JP2004282163A

JP2004282163A - カメラ、監視画像生成方法、プログラム、監視システム

Info

Publication number: JP2004282163A
Application number: JP2003067120A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kamiyama; 雅之上山
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子を観察することを可能にするカメラ、監視画像生成方法、プログラム、監視システムを提供する。
【解決手段】注視モードにおいて、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有するレンズ２０１を用いて動体を撮影する。そして、再配置画像生成部２０７１は、この動体をレンズ２０１の中心領域で捉えるようにして、その動体が大きく写った画像を生成するとともに、この中心領域と周辺領域の一部または全部とで捉えてなる画像を生成し、これらの画像を１の画像に合成する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視対象領域に侵入した物体を発見し追尾するカメラ、監視画像生成方法、プログラム及び監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、短焦点レンズを備える複数の撮像装置により撮影した複数の広視野画像を、１枚の合成画像に合成するとともに、この合成画像の中から所望の領域の画像を選択し、この画像を表示装置に表示する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、魚眼レンズを用いて被写体を撮像する撮像システムにおいて、歪みの少ない画像を得ることを目的として、ＣＣＤにより出力された画像に対し、画素の位置を変換する処理を施すことで、歪みを補正する撮像システムが知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、中心窩ミラーを用いて被写体を撮像する撮像装置において、歪みのない画像を得ることを目的として、原画像（中心窩ミラーの反射光をセンサにより受光して出力された画像）に対し、画素の位置を変換する処理を施すことで、原画像の歪みを補正する撮像装置が知られている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２０５８１７号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４２７７３号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４１５６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、１の表示画面で、特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子も観察することのできる技術が求められている。
【０００７】
この点において、特許文献１にあっては、広い視野を有する画像を得ることはできるが、短焦点レンズを用いて撮影しているため、得られる合成画像の解像度はそれほど高いものではなく、特定の対象を詳細に観察することは困難であった。
【０００８】
また、特許文献２にあっては、単に、歪みが補正された画像を得るために、ＣＣＤにより出力された画像に対して画素の位置を変換する処理を施すものであるため、特許文献１と同様、魚眼レンズを用いて撮影しているため、得られる合成画像は全領域に亘って解像度がそれほど高いものではなく、特定の対象を詳細に観察することは困難であった。
【０００９】
さらに、特許文献３にあっては、中心窩ミラーを用いて被写体を撮像するため、該中心窩ミラーの中心部位で比較的高い解像度を有する画像が生成されるが、単に、歪みが補正された画像を得るべく、原画像に対し画素の位置を変換する処理を施すものであるため、この得られた画像では、特定の対象を高精細な画像で詳細に観察しながら、その対象の周囲の様子を観察することは困難である。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子を観察することを可能にするカメラ、監視画像生成方法、プログラム、監視システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系と、前記光学系により結像された被写体の光像を光電変換する撮像部と、前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成する画像生成部と備えることを特徴とするカメラである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系により結像された被写体の光像を撮像部により光電変換し、前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成することを特徴とする監視画像生成方法である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系と、前記光学系により結像された被写体の光像を光電変換する撮像部とを備えるカメラに、前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成する画像生成部としての機能を搭載するためのプログラムである。
【００１４】
請求項１，３，４の発明によれば、光学系は、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有するため、この光学系により結像された光像は、中心領域により投影された被写体の光像が、周辺領域により投影された被写体の光像に比して拡大されたものとなり、撮像部の出力信号に係る画像は、周辺側に位置する被写体に比して中心側に位置する被写体が大きく写った画像となる。
【００１５】
そして、画像生成部により、撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により投影されてなる第１の画像と、周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを１の画像に合成した合成画像が生成される。
【００１６】
したがって、特定の対象の光像を中心領域により撮像部に投影することにより、上記第１の画像として、その対象が相対的に大きく写った画像が得られるとともに、周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより上記対象とその周囲の光像を撮像部に投影することにより、上記第２の画像として、対象とその周囲が写った画像が得られる。
