(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像光学系及び撮像素子を備える撮像手段を回転させることで前記撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段を備える撮像装置において、像ブレ補正性能を向上させる。【解決手段】撮像部１０２を備える撮像システムは雲台１１０の駆動制御により、撮像部１０２の撮像方向をパンニング方向とチルティング方向において変更することで撮像画像の像ブレ補正を行うことが可能である。加減速テーブル算出部１０１−１は、雲台１１０を駆動するアクチュエータ１１１の駆動に用いる加減速テーブルのデータを算出する。振動情報解析部１０１−２は撮像部１０２の振動を検出して解析する。残振動算出部１０１−３は、撮像部１０２の撮像方向の変更により像ブレ補正が可能な振動波形を算出し、当該補正後に残存する残振動の成分を予測する。電子防振制御部１０１−５と画像補正部１１８は、残振動に対して画像処理によって撮像画像の像ブレ補正を行う。【選択図】図１
2020129019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系および撮像素子を備える撮像手段を回転させることで前記撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段と、
前記撮像手段により撮像された撮像画像を画像処理により補正する画像補正手段と、
前記撮像手段の振動を検出する検出手段から検出信号を取得して前記駆動手段を制御することにより前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第１の制御と、前記第１の制御による像ブレ補正では残存する振動に対して、前記画像補正手段を制御することにより前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第２の制御を実行する制御手段と、を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の制御にて、前記駆動手段の制御に用いる加減速テーブルのデータを取得して前記駆動手段の制御信号を生成し、
前記第２の制御にて、前記制御信号および検出信号に基づく前記駆動手段の駆動制御により像ブレ補正が可能な振動波形を算出し、当該像ブレ補正では残存する振動の成分を予測して前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮像手段の形状および重量に対応する前記加減速テーブルを用いて前記駆動手段の制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、前記撮像手段の撮像方向を第１の方向または第２の方向において変更する機構部を備え、
前記制御手段は、前記第１または第２の方向における前記機構部の駆動角度に対応する前記加減速テーブルを用いて前記駆動手段の制御信号を生成する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の制御にて前記制御手段は、前記検出信号を用いて前記撮像手段の振動波形を取得し、前記加減速テーブルおよび前記機構部の駆動角度を用いた前記第１の制御による像ブレ補正では残存する振動の成分を算出する制御を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の制御にて前記制御手段は、前記画像補正手段が補正に用いる補正領域を、前記駆動手段の駆動制御により像ブレ補正が可能な振動波形から算出し、前記撮像画像の画角に対応する画像領域を制限する制御を行う
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像光学系および撮像素子を備える撮像手段を回転させることで前記撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段を備える撮像装置にて実行される制御方法であって、
前記撮像手段の振動を検出する検出手段から検出信号を取得して前記駆動手段を制御することにより、前記撮像手段により撮像された撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第１の制御工程と、
