(57)【要約】【課題】像振れ補正光学系の駆動に起因する図形歪みへの影響を抑制しつつ、動きベクトルを精度良く算出すること。【解決手段】撮像装置は、撮像光学系１０１と撮像素子１０２を備え、補正部材（シフトレンズ等）により像振れ補正を行う。ベクトル検出部１０６は、２枚以上の画像を取得してテンプレートマッチングにより動きベクトルを算出して、動きベクトル情報をシステム制御部１０７に送信する。システム制御部１０７は、光学系駆動部１０３を介して補正部材の駆動制御を行う。像振れ補正制御時にシステム制御部１０７は、補正部材の駆動量または該駆動量に相当する補正角に基づいて、ベクトル検出部１０６が使用するテンプレートサイズを制御し、像振れ補正の駆動に起因した図形歪みの影響を抑制するべく、テンプレートサイズを小さく設定する。【選択図】  図１
2015082060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補正部材により像振れ補正を行う像振れ補正装置であって、
撮像された複数の画像を比較することで画像の動きベクトルを算出する検出手段と、
前記検出手段が動きベクトルの検出に用いるテンプレートを制御し、前記検出手段から動きベクトルの情報を取得して前記補正部材の駆動量を決定する制御手段と、
前記制御手段により決定された駆動量に従って前記補正部材の駆動を行う駆動手段と、を備え、
前記制御手段は、前記駆動量または該駆動量に相当する前記補正部材の補正角に対応するテンプレートサイズを決定して前記検出手段に指示することを特徴とする像振れ補正装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記補正部材の駆動量または補正角が大きい程、前記テンプレートサイズを小さく設定する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の像振れ補正装置。
【請求項３】
前記制御手段は、画像を複数の領域に分割し、分割された領域毎にテンプレートサイズを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の像振れ補正装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記補正部材の駆動量または補正角から前記領域毎に光学系の収差情報を取得し、前記領域毎に前記テンプレートサイズを制御することを特徴とする請求項３に記載の像振れ補正装置。
【請求項５】
前記制御手段は、収差量が大きい程、前記テンプレートサイズを小さく設定する処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の像振れ補正装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記テンプレートサイズを小さく設定する場合、前記テンプレートの配置数を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項２または５に記載の像振れ補正装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の像振れ補正装置を備えることを特徴とする光学機器。
【請求項８】
撮像光学系を構成する補正部材により像振れ補正を行う撮像装置であって、
撮像素子によって撮像された複数の画像を比較することで画像の動きベクトルを算出する検出手段と、
前記検出手段が動きベクトルの検出に用いるテンプレートを制御し、前記検出手段から動きベクトルの情報を取得して前記補正部材の駆動量を決定する制御手段と、
前記制御手段により決定された駆動量に従って前記補正部材の駆動を行う駆動手段と、を備え、
前記制御手段は、前記駆動量または該駆動量に相当する前記補正部材の補正角に対応するテンプレートサイズを決定して前記検出手段に指示することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記補正部材が駆動されない状態での、像高に応じた前記撮像光学系の収差特性を示す画像の歪み量のデータを保持する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記記憶手段から取得した前記歪み量のデータおよび前記補正部材の移動量から、像振れ補正に用いる画像の歪み量を算出して前記テンプレートサイズを決定する処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
補正部材により像振れ補正を行う像振れ補正装置にて実行される制御方法であって、