【００１７】
その結果、対象が相対的に大きく写った画像と、対象及びその周囲が写った画像とが合成された１の合成画像により、特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子を観察することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカメラにおいて、前記撮像部の出力信号に係る画像から一部の画素を抽出し、この抽出した画素から該画素の位置を変換するための複数の画素位置変換パターンを記憶する記憶部を備え、前記画像生成部は、前記記憶部に記憶された複数の画素位置変換パターンの中から一の画素位置変換パターンを選択し、その選択した画素位置変換パターンを用いて前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記合成画像を生成することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、画像生成部は、前記撮像部の出力信号に係る画像から一部の画素を抽出し、この抽出した画素から該画素の位置を変換して前記合成画像を生成するとともに、前記記憶部に記憶された複数の画素位置変換パターンの中から一の画素位置変換パターンを選択し、その選択した画素位置変換パターンを用いて前記撮像部の出力信号に係る画像から、画像から前記合成画像を生成するようにしたので、第１の画像、第２の画像及び合成画像について、例えば画素数や写し出す領域が異なる画像を得ることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載のカメラと、前記変換パターンの切換えコマンドを入力する操作部を備えたコントローラとが、それぞれ備えられた通信部により通信ネットワークを介して互いに通信可能に構成されてなり、前記コントローラにおいて入力された前記変換パターンの切換えコマンドが前記通信部により前記カメラに送信されると、前記カメラにおいて前記通信部により前記切換えコマンドが受信され、この切換えコマンドに基づいて変換パターンが切換えられることを特徴とする監視システムである。
【００２１】
この発明によれば、カメラとコントローラとを通信部により通信ネットワークを介して互いに通信可能に構成し、コントローラにおいて入力された変換パターンの切換えコマンドが通信部によりカメラに送信されると、カメラにおいて通信部により切換えコマンドが受信され、この切換えコマンドに基づいて変換パターンが切換えられるように構成したので、コントローラからの遠隔操作により、変換パターンの切換え、延いては第１の画像、第２の画像及び合成画像について、画素数や写し出す領域等が異なる画像に切り替えることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の監視システムの構成図である。
【００２４】
図１に示すように、監視システム１は、所定の監視対象領域を撮影する監視カメラ２と、パーソナルコンピュータや携帯電話などのコントローラ３とが通信ネットワークを介して接続されてなる。
【００２５】
監視システム１においては、監視カメラ２により上記監視対象領域が撮影されると、その画像のデータが監視カメラ２から通信ネットワークを介してコントローラ３に送信される一方、コントローラ３において、監視カメラ２に対する何らかの要求が入力されると、その要求を示す情報（以下、要求情報という）が、コントローラ３から通信ネットワークを介して監視カメラ２に送信され、監視カメラ２は、その要求情報に基づき動作する。
【００２６】
なお、この要求として、例えば、監視カメラ２との通信のコネクションを確立する要求や、監視カメラ２から送信される画像データの切換えの要求等がある。
【００２７】
これにより、コントローラ３の表示部３２（図１４参照）において、監視カメラ２により撮影された画像を視認することができるとともに、監視カメラ２の動作を遠隔で操作することができる。
【００２８】
監視カメラ２とコントローラ３とを通信可能に接続する通信ネットワークは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の無線通信規格により構築され、または電波や赤外線などの伝送媒体を利用した無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）や、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）の規格により構築されたＬＡＮ等からなる。
【００２９】
図２は、監視システム１において使用される監視カメラ２の構成図である。
【００３０】
図２に示すように、監視カメラ２は、カメラ２１、Ｕ字型に屈曲した枠体２２、カメラ２１の光軸（監視方向）Ｌを上下方向（以下、チルト方向という）に移動させるギヤードモータ２３及びカメラ２１の光軸Ｌを左右方向（以下、パン方向という）に移動させるギヤードモータ２４を備えて構成されている。
【００３１】
カメラ２１は、左右の側面に突設されたチルト方向の回転軸２５をＵ字型枠体２２の側面２２Ａ，２２Ａ’に穿設された孔２２Ｂに貫通させてＵ字型枠体２２に取り付けられ、側面２２Ａを貫通して突出された回転軸２５の先端にはギヤードモータ２３の出力軸が取り付けられている。Ｕ字型枠体２２の下面中央には、パン方向の回転軸２６が下方向に突設され、この回転軸２６の先端に上記ギヤードモータ２４の出力軸が取り付けられている。
【００３２】
ギヤードモータ２３は枠体２２に固定され、該枠体２２と一体的にパン方向に回動可能に構成され、ギヤードモータ２４は図略のカメラ本体に固定されている。
【００３３】
上記の構成において、ギヤードモータ２４を回転駆動すると、Ｕ字型枠体２２が回転軸２６の周りに回転し、これによりカメラ２１の光軸Ｌがパン方向に移動し、ギヤードモータ２３を回転駆動すると、カメラ２１が回転軸２５の周りに回転し、これによりカメラ２１の光軸Ｌがチルト方向に移動する。
【００３４】
なお、以下の説明において、カメラ２１の光軸Ｌがパン方向に移動する監視カメラ２の動作をパン動作、チルト方向に移動する監視カメラ２の動作をチルト動作という。
【００３５】
監視カメラ２には、監視対象領域を撮影するための光学系として、以下に説明する特性を備えたレンズ２０１（図５参照）が採用されている。
【００３６】
図３（ａ）は、レンズ２０１の歪曲収差・画角特性を示すグラフであり、横軸は百分率で示す歪曲収差Ｘであり、縦軸は度（°）単位で示す画角θである。図３（ｂ）は、画角・像高特性を示すグラフであり、横軸は画角θであり、縦軸は像高Ｙである。
【００３７】