前記第１の制御工程による像ブレ補正では残存する振動に対して、前記撮像画像を画像処理で補正する画像補正手段により前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第２の制御工程と、を有する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像部の撮像方向を変更して撮像画像の像ブレ補正を行う撮像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、電車、船舶等の公共交通機関等に設置されるネットワークカメラには、撮像部の撮像方向を水平方向および垂直方向に回転させる駆動機構部を備えた撮像装置がある。撮像部を回転させるパン・チルト（以下、ＰＴとも記す)機構部は、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から構成される。撮像装置の像ブレ補正方式には、光学防振方式（レンズシフト方式やセンサシフト方式等）と電子防振方式（ジャイロ方式やベクトル方式等）がある。これらの方式では除去できない大きな振幅をもつ揺れが発生する設置環境では、ＰＴ機構部を用いたＰＴ防振と呼ばれる方式が有効である。なお、本明細書に記載された防振という用語は、振れや揺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、振れや揺れ等に伴う画像の像ブレを補正することを意味する。
【０００３】
ところでＰＴ機構部によって撮像部の駆動が可能な速度は、使用するレンズユニットの長さや重量、撮像装置の設置角度や向き、現在のパンニング角度やチルティング角度に依存する。そのため、ＰＴ防振時にて過剰に撮像部の駆動が行われる場合、ＰＴ機構部のアクチュエータであるモータの脱調等が発生する可能性があった。
【０００４】
特許文献１には、各種レンズを使用した場合でもモータが脱調することなくパン・チルト駆動を行える技術が開示されている。撮像装置や交換式レンズを含む雲台に係る情報に基づき、雲台の加減速テーブルを自動的に設定し、加減速テーブルをレンズの識別子に応じて変更する処理が行われる。また特許文献２には、撮像装置のパン・チルト駆動を行う雲台の回転制御部に係る負荷を検出し、負荷に応じて電力供給量を可変制御することで、モータの脱調を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−４１７０５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術では、光学防振方式や電子防振方式では除去できない大きな振幅をもつ揺れに対して、十分に像ブレ補正を行うことが困難であった。特許文献１や特許文献２に開示の技術を用いて、モータの脱調を防止しつつ、ＰＴ防振を行う場合、像ブレ補正の制御が可能な揺れは、ＰＴ機構部のアクチュエータの性能に依存する。つまり、モータの脱調を回避可能な条件下でアクチュエータを駆動できる加速動作、減速動作、あるいは初速度によって、振れに対する補正が制限されてしまう。そのため、さまざまな周波数の揺れに対処した像ブレ補正が困難であり、ＰＴ防振性能の向上にとって妨げとなっていた。
本発明の目的は、撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段を備える撮像装置において、像ブレ補正性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態の装置は、撮像光学系および撮像素子を備える撮像手段を回転させることで前記撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段と、前記撮像手段により撮像された撮像画像を画像処理により補正する画像補正手段と、前記撮像手段の振動を検出する検出手段から検出信号を取得して前記駆動手段を制御することにより前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第１の制御と、前記第１の制御による像ブレ補正では残存する振動に対して、前記画像補正手段を制御することにより前記撮像画像の像ブレ補正の制御を行う第２の制御を実行する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像手段の撮像方向を変更する駆動手段を備える撮像装置において、像ブレ補正性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図３】図２または図５に続く処理を説明するフローチャートである。
