので、パン移動量は相対的に小さくなり、移動軌跡1202Dの中心部を抜き出したような移動軌跡1202Eとなる。したがって、望遠側での移動軌跡1202Eは、広角側での移動軌跡1202Dと比べて、曲り幅が小さくなる。上記のように、同じチルト角度においても、ズーム位置に応じて、パン回転による画像での移動軌跡の曲線が変化するので、ズーム位置に応じて、パン駆動部1005を用いた防振制御が有効に機能するチルト角度範囲は異なる。したがって、実施例2では、システム制御部1003は、ズーム位置に応じて、防振制御の切り替えに関する処理に用いるチルト角度閾値を変更する。このために、システム制御部1003は、図10に示すような、ズーム位置とチルト角度閾値とが対応付けられたテーブル(閾値テーブル)を予め作成し、所定の記憶部に記憶しておく。図10に示す閾値テーブルの例では、ズーム位置が広角(wide)側であるほど、チルト角度閾値が小さく、ズーム位置が望遠(tele)側であるほど、チルト角度閾値が大きい。システム制御部1003が、閾値テーブルを用いて、ズーム位置に応じたチルト角度閾値を取得し、防振制御の切り替えに用いることで、ズーム位置とチルト角度に応じた高精度な像振れ補正を行うことができる
In the pan-tilt mechanism of the
図11は、ズーム位置に応じた防振制御の切り替えの一例を説明するフローチャートである。
S4000において、チルト駆動部1006が、駆動を開始する。S4001において、システム制御部1003が、撮像部1001からズーム位置を取得する。S4002において、システム制御部1003が、記憶部に記憶されている閾値テーブルを参照して、S4001において取得したズーム位置に対応するチルト角度閾値を取得する。そして、処理がS4003に進む。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of switching the vibration isolation control according to the zoom position.
In S4000, the
S4003において、システム制御部1003が、パンチルト制御部1007からチルト角度を取得する。続いて、S4004において、システム制御部1003が、チルト角度がS4002で取得したチルト角度閾値未満であるか否かを判断する。チルト角度がチルト角度閾値未満である場合は、処理がS4005に進む。チルト角度がチルト角度閾値以上である場合は、処理がS4006の処理に進む。S4005、S4006は、図4のS1003、S1004と同様であるので、説明を省略する。実施例2のネットワークカメラ1000によれば、ズーム位置に応じたチルト角度閾値を用いて、高精度な像振れ補正を実行することができる。
In S4003, the
なお、実施例1と同様に、システム制御部1003が、防振制御の切り替えの一例として、パン駆動部1005を用いた像振れ補正の補正量上限値を変更してもよい。例えば、システム制御部1003は、予め記憶部に記憶された、チルト角度とズーム位置と補正量上限値とが対応付けられた上限値テーブルを参照して、チルト角度およびズーム位置に応じた補正量上限値を取得する。そして、システム制御部1003は、パン駆動部1005を用いた像振れ補正の補正量を、取得した補正量上限値に制限する。
As in the first embodiment, the
また、ネットワークカメラ1000が、光学ズーム機構に代えて、撮像画像の一部を切り出し、拡大表示するようなデジタルズーム機構を備えてもよい。撮像画像の切り出し位置によって、パン回転による撮像画像での移動軌跡の曲り幅が変化する。したがって、システム制御部1003が、例えば、デジタルズーム機構による撮像画像の切り出し位置に応じて、チルト角度閾値を切り替えるようにしてもよい。また、システム制御部1003が、撮像画像の切り出し位置と、チルト角度とに応じて、補正量上限値を変更するようにしてもよい。例えば、システム制御部1003は、予め記憶部に記憶された、チルト角度と撮像画像の切り出し位置と補正量上限値とが対応付けられた上限値テーブルを参照して、チルト角度および撮像画像の切り出し位置に応じた補正量上限値を取得する。そして、システム制御部1003は、パン駆動部1005を用いた像振れ補正の補正量を、取得した補正量上限値に制限する。
Further, the
(実施例3)
図12および図13を参照して、実施例3について説明する。実施例1と同様の構成要素については、既に使用した符号を用いることで、詳細な説明を省略し、実施例1との相違点を中心に説明する。
実施例3のネットワークカメラ1000は、パン駆動部1005によって撮像部1001が駆動(パン回転)した際の撮像画像の移動軌跡を解析して求める。ネットワークカメラ1000は、求めた移動軌跡の曲がり幅の大きさに応じて、パンチルト機構を用いた防振制御を切り替える。以下では、撮像画像から検出される動きベクトルに基づいて、パン回転した際の撮像画像の移動軌跡を求める処理を説明する。
(Example 3)
The third embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. For the same components as in the first embodiment, the reference numerals already used will be used, detailed description thereof will be omitted, and the differences from the first embodiment will be mainly described.
