JP2003189297A - 画像処理装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的対象物の視認性を向上可能な画像処理装
置及び撮像装置を提供する。 【解決手段】 この画像処理装置は、可視画像を構成す
る画素のうち輝度の高い画素のアドレスを求め、求めら
れたアドレスに対応するアドレスの赤外画像の画素の輝
度を低下させる。また、赤外光源４を赤外画像の所得時
に同期して間欠的に点灯させる。使用者は可視画像を目
視することができるので、この部分に対応する赤外画像
の画素の輝度を低下させることにより、目視できない物
体の画像のみを選択的に得ることができ、目的対象物、
すなわち見えにくい物体の視認性を向上させることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置及び
撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置及び撮像装置は、特
開２０００−１９２５９号公報に記載されている。同公
報に記載の装置によれば、赤外画像から可視画像を減じ
ることにより、安全上特に問題となる物体の像をコント
ラストを付けて取得することができるとされている。例
えば、人体は高放射体であるため赤外像となるが、他の
物体の像は赤外像ではない場合が多いので、減算処理に
より人間の像だけが残るとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、明るい
場所にある高放射体に上述の減算処理を施すと、可視及
び赤外感度の違いにより、輝度の弱まった像が残ること
となる。一意的な輝度調整を行っても、各物体毎の可視
及び赤外光放射量は異なるため、ノイズとなる弱像を排
除することができず、目的対象物の視認性が乏しくな
る。本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので
あり、目的対象物の視認性を向上可能な画像処理装置及
び撮像装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る画像処理装置は、赤外画像及び可視画
像を処理する画像処理装置において、可視画像を構成す
る画素のうち輝度の高い画素のアドレスを求め、求めら
れたアドレスに対応するアドレスの赤外画像の画素の輝
度を低下させることを特徴とする。

【０００５】なお、輝度が「高い」とは、所定値よりも
輝度が高い場合を意味し、この所定値は、固定値として
もよく、複数画素の輝度の平均値のように状況に応じて
変動する変動値としてもよい。また、「可視画像」とは
可視光を主たる波長成分として選択的に含む画像であ
り、「赤外画像」とは可視光より長波長側の波長である
赤外光を主たる波長成分として選択的に含む画像であ
る。それぞれの画像は、他の波長成分を副次的に含んで
いてもよい。

【０００６】使用者は可視画像を目視することができる
ので、この部分に対応する赤外画像の画素の輝度を低下
させることにより、目視できない物体の画像のみを選択
的に得ることができ、目的対象物、すなわち見えにくい
物体の視認性を向上させることができる。

【０００７】また、上記求められたアドレスの周辺領域
の画素に対応するアドレスの赤外画像の画素の輝度も低
下させることとしてもよい。目的の画素の輝度のみを低
下させた場合、得られた画像が不自然となる場合がある
が、本装置によれば、周辺画素の輝度も低下させるの
で、自然な画像を得ることができる。

【０００８】本発明に係る撮像装置は、上記画像処理装
置と、赤外画像及び可視画像を得る単一のビデオカメラ
とを備え、このビデオカメラの赤外光及び可視光に対す
る感度は切替可能であることを特徴とする。この場合、
感度を切替可能な単一のビデオカメラを用いるので、製
造コストを低減することができる。

【０００９】また、本発明に係る撮像装置は、赤外光を
出射する赤外光源と、赤外画像及び可視画像を得る単一
のビデオカメラとを備え、ビデオカメラは赤外光源の点
灯時に赤外画像を撮影し、非点灯時に可視画像を撮影す
ることとしてもよい。単一のビデオカメラを用いた場合
に赤外光源の点灯時と非点灯時に同期して撮像を行うこ
とで、製造コストを低減しつつ、時分割で高品質の赤外
画像と可視画像とを得ることができる。

【００１０】また、本発明に係る撮像装置は、間欠的に
赤外光を出射する赤外光源と、赤外画像及び可視画像を
得るビデオカメラとを備え、ビデオカメラは赤外光源の
点灯時に赤外画像を撮影し、非点灯時に可視画像を撮影
することを特徴とする。この場合、赤外光源の点灯時と
非点灯時に同期して撮像を行うことで、時分割で高品質
の赤外画像と可視画像とを得ることができ、目的対象
物、すなわち赤外及び可視画像それぞれの視認性を向上
させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る画像処理
装置及び撮像装置について説明する。なお、同一要素に
は同一符号を用い、重複する説明は省略する。