【図４】パンニング駆動等に用いる加減速テーブルを説明するグラフである。
【図５】第２実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る撮像部の慣性モーメントを説明する模式図である。
【図７】図２と併せて第３実施形態の処理を説明するフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係る撮像装置が処理する画像領域を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、添付図面にしたがって詳細に説明する。各実施形態に係る撮像装置は、動画像を撮像する機能を有する各種機器に搭載可能である。例えばネットワークカメラ、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置、撮像機能を有する携帯電話、携帯情報端末等への適用が可能である。以下では、ネットワークカメラ等の撮像装置を例として、本発明に係る実施形態について詳説する。まず、各実施形態に共通する事項を説明した後、各実施形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、撮像装置１００の構成を示す模式図である。ＣＰＵ（中央演算処理装置）１０１は撮像システム全体の制御を行う中枢部である。ＣＰＵ１０１は、加減速テーブル算出部１０１−１、振動情報解析部１０１−２、残振動算出部１０１−３、パン・チルト防振制御部１０１−４、電子防振制御部１０１−５、制御部１０１−６を有する。各部はＣＰＵ１０１が所定のプログラムを実行することによって実現され、それらの処理の詳細については後述する。
【００１２】
撮像部１０２は、撮像光学系を構成するズームレンズ１０２−１、フォーカスレンズ１０２−２、絞り１０２―３、および撮像素子１０２−４を備える。撮像光学系の可動光学部材はレンズ制御部１０８によって駆動制御が行われる。その際、レンズ制御部１０８は制御部１０１−６からの制御指令にしたがって駆動制御を行う。レンズ制御部１０８はズームレンズ１０２−１、フォーカスレンズ１０２−２を光軸に沿って移動させる制御を行う。絞り１０２−３はレンズ制御部１０８により駆動制御される。撮像素子１０２−４は、撮像光学系により結像される被写体からの光を受光し、光電変換によって電気信号を出力するエリアイメージセンサで構成される。
【００１３】
雲台１１０は、パンニング（以下、パンとも略称する）駆動部およびチルティング（以下、チルトとも略称する）駆動部を備える。雲台１１０のパン駆動部はボトムケースとターンテーブルにより構成される。ターンテーブルが鉛直方向の回転軸を中心として回転することで、撮像部１０２のパンニング動作が行われる。例えば、雲台１１０のパン駆動部は−１７５度から＋１７５度まで回転することができる。雲台１１０のチルト駆動部はターンテーブルの上に備えられた支柱と駆動機構部により構成される。チルト駆動部は支柱に設定される回転軸を中心として撮像部１０２を回転させることでチルティング動作を行う。例えばチルト駆動部は水平方向に対応する０度から真上方向に対応する９０度まで撮像部１０２を回転させることができる。本実施形態の撮像装置１００は、撮像部１０２を水平方向および垂直方向に回転させることで撮像方向を変更しつつ撮影を行うことができる。
【００１４】
振れ検出部を構成するジャイロセンサ１１３は、撮像部１０２のパン方向およびチルト方向の角速度を検出する。ジャイロセンサ１１３による角速度の検出信号は、バス１０６を介してＣＰＵ１０１が取得してＰＴ防振の制御に用いる。
【００１５】
撮像部１０２の撮像光学系を通過した光に対し、撮像素子１０２−４は光電変換を行い、アナログ画像信号を出力する。不図示の信号処理回路はアナログ画像信号に対して相関二重サンプリング処理等を施して増幅処理を行う。増幅処理等に用いるパラメータはＣＰＵ１０１によって制御される。Ａ／Ｄ変換部１０３は、増幅されたアナログ画像信号を取得してデジタル画像信号に変換して画像入力コントローラ１０４に出力する。
【００１６】
