(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024073503
(43)【公開日】2024-05-29
(54)【発明の名称】撮像支援装置、撮像支援システム、撮像システム、撮像支援方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04N 23/695 20230101AFI20240522BHJP
H04N 23/68 20230101ALI20240522BHJP
H04N 23/55 20230101ALI20240522BHJP
H04N 23/60 20230101ALI20240522BHJP
H04N 23/61 20230101ALI20240522BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20240522BHJP
G03B 5/00 20210101ALI20240522BHJP
G03B 3/12 20210101ALI20240522BHJP
G02B 7/28 20210101ALI20240522BHJP
【FI】
H04N23/695
H04N23/68
H04N23/55
H04N23/60 500
H04N23/61
G03B15/00 S
G03B5/00 J
G03B3/12
G02B7/28 N
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024033329
(22)【出願日】2024-03-05
(62)【分割の表示】P 2023063730の分割
【原出願日】2020-10-20
(31)【優先権主張番号】P 2019196683
(32)【優先日】2019-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】306037311
【氏名又は名称】富士フイルム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤川 哲也
(72)【発明者】
【氏名】藤木 伸一郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 淳一
(72)【発明者】
【氏名】川中子 睦
【テーマコード(参考)】
2H151
2K005
5C122
【Fターム(参考)】
2H151DA18
2K005CA14
2K005CA23
2K005CA24
5C122DA11
5C122EA41
5C122EA53
5C122EA65
5C122EA66
5C122FA16
5C122FE02
5C122FH10
5C122FH11
5C122FH13
5C122FH14
5C122GC52
5C122HA13
5C122HA35
5C122HA75
5C122HA82
5C122HB01
5C122HB06
(57)【要約】 (修正有)
【課題】防振制御部により広角撮影用に撮影範囲の移動を行う際に、被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に高精度に合わせることができる撮像支援装置を提供する。
【解決手段】撮像支援装置は、レンズ移動機構と、画像領域移動部とを有する撮像装置の焦点距離を取得する取得部と、撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出する検出部と、取得部によって取得された焦点距離が閾値以上の場合にレンズ移動機構に比べ画像領域移動部を適用する割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に画像領域移動部に比べレンズ移動機構を適用する割合を高めることで、検出部によって検出された被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行う制御部と、を含む。
【選択図】
図8
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセッサと、
前記プロセッサに内蔵又は接続されたメモリと、を含み、
前記プロセッサは、
レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、前記レンズの光軸と交差する方向に前記レンズを移動させるレンズ移動機構と、前記撮像素子における撮像画像の領域を前記光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動コンポーネントと、を有する撮像装置の焦点距離を取得し、
前記撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の前記対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出し、
ストレージに記憶された制御テーブルであって、前記焦点距離に対応した前記レンズ移動機構と前記画像領域移動コンポーネントの適用割合を規定した制御テーブルに基づいて、検出した前記被写体画像位置を前記撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行う
撮像支援装置。
【請求項2】
前記制御テーブルは、
前記レンズ移動機構のみで制御する第1制御領域と、
前記レンズ移動機構及び前記画像領域移動コンポーネントで制御する第2制御領域と、
前記画像領域移動コンポーネントのみで制御する第3制御領域と、を含む
請求項1に記載の撮像支援装置。
【請求項3】
前記第1制御領域は、前記焦点距離の第1閾値以下に対応した領域であり、
前記第3制御領域は、前記焦点距離の第2閾値以上に対応した領域であり、
前記第2制御領域は、前記第1閾値と前記第2閾値との間に対応した領域である
請求項2に記載の撮像支援装置。
【請求項4】
前記第2制御領域では、
前記焦点距離が大きくなるにつれて、前記画像領域移動コンポーネントの適用割合が増え、
前記焦点距離が小さくなるにつれて、前記レンズ移動機構の適用割合が増える
請求項3に記載の撮像支援装置。
【請求項5】
前記レンズ移動機構は、前記撮像装置に与えられた振動に起因して生じる振れを前記レンズの移動により補正するレンズ側振れ補正機構であり、
前記画像領域移動コンポーネントは、前記振れを撮像素子の移動又は前記撮像素子によって撮像されることで得られる撮像画像に対する画像処理により補正する撮像素子側振れ補正コンポーネントである
請求項1から請求項4の何れか一項に記載の撮像支援装置。
【請求項6】
前記撮像装置は、前記焦点距離を可変とする変倍機構を有し、
前記プロセッサは、取得した前記焦点距離が変化している場合に前記撮像素子側振れ補正コンポーネント及び前記レンズ側振れ補正機構を併用することで前記位置合わせ制御を行う
請求項5に記載の撮像支援装置。
【請求項7】
前記プロセッサは、取得した前記焦点距離が変化していない場合に前記撮像素子側振れ補正コンポーネント及び前記レンズ側振れ補正機構のうちの少なくとも一方に対して前記振れを補正させる
請求項5又は請求項6に記載の撮像支援装置。
【請求項8】
前記プロセッサは、前記適用割合に従って前記レンズ側振れ補正機構及び前記撮像素子側振れ補正コンポーネントを併用して前記位置合わせ制御を行う
請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の撮像支援装置。
【請求項9】
前記位置合わせ制御は、前記プロセッサによって取得された前記焦点距離が既定範囲内の場合に、前記適用割合として用いられる割合であって、前記レンズ側振れ補正機構に比べ前記撮像素子側振れ補正コンポーネントを適用する割合を前記焦点距離が長くなるに伴って漸次的に増加させる制御を含む制御である
請求項8に記載の撮像支援装置。
【請求項10】
前記プロセッサは、取得した前記焦点距離が既定範囲の下限値未満の場合に、前記レン
ズ側振れ補正機構及び前記撮像素子側振れ補正コンポーネントのうちの前記レンズ側振れ補正機構を用いて前記位置合わせ制御を行う
請求項8又は請求項9に記載の撮像支援装置。
【請求項11】
前記プロセッサは、取得した前記焦点距離が既定範囲の上限値を超える場合に、前記レンズ側振れ補正機構及び前記撮像素子側振れ補正コンポーネントのうちの前記撮像素子側振れ補正コンポーネントを用いて前記位置合わせ制御を行う
請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の撮像支援装置。
【請求項12】
前記プロセッサは、前記撮像装置を旋回可能な旋回機構、前記撮像素子側振れ補正コンポーネント、及び前記レンズ側振れ補正機構を含む位置合わせコンポーネントを用いることで前記位置合わせ制御を行い、
前記撮像画像内で前記被写体画像位置を調整する位置合わせ精度は、前記旋回機構よりも前記撮像素子側振れ補正コンポーネント及び前記レンズ側振れ補正機構の方が高い
請求項5から請求項11のいずれか一項に記載の撮像支援装置。
【請求項13】
請求項12に記載の撮像支援装置と、
前記旋回機構と、を含み、
前記撮像支援装置は、前記旋回機構が前記撮像装置を旋回させる場合に前記撮像装置による撮像を支援する撮像支援システム。
【請求項14】
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の撮像支援装置と、
前記撮像装置と、を含み、
前記撮像支援装置は、前記撮像装置に対する撮像の支援を行う撮像システム。
【請求項15】
前記撮像装置を旋回させる旋回機構を更に含む
請求項14に記載の撮像システム。
【請求項16】
レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、前記レンズの光軸と交差する方向に前記レンズを移動させるレンズ移動機構と、前記撮像素子における撮像画像の領域を前記光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動コンポーネントと、を有する撮像装置の焦点距離を取得すること、
前記撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の前記対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出すること、及び、
ストレージに記憶された制御テーブルであって、前記焦点距離に対応した前記レンズ移動機構と前記画像領域移動コンポーネントの適用割合を規定した制御テーブルに基づいて、検出した前記被写体画像位置を前記撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行うこと
を含む撮像支援方法。
【請求項17】
コンピュータに、
レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、前記レンズの光軸と交差する方向に前記レンズを移動させるレンズ移動機構と、前記撮像素子における撮像画像の領域を前記光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動コンポーネントと、を有する撮像装置の焦点距離を取得すること、
前記撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の前記対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出すること、及び、
ストレージに記憶された制御テーブルであって、前記焦点距離に対応した前記レンズ移動機構と前記画像領域移動コンポーネントの適用割合を規定した制御テーブルに基づいて、検出した前記被写体画像位置を前記撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行うこと
を含む処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の技術は、撮像支援装置、撮像支援システム、撮像システム、撮像支援方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特開2016-90973号公報には、レンズを移動して手振れを補正する第1防振部を制御する第1防振制御部と、撮像素子を移動して手振れを補正する第2防振部を制御する第2防振制御部と、少なくとも前記第1防振制御部または第2防振制御部のいずれかによって広角撮影用に撮影範囲の移動が行われ、移動された撮影範囲で順次撮影された複数の画像に基づき、広角画像を生成する広角画像生成部と、前記第1防振部及び第2防振部を、前記手振れ補正に使用するかあるいは前記撮影範囲の移動に使用するかの設定を行う設定部とを備える撮像装置が開示されている。