【００１２】図１は実施の形態に係る画像処理装置を備
えた撮像装置のブロック図である。この撮像装置１は、
赤外カメラ（赤外線ビデオカメラ）ＩＲから出力される
赤外画像及び可視カメラ（可視光ビデオカメラ）ＶＢか
ら出力される可視画像が入力される画像処理装置２と、
画像処理装置２において処理された画像を表示する表示
器３とを備えている。

【００１３】なお、可視画像とは可視光を主たる波長成
分として選択的に含む画像であり、赤外画像とは可視光
より長波長側の波長である赤外光を主たる波長成分とし
て選択的に含む画像である。それぞれの画像は、他の波
長成分を副次的に含んでいてもよい。

【００１４】撮像装置１は、間欠的に赤外光（近赤外
光）を出射する赤外光源４を更に備えており、赤外カメ
ラＩＲは赤外光源４の点灯時に視野内の赤外画像を撮影
し、可視カメラＶＢは赤外光源４の非点灯時に同一視野
内の可視画像を撮影する。赤外光源４は発光ダイオード
（ＬＥＤ）や赤外ランプから構成される。間欠点灯には
電気的な駆動パルス信号を赤外光源４に供給する他、赤
外光遮蔽体を出射光の光軸上で機械的に移動させる手法
等も採用することができる。本例では、駆動パルス信号
を赤外光源４に供給することとする。

【００１５】赤外光源４の点灯動作と赤外及び可視カメ
ラＩＲ，ＶＢの撮像動作は、制御装置５によって制御さ
れている。制御装置５は、赤外光源４への駆動パルス信
号の周期に同期した制御信号を出力する。制御信号は入
力された機能素子を動作状態にするものとする。制御信
号を画像信号源である赤外及び可視カメラＩＲ，ＶＢに
出力したり、画像処理装置２内への信号入力スイッチに
出力したり、或いは画像処理装置２自体へ出力すること
で、制御信号出力時に赤外画像が画像処理装置２内で実
効的に処理される。

【００１６】赤外光源４の点灯時に撮像された赤外画像
は明るく、可視カメラＶＢが赤外光遮断フィルタを備え
る場合には可視画像は光学フィルタ等を用いることによ
り赤外光成分を本来的には含まないものであるが、僅か
に含まれた場合においても、非点灯時に撮像された可視
画像は赤外成分が少なくなるので高品質となる。

【００１７】このように、本撮像装置１においては、赤
外光源４の点灯時と非点灯時に同期して撮像を行うこと
で、時分割で高品質の赤外画像と可視画像とを得ること
ができ、赤外及び可視画像それぞれの視認性を向上させ
ることができる。可視カメラＶＢが赤外光遮断フィルタ
を備えない場合には、このような構成は製造コストの面
で更に有用となる。

【００１８】図２は画像処理装置２の内部構成を示すブ
ロック図である。画像処理装置２は、赤外画像及び可視
画像を処理するものであり、可視画像を構成する画素の
うち輝度の高い画素のアドレス（ｘ，ｙ）を機能ブロッ
ク２ａによって求め、求められたアドレス（ｘ，ｙ）に
対応するアドレス（ｘ，ｙ）の赤外画像の画素の輝度を
機能ブロック２ｂによって低下させる。

【００１９】輝度の高い画素は、輝度が所定値よりも高
いかどうかで判定することができる。この所定値は、固
定値としてもよく、複数画素の輝度の平均値のように状
況に応じて変動する変動値としてもよい。

【００２０】なお、赤外カメラＩＲの画素数と可視カメ
ラＶＢの画素数は同一である。なお、可視光像における
画素の輝度判定には、物理的に近接した幾つかの画素の
輝度の平均を用い、これを１単位のアドレス群として、
赤外画像のアドレス群に適用し、輝度低下に利用するこ
ともできる。

【００２１】例えば、画像処理装置２内においては、赤
外画像と可視画像とが図示しない記憶装置内に格納され
るが、可視画像中の複数の隣接画素からなる領域をＭ×
Ｎ個設定し、各領域の輝度の平均を算出し、この平均値
が所定値を超えた場合に、赤外画像の対応するアドレス
の画素の輝度、すなわち、対応する領域の画素群の輝度
を低下させることとしてもよい。

