(57)【要約】【課題】魚眼レンズを用いた撮像装置に対する振動によるブレ補正において、撮像装置の複数方向のブレを検出して、それらの組合せ、比率を変更して補正するブレ補正手段を提供すること。【解決手段】広角な視野を一度に受光可能な魚眼光学系を用いた撮像装置において、撮像装置の複数方向のブレを検出する検出手段と、撮像された画像のブレを補正する補正手段とを有し、前記補正手段での補正を、撮像装置の複数方向のブレ情報からの組合せ、及び比率を変更して補正することを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2015186059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広角な視野を一度に受光可能な魚眼光学系を用いた撮像装置において、
撮像装置の複数方向のブレを検出する検出手段と、
撮像された画像のブレを補正する補正手段とを有し、
前記補正手段での補正を、複数方向のブレ情報からの組合せ、および比率を変更して補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像装置のブレを３軸方向で検出して、画像のブレを２軸方向で補正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】
撮像装置のブレ検出はシフト成分のブレを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置のブレ補正処理に関し、特に魚眼レンズを用いたカメラのブレ補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な目的で監視を行うための監視カメラは、天井や壁、ポールといった設置環境に取り付けられて運用されている。その設置環境は、風や車両の通行等により振動が発生して接地面が振動することで、監視カメラ本体がブレ、これにより監視カメラの撮像画像にブレが生じ、監視の妨げになるという問題がある。
【０００３】
一方、監視カメラは監視対象を隅々まで、余すところなく撮影する為に、複数台の監視カメラを設置して監視を行っていが、それらを１台で網羅するために全方位撮影が可能な魚眼レンズを用いた監視カメラが運用されている。魚眼レンズで撮像された画像は歪曲収差のある画像となるのでレンズ歪曲収差情報より歪曲収差補正を行い歪曲の無い画像として出力される。
【０００４】
これらを組み合わせて、魚眼レンズを用いた監視カメラ装置において、接地面ブレのブレ補正では、レンズ歪曲収差情報を加味して中心、周辺それぞれで補正する必要がある。
【０００５】
特許文献１では、魚眼レンズを用いたカメラ装置において、ブレ情報から画面中心のブレ補正するのと共に、ブレ情報からレンズ歪曲情報より周辺ブレ量を算出して画面周辺のブレ補正を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９５６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、魚眼レンズを用いたカメラで撮像された画像の周辺は歪曲収差により圧縮された画となるので、算出された周辺ブレ量は非常に小さな値となり、精度も低下する。また、歪曲収差情報より算出するので、その演算処理は膨大となり、処理負荷の増大につながってしまう。
【０００８】
一方、魚眼レンズで撮像された画像は、画面中心と画面周辺とでは、カメラのブレ方向対する画面のブレ方向が異なってしまうので、歪曲収差情報より周辺ブレ量を算出しても正しい値とならない場合があるという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は魚眼レンズを用いた撮像装置に対する振動によるブレ補正において、撮像装置の複数方向のブレを検出して、それらブレ情報の組合せ、比率を変更して補正するブレ補正手段を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、広角な視野を一度に受光可能な魚眼光学系を用いた撮像装置において、撮像装置の複数方向のブレを検出する検出手段と、撮像された画像のブレを補正する補正手段とを有し、前記補正手段での補正を、撮像装置の複数方向のブレ情報からの組合せ、及び比率を変更して補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、魚眼レンズを用いたレンズを用いたカメラに対する振動によるブレ補正において、撮像装置の複数方向の振動ブレを検出して、複数のブレ情報からの組合せ、比率を変更して補正することで、画面周辺を含めて最適なブレ補正を行い、画面全体でブレの無い画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施例を説明するための図
【図２】第１の実施例の要部（カメラの設置方法）を説明するための図
【図３】第１の実施例の要部（魚眼レンズによるた歪曲収差画像）を説明するための図
【図４】第１の実施例の要部（カメラの振動に対するブレ補正）を説明するための図
【図５】第１の実施例の要部（カメラの振動に対するブレ補正）を説明するための図
