JP7242320B2 - 撮像装置、制御方法およびプログラム - Google Patents

撮像装置、制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、撮像装置、制御方法およびプログラムに関する。
監視システムでは、ネットワークや専用線を介して遠隔操作により制御可能な雲台付き撮像装置が使用される。雲台付き撮像装置には、カメラヘッド部を回転させるパンチルト（以下、ＰＴとも記す)機構部を備えた装置がある。水平方向の回転駆動を行うパンニング機構部と、垂直方向の回転駆動を行うチルティング機構部を備えるとともに、電動ズームが可能な装置は、撮像方向や撮影画角を自在に変更可能である。
監視システムで使用される撮像装置は、プライバシーマスクと呼ばれる、撮影画像中に含まれるプライバシー保護のため撮影することを避けたい領域に対して単色矩形の画像を重畳する等によりその領域を見えないように画像を加工する機能を備えるものが多い。雲台付き撮像装置では、ＰＴにより撮影方向を変化させると、撮影画像中のマスク対象となる領域も画面上で移動する。そのため、雲台付き撮像装置におけるプライバシーマスク機能では、ＰＴ角度から撮影画像中のマスク描画位置を求め、ＰＴにより撮影方向が変化しても対象の領域がマスクされるよう追従させている。
特許文献１は、カメラの撮影方向が真下付近もしくは真上付近で画像の歪みの大きい画面端においてプライバシーマスクの設定を可能にするため、画角とパンチルト角度を用いてマスク領域を形成する複数の頂点位置を算出する方法を開示している。
また、監視システムで使用される撮像装置は、設置環境の振動によって発生する撮影画像の振れ（像ブレ）を低減する防振機能を備えているものもある。防振機能には、画像処理による補正を用いた電子防振方式や、レンズ駆動等により光学的に補正を行う光学防振方式、ＰＴ機構部を駆動して防振を実現するＰＴ防振と呼ばれる手法などがある。ＰＴ防振は、振幅の大きい振れに対しても補正可能であり、船上等大きな振れが発生する設置環境において特に有効である特徴を持つ。なお、本明細書に記載された防振という用語は、振れや振れ等の物理的な振動自体を抑制することを意味するものではなく、振れや振れ等に伴う画像の像ブレを補正することを意味する。
特開２００４－３１２１３８号公報
しかしながら、特許文献１の技術では、ＰＴ防振制御中にＰＴ角度に基づいてマスク描画位置を求めると、防振により振れが低減した撮影画像に対してマスク画像のみが移動することになり、対象の領域を正しくマスクすることができない。
本発明は、ＰＴ機構により像ブレ補正を行う際に、画像上における所定領域の追従性を向上する撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部の振れを検出する検出部と、前記撮像部をパンニング方向およびチルティング方向に回転させるパンチルト駆動部と、前記パンチルト駆動部を制御して前記撮像部の撮影方向を変更する撮影方向変更手段と、前記検出部の検出結果に応じて、前記パンチルト駆動部を制御して振れを補正する補正手段と、前記撮像部で撮像した画像の所定領域に対して画像処理を行う画像処理手段と、を備える。前記画像処理手段は、前記撮影方向を変更するための前記撮像部の回転角度である第１の角度及び前記振れを補正するための前記撮像部の回転角度である第２の角度に基づいて前記所定領域の位置及び大きさのうち少なくとも１つを決定する。
本発明によれば、ＰＴ機構により像ブレ補正を行う際に、画像上における所定領域の追従性を向上する撮像装置を提供することができる。
撮像装置の構成を説明する図である。 パンチルト駆動について説明する図である。 チルト角度変化とマスク描画位置を示す図である。 防振制御中のカメラヘッドの動きを示す図である。 防振制御処理を示すフローチャートである。 防振制御中のマスク描画位置を示す図である。 防振制御中のマスク描画位置算出処理を示すフローチャートである。 防振制御中のカメラ位置が変化した時のマスク描画位置を示す図である。 防振制御中のマスク描画位置算出処理を示すフローチャートである。 防振制御中の撮影高さの変化を表す図である。 防振制御中のカメラヘッドの変化とマスク描画位置を示す図である。 防振制御中のマスク描画位置算出処理を示すフローチャートである。
（第１実施形態）
図１～図７を参照して、第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る撮像装置の構成を説明する図である。撮像装置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）と接続されており、相互に通信可能である。撮像装置１０００は、撮像部１００１、画像処理部１００２、システム制御部１００３、振れ検出部１００４、パン駆動部１００５、チルト駆動部１００６、パンチルト制御部１００７および通信部１００８を備える。本実施形態では、撮像装置本体とレンズが一体となった撮像装置について説明するが、レンズ交換式であってもよい。