撮像された複数の画像を比較することで画像の動きベクトルを検出手段が算出する検出ステップと、
制御手段により、前記検出手段が動きベクトルの検出に用いるテンプレートを制御し、前記検出手段から動きベクトルの情報を取得して、前記補正部材の駆動量を決定する制御ステップと、
前記制御手段により決定された駆動量に従って駆動手段が前記補正部材の駆動を行う駆動ステップと、を有し、
前記制御ステップでは、前記駆動量または該駆動量に相当する前記補正部材の補正角に対応するテンプレートサイズを前記制御手段が決定して前記検出手段に指示することを特徴とする像振れ補正装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等における像振れ補正時の動きベクトル検出技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトデジタルカメラ、一眼レフレックスカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置には、手振れ等により発生する像振れの補正手段が講じられている。撮像光学系を構成するレンズの一部である像振れ補正用の光学部材（シフトレンズ）の駆動制御により、像振れを低減させる撮像装置が特許文献１に開示されている。手振れの検出量に基づいて光学部材の駆動制御が行われる。特許文献２で開示されている手振れ検出量の算出方法では、撮像された複数フレームの画像をメモリに保持し、前後のフレーム間で画像を比較（テンプレートマッチング）して動きベクトルを算出する。
【０００３】
一般的に、カメラの撮像光学系において歪曲収差による図形の歪みが生じた場合、特許文献２の検出方法では、歪曲収差による図形の歪みの影響を受けてしまい、動きベクトルの検出精度が低下してしまうという問題がある。そこで、特許文献３には、歪曲収差（図形の歪み量）の大きさに応じて、テンプレートサイズを変更することで、歪曲収差の影響を小さくする技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２４９２７６号公報
【特許文献２】特開２０００−２６１７５７号公報
【特許文献３】特開２００７−０１３４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では、より大きな手振れに対する補正を行う場合、像振れ補正光学系の駆動によって、偏心歪曲収差に起因した図形歪みが発生し得る。この図形歪みは、像振れ補正のレンズ駆動毎、即ちフレーム毎に大きく変化する。特許文献３に開示の技術では、フレーム毎に変化する図形歪みに対応できないため、像振れ補正光学系の駆動時に動きベクトルの検出精度が低下してしまう可能性がある。
本発明は、像振れ補正光学系の駆動に起因する図形歪みへの影響を抑制しつつ、動きベクトルを精度良く算出することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、補正部材により像振れ補正を行う像振れ補正装置であって、撮像された複数の画像を比較することで画像の動きベクトルを算出する検出手段と、前記検出手段が動きベクトルの検出に用いるテンプレートを制御し、前記検出手段から動きベクトルの情報を取得して前記補正部材の駆動量を決定する制御手段と、前記制御手段により決定された駆動量に従って前記補正部材の駆動を行う駆動手段と、を備える。前記制御手段は、前記駆動量または該駆動量に相当する前記補正部材の補正角に対応するテンプレートサイズを決定して前記検出手段に指示する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、像振れ補正光学系の駆動に起因する図形歪みのへ影響を抑制しつつ、動きベクトルを精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における撮像装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態における像振れ補正制御を説明するフローチャートである。
【図３】第１実施形態における枠配置例を示す図である。
【図４】第１実施形態におけるテンプレートサイズおよび配置の制御例を説明する図である。
【図５】第１実施形態におけるテンプレートサイズの制御線を例示する図である。
【図６】本発明の第２実施形態における像振れ補正制御を説明するフローチャートである。
【図７】第２実施形態における画像領域の分割例を示す図である。
