JP2004096509A - 移動物体撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用した移動物体撮影装置を提供すること。
【解決手段】本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）と、画像処理部（６）と、を具備する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、所定の範囲内の移動物体を撮影し、撮影した画像を画像処理部（６）に送信し、画像処理部（６）は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が撮影した画像中の移動物体を検知し、移動物体の画像から所定の情報を抽出する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）と、画像処理部（６）と、を具備する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、所定の範囲内の移動物体を撮影し、撮影した画像を画像処理部（６）に送信し、画像処理部（６）は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が撮影した画像中の移動物体を検知し、移動物体の画像から所定の情報を抽出する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動物体撮影装置に関し、特に非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用した移動物体撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イメージセンサとして、受光素子を行列に複数配置して画像を撮影するＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）を使用したカメラが使用されている。各受光素子は、フォトダイオード、アンプを具備する
ＣＭＯＳカメラは従来から多く使用されているＣＣＤカメラと比較して、小型・軽量、低消費電力、低コスト、であるというメリットがある。
【０００３】
さらに、ＣＭＯＳカメラでは、行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定することで、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、および、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは、読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。
ＣＣＤカメラは、ライン毎の読み出しが可能な場合があるが、実質的にフレームレートは変わらない。
【０００４】
フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を撮影、追跡するのに好ましい。
【０００５】
さらに、ＣＭＯＳカメラには、所定の瞬間に撮影した画像を蓄積して読み出す蓄積型ＣＭＯＳカメラと、各受光素子が受光により発生した電荷を順次読み出して画像を作成する非蓄積型ＣＭＯＳカメラがある。
蓄積型ＣＭＯＳカメラは、電子シャッタ等で指定された瞬間（短時間）に、受光によりフォトダイオードが発生した電荷を、受光素子各々に設けられているキャパシタなどに蓄積し、キャパシタに蓄積されている電荷を読み出すことで、その瞬間に撮影された画像を作成する。蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、各受光素子の撮像の瞬間が同じなので、移動物体を歪みなく撮影することができる。しかし、フォトダイオ−ドが、瞬間（短時間）に必要な電荷を発生するために高い照度が必要である。
【０００６】
蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、瞬間（短時間）に画像を取り込むため、移動体をボケなく撮影するためには電子シャッタなどのシャッタ機構を具備する必要がある。蓄積型ＣＭＯＳカメラで移動物体を撮影する時に、シャッタスピードを速くすると、必要な感度が得られない場合がある。逆に、蓄積型ＣＭＯＳカメラで移動物体を撮影する時にシャッタスピードを遅くすると、画像がぼける場合がある。
また、蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、電子シャッタを使用するため、瞬間（短時間）で必要な照度を得るためにストロボ照明を用いる必要がある場合がある。この場合、電子シャッタとストロボを同期する為に、タイミング制御等が必要で、回路が複雑化するとともに、瞬時に大出力が必要なため照明装置が大型化し、重量が増大する場合がある。
【０００７】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、広いダイナミックレンジにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる箇所を一画像に撮影可能である。非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、必要な照度があれば移動物体をぼけなく撮影することができる。
【０００８】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラの、簡易な構造、広いダイナミックレンジ、移動物体をぼけなく撮影できる特性を利用して、非蓄積型ＣＭＯＳカメラが、移動物体を撮影する車両検知・車番認識システム、交通量計測システム、各種の監視装置に使用されることが望まれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用した移動物体撮影装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）と、画像処理部（６）と、を具備する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、所定の範囲内の移動物体を撮影し、撮影した画像を画像処理部（６）に送信し、画像処理部（６）は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が撮影した画像中の移動物体を検知し、移動物体の画像から所定の情報を抽出する。
【００１２】
さらに、本発明の移動物体撮影装置は、連続的に照明する照明装置（５）を具備する。
【００１３】
さらに、本発明の移動物体撮影装置の画像処理部（６）は、認識した移動物体の画像から所定の情報を得るために、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）で画像を取得する領域を指定して、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が領域の画像を読み出す命令を含む信号を、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）に送信し、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、画像処理部（６）で指定された領域の画像を読み出して画像処理部（６）へ送信する。
【００１４】
上記の移動物体は、車両であり、所定の情報は、車両が所定の領域に侵入したことの検知、車番、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである。
【００１５】
上記の移移動物体は、車両であり、所定の情報は、画像内の車両の数、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである。
【００１６】
上記の移動物体は、侵入者または侵入車両であり、所定の情報は、侵入者または進入車両の特徴量、侵入者または進入車両の移動方向、侵入者または進入車両の速度の少なくともいずれかである。侵入者または進入車両の特徴量は、侵入者の顔、体型、服装のいずれか、車両の車種、色のいずれかを含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による移動物体撮影装置および監視装置の実施の形態を以下に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の移動物体撮影装置を使用した、通行料金自動課金システムの例が説明される。
【００１９】
図１に、車両検知・車番認識のための非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を具備した車両の通行料金自動課金システム（いわゆるＥＴＣ）の例が示される。通行料金自動課金システム（いわゆるＥＴＣ）などでは、移動している車両１２を検知し、その車両のナンバープレートに記載されている車番を撮影して認識する場合がある。