撮像部１００１は、被写体を撮像する。撮像部１００１は、レンズ、撮像素子およびその制御回路部を備え、レンズの撮像光学系により結像される被写体からの光を受光し、光電変換によって被写体の光像を電気信号へ変換する。なお、撮像部１００１は、撮像素子に結像する被写体の位置を移動させる補正レンズを備え、補正レンズによる光学防振（光学的な像ブレ補正）が可能であってもよい。また、撮像部１００１は、撮像素子をヨーまたはピッチ方向に移動させる撮像素子位置移動部を備え、撮像素子の移動による光学防振が可能であってもよい。
画像処理部１００２は、撮像部１００１が光電変換した信号を取得し、現像処理や圧縮・符号化処理等を施した画像データを生成する。生成された画像データはシステム制御部１００３へ伝達される。また、画像処理部１００２は、パンチルト制御部１００７からパンチルト角度等を取得し、後述するプライバシーマスク（以下、マスクとも記す）の描画処理を行う。
システム制御部１００３はＣＰＵ（中央演算処理装置）を備え、撮像装置１０００全体の制御を行う。システム制御部１００３は通信部１００８を介して、画像データ等をクライアント装置に配信する。またシステム制御部１００３は、通信部１００８を介して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は取得し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実行する。そして、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。例えば、システム制御部１００３は、画質調整の指示やプライバシーマスクの設定指示に基づいて、画像処理部１００２を制御する。
振れ検出部１００４は、撮像部１００１のパン方向およびチルト方向それぞれの振動を検出した検出結果を、画像処理部１００２およびシステム制御部１００３に出力する。検出結果は、例えば角速度である。振れ検出部１００４は、例えば、ジャイロセンサや加速度センサ等を備える。システム制御部１００３は、振れ検出部１００４から取得した検出結果に基づいて、撮像装置１０００に加わる振動に対してパン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６を制御する。
撮像装置１０００は、撮像部１００１の撮像方向を変更する複数の駆動部を備える。本実施形態では撮像装置１０００が、第１の駆動部としてパンニング（以下、パンとも略称する）動作を行うパン駆動部１００５を、第２の駆動部としてチルティング（以下、チルトとも略称する）動作を行うチルト駆動部１００６を備える例を説明する。パン駆動部１００５は、パン動作を行う機構部と、アクチュエータであるステッピングモータ等の電動モータと、パン角度を検出するエンコーダを備える。チルト駆動部１００６は、チルト動作を行う機構部と、アクチュエータであるステッピングモータ等の電動モータと、チルト角度を検出するエンコーダを備える。パンチルト制御部１００７は、システム制御部１００３の指示に基づいて、パン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６（以下、パンチルト駆動部、パンチルト駆動手段とも記す）を制御する。
図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、パンチルト駆動について説明する図である。図２（Ａ）は撮像装置１０００を上面から見た図であり、図２（Ｂ）は撮像装置１０００を側面から見た図である。撮像装置１０００は、ベース（基台）部であるボトムケース１１０１、ターンテーブル１１０２、カメラヘッド支柱１１０３、カメラヘッド１１０４を備える。
図２を参照して、図１に示すパン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６と各部との関係について説明する。パン駆動部１００５は、ボトムケース１１０１とターンテーブル１１０２で構成される。ターンテーブル１１０２が鉛直軸を中心軸として回転することにより、パンニング方向の駆動が行われる。本実施形態のパン駆動部１００５は、パンニング方向に－１７５度から＋１７５度まで回転することができる。
チルト駆動部１００６は、ターンテーブル１１０２上のカメラヘッド支柱１１０３とカメラヘッド１１０４で構成される。カメラヘッド１１０４が鉛直軸に直交する軸を中心軸として回転することにより、チルティング方向の駆動が行われる。本実施形態のチルト駆動部１００６は、パンニング方向を０度として斜め下方向－４５°から真上方向９０度まで回転することができる。
このように本実施形態の撮像装置１０００は、パンチルト制御部１００７によってカメラヘッド１１０４をパンニング方向およびチルティング方向に回転することで撮影方向を変えて撮影することができる。すなわち、パンチルト制御部１００７は撮影方向変更手段として機能する。また、このパン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６を用いて、振れ検出部１００４で検出した振れをキャンセルするようにカメラヘッド１１０４を駆動することで、振れを低減した画像を撮影することができる。なお、本実施形態のパンニング方向およびチルティング方向の駆動範囲は一例であり、これに限られるものではない。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、チルト角度が変化したときのマスク描画位置を説明する図である。図３（Ａ）はチルト角度と撮影方向を表した図であり、図３（Ｂ）は撮影領域とマスク描画位置を表した図である。カメラヘッド１１０４Ａは、チルト角度が０度の場合のカメラヘッド１１０４の状態を示し、撮影方向２００１Ａは、カメラヘッド１１０４Ａの撮影方向即ちチルト角度が０度の場合の撮影方向を示す。撮影方向２００１Ａは、水平方向である。カメラヘッド１１０４Ｂは、チルト角度が－１０度の場合のカメラヘッド１１０４の状態を示し、撮影方向２００１Ｂは、カメラヘッド１１０４Ｂの撮影方向即ちチルト角度が－１０度の場合の撮影方向を示す。