画像入力コントローラ１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３からのデジタル画像信号を取り込む入力処理を行って画像処理部１０５に出力する。画像処理部１０５は、画像入力コントローラ１０４から入力されたデジタル画像信号に対して各種の画像処理を行う。撮像素子１０２−４から出力される撮像時の感度情報、例えばＡＧＣ（自動利得制御）ゲインまたはＩＳＯ（国際標準化機構）感度に基づき、各種のデジタル画像処理が実行される。各種のデジタル画像処理とは、例えばオフセット処理、ガンマ補正処理、ゲイン処理、ＲＧＢ補間処理、ノイズ低減処理、輪郭補正処理、色調補正処理、光源種別判定処理等である。
【００１７】
画像処理部１０５による画像処理後のデータはバス１０６を介して、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０７に格納される。ＲＡＭ１０７はＳＲＡＭやＤＲＡＭ等の揮発性メモリである。ＲＯＭ（Read Only Memory）１０９はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。記憶装置１１２はＨＤＤ（ハードディスクドライブ）やＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、ｅＭＭＣ（組み込み用のマルチメディアカード）等である。本実施形態に係る機能を実現するためのプログラムや当該プログラムの実行の際に用いられるデータは、ＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に格納されている。これらのプログラムやデータは、ＣＰＵ１０１の制御下でバス１０６を介して適宜にＲＡＭ１０７に取り込まれてＣＰＵ１０１によって実行される。これにより図１にＣＰＵ１０１内に示す各部の機能が実現される。
【００１８】
Ｉ／Ｆ部１１４は入出力に係る各種インタフェース部である。Ｉ／Ｆ部１１４はリレーズ・スイッチ、電源スイッチ、操作キー、十字キー、ジョイスティック、タッチパネル、キーボードやポインティングデバイス（例えばマウス）等の入力装置１１５と接続される。Ｉ／Ｆ部１１４は操作指示情報を受け取り、バス１０６を介してＣＰＵ１０１に通知する。また、Ｉ／Ｆ部１１４はＬＣＤ（液晶表示ディスプレイ）等の表示装置１１６と接続される。表示装置１１６はＲＡＭ１０７に一時的に記憶された画像データや操作メニュー情報等を画面に表示する。またＩ／Ｆ部１１４はＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等のネットワーク１１７と接続される。
【００１９】
画像補正部１１８は、バス１０６を介したＣＰＵ１０１の制御指示に従い、ＰＴ防振後に残存する振動（以下、残振動という）に対して、撮像画像内の有効画像領域から指定の領域を切り出すことによって電子式像ブレ補正を行う。画像解析部１１９は、顔検出、人物検出、動体検知、通過検知、混雑検知、軌跡検知、置き去りまたは持ち去り検知等の画像解析を行う。画像解析部１１９による画像解析結果のデータは、バス１０６を介してＣＰＵ１０１に出力される。
【００２０】
圧縮伸長部１２０は、バス１０６を介したＣＰＵ１０１の制御指示に従い、画像圧縮処理を施して圧縮データを生成する。圧縮伸長部１２０は、ＡＤＳＲ（領域データ削減）等のように所定の指定領域の圧縮率を変えて圧縮データを生成する機能を有する。圧縮データは、Ｉ／Ｆ部１１４を介して表示装置１１６やネットワーク１１７に出力される。また圧縮伸長部１２０は、記憶装置１１２に記憶された圧縮データに対して、所定形式の伸長処理を施して非圧縮データを生成する。例えば、静止画像に対してはＪＰＥＧ規格に準拠した方式を適用し、動画像に対してはＭＯＴＩＯＩＮ−ＪＰＥＧやＭＰＥＧ２、ＡＶＣ／Ｈ．２６４、ＡＶＣ／Ｈ．２６５の規格に準拠した方式を適用して圧縮伸長処理が行われる。
【００２１】
各実施形態では、雲台１１０のパン駆動部およびチルト駆動部を用いたＰＴ防振の制御が行われる。この場合、ＰＴ防振により補正された後の残振動は、ＰＴ駆動の加速や減速、方向の変化に依存して発生する振動である。つまり、残振動は実際の振動に付随して発生する新たな振動であるため、撮像部１０２のみの振動情報から検出することが困難である。また、例えば船舶に設置されるネットワークカメラの場合、撮影画角の大半を海や空等の特徴の乏しい被写体が占める可能性がある。あるいは屋外に設置されるネットワークカメラの場合には、雨や霧によって被写体の撮像画像のコントラスが低下する可能性がある。被写体の特徴の乏しい画像や低コントラストの画像に基づき、撮像時刻の異なる複数の画像間の差分情報に係る動きベクトルを用いて、ＰＴ防振後の残振動を高精度で検出することは困難である。撮影画角外の被写体に係る情報は解析ができないため、動きベクトル検出精度の低下を抑制することが課題となる。