【図８】第２実施形態における光学データベースが保持する収差情報（Ａ）、および像振れ補正光学系の駆動によって変化する光学情報（Ｂ）を説明する図である。
【図９】第２実施形態における枠配置の制御例を説明する図である。
【図１０】第２実施形態におけるテンプレートサイズの制御線を例示する図である。
【図１１】像振れ補正用レンズの駆動量を説明する図である。
【図１２】図形の歪みとテンプレートサイズとの関係を説明する図である。
【図１３】画像の象限分割を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の各実施形態を説明する。各実施形態では、像振れ補正時に高精度なベクトル検出処理を実現するための構成例を示す。本発明は、デジタル一眼レフカメラに装着される交換レンズやレンズ鏡筒のような光学機器、デジタルビデオカメラ、監視カメラ、Ｗｅｂカメラ等の撮像装置、携帯電話やタブレット端末等の撮像装置を具備する電子機器に適用できる。
【００１０】
［第１実施形態］
図１は本発明の一実施形態に係るシステム構成図を示す。
撮像光学系１０１はズームレンズ、絞り、フォーカスレンズの１つ以上から構成され、像振れ補正機構部を備える。像振れ補正機構部は、補正レンズ（以下、シフトレンズともいう）等の補正部材により画像振れを補正する。光学系駆動部１０３は、後述するシステム制御部１０７からの駆動制御情報に応じて撮像光学系１０１を駆動する。
撮像素子１０２は、撮像光学系１０１により結像される被写体像を光電変換により電気信号に変換し、画像信号を出力する。撮像素子駆動部１０４は、システム制御部１０７からの撮像素子駆動情報に応じて撮像素子１０２を駆動する。メモリ１０５は少なくとも１フレーム分の画像信号を記憶保持する記憶デバイスを備え、保持された画像信号は読み出されてベクトル検出部１０６に出力される。ベクトル検出部１０６は、撮像素子１０２から入力される現時点での画像信号と、メモリ１０５より入力される過去の画像信号に基づいて、動きベクトル情報を算出してシステム制御部１０７に出力する。撮像素子１０２の出力信号には本線系信号処理部で画像処理、表示処理、記録処理等が施される。
【００１１】
システム制御部１０７はＣＰＵ（中央演算処理装置）等を備え、撮像装置の制御を統括する。システム制御部１０７は、ベクトル検出部１０６から動きベクトル情報を取得し、該情報に基づいて像振れ補正光学系の駆動量を算出して光学系駆動部１０３に出力する。また、システム制御部１０７はフォーカスレンズ等の可動光学素子の駆動量を算出し、光学系駆動部１０３へ制御信号を出力して駆動制御を指示する。システム制御部１０７はベクトル検出部１０６に対して後述のテンプレートサイズやテンプレート配置の変更を指示する。
【００１２】
次に、本実施形態におけるベクトル検出部１０６の詳細について説明する。
ベクトル検出部１０６は、システム制御部１０７が決定したテンプレートのサイズおよび配置に基づいて、入力された２枚のフレーム画像の間での動きベクトルを検出する。動きベクトル検出に関しては各種方法があり、本実施形態では、テンプレートマッチング方式を用いる。撮像素子１０２より入力される画像信号の示す画像を原画像とし、メモリ１０５より入力される画像信号の示す画像を参照画像として両者の相関値を求める処理が行われる。
【００１３】
図３は、原画像３０１中の任意の位置に複数のテンプレート３０２を配置した例を示す。複数のテンプレート３０２と、これらに対応する参照画像の各領域との間の相関値を算出する処理が実行される。このとき、参照画像の全領域に対して相関値を算出したのでは、演算量が膨大となる。そのため、実際には点線枠で示す範囲３０３のように、参照画像上の相関値を算出する矩形領域が探索範囲として設定される。この探索範囲３０３の位置や大きさについては特に制限は無いが、探索範囲３０３の内部にテンプレート３０２の移動先に相当する領域が含まれていないと正しい動きベクトルを検出できない。本実施形態では、相関値の算出方法の一例として、差分絶対値和（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ、以下ＳＡＤと記す）を使用する。ＳＡＤの計算式を（式１）に示す。
【数１】
2015082060.tif 000003