図３（ａ）に示すように、レンズ２０１は、画角θが小さい領域では、歪曲収差Ｘが所定値Ｘｉであり、画角θがその領域を超えると急激に大きくなるという特性を有する。
【００３８】
ここで、歪曲収差Ｘにおける所定値Ｘｉは、レンズ２０１の中心領域を透過した被写体の光像による画像を人間が見た場合において相似形の歪みのない自然な画像に見える値であり、例えばＸｉ＝約３％（このとき、θｉ＝約８°）である。勿論、所定値Ｘｉを３％以下の値、例えば約２％や約１％に設定したとしても、人間の見た目では相似形の歪みのない自然な画像に見える。
【００３９】
なお、図３（ａ）は、約５０度の半画角で約−７０％の歪曲収差を有するレンズ２０１の特性を示している。
【００４０】
この特性により、図３（ｂ）に示すように、レンズ２０１に結像される光像の高さ（以下、像高という）Ｙは、画角θが小さい領域（図３（ｂ）に示す点線より左側の領域）では、画角θに対して像高Ｙは、略線形であって、画角θの単位変化に対する変化量は大きい。
【００４１】
一方、画角θが大きい領域（図３（ｂ）に示す点線より右側の領域）では、画角θに対して像高Ｙは、非線形であって、画角θの単位変化に対する変化量は、画角θの増大に伴って徐々に小さくなり、像高Ｙは、略一定値となる。
【００４２】
換言すれば、画角θが小さい領域では解像度が高く、画角θが大きい領域では解像度が低くなる。
【００４３】
そして、レンズ２０１の曲率半径等を適切に設定することで、レンズ２０１は、大きな像高Ｙが得られるレンズ２０１の中心領域（「画角θが小さい領域」に相当）と同等のズーム倍率を、このレンズ２０１の代わりに通常のレンズを用いて得る場合に比して、広い視野を有するとともに、この広い視野を有するレンズ２０１の周辺領域（「画角θが大きい領域」に相当）と同等の視野を、このレンズ２０１の代わりに通常のレンズを用いて得る場合に比して、レンズ２０１の中心領域で被写体の光像を大きく投影する。
【００４４】
この意味で、以下の説明においては、レンズ２０１の中心領域を望遠領域、周辺領域を広角領域というものとする。
【００４５】
本実施形態では、レンズ２０１として、望遠領域が３５ｍｍカメラに換算して焦点距離ｆが８０ｍｍ、広角領域が３５ｍｍカメラに換算して焦点距離ｆが１６ｍｍに相当する中心窩レンズと呼ばれるレンズが採用されているが、これに限定されるものではない。
【００４６】
中心窩レンズは、視野における中心領域（望遠領域に相当）で画像を拡大し、その周辺領域（広角領域に相当）で画像を圧縮する機能を有するレンズであり、広い視野、望遠領域での高解像度及び望遠領域でひずみの目立たない自然な画像が得られる等の特徴を有する。
【００４７】
なお、上記にいう通常のレンズとは、像高Ｙ、焦点距離ｆ、画角θの関係が、Ｙ＝ｆ・ｔａｎθで表されるレンズのことをいう。
【００４８】
以上のような特性を有するレンズ２０１を用いて撮影を行うことにより、撮影画像は、例えば図４に示すように、レンズ２０１の広角領域に対応する部分が、広い領域の被写体が圧縮されたものとなる一方、レンズ２０１の望遠領域に対応する部分が、中心部分に位置する被写体がその周辺部分に位置する被写体に比して拡大されたものとなる。
【００４９】
したがって、監視カメラ２は、撮影領域のうち中心部分を高い解像度で撮影しつつ、広い領域を撮影することができるものである。なお、この撮影画像のうち、望遠領域によって大きく拡大された部分の画像を望遠画像というものとする。
【００５０】
本実施形態における監視カメラ２は、このレンズ２０１の特性を利用した２つの動作モードを備えている。
【００５１】
すなわち、上述したように、レンズ２０１は、広い視野を有していることから、この広い視野を利用して、該視野内における動体の有無を監視する待機モードと、レンズ２０１の望遠領域により被写体の光像が大きく投影され、その結果、解像度の高い画像が得られることから、待機モード中に動体を検出すると、この動体をできるだけレンズ２０１の望遠領域で捉えて高い解像度で撮影すべく、カメラのパン動作及びチルト動作を行いつつ、該動体を追尾する注視モードとを有している。
【００５２】
図５は、監視カメラ２の構成を示すブロック図である。
【００５３】
監視カメラ２は、レンズ２０１、撮像素子２０２、信号処理部２０３、Ａ／Ｄ変換部２０４、画像処理部２０５、画像メモリ２０６、制御部２０７、駆動部２０８、画像記憶部２０９及び通信Ｉ／Ｆ部２１０を備えて構成されている。
【００５４】
レンズ２０１は、上述した中心窩レンズに相当するものである。
【００５５】
撮像素子２０２は、例えばフォトダイオード等の複数の光電変換素子がマトリックス状に２次元配列され、各光電変換素子の受光面に、それぞれＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色フィルタが１：２：１の比率で配設されてなるＣＣＤカラーエリアセンサである。撮像素子２０２は、レンズ２０１により結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）各色成分のアナログの電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として出力する。なお、撮像素子２０２は、モノクロの撮像素子でもよい。
【００５６】
撮像素子２０２は、図略のタイミングジェネレータ等により、撮像素子２０２の露出動作の開始及び終了や、撮像素子２０２における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
【００５７】
信号処理部２０３は、撮像素子２０２から出力されるアナログの画像信号に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理部２０３は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路により画像信号のレベル調整を行う。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換部２０４は、信号処理部２０３により出力されたアナログのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号を、複数のビットからなるデジタルの画像信号（以下、デジタル信号という）にそれぞれ変換するものである。
【００５９】
画像処理部２０５は、Ａ／Ｄ変換部２０４によりＡ／Ｄ変換されたＲ，Ｇ，Ｂの各デジタル信号に、黒レベルを基準の黒レベルに補正する黒レベル補正、光源に応じた白の基準に基づいて、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分のデジタル信号のレベル変換を行うホワイトバランス、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のデジタル信号のγ特性を補正するγ補正を行うものである。