撮影領域２００３Ａは、チルト角度が０度の場合の撮影領域、即ちカメラヘッド１１０４Ａの撮影領域である。撮影領域２００３Ｂは、チルト角度が－１０度の場合の撮影領域、即ちカメラヘッド１１０４Ｂの撮影領域である。プライバシーマスク領域（以下、マスク領域と記す）２００４は、プライバシーマスクを描画する領域を示す。プライバシーマスク領域は、プライバシー保護等の理由で撮影することを避けたい領域であり、単色矩形の画像を重畳する等により見えないように加工する領域である。なお、プライバシーマスク領域は、複数色や矩形以外の形状であっても構わない。
チルト角度が０度のカメラヘッド１１０４Ａでは、撮影方向２００１Ａで示す水平方向を撮影し、チルト角度－１０度のカメラヘッド１１０４Ｂでは、撮影方向２００１Ｂで示す下方向を撮影する。チルト角度が０度から－１０度の位置に移動した場合、撮影領域は下方向に移動し、撮影領域中における被写体の位置は上方向に移動する。そのため、チルト角度が０度から－１０度の位置に移動した場合、撮影領域２００３Ａにおいて中心に位置するマスク領域２００４は、撮影領域２００３Ｂにおいて中心より上方向に移動させる必要がある。本実施形態ではチルト方向を例に説明するが、パン方向についても同様にパン角度に伴い水平方向のマスク描画位置を移動させる。このように、ＰＴにより撮影方向が変化しても対象の領域がマスクされるよう、撮像装置１０００はパンチルト角度に応じて撮影画像中のマスクの描画位置を移動し追従させる。
図４は、ＰＴ防振制御中のカメラヘッドの動きを示す図である。撮影方向２００１は撮像装置１０００の撮影方向を示している。カメラヘッド１１０４Ａは、振れがない状態のカメラヘッド１１０４の状態を示している。カメラヘッド１１０４Ｄは振れにより接地面が前方に傾いた場合にチルト補正をしたカメラヘッド１１０４の状態を示し、カメラヘッド１１０４Ｃは振れにより接地面が後方に傾いた場合にチルト補正をしたカメラヘッド１１０４の状態を示す。
振れがない状態ではカメラヘッド１１０４Ａが水平方向を向き、撮影方向２００１で示す撮影方向を撮影している。撮像装置１０００が接地面の振れにより後方に傾いた場合には、カメラヘッド１１０４Ｃで示すように、チルト角度を下方向に制御することで、撮影方向２００１で示す撮影方向を維持する。撮像装置１０００が接地面の振れにより前方に傾いた場合には、カメラヘッド１１０４Ｄで示すように、チルト角度を上方向に制御することで、撮影方向２００１で示す撮影方向を維持する。このようにＰＴ防振制御では、接地面の振れによるカメラヘッド１１０４の傾きを振れ検出部１００４で検知し、撮影方向を維持するようにパン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６を制御することで、振れを低減した画像を撮影する。
図５は、パンチルト駆動による像ブレ補正処理（ＰＴ防振処理）を示すフローチャートである。本処理は、撮像装置１０００での撮影開始と同時に開始される。
ステップＳ５０１で、パンチルト制御部１００７は、振れ検出部１００４で検出したパン方向の角速度、およびチルト方向の角速度を取得する。
ステップＳ５０２で、パンチルト制御部１００７は、ステップＳ５０１で取得した角速度を角度値に変換する角度変換処理を行う。パンチルト制御部１００７は、取得したパン方向の角速度を時間積分しパン角度値を算出し、取得したチルト方向の角速度を時間積分しチルト角度値を算出する。
ステップＳ５０３で、パンチルト制御部１００７は、ステップＳ５０２で算出した角度値から振れ補正角度を算出する振れ補正角度算出処理を行う。パンチルト制御部１００７は、算出したパン角度値からパン方向の振れ補正角度を算出し、算出したチルト角度値からチルト方向の振れ補正角度を算出する。振れ補正角度は、振れにより発生した角度分をキャンセルするよう算出する。例えばパン角度値０．１度の場合、パン方向の振れ補正角度は－０．１度とする。
ステップＳ５０４で、パンチルト制御部１００７は、ステップＳ５０３で算出したパン方向およびチルト方向の補正角度に応じて、パン駆動部１００５およびチルト駆動部１００６に駆動指示を行う。このようにＰＴ防振制御では、検出したパン方向およびチルト方向それぞれの振れに応じて、振れをキャンセルするようにパンチルト駆動部を制御し振れを補正する。
ＰＴ防振制御中は、パンチルト駆動部を制御するため当然パンチルト角度が変化する。ＰＴ防振制御中にもパンチルト角度に応じてマスク描画位置を追従させると、防振制御により一定の撮影方向を維持し振れが低減した撮影画像に対して、マスク領域のみが移動することになってしまい、対象の領域を正しくマスクすることができない恐れがある。そこで、本実施形態ではＰＴ防振中におけるマスクの描画位置の追従性を向上させる。