通行料金自動課金システムは、車両１２を検知することにより、通行料金自動課金のための通信の開始、通信の有無の確認等をする。また、通行料金自動課金システムは、車番認識をすることにより、課金対象車両の認証や、課金できなかった車両の特定等をする。
【００２０】
本発明の通行料金自動課金システムは、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１、制御装置２、無線アンテナ３、ガントリ４、照明５、記憶装置９、を具備する。通行料金自動課金システムは、ネットワーク１０と接続され、中央制御装置１１と通信して、課金情報の送信、課金する車両１２の認証、課金可否の確認等を行うこともできる。
【００２１】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、道路１３の上方に設置され車両検知や車番認識のための撮影をする。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、撮影した画像を制御装置２の画像処理部６へ送信する。
【００２２】
ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）カメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定すれば、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、および、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を検知、追跡するのに好ましい。
【００２３】
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に判別可能に撮影することができる。
【００２４】
制御装置２は、画像処理部６、無線通信部７、課金部８を具備する。制御装置２は、記憶装置９と接続され、必要な情報を記録、呼び出しすることができる。また、制御装置２は、ネットワーク１０を通じて中央制御装置１１と通信することができる。
【００２５】
画像処理部６は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１が撮影した画像を処理して、画像中の移動物体の抽出、移動物体が車両であることの判定、所定の範囲に車両１２が進入したことの検知、車両１２のサイズの特定、および車番の認識をする。
画像処理部６は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が撮影された画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用することができる。
画像処理部６は、記憶装置９に記憶されている車両の特徴量と撮影された移動物体の特徴量を比較して、移動物体が車両であることを判定する。さらに、画像処理部６は、記憶装置９に記憶されている車両の特徴量と検知された車両の特徴量を比較して、車両のサイズや車種を特定することができる。車両の特徴量は、車両の大きさや形である。
画像処理部６は、画像中の車両の位置から、所定の範囲に車両１２が進入したことを検知する。
画像処理部６は、車両のナンバープレートの位置を認識し、ナンバープレートの文字を認識することにより、車番を認識する。文字認識は、好適な公知技術が使用される。
【００２６】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、受光素子にランダムにアクセスすることが可能なので、画像処理部６は、画像中の読み出す範囲の指定、高解像度と低解像度の撮影切替、単位時間の画像撮影数であるフレームレートの変更等をすることができる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部６は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部６は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する場合がある。
【００２７】
無線通信部７は、無線アンテナ３を介して車両１２に搭載された車載器との通信を行う。無線通信部７は、車載器と通信することにより、車両１２の認証、課金情報を含む情報の送受信を行う。通信方法や車両の認証方法は、好適な公知の技術が使用される。
【００２８】
課金部８は、無線通信部７での通信内容から課金の金額の算出を行い、カードの引き落とし情報等を作成し、無線通信部７から無線アンテナ３を介して車載器へ、および中央制御装置１１へ送信する。
通行料金自動課金システムの課金方法は、好適な公知の技術が使用される。
【００２９】
無線アンテナ３は、車両１２に設置される車載器と通信に使用される。
ガントリ４は、道路１３上に非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１および無線アンテナ３を設置するために設置される。本実施の形態のガントリ４は、門型であるが、門型に限定されない。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１および無線アンテナ３は、車両１２の撮影や車両１２との通信をすることができる場所に設置されれば、道路１３上方に設置される例に限定されない。
【００３０】
照明５は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１が撮影可能な照度を得られるように道路１３の撮影部分を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、撮影用の照明として連続光が使用されるので、照明５は撮影の瞬間に同期して大出力をすストロボなどを使用する必要はない。照明５は、連続光の電灯が、周囲の照度に合わせて、制御されて使用される場合がある。
【００３１】
記憶装置９は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置２は、記憶装置９から必要な情報を読み出すことができる。記憶装置９には、通行した車両の認証番号、通信情報、課金情報、認証された車番、課金されなかった車両情報、画像などが記憶される場合がある。
【００３２】
本実施の形態の車両の通行料金自動課金システムに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると以下のメリットがある。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、必要な照度があれば、移動物体をぼけなく撮影することが可能なため、車両検知・車番認識の精度が向上する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、受光素子にランダムアクセスすることが可能なので、撮影する画素数によりフレームレートを変更でき、フレームレートを速くすれば車両検知精度が向上する。さらにフレームレートを遅くして高解像度画像を撮影すれば、もしくは必要な部分を限定して画像を高解像度で撮影すれば、車番認識の精度が向上する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ価格が安い、また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔にできる。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影が可能である。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、本発明の移動物体撮影装置を使用した交通量計測システムの例が説明される。
【００３４】
図２に、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１を具備した交通量計測システムの例が示される。交通量計測システムでは、路上の所定の範囲を撮影し、路上を通行している車両を検出して、車両の数、車両の移動速度等を検出する。
交通量計測システムが検出した車両の数、車両の移動速度を含む情報が、事故情報や渋滞情報を含む交通情報の提供や交通規制に使用される場合がある。
【００３５】
本発明の交通量計測システムは、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１、制御装置２２、記憶装置２３を具備する。交通量計測システムは、ネットワーク２６と接続され、中央交通センタ２７と通信して、車両の数、車両の移動速度を含む情報を送信する。