以下の各実施形態では、ＰＴ駆動実施後の残振動に応じた画像領域を確保し、残振動に対する像ブレ補正を効果的に行う処理について説明する。
【００２２】
［第１実施形態］
本実施形態は、撮像装置１００のＰＴ防振処理において、ＰＴ駆動後の撮像部１０２の残振動の成分を予測して画像補正を実施する。残振動の成分の予測は、撮像部１０２をＰＴ駆動可能な加減速テーブルおよび雲台１１０に搭載されるモータのステップ角度を用いて行われる。図２および図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係る処理について、図１に示す各部の機能と関連付けて説明する。
【００２３】
図２のＳ２０１では、加減速テーブル算出部１０１−１によってパン駆動およびチルト駆動に用いる加減速テーブルのデータが取得される。加減速テーブルのデータは撮像部１０２の形状や重量等に応じて算出されるデータである。ＲＯＭ１０９または記憶装置１１２には、加減速テーブルおよびモータのステップ角度のデータが格納されており、制御部１０１−６がバス１０６を介して取得する。例えば加減速テーブルおよびモータのステップ角度のデータは、製品生産時に記憶部に格納されるか、または制御部１０１−６がバス１０６、Ｉ／Ｆ部１１４、ネットワーク１１７を介して所定のサーバ装置から取得する。なお、加減速テーブル等の格納方法や取得方法に制限はない。
【００２４】
図４を参照して、加減速テーブルについて説明する。図４は加減速テーブルの例を説明するグラフである。図４（Ａ）は加速パターンのグラフを例示し、図４（Ｂ）は減速パターンのグラフを例示する。横軸は時間軸であり、縦軸はモータの回転数を表す。
【００２５】
図４（Ａ）に示す加速テーブルのグラフ線７００は、パン駆動時またはチルト駆動時の加速の様子を示しており、時間経過につれてモータの回転数が増加する。また、図４（Ｂ）に示す減速テーブルのグラフ線７０１は、パン駆動時またはチルト駆動時の減速の様子を示しており、時間経過につれてモータの回転数が減少する。パン駆動とチルト駆動とでそれぞれ異なる加速テーブルおよび減速テーブルを用いてもよい。加速テーブルおよび減速テーブルについては使用するアクチュエータに応じて設定されるものとする。
【００２６】
図２のＳ２０１の次にＳ２０２の処理に進み、振動情報解析部１０１−２は、制御部１０１−６およびバス１０６を介して、ジャイロセンサ１１３の検出信号から現在の撮像部１０２の振動情報（角速度情報）を取得する。Ｓ２０３で振動情報解析部１０１−２は、Ｓ２０２で取得された現在の撮像部１０２の振動情報（角速度情報）と、過去に取得された撮像部１０２の振動情報（角速度情報）から、撮像部１０２の振動波形を取得する。
【００２７】
Ｓ２０４で振動情報解析部１０１−２は、Ｓ２０３で算出した撮像部１０２の振動波形に基づき、ＰＴ防振を実施するか否かを判断する。撮像部１０２の振動波形が所定の振動波形であると判断された場合、図３のＳ２０５へ進んでＰＴ防振処理を実施する。また撮像部１０２の振動波形が所定の振動波形でないと判断された場合には、Ｓ２１２へ移行する。
【００２８】
図３のＳ２０５でパン・チルト防振制御部１０１−４は、Ｓ２０３にて算出された撮像部１０２の振動波形に対してＰＴ防振波形を算出する。ＰＴ防振波形は、Ｓ２０１にて取得された加減速テーブルおよびモータのステップ角度に基づいて算出される、ＰＴ防振時の波形である。次のＳ２０６でパン・チルト防振制御部１０１−４は、Ｓ２０５にて算出したＰＴ防振波形に基づき、制御部１０１−６およびバス１０６を介してアクチュエータ１１１へ制御信号を出力する。雲台１１０の駆動制御が行われ、現在の撮像部１０２の変位に対するＰＴ防振処理が実施される。
【００２９】
Ｓ２０７で残振動算出部１０１−４はＳ２０３にて算出された撮像部１０２の振動波形、およびＳ２０５にて算出されたＰＴ防振波形から撮像部１０２の残振動波形を算出する。撮像部１０２の残振動波形を関数Ｆ’（ｘ）で表し、撮像部１０２の振動波形を関数Ｆ（ｘ）で表し、ＰＴ防振波形を関数Ｃ（ｘ）で表すとき、各関数の関係は下記式（１）のように表現できる。ｘは経過時間に対応する変数である。
【数１】