【発明の概要】
【0003】
本開示の技術に係る一つの実施形態は、焦点距離にかかわらず位置合わせ制御をレンズ移動機構及び画像領域移動部のみに依拠して行う場合に比べ、被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に高精度に合わせることができる撮像支援装置、撮像支援システム、撮像システム、撮像支援方法、及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本開示の技術に係る第1の態様は、レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、レンズの光軸と交差する方向にレンズを移動させるレンズ移動機構と、撮像素子における撮像画像の領域を光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動部と、を有する撮像装置の焦点距離を取得する取得部と、撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出する検出部と、取得部によって取得された焦点距離が閾値以上の場合にレンズ移動機構に比べ画像領域移動部を適用する割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に画像領域移動部に比べレンズ移動機構を適用する割合を高めることで、検出部によって検出された被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行う制御部と、を含む撮像支援装置である。
【0005】
本開示の技術に係る第2の態様は、レンズ移動機構が、撮像装置に与えられた振動に起因して生じる振れをレンズの移動により補正するレンズ側振れ補正機構であり、画像領域移動部は、振れを撮像素子の移動又は撮像素子によって撮像されることで得られる撮像画像に対する画像処理により補正する撮像素子側振れ補正部であり、制御部が、位置合わせ制御を、焦点距離が閾値以上の場合にレンズ側振れ補正機構に比べ撮像素子側振れ補正部を適用する割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に撮像素子側振れ補正部に比べレンズ側振れ補正機構を適用する割合を高めることで行う第1の態様に係る撮像支援装置である。
【0006】
本開示の技術に係る第3の態様は、制御部が、取得部によって取得された焦点距離が閾値以上の場合に、レンズ側振れ補正機構に対して振れを補正させる第2の態様に係る撮像支援装置である。
【0007】
本開示の技術に係る第4の態様は、制御部が、取得部によって取得された焦点距離が閾値未満の場合に、撮像素子側振れ補正部に対して振れを補正させる第2の態様又は第3の態様に係る撮像支援装置である。
【0008】
本開示の技術に係る第5の態様は、撮像装置が、焦点距離を可変とする変倍機構を有し、制御部が、取得部で取得した焦点距離が変化している場合に撮像素子側振れ補正部及びレンズ側振れ補正機構を併用することで位置合わせ制御を行う第1の態様から第4の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置である。
【0009】
本開示の技術に係る第6の態様は、制御部が、取得部で取得した焦点距離が変化していない場合に撮像素子側振れ補正部及びレンズ側振れ補正機構のうちの少なくとも一方に対して振れを補正させる第1の態様から第5の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置である。
【0010】
本開示の技術に係る第7の態様は、制御部が、取得部によって取得された焦点距離が、閾値を含む既定範囲内の場合に、レンズ側振れ補正機構及び撮像素子側振れ補正部を併用して位置合わせ制御を行う第1の態様から第6の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置である。
【0011】
本開示の技術に係る第8の態様は、位置合わせ制御が、取得部によって取得された焦点距離が既定範囲内の場合に、焦点距離が長くなるに伴って、レンズ側振れ補正機構に比べ撮像素子側振れ補正部を適用する割合を漸次的に増加させる制御を含む制御である第7の態様に係る撮像支援装置である。
【0012】
本開示の技術に係る第9の態様は、制御部が、取得部によって取得された焦点距離が既定範囲の下限値未満の場合に、レンズ側振れ補正機構及び撮像素子側振れ補正部のうちのレンズ側振れ補正機構を用いて位置合わせ制御を行う第7の態様又は第8の態様に係る撮像支援装置である。
【0013】
本開示の技術に係る第10の態様は、制御部が、取得部によって取得された焦点距離が既定範囲の上限値を超える場合に、レンズ側振れ補正機構及び撮像素子側振れ補正部のうちの撮像素子側振れ補正部を用いて位置合わせ制御を行う第7の態様から第9の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置である。
【0014】
本開示の技術に係る第11の態様は、制御部が、撮像装置を旋回可能な旋回機構、撮像素子側振れ補正部、及びレンズ側振れ補正機構を含む位置合わせ部を用いることで位置合わせ制御を行い、撮像画像内で被写体画像位置を調整する位置合わせ精度が、旋回機構よりも撮像素子側振れ補正部及びレンズ側振れ補正機構の方が高い第1の態様から第10の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置である。
【0015】
本開示の技術に係る第12の態様は、第11の態様に係る撮像支援装置と、旋回機構と、を含み、撮像支援装置が、旋回機構が撮像装置を旋回させる場合に撮像装置による撮像を支援する撮像支援システムである。
【0016】
本開示の技術に係る第13の態様は、第1の態様から第11の態様の何れか1つの態様に係る撮像支援装置と、撮像装置と、を含み、撮像装置が、撮像支援装置によって撮像の支援が行われる撮像システムである。
【0017】
本開示の技術に係る第14の態様は、撮像装置を旋回させる旋回機構を更に含む第13の態様に係る撮像システムである。
【0018】
本開示の技術に係る第15の態様は、レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、
レンズの光軸と交差する方向にレンズを移動させるレンズ移動機構と、撮像素子における撮像画像の領域を光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動部と、を有する撮像装置の焦点距離を取得すること、撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出すること、及び、取得された焦点距離が閾値以上の場合にレンズ移動機構に比べ画像領域移動部を適用する割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に画像領域移動部に比べレンズ移動機構を適用する割合を高めることで、検出された被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行うことを含む撮像支援方法である。
【0019】
本開示の技術に係る第16の態様は、コンピュータに、レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、レンズの光軸と交差する方向にレンズを移動させるレンズ移動機構と、撮像素子における撮像画像の領域を光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動部と、を有する撮像装置の焦点距離を取得すること、撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出すること、及び、取得された焦点距離が閾値以上の場合にレンズ移動機構に比べ画像領域移動部を適用する割合を高め 、焦点距離が閾値未満の場合に画像領域移動部に比べレンズ移動機構を適用する割合を高めることで、検出された被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行うことを含む処理を実行させるためのプログラムである。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】第一実施形態に係る監視システムの構成の一例を示す概略構成図である。
【
図2】第一実施形態に係る監視カメラがピッチ方向に旋回した状態の監視カメラの外観の一例を示す斜視図である。
【
図3】第一実施形態に係る監視カメラがヨー方向に旋回した状態の監視カメラの外観の一例を示す斜視図である。
【
図4】第一実施形態に係る監視カメラの光学系及び電気系の構成の一例を示すブロック図である。
【
図5】第一実施形態に係る管理装置及び旋回機構の電気系の構成の一例を示すブロック図である。
【
図6】第一実施形態に係る監視カメラに含まれるCPUの機能の一例を示す機能ブロック図である。
【
図7】第一実施形態に係る管理装置に含まれるCPUの機能の一例を示す機能ブロック図である。
【
図8】第一実施形態に係る管理装置に含まれるCPUの機能の一例を示す機能ブロック図である。
【
図9】第一実施形態に係る管理装置が割合導出テーブルを用いる場合の管理装置の機能の一例を示す機能ブロック図である。
【
図10A】第一実施形態に係る位置合わせ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図11A】第一実施形態に係る撮像領域の中央部に対象被写体が存在している態様の一例を示す概念図である。
【
図11B】
図11Aに示す撮像領域が監視カメラによって撮像されることで得られた撮像画像の一例を示す概略画像図である。
【
図12A】第一実施形態に係る撮像領域の端部に対象被写体が存在している態様の一例を示す概念図である。
【
図12B】
図12Aに示す撮像領域が監視カメラによって撮像されることで得られた撮像画像の一例を示す概略画像図である。
【
図13A】第一実施形態に係る監視カメラの焦点距離を長くすることに伴って対象被写体が撮像領域から外れている態様の一例を示す概念図である。
【
図13B】
図13Aに示す撮像領域が監視カメラによって撮像されることで得られた撮像画像の一例を示す概略画像図である。
【
図14】第一実施形態に係る振れ補正部を作動させることによって対象被写体画像を撮像画像の中央領域内に収めた撮像画像の一例を示す概略画像図である。
【
図15】第二実施形態に係る管理装置に含まれるCPUの機能の一例を示す機能ブロック図である。
【
図16A】第二実施形態に係る位置合わせ制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【
図17】位置合わせ制御処理において粗調整を行って得られた撮像画像と粗調整の後に微調整を行って得られた撮像画像の一例を示す概略画像図である。
【
図18】撮像支援装置におけるレンズ側振れ補正機構及び撮像素子側振れ補正機構の適用割合の割合導出テーブルの
図9とは異なる一例を示すグラフである。
【
図19】実施形態に係る位置合わせ制御処理プログラム、表示制御処理プログラム及び変倍機構制御処理プログラムが記憶された記憶媒体から、表示制御処理プログラム及び変倍機構制御処理プログラムが監視カメラ内のコンピュータにインストールされる態様の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
添付図面に従って本開示の技術に係る実施形態の一例について説明する。
【0022】
先ず、以下の説明で使用される文言について説明する。
【0023】
CPUは、“Central Processing Unit”の略称である。RAMは、“Random Access Memory”の略称である。ROMは、“Read Only Memory”の略称である。ASICは、“Application Specific Integrated Circuit”の略称である。PLDは、“Programmable Logic Device”の略称である。FPGAは、“Field-Programmable Gate Array”の略称である。AFEは、“Analog Front End”の略称である。DSPは、“Digital Signal Processor”の略称である。ISPは、“Image Signal Processor”の略称である。SoCは、“System-on-a-chip”の略称である。CMOSは、“Complementary Metal Oxide Semiconductor”の略称である。CCDは、“Charge Coupled Device”の略称である。SWIRは、“Short-wavelength infrared”の略称である。