【００３６】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、所定の道路領域を撮影するように設置され、道路上を撮影する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、撮影した画像を制御装置２２の画像処理部２４へ送信する。交通量計測システムで使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、実施の形態１で説明された車両検知・車番認識に使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１より、広範囲を撮影するように設置される場合がある。
【００３７】
ＣＭＯＳカメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、もしくは、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を撮影、追跡するのに好ましい。
【００３８】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に撮影することができる。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、必要な照度があれば、車両などの移動物体をぼけなく撮影できる。
【００３９】
制御装置２２は、画像処理部２４、車両カウント部２５を具備する。制御装置２２は、記憶装置２３と接続され必要な情報を記録、呼び出しすることができる。また、制御装置２２は、ネットワーク２６を通じて中央交通センタ２７と通信することができる。
【００４０】
画像処理部２４は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影した画像を処理して、画像内の車両の検知、車両のサイズ、車種の特定をすることができる。
画像処理部２４は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が写っている画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較し、違いを抽出することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用することができる。
画像処理部２４は、記憶装置２３に記憶されている車両の特徴量と移動物体の特徴量を比較することで、移動物体が車両であることを判定する。さらに、画像処理部２４は、記憶装置２３に記憶されている車両の特徴量と撮影された車両の特徴量を比較して、車両のサイズや車種を特定することができる。車両の特徴量は、車両の大きさや形である。
【００４１】
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部２４は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部２４は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する場合がある。
【００４２】
車両カウント部２５は、画像処理部２４で処理した画像中の車両の数をカクントすることにより通行量を算出する。また、画像処理部２４で算出された車両の速度から、平均的な車両の流れの情報を所定の基準に基づいて作成する。
車両カウント部２５は、所定の時間ごとに、通行量や平均的な車両の速度を算出する場合もある。
【００４３】
照明２８は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影可能な照度を得られるように道路の撮影部分を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、蓄積型カメラより低い照度でも撮影可能なので、通常の道路用照明が使用される場合もある。
【００４４】
記憶装置２３は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置２２は、記憶装置２３から必要な情報を読み出すことができる。記憶装置２３には、通行した車両の数、車種毎の数、車両の速度、画像などが記憶される場合がある。
【００４５】
図３に、交通量計測システムで使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影した画像の例が示される。
交通量計測システムでは、一つのカメラで数十メートルから数百メートルの範囲の道路が撮影される場合がある。このような範囲では、画面中に高輝度と低輝度の場所が混在する事が多い。露出調整の必要な蓄積型カメラでは、輝度の高い所に露出を合わせると輝度の低い箇所が黒くなってしまい、輝度の低い所に露出を合わせると輝度の高い箇所が白くなってしまう。具体的には、光の当っている路上３１と建物３４の影３２の部分では輝度が異なり、蓄積型カメラでは両方の領域にある車両３３を一画像で撮影することができない場合がある。一画像で全体を撮影できなければ、交通量計測システムが正確に車両数をカウントできない場合がある。
【００４６】
本発明では、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１を使用しているため、絞り調整等が不要なため安定した画像を撮影でき、広いダイナミックレンジを有するため一画像で輝度の高い所、輝度の低い所を撮影することができる。
【００４７】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ、価格が安い。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔になる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影ができるので、通常の道路照明程度で撮影ができる場合がある。このため広い範囲を撮影する場合に好ましい。
【００４８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の移動物体撮影装置を使用した、監視システムの例が説明される。
【００４９】
図４に、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を具備した停泊中の船舶５０の監視システムの例が示される。監視システムは、所定の範囲を撮影し、侵入した人間５２、車両５１、動物（以下、侵入者等）などを検出し、必要に応じて警報などを発信する。
本実施例では、停泊中の船舶５０に侵入する侵入者等を監視する例が説明されるが、船舶５０の監視に限定されず、ビルなどの建物の内部および外部、工場、田畑、道路、特定の領域などの監視にも使用可能である。
【００５０】
本発明の監視システムは、複数の非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１、制御装置４２、記憶装置４３、警報装置４４、モニタ４５を具備する。監視システムは、ネットワーク（図示なし）と接続され、中央監視センタ（図示なし）と通信して、侵入者等の情報を送信する場合がある。
【００５１】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、事前に設定された所定の領域を撮影するように設置される。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、撮影した画像を制御装置４２の画像処理部４６へ送信する。本実施例では、複数の非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が、決められた所定の領域を撮影している。
【００５２】
ＣＭＯＳカメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定することで、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、または、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を検知、追跡するのに好ましい。
【００５３】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に撮影することができる。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、必要な照度があれば、移動物体をぼけなく撮影できる。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、各受光素子の撮影時間が異なるため移動物体を撮影すると、移動速度に応じて移動物体の画像に歪みが生じる。この歪により、移動物体の移動方向や速度を算出することができる。
複数の領域で、移動物体を追跡する場合、移動物体の移動方向や速度を算出することが、カメラの切替をする場合に好ましい。
【００５４】
制御装置４２は、画像処理部４６、判断部４７を具備する。制御装置４２は、記憶装置４３と接続され必要な情報を記録、呼び出しすることができる。