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ＰＴ防振制御中のマスク描画位置を示す図である。図６（Ａ）は防振制御中のカメラヘッドを表し、図６（Ｂ）は撮影領域とマスク描画位置を表している。撮影方向２００１は撮影方向を示し、カメラヘッド１１０４Ｃは振れにより接地面が後方に傾いた場合にチルト補正をしたカメラヘッド１１０４の状態を示している。チルト座標２００２はチルト角度を表す座標、チルト角度２００２ＣはＰＴ防振制御中のチルト角度、補正角度２００５は防振による補正角度、撮影角度２００６はＰＴ防振制御中の撮影角度を示している。撮影領域２００３ＣはＰＴ防振制御中のカメラヘッド１１０４Ｃの撮影領域を示している。マスク領域２００４ＢはＰＴ防振制御中のチルト角度２００２Ｃをもとに算出したマスク描画位置、マスク領域２００４ＣはＰＴ防振制御中の撮影角度２００６をもとに算出したマスク描画位置を示している。
撮像装置１０００が接地面の振れにより後方に傾いた場合には、カメラヘッド１１０４Ｃで示されるように、撮影方向を維持するようチルト角度を下方向に制御する。チルト角度０度における撮影領域の中心に位置する領域をマスク領域として設定した場合、チルト角度を用いてマスク描画位置を算出するとチルト角度２００２Ｃは下向きとなる。そのため、マスク描画位置は中心より上方向に移動したマスク領域２００４Ｂの位置となる。しかしながら、これではＰＴ防振制御により振れが低減した撮影画像に対してマスク画像のみが移動することになり、対象の領域を正しくマスクすることができない。
そこで本実施形態では、チルト角度２００２Ｃに対して、ＰＴ防振によるチルト方向の補正角度２００５を減じることでＰＴ防振中の撮影角度２００６を求め、撮影角度２００６に基づいてマスク領域２００４Ｃを算出する。ＰＴ防振によるカメラヘッドの傾きをマスク領域の描画位置の決定に反映させることで、ＰＴ防振制御中も撮影画像におけるマスク領域の描画位置の追従性を向上させることができる。
図７は、本実施形態のマスク領域の描画位置算出処理を示すフローチャートである。チルト駆動部１００６が駆動開始するとパンチルト制御部１００７は本処理を開始する。
ステップＳ７０１で、パンチルト制御部１００７は、チルト駆動部１００６よりチルト方向の回転角度であるチルト角度を取得する。例えば、パンチルト制御部１００７は、チルト駆動部１００６が備えるエンコーダの検出角度からチルト駆動部１００６のチルト角度を取得する。
ステップＳ７０２で、パンチルト制御部１００７は、チルト方向の振れ補正角度を取得する。振れ補正角度は、防振制御処理のステップＳ５０３で算出する値である。
ステップＳ７０３で、パンチルト制御部１００７は、ステップＳ７０１で取得したチルト角度（第１の角度）とステップＳ７０２で取得した振れ補正角度（第２の角度）に基づいて、垂直方向の撮影角度を算出する。例えば、チルト角度が－９．９度、補正角度が－１０度である場合、撮影角度は、下記の式で算出される。
－９．９－（－１０）＝０.１度
そして、パンチルト制御部１００７は算出したチルト方向の撮影角度を、画像処理部１００２に伝達する。
ステップＳ７０４で、画像処理部１００２は、ステップＳ７０３で算出した撮影角度に基づいて、垂直方向のマスク領域の描画位置を算出し、プライバシーマスク描画処理を行う。画像処理部１００２は、マスク領域の描画位置として例えばマスク領域の中心の位置を算出する。例えば、垂直撮影画角が１０度、垂直解像度が１０８０画素であり、画像中の垂直方向の位置を、中心を０として―５４０から＋５４０の範囲で表すとする。そして、振れがない状態、即ちチルト角度が０度のとき、マスク領域の中心は、画像の中心つまり０の位置に設定されているとする。ステップＳ７０３で算出した撮影角度が０.１度である場合、マスク描画位置は、下記の式で算出される。
０＋１０８０×（－０．１／１０）≒－１１
以上、垂直方向（チルト方向）について説明したが、水平方向（パン方向）についても同様に、現在のパン角度およびＰＴ防振制御でのパン方向の補正角度をもとに水平方向の撮影角度を算出し、撮影角度をもとに水平方向のマスク描画位置を算出する。そして、画像処理部１００２は、算出した水平方向および垂直方向のマスク領域の描画位置に応じてマスクを重畳した画像を生成する。このように、パンチルト角度と防振制御による補正角度を用いて撮影方向を求め、この撮影方向に基づいてプライバシーマスク描画位置を算出することによって、ＰＴ防振制御中もプライバシーマスク描画位置の追従性を向上することができる。
なお、本実施形態ではＰＴ防振制御中のプライバシーマスクの描画位置を追従させる方法を示したがこれに限られるものではない。本実施形態は、プライバシーマスク機能以外にも、撮影画像中の所定領域に対して画像処理を行い、ＰＴ駆動による撮影方向の変化に応じて撮影画像中の画像処理を行う所定領域を追従させる機能に適用可能である。例えば、撮影画像の中で部分的に圧縮率を変え、注視が必要な特定の領域は圧縮率を下げ画像品質を保ち、他の領域は圧縮率を上げることで全体の画像データサイズとしては減らすことを可能にする画像圧縮処理にも本実施形態を適用可能である。本実施形態によると、ＰＴ防振制御中も低圧縮率とする所定領域の追従性を向上することができる。また、画像解析により移動する被写体を検出する被写体検出処理において、撮影画像中の所定領域を検知枠として設定し、その領域に対して解析を行う機能がある。本実施形態によると、ＰＴ防振制御中も検知枠の追従性を向上することができる。このように、ＰＴによる撮影方向の変化に応じて、撮影画像中の画像処理を行う所定領域を追従させることが必要である場合には、本実施形態を適用することができる。