【００６０】
以下、画像処理部２０５による処理が施された信号を元画像データ、元画像データを構成する各画素の画素データを元画素データ、元画像データに係る画像を元画像という。なお、本実施形態においては、各色の元画像データは、１２８０（個）×１０２４（個）の画素の画素データをそれぞれ有してなる。
【００６１】
画像メモリ２０６は、画像処理部２０５から出力される画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し制御部２０７により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリである。
【００６２】
ここで、元画像データの画像メモリ２０６への記録方法について説明する。
【００６３】
図６に示すように、画像メモリ２０６の記録領域のうち、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の元画像データの各記録領域を仮想的に２次元座標系でそれぞれ表し、この２次元座標系の格子点上に、各画素データを配置するものとする。なお、図６は、１の色についての２次元座標系のみ示している。
【００６４】
このとき、図６に示すように、各色の元画素データは、各色について、上側の行から下側の行に向かう方向（矢印Ａ方向）であって、各行において、左側から右側に向かう方向（矢印Ｂ方向）に順に画像メモリ２０６に記録される。
【００６５】
すなわち、Ｒ（赤）の元画素データについて、座標（０，０）に配置される画素の画素データが記録されるアドレスをａｄｄｒＲ０と表すとともに、各色の元画像において、座標（ｕ，ｖ）（ｕ＝０〜１２７９，ｖ＝０〜１０２３）に配置される画素の画素データの値をＲ（ｕ，ｖ），Ｇ（ｕ，ｖ），Ｂ（ｕ，ｖ）と表すものとする。
【００６６】
このとき、図６、図７に示すように、画像メモリ２０６の記録領域のアドレスａｄｄｒ（Ｒ０＋１）にＲ（１，０），ａｄｄｒ（Ｒ０＋２）にＲ（２，０），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋１２８０）にＲ（０，１），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋１３１０７１９）にＲ（１２７９，１０２３）というように、Ｒ（赤）の元画素データが順に記録される。
【００６７】
これを一般的に表すと、各色の元画像がそれぞれＸ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の画素を有しているものとすると、Ｒ（赤）の元画像データにおいて、座標（ｕ，ｖ）に配置される画素の画素データは、画像メモリ２０６の記録領域のアドレスａｄｄｒ（Ｒ０＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録される。
【００６８】
また、Ｇ（緑）の元画像データについて、座標（０，０）に配置される画素の画素データが記録されるアドレスをａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ）と表すものとすると、Ｒ（赤）の場合と同様に、図６、図７に示すように、画像メモリ２０６の記録領域のａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋１）にＧ（１，０），ａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋２）にＧ（２，０），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋１２８０）にＧ（０，１），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋１３１０７１９）にＧ（１２７９，１０２３）、・・・というように、Ｇ（緑）の画素データが順に記録される。
【００６９】
これを一般的に表すと、Ｇ（緑）の元画像データにおいて、座標（ｕ，ｖ）に配置される画素の画素データは、ａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録される。なお、「ｏｆｆｓｅｔ」は、Ｒ（赤）の元画像の画素数、またはそれ以上の整数を示すもので、Ｒ（赤）の元画像データが記録される記録領域の後ろに、Ｇ（緑）の元画像データが記録されることを意味する。
【００７０】
同様に、Ｂ（青）の元画像データについて、座標（０，０）に配置される画素の画素データが記録されるアドレスをａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ）と表すものとすると、Ｒ（赤）の場合と同様に、図６、図７に示すように、画像メモリ２０６の記録領域のａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋１）にＢ（１，０），ａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋２）にＢ（２，０），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋１２８０）にＢ（０，１），…，ａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋１３１０７１９）にＢ（１２７９，１０２３）、・・・というように、Ｂ（青）の画素データが順に記録される。
【００７１】
これを一般的に表すと、Ｂ（青）の元画像データにおいて、座標（ｕ，ｖ）に配置される画素の画素データは、ａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録される。
【００７２】
駆動部２０８は、ギヤードモータ２３，２４を含んでなり、制御部２０７からの指令により、監視カメラ２１の光軸Ｌをパン方向及びチルト方向に駆動するものである。
【００７３】
画像記憶部２０９は、ハードディスクなどからなり、制御部２０７の後述する記録画像生成部２０７７により生成された画像ファイルを保存するものである。
【００７４】
通信Ｉ／Ｆ部２１０は、無線ＬＡＮの規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの規格やＥｔｈｅｒｎｅｔの規格等に準拠したインターフェースであり、コントローラ３への画像データの送信や、該コントローラ３からの要求情報の受信等を行うものである。
【００７５】