また、制御装置４２は、画像処理部４６で処理した画像をモニタ４５に送信する。さらに、制御装置４２は、判断部４７で侵入者等がいると判断した場合、警報装置４４に警報を鳴らしたり、必要な通知をするよう送信することができる。
【００５５】
画像処理部４６は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影した画像を処理して、画像内の移動物体の検知をすることができる。
画像処理部４６は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が写っている画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較し、相違点を抽出することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用してもよい。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部４６は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部４６は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する。
【００５６】
判断部４７は、画像処理部４６で処理した画像中の移動物体が、侵入者等であるか判断する。具体的には、光の方向や雲による影の変化や風による木の揺れ等の画像の変化と、侵入者等とを区別する。判断部４７は、記憶装置に記憶されている侵入者等の特徴量との比較、移動物体の画面上の位置、移動速度などにより侵入者等を判断する。侵入者等の特徴量は、大きさ、形、動きに例示される。
【００５７】
記憶装置４３は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置４２は、記憶装置４３から必要な情報を読み出すことができる。
【００５８】
警報装置４４は、制御装置４２からの信号により、警報を鳴らす、もしくは、監視員に通報する。
モニタ４５は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影した画像を表示し、監視員が侵入者等を確認することができる。
【００５９】
監視システムでは、広い領域が撮影される場合がある。このような領域では、画面中に照明されている高輝度と、照明されていない低輝度の場所が混在する場合がある。露出調整の必要な蓄積型カメラでは、輝度の高い所に露出を合わせると輝度の低い箇所が黒くなってしまい、輝度の低い所に露出を合わせると輝度の高い箇所が白くなってしまい、対象を一画像で判別可能に撮影できない場合がある。具体的には、照明５３によって明るい部分と照明５３から遠い部分とでは輝度が異なり、蓄積型カメラでは、照明５３に露出を合わせると照明から遠い暗い箇所は、露出が足りず黒くなってしまう。全体を撮影できなければ、正確に監視できない場合がある。
【００６０】
本発明では、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を使用しているため、広いダイナミックレンジにより、絞り調整等が不要な安定した画像を撮影でき、一画像で輝度の高い所、輝度の低い所を撮影することができる。
【００６１】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ、価格が安い。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔にできる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影ができるので、通常の照明程度で撮影ができる場合がある。
【００６２】
照明５３は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影可能な照度を得られるように監視領域を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、低い照度でも撮影可能なので、通常の照明が使用される場合がある。
【００６３】
さらに、監視システムでは、複数のカメラで複数の領域を撮影する場合がある。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１では、移動物体の画像に歪みが発生し、歪みから移動物体の移動方向や速度を算出することができるので、移動物体の追跡やカメラの切替をすることができる。
【００６４】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、受光素子にランダムにアクセスすることができるので、侵入者等を検知するときには、画素数が少なく全体を速いフレームレートで撮影し、侵入者等を検知した場合は、必要な部分の解像度を上げて、侵入者等を識別できるように撮影することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用して撮影範囲内の移動物体を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、車両の通行料金自動課金システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、交通量計測システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、交通量計測システムで撮影される画像の例を示す図である。
【図４】図４は、監視システムの例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
２ 制御装置
３ 無線アンテナ
４ ガントリ
５ 照明
６ 画像処理部
７ 無線通信部
８ 課金部
９ 記憶装置
１０ ネットワーク
１１ 中央制御装置
１２ 車両
１３ 道路
２１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
２２ 制御装置
２３ 記憶装置
２４ 画像処理部
２５ 車両カウント部
２６ ネットワーク
２７ 中央交通センタ
２８ 照明
３０ 画像
３１ （輝度の高い）路上
３２ （輝度の低い）路上
３３ 車両
３４ 建物
４１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
４２ 制御装置
４３ 記憶装置
４４ 警報装置
４５ モニタ
４６ 画像処理部
４７ 判断部
５０ 船舶
５１ 侵入車
５２ 侵入者
５３ 照明
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動物体撮影装置に関し、特に非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用した移動物体撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イメージセンサとして、受光素子を行列に複数配置して画像を撮影するＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）を使用したカメラが使用されている。各受光素子は、フォトダイオード、アンプを具備する
ＣＭＯＳカメラは従来から多く使用されているＣＣＤカメラと比較して、小型・軽量、低消費電力、低コスト、であるというメリットがある。
【０００３】
さらに、ＣＭＯＳカメラでは、行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定することで、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、および、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは、読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。
ＣＣＤカメラは、ライン毎の読み出しが可能な場合があるが、実質的にフレームレートは変わらない。
【０００４】
フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を撮影、追跡するのに好ましい。
【０００５】
さらに、ＣＭＯＳカメラには、所定の瞬間に撮影した画像を蓄積して読み出す蓄積型ＣＭＯＳカメラと、各受光素子が受光により発生した電荷を順次読み出して画像を作成する非蓄積型ＣＭＯＳカメラがある。
蓄積型ＣＭＯＳカメラは、電子シャッタ等で指定された瞬間（短時間）に、受光によりフォトダイオードが発生した電荷を、受光素子各々に設けられているキャパシタなどに蓄積し、キャパシタに蓄積されている電荷を読み出すことで、その瞬間に撮影された画像を作成する。蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、各受光素子の撮像の瞬間が同じなので、移動物体を歪みなく撮影することができる。しかし、フォトダイオ−ドが、瞬間（短時間）に必要な電荷を発生するために高い照度が必要である。