2020129019.tif 000003
【００３０】
Ｓ２０８で残振動算出部１０１−４は、Ｓ２０７にて算出したＰＴ防振後の残振動波形Ｆ’（ｘ）に基づき、電子防振処理を実施するか否かを判断する。ＰＴ防振後の残振動波形が所定の振動波形であると判断された場合、Ｓ２０９の処理に進み、撮像画像に対する電子防振補正が画像処理によって行われる。また、ＰＴ防振後の残振動波形が所定の振動波形でないと判断された場合には図２のＳ２１２の処理へ進む。
【００３１】
Ｓ２０９で画像解析部１１９は、電子防振を実施する対象画像と過去に撮像された画像とを比較し、Ｓ２０８にて算出された残振動波形以外の微小な振動を解析する。なお、別の実施形態では本処理を省略しても構わない。Ｓ２１０で電子防振制御部１０１−５は、Ｓ２０７にて算出されたＰＴ防振後の残振動波形と、Ｓ２０９にて算出された画像解析情報に基づき、対象画像に施す電子防振量（補正量）の算出処理を行う。Ｓ２１１で画像補正部１１８は、Ｓ２１０にて算出された電子防振補正量にしたがって、対象画像の電子防振補正を実行する。
【００３２】
図２のＳ２１２で制御部１０１−６はＰＴ防振処理の継続について判断する。ＰＴ防振を継続することが判断された場合、Ｓ２０２に移行して処理を続行する。またＰＴ防振を継続しないことが判断された場合には、図２および図３に示す一連の処理を終了する。ＰＴ防振の継続の有無については、入力装置１１５またはネットワーク１１７を介した制御指令等によって任意に設定することができる。
本実施形態によれば、ＰＴ防振後の残振動を予測して、残振動に対する効果的な像ブレ補正を行うことができる。
【００３３】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態において第１実施形態で説明した事項についての重複した説明を省略し、使用既みの符号や記号を用いて第１実施形態との相違点を説明する。このような省略方法は後述の実施形態でも同じである。
【００３４】
本実施形態では、撮像装置１００の設置状況や撮像部１０２の情報、雲台１１０の情報から、撮像部１０２をＰＴ駆動可能な加減速テーブルが再計算される。算出された加減速テーブルのデータおよび雲台１１０に搭載されるモータのステップ角度から、ＰＴ防振後の残振動を予測して画像補正処理が行われる。
【００３５】
図３と図５のフローチャートを参照して、本実施形態に係る処理について説明する。Ｓ３０１で加減速テーブル算出部１０１−１は、撮像装置１００の設置状況に係る情報（設置情報）を取得する。設置情報は、撮像装置１００の設置角度や向き等の情報であり、ＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に記憶されている。例えば、撮像装置１００に係る設置情報は事前に、Ｉ／Ｆ部１１４および入力装置１１５、またはネットワーク１１７を介して任意に設定されてＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に格納されるものとする。なお、設置情報の取得方法は任意である。
【００３６】
Ｓ３０２で加減速テーブル算出部１０１−１は、制御部１０１−６およびバス１０６を介してレンズ情報を取得する。レンズ情報は鏡筒の長さや重量等のレンズユニットに係る情報であり、ＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に記憶されている。例えば交換式のレンズユニットを撮像装置の本体部に装着して使用する撮像システムの場合、加減速テーブル算出部１０１−１は、制御部１０１−６およびバス１０６を介してレンズ制御部１０８からレンズ情報を取得する。または、加減速テーブル算出部１０１−１が制御部１０１−６およびバス１０６を介して、レンズ制御部１０８からレンズ識別子を取得した後、レンズ識別子に応じてＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に予め記憶されているレンズ情報を取得する。あるいは、加減速テーブル算出部１０１−１が、制御部１０１−６およびバス１０６、Ｉ／Ｆ部１１４、ネットワーク１１７を介してレンズ識別子に応じたレンズ情報を取得してもよい。なお、レンズ情報の取得方法は任意である。
【００３７】
Ｓ３０３では、第１実施形態での図２のＳ２０１と同様に加減速テーブルの取得処理が行われる。Ｓ３０４で加減速テーブル算出部１０１−１はパン・チルト防振制御部１０１−４を介して、現在のパン方向の駆動角度およびチルト方向の駆動角度（以下、パン・チルト情報という）を取得する。