【図６】第１の実施例の要部（カメラの振動に対するブレ補正）を説明するためのフローチャート図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施にかかわる魚眼レンズを用いた撮像装置のブレ補正が動作する内部構成図である。
【実施例１】
【００１４】
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、魚眼レンズを用いたカメラの振動に対するブレ補正について説明する。
【００１５】
１０１はレンズ群であり、１８０°の画角をもったレンズ群である。１８０°の視野を一度に受光可能なレンズで構成される。
【００１６】
１０２は撮像素子であり、レンズを介して撮像素子面に受光された光学像を電気的に変換して、増幅器１０３で所定の信号レベルに増幅する。撮像素子１０２の駆動は不図示のタイミングジェネレータからの信号で駆動し、その信号のタイミングに合わせてサンプリングし、アナログ−デジタル信号変換を行い、デジタル信号として出力される。
【００１７】
１０４は映像処理回路であり、各種映像処理を行う。
【００１８】
１０５は現像処理回路であり、映像信号生データの現像処理を行う。撮像素子１０２、増幅器１０３からの出力はＲＡＷ信号といわれる受光された光情報をそのままデジタル信号へと変換した信号である。この信号を現像処理回路１０５において、色相、彩度、コントラスト、ノイズ処理といった味付けの処理を伴い、ＲＧＢ画像へと変換する。
【００１９】
１０６は振動検出センサであり、撮像装置に加えられる振動を検出する。１０６ａはＸ軸方向の振動を、１０６ｂはＹ軸方向の振動を、１０６ｃはＺ軸方向の振動を検出する。振動検出センサは振動を速度、または加速度で検出するので、ブレ検出回路１０７において、実際の振動を撮像画面に対するブレ量へと変換する。合わせてブレ成分のみを抽出する為に各種フィルタ処理が行われる。
【００２０】
１０８はブレ解析回路であり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向のブレ信号から、ブレ補正の為の補正量を算出する。画像に対する補正は２軸方向の補正となるので、３軸のブレ信号から組合せ、比率を変更することで２軸方向の補正量を算出する。
【００２１】
１０９は切り出し処理回路であり、算出されたブレ補正量から画像の切り出し範囲を決定する。ブレ量に合わせて切り出し範囲を変更することで、撮像装置に対する振動に対して、ブレの無い画像出力が可能となる。
【００２２】
次に、歪曲収差補正回路１１０において現像された画像信号の歪曲収差補正を行う。魚眼レンズ１０１で撮像された画像は１８０°の画角の画像になるが、画面の周辺ほど極端に曲がって撮像されるように、歪曲収差のある画像となる。魚眼レンズ１０１の歪曲収差情報を前もって不図示のメモリ回路に保存しておき、レンズ歪曲収差情報を用いて、歪曲収差のある画像を歪曲収差補正回路１１０において、歪曲収差の無い画像へと変換して出力を行う。
【００２３】
１１１はネットワーク処理回路であり、映像処理回路１０４からの出力を通信プロトコルに準拠して変換した上で、ネットワーク上へと配信する。また、撮像装置を制御する為の制御信号を通信プロトコルに準拠して送受信を行う。
【００２４】
１１２はネットワーク上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。
【００２５】
１１３はクライアント端末装置（ＰＣ）であり、ＬＡＮ１１２を介して撮像装置と接続されている。クライアント端末装置１１３は、不図示の制御ツールを用いて撮像装置の映像を受信し、撮像装置をコントロールするための制御情報を送信することで各種制御を行う。
【００２６】
次に、図２〜３を参照して、本発明の第１の実施例による、魚眼レンズを用いたカメラの設置、撮影方法に関して説明する。
【００２７】
図２は会議室内を監視するための監視カメラの設置を示している。監視カメラ２０１は会議室の天井２０２に設置され、会議室を真上から撮影している。ここで監視カメラは魚眼レンズが用いられているので、１８０°の全方位を一度に撮像することが可能となり、会議室の隅から隅まで撮影することができる。
【００２８】
図３は魚眼レンズを用いた監視カメラ２０１で撮影される画像を示している。３０１は会議室を真上から見た様子であり、ここを全方位撮影が可能な魚眼レンズを用いたカメラで撮影すると魚眼画像３０２が撮影される。１枚の画像で会議室内を１８０°に隅から隅まで撮影することができる。この画像に対して歪曲収差補正を行うことで、画面周辺を含めて歪みの無く、違和感の無い画像となる。
【００２９】
次に、図４〜５を参照して、本発明の第１の実施例による、魚眼レンズを用いたカメラでのブレ補正方法に関して説明する。
【００３０】
図４は会議室の天井に取り付けられた監視カメラで、天井が周囲の環境の影響で振動が発生した場合のブレ補正方法を示している。
【００３１】