【０００６】
蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、瞬間（短時間）に画像を取り込むため、移動体をボケなく撮影するためには電子シャッタなどのシャッタ機構を具備する必要がある。蓄積型ＣＭＯＳカメラで移動物体を撮影する時に、シャッタスピードを速くすると、必要な感度が得られない場合がある。逆に、蓄積型ＣＭＯＳカメラで移動物体を撮影する時にシャッタスピードを遅くすると、画像がぼける場合がある。
また、蓄積型ＣＭＯＳカメラでは、電子シャッタを使用するため、瞬間（短時間）で必要な照度を得るためにストロボ照明を用いる必要がある場合がある。この場合、電子シャッタとストロボを同期する為に、タイミング制御等が必要で、回路が複雑化するとともに、瞬時に大出力が必要なため照明装置が大型化し、重量が増大する場合がある。
【０００７】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、広いダイナミックレンジにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる箇所を一画像に撮影可能である。非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、必要な照度があれば移動物体をぼけなく撮影することができる。
【０００８】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラの、簡易な構造、広いダイナミックレンジ、移動物体をぼけなく撮影できる特性を利用して、非蓄積型ＣＭＯＳカメラが、移動物体を撮影する車両検知・車番認識システム、交通量計測システム、各種の監視装置に使用されることが望まれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用した移動物体撮影装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下に、［発明の実施の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明の実施の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１１】
本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）と、画像処理部（６）と、を具備する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、所定の範囲内の移動物体を撮影し、撮影した画像を画像処理部（６）に送信し、画像処理部（６）は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が撮影した画像中の移動物体を検知し、移動物体の画像から所定の情報を抽出する。
【００１２】
さらに、本発明の移動物体撮影装置は、連続的に照明する照明装置（５）を具備する。
【００１３】
さらに、本発明の移動物体撮影装置の画像処理部（６）は、認識した移動物体の画像から所定の情報を得るために、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）で画像を取得する領域を指定して、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）が領域の画像を読み出す命令を含む信号を、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）に送信し、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ（１）は、画像処理部（６）で指定された領域の画像を読み出して画像処理部（６）へ送信する。
【００１４】
上記の移動物体は、車両であり、所定の情報は、車両が所定の領域に侵入したことの検知、車番、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである。
【００１５】
上記の移移動物体は、車両であり、所定の情報は、画像内の車両の数、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである。
【００１６】
上記の移動物体は、侵入者または侵入車両であり、所定の情報は、侵入者または進入車両の特徴量、侵入者または進入車両の移動方向、侵入者または進入車両の速度の少なくともいずれかである。侵入者または進入車両の特徴量は、侵入者の顔、体型、服装のいずれか、車両の車種、色のいずれかを含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
添付図面を参照して、本発明による移動物体撮影装置および監視装置の実施の形態を以下に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の移動物体撮影装置を使用した、通行料金自動課金システムの例が説明される。
【００１９】
図１に、車両検知・車番認識のための非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を具備した車両の通行料金自動課金システム（いわゆるＥＴＣ）の例が示される。通行料金自動課金システム（いわゆるＥＴＣ）などでは、移動している車両１２を検知し、その車両のナンバープレートに記載されている車番を撮影して認識する場合がある。
通行料金自動課金システムは、車両１２を検知することにより、通行料金自動課金のための通信の開始、通信の有無の確認等をする。また、通行料金自動課金システムは、車番認識をすることにより、課金対象車両の認証や、課金できなかった車両の特定等をする。
【００２０】
本発明の通行料金自動課金システムは、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１、制御装置２、無線アンテナ３、ガントリ４、照明５、記憶装置９、を具備する。通行料金自動課金システムは、ネットワーク１０と接続され、中央制御装置１１と通信して、課金情報の送信、課金する車両１２の認証、課金可否の確認等を行うこともできる。
【００２１】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、道路１３の上方に設置され車両検知や車番認識のための撮影をする。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、撮影した画像を制御装置２の画像処理部６へ送信する。
【００２２】
ＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）カメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定すれば、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、および、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を検知、追跡するのに好ましい。
【００２３】
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に判別可能に撮影することができる。
【００２４】
制御装置２は、画像処理部６、無線通信部７、課金部８を具備する。制御装置２は、記憶装置９と接続され、必要な情報を記録、呼び出しすることができる。また、制御装置２は、ネットワーク１０を通じて中央制御装置１１と通信することができる。
【００２５】
画像処理部６は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１が撮影した画像を処理して、画像中の移動物体の抽出、移動物体が車両であることの判定、所定の範囲に車両１２が進入したことの検知、車両１２のサイズの特定、および車番の認識をする。
画像処理部６は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が撮影された画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用することができる。
画像処理部６は、記憶装置９に記憶されている車両の特徴量と撮影された移動物体の特徴量を比較して、移動物体が車両であることを判定する。さらに、画像処理部６は、記憶装置９に記憶されている車両の特徴量と検知された車両の特徴量を比較して、車両のサイズや車種を特定することができる。車両の特徴量は、車両の大きさや形である。
画像処理部６は、画像中の車両の位置から、所定の範囲に車両１２が進入したことを検知する。