また、本実施形態では、ＰＴ防振制御中におけるマスク描画位置算出方法のみを示したがこれに限られるものではない。例えば、通常のＰＴ駆動、つまり撮影方向を変えるためのＰＴ駆動を行う場合とＰＴ防振制御のためＰＴ駆動を行う場合とでマスク描画位置の算出方法を切り替えるとしても構わない。つまり、通常のＰＴ駆動を行う場合はパンチルト角度をもとにマスク描画位置を算出し、ＰＴ防振制御中はパンチルト角度と防振制御による補正角度をもとにマスク描画位置を算出するようにしてもよい。
また、本実施形態では、パンチルト駆動中、常にマスク描画位置を算出し更新する方法を示したがこれに限られるものではない。例えば、ＰＴ防振制御中は振れが低減した撮影画像となるため、マスク描画位置を移動させる必要性が少ない。そのため、ＰＴ防振制御中はマスク描画位置の算出処理を行わず、更新を停止するようにしても構わない。
また、本実施形態では、チルト方向の回転角度であるチルト角度をチルト駆動部１００６が備えるチルト角度検出手段であるエンコーダから取得していたが、これに限られるものではない。例えば、チルト角度としてステッピングモータのステップ数等、パンチルト制御部１００７からパンチルト駆動部への駆動指示角度を取得しても構わない。また、本実施形態では、マスク描画位置の算出において撮影画角と撮影画像の位置関係を線形近似により求める方法を示したがこれに限られるものではない。例えば、撮影画角を撮影球面から撮影平面に射影変換した関係式を用いる方法を用いても構わない。
（第２実施形態）
次に、図８～図１０を参照し、防振制御によるカメラ位置の変化を考慮した第２実施形態について説明する。第１実施形態の場合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、それらの詳細な説明を省略する。
図８（Ａ）および図８（Ｂ）は、ＰＴ防振制御中のカメラ位置が変化した場合のマスク描画位置を説明する図である。図８（Ａ）はＰＴ防振制御中の撮影方向の変化を表し、図８（Ｂ）は撮影領域とマスク描画位置を表している。カメラヘッド１１０４Ａは振れがない状態のカメラヘッド１１０４の状態を表し、カメラヘッド１１０４Ｅは振れにより接地面が後方に傾いたときのカメラヘッド１１０４の状態を表している。撮影方向２００１Ａはカメラヘッド１１０４Ａでの撮影方向、撮影方向２００１Ｅはカメラヘッド１１０４Ｅでの撮影方向を示す。また、撮影領域２００３Ａはカメラヘッド１１０４Ａでの撮影領域、撮影領域２００３Ｅはカメラヘッド１１０４Ｅでの撮影領域、マスク領域２００４はプライバシーマスク領域を示す。
振れにより後方に傾いた状態でのカメラヘッド１１０４Ｅでは、防振制御により撮影方向は維持されるが、振れの状態によってはカメラヘッド１１０４Ａに比べて撮影の高さが低くなる場合がある。振れによる撮影高さの変化に伴い、撮影領域も変化する。振れがない状態での撮影領域２００３Ａに対して、後方に傾いた状態での撮影領域２００３Ｅは下方向にシフトした領域となる。このとき、撮影領域２００３Ｅにおけるマスク領域２００４は、撮影領域が下方向にフトした分、撮影領域２００３Ａで設定された位置に対して上方向に位置する必要がある。
ＰＴ防振制御中は、撮影方向を維持するよう制御されるが撮影高さは変化するため、撮影領域における被写体の位置は変化する。本実施形態では、防振制御中の撮影の高さの変化も考慮してマスク描画位置を補正することにより、プライバシーマスク描画位置の追従性をさらに向上させる。
図９は、本実施形態の垂直方向のマスク描画位置の算出処理を示すフローチャートである。チルト駆動部１００６が駆動を開始するとパンチルト制御部１００７は、本処理を開始する。
ステップＳ９０１で、パンチルト制御部１００７は、チルト駆動部１００６からチルト方向の回転角度であるチルト角度を取得する。
ステップＳ９０２で、パンチルト制御部１００７は、チルト方向の補正角度を取得する。補正角度は、防振制御処理のステップＳ５０３で算出する値である。
ステップＳ９０３で、パンチルト制御部１００７は、ステップＳ９０１で取得したチルト角度とステップＳ９０２で取得した補正角度に基づいて、垂直方向の撮影角度を算出する。例えば、チルト角度が－９．９度、補正角度が―１０度である場合、撮影角度は下記の式で算出される。
－９．９－（－１０）＝０.１度
そして、パンチルト制御部１００７は、算出したチルト方向の撮影角度を画像処理部１００２に伝達する。
ステップＳ９０４で、パンチルト制御部１００７は、撮影高さ補正値を算出する。そして、パンチルト制御部１００７は、算出した撮影高さ補正値を画像処理部１００２に伝達する。ここで、撮影高さ補正値の算出について図１０を用いて説明する。図１０は、ＰＴ防振制御中の撮影高さの変化を説明する図である。カメラ位置３００１Ａは振れがない状態での撮像装置１０００の位置、カメラ位置３００１Ｂは振れにより後方に傾いた状態での撮像装置１０００の位置である。撮影高さ３００２は振れがない状態での撮影高さ、チルト角度３００３は撮像装置１０００のチルト角度、振れ角度３００４は撮像装置１０００の振れ角度である。