制御部２０７は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭからなる記憶部（後述する記憶部２０７８）が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、上述したカメラ２１及びカメラ本体内の各部材の駆動を有機的に制御して、監視カメラ２の撮影動作を統括的に制御するものである。
【００７６】
制御部２０７は、機能的に、画像再配置処理部２０７１、動体検出部２０７２、モード切替制御部２０７３、電源制御部２０７４、撮像制御部２０７５、駆動制御部２０７６、記録画像生成部２０７７、通信制御部２０７８及び記憶部２０７９を備える。
【００７７】
ここで、上述したように、元画像は全体的に歪みが生じているため、この元画像のデータをコントローラ３にそのまま送信するように構成すると、コントローラ３の表示部３２には、歪みの生じた画像が表示されるため、画像の良好な視認性（肉眼で画像を見たときの自然な見た目）が得られない。
【００７８】
また、元画像データは比較的情報量が多いため、監視カメラ２とコントローラ３との間で行われる画像データの通信に時間を要し、コントローラ３の表示部３２における画像の表示処理を、例えば１／３０（秒）毎に行われる撮像素子２０２の撮像動作に同期させることができない虞がある。
【００７９】
このような不具合を解消するため、画像再配置処理部２０７１は、レンズ２０１を用いて撮影したことで生じた歪みが補正され、且つ、元画像に対し画素数が縮小された再配置画像を生成する処理（以下、再配置処理という）を行うものである。なお、本実施形態においては、再配置画像の画素数を６４０（個）×４８０（個）とする。
【００８０】
画像再配置処理部２０７１は、記憶部２０７９に予め記憶されている後述の複数の変換テーブルＴの中から、監視カメラ２の動作モード（待機モード及び注視モード）等に応じた適切な変換テーブルＴを選択した上で、この変換テーブルＴを用いて、元画像の一部の画素を抽出し、この抽出した画素で１の画像（再配置画像）を生成すべくその抽出画素を配置して、この再配置画像の画像データを、画像メモリ２０６における元画像の画像データと異なる記憶領域に記録する。
【００８１】
この再配置処理において、元画像から抽出する対象の画素は、待機モードにおいては、レンズ２０１の広角領域の一部又は全部と望遠領域により捉えられてなる画像の画素であり、注視モードにおいては（後述する図１０（ｂ）に示す画像を生成する場合においては）、望遠領域により捉えられてなる画像の画素である。
【００８２】
ここで、再配置処理を説明するにあたり、図６の場合と同様、図８に示すように、画像メモリ２０６の記録領域のうち、再配置画像におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画像データの各記録領域を仮想的に２次元座標系でそれぞれ表し、この２次元座標系の格子点上に、抽出した画素を配置して再配置画像を生成するものとする。
【００８３】
なお、再配置処理を行うために設定した２次元座標系と、元画像を記録するために設定した上記の２次元座標系とを区別するため、再配置処理を行うために設定した２次元座標系を再配置座標系という。また、図８は、１の色についての２次元座標系のみ示している。
【００８４】
図９は、Ｒ（赤）の画像についての変換テーブルＴを示したものである。
【００８５】
図９に示すように、変換テーブルＴは、再配置座標系の各座標（Ｉ，Ｊ）（Ｉ＝０〜６３９，Ｊ＝０〜４７９）に、画像メモリ２０６に記録された元画素データのうち、どのアドレスの画素データに係る画素を配置するかを示したものである。
【００８６】
図９に示す変換テーブルＴにおいて、ａｄｄｒＲ（ｉ，ｊ）は、Ｒ（赤）の再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）に配置するＲ（赤）の元画素データが記録されているアドレスを示す。例えば、Ｒ（赤）の再配置座標系における座標（０，０）には、Ｒ（赤）の元画素データに係る画素のうち、画像メモリ２０６の記録領域におけるａｄｄｒＲ（０，０）に記録された画素データに係る画素を配置することを示している。
【００８７】
ここで、元画像がＸ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の画素を有しているものとすると、例えばＲ（赤）の元画像データにおいて、座標（ｕ，ｖ）に位置する画素の画素データは、ａｄｄｒ（Ｒ０＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録される旨を上述したが、元画像に対して設定された２次元座標系における座標（ｕ，ｖ）に位置する画素が、再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）に配置されるものとすると、ａｄｄｒＲ（ｉ，ｊ）は、ａｄｄｒ（Ｒ０＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に対応する。
【００８８】
また、これと同様に、ａｄｄｒＧ（ｉ，ｊ）が、Ｇ（緑）の再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）に配置するＧ（緑）の元画素データが記録されているアドレスを示すものとすると、Ｇ（緑）の再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）には、Ｇ（緑）の元画素データに係る画素のうち、画像メモリ２０６の記録領域におけるａｄｄｒＧ（ｉ，ｊ）、すなわちａｄｄｒ（Ｒ０＋ｏｆｆｓｅｔ＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録された画素データに係る画素を配置する。
【００８９】
また、これと同様に、ａｄｄｒＢ（ｉ，ｊ）が、Ｂ（青）の再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）に配置するＢ（青）の元画素データが記録されているアドレスを示すものとすると、Ｂ（青）の再配置座標系における座標（ｉ，ｊ）には、Ｂ（青）の元画素データに係る画素のうち、画像メモリ２０６の記録領域におけるａｄｄｒＢ（ｉ，ｊ）、すなわちａｄｄｒ（Ｒ０＋２×ｏｆｆｓｅｔ＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録された画素データに係る画素を配置する。
【００９０】
このように、本実施形態における変換テーブルＴは、各色について、元画像における１２８０（個）×１０２４（個）の画素のうち一部の画素を抽出して、再配置座標系の６４０（個）×４８０（個）の格子点に配置する方法を定めたものである。
【００９１】