画像処理部６は、車両のナンバープレートの位置を認識し、ナンバープレートの文字を認識することにより、車番を認識する。文字認識は、好適な公知技術が使用される。
【００２６】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、受光素子にランダムにアクセスすることが可能なので、画像処理部６は、画像中の読み出す範囲の指定、高解像度と低解像度の撮影切替、単位時間の画像撮影数であるフレームレートの変更等をすることができる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部６は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部６は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する場合がある。
【００２７】
無線通信部７は、無線アンテナ３を介して車両１２に搭載された車載器との通信を行う。無線通信部７は、車載器と通信することにより、車両１２の認証、課金情報を含む情報の送受信を行う。通信方法や車両の認証方法は、好適な公知の技術が使用される。
【００２８】
課金部８は、無線通信部７での通信内容から課金の金額の算出を行い、カードの引き落とし情報等を作成し、無線通信部７から無線アンテナ３を介して車載器へ、および中央制御装置１１へ送信する。
通行料金自動課金システムの課金方法は、好適な公知の技術が使用される。
【００２９】
無線アンテナ３は、車両１２に設置される車載器と通信に使用される。
ガントリ４は、道路１３上に非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１および無線アンテナ３を設置するために設置される。本実施の形態のガントリ４は、門型であるが、門型に限定されない。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１および無線アンテナ３は、車両１２の撮影や車両１２との通信をすることができる場所に設置されれば、道路１３上方に設置される例に限定されない。
【００３０】
照明５は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１が撮影可能な照度を得られるように道路１３の撮影部分を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、撮影用の照明として連続光が使用されるので、照明５は撮影の瞬間に同期して大出力をすストロボなどを使用する必要はない。照明５は、連続光の電灯が、周囲の照度に合わせて、制御されて使用される場合がある。
【００３１】
記憶装置９は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置２は、記憶装置９から必要な情報を読み出すことができる。記憶装置９には、通行した車両の認証番号、通信情報、課金情報、認証された車番、課金されなかった車両情報、画像などが記憶される場合がある。
【００３２】
本実施の形態の車両の通行料金自動課金システムに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると以下のメリットがある。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、必要な照度があれば、移動物体をぼけなく撮影することが可能なため、車両検知・車番認識の精度が向上する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、受光素子にランダムアクセスすることが可能なので、撮影する画素数によりフレームレートを変更でき、フレームレートを速くすれば車両検知精度が向上する。さらにフレームレートを遅くして高解像度画像を撮影すれば、もしくは必要な部分を限定して画像を高解像度で撮影すれば、車番認識の精度が向上する。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ価格が安い、また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔にできる。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影が可能である。
【００３３】
（実施の形態２）
本実施の形態２では、本発明の移動物体撮影装置を使用した交通量計測システムの例が説明される。
【００３４】
図２に、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１を具備した交通量計測システムの例が示される。交通量計測システムでは、路上の所定の範囲を撮影し、路上を通行している車両を検出して、車両の数、車両の移動速度等を検出する。
交通量計測システムが検出した車両の数、車両の移動速度を含む情報が、事故情報や渋滞情報を含む交通情報の提供や交通規制に使用される場合がある。
【００３５】
本発明の交通量計測システムは、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１、制御装置２２、記憶装置２３を具備する。交通量計測システムは、ネットワーク２６と接続され、中央交通センタ２７と通信して、車両の数、車両の移動速度を含む情報を送信する。
【００３６】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、所定の道路領域を撮影するように設置され、道路上を撮影する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、撮影した画像を制御装置２２の画像処理部２４へ送信する。交通量計測システムで使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、実施の形態１で説明された車両検知・車番認識に使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１より、広範囲を撮影するように設置される場合がある。
【００３７】
ＣＭＯＳカメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、もしくは、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を撮影、追跡するのに好ましい。
【００３８】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に撮影することができる。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、必要な照度があれば、車両などの移動物体をぼけなく撮影できる。
【００３９】
制御装置２２は、画像処理部２４、車両カウント部２５を具備する。制御装置２２は、記憶装置２３と接続され必要な情報を記録、呼び出しすることができる。また、制御装置２２は、ネットワーク２６を通じて中央交通センタ２７と通信することができる。
【００４０】
画像処理部２４は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影した画像を処理して、画像内の車両の検知、車両のサイズ、車種の特定をすることができる。
画像処理部２４は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が写っている画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較し、違いを抽出することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用することができる。
画像処理部２４は、記憶装置２３に記憶されている車両の特徴量と移動物体の特徴量を比較することで、移動物体が車両であることを判定する。さらに、画像処理部２４は、記憶装置２３に記憶されている車両の特徴量と撮影された車両の特徴量を比較して、車両のサイズや車種を特定することができる。車両の特徴量は、車両の大きさや形である。
【００４１】
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部２４は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部２４は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する場合がある。
【００４２】
車両カウント部２５は、画像処理部２４で処理した画像中の車両の数をカクントすることにより通行量を算出する。また、画像処理部２４で算出された車両の速度から、平均的な車両の流れの情報を所定の基準に基づいて作成する。
車両カウント部２５は、所定の時間ごとに、通行量や平均的な車両の速度を算出する場合もある。
【００４３】