カメラ位置３００１Ａから振れにより円弧を描くように後方に傾きカメラ位置３００１Ｂに撮像装置１０００が移動したとする。この円の中心をＯ、半径をＬとする。撮影高さ３００２は円の中心からの高さであり、撮影高さ３００２の長さはＬとなる。カメラ位置３００１Ｂにおいて防振制御により撮像装置１０００の撮影方向を水平方向に制御した状態のチルト角度３００３をθとする。
カメラ位置３００１ＡをＡ、カメラ位置３００１ＢをＢ、Ｂから直線ＡＯに垂線を引きその交点をＣとする。このとき、三角形ＡＢＯと三角形ＡＣＢは相似の関係となりチルト角度３００３と振れ角度３００４は等しいため、振れ角度３００４はθで表せる。ここでカメラ位置３００１Ｂでの撮影高さＹは、カメラ位置３００１Ａでの撮影高さＬを用いて下記の式（１）で表される。
Ｙ＝Ｌ・cosθ （１）
カメラ位置３００１Ａの撮影高さＬとカメラ位置３００１Ｂの撮影高さＹとの差分である撮影高さ補正値Ｘは、下記の式（２）で表される。
Ｘ＝Ｌ－Ｙ （２）
式（１）および式（２）より、式（３）となる。
Ｘ＝Ｌ－Ｌ・cosθ
＝Ｌ（１－cosθ） （３）
例えば、カメラ位置３００１Ａ撮影高さが１０ｍで、チルト角度が１０度である場合、撮影高さ補正値Ｘは、下記の式で求められる。
Ｘ＝１０・（１－cos（１０度））
≒０．１５ｍ
ステップＳ９０５で、画像処理部１００２は、垂直方向のマスク描画位置を算出する。マスク描画位置を算出するために画像処理部１００２は、まず、ステップＳ９０４で算出した撮影高さ補正値よりマスク描画位置補正値を求める。例えば、垂直解像度が１０８０画素、撮影領域垂直方向が２０ｍ、撮影高さ補正値が先の計算より０．１５ｍであるとき、マスク描画位置補正値は下記の式で算出される。
１０８０×０．１５／２０≒８
次に、画像処理部１００２は、マスク描画位置補正値を用いてマスク描画位置を算出し、プライバシーマスク描画処理を行う。例えば、垂直撮影画角が１０度、垂直解像度が１０８０画素であり、画像中の垂直方向の位置を、中心を０として―５４０から＋５４０の範囲で表すとする。振れがない状態において、チルト角度が０度のときにマスクが画像の中心、つまり０の位置に設定され、先の計算により撮影角度が０.１度、マスク描画位置補正値が８画素である場合、マスク描画位置は、下記の式で算出される。
０＋１０８０×（－０．１/１０）＋８≒３
以上、垂直方向（チルト方向）について説明したが、水平方向（パン方向）についても同様に、現在のパン角度およびＰＴ防振制御でのパン方向の補正角度をもとに水平方向の撮影角度を算出し、撮影角度をもとに水平方向の撮影高さ補正値を算出する。そして画像処理部１００２において、水平方向の撮影角度および撮影高さ補正値に基づいて水平方向のマスク描画位置を算出する。そして、そして、画像処理部１００２は、算出した水平方向および垂直方向のマスク領域の描画位置に応じてマスクを重畳した画像を生成する。このように、ＰＴ防振制御中の撮影高さの変化に応じたマスク描画位置の補正値を求め、補正したプライバシーマスク描画位置を算出することによって、ＰＴ防振制御中もプライバシーマスク描画位置の追従性を向上することができる。
なお、本実施形態では、撮影高さの変化に応じてマスク描画位置を補正する方法を示したが、これに限られるものではない。例えば、図８（Ａ）に示す通り、振れがない状態でのカメラヘッド１１０４Ａと比べて、振れにより後方に傾いた状態でのカメラヘッド１１０４Ｅでは撮影被写体との距離は遠くなる。逆に、カメラヘッド１１０４が前方に傾いた状態では、振れがない状態と比べ被写体との距離は近くなる。振れに応じて被写体との距離は変化し、撮影画像中の被写体の大きさが変わることになる。マスク描画位置の補正に加え、ＰＴ防振制御中の被写体との距離の変化に伴う撮影画像中の被写体の大きさの変化に応じて、マスクのサイズを補正するようにしてもよい。
（第３実施形態）
次に、図１１および図１２を参照し、防振制御で振れに追従できず振れ残り（補正残り）が生じた場合を考慮した第３施形態について説明する。第１実施形態の場合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、それらの詳細な説明を省略する。
ＰＴ防振制御では、ＰＴ駆動部の応答性を超える高い周波数や大きな振幅の振れに対しては、振れに追従できず振れ残りが発生する。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、防振制御動作で振れ残りが生じた場合のカメラヘッドの位置とマスク描画位置を説明する図である。図１１（Ａ）は撮影方向を表しており、図１１（Ｂ）は撮影領域とマスク描画位置を表している。
図１１（Ａ）において、点線で示されるカメラヘッド１１０４Ｅは防振制御により振れ補正が十分できた状態、即ち振れ残りのない状態のカメラヘッド１１０４を示している。実線で示されるカメラヘッド１１０４Ｆは振れ残りがある状態のカメラヘッド１１０４を示している。撮影方向２００１Ｅはカメラヘッド１１０４Ｅの状態での撮影方向、撮影方向２００１Ｆはカメラヘッド１１０４Ｆの状態での撮影方向を示している。