【0024】
SSDは、“Solid State Drive”の略称である。USBは、“Universal Serial Bus
”の略称である。HDDは、“Hard Disk Drive”の略称である。EEPROMは、“Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory”の略称である。ELは、“Electro-Luminescence”の略称である。A/Dは、“Analog/Digital”の略称である。I/Fは、“Interface”の略称である。UIは、“User Interface”の略称である。WANは、“Wide Area Network”の略称である。CRTは、“Cathode Ray Tube”の略称である。OISは、“Optical Image Stabilizer”の略称である。BISは、“Body Image Stabilizer”の略称である。
【0025】
本明細書の説明において、「水平」とは、完全な水平の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの水平を指す。本明細書の説明において、「平行」とは、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの平行を指す。本明細書の説明において、「垂直」とは、完全な垂直の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの垂直を指す。本明細書の説明において、「同一」とは、完全な同一の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの同一を指す。
【0026】
[第一実施形態]
一例として
図1に示すように、監視システム2は、監視カメラ10、旋回機構16及び管理装置11を備えている。監視システム2は、本開示の技術に係る「撮像システム」又は「撮像支援システム」の一例であり、監視カメラ10は、本開示の技術に係る「撮像装置」の一例である。
【0027】
監視カメラ10は、屋内外の柱、壁又は建物の一部(例えば屋上)等に、後述する旋回機構16を介して設置され、被写体である監視対象(以下、「撮像領域」とも称する)を撮像し、撮像することで動画像を生成する。動画像には、撮像することで得られた複数フレームの画像が含まれている。監視カメラ10は、撮像することで得た動画像を、通信ライン12を介して管理装置11に送信する。
【0028】
管理装置11は、ディスプレイ13及び二次記憶装置14を備えている。ディスプレイ13としては、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ、及びCRTディスプレイ等が挙げられる。
【0029】
二次記憶装置14の一例としては、HDDが挙げられる。二次記憶装置14は、HDDではなく、フラッシュメモリ、SSD、又はEEPROMなどの不揮発性のメモリであればよい。
【0030】
管理装置11では、監視カメラ10によって送信された動画像が受信され、受信された動画像がディスプレイ13に表示されたり、二次記憶装置14に記憶されたりする。
【0031】
旋回機構16には、監視カメラ10が取り付けられる。旋回機構16は、監視カメラ10を旋回可能とする。具体的には、一例として
図2に示すように、旋回機構16は、ヨー方向と交差しピッチ軸PAを中心軸とした旋回方向(以下、「ピッチ方向」という)と、一例として
図3に示すように、ヨー軸YAを中心軸とした旋回方向(以下、「ヨー方向」という)と、に監視カメラ10を旋回可能な2軸旋回機構である。旋回機構16は、本開示の技術に係る「旋回機構」の一例である。なお、本実施形態に係る旋回機構16では、2軸旋回機構である例を示したが、本開示の技術はこれに限定されず、3軸旋回機構であってもよい。
【0032】
一例として
図4に示すように、監視カメラ10は、光学系15及び撮像素子25を備えている。撮像素子25は、光学系15の後段に位置している。撮像素子25は、受光面25Aを備えている。撮像領域を示す光は、光学系15によって受光面25Aに結像され、撮像素子25によって撮像領域が撮像される。
【0033】
監視カメラ10は、コンピュータ19、変位用ドライバ22、変位用ドライバ23、ズーム用ドライバ28、DSP31、画像メモリ32、電子式振れ補正部33、通信I/F34、位置検出センサ39及び47、振れ量検出センサ40、並びにUI系デバイス43を備えている。コンピュータ19は、メモリ35、ストレージ36、及びCPU37を備えている。コンピュータ19は、本開示の技術に係る「コンピュータ」の一例である。また、電子式振れ補正部33及びCPU37は、本開示の技術に係る「電子式振れ補正部(電子式振れ補正コンポーネント)」の一例である。
【0034】
変位用ドライバ22、変位用ドライバ23、撮像素子25、ズーム用ドライバ28、DSP31、画像メモリ32、電子式振れ補正部33、通信I/F34、メモリ35、ストレージ36、CPU37、位置検出センサ39及び47、振れ量検出センサ40、並びにUI系デバイス43は、バス38に接続されている。なお、
図4に示す例では、図示の都合上、バス38として1本のバスが図示されているが、複数本のバスであってもよい。バス38は、シリアルバスであってもよいし、データバス、アドレスバス、及びコントロールバス等を含むパラレルバスであってもよい。
【0035】
メモリ35は、各種情報を一時的に記憶し、ワークメモリとして用いられる。メモリ35の一例としては、RAMが挙げられるが、これに限らず、他の種類の記憶装置であってもよい。ストレージ36には、監視カメラ10用の各種プログラムが記憶されている。CPU37は、ストレージ36から各種プログラムを読み出し、読み出した各種プログラムをメモリ35上で実行することで、監視カメラ10の全体を制御する。ストレージ36としては、例えば、フラッシュメモリ、SSD、EEPROM、又はHDD等が挙げられる。また、例えば、フラッシュメモリに代えて、あるいはフラッシュメモリと併用して、磁気抵抗メモリ、強誘電体メモリ等の各種の不揮発性メモリを用いてもよい。
【0036】
撮像素子25は、CMOSイメージセンサである。撮像素子25は、CPU37の指示の下、既定のフレームレートで対象被写体を撮像する。ここで言う「既定のフレームレート」とは、例えば、数十フレーム/秒から数百フレーム/秒を指す。なお、撮像素子25そのものにも制御装置(撮像素子制御装置)が内蔵されていても良く、その場合はCPU37が出力する撮像指示に応じて撮像素子25内部の詳細な制御を撮像素子制御装置が行う。また、撮像素子25が、DSP31の指示の下に既定のフレームレートで対象被写体を撮像しても良く、この場合は、DSP31が出力する撮像指示に応じて撮像素子25内部の詳細な制御を撮像素子制御装置が行う。なお、DSP31はISPと呼ばれることもある。
【0037】
撮像素子25の受光面25Aは、マトリクス状に配置された複数の感光画素(図示省略)によって形成されている。撮像素子25では、各感光画素が露光され、感光画素毎に光電変換が行われる。感光画素毎に光電変換が行われることで得られた電荷は、対象被写体を示すアナログの撮像信号である。ここでは、複数の感光画素として、可視光に感度を有する複数の光電変換素子(一例として、カラーフィルタが配置された光電変換素子)が採用されている。撮像素子25において、複数の光電変換素子としては、R(赤)の光に感度を有する光電変換素子(例えば、Rに対応するRフィルタが配置された光電変換素子)、G(緑)の光に感度を有する光電変換素子(例えば、Gに対応するGフィルタが配置された光電変換素子)、及びB(青)の光に感度を有する光電変換素子(例えば、Bに対応するBフィルタが配置された光電変換素子)が採用されている。監視カメラ10では、これらの感光画素を用いることによって、可視光(例えば、約700ナノメートル以下の短波長側の光)に基づく撮像が行われている。但し、本実施形態はこれに限定されず、赤外光(例えば、約700ナノメートルよりも長波長側の光)に基づく撮像が行われるようにしてもよい。この場合、複数の感光画素として、赤外光に感度を有する複数の光電変換素子を用いればよい。特に、SWIRについての撮像に対しては、例えば、InGaAsセンサ及び/又はタイプ2型量子井戸(T2SL;Simulation of Type-II Quantum Well)センサ等を用いればよい。
【0038】
撮像素子25は、アナログの撮像信号に対してA/D変換等の信号処理を行い、デジタルの撮像信号であるデジタル画像を生成する。撮像素子25は、バス38を介してDSP31に接続されており、生成したデジタル画像を、バス38を介してフレーム単位でDSP31に出力する。ここで、デジタル画像は、本開示の技術に係る「撮像画像」の一例である。
【0039】
なお、ここでは、撮像素子25の一例としてCMOSイメージセンサを挙げて説明しているが、本開示の技術はこれに限定されず、撮像素子25としてCCDイメージセンサを適用してもよい。この場合、撮像素子25はCCDドライバ内蔵のAFE(図示省略)を介してバス38に接続され、AFEは、撮像素子25によって得られたアナログの撮像信号に対してA/D変換等の信号処理を施すことでデジタル画像を生成し、生成したデジタル画像をDSP31に出力する。CCDイメージセンサはAFEに内蔵されたCCDドライバによって駆動される。もちろんCCDドライバは単独に設けられても良い。
【0040】
DSP31は、デジタル画像に対して、各種デジタル信号処理を施す。各種デジタル信号処理とは、例えば、デモザイク処理、ノイズ除去処理、階調補正処理、及び色補正処理等を指す。
【0041】
DSP31は、1フレーム毎に、デジタル信号処理後のデジタル画像を画像メモリ32に出力する。画像メモリ32は、DSP31からのデジタル画像を記憶する。なお、以下では、説明の便宜上、画像メモリ32に記憶されたデジタル画像を「撮像画像」とも称する。
【0042】
振れ量検出センサ40は、例えば、ジャイロセンサを含むデバイスであり、監視カメラ10の振れ量を検出する。換言すると、振れ量検出センサ40は、一対の軸方向の各々について振れ量を検出する。ジャイロセンサは、ピッチ軸PA、ヨー軸YA、及びロール軸RA(光軸OAに平行な軸)の各軸(
図1参照)周りの回転振れの量を検出する。振れ量検出センサ40は、ジャイロセンサによって検出されたピッチ軸PA周りの回転振れの量及びヨー軸YA周りの回転振れの量をピッチ軸PA及びヨー軸YAに平行な2次元状の面内での振れ量に変換することで、監視カメラ10の振れ量を検出する。
【0043】
ここでは、振れ量検出センサ40の一例としてジャイロセンサを挙げているが、これはあくまでも一例であり、振れ量検出センサ40は、加速度センサであってもよい。加速度センサは、ピッチ軸PAとヨー軸YAに平行な2次元状の面内での振れ量を検出する。振れ量検出センサ40は、検出した振れ量をCPU37に出力する。
【0044】
また、ここでは、振れ量検出センサ40という物理的なセンサによって振れ量が検出される形態例を挙げているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、画像メモリ32に記憶された時系列的に前後する撮像画像を比較することで得た動きベクトルを振れ量として用いてもよい。また、物理的なセンサによって検出された振れ量と、画像処理によって得られた動きベクトルとに基づいて最終的に使用される振れ量が導出されるようにしてもよい。
【0045】
CPU37は、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量を取得し、取得した振れ量に基づいてレンズ側振れ補正機構29、撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33を制御する。振れ量検出センサ40によって検出された振れ量は、レンズ側振れ補正機構29及び電子式振れ補正部33の各々による振れの補正に用いられる。
【0046】
電子式振れ補正部33は、ASICを含むデバイスである。電子式振れ補正部33は、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に基づいて、撮像素子25によって撮像されることで得られる画像メモリ32内の撮像画像に対して画像処理を施すことで振れを補正する。なお、ここでは、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に基づいて電子式振れ補正部33によって振れが補正される形態例を挙げているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、撮像画像のフレーム間の差分に基づいて算出される動きベクトルに従って電子式振れ補正部33によって振れが補正されるようにしてもよい。