The
図12は、動きベクトルに基づいて移動軌跡を求める方法を説明する図である。
図12(A)は、チルト角度が水平方向を向いた状態を示す。図12(B)は、チルト角度が45度の状態を示す。動きベクトル5001Aは、図12(A)の撮像画像4008の画素ブロックの動きベクトルである。動きベクトル5002Aは、図12(A)の撮像画像4008全体の動きベクトルである。
FIG. 12 is a diagram illustrating a method of obtaining a movement locus based on a motion vector.
FIG. 12A shows a state in which the tilt angle faces the horizontal direction. FIG. 12B shows a state where the tilt angle is 45 degrees. The motion vector 5001A is a motion vector of the pixel block of the captured
また、動きベクトル5001Bは、図12(B)の撮像画像4008の画素ブロックの動きベクトルである。動きベクトル5002Bは、図12(B)の撮像画像4008全体の動きベクトルである。本実施例では、画像処理部1002が、システム制御部1003の制御によって、撮像画像を複数の小さな画素ブロックに分割し、各画素ブロックの特徴点を導出する。画像処理部1002は、現在のフレームの画像で導出した特徴点と、事前に導出した一つ前のフレームの画像の特徴点をパターンマッチングにより検出する。システム制御部1003は、一つ前のフレームの画像の特徴点から現在のフレームの画像の特徴点までの位置を結び、画像変化の方向および大きさを示す動きベクトルを検出する。また、画像処理部1002は、各ブロックの各動きベクトルに基づいて、画像全体での動きベクトルを検出する。
Further, the motion vector 5001B is a motion vector of the pixel block of the captured
図12(A)のように、チルト角度が水平を向く状態では、撮像画像全体の動きベクトルは、動きベクトル5002Aのように水平方向を示す。また、図12(B)のように、チルト角度が45度の状態では、撮像画像全体の動きベクトルは、動きベクトル5002Bのように、曲線を示す。撮像画像全体の動きベクトルが示す軌跡は、撮像画像の移動軌跡に対応する。したがって、システム制御部1003は、画像処理部1002を制御して、パン回転した際の撮像画像から検出される動きベクトルに基づいて求まる撮像画像の移動軌跡を解析する。システム制御部1003は、解析された移動軌跡の曲り幅の大きさに応じて、パンチルト機構を用いた防振制御を切り替える。
As shown in FIG. 12A, when the tilt angle is oriented horizontally, the motion vector of the entire captured image indicates the horizontal direction as in the
図13は、撮像画像の解析に基づく防振制御の例を説明するフローチャートである。
S5000において、パン駆動部1005が、駆動を開始する。S5001において、システム制御部1003が、撮像部1001が撮像した撮像画像を解析し、パン回転による撮像画像の移動軌跡を求める。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of vibration isolation control based on analysis of captured images.
In S5000, the
次に、S5002において、システム制御部1003が、移動軌跡の曲り幅が閾値未満であるかを判断する。システム制御部1003は、例えば、移動軌跡の曲り幅が微小な範囲において、移動軌跡を水平とし、水平とする曲り幅の上限を閾値として予め設定しておく。移動軌跡の曲り幅が閾値未満である場合は、処理がS5003に進む。移動軌跡の曲り幅が閾値以上である場合は、処理がS5004に進む。S5003、S5004は、それぞれ、図4のS1003,S1004と同様である。
Next, in S5002, the
実施例3のネットワークカメラ1000は、所定のチルト角度でパン回転した際の撮像画像を解析することで、撮像画像の移動軌跡を求め、移動軌跡の曲り幅から防振制御が有効に機能する条件において防振制御を利用する。これにより、チルト角度に応じて精度良く像振れ補正を行うことができる。
The
なお、実施例3では、移動軌跡の曲り幅の大きさに応じてパンチルト機構を用いた防振制御を有効または無効にする適用例を示したが、本発明は、この適用例に限定されない。例えば、実施例1で説明したように、システム制御部1003が、撮像画像の解析により求めた移動軌跡の曲り幅に応じて、像振れ補正の補正量上限値を変更するようにしてもよい。
In Example 3, an application example of enabling or disabling vibration isolation control using the pan-tilt mechanism according to the size of the bending width of the movement locus is shown, but the present invention is not limited to this application example. For example, as described in the first embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。上述した実施例1乃至3を、適宜組み合わせて適用してもよい。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof. The above-mentioned Examples 1 to 3 may be applied in combination as appropriate.