図１１（Ｂ）において、撮影領域２００３Ｆは、カメラヘッド１１０４Ｆの状態での撮影領域、マスク領域２００４Ｆは振れ残り補正前のプライバシーマスク領域、マスク領域２００４Ｇは振れ残り補正後のプライバシーマスク領域を示す。チルト座標２００２はチルト角度を表す座標、チルト角度２００２Ｅは振れ補正が十分できた状態のチルト角度、チルト角度２００２Ｆは振れ残りがある状態のチルト角度、撮影角度２００６ＦはＰＴ防振制御中の撮影角度を示している。理想補正角度２００５Ｅは振れ残りのない場合の理想的な補正角度、実補正角度２００５Ｆは振れ残りのある場合の補正角度、角度２００７は振れ残り角度である。
ＰＴ駆動部の応答性を超える振れに対して振れを十分に補正するのに必要な理想の補正角度は理想補正角度２００５Ｅであるが、ＰＴ駆動部の応答性を考慮すると、ＰＴ駆動部の駆動により実際に補正が可能な補正角度としては実補正角度２００５Ｆまでとなる。そして、その差分が振れ残りの角度２００７となる。例えば図１１（Ａ）において、振れ残りがある状態での撮影方向２００１Ｆは、振れ補正が十分にできた状態での撮影方向２００１Ｅと比べて、上方向を撮影することになる。振れ残りがある状態において、実補正角度２００５Ｆより撮影角度２００６Ｆを求め、撮影角度２００６Ｆをもとにマスク描画位置を算出すると、マスク領域２００４Ｆの位置となる。しかし、振れ残りがある状態の撮影方向は補正が十分にできた状態と比べ上方向を向くことになるので、プライバシーマスク領域は振れ残りの角度２００７の分、マスク領域２００４Ｇに示すようにマスク領域２００４Ｆと比べ下方向に位置する必要がある。
本実施形態では、ＰＴ防振制御で追従しきれない振れに対して振れ残りが発生した場合にも、振れ残りを考慮してマスク描画位置を補正することにより、プライバシーマスク描画位置の追従性をさらに向上させる。
図１２は、本実施形態の垂直方向のマスク描画位置の算出処理を示したフローチャートである。チルト駆動部１００６が駆動開始すると、パンチルト制御部１００７は本処理を開始する。
ステップＳ１２０１で、パンチルト制御部１００７は、チルト駆動部１００６よりチルト方向の回転角度であるチルト角度を取得する。
ステップＳ１２０２で、パンチルト制御部１００７は、チルト方向の補正角度を取得する。補正角度は、防振制御処理のステップＳ５０３で算出する理想の補正角度とＰＴ駆動部の応答性に基づいて算出される実補正角度である。例えば、ＰＴ駆動部が補正できる範囲を－１０度～＋１０度とし、理想の補正角度を－１１度とすると、ＰＴ駆動部の応答性を考慮した実補正角度は－１０度となる。
ステップＳ１２０３で、パンチルト制御部１００７は、垂直方向の撮影角度を算出する。例えば、チルト駆動部１００６から取得したチルト角度が－９．９度で、補正角度が－１０度である場合、撮影角度は、下記の式で算出される。理想の補正角度と実補正角度に差がある場合、ステップＳ１２０３で算出される撮影角度は振れ残りありの撮影角度となる。
－９．９－（－１０）＝０.１度
ステップＳ１２０４で、パンチルト制御部１００７は、理想の補正角度と実補正角度に基づいて、撮影角度補正値を算出する。ステップＳ１２０３で算出した撮影角度に基づいてマスク領域を決定すると、振れ残りの影響により所望の領域をマスクすることができない。そのため本実施形態では、振れ残り角度分を補正した撮影角度補正値を算出し、撮影角度補正値に基づいてマスク領域の描写位置を決定する。振れ残り角度は、ステップＳ１２０２で算出した実補正角度と理想の補正角度の差である。例えば、チルト方向の理想の補正角度が－１１度、実補正角度が－１０度である場合、振れ残り角度は下記の式で算出される。
－１０－（－１１）＝１度
撮影角度補正値は算出した振れ残り角度とステップＳ１２０３で算出した撮影角度を加算して求められる。振れ残り角度が１度、撮影角度が０．１度の場合、撮影角度補正値は下記の式で算出される。
０．１＋１＝１．１度
そして、パンチルト制御部１００７は、算出した撮影角度補正値を画像処理部１００２に伝達する。
ステップＳ１２０５で、画像処理部１００２は、垂直方向のマスク描画位置を算出し、プライバシーマスク描画処理を行う。例えば、垂直撮影画角が１０度、垂直解像度が１０８０画素であり、画像中の垂直方向の位置を、中心を０として―５４０から＋５４０の範囲で表すとする。振れがない状態において、チルト角度が０度のときにマスクが画像の中心つまり０の位置に設定され、先の計算により撮影角度補正値が１.１度である場合、マスク描画位置は、下記の式で算出される。
０＋１０８０×（－１．１/１０）≒－１１９
以上、垂直方向（チルト方向）について説明したが、水平方向（パン方向）についても同様に、振れ残りを考慮したマスク領域を算出することができる。現在のパン角度とＰＴ防振制御でのパン方向の実補正角度から算出される撮影角度を、ＰＴ防振制御でのパン方向の実補正角度と理想の補正角度から算出される振れ残り角度で補正した撮影角度補正値を算出する。そして、画像処理部１００２は、撮影角度補正値に基づいてマスク領域の描画位置を決定し、算出した水平方向および垂直方向のマスク領域の描画位置に応じてマスクを重畳した画像を生成する。このように、本実施形態によると振れ残りが生じた場合にも、振れ残りを考慮してマスク描画位置を補正することによりＰＴ防振制御中のプライバシーマスク描画位置の追従性を向上することができる。