したがって、変換テーブルＴに記録するアドレスを適宜設定することにより、図４に示す元画像から、例えば図１０（ａ）に示すように、元画像に生じた歪みを補正し、且つ、元画像に対して画素数を縮小した再配置画像が生成される。
【００９２】
本実施形態では、上述したように、複数の異なる変換テーブルが予め設定されており、画像再配置処理部２０７１は、監視カメラ２の動作モード（待機モード又は注視モード）やコントローラ３からの指示等に応じた変換テーブルＴを選択して再配置処理を行う。
【００９３】
例えば、画像再配置処理部２０７１は、待機モードにおいては、広い領域が写った再配置画像を生成する変換テーブルＴ１を選択し、この変換テーブルＴ１を用いて、例えば図１０（ａ）に示すように、元画像全体から、比較的広い領域が写った再配置画像を生成する。以下、この再配置画像を広角画像という。
【００９４】
一方、画像再配置処理部２０７１は、注視モードにおいては、元画像のうち中心部分の画像（レンズ２０１の望遠領域で捉えられてなる画像）を抽出するとともに、動体が大きく写った再配置画像を生成する変換テーブルＴ２を選択し、この変換テーブルＴ２を用いて、図１０（ｂ）に示すように、抽出した画素データから、待機モードにおいて生成される再配置画像に比して動体が拡大された再配置画像を生成する。以下、この再配置画像を注視画像という。
【００９５】
これにより、各動作モードにおいて生成された再配置画像をコントローラ３に送信したときに、該コントローラ３の操作者は、その表示部３２において、待機モードでは広い領域を監視することができる一方、注視モードでは、動体の特徴を正確に把握することができる。
【００９６】
さらに、注視モードにおいては、図１０（ｃ），（ｄ）に示すように、２種類の画像を有してなる一の画像を生成するための変換テーブルＴ３，Ｔ４が備えられている。
【００９７】
画像再配置処理部２０７１は、後述するように、コントローラ３から変換テーブルＴ３が指定されると、この変換テーブルＴ３を用いて、図１０（ｃ）に示すように、図１０（ａ），（ｂ）に示す各再配置画像をそれぞれ縮小した画像を、所定の間隔を介して上下に配置してなる一の再配置画像を生成する。
【００９８】
また、監視カメラ２において、動体をレンズ２０１の望遠領域で捉えられないと判断された場合には、画像再配置処理部２０７１は、変換テーブルＴ４を選択し、図１０（ｄ）に示すように、図１０（ｃ）の上側の画像に比し動体が含まれる領域まで写し出す領域を広げた上で縮小した画像と、図１０（ａ）に示す再配置画像の一部の画像とを、所定の間隔を介して上下に配置してなる一の再配置画像を生成する。
【００９９】
これにより、図１０（ａ）に示す広角画像や図１０（ｂ）に示す注視画像は、コントローラ３の表示部３２（図１４参照）において択一的に表示されるため、両画像を視認する際には、操作部３１による表示切替え操作が要求されるが、図１０（ｃ），（ｄ）に示すような２種類の画像を同時に表示することにより、コントローラ３の使用者に、操作部３１による広角画像と注視画像との表示切替え操作の負担を与えることなく、より確実な監視を行うことができる。
【０１００】
なお、図１０（ｃ），（ｄ）に示す「ＳＥ」，「Ｅ」，「ＮＥ」は、監視カメラ２の方向を示すものである。
【０１０１】
動体検出部２０７２は、元画像に基づいて、以下に説明する時間差分処理を用いて動体を検出するものである。
【０１０２】
時間差分処理は、比較的短い所定の時間を隔てて撮影された複数の画像の差分を算出して、変化のあった領域（変化領域という）を検出する処理である。
【０１０３】
図１１に示すように、動体検出部２０７２は、現在の画像５１０と、現在の画像５１０よりも過去に撮影された画像５１１と、画像５１１よりもさらに過去に撮影された画像５１２の３つの画像を用いて変化領域の抽出を行う。
【０１０４】
画像５１０には、移動する物体（動体）が表された領域５１３が含まれる。ただし、画像５１０からは、動体が表された領域５１３を抽出することができない。
【０１０５】
画像５１１には、動体が表された領域５１４が含まれる。領域５１３及び領域５１４には、同一の物体が表されているが、撮影された時点が異なるため、画像５１０，５１１中での位置が異なる。画像５１０と画像５１１との差分をとることにより、差分画像５２０が求められる。差分画像５２０には、領域５１３と領域５１４とが含まれる。差分画像５２０中の領域５１３は、動体が表された領域であり、画像５１０が撮影された時点における位置に存在する。差分画像５２０中の領域５１４は、移動する物体が表された領域であり、画像５１１が撮影された時点における位置に存在する。画像５１０と画像５１２との差分画像５２１が求められる。差分画像５２１には、領域５１３と領域５１５とが含まれる。差分画像５２１中の領域５１３は、動体が表された領域であり、画像５１０が撮影された時点における位置に存在する。差分画像５２１中の領域５１５は、動体が表された領域であり、画像５１２が撮影された時点における位置に存在する。
【０１０６】
次に、差分画像５２０と差分画像５２１との論理積をとると、画像５３０が求められる。これにより、画像５３０には、画像５１０が撮影された時点における動体が表された領域５１３のみが含まれる。
【０１０７】
モード切替制御部２０７３は、監視カメラ２を予め定められた姿勢（初期姿勢という）に固定し、監視対象領域全体を撮影する待機モードと、監視カメラ２を該動体に追尾させる注視モードとの間でモードの切替えを行うものである。
【０１０８】
モード切替制御部２０７３は、待機モード中に動体が検出されると、その動体の特徴を詳細に監視するため、注視モードに切り替える一方、この注視モードにおいて、監視対象領域を広く監視すべき以下の注視モード終了条件を満たすと、待機モードに切り替える。
【０１０９】
本実施形態においては、注視モードから待機モードにモードを切り替える注視モード終了条件として、▲１▼動体が視野範囲外に移動した、▲２▼動体が視野範囲内で停止し、所定時間が経過した、▲３▼注視モードに切り替わってから所定時間が経過した、の３つの条件が備えられており、これらの条件のうちいずれかの条件を満たすと、注視モードから待機モードに切り替えられる。
【０１１０】
動体が視野範囲外に移動したという条件（条件▲１▼）を、注視モードから待機モードにモードを切り替える注視モード終了条件としているのは、動体が監視対象領域から退去したと考えられるからである。
【０１１１】
動体が視野範囲内で停止し、所定時間が経過したという条件（条件▲２▼）を注視モード終了条件としているのは、動体であった注視対象物の動きが所定時間停止している場合には、注視対象物の動きが比較的長い時間停止するものと考えられ、そのような注視対象物を視野が狭い注視モードで執拗に注視すると、他の動体を見逃す虞があるからである。
【０１１２】