照明２８は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影可能な照度を得られるように道路の撮影部分を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、蓄積型カメラより低い照度でも撮影可能なので、通常の道路用照明が使用される場合もある。
【００４４】
記憶装置２３は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置２２は、記憶装置２３から必要な情報を読み出すことができる。記憶装置２３には、通行した車両の数、車種毎の数、車両の速度、画像などが記憶される場合がある。
【００４５】
図３に、交通量計測システムで使用される非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１が撮影した画像の例が示される。
交通量計測システムでは、一つのカメラで数十メートルから数百メートルの範囲の道路が撮影される場合がある。このような範囲では、画面中に高輝度と低輝度の場所が混在する事が多い。露出調整の必要な蓄積型カメラでは、輝度の高い所に露出を合わせると輝度の低い箇所が黒くなってしまい、輝度の低い所に露出を合わせると輝度の高い箇所が白くなってしまう。具体的には、光の当っている路上３１と建物３４の影３２の部分では輝度が異なり、蓄積型カメラでは両方の領域にある車両３３を一画像で撮影することができない場合がある。一画像で全体を撮影できなければ、交通量計測システムが正確に車両数をカウントできない場合がある。
【００４６】
本発明では、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１を使用しているため、絞り調整等が不要なため安定した画像を撮影でき、広いダイナミックレンジを有するため一画像で輝度の高い所、輝度の低い所を撮影することができる。
【００４７】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ、価格が安い。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔になる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ２１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影ができるので、通常の道路照明程度で撮影ができる場合がある。このため広い範囲を撮影する場合に好ましい。
【００４８】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の移動物体撮影装置を使用した、監視システムの例が説明される。
【００４９】
図４に、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を具備した停泊中の船舶５０の監視システムの例が示される。監視システムは、所定の範囲を撮影し、侵入した人間５２、車両５１、動物（以下、侵入者等）などを検出し、必要に応じて警報などを発信する。
本実施例では、停泊中の船舶５０に侵入する侵入者等を監視する例が説明されるが、船舶５０の監視に限定されず、ビルなどの建物の内部および外部、工場、田畑、道路、特定の領域などの監視にも使用可能である。
【００５０】
本発明の監視システムは、複数の非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１、制御装置４２、記憶装置４３、警報装置４４、モニタ４５を具備する。監視システムは、ネットワーク（図示なし）と接続され、中央監視センタ（図示なし）と通信して、侵入者等の情報を送信する場合がある。
【００５１】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、事前に設定された所定の領域を撮影するように設置される。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、撮影した画像を制御装置４２の画像処理部４６へ送信する。本実施例では、複数の非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が、決められた所定の領域を撮影している。
【００５２】
ＣＭＯＳカメラが具備するイメージセンサには、フォトダイオード、アンプを具備する受光素子が複数配置されている。
さらに、ＣＭＯＳカメラは行列方向に複数配列された受光素子に、ランダムにアクセスすることが可能である。具体的には、受光素子のアドレスを指定することで、自由に撮影可能範囲の一部分、ライン毎、または、ラインの一部の読み出しが可能である。さらに、ＣＭＯＳカメラでは読み出す画面の大きさや画素数に応じて、単位時間当りの撮像数であるフレームレートが変化する。従って、解像度を下げたり、画像範囲を小さくすれば画像取込速度が速くなる、すなわちフレームレートが速くなる特性を持つ。フレームレートが速くなると、単位時間あたりに撮影できる画像数が増加し、移動物体を検知、追跡するのに好ましい。
【００５３】
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、ストロボより弱い連続光で撮影が可能であること、電子シャッタ等の複雑な機構を必要としないこと、などのメリットがある。
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、広いダイナミックレンジを有することにより、画像内の輝度の差が大きい場合でも、輝度の異なる複数の箇所を一画像に撮影することができる。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、必要な照度があれば、移動物体をぼけなく撮影できる。
非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、各受光素子の撮影時間が異なるため移動物体を撮影すると、移動速度に応じて移動物体の画像に歪みが生じる。この歪により、移動物体の移動方向や速度を算出することができる。
複数の領域で、移動物体を追跡する場合、移動物体の移動方向や速度を算出することが、カメラの切替をする場合に好ましい。
【００５４】
制御装置４２は、画像処理部４６、判断部４７を具備する。制御装置４２は、記憶装置４３と接続され必要な情報を記録、呼び出しすることができる。
また、制御装置４２は、画像処理部４６で処理した画像をモニタ４５に送信する。さらに、制御装置４２は、判断部４７で侵入者等がいると判断した場合、警報装置４４に警報を鳴らしたり、必要な通知をするよう送信することができる。
【００５５】
画像処理部４６は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影した画像を処理して、画像内の移動物体の検知をすることができる。
画像処理部４６は、画像中の移動物体の抽出を、移動物体が写っている画像と移動物体が写っていない背景だけの画像とを比較し、相違点を抽出することで行うことができる。その他、移動物体の抽出には、好適な公知技術を使用してもよい。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１で移動物体を撮影する場合、歪みが発生することがあるので、画像処理部４６は、画像の歪みの補正をする機能を有する場合がある。
また、画像処理部４６は、画像中の移動物体の追跡、移動物体の移動量や歪み量から移動物体の速度の算出、歪みの形状から移動物体の移動方向を検出する機能を有する。
【００５６】
判断部４７は、画像処理部４６で処理した画像中の移動物体が、侵入者等であるか判断する。具体的には、光の方向や雲による影の変化や風による木の揺れ等の画像の変化と、侵入者等とを区別する。判断部４７は、記憶装置に記憶されている侵入者等の特徴量との比較、移動物体の画面上の位置、移動速度などにより侵入者等を判断する。侵入者等の特徴量は、大きさ、形、動きに例示される。
【００５７】
記憶装置４３は、ハードティスクなどに代表され、必要なデータを記録する。また、制御装置４２は、記憶装置４３から必要な情報を読み出すことができる。
【００５８】
警報装置４４は、制御装置４２からの信号により、警報を鳴らす、もしくは、監視員に通報する。
モニタ４５は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影した画像を表示し、監視員が侵入者等を確認することができる。
【００５９】
監視システムでは、広い領域が撮影される場合がある。このような領域では、画面中に照明されている高輝度と、照明されていない低輝度の場所が混在する場合がある。露出調整の必要な蓄積型カメラでは、輝度の高い所に露出を合わせると輝度の低い箇所が黒くなってしまい、輝度の低い所に露出を合わせると輝度の高い箇所が白くなってしまい、対象を一画像で判別可能に撮影できない場合がある。具体的には、照明５３によって明るい部分と照明５３から遠い部分とでは輝度が異なり、蓄積型カメラでは、照明５３に露出を合わせると照明から遠い暗い箇所は、露出が足りず黒くなってしまう。全体を撮影できなければ、正確に監視できない場合がある。