【0047】
また、ここでは、電子式振れ補正部33として、ASICを含むデバイスを例示しているが、本開示の技術はこれに限定されるものではなく、例えば、FPGA又はPLDを含むデバイスであってもよい。また、例えば、電子式振れ補正部33は、ASIC、FPGA、及びPLDのうちの複数を含むデバイスであってもよい。また、電子式振れ補正部33として、CPU、ストレージ、及びメモリを含むコンピュータが採用されてもよい。CPUは、単数であってもよいし、複数であってもよい。また、電子式振れ補正部33は、ハードウェア構成及びソフトウェア構成の組み合わせによって実現されてもよい。
【0048】
通信I/F34は、例えば、ネットワークインターフェースであり、ネットワークを介して、管理装置11との間で各種情報の伝送制御を行う。ネットワークの一例としては、インターネット又は公衆通信網等のWANが挙げられる。監視カメラ10と管理装置11との間の通信を司る。
【0049】
UI系デバイス43は、受付デバイス43A及びディスプレイ43Bを備えている。受付デバイス43Aは、例えば、ハードキー及びタッチパネル等であり、ユーザからの各種指示を受け付ける。CPU37は、受付デバイス43Aによって受け付けられた各種指示を取得し、取得した指示に従って動作する。
【0050】
ディスプレイ43Bは、CPU37の制御下で、各種情報を表示する。ディスプレイ43Bに表示される各種情報としては、例えば、受付デバイス43Aによって受け付けられた各種指示の内容、及び撮像画像等が挙げられる。
【0051】
光学系15は、対物レンズ15A及びレンズ群15Bを備えている。対物レンズ15A及びレンズ群15Bは、対象被写体側から撮像素子25の受光面25A側にかけて、光学系15の光軸OAに沿って、対物レンズ15A及びレンズ群15Bの順に配置されている。レンズ群15Bには、防振レンズ15B1、フォーカスレンズ(図示省略)、及びズームレンズ15B2等が含まれている。なお、光学系15としては、対物レンズ15A及びレンズ群15B以外にも各種レンズ(図示省略)を備えていてもよい。更に、光学系15は、絞りを備えていてもよい。光学系15に含まれるレンズ、レンズ群及び絞りの位置は限定されず、例えば、
図4に示す位置と異なる位置であっても、本開示の技術は成立する。
【0052】
監視カメラ10は、アクチュエータ17及び21、並びにアクチュエータ27を備えている。ズームレンズ15B2は、後述するアクチュエータ21によって、光軸OAに沿って移動可能に支持されている。防振レンズ15B1は、アクチュエータ17によって、光軸OAと垂直な方向に移動可能に支持されている。撮像素子25は、アクチュエータ27によって、光軸OAと垂直な方向に移動可能に支持されている。
【0053】
アクチュエータ17は、防振レンズ15B1に対し、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な方向に変動させる動力を付与する。アクチュエータ17は、CPU37によって変位用ドライバ23を介して制御される。変位用ドライバ23は、CPU37からの指示に従ってアクチュエータ17を作動させることで、防振レンズ15B1の位置を光軸OAに対して垂直な方向に変動させる。
【0054】
アクチュエータ21は、ズームレンズ15B2に対して、光学系15の光軸OAに沿って移動させる動力を付与する。アクチュエータ21は、CPU37によってズーム用ドライバ28を介して制御される。ズーム用ドライバ28は、CPU37からの指示に従ってアクチュエータ21を作動させることで、ズームレンズ15B2の位置を光軸OAに沿って移動させる。
【0055】
アクチュエータ27は、撮像素子25に対し、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な方向に撮像素子25を変動させる動力を付与する。アクチュエータ27は、CPU37によって変位用ドライバ22を介して制御される。変位用ドライバ22は、CPU37からの指示に従ってアクチュエータ27を作動させることで、撮像素子25の位置を光軸OAに対して垂直な方向に変動させる。
【0056】
監視カメラ10は、変倍機構18を有する。変倍機構18は、ズームレンズ15B2、アクチュエータ21、及びズーム用ドライバ28を備えており、焦点距離を変更可能な機構である。CPU37は、ズーム用ドライバ28を介してアクチュエータ21を作動させることにより焦点距離を変更する。監視カメラ10は、現時点よりも焦点距離を長くすることで、ズームレンズ15B2は、現時点よりも望遠側に位置することになるので、画角は狭くなる。画角が狭くなるということは、撮像範囲は狭くなるということを意味する。また、監視カメラ10は、現時点よりも焦点距離を短くすることで、ズームレンズ15B2は、現時点よりも広角側に位置することになるので、画角は広くなる。画角が広くなるということは、撮像範囲は広くなるということを意味する。なお、本開示の技術において図示した変倍機構18の図はあくまで概念図に過ぎず、変倍機構18は種々の構成を採り得る。
【0057】
ところで、監視カメラ10に与えられる振動には、屋外であれば、自動車の通行による振動、風による振動、及び道路工事による振動等があり、屋内であれば、エアコンディショナーの動作による振動、及び人の出入りによる振動等がある。そのため、監視カメラ10では、監視カメラ10に与えられた振動(以下、単に「振動」とも称する)に起因して振れが生じる。以下では、振動に起因して生じる振れを、単に「振れ」とも称する。
【0058】
なお、本実施形態において、「振れ」とは、監視カメラ10において、撮像素子25の受光面25Aでの被写体像が、光軸OAと受光面25Aとの位置関係が変化することで変動する現象を指す。換言すると、「振れ」とは、監視カメラ10に与えられた振動に起因して光軸OAが傾くことによって、受光面25Aに結像されることで得られた光学像が変動する現象とも言える。光軸OAの変動とは、例えば、基準軸(例えば、振れが発生する前の光軸OA)に対して光軸OAが傾くことを意味する。
【0059】
振れは、撮像画像にノイズ成分として含まれ、撮像画像の画質に影響を与える。そこで、振れに起因して撮像画像内に含まれるノイズ成分を除去するために、監視カメラ10は、振れ補正部24を備えている。振れ補正部24は、本開示の技術に係る「位置合わせ部(位置合わせコンポーネント)」の一例である。振れ補正部24は、レンズ側振れ補正機構29、撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33を有する。レンズ側振れ補正機構29、撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33はいずれも、振れの補正に供される。レンズ側振れ補正機構29は、モータ(例えば、ボイスコイルモータ)等の駆動源によって生成された動力を防振レンズに付与することで防振レンズを撮像光学系の光軸に対して垂直な方向に移動させ、これによって振れを補正する機構である。撮像素子側振れ補正機構45は、モータ(例えば、ボイスコイルモータ)等の駆動源によって生成された動力を撮像素子に付与することで撮像素子を撮像光学系の光軸に対して垂直な方向に移動させ、これによって振れを補正する機構である。電子式振れ補正部33は、振れ量に基づいて撮像画像に対して画像処理を施すことで振れを補正する。つまり、振れ補正部24は、ハードウェア構成及び/又はソフトウェア構成で機械的又は電子的に振れの補正を行う。ここで、機械的な振れの補正とは、モータ(例えば、ボイスコイルモータ)等の駆動源によって生成された動力を用いて防振レンズ及び/又は撮像素子等の振れ補正素子を機械的に動かすことにより実現される振れの補正を指し、電子的な振れの補正とは、例えば、プロセッサによって画像処理が行われることで実現される振れの補正を指す。また、本実施形態において、「振れの補正」には、振れを無くすという意味の他に、振れを低減するという意味も含まれる。レンズ側振れ補正機構29は、光軸OAと垂直な方向に防振レンズ15B1を移動させる機構であり、本開示の技術に係る「レンズ移動機構」の一例である。撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33は、撮像素子25における撮像画像の領域を光軸OAと垂直な方向に移動させる機構である。撮像素子側振れ補正機構45、及び電子式振れ補正部33は、本開示の技術に係る「画像領域移動部(画像領域移動コンポーネント)」及び「撮像素子側振れ補正部(撮像素子側振れ補正コンポーネント)」の一例である。
【0060】
一例として
図4に示すように、レンズ側振れ補正機構29は、防振レンズ15B1、アクチュエータ17、変位用ドライバ23、及び位置検出センサ39を備えている。
【0061】
レンズ側振れ補正機構29による振れの補正方法としては、周知の種々の方法を採用することができる。本実施形態では、振れの補正方法として、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に基づいて防振レンズ15B1を移動させることで振れを補正する方法が採用されている。具体的には、振れを打ち消す方向に、振れを打ち消す量だけ防振レンズ15B1を移動させることで振れの補正が行われるようにしている。
【0062】
防振レンズ15B1にはアクチュエータ17が取り付けられている。アクチュエータ17は、ボイスコイルモータが搭載されたシフト機構であり、ボイスコイルモータを駆動させることで防振レンズ15B1を、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な方向に変動させる。なお、ここでは、アクチュエータ17としては、ボイスコイルモータが搭載されたシフト機構が採用されているが、本開示の技術はこれに限定されず、ボイスコイルモータに代えて、ステッピングモータ又はピエゾ素子等の他の動力源を適用してもよい。
【0063】
アクチュエータ17は、変位用ドライバ23により制御される。アクチュエータ17が変位用ドライバ23の制御下で駆動することで、防振レンズ15B1の位置が光軸OAに対して垂直な二次元平面内で機械的に変動する。
【0064】
位置検出センサ39は、防振レンズ15B1の現在位置を検出し、検出した現在位置を示す位置信号を出力する。ここでは、位置検出センサ39の一例として、ホール素子を含むデバイスが採用されている。ここで、防振レンズ15B1の現在位置とは、防振レンズ二次元平面内の現在位置を指す。防振レンズ二次元平面とは、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な二次元平面を指す。なお、本実施形態では、位置検出センサ39の一例として、ホール素子を含むデバイスが採用されているが、本開示の技術はこれに限定されず、ホール素子に代えて、磁気センサ又はフォトセンサなどを採用してもよい。
【0065】
レンズ側振れ補正機構29は、ピッチ軸PA方向及びヨー軸YA方向のうちの少なくとも一方に沿って防振レンズ15B1を移動させることで振れを補正する。つまり、レンズ側振れ補正機構29は、防振レンズ二次元平面内において防振レンズ15B1を、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に応じた移動量で移動させることで振れを補正する。
【0066】
撮像素子側振れ補正機構45は、撮像素子25、変位用ドライバ22、アクチュエータ27、及び位置検出センサ47を備えている。
【0067】
レンズ側振れ補正機構29による振れの補正方法と同様に、撮像素子側振れ補正機構45による振れの補正方法も、周知の種々の方法を採用することができる。本実施形態では、振れの補正方法として、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に基づいて、変位用ドライバ22がCPU37からの指示に従ってアクチュエータ27を介して撮像素子25を移動させることで振れを補正する方法が採用されている。具体的には、振れを打ち消す方向に、振れを打ち消す量だけ撮像素子25を移動させることで振れの補正が行われるようにしている。
【0068】
アクチュエータ27は、ボイスコイルモータが搭載されたシフト機構であり、ボイスコイルモータを駆動させることで撮像素子25を、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な方向に変動させる。なお、ここでは、アクチュエータ27としては、ボイスコイルモータが搭載されたシフト機構が採用されているが、本開示の技術はこれに限定されず、ボイスコイルモータに代えて、ステッピングモータ又はピエゾ素子等の他の動力源を適用してもよい。