注視モードに切り替わってから所定時間が経過したという条件（条件▲３▼）を注視モード終了条件としているのは、条件▲２▼の場合と同様、視野が狭い注視モードで一つの注視対象物を執拗に注視すると、他の動体を見逃す虞があるとともに、画像記憶部２０９の記録容量を有効に使用するためである。
【０１１３】
なお、モード切替制御部２０７３は、コントローラ３から、通信のコネクションを確立する要求が行われると、コネクションの確立後、コントローラ３からの各種の要求、例えば監視カメラ２の姿勢を変更する要求等を受け付けるリモコンモードに設定し、このリモコンモードにおいて、コントローラ３から所定時間何の要求もなされないときには、リモコンモードが解除される。
【０１１４】
電源制御部２０７４は、監視カメラ２に備えられる図略の電源スイッチの操作を受けて、監視カメラ２の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御するとともに、省エネルギーを図るため、待機モードにおいて、ギヤードモータ２３，２４等の駆動部２０８や通信Ｉ／Ｆ部２１０等への予備電源の供給を制限するものである。
【０１１５】
撮像制御部２０７５は、待機モードにおいては、撮像素子２０２に例えば１／３０（秒）毎に撮像を行わせる一方、注視モードにおいては、その時間間隔より短い時間間隔で撮像素子２０２に撮像を行わせるものである。
【０１１６】
注視モードにおける撮像素子２０２の撮像動作の時間間隔を待機モードより短くするのは、動体の動きをきめ細かく監視するためであり、待機モードにおける撮像素子２０２の撮像動作の時間間隔を比較的長くすることで、広角画像より重要度の高い注視画像を画像記憶部２０９に記憶させることができなくなるのを防止又は抑制することができる。
【０１１７】
駆動制御部２０７６は、駆動部２０８におけるギヤードモータ２３，２４の回転駆動を制御するものである。駆動制御部２０７６は、待機モードにおいては、駆動部２０８のギヤードモータ２３，２４による回転駆動を停止させ、監視カメラ２を初期姿勢に固定する一方、注視モードにおいては、監視カメラ２に動体を追尾させるべく、ギヤードモータ２３，２４を回転駆動させる。
【０１１８】
記録画像生成部２０７７は、再配置画像の画素データにＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）方式による所定の圧縮処理を施して圧縮画像データを生成し、この圧縮画像データに、撮影画像に関する情報（メタデータや圧縮率等の情報）を付加した画像ファイルを画像記憶部２０９に記録するものである。
【０１１９】
本実施形態においては、監視カメラ２の動作モード（待機モード及び注視モード）に応じた２種類の圧縮率を有しており、注視モードでは、動体の詳細な特徴に関する情報が得られるように、比較的小さい圧縮率で圧縮する。
【０１２０】
一方、待機モードでは、動体を検出できる程度であれば画像にそれほど高い解像度は要求されず、また、広角画像より重要度の高い注視画像を画像記憶部２０９に記憶させることができなくなるのを防止又は抑制するため、注視モードにおける圧縮率より大きい圧縮率で圧縮する。
【０１２１】
なお、メタデータは、一般的に、数多くのデータの中から目的のデータ（本実施形態では、監視カメラ２により撮影された画像のデータ）を探し出すための、該データを示す情報を記述したデータをいい、このデータを画像データに付加することで、画像記憶部２０９に記憶されている複数の画像の中から所望の画像を検索することが容易に行える。
【０１２２】
通信制御部２０７８は、コントローラ３との通信コネクションの確立処理及び切断処理を行うとともに、画像メモリ２０６から通信Ｉ／Ｆ部２１０への画像データ等の転送を制御するものである。
【０１２３】
記憶部２０７９は、上述したように、再配置画像処理部２０７１により再配置画像を生成するための複数の変換テーブルＴを有している。変換テーブルＴは、元画像に生じている歪みの補正や画素数及び撮影領域の大きさの変更を行うために、元画像から抽出した画素の画素データをどのように配置するかを予め定めたものである。
【０１２４】
以下、変換テーブルＴの生成方法について説明する。
【０１２５】
図１２（ａ）に示すように、元画像の画素数をＭ（個）×Ｎ（個）、図１２（ｂ）に示すように、再配置画像の画素数をＫ（個）×Ｌ（個）として、再配置画像における任意の画素（以下、注目画素Ｂという、座標Ｂ（ｉ，ｊ））に対応する元画像の画素Ｑの座標（ｕ，ｖ）を求める。
【０１２６】
まず、図１２（ｂ）に示すように、再配置画像において、該画像の中心Ａ（Ｋ／２，Ｌ／２）から注目画素Ｂまでの距離ｄ（ｄｘ：ｘ成分、ｄｙ：ｙ成分）は、
ｄｘ＝（Ｋ／２−ｉ） …（１）
ｄｙ＝（Ｌ／２−ｊ） …（２）
ｄ＝√（ｄｘ^２＋ｄｙ^２） …（３）
により、
ｄ＝√｛（Ｋ／２−ｉ）^２＋（Ｌ／２−ｊ）^２｝ …（４）
となる。
【０１２７】
また、像高Ｙ、焦点距離ｆ、画角θの関係が、Ｙ＝ｆ・ｔａｎθで表される通常のレンズを用いて、図１２（ｂ）に示す再配置画像を撮影したと仮定した場合に、該再配置画像における座標（ｉ，ｊ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角φは、元画像における座標（ｕ，ｖ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角と同じである。
【０１２８】
したがって、再配置画像の水平方向の画角をα（ｒａｄ）とすると、再配置画像における座標（ｉ，ｊ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角φは、図１３（ａ）〜（ｃ）から判るように、
ｆ＝（Ｋ／２）／ｔａｎ（α／２） …（５）
ｔａｎφ＝ｄ／ｆ …（６）
が成り立ち、
φ＝ｔａｎ^−１｛ｄ／（Ｋ／２）／ｔａｎ（α／２）｝ …（７）
となる。
【０１２９】
そして、元画像において、その中心Ｐ（Ｍ／２，Ｎ／２）から座標Ｑ（ｕ，ｖ）までの距離（像高）をｈとすると、距離ｈは、式（７）で求めた入射角φをパラメータとする関数
ｈ＝ｆ（φ） …（７）
として表される。この関数は、レンズ２０１の曲率半径などに応じて定まるものである。
【０１３０】
一方、図１２（ａ），（ｂ）から判るように、
ｈ：ｄ＝（ｕ−Ｍ／２）：ｄｘ …（８）
ｈ：ｄ＝（ｖ−Ｎ／２）：ｄｙ …（９）
が成り立ち、式（８），（９）から
ｕ＝Ｍ／２＋ｈ×（ｄｘ／ｄ） …（１０）
ｖ＝Ｎ／２＋ｈ×（ｄｙ／ｄ） …（１１）
となる。
【０１３１】
したがって、式（７），（１０），（１１）とから、座標（ｉ，ｊ）に位置する画素データに対応する、元画像における画素データの座標（ｕ，ｖ）を求めることができる。
【０１３２】