(その他の実施形態)
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ー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。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
1000 ネットワークカメラ
1003 システム制御部
1005 パン駆動部
1006 チルト駆動部
1000
Claims (8)
前記撮像手段の撮像方向を前記第1の方向と直交する第2の方向に回転させる第2の駆動手段と、
前記第1の駆動手段または前記第2の駆動手段を制御して、前記撮像手段に加わる振れにより生じる像振れを補正する振れ補正制御を実行する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第2の駆動手段による回転角度が閾値以上である場合に、前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段を用いた振れ補正制御を無効にする
ことを特徴とする撮像装置。 A first driving means for rotating the image pickup direction of the image pickup means in the first direction, and
A second driving means that rotates the image pickup direction of the image pickup means in a second direction orthogonal to the first direction, and
A control means for controlling the first drive means or the second drive means to perform shake correction control for correcting image shake caused by shake applied to the image pickup means is provided.
The control means invalidates the runout correction control using the first drive means and the second drive means when the rotation angle by the second drive means is equal to or larger than the threshold value.
An imaging device characterized by this.
前記制御手段は、前記第2の駆動手段による回転角度が閾値以上である場合に、前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段を用いた振れ補正制御を無効とし、前記光学的に像振れを補正する振れ補正手段または前記撮像手段により取得される撮像画像に対する画像処理によって像振れを補正する振れ補正手段を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 It is provided with a shake correction means for optically correcting the image shake or a shake correction means for correcting the image shake by image processing on the captured image.
The control means invalidates the runout correction control using the first drive means and the second drive means when the rotation angle by the second drive means is equal to or larger than the threshold value, and the optical image The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising controlling a shake correction means for correcting shake or a shake correction means for correcting image shake by image processing on an image captured by the image pickup means.
前記制御手段は、前記ズーム駆動手段のズーム位置に応じて、前記閾値を変更する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 A zoom drive means for changing the image-taking angle of view of the image-taking means is provided.
The image pickup apparatus according to claim 1 or 2, wherein the control means changes the threshold value according to the zoom position of the zoom drive means.
前記制御手段は、前記切り出し手段による前記撮像画像の切り出し位置に応じて、前記閾値を変更する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 A cutting means for cutting out a part of the captured image acquired by the imaging means is provided.
The image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the control means changes the threshold value according to the cut-out position of the image captured by the cut-out means.
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 The control means is characterized in that the upper limit value of the correction amount of the image shake by the shake correction control using the first drive means is changed according to the rotation angle by the second drive means. The image pickup apparatus according to the above.
前記制御手段は、前記ズーム駆動手段のズーム位置と前記第2の駆動手段による回転角度に応じて、前記像振れの補正量の上限値を変更する
ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 A zoom drive means for changing the image-taking angle of view of the image-taking means is provided.
The imaging according to claim 5, wherein the control means changes the upper limit of the correction amount of the image shake according to the zoom position of the zoom drive means and the rotation angle of the second drive means. Device.
前記制御手段は、前記切り出し手段による前記撮像画像の切り出し位置と前記第2の駆動手段による回転角度に応じて、前記像振れの補正量の上限値を変更する
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 A cutting means for cutting out a part of the captured image acquired by the imaging means is provided.
6. The control means is characterized in that the upper limit value of the correction amount of the image shake is changed according to the cutting position of the captured image by the cutting means and the rotation angle by the second driving means. The imaging device described.
前記第1の駆動手段または前記第2の駆動手段を制御して、前記撮像手段に加わる振れにより生じる像振れを補正する振れ補正制御を実行する制御工程を有し、
前記制御工程では、前記第2の駆動手段による回転角度が閾値以上である場合に、前記第1の駆動手段および前記第2の駆動手段を用いた振れ補正制御を無効にする
ことを特徴とする制御方法。 It includes a first driving means for rotating the imaging direction of the imaging means in the first direction, and a second driving means for rotating the imaging direction of the imaging means in a second direction orthogonal to the first direction. It is a control method of the image pickup device.
It has a control step of controlling the first driving means or the second driving means to execute the shake correction control for correcting the image shake caused by the shake applied to the image pickup means.
In the control step, when the rotation angle by the second drive means is equal to or larger than the threshold value, the runout correction control using the first drive means and the second drive means is invalidated.
A control method characterized by that.
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