【0069】
位置検出センサ47は、撮像素子25の現在位置を検出し、検出した現在位置を示す位置信号を出力する。ここでは、位置検出センサ47の一例として、ホール素子を含むデバイスが採用されている。ここで、撮像素子25の現在位置とは、撮像素子二次元平面内の現在位置を指す。撮像素子二次元平面とは、防振レンズ15B1の光軸に対して垂直な二次元平面を指す。なお、本実施形態では、位置検出センサ47の一例として、ホール素子を含むデバイスが採用されているが、本開示の技術はこれに限定されず、ホール素子に代えて、磁気センサ又はフォトセンサなどを採用してもよい。
【0070】
一例として
図5に示すように、管理装置11は、ディスプレイ13、制御装置60、受付デバイス62、及び通信I/F66を備えている。また、旋回機構16は、ヨー軸旋回機構71、ピッチ軸旋回機構72、モータ73、モータ74、ドライバ75、及びドライバ76を備えている。
【0071】
制御装置60は、CPU60A、ストレージ60B、及びメモリ60Cを備えている。受付デバイス62、ディスプレイ13、二次記憶装置14、CPU60A、ストレージ60B、メモリ60C、及び通信I/F66の各々は、バス70に接続されている。なお、
図5に示す例では、図示の都合上、バス70として1本のバスが図示されているが、複数本のバスであってもよい。バス70は、シリアルバスであってもよいし、データバス、アドレスバス、及びコントロールバス等を含むパラレルバスであってもよい。
【0072】
メモリ60Cは、各種情報を一時的に記憶し、ワークメモリとして用いられる。メモリ60Cの一例としては、RAMが挙げられるが、これに限らず、他の種類の記憶装置であってもよい。ストレージ60Bには、管理装置11用の各種プログラム(以下、単に「管理装置用プログラム」と称する)が記憶されている。CPU60Aは、ストレージ60Bから管理装置用プログラムを読み出し、読み出した管理装置用プログラムをメモリ60C上で実行することで、管理装置11の全体を制御する。
【0073】
通信I/F66は、例えば、ネットワークインターフェースである。通信I/F66は、ネットワークを介して、監視カメラ10の通信I/F34に対して通信可能に接続されており、監視カメラ10との間で各種情報の伝送制御を行う。例えば、通信I/F66は、監視カメラ10に対して撮像画像の送信を要求し、撮像画像の送信の要求に応じて監視カメラ10の通信I/F34から送信された撮像画像を受信する。
【0074】
通信I/F67及び68は、例えば、ネットワークインターフェースである。通信I/F67は、ネットワークを介して、旋回機構16のドライバ75に対して通信可能に接続されている。CPU60Aは、通信I/F67及びドライバ75を介して、モータ73を制御することで、ヨー軸旋回機構71の旋回動作を制御する。通信I/F68は、ネットワークを介して、旋回機構16のドライバ76に対して通信可能に接続されている。CPU60Aは、通信I/F68及びドライバ76を介して、モータ74を制御することで、ピッチ軸旋回機構72の旋回動作を制御する。
【0075】
受付デバイス62は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパネル等であり、ユーザからの各種指示を受け付ける。CPU60Aは、受付デバイス62によって受け付けられた各種指示を取得し、取得した指示に従って動作する。例えば、監視カメラ10及び/又は旋回機構16に対する処理内容を受付デバイス62で受け付けた場合は、CPU60Aは、受付デバイス62で受け付けた指示内容に従って、監視カメラ10及び/又は旋回機構16を作動させる。
【0076】
ディスプレイ13は、CPU60Aの制御下で、各種情報を表示する。ディスプレイ13に表示される各種情報としては、例えば、受付デバイス62によって受け付けられた各種指示の内容、及び通信I/F66によって受信された撮像画像等が挙げられる。
【0077】
管理装置11は、二次記憶装置14を備えている。二次記憶装置14は、例えば不揮発性のメモリであり、CPU60Aの制御下で、各種情報を記憶する。二次記憶装置14に記憶される各種情報としては、例えば、通信I/F66によって受信された撮像画像等が挙げられる。
【0078】
このように、制御装置60は、通信I/F66によって受信された撮像画像をディスプレイ13に対して表示させる制御、及び通信I/F66によって受信された撮像画像を二次記憶装置14に対して記憶させる制御を行う。
【0079】
なお、ここでは、制御装置60が、撮像画像をディスプレイ13に対して表示させ、かつ、通信I/F66によって受信された撮像画像を二次記憶装置14に対して記憶させるようにしているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、撮像画像のディスプレイ13に対する表示と撮像画像の二次記憶装置14に対する記憶との何れかが行われるようにしてもよい。
【0080】
モータ73は、ドライバ75の制御下で駆動することで動力を生成する。ヨー軸旋回機構71は、モータ73によって生成された動力を受けることで、監視カメラ10をヨー方向に旋回させる。モータ74は、ドライバ76の制御下で駆動することで動力を生成する。ピッチ軸旋回機構72は、モータ74によって生成された動力を受けることで監視カメラ10をピッチ方向に旋回させる。
【0081】
一例として
図6に示すように、管理装置11のストレージ60Bには、位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cが記憶されている。
【0082】
CPU60Aは、ストレージ60Bから変倍機構制御処理プログラム36Cを読み出し、読み出した変倍機構制御処理プログラム36Cをメモリ60C(
図5参照)上で実行することで変倍機構制御部37Sとして動作する。
【0083】
受付デバイス62は、変倍機構18に対して変倍を行わせる指示(以下、「変倍指示」とも称する)を受け付け、変倍機構制御部37Sは、受付デバイス62によって受け付けられた変倍指示に従って変倍機構18を制御する。更に、監視カメラ10のメモリ35は、焦点距離記憶領域35Aを有する。焦点距離記憶領域35Aには、最新の焦点距離が上書き保存される。
【0084】
CPU60Aは、ストレージ60Bから表示制御処理プログラム36Bを読み出し、読み出した表示制御処理プログラム36Bをメモリ60C上で実行することで表示制御部37Tとして動作する。
【0085】
表示制御部37Tは、監視カメラ10の画像メモリ32から撮像画像を読み出し、読み出した撮像画像を、ディスプレイ13に対してライブビュー画像として表示させる。なお、ここでは、ディスプレイ13に表示される画像としてライブビュー画像を例示しているが、本開示の技術はこれに限らず、ディスプレイ13に表示される画像は、記録用の動画像又は記録用の静止画像であってもよい。
【0086】
CPU60Aは、本開示の技術に係る「プロセッサ」の一例であり、メモリ60Cは、本開示の技術に係る「メモリ」の一例である。CPU60Aは、ストレージ60Bから位置合わせ制御処理プログラム36Aを読み出し、読み出した位置合わせ制御処理プログラム36Aをメモリ60C上で実行する。具体的には、CPU60Aは、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部37D、ずれ判定部37E、振れ補正実行部37F、及び位置合わせ制御部37Gとして動作する。被写体画像検出部37A及び画像位置判定部37Bは、本開示の技術における「検出部」の一例である。
【0087】
一例として
図7に示すように、取得部37Pは、焦点距離記憶領域35Aから、焦点距離を取得する。ここで、取得部37Pによって取得された焦点距離が長くなった場合には、長くなる前と比較して、監視カメラ10によって撮像できる画角が狭くなっている。
【0088】
焦点距離変化判定部37Qは、取得部37Pで取得された焦点距離が変化したか否かを判定する。具体的には、管理装置11内のCPU60Aの内部メモリ37Mに、取得部37Pによって前回の取得タイミングで取得された焦点距離(以下、「前回焦点距離」ともいう)が記憶されている。焦点距離変化判定部37Qは、内部メモリ37Mに記憶された前回焦点距離と、取得部37Pで取得された最新の焦点距離(以下、「最新焦点距離」という)とを比較する。そして、前回焦点距離と最新焦点距離とが相違していれば、焦点距離が変化したと判定し、相違していなければ、焦点距離は変化していないと判定する。
【0089】
焦点距離変化判定部37Qは、判定後に、最新焦点距離の値を内部メモリ37Mに上書き保存することで、内部メモリ37M内の前回焦点距離の値を更新する。更新された前回焦点距離は、次に焦点距離変化判定部37Qによって判定が行われる場合に、最新焦点距離との比較対象として、焦点距離変化判定部37Qによって用いられる。
【0090】
被写体画像検出部37Aは、画像メモリ32から、1フレーム分の撮像画像を取得する。そして、被写体画像検出部37Aは、画像メモリ32から取得した撮像画像内で対象被写体画像を検出する。また、被写体画像検出部37Aは、対象被写体画像を検出した場合に、対象被写体画像の位置(以下、「被写体画像位置」とも称する)を検出する。
【0091】
画像位置判定部37Bは、被写体画像検出部37Aによって検出された被写体画像位置が、撮像画像内において、中央領域内にあるか否かを判定する。一例として
図11A及び
図11Bに示すように、被写体画像位置が撮像画像において中央領域内にある場合がある。これに対し、一例として
図12A及び
図12Bに示すように、旋回機構16によって監視カメラ10が旋回されたり、対象被写体自体が移動したりすることで、対象被写体が撮像領域には存在するが中央領域には無い場合もある。
【0092】
対象被写体画像が中央領域に存在していれば、画像位置判定部37Bでの判定は肯定される。ここで、「存在」とは、対象被写体画像の少なくとも一部が中央領域に被っている態様を意味する。すなわち、対象被写体画像の少なくとも一部が中央領域に被っていれば、画像位置判定部37Bによって「存在」していると判定される。対象被写体画像の少なくとも一部としては、例えば、被写体画像における特定部位(例えば、対象被写体が人物である場合は、人物の顔)が挙げられる。監視カメラ10には、画像認識機能(例えば、顔認識機能)が搭載されており、特定部位が画像認識機能によって中央領域で認識された場合に、対象被写体画像が中央領域に存在していると画像位置判定部37Bによって判定されてもよい。なお、中央領域は、本開示の技術に係る「特定位置」の一例である。
【0093】
ずれ量算出部37Dは、画像位置判定部37Bによって被写体画像位置が中央領域CE内にないと判定された場合に、ずれ量を算出する。ずれ量は、中央領域CEに対する被写体画像位置のずれ、すなわち相対位置の差を示す量であり、ピッチ方向及びヨー方向の2つの値を持つベクトルである。ずれ量としては、例えば、対象被写体画像の中心と、中央領域CEの中心とのずれ量が挙げられる。対象被写体画像の中心は、一例として、対象被写体画像のピッチ方向での中心座標及びヨー方向での中心座標の2つの値として求めることができる。
【0094】
ずれ判定部37Eは、ずれ量算出部37Dで算出されたずれ量に基づいて、中央領域からの被写体画像位置のずれがあるか否かを判定する。ずれの有無は、例えば、ずれ量算出部37Dで算出されたずれ量が、あらかじめ決められた閾値を超えているか否かによって判定することができる。すなわち、ずれ量が閾値を超えていない場合は、ずれが無いと判定する。これに対し、ずれ量が閾値以上である場合は、ずれがあると判定する。
【0095】
なお、閾値は、実機による官能試験及び/又はコンピュータ・シミュレーション等によって、ずれ量として許容可能な上限値として予め導き出された固定値であってもよい。また、閾値は、受付デバイス62等によって受け付けられた指示に応じて変更可能な可変値であってもよいし、撮像シーン等に応じて変更可能な可変値であってもよい。
【0096】
振れ補正実行部37Fは、ずれ判定部37Eにおいてずれが無いと判定された場合に、振れ量検出センサ40によって検出された振れ量に基づいて、振れ補正部24を作動させる。
【0097】
一例として
図8に示すように、ストレージ60Bには、割合導出テーブル60Lが記憶されている。一例として