監視カメラ２０１が設置された天井２０２は周囲の振動の影響でＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に振動している。天井２０２が振動することで、設置されたカメラに対してもＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸の振動が発生する。カメラに対する振動の影響は撮影している画像に画像ブレとして発生する。撮影された画像３０２は魚眼レンズで撮影しているので、歪曲収差のもった画像となっている。
【００３２】
監視カメラ２０１より鉛直下方向のＡ点では、カメラのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸のブレに対して、画像ではｘ方向、ｙ方向の２軸のブレとなる。
【００３３】
一方、監視カメラ２０１より水平横方向のＢ点では、カメラのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸のブレに対して、画像ではｚ方向、ｙ方向の２軸のブレとなる。Ａ点に対してＢ点では、ｘ方向のブレが水平横方向となることでｚ方向のブレへと変わることになる。
【００３４】
次に、監視カメラ２０１より斜め方向のＣ点では、カメラのＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の３軸のブレに対して、画像では０．５ｘ＋０．５ｚ方向、ｙ方向の２軸のブレとなる。Ａ点、Ｂ点に対してＣ点では、画像ではｘ方向とｚ方向を合成した０．５ｘ＋０．５ｚ方向のブレへと変わることになる。
【００３５】
図５は天井に設置された監視カメラのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向の振動に対して、Ｘ軸、Ｚ軸に着目して、Ｘ軸と平行な面で切り出した平面図である。
【００３６】
監視カメラ２０１は、天井面２０２へと設置されている。天井２０２は周囲の影響でＸ軸、Ｚ軸それぞれの方向の振動している。（不図示のＹ軸方向は図上の平面の奥行き方向の軸）ここで図の左右方向がＸ軸方向、上下方向がＺ軸方向となる。
【００３７】
ここでＡ点では天井の振動に対してｘ方向のブレとなるが、Ｂ点ではｚ方向のブレ、Ｃ点ではｘ方向とｚ方向を組み合わせた０．５ｘ＋０．５ｚ方向のブレとなる。
【００３８】
これらのブレ情報を用いて撮像した画像の切り出し範囲、領域を変更することで、接地面の振動に対して最適なブレ補正が可能となる。
【００３９】
次に、本発明の第１の実施例による、魚眼レンズを用いたカメラの振動に対するブレ補正の処理方法を図６のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００４０】
まず、映像処理回路１０４での魚眼レンズを用いたカメラでのブレ補正処理がスタートする（６０１）。
【００４１】
最初に、撮像素子１０２からの映像信号を映像処理回路１０４へと画像入力する（６０２）。
【００４２】
次に、ブレ検出センサ１０６からの出力よりＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向の振動成分を検出する。このブレ成分よりブレ検出回路１０７を介して、実際の撮像画像に対するｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれの方向のブレ量を検出する（６０３）。
【００４３】
検出されたｘ方向、ｙ方向、ｚ方向それぞれの方向のブレ量から、撮像された歪曲収差のある画像の領域毎のブレ補正量を、画像の位置、方向より算出する。具体的には、画面中心ではＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの方向の振動に対して、ｘ方向、ｙ方向のブレ補正量となるが、周辺になるにつれてｚ方向のブレ量を加味して補正パラメータを算出する（６０４）。
【００４４】
算出された補正パラメータより、撮像画像に対して切り出し範囲、領域を変更することで最適なブレ補正が行われる（６０５）。
【００４５】
次に、魚眼レンズの歪曲収差情報より撮像された画像に対する歪曲収差補正を行われる（６０６）。
【００４６】
以上の処理によって、カメラの振動に対するブレ補正が最適に行われ、かつ歪曲収差補正された映像が出力される（６０７）。
【００４７】
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及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１  魚眼レンズ
１０２  撮像素子
１０６  振動検出センサ
１０７  ブレ検出回路
１０８  ブレ解析回路
１０９  切り出し処理回路
１１０  歪曲収差補正回路
【図１】
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【図６】
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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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