【００３８】
Ｓ３０５で加減速テーブル算出部１０１−１は、加減速テーブルの再計算が必要であるかどうかを判断する。この判断処理は、Ｓ３０１にて取得された撮像装置に係る設置情報と、Ｓ３０２にて取得されたレンズ情報と、Ｓ３０４にて取得されたパン・チルト情報を用いて行われる。具体的には、加減速テーブル算出部１０１−１は設置情報、レンズ情報、現在のパン・チルト角度のうち、いずれかひとつ以上を、前回の情報または値と比較する。設置情報やレンズ情報に変化があった場合や、現在値と前回値との差分が所定の閾値以上であると判定された場合、Ｓ３０６の処理に進む。また設置情報やレンズ情報に変化がない場合や、現在値と前回値との差分が所定の閾値未満であると判定された場合、Ｓ３０７の処理に進む。
【００３９】
Ｓ３０６で加減速テーブル算出部１０１−１は、加減速テーブルの再計算を行う。一方、撮像装置１００の設置情報、レンズ情報、パン・チルト情報のすべてが、前回の情報と同じであるか、または所定値以上の変化がないと判定された場合、Ｓ３０７では前回またはさらに前の処理で生成された加減速テーブルが使用される。但し、初回の処理では設置情報、レンズ情報、パン・チルト情報に基づく加減速テーブルの再計算が必ず実行される。
【００４０】
Ｓ３０６において、加減速テーブル算出部１０１−１が行う加減速テーブルの再計算について詳細に説明する。再計算は、Ｓ３０１にて取得された撮像装置１００の設置情報、Ｓ３０２にて取得されたレンズ情報、Ｓ３０４にて取得されたパン・チルト情報を用いて行われる。撮像装置１００の設置角度、レンズの長さや重量、現在のパン・チルト角度から撮像部に係る慣性モーメントが算出される。図６を参照して具体例を説明する。
【００４１】
図６は撮像装置の状態を例示する図である。図６（Ａ）に示す撮像部５００は図１の撮像部１０２に該当し、レンズホルダ５００−１とレンズ部５００−２を備える。レンズ部５００−２の内部の複数のレンズはレンズホルダ５００−１によって保持されている。雲台４０１は図１の雲台１１０に該当し、撮像部５００のパン駆動やチルト駆動を行う。パン駆動部、チルト駆動部の構成については公知であるため、説明を割愛する。
【００４２】
図５のＳ３０３にて取得された加減速テーブルに適応する、撮像部に係る慣性モーメントについて説明する。図６（Ａ）は撮像部５００が水平面に対してチルト角度θで回転した状態を示している。レンズホルダ５００−１の重量をＭ０と表記し、チルト回転軸（中心Ｏ）からレンズホルダ５００−１の重心までの距離をＬ０と表記する。またレンズ部５００−２の重量をＭ１と表記し、レンズホルダ５００−１の重心からレンズ端までの距離をＬ１と表記する。撮像部５００に係る慣性モーメントをＩと表記する。慣性モーメントＩはＭ０，Ｍ１，Ｌ０，Ｌ１を用いて下記式で表現できる。
【数２】
2020129019.tif 000004
（２）式および後述する数式にて「＊」は乗算記号である。
【００４３】
図６（Ｂ）は、撮像装置に装着されたレンズ部の長さや重量が図６（Ａ）とは異なる場合を示す。撮像部５０１は図１の撮像部１０２に該当し、レンズホルダ５０１−１とレンズ部５０１−２を備える。雲台４０１は図１の雲台１１０に該当し、撮像部５０１のパン駆動やチルト駆動を行う。図６（Ｂ）は撮像部５０１が水平面に対してチルト角度θで回転した状態を示している。レンズ部５０１−２はレンズホルダ５０１−１によって固定される。レンズホルダ５０１−１の重量をＭ０と表記し、チルト回転軸（中心Ｏ）からレンズホルダ５０１−１の重心までの距離をＬ０と表記する。またレンズ部５０１−２の重量をＭ１’と表記し、レンズホルダ５０１−１の重心からレンズ端までの距離をＬ１’と表記する。撮像部５０１に係る慣性モーメントをＩ’と表記する。慣性モーメントＩ’はＭ０，Ｍ１’，Ｌ０，Ｌ１’を用いて下記式で表現できる。
【数３】
2020129019.tif 000005
【００４４】
ここで、図５のＳ３０３にて取得された加減速テーブルのデータをＴと表記する。また撮像装置の設置角度、レンズ部の長さや重量、現在のパン・チルト角度に対応した、撮像部に係る慣性モーメントに基づくパン・チルト駆動が可能な加減速テーブルのデータをＴ’と表記する。Ｔ’は下記式を用いて表現できる。
【数４】
2020129019.tif 000006