（式１）において、ｆ（ｉ，ｊ）はテンプレート３０２内の座標（ｉ，ｊ）における各画素値を表す。また、ｇ（ｉ，ｊ）は探索範囲３０３において相関値の算出対象となる領域内の各画素値を表す。相関値の算出対象となる領域は、テンプレート３０２と同じ大きさである。ＳＡＤの演算では、両ブロック内の各画素値ｆ（ｉ，ｊ）およびｇ（ｉ，ｊ）について差の絶対値を計算し、その総和を求めることで相関値Ｓ＿ＳＡＤが算出される。従って、相関値Ｓ＿ＳＡＤの値が小さいほど両ブロック間の輝度値の差分が小さいこと、つまりテンプレート３０２の領域と相関値算出対象の領域とでテクスチャが類似していることを表している。尚、本実施形態では相関値の一例としてＳＡＤを使用するが、これに限るものではなく、差分二乗和（ＳＳＤ）や正規化相互相関（ＮＣＣ）等の他の相関値を用いてもよい。
【００１４】
図３に示すように、例えば、テンプレート３０２はそれぞれ、水平サイズがTX画素、垂直サイズがTY画素である。また、動きベクトルの探索範囲３０３はテンプレート３０２に対してそれぞれ、左方向にSLX個の画素、右方向にSRX個の画素、上方向にSUY個の画素、下方向にSDY個の画素の範囲である。テンプレート３０２同士の距離については、水平方向にDX個の画素、垂直方向にDY個の画素で設定され、格子上に枠が配置される。あるいは、少ないテンプレート数で広範囲の動きベクトルを検出できるように、テンプレートを千鳥格子状に配置してもよい。
ベクトル検出部１０６は、テンプレート３０２の水平サイズTXと垂直サイズTYを変更可能である。１画素単位でのサイズ変更は勿論可能であるが、本実施形態では、複数の画素をまとめてテンプレートサイズの変更が可能である。図４にテンプレート群のサイズ変更例を示す。例えば、水平９６画素×垂直９６画素を最大テンプレートサイズとし、水平方向および垂直方向に１２画素ずつをまとめて、テンプレートサイズを小さくすることができる。探索範囲３０３については、検出したい動きベクトルの大きさに応じてSLX、SRX、SUY、SDYで示す各々の値を１画素単位で変更可能である。
【００１５】
次に、本実施形態における像振れ補正制御について、図２のフローチャートを参照して説明する。
Ｓ２０１でシステム制御部１０７はレンズ駆動情報を取得する。この情報は、１フレーム前の時点にてＳ２０７で求めた撮像光学系１０１の光学系駆動情報である。図１１を参照して光学系駆動情報の詳細を説明する。実線１３０１と点線１３０２は、撮像光学系１０１の像振れ補正用光学部材（例えば、シフトレンズ）の位置をそれぞれ示している。尚、光学部材としてチルト動作するレンズでもよい。
実線１３０１は、像振れ補正を行わないときのシフトレンズの状態を示しており、点線１３０２は、図１１の上方向にシフトレンズを駆動した時の状態を示している。つまり、線種の違いは、光軸に直交する方向におけるシフトレンズの位置の相違を表す。実線１３０１の状態から、像振れ補正制御によるシフトレンズの駆動が行われ、点線１３０２の状態になる。駆動前のシフトレンズの光軸１３０４を実線で示し、駆動後のシフトレンズの光軸１３０５を点線で示す。このときのシフトレンズの移動量（絶対値）１３０３を、レンズ駆動量と定義する。光学系駆動情報はレンズ駆動量を含む。
【００１６】
図２のＳ２０２でシステム制御部１０７は、Ｓ２０１で取得したレンズ駆動量に基づいて、テンプレートサイズを決定する。図１１で示したように、像振れ補正が行われた場合、シフトレンズが移動し、像振れ補正量が大きくなるほど、レンズ駆動量１３０３が大きくなる。シフトレンズが移動することにより、撮像光学系１０１の結像条件が変化するため、画像に表れる図形の歪み量が大きくなる。つまり、レンズ駆動量１３０３が大きくなるほど、結像条件は大きく変化するため、画像に表れる図形の歪み量は大きくなる。そこで、図５で示すように、システム制御部１０７はレンズ駆動量１３０３の大きさに合わせて、テンプレートサイズが小さくなるように制御する。例えば、図４に示す例の場合、図４（Ａ）よりも、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）ではテンプレートサイズが小さい。
【００１７】
図１２は、図形歪みが発生している画像領域を示す模式図である。元の図形（Ａ）に示す直線エッジ１４０１が、図形（Ｂ）に誇張して示すように歪んだエッジ１４０２となる。画像領域に対し、サイズの大きいテンプレート１４０３と小さいテンプレート１４０４を配置した場合、小さいテンプレート１４０４の方がエッジの歪みが小さくなる。すなわち、テンプレートサイズを小さくすることによって、図形歪みの影響が小さいテンプレートマッチング処理を実現できる。図５で示すテンプレートサイズは、レンズ駆動量が大きい程、小さくなるように設定される。
【００１８】
以下、図５で示す制御線図（レンズ駆動量とテンプレートサイズとの関係）の算出方法を説明する。図５の横軸はレンズ駆動量を示し、縦軸はテンプレートサイズを示す。図５では、水平１２画素×垂直１２画素を最小サイズとして１ないし８倍のサイズを例示する。制御線５０１は階段関数を表しており、レンズ駆動量が大きくなるにつれてテンプレートサイズが段階的に小さくなる。制御線５０１の算出処理を以下に示す。