なお、本実施形態では振れ残りがあった場合にマスク描画位置を補正する方法を示したがこれに限られるものではない。例えば、振れ残りに応じてマスク領域の大きさを補正し、マスク対象領域がマスクされるよう振れ残りの分マスクの大きさを大きく設定するようにしてもよい。
（その他の実施例）
上記の実施形態では、ネットワークを介してクライアント装置（情報処理装置）と接続された撮像装置の例を説明したが、ネットワークを介してクライアント装置と接続されない撮像装置でも実現可能である。また、監視システムで使用される撮像装置に限定されず、ユーザが持ち運び可能な撮像装置であってもよい。
また、本発明は、上記実施形態の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、システム又は装置のコンピュータにおける１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。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
１０００ 撮像装置
１００２ 画像処理部
１００３ システム制御部
１００４ 振れ検出部
１００５ パン駆動部
１００６ チルト駆動部
１００７ パンチルト制御部

Claims (10)

  1. 被写体を撮像する撮像部と、
    前記撮像部の振れを検出する検出部と、
    前記撮像部をパンニング方向およびチルティング方向に回転させるパンチルト駆動部と、
    前記パンチルト駆動部を制御して前記撮像部の撮影方向を変更する撮影方向変更手段と、
    前記検出部の検出結果に応じて、前記パンチルト駆動部を制御して振れを補正する補正手段と、
    前記撮像部で撮像した画像の所定領域に対して画像処理を行う画像処理手段と、を備え、
    前記画像処理手段は、前記撮影方向を変更するための前記撮像部の回転角度である第１の角度及び前記振れを補正するための前記撮像部の回転角度である第２の角度に基づいて前記所定領域の位置及び大きさのうち少なくとも１つを決定することを特徴とする撮像装置。
  2. 前記画像処理手段は、前記第１の角度と前記第２の角度の差に基づいて前記所定領域を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記画像処理手段は、前記第１の角度および前記第２の角度と、前記撮像部の高さに基づいて前記所定領域を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
  4. 前記補正手段による振れの補正で補正しきれない振れ残りがある場合、
    前記画像処理手段は、前記第１の角度および前記第２の角度と、前記振れ残りの角度に基づいて前記所定領域を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
  5. 前記振れ残りの角度は、前記補正手段が前記検出部の検出結果に基づいて算出した第１の補正角度と前記補正手段が前記パンチルト駆動部を制御して補正を行った第２の補正角度の差であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
  6. 前記画像処理は、前記所定領域をマスクするプライバシーマスク描画処理であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  7. 前記画像処理は、前記所定領域とその他の領域で圧縮率を変更して画像を圧縮する画像圧縮処理であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  8. 前記画像処理は、前記所定領域において被写体の検出を行う処理であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
  9. 請求項１から８のうちいずれか１項に記載の撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  10. 被写体を撮像する撮像部と、
    前記撮像部の振れを検出する検出部と、
    前記撮像部をパンニング方向およびチルティング方向に回転させるパンチルト駆動部と、を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記パンチルト駆動部を制御して前記撮像部の撮影方向を変更する撮影方向変更ステップと、
    前記検出部の検出結果に応じて、前記パンチルト駆動部を制御して振れを補正する補正ステップと、
    前記撮像部で撮像した画像の所定領域に対して画像処理を行う画像処理ステップと、を備え、
    前記画像処理ステップは、前記撮影方向を変更するための前記撮像部の回転角度である第１の角度及び前記振れを補正するための前記撮像部の回転角度である第２の角度に基づいて前記所定領域の位置及び大きさのうち少なくとも１つを決定することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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