つまり算出された慣性モーメントに基づいてＰＴ駆動が可能な加減速テーブルのデータを取得できる。但し、本実施形態における慣性モーメントの算出では、簡易的に撮像装置の体積を除外して表現されている。また上記の算出方法は加減速テーブルの再計算方法を限定するものではない。
【００４５】
図５のＳ３０７からＳ３０９、Ｓ３１７の処理はそれぞれ、第１実施形態で説明した図２のＳ２０２からＳ２０４、Ｓ２１２と同じ処理であり、図３の処理については説明済みである。ＰＴ防振機能が有効である場合にＳ３０４の処理が実行される。
【００４６】
本実施形態によれば、撮像装置の設置情報や交換式のレンズ、現在のパン・チルト情報に応じて、ＰＴ防振後の残振動を効率よく予測して残振動に対する像ブレ補正を行うことができる。
【００４７】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態を説明する。本実施形態ではＰＴ防振処理において、ＰＴ防振後の残振動に対する像ブレ補正を行うための画像領域を算出し、有効画像領域を制限して画像補正を行う処理について説明する。
【００４８】
図２と図７のフローチャートを参照して、本実施形態に係る処理を説明する。図７のＳ４０５からＳ４０７に示す処理はそれぞれ、第１実施形態における図３のＳ２０５からＳ２０７に示す処理と同じで処理であるため、説明を省略する。なお図２のＳ２０１からＳ２０４、Ｓ２１２の処理を、第２実施形態における図５のＳ３０１からＳ３０９、Ｓ３１７に示す処理に置き換えてもよい。
【００４９】
図２のＳ２０４から図７のＳ４０５に進んでＳ４０７までの処理が実行される。次にＳ４０８で電子防振制御部１０１−５は画像補正部１１８が補正に使用する補正領域を算出する。補正領域の算出は、例えばＳ３０２にて取得されたレンズ情報に含まれるＦＯＶ情報と焦点距離情報、およびＳ４０７にて算出された撮像部１０２の残振動波形に基づいて行われる。ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄｓ  Ｏｆ  Ｖｉｅｗ）情報は撮像画像に係る視野情報である。
【００５０】
電子防振制御部１０１−５は像ブレ補正に使用する補正領域を確保して有効画像領域を制限する。図８を参照して具体的に説明する。図８は、像ブレ補正に使用される補正領域を模式的に示す。矩形枠で示す画角範囲６００は、撮像素子１０２−４から取り込まれた全画像領域に対応する。画角範囲６００より狭い画角範囲６０１は被写体画像６０２を包含しており、像ブレ補正に使用する補正領域を確保した場合の有効画像領域に対応する。補正領域は、撮像部１０２の残振動波形の最大振幅と水平および垂直方向の画角から算出される。つまり補正領域は、画角範囲６００に対応する全画像領域から、画角範囲６０１に対応する有効画像領域を差し引いた領域である。なお、撮像部１０２の振動振幅およびＦＯＶ情報から補正領域を算出する処理は公知であるため、詳細な説明を省略する。
【００５１】
像ブレ補正用の補正領域については、図７のＳ４０７にて算出された撮像部１０２の残振動波形によって変化するため、平均化やその他の安定化処理を施しても構わない。平均化の処理やその他の安定化処理については公知であるため、説明を省略する。また、像ブレ補正に使用する補正領域を固定の領域としても構わない。補正領域の算出方法に制限はない。図７のＳ４０９からＳ４１２の処理は、図３のＳ２０８からＳ２１１と同じ処理であるため、それらの説明を省略する。
【００５２】
本実施形態によれば、ＰＴ防振後の残振動に応じて、補正用の画像領域を確保して有効画像領域を制限し、残振動に対する像ブレ補正を行うことができる。
【００５３】
前記実施形態では、ＰＴ防振と電子防振を併用し、ＰＴ防振後に残存する振動成分による像ブレを抑制し、ネットワークカメラ等の防振性能を高めることができる。また、交換レンズの情報、撮像装置の設置情報、撮像方向に係る駆動角度（パン・チルト角度）に応じて最適な像ブレ補正処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１００：撮像装置
１０１：ＣＰＵ
１０２：撮像部
１０５：画像処理部
１０８：レンズ制御部
１１０：雲台
１１１：アクチュエータ
１１３：ジャイロセンサ
１１８：画像補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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