１）  所定のレンズ駆動量における最大図形歪み量を算出するステップ。
２）  １）で用いた最大図形歪み量を用いて、図１２（Ｃ）で示すように、直線エッジ１４０１を入力として、テンプレート１４０５内における、直線エッジ１４０１の図形歪み量１４０６を算出するステップ。
３）  ２）の図形歪み量１４０６が、所定の閾値（直線と近似可能な図形歪み量）よりも小さくなる、最大のテンプレートサイズを算出するステップ。
４）  レンズ駆動量毎に、１）〜３）のステップを実行してテンプレートサイズを算出し、制御線５０１を生成するステップ。
以上の処理により、制御線５０１が決定されてテンプレートサイズの制御が行われる。尚、本実施形態では、レンズ駆動量に応じたテンプレートサイズ制御を説明したが、像振れ補正時に駆動する補正部材の補正角に応じた制御でもよい。その場合、図５の横軸は補正角を表し、像振れ補正時の補正角が大きい程、テンプレートサイズを小さくする制御が行われる。
【００１９】
図２のＳ２０３でシステム制御部１０７は、Ｓ２０２で求めたテンプレートサイズに基づいて、ベクトル検出部１０６に、現フレームのベクトル検出における、テンプレートサイズとテンプレート配置の位置情報を指示する。図４は、テンプレートサイズとテンプレート配置を例示する。図４（Ａ）は、レンズ駆動量がゼロであり、像振れ補正の駆動を行っていない場合の、テンプレートサイズとテンプレート配置を示す。また、図４（Ｂ）と（Ｃ）は、所定のレンズ駆動量のときのテンプレートサイズとテンプレート配置をそれぞれ示す。テンプレート配置については、図４（Ｂ）に示すように、図４（Ａ）で示す状態（レンズの非駆動時の状態）から変更しなくてもよく、この場合、テンプレートサイズだけが変更される。テンプレートのサイズおよび配置の制御によって、像振れ補正の駆動中には、テンプレートサイズが小さくなることで、画像に対するテンプレートマッチング領域も小さくなる。従って、このような場合、図４（Ｃ）で示すように、テンプレートの配置数を増加させることにより、必要なテンプレート領域を確保してもよい。
【００２０】
Ｓ２０４でシステム制御部１０７は、Ｓ２０１のレンズ駆動情報に基づいて光学系駆動部１０３に制御信号を出力し、像振れ補正光学系の駆動を指示する。Ｓ２０５で撮像素子１０２は撮像処理を行い、画像信号が生成される。画像信号は、ベクトル検出部１０６とメモリ１０５へ入力される。Ｓ２０６でベクトル検出部１０６は、Ｓ２０３で設定されたテンプレートサイズとテンプレート配置の設定に基づいてテンプレート毎に動きベクトルを算出する。動きベクトルの算出は、撮像素子１０２からの画像信号と、メモリ１０５から読み出した１フレーム前の画像信号（記憶済みデータ）を使用して行われる。
Ｓ２０７でシステム制御部１０７は、ベクトル検出部１０６が算出した、テンプレート毎の動きベクトル情報を取得する。システム制御部１０７は手振れの情報を取得し、該情報に基づいて次フレームに対する撮像光学系１０１の像振れ補正のため、シフトレンズの駆動量を決定する。尚、手振れの情報については角速度センサや加速度センサ等を使用した各種の振れ検出方法が知られているので、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
Ｓ２０８でシステム制御部１０７は撮影終了の判定を行い、撮影が終了した場合、一連の処理を終えるが、撮影が終了していない場合、Ｓ２０１に処理を戻し、撮影が終了するまで、像振れ補正動作を続行する。
本実施形態によれば、撮像光学系の像振れ補正部材の駆動に起因した図形歪みへの影響を抑制しつつ、動きベクトルを精度良く算出できる。
【００２２】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態にて第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によってそれらの詳細な説明を省略し、相違点を説明する。
図１に示す本実施形態に係る撮像装置は、以下の点で第１実施形態と相違する。
・第１実施形態のベクトル検出部１０６は、レンズ駆動量または補正角に応じてテンプレートサイズの変更を一律に制御したが、ベクトル検出部６０６は、図７と図９（Ｂ）に示すように小領域８０１毎にテンプレートサイズを変更可能であること。
・システム制御部６０７は、像振れ補正光学系の駆動情報に基づいて、光学データベース（以下、ＤＢと略記する）６０８から光学情報を取得して該情報に応じてテンプレートサイズを制御すること。
