(57)【要約】【課題】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。【解決手段】撮像部１００１をパン回転させるパン駆動部１００５と、撮像部１００１をチルト方向に回転させるチルト駆動部１００６とを有するネットワークカメラ１０００を設ける。ネットワークカメラ１０００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。ネットワークカメラ１０００は、チルト駆動部１００６による回転角度に応じて、パン駆動部１００５またはチルト駆動部１００６の制御を切り替える。【選択図】図１
2019102833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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に応じて、前記第１の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を切り替える
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２の駆動手段による回転角度に応じて、前記第１の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を有効または無効にする
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
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
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の駆動手段を用いた振れ補正制御を無効にし、前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を有効にする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
光学的に像振れを補正する振れ補正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の駆動手段または前記第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。
【請求項６】
光学的に像振れを補正する振れ補正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の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御による像振れの補正量を小さくして、前記光学的に像振れを補正する振れ補正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。
【請求項７】
前記撮像手段の撮像画角を変更するズーム駆動手段を備え、
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３乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像手段により取得される撮像画像の一部を切り出す切り出し手段を備え、
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３乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
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の駆動手段を用いた振れ補正制御を有効にする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第２の駆動手段による回転角度に応じて、前記第１の駆動手段を用いた振れ補正制御による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１に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像手段の撮像画角を変更するズーム駆動手段を備え、
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１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像手段により取得される撮像画像の一部を切り出す切り出し手段を備え、
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１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
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、
前記第１の駆動手段が駆動したときの、前記撮像手段によって得られる撮像画像の移動軌跡を解析する解析手段とを備え、
前記制御手段は、前記解析された移動軌跡に応じて、前記第１の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を切り替える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
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の駆動手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
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に応じて、前記第１の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を切り替える
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
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の駆動手段とを備える撮像装置の制御方法であって、
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と、
前記第１の駆動手段が駆動したときの、前記撮像手段によって得られる撮像画像の移動軌跡を解析する解析工程と、を有し、
前記制御工程では、前記解析された移動軌跡に応じて、前記第１の駆動手段または前記第２の駆動手段を用いた振れ補正制御を切り替える
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、撮像装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１２１３８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態の撮像装置は、撮像部の撮像方向を第１の方向に回転させる第１の駆動部と、前記撮像部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の駆動部と、前記第１の駆動部または前記第２の駆動部を制御して、前記撮像部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る。前記制御手段は、前記第２の駆動部による回転角度に応じて、前記第１の駆動部または前記第２の駆動部を用いた振れ補正制御を切り替える。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の構成を示す図である。
【図２】ネットワークカメラのメカ機構を示す図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】撮像位置と撮像方向の関係を示す図である。
【図７】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８】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。
【図９】ズーム位置が変化した際のパン回転による移動軌跡を示す図である。
【図１０】閾値テーブルの例を示す図である。
【図１１】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図である。
【図１２】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１３】撮像画像の解析に基づく防振制御の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【数１】
2019102833.tif 000003
また、撮像画像４００８の撮像画角をα、撮像画像４００８の長さをｄとする。システム制御部１００３は、撮像方向４００５Ｂの長さl を、式（２）に基づいて算出する。
【数２】
2019102833.tif 000004
また、システム制御部１００３は、パン回転軌道の回転半径４００７の長さｒを、撮像方向４００５Ｂの長さl と角度βを用いて、式（３）で算出する。
【数３】
2019102833.tif 000005
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【数４】
2019102833.tif 000006
係数ａ，ｂは、チルト角度θを用いて、式（５）で表すことができる。
【数５】
2019102833.tif 000007
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
（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。
【符号の説明】
【００５８】
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
【図１】
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【図２】
2019102833.tif 000009
【図３】
2019102833.tif 000010
【図４】
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【図５】
2019102833.tif 000012
【図６】
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【図７】
2019102833.tif 000014
【図８】
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【図９】
2019102833.tif 000016
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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