図9に示すように、割合導出テーブル60Lは、位置合わせ制御において、位置合わせ制御部37Gによって用いられる。割合導出テーブル60Lは、取得部37Pによって取得された焦点距離に応じて、レンズ側振れ補正機構29に比べ撮像素子側振れ補正機構45を適用する割合を高めるか、又は、撮像素子側振れ補正機構45に比べレンズ側振れ補正機構29を適用する割合を高めるか、を示すテーブルである。
【0098】
なお、以下では、説明の便宜上、レンズ側振れ補正機構29に比べ撮像素子側振れ補正機構45を適用する割合を「第1適用割合」とも称し、撮像素子側振れ補正機構45に比べレンズ側振れ補正機構29を適用する割合を「第2適用割合」とも称する。また、第1適用割合と第2適用割合とを区別して説明する必要がない場合、「適用割合」と称する。また、ここでは、適用割合を規定する要素として撮像素子側振れ補正機構45を例示しているが、本開示の技術はこれに限定されず、撮像素子側振れ補正機構45に代えて、又は、撮像素子側振れ補正機構45と共に電子式振れ補正部33を適用してもよい。
【0099】
図8及び
図9に示す例では、焦点距離が閾値th未満の場合は、撮像素子側振れ補正機構45よりも、レンズ側振れ補正機構29を使用する割合が高く、閾値th以上大きい場合は、レンズ側振れ補正機構29よりも、撮像素子側振れ補正機構45を使用する割合が高い。
【0100】
特に、焦点距離が閾値thを含む既定範囲内の場合に、焦点距離が長くなるに伴って、第1適用割合が漸次的に減少しており、かつ、第2適用割合が漸次的に増加している。既定範囲としては、例えば、
図8及び
図9に示すように、閾値thからマイナス側及びプラス側にxの範囲、すなわち“閾値th-x”以上“閾値th+x”以下の範囲(以下、「既定範囲」とも称する)が挙げられる。”閾値th-x”は、本開示の技術における「規定範囲の下限値」の一例であり、”閾値th+x”は、本開示の技術における「規定範囲の上限値」の一例である。既定範囲では、第1適用割合が線形で減少し、第2適用割合が線形で増加している。なお、ここでは、第1適用割合が線形で減少し、第2適用割合が線形で増加している形態例を挙げて説明しているが、本開示の技術はこれに限定されず、上記の既定範囲内において、第1適用割合が非線形で(例えば、指数関数的に)減少し、第2適用割合も非線形で(例えば、指数関数的に)増加していてもよい。また、上記の既定範囲内において、第1適用割合及び第2適用割合のうちの一方が非線形で変化し、他方が線形で変化してもよい。この場合も、第1適用割合が減少し、かつ、第2適用割合が増加するようにすればよい。
【0101】
焦点距離が既定範囲内では、位置合わせ制御においてレンズ側振れ補正機構29のみが使用され、“閾値th-x”超の範囲では、位置合わせ制御において撮像素子側振れ補正機構45のみが使用される。
【0102】
レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45のうち、適用割合の小さい方は、振れ補正実行部37Fによって振れ補正に用いられ、振れを補正する効果を発揮させることが可能である。例えば、焦点距離が“閾値th+x”を上回る場合には、レンズ側振れ補正機構29が、振れ補正実行部37Fによって振れの補正に用いられ、焦点距離が“閾値th-x”未満の場合には、撮像素子側振れ補正機構45が、振れ補正実行部37Fによって振れの補正に用いられる。
【0103】
なお、ここでは、割合導出テーブル60Lを例示しているが、本開示の技術はこれに限定されず、割合導出テーブル60Lに代えて、焦点距離を独立変数とし、適用割合を従属変数とする割合算出用演算式を用いてもよい。
【0104】
位置合わせ制御部37Gは、位置合わせ制御を行う。位置合わせ制御は、取得部37Pによって取得された焦点距離が閾値以上の場合に第1適用割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に第2適用割合を高めることで、被写体画像検出部37Aによって検出された被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を含む制御である。具体的には、位置合わせ制御では、ストレージ60Bに記憶されている割合導出テーブル60Lから、ずれ量算出部37Dにおいて算出されたずれ量に対応する適用割合が位置合わせ制御部37Gによって導出される。そして、位置合わせ制御では、導出された適用割合に従って、レンズ側振れ補正機構29及び/又は撮像素子側振れ補正機構45が位置合わせ制御部37Gによって駆動されることで、被写体画像位置の撮像画像内の特定位置への合わせ込みが行われる。
【0105】
次に、監視システム2の本開示の技術に係る部分の作用について、
図10A及び
図10Bを参照しながら説明する。なお、
図10A及び
図10Bには、CPU60Aによって位置合わせ制御処理プログラム36Aに従って実行される位置合わせ制御処理の流れの一例が示されている。
図10A及び
図10Bに示す位置合わせ制御処理の流れは、本開示の技術における「撮像支援方法」の一例である。
【0106】
図10A及び
図10Bに示す位置合わせ制御処理では、先ず、ステップST10で、取得部37Pは、焦点距離を取得するタイミング(以下、「焦点距離取得タイミング」とも称する)が到来したか否かを判定する。焦点距離取得タイミングとしては、例えば、撮像素子25において既定のフレームレートで対象被写体を撮像するタイミングが挙げられる。より具体的には、フレームレートが60フレーム/秒の場合であって、取得部37Pがフレームごとに焦点距離を取得するとした場合、1秒あたり60回の頻度で焦点距離を取得する。取得部37Pは、複数フレームごとに焦点距離を取得してもよく、例えば、2フレームにつき1回の頻度で焦点距離を取得するようにしてもよい。ステップST10において、焦点距離取得タイミングが到来していない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST30に移行する。ステップST10において、焦点距離取得タイミングが到来した場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理はステップST12に移行する。
【0107】
ステップST12で、取得部37Pは、監視カメラ10の最新焦点距離を取得する。そして、位置合わせ制御処理は、ステップST14へ移行する。
【0108】
ステップST14で、焦点距離変化判定部37Qは、ステップST12によって取得された最新焦点距離と内部メモリ37M内の前回焦点距離とに基づいて、焦点距離が変化したか否かを判定する。ステップST14において、焦点距離が変化していない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、
図10Bに示すステップST32に移行する。ステップST14において焦点距離が変化している場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST16に移行する。
【0109】
ステップST16で、焦点距離変化判定部37Qは、内部メモリ37Mに記憶されている前回焦点距離の値を最新焦点距離の値に更新する。
【0110】
次のステップST18で、被写体画像検出部37Aは、撮像画像から対象被写体画像を検出したか否かを判定する。ステップST18において、撮像画像から対象被写体画像を検出していない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST30に移行する。ステップST18において、撮像画像から対象被写体画像を検出した場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST20に移行する。
【0111】
ステップST20で、画像位置判定部37Bは、撮像画像内の被写体画像位置を検出する。そして、位置合わせ制御処理は、ステップST21へ移行する。
【0112】
次のステップST21で、ずれ量算出部37Dは、ずれ量を算出する。そして、位置合わせ制御処理は、ステップST22へ移行する。
【0113】
ステップST22で、ずれ判定部37Eは、ステップST21で算出されたずれ量に基づいて、被写体画像位置と中央領域との間にずれがあるか否かを判定する。ステップST22において、ずれがない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST32へ移行する。ステップST22において、ずれがある場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST24へ移行する。
【0114】
ステップST24で、振れ補正実行部37Fは、ステップST12で取得された最新焦点距離に応じた適用割合を割合導出テーブル60Lから導出する。
【0115】
次のステップST25で、振れ補正実行部37Fは、振れ補正中であるか否かを判定する。すなわち、振れ補正部24による振れの補正が行われている最中(以下、「振れ補正中」とも称する)か否かを判定する。ステップST25において、振れ補正中でない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST28へ移行する。ステップST25において、振れ補正中である場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理はステップST26へ移行する。
【0116】
ステップST26で、振れ補正実行部37Fは、振れ補正部24に対して、振れの補正を終了させる。そして、位置合わせ制御処理は、ステップST28へ移行する。
【0117】
ステップST28で、位置合わせ制御部37Gは、ステップST21で算出されたずれ量と、ステップST12で取得された適用割合とに応じて位置合わせ制御を実行する。
【0118】
次のステップST30で位置合わせ制御部37Gは、位置合わせ制御処理を終了する条件(以下、「終了条件」と称する)を満足したか否かを判定する。終了条件としては、例えば、位置合わせ制御処理を終了させる指示が受付デバイス62によって受け付けられたとの条件が挙げられる。ステップST30において、終了条件を満足していない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理はステップST10へ移行する。ステップST30において、終了条件を満足した場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理が終了する。
【0119】
ステップST32で、振れ補正実行部37Fは、振れ補正中であるか否かを判定する。ステップST32において、振れ補正中である場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理はステップST30へ移行する。ステップST32において、振れ補正中でない場合は、判定が否定されて、位置合わせ制御処理はステップST34へ移行する。
【0120】
ステップST34で、振れ補正実行部37Fは、振れ補正を開始する。そして、ステップST30へ移行する。
【0121】
監視システム2では、撮像画像内の中央領域に被写体画像位置を合わせる位置合わせ制御が行われる。被写体画像位置が撮像画像内の中央領域に存在していることで、被写体画像を視認しやすい状態を実現できる。
【0122】
本実施形態では、位置合わせ制御を行う場合に、監視カメラ10の焦点距離に応じて、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45の適用割合を導出している。具体的には、焦点距離が閾値th未満の場合は、撮像素子側振れ補正機構45よりも、レンズ側振れ補正機構29を使用する割合を高め、閾値th以上の場合は、レンズ側振れ補正機構29よりも、撮像素子側振れ補正機構45を使用する割合を高めることで、位置合わせ制御を行っている。
【0123】
ここで、
図11A及び
図11Bには、監視カメラ10の焦点距離が望遠側及び広角側のうちの広角側である場合に対象被写体を撮像する撮像範囲と、撮像画像における対象被写体画像の位置との関係の一例が示されている。
図11A及び
図11Bに示す例では、対象被写体画像は、撮像画像の中央領域にある。
【0124】
この状態で、対象被写体が移動すると、一例として
図12A及び
図12Bに示すように、被写体画像位置が撮像画像の中央領域からずれる。ただし、
図12A及び
図12Bに示した例では、被写体画像位置は、撮像画像の範囲内にある。
【0125】
図12A及び
図12Bに示す状態から、監視カメラ10の焦点距離が望遠側及び広角側のうちの望遠側に変倍されると、画角が狭くなる。一例として
図13A及び
図13Bに示すように、被写体画像位置が、撮像画像の範囲外に位置してしまうことがある。