【００２３】
光学ＤＢ６０８は、例えば収差特性の情報として、像高に応じた撮像光学系１０１の歪曲収差特性を示す画像の歪み量のデータを保持しており、該データは記憶部に記憶されている。図８（Ａ）は、本実施形態における撮像光学系１０１の歪曲収差特性を例示する。横軸は像高Ｈを示す。縦軸は画像の歪み量Ｄ（Ｈ）、即ち収差量を示し、正方向の量は外方向への歪み量、負方向の量は内方向への歪み量を示す。点線のグラフ９０１−１と、実線のグラフ９０１−２は、異なる光学条件（絞り、ズーム、フォーカス位置等）における画像の歪み量をそれぞれ示したものである。光学ＤＢ６０８は、所定の像高間隔９０３でプロットされた複数の値９０２を保持する。
【００２４】
次に、本実施形態における像振れ補正制御について、図６のフローチャートを参照して説明する。尚、Ｓ７０４ないしＳ７０９の処理は、図２のＳ２０３ないしＳ２０８と同様の処理であるため、それらの説明を省略する。
Ｓ７０１でシステム制御部６０７は、１フレーム前のＳ７０８で求めた撮像光学系１０１の光学系駆動情報を取得する。Ｓ７０２でシステム制御部６０７は、Ｓ７０１で取得した撮像光学系１０１の光学駆動情報と、光学ＤＢ６０８を用いて光学情報を取得する。
【００２５】
本実施形態において、光学ＤＢ６０８に保持されている光学情報は、シフトレンズの中心と撮像中心とが一致している、像振れ補正駆動前の状態（図１１に示す実線１３０１の状態）での情報である。シフトレンズが、像振れ補正駆動前の状態から、像振れ補正駆動後の状態（図１１に示す点線１３０２の状態）へ移動した際の移動量（図１１の１３０３参照）を、画素数に換算した値を、水平方向Sh、垂直方向Svと定義する。以下では、像振れ補正制御によるシフトレンズの移動量が（Sh,Sv）である場合における、光学情報の算出方法について説明する。
図８（Ｂ）は、歪曲収差特性が像振れ補正時のシフトレンズの駆動によって変化する様子を示す。横軸は像高Ｈを示し、縦軸は歪み量Ｄ（Ｈ）を示す。グラフ１００１は、撮像光学系１０１のシフトレンズが像振れ補正制御によって駆動されていない状態での歪曲収差特性を示す。このデータは、光学ＤＢ６０８に保持されているデータである。例えば、シフトレンズが上方向に画素換算でＫ画素だけの移動した場合を想定する。図１３は、画像の中心を原点として、第１象限（Ｉ）、第２象限（ＩＩ）、第３象限（ＩＩＩ）、第４象限（ＩＶ）を示し、画像枠に対応する矩形枠１５０１は第１ないし第４象限に亘って位置している。横軸は水平方向の軸であり、図１３の右方向を＋（正）方向とする。縦軸は垂直方向の軸であり、図１３の上方向を＋方向とする。垂直方向の歪曲収差特性は、第１象限（Ｉ）および第２象限（ＩＩ）については、グラフ１００１をＨ軸の＋方向にＫ画素分シフトしたグラフ１００２が算出される。また第３象限（ＩＩＩ）、第４象限（ＩＶ）については、グラフ１００１を、Ｈ軸の−方向にＫ画素分シフトしたグラフ１００３が算出される。こうして光学ＤＢ６０８のデータから、像振れ補正時（シフトレンズ駆動時）の歪曲収差特性を算出することができる。
【００２６】
図１３の座標系にて水平軸の座標位置をｈとし、垂直軸の座標位置をｖとし、座標（h,v）における歪曲特性をDh(h,v)とDv(h,v)とする。また水平画像サイズをXSIZEとし、垂直画像サイズをYSIZEとし、像高をＲとする。シフトレンズの移動については、水平方向のシフト量をShとし，垂直方向のシフト量をSvとした場合、歪曲特性Dh(h,v)とDv(h,v)は、下式で表される。
【００２７】
・シフト方向が第１象限（Ｉ）内である場合
【数２】
2015082060.tif 000004
・シフト方向が第２象限（ＩＩ）内である場合
【数３】
2015082060.tif 000005
・シフト方向が第３象限（ＩＩＩ）内である場合
【数４】
2015082060.tif 000006
・シフト方向が第４象限（ＩＶ）内である場合
【数５】
2015082060.tif 000007
尚、図１３の横軸および縦軸に対して斜め方向にシフトレンズが移動する場合には、移動量を水平方向と垂直方向における各シフト量の成分にそれぞれ分解して、各方向の光学情報を算出する処理が行われる。
【００２８】
以上のように、像振れ補正制御によって像振れ補正光学系に係る（Sh, Sv）の移動が行われた場合に光学情報を算出することができる。光学ＤＢ６０８が光学情報を、撮像光学系１０１の像振れ補正制御による駆動量毎に持つ場合には、像振れの補正状況に応じて参照する光学情報を切り替えて光学情報を算出してもよい。