【００６０】
本発明では、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を使用しているため、広いダイナミックレンジにより、絞り調整等が不要な安定した画像を撮影でき、一画像で輝度の高い所、輝度の低い所を撮影することができる。
【００６１】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、電子シャッタや絞りがなく構造が簡潔で、かつ、価格が安い。さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１を使用すると、ストロボとシャッタの同期の必要がなく、回路構造が簡潔にできる。
さらに、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、蓄積型カメラに比べ、低い照度の連続照明で撮影ができるので、通常の照明程度で撮影ができる場合がある。
【００６２】
照明５３は、夜間などに非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１が撮影可能な照度を得られるように監視領域を照明する。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、低い照度でも撮影可能なので、通常の照明が使用される場合がある。
【００６３】
さらに、監視システムでは、複数のカメラで複数の領域を撮影する場合がある。非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１では、移動物体の画像に歪みが発生し、歪みから移動物体の移動方向や速度を算出することができるので、移動物体の追跡やカメラの切替をすることができる。
【００６４】
また、非蓄積型ＣＭＯＳカメラ４１は、受光素子にランダムにアクセスすることができるので、侵入者等を検知するときには、画素数が少なく全体を速いフレームレートで撮影し、侵入者等を検知した場合は、必要な部分の解像度を上げて、侵入者等を識別できるように撮影することができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の移動物体撮影装置は、非蓄積型ＣＭＯＳカメラを使用して撮影範囲内の移動物体を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、車両の通行料金自動課金システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、交通量計測システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、交通量計測システムで撮影される画像の例を示す図である。
【図４】図４は、監視システムの例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
２ 制御装置
３ 無線アンテナ
４ ガントリ
５ 照明
６ 画像処理部
７ 無線通信部
８ 課金部
９ 記憶装置
１０ ネットワーク
１１ 中央制御装置
１２ 車両
１３ 道路
２１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
２２ 制御装置
２３ 記憶装置
２４ 画像処理部
２５ 車両カウント部
２６ ネットワーク
２７ 中央交通センタ
２８ 照明
３０ 画像
３１ （輝度の高い）路上
３２ （輝度の低い）路上
３３ 車両
３４ 建物
４１ 非蓄積型ＣＭＯＳカメラ
４２ 制御装置
４３ 記憶装置
４４ 警報装置
４５ モニタ
４６ 画像処理部
４７ 判断部
５０ 船舶
５１ 侵入車
５２ 侵入者
５３ 照明
Claims (6)
- 非蓄積型ＣＭＯＳカメラと、
画像処理部と、を具備し、
前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、所定の範囲内の移動物体を撮影し、撮影した画像を前記画像処理部に送信し、
前記画像処理部は、前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラが撮影した画像中の移動物体を検知し、前記移動物体の画像から所定の情報を抽出する、
移動物体撮影装置。 - さらに、連続的に照明する照明装置を具備する、
請求項１に記載された移動物体撮影装置。 - さらに、前記画像処理部は、認識した前記移動物体の画像から所定の情報を得るために、前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラで画像を取得する領域を指定して、前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラが前記領域の画像を読み出す命令を含む信号を、前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラに送信し、
前記非蓄積型ＣＭＯＳカメラは、前記画像処理部で指定された前記領域の画像を読み出して前記画像処理部へ送信する、
請求項１または２のいずれかに記載された移動物体撮影装置。 - 前記移動物体は、車両であり、
前記所定の情報は、車両が所定の領域に侵入したことの検知、車番、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである、
請求項１〜３のいずれかに記載された移動物体撮影装置。 - 前記移動物体は、車両であり、
前記所定の情報は、画像内の車両の数、車種、車型、車速、進行方向の少なくともいずれかである、
請求項１〜３のいずれかに記載された移動物体撮影装置。 - 前記移動物体は、侵入者または侵入車両であり、
前記所定の情報は、侵入者または進入車両の特徴量、侵入者または進入車両の移動方向、侵入者または進入車両の速度の少なくともいずれかである、
請求項１〜３のいずれかに記載された移動物体撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002256101A JP2004096509A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 移動物体撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002256101A JP2004096509A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 移動物体撮影装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004096509A true JP2004096509A (ja) | 2004-03-25 |
Family
ID=32061408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002256101A Withdrawn JP2004096509A (ja) | 2002-08-30 | 2002-08-30 | 移動物体撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007043386A (ja) * | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Olympus Corp | 電子撮像装置、電子撮像装置の制御方法及び画像処理装置 |
| JP2014146928A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Saxa Inc | 撮影装置及び撮影システム |
| WO2015012219A1 (ja) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | 株式会社東芝 | 車両監視装置、および車両監視方法 |
-
2002
- 2002-08-30 JP JP2002256101A patent/JP2004096509A/ja not_active Withdrawn
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| US9875413B2 (en) | 2013-07-22 | 2018-01-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Vehicle monitoring apparatus and vehicle monitoring method |
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