【0126】
このように被写体画像位置が、撮像画像の範囲外、又は、中央領域の外部に位置してしまった場合に、本実施形態では、位置合わせ制御処理が行われ、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45は、焦点距離に応じた適用割合で作動する。これにより、一例として
図14に示すように、被写体画像位置を、撮像画像において中央領域に位置させることが可能である。
【0127】
本実施形態では、位置合わせ制御処理を行う場合に、一例として
図8及び
図9に示すように、焦点距離が閾値th以上の場合は、撮像素子側振れ補正機構45の適用割合が、レンズ側振れ補正機構29の適用割合よりも高められる。撮像素子側振れ補正機構45は、被写体からの光が結像される受光面25Aを移動させるので、焦点距離に依存せずに被写体画像位置を中央領域に合わせることができる。
【0128】
これに対し、焦点距離が閾値th未満の場合は、レンズ側振れ補正機構29を適用する割合を、撮像素子側振れ補正機構45を適用する割合よりも高める。レンズ側振れ補正機構29は、作動前と比較して光軸OAを傾けることで、被写体画像位置の位置を中央領域に合わせる。従って、防振レンズ15B1を光軸OAと垂直な方向に移動させることで、被写体画像位置の位置を中央領域に合わせることができる。
【0129】
以上説明したように、監視カメラ10は、撮像支援装置44を備えている。撮像支援装置44では、監視カメラ10の焦点距離が閾値th以上の場合には、撮像素子側振れ補正機構45を適用する割合を高め、閾値th未満の場合にはレンズ側振れ補正機構29を適用する割合を高めて、位置合わせ制御を行っている。従って、本構成によれば、焦点距離にかかわらず位置合わせ制御を撮像素子側振れ補正機構45又はレンズ側振れ補正機構29のみに依拠して行う場合に比べ、被写体画像位置を撮像画像内の中央領域(特定位置の一例)に合わせることができる。
【0130】
本実施形態では、焦点距離が閾値th以上の場合は、位置合わせ制御において、レンズ側振れ補正機構29の適用割合は、撮像素子側振れ補正機構45の適用割合よりも低い。この場合には、レンズ側振れ補正機構29に対して振れ補正制御を実行させる。これにより、位置合わせ制御が行われている間でも、振れを補正することができる。
【0131】
特に、焦点距離が“閾値th+x”超の場合は、レンズ側振れ補正機構29を位置合わせ制御に用いないので、レンズ側振れ補正機構29を振れ補正にのみ用いて、振れを補正することが可能である。
【0132】
これに対し、焦点距離が閾値th未満の場合は、位置合わせ制御において、撮像素子側振れ補正機構45の適用割合は、レンズ側振れ補正機構29の適用割合よりも低い。この場合には、撮像素子側振れ補正機構45に対し振れ補正制御を実行させることで、位置合わせ制御が行われている間でも、振れを補正することができる。
【0133】
特に、焦点距離が“閾値th-x”未満の場合は、撮像素子側振れ補正機構45を位置合わせ制御に用いないので、撮像素子側振れ補正機構45を振れ補正にのみ用いて、振れを補正することが可能である。
【0134】
本実施形態の監視カメラ10は変倍機構を有する。焦点距離が変化している場合において、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45を併用して位置合わせ制御を行っている。焦点距離が変化している場合に、レンズ側振れ補正機構29又は撮像素子側振れ補正機構45のみを用いて位置合わせ制御処理を行う場合と比較して、被写体画像位置を撮像画像の中央領域に高精度に合わせることができる。
【0135】
特に、本実施形態では、このように変倍機構を有する監視カメラ10において、焦点距離が“閾値th-x”以上“閾値th+x”以下の範囲では、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45を併用して位置合わせ制御処理を行うので、例えば、焦点距離が“閾値th-x”以上“閾値th+x”以下の範囲であるか否かに関わらず常に撮像素子側振れ補正機構45又はレンズ側振れ補正機構29のみを用いて位置合わせ制御を行う場合に比べ、被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に高精度に合わせることができる。
【0136】
しかも、焦点距離が“閾値th-x”以上“閾値th+x”以下の範囲では、レンズ側振れ補正機構29の適用割合が線形で減少し、撮像素子側振れ補正機構45の適用割合が線形で増加している。監視カメラ10の焦点距離が、変倍機構18によって連続的に変化する場合において、レンズ側振れ補正機構29から撮像素子側振れ補正機構45に急激に切り替わらない。従って、レンズ側振れ補正機構29のみを用いた位置合わせ制御処理及び撮像素子側振れ補正機構45のみを用いた位置合わせ制御のうち一方から他方へ切り替わるタイミングが撮像画像から視覚的に認識されることを抑制できる。
【0137】
本実施形態では、監視カメラ10の焦点距離が変化していない場合には、振れ補正部24が、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45のいずれか一方に対し、振れ補正制御を実行させる。従って、焦点距離が変化していない場合に振れが補正されない構成と比較して、振れの影響が低減された撮像画像を得ることが可能である。
【0138】
振れ補正部24は、監視カメラ10の焦点距離が“閾値th-x”未満の場合に、レンズ側振れ補正機構29を適用して位置合わせ制御を行う。焦点距離が“閾値th-x”未満の場合において、位置合わせ制御に撮像素子側振れ補正機構45を適用しないので、撮像素子側振れ補正機構45を用いて振れ補正制御を行うこと、すなわち、振れを補正する余地を確保することができる。
【0139】
振れ補正部は、焦点距離が“閾値th+x”超の場合に、撮像素子側振れ補正機構45を適用して位置合わせ制御を行う。焦点距離が“閾値th+x”超の場合において、位置合わせ制御にレンズ側振れ補正機構29を適用しないので、レンズ側振れ補正機構29を用いて振れ補正制御を行うこと、すなわち、振れを補正する余地を確保することができる。
【0140】
[第二実施形態]
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については第一実施形態と同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また第二実施形態の撮像装置の一例である監視カメラの全体的構成も、第一実施形態の監視カメラ10と同様であるので、図示を省略する。
【0141】
第二実施形態では、位置合わせ制御処理を行うにあたって、撮像支援装置が、レンズ側振れ補正機構29及び/又は撮像素子側振れ補正機構45に加えて、旋回機構16を作動させることで監視カメラ10を旋回させることも行う。
【0142】
例えば、焦点距離が望遠側及び広角側のうちの広角側にある場合で、被写体画像位置が中央領域内にない場合に、旋回機構16を作動させて監視カメラ10を旋回させることにより、被写体画像位置を中央領域内とすることが可能な場合がある。更には、被写体画像位置が撮像画像内にない場合であっても、旋回機構16を作動させて監視カメラ10を旋回させることにより、被写体画像位置を撮像画像内することが可能な場合がある。
【0143】
一例として
図15に示すように、ストレージ60Bには、割合導出テーブル60Lの他に、旋回量導出テーブル60Mが記憶されている。旋回量導出テーブル60Mには、ずれ量と監視カメラ10の旋回量とが対応付けられている。ここで、旋回量とは、被写体画像位置と中央領域とのずれ量に基づいて、撮像画像内において被写体画像位置を中央領域に近づける場合に用いられる情報である。
【0144】
旋回量は、一対の軸方向の各々に応じて定められている。すなわち、旋回量は、ピッチ軸PA方向及びヨー軸YA方向の各々に応じて定められている。従って、撮像画像内において、被写体画像位置を、ピッチ軸PA方向及びヨー軸YA方向の両方向について、中央領域CEに近づけることができる。なお、ここでは、旋回量導出テーブル60Mを例示しているが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、旋回量導出テーブル60Mに代えて、ずれ量を独立変数とし、旋回量を従属変数とする旋回量導出用演算式を適用してもよい。
【0145】
位置合わせ制御部37Gは、旋回量導出テーブル60Mから旋回量を取得する。そして、位置合わせ制御部37Gは、導出した旋回量で旋回機構16を作動させることで、監視カメラ10をピッチ方向及び/又はヨー方向に旋回させる。
【0146】
図16A及び
図16Bには、第二実施形態において、CPU60A(
図5参照)によって実行される位置合わせ制御処理の流れの一例が示されている。
図16A及び
図16Bは、
図10A及び
図10Bに示した位置合わせ制御処理の流れと比較して、ステップST22とステップST24の間に、ステップST100からステップST106を有する点が異なっている。
図16A及び
図16Bに示す位置合わせ制御処理の流れは、本開示の技術における「撮像支援方法」の一例である。
【0147】
ステップST100で、位置合わせ制御部37Gは、ストレージ60Bに記憶された旋回量導出テーブル60Mから、ずれ量に応じた旋回量を導出する。
【0148】
ステップST102で、位置合わせ制御部37Gは、旋回機構16を作動させることで、監視カメラ10を旋回させる。
【0149】
ステップST104で、位置合わせ制御部37Gは、ずれ量を算出する。
【0150】
ステップST106で、位置合わせ制御部37Gは、ずれがあるか否かを判定する。ステップST106において、ずれがない場合は判定が否定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST32(
図10B参照)へ移行する。ステップST106において、ずれがある場合は、判定が肯定されて、位置合わせ制御処理は、ステップST24へ移行する。
【0151】
従って、第二実施形態では、被写体画像位置と中央領域とにずれがある場合に、旋回機構16が作動されて、ずれ量に応じた旋回量で監視カメラ10が旋回される。監視カメラ10が旋回されることで、撮像画像の外部に対象被写体画像が位置している場合に、撮像画像内に対象被写体画像が位置する状態を実現できる。
【0152】
レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45による位置合わせの精度は、監視カメラ10の旋回による位置合わせの精度と比較して高い。これに対し、監視カメラ10の旋回による位置合わせは、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45による位置合わせと比較して広範囲を短時間で位置合わせできる。従って、一例として
図17に示すように、先ず監視カメラ10の旋回によって位置合わせの粗調整を行い、その後にレンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45によって、監視カメラ10の旋回による位置合わせよりも高い位置合わせの精度で、位置合わせの微調整を行うことが可能である。
【0153】
特に、旋回機構16を用いた位置合わせ制御において、旋回機構16の作動による旋回角にバラつきがある場合には、旋回機構16による位置合わせ制御では、被写体画像位置を中央領域に位置させることが難しい。本実施形態では、位置合わせ制御において、旋回機構16の作動によって、被写体画像位置に対する粗調整を行い、その後に、レンズ側振れ補正機構29及び/又は撮像素子側振れ補正機構45の作動によって、被写体画像位置に対する微調整を行うので、位置合わせ制高精度化を実現することができる。
【0154】
上記各実施形態では、監視カメラ10が画像領域移動部として撮像素子側振れ補正機構45と電子式振れ補正部33とを有する構成において、位置合わせ制御では撮像素子側振れ補正機構45を適用する例を挙げた。しかし、位置合わせ制御において適用する画像領域移動部は、電子式振れ補正部33であってもよいし、撮像素子側振れ補正機構45と電子式振れ補正部33とを併用してもよい。
【0155】
上記各実施形態では、位置合わせ制御処理において、被写体画像位置のずれ量を算出し、ずれがある場合には位置合わせ制御を行う場合を例示した。これに対し、被写体画像位置のずれ量に閾値(以下、「ずれ閾値」と称する)を設定し、ずれ量がずれ閾値以上の場合に、振れ補正部24を作動させることにより、位置合わせ制御を行うようにしてもよい。
【0156】