【００２２】輝度低下量は例えば１／Ｌとする（Ｌは適
当な数）が、特定の関数やマップに基づいて輝度低下量
を決定してもよい。輝度低下量は常に一定であってもよ
く、可変してもよい。輝度低下の結果の画素の輝度は零
とすることもでき、微小な一定値とすることもできる。

【００２３】使用者は可視画像を目視することができる
ので、この部分に対応する赤外画像の画素の輝度を低下
させることにより、目視できない物体の画像のみを選択
的に得ることができ、目体対象物、すなわち見えにくい
物体の視認性を向上させることができる。画像処理装置
２において処理された画像は表示器３に出力される。

【００２４】図３は赤外カメラＩＲで得られた赤外画像
Ａ、可視カメラＶＢで得られた可視画像Ｂ、画像処理後
の出力画像Ｃを示す説明図である。この撮像装置１は車
両に搭載されているものとする。赤外画像Ａは、撮像時
間が夜であっても、近方道路ＲＮ、遠方道路ＲＦ、
近方人物ＨＮ、遠方人物ＨＦ、街灯Ｌの像を含ん
でいる。可視画像Ｂは、撮像時間が夜なので、車両ヘッ
ドライトにより照らされた近方道路ＲＮ、近方人物
ＨＮ、街灯Ｌ、近方標識Ｓの像を含んでいる。

【００２５】可視画像Ｂ中の輝度の高い画素群、すなわ
ち、近方道路ＲＮ、近方人物ＨＮ、街灯Ｌ、近方標識Ｓ
の像を構成する画素のアドレス群は、画像処理装置２内
に記憶され、記憶されたアドレス群に対応する赤外画像
の画素の輝度は低下させられる。したがって、赤外画像
に含まれる像（、、、、）を構成する画素の
中で、可視画像の高輝度画素群（、、、（））
のアドレスに対応して記憶されたアドレスに位置する画
素は、輝度が減少するため、遠方道路ＲＦと遠方人
物ＨＦのみが出力画像Ｃに含まれることとなる。

【００２６】すなわち、出力画像Ｃは使用者が目視でき
ない画像であり、目的対象物、すなわち見えにくい物体
の視認性が向上している。

【００２７】なお、上記求められたアドレス（ｘ，ｙ）
の周辺領域の画素（ｘ±δｘ，ｙ）、（ｘ，ｙ±δ
ｙ）、（ｘ±δｘ，ｙ±δｙ）に対応するアドレスの赤
外画像の画素の輝度も低下させることとしてもよい。目
的の画素の輝度のみを低下させた場合、得られた画像が
不自然となる場合があるが、本装置によれば、周辺画素
の輝度も低下させるので、自然な画像を得ることができ
る。

【００２８】なお、輝度低下量を目的の画素から離隔す
るほど小さくなることとすることで、輝度変化を滑らか
にすることができ、より自然な画像を得ることができ
る。また、可視光像における画素の輝度判定には、物理
的に近接した幾つかの画素の平均を用い、これを１単位
のアドレス群として、輝度低下に利用することもでき
る。

【００２９】上記撮像装置１は、単一のビデオカメラを
備えることとしてもよい。

【００３０】図４は、このような撮像装置のブロック図
である。この撮像装置１は、画像処理装置２と、赤外画
像及び可視画像を得る単一の赤外・可視カメラ（ビデオ
カメラ）ＩＲＶとを備えている。赤外・可視カメラＩＲ
Ｖの赤外光及び可視光に対する感度は切替可能である。
この場合、単一の赤外・可視カメラＩＲＶを用いるの
で、２つのカメラは不要となり、製造コストを低減する
ことができる。なお、赤外・可視カメラＩＲＶの赤外光
及び可視光に対する感度は固定でもよい。

【００３１】また、重複して説明することになるが、本
撮像装置１においても、赤外光を出射する赤外光源４
と、赤外画像及び可視画像を得る赤外・可視カメラＩＲ
Ｖとを備えており、赤外・可視カメラＩＲＶは赤外光源
４の点灯時に赤外画像を撮影し、非点灯時に可視画像を
撮影する。本装置では、単一の赤外・可視カメラＩＲＶ
を用い、赤外光源の点灯時と非点灯時に同期して撮像を
行うことで、製造コストを低減しつつ、時分割で高品質
の赤外画像と可視画像とを得ることができる。