【００２９】
Ｓ７０３でシステム制御部６０７は、Ｓ７０２で求めた撮像光学系１０１の歪曲収差情報より、小領域毎のテンプレートサイズを決定する。図９で示すように、本実施形態では、テンプレートサイズを小領域毎に変更可能である。図９（Ａ）は、レンズ駆動量がゼロ、即ち像振れ補正による駆動が行われない場合のテンプレートサイズ（TX1×TY1）とテンプレート配置を示す。図９（Ｂ）は、所定のレンズ駆動量のときのテンプレートサイズとテンプレート配置を例示する。図形の歪み量が大きい領域１１０１に配置されたテンプレートは、元のテンプレートサイズ（TX1×TY1）に対し、TX2×TY2やTX3×TY3で示すように小さくなる。図９（Ｂ）では、右上隅の位置のテンプレートサイズ（TX3×TY3）が、その左方向および下方向の位置のテンプレートサイズ（TX2×TY2）よりも小さい場合を例示する。
【００３０】
テンプレートサイズの判定について、図７を参照して説明する。図７に示すXSIZEは水平方向の画像サイズを示し、YSIZEは垂直方向の画像サイズを示している。被写体像８０２を写した画像は複数の小領域８０１に分割される。分割されたそれぞれの小領域８０１は水平方向のサイズがAXで垂直方向のサイズがAYである。テンプレートサイズの判定処理は小領域８０１毎に行われる。小領域８０１の水平方向の座標をmとし、垂直方向の座標をnとしたとき、（m,n）で指定される小領域に係る光学情報はDh（m,n）とDv(m,n)で表現される。尚、Dh(m,n)とDv(m,n)は、小領域８０１内の特定座標の値、または、小領域８０１内の各座標(hn, vn)の光学情報Dh(hn, vn)，Dv(hn, vn)を平均処理した平均値のどちらでもよい。
【００３１】
（式１０）に示すように、システム制御部６０７はDh（m,n）とDv(m,n)を比較し、歪曲収差量が大きい方をDb(m, n)に選択して、テンプレートサイズの判定に使用する。
【数６】
2015082060.tif 000008
【００３２】
テンプレートサイズの制御では、図１０にて歪曲収差量を示すDb(m,n)が大きい程、テンプレートサイズが小さく設定される。図１０に示す制御線図において、横軸は収差量（図形歪み量）を示し、縦軸はテンプレートサイズを示す。制御線１２０１は階段関数を表し、収差量が大きくなるにつれてテンプレートサイズが段階的に小さくなっていく。制御線１２０１の算出処理は以下のように行われる。
１）  図形歪み量を用いて、図１２（Ｃ）で示すように、直線エッジ１４０１を入力として、テンプレート１４０５内における、直線エッジ１４０１の図形歪み量１４０６を算出するステップ。
２）  １）の図形歪み量１４０６が、所定の閾値（直線と近似可能な図形歪み量）よりも小さくなる、最も大きいテンプレートサイズを算出するステップ。
３）  シフトレンズを駆動する毎に、１）および２）のステップを実行してテンプレートサイズを算出し、制御線１２０１を生成するステップ。
尚、テンプレートの配置によっては、テンプレートが複数の領域に跨ることがある。その際には、テンプレートの中心がある小領域で判定を行う方法、あるいは、Db(m,n)の値 が最大となる小領域で判定を行う方法等がある。
【００３３】
本実施形態では、光学ＤＢ６０８が保持する歪み量のデータ、および補正部材（シフトレンズ等）の移動量から、像振れ補正時における画像の歪み量を算出してテンプレートサイズが決定される。よって、撮像光学系の像振れ補正部材の駆動に起因する図形歪みへの影響を抑制しつつ、動きベクトルを精度良く算出できる。
【符号の説明】
【００３４】
１０１  撮像光学系
１０２  撮像素子
１０３  光学系駆動部
１０６，６０６  ベクトル検出部
１０７，６０７  システム制御部
６０８  光学ＤＢ（データベース）
【図１】
2015082060.tif 000009
【図２】
2015082060.tif 000010
【図３】
2015082060.tif 000011
【図４】
2015082060.tif 000012
【図５】
2015082060.tif 000013
【図６】
2015082060.tif 000014
【図７】
2015082060.tif 000015
【図８】
2015082060.tif 000016
【図９】
2015082060.tif 000017
【図１０】
2015082060.tif 000018
【図１１】
2015082060.tif 000019
【図１２】
2015082060.tif 000020
【図１３】
2015082060.tif 000021