この場合、例えば、監視カメラ10の焦点距離が変化したか否かに関わらず、一定のタイミングでずれ量を算出してもよい。例えば、監視カメラ10の焦点距離が変化しておらず広角側に維持されている状態であっても、対象被写体自体が移動する等により、対象被写体位置が、撮像画像の内部ではあっても中央領域の外部となることがある。この状態でのずれ量が大きいと、変倍機構18によって望遠側に変倍されると、被写体画像が拡大されつつ撮像画像の外部に移動してしまうおそれがある。従って、ずれ閾値として、中央領域の外部にある被写体画像位置が、広角側から望遠側への変倍によって撮像画像の外部に移動してしまうか否か、を基準として設定することが可能である。
【0157】
特に、振れ補正部を作動させると、撮像画像の中心と光軸とがずれた状態となるため、被写体画像位置が中央領域にあっても、この状態で焦点距離を望遠側へ変倍すると、被写体画像位置が撮像画像の外側に移動するおそれがある。この場合に、位置合わせ制御を行うことで、位置合わせ制御を行わない構成と比較して、被写体画像位置を中央領域に高精度で合わせることが可能である。
【0158】
本実施形態では、本開示の技術に係る「レンズ移動機構」の一例としてレンズ側振れ補正機構29が挙げられており、本開示の技術に係る「画像領域移動部(画像領域移動コンポーネント)」の一例として、撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33が挙げられている。レンズ側振れ補正機構29、撮像素子側振れ補正機構45及び電子式振れ補正部33はいずれも、振れ補正部の一例でもあり、被写体画像位置のずれを補正するために適用される。しかしながら、本開示の技術に係るレンズ移動機構は、被写体画像位置のずれを補正するための機構に限定されず、レンズを光軸OAと交差する方向に移動させることが可能な機構であればよい。本開示の技術に係る画像領域移動部も、撮像素子25における撮像画像の領域を、光軸OAと交差する方向に移動させることができれば、被写体画像位置のずれを補正するための構成に限定されない。
【0159】
上記実施形態で説明した中央領域は、本開示の技術に係る「特定位置」の一例である。「特定位置」は、撮像画像における中央領域に限定されず、撮像画像の中央からピッチ方向及びヨー方向にずれた位置であってもよい。特定位置を、撮像画像内の中央領域とすることで、被写体画像位置を撮像画像内の中央に合わせることが可能である。
【0160】
また、監視カメラ10では、防振レンズ15B1を移動させることで振れが補正される。従って、防振レンズ15B1の可動域の範囲内で振れを補正すること、及び被写体画像位置を中央領域に合わせることができる。
【0161】
上記実施形態では、一例として
図9に示したように、焦点距離が既定範囲では、位置合わせ制御において、レンズ側振れ補正機構29を適用する割合が線形で減少し、撮像素子側振れ補正機構45を適用する割合が線形で増加している例を挙げた。これに対し、例えば、
図18に示すように、焦点距離が閾値th未満ではレンズ側振れ補正機構29の適用割合を100%とし、焦点距離が閾値th以上では撮像素子側振れ補正機構45の適用割合を100%とする制御でもよい。一例として
図18に示す制御では、焦点距離が閾値th以上であるか否かに応じて、レンズ側振れ補正機構29及び撮像素子側振れ補正機構45の一方のみを適用するので、位置合わせ制御が容易である。
【0162】
上記各実施形態では、管理装置11のストレージ60Bに、位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cが記憶されている。そして、管理装置11のメモリ60Cでこれらのプログラムを実行する形態例を挙げた。本開示の技術はこれに限定されない。例えば、監視カメラ10のストレージ36にこれらのプログラムが記憶され、監視カメラ10のCPU37がメモリ35でこれらのプログラムを実行する例でもよい。更には、一例として
図19に示すように、位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cを、非一時的記憶媒体である記憶媒体100に記憶させておいてもよい。
図19に示す例の場合、記憶媒体100に記憶されている位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cは、制御装置60にインストールされ、CPU60Aは、位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cに従って、上述した各処理を実行する。
【0163】
図5に示す例では、CPU60Aは、単数のCPUであるが、本開示の技術はこれに限定されず、複数のCPUを採用してもよい。なお、記憶媒体100の一例としては、SSD又はUSBメモリなどの任意の可搬型の記憶媒体が挙げられる。
【0164】
また、通信網(図示省略)を介してコンピュータ19に接続される他のコンピュータ又はサーバ装置等の記憶部に位置合わせ制御処理プログラム36Aを記憶させておき、上述の監視カメラ10の要求に応じて位置合わせ制御処理プログラム36Aがコンピュータ19にダウンロードされるようにしてもよい。この場合、ダウンロードされた位置合わせ制御処理プログラム36Aがコンピュータ19のCPU37によって実行される。
【0165】
また、
図16に示す例では、管理装置11の制御装置60に位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cがインストールされる態様が示されているが、本開示の技術はこれに限定されず、監視カメラ10のコンピュータ19に位置合わせ制御処理プログラム36A、表示制御処理プログラム36B及び変倍機構制御処理プログラム36Cがインストールされるようにしてもよい。この場合、CPU37は、位置合わせ制御処理プログラム36Aに従って、上述した位置合わせ制御処理を実行し、表示制御処理プログラム36Bに従って、上述した表示制御処理を実行し、変倍機構制御処理プログラム36Cに従って、上述した変倍機構制御処理を実行する。また、位置合わせ制御処理、表示制御処理及び変倍機構制御処理は、監視カメラ10と管理装置11とで分散して行われるようにしてもよい。例えば、位置合わせ制御が管理装置11のCPU60Aによって実行され、表示制御及び変倍機構制御が監視カメラ10のCPU37によって実行されるようにしてもよい。
【0166】
また、上記実施形態では、変倍機構制御部37S、表示制御部37T、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部37D、ずれ判定部37E、及び位置合わせ制御部37Gとして、制御装置60によるソフトウェア構成により実現される形態例を挙げて説明したが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、変倍機構制御部37S、表示制御部37T、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部
37D、ずれ判定部37E、及び/又は位置合わせ制御部37Gは、例えば、ASIC、FPGA、及び/又はPLDを含むデバイスによって実現されるようにしてもよい。また、変倍機構制御部37S、表示制御部37T、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部37D、ずれ判定部37E、及び/又は位置合わせ制御部37Gは、ハードウェア構成及びソフトウェア構成の組み合わせによって実現されてもよい。
【0167】
上記の位置合わせ制御処理、表示制御処理、及び変倍機構制御処理(以下、これらの処理を「制御処理」と総称する)を実行するハードウェア資源としては、次に示す各種のプロセッサを用いることができる。プロセッサとしては、例えば、上述したように、ソフトウェア、すなわち、プログラムを実行することで、制御処理を実行するハードウェア資源として機能する汎用的なプロセッサであるCPUが挙げられる。また、プロセッサとしては、例えば、FPGA、PLD、又はASICなどの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路が挙げられる。何れのプロセッサにもメモリが内蔵又は接続されており、何れのプロセッサもメモリを使用することで制御処理を実行する。
【0168】
制御処理を実行するハードウェア資源は、これらの各種のプロセッサのうちの1つで構成されてもよいし、同種または異種の2つ以上のプロセッサの組み合わせ(例えば、複数のFPGAの組み合わせ、又はCPUとFPGAとの組み合わせ)で構成されてもよい。また、制御処理を実行するハードウェア資源は1つのプロセッサであってもよい。
【0169】
1つのプロセッサで構成する例としては、第1に、1つ以上のCPUとソフトウェアの組み合わせで1つのプロセッサを構成し、このプロセッサが、変倍機構制御部37S、表示制御部37T、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部37D、ずれ判定部37E、及び位置合わせ制御部37Gの各々の処理を実行するハードウェア資源として機能する形態がある。第2に、SoCなどに代表されるように、位置合わせ制御処理を実行する複数のハードウェア資源を含むシステム全体の機能を1つのICチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、変倍機構制御部37S、表示制御部37T、取得部37P、焦点距離変化判定部37Q、被写体画像検出部37A、画像位置判定部37B、ずれ量算出部37D、ずれ判定部37E、及び位置合わせ制御部37Gの各々の処理は、ハードウェア資源として、上記各種のプロセッサの1つ以上を用いて実現される。
【0170】
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路を用いることができる。
【0171】
また、上記の位置合わせ制御処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【0172】
また、上記実施形態では、本開示の技術に係る撮像装置の一例として監視カメラ10を挙げたが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、監視カメラ10に代えて、携帯型のレンズ交換式カメラ、携帯型のレンズ固定式カメラ、パーソナル・コンピュータ、スマートデバイス、又はウェアラブル端末装置等の各種の電子機器に対しても本開示の技術は適用可能である。これらの電子機器であっても、上記各実施形態で説明した監視カメラ10と同様の作用及び効果が得られる。
【0173】
また、上記の制御処理はあくまでも一例である。従って、主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【0174】
以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。
【0175】
本明細書において、「A及び/又はB」は、「A及びBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「A及び/又はB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、A及びBの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、3つ以上の事柄を「及び/又は」で結び付けて表現する場合も、「A及び/又はB」と同様の考え方が適用される。
【0176】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【0177】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【0178】
(付記)
プロセッサと、
上記プロセッサに内蔵又は接続されたメモリと、を含み、
上記プロセッサは、
レンズ及び撮像素子を有する撮像装置であって、レンズの光軸と交差する方向にレンズを移動させるレンズ移動機構と、撮像素子における撮像画像の領域を光軸と交差する方向に移動させる画像領域移動部と、を有する撮像装置の焦点距離を取得し、
撮像装置によって対象被写体を含む撮像領域が撮像されることで得られる撮像画像内の対象被写体を示す対象被写体画像の被写体画像位置を検出し、
取得した焦点距離が閾値以上の場合にレンズ移動機構に比べ画像領域移動部を適用する割合を高め、焦点距離が閾値未満の場合に画像領域移動部に比べレンズ移動機構を適用する割合を高めることで、検出した被写体画像位置を撮像画像内の特定位置に合わせる位置合わせ制御を行う
情報処理装置。