【００３２】図５は赤外・可視カメラＩＲＶの構成図で
ある。赤外・可視カメラＩＲＶは筐体２０内に配置され
た固体撮像素子２１、固体撮像素子２１の撮像面上に入
力像を結像するレンズ２２、レンズ２２の前方に配置さ
れた切替フィルタ２３、切替フィルタ２３を機械的に駆
動するモータ２４を備えている。

【００３３】モータ２４を特定の位置まで回転させると
赤外光透過フィルタ２３ＩＲが入力像の進行経路上に位
置し、これを透過した赤外光が赤外画像として固体撮像
素子２１の撮像面上に結像する。モータ２４を別の位置
まで回転させると赤外光遮断フィルタ（可視光透過開
口）２３ＶＢが入力像の進行経路上に位置し、これを透
過した可視光が可視画像として固体撮像素子２１の撮像
面上に結像する。

【００３４】このように、赤外・可視カメラＩＲＶの赤
外光及び可視光に対する感度はモータ２４を回転させる
ことにより、切替可能である。また、固体撮像素子２１
を赤外画像用と可視画像用に２つ用意し、ハーフミラー
で入力画像をそれぞれの固体撮像素子に分配することも
できる。

【００３５】赤外画像及び可視画像が交互に固体撮像素
子２１の撮像面上に結像するように、モータ２４の回転
速度を赤外光源４の点灯周期に同期させれば、すなわ
ち、赤外光源４を赤外画像の所得時に同期して間欠的に
点灯すれば、これにより時分割で高品質の赤外画像と可
視画像とを得ることができると共に、フィルタ切替機構
（フィルタ２３、モータ２４）の省略が可能となる。

【００３６】なお、上述の手法とは異なり、予めヘッド
ライトのロービームの視界エリアを測定しておき、赤外
カメラの画像におけるこのエリア部分の輝度を低下させ
るという手法も考えられるが、上述の方法と比較する
と、このエリア部分は周囲の状況によって変化しないの
で、撮像性能は落ちる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の画像処理装置及び撮像装置によ
れば、目的対象物の視認性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る画像処理装置を備えた撮像装
置のブロック図である。

【図２】画像処理装置２の内部構成を示すブロック図で
ある。

【図３】赤外カメラＩＲで得られた赤外画像Ａ、可視カ
メラＶＢで得られた可視画像Ｂ、画像処理後の出力画像
Ｃを示す説明図である。

【図４】別の撮像装置のブロック図である。

【図５】赤外・可視カメラＩＲＶの構成図である。

【符号の説明】

ＩＲ…赤外カメラ、ＶＢ…可視カメラ、ＩＲＶ…赤外・
可視カメラ、１…撮像装置、２…画像処理装置、２ａ…
機能ブロック、２ｂ…機能ブロック、３…表示器、４…
赤外光源、５…制御装置、Ａ…赤外画像、Ｂ…可視画
像、Ｃ…出力画像、２０…筐体、２１…固体撮像素子、
２２…レンズ、２３…切替フィルタ、２３ＩＲ…赤外光
透過フィルタ、２３ＶＢ…可視光透過開口、２４…モー
タ、ＨＦ…遠方人物、ＨＮ…近方人物、Ｌ…街灯、ＲＦ
…遠方道路、ＲＮ…近方道路、Ｓ…近方標識。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外画像及び可視画像を処理する画像処
   理装置において、前記可視画像を構成する画素のうち輝
   度の高い画素のアドレスを求め、求められたアドレスに
   対応するアドレスの前記赤外画像の画素の輝度を低下さ
   せることを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記求められたアドレスの周辺領域の画
   素に対応するアドレスの前記赤外画像の画素の輝度も低
   下させること特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の画像処理装置と、前記
   赤外画像及び前記可視画像を得る単一のビデオカメラと
   を備え、このビデオカメラの赤外光及び可視光に対する
   感度は切替可能であることを特徴とする撮像装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の画像処理装置と、赤外
   光を出射する赤外光源と、前記赤外画像及び前記可視画
   像を得る単一のビデオカメラとを備え、前記ビデオカメ
   ラは前記赤外光源の点灯時に前記赤外画像を撮影し、非
   点灯時に前記可視画像を撮影することを特徴とする撮像
   装置。
5. 【請求項５】 間欠的に赤外光を出射する赤外光源と、
   前記赤外画像及び前記可視画像を得るビデオカメラとを
   備え、前記ビデオカメラは前記赤外光源の点灯時に前記
   赤外画像を撮影し、非点灯時に前記可視画像を撮影する
   ことを特徴とする撮像装置。