このようにして求められた元画像における座標（ｕ，ｖ）に位置する画素の画素データは、画像メモリ２０６のアドレスａｄｄｒ（Ｒ０＋Ｍ×ｖ＋ｕ）に記録されており、画像再配置処理部２０７１により変換テーブルＴ（図９参照）を用いて再配置画像を生成する際、変換テーブルＴに記録されているアドレスａｄｄｒ（ｉ，ｊ）に、このアドレスａｄｄｒ（Ｒ０＋Ｍ×ｖ＋ｕ）の画素データが配置される。
【０１３３】
一方、コントローラ３は、図１４に示すように、操作部３１と、表示部３２と、制御部３３と、通信Ｉ／Ｆ部３４とを備える。
【０１３４】
操作部３１は、パン動作及びチルト動作、あるいは画像データの記録や送信等、監視カメラ２に対する各種の指示を行うためのコマンド（以下、指示コマンドという）を入力するためのものであり、コントローラ３がパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）の場合には、キーボードやマウスに相当し、携帯電話の場合には、プッシュボタンに相当する。
【０１３５】
表示部３２は、監視カメラ２から通信ネットワークを介して送信された画像データに係る画像等を表示するものであり、コントローラ３がＰＣの場合には、モニタに相当し、携帯電話の場合には、例えば液晶表示部に対応する。
【０１３６】
制御部３３は、例えば制御プログラムを記憶するＲＯＭ１２１や一時的にデータを記憶するＲＡＭ１２２が内蔵されたマイクロコンピュータからなり、操作部３２、表示部３２及び通信Ｉ／Ｆ部３４を有機的に制御して、コントローラ３の動作を統括制御するものである。
【０１３７】
また、制御部３３は、操作部３１により監視カメラ２に対する所定の指示が入力されると、その指示に対応する指示コマンドを生成し、該指示コマンドを通信Ｉ／Ｆ部３４に送出するコマンド生成部３３１を有する。
【０１３８】
指示コマンドには、監視カメラ２との通信のコネクションを確立すべく、通信処理を要求するコマンド、監視カメラ２のパン動作及びチルト動作を指示するコマンド、監視カメラ２の画像記憶部２０９に記録された画像のデータの送信を要求するコマンド、例えば図１０（ｂ）に示す画像と図１０（ｃ）に示す画像との間で、表示部３２の表示画像を切り替えるべく、送信する画像データの切り替えを要求するコマンド、監視カメラ２との通信のコネクションを切断すべく通信処理を要求するコマンド等が含まれる。
【０１３９】
通信Ｉ／Ｆ部３４は、無線ＬＡＮの規格、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの規格やＥｔｈｅｒｎｅｔの規格等に準拠したインターフェースであり、監視カメラ２からの画像データの受信や、監視カメラ２への指示コマンドの送信等を行う。
【０１４０】
次に、本実施形態に係る監視カメラ２による監視処理について説明する。なお、以下の説明においては、説明の簡単化のため、監視カメラ１に対するコントローラ３からの遠隔操作は、待機モードにおいてのみ受け付けられるものとする。
【０１４１】
図１５は、待機モードにおける一連の監視処理を示すフローチャートであり、図１６は、監視対象の部屋のコーナに監視カメラ２を設置した場合の該監視カメラ２の動作を説明するための図である。
【０１４２】
図１５に示すように、待機モードにおいては、まず、駆動制御部２０７６によりギヤードモータ２３，２４が制御され、図１６（ａ）に示すように、監視カメラ２が監視対象領域全体を監視領域とする初期姿勢にセットされる（ステップ♯１）。
【０１４３】
その後、省エネルギーを図るべく、電源制御部２０７４により、節電モードに設定され、ギヤードモータ２３，２４等への給電が制限される（ステップ♯２）とともに、撮像素子２０２の撮像動作により撮影された画像の画像データが画像記憶部２０９に記録されつつ、動体検出部２０７２により、動体の検出動作が開始される（ステップ♯３）。
【０１４４】
また、変換テーブルＴ１を用いて、例えば図１０（ａ）に示すように、広い領域が写った再配置画像が生成され（ステップ♯４）、画像記憶部２０９に記録される（ステップ♯５）。
【０１４５】
そして、動体が検出されない間（ステップ♯ ６でＮＯ）に、通信Ｉ／Ｆ部２１０によりコントローラ３から通信の接続要求に係る情報が受信される（ステップ♯７でＹＥＳ）と、通信制御部２０７８により、コントローラ３との通信コネクションの確立処理が行われる（ステップ♯８）。
【０１４６】
ここでは、通信制御部２０７８により、コントローラ３から通信の接続要求に係る情報を受信した旨を示す受理情報が生成され、通信Ｉ／Ｆ部２１０により、その受理情報がコントローラ３に送信されることで、コントローラ３との通信コネクションが確立される。
【０１４７】
コントローラ３との間で通信のコネクションが確立されると、電源制御部２０７４により節電モードが解除された（ステップ♯９）後、コントローラ３からの要求を受け付けるリモコンモードとなる。
【０１４８】
リモコンモードにおいては、監視カメラ２は、例えばパン動作及びチルト動作や画像データの送信等、コントローラ３から要求が行われる（ステップ♯１０でＹＥＳ）と、この要求に応じた動作が行われる（ステップ♯１１）。
【０１４９】
すなわち、通信Ｉ／Ｆ部２１０により、パンチルトコマンドが受信されると、駆動制御部２０７６によりこのコマンドにしたがってパン動作及びチルト動作が制御され、記録画像送信コマンドが受信されると、通信制御部２０７８及び通信Ｉ／Ｆ部２１０によりこのコマンドにしたがって画像記憶部２０９に記録された画像データの送信が行われる。
【０１５０】
また、画像切換えコマンドが受信されると、画像再配置処理部２０７１によりこのコマンドにしたがって変換テーブルＴの切換えが行われ、接続終了コマンドが送信されると、通信制御部２０７８によりこのコマンドにしたがってコントローラ３との通信の接続が切断される。なお、本実施形態では、上述したように、注視モードにおいて、再配置画像を生成する際に用いる変換テーブルが切替可能となっているので、ここで切替られた変換テーブルとは、注視モードで再配置画像を生成するための変換テーブルを指す。
【０１５１】
一方、リモコンモードとなってから所定時間が経過してもコントローラ３から何の要求もなされないとき（ステップ♯１０でＮＯ、♯１２でＹＥＳ）には、ステップ♯２の処理に戻る。
【０１５２】
また、動体が検出されない間（ステップ♯６でＮＯ）に、通信Ｉ／Ｆ部２１０によりコントローラ３から通信の接続要求に係る情報が受信されない場合（ステップ♯７でＮＯ）には、ステップ♯６に戻る。
【０１５３】
ステップ♯６において、動体検出部２０７２により動体が検出される（ステップ♯６でＹＥＳ）と、電源制御部２０７４により節電モードが解除された（ステップ♯１３）後、モード切替制御部２０７３により監視カメラ２の動作モードが注視モードに切り替えられる（ステップ♯１４）。
【０１５４】
図１７は、注視モードにおける一連の監視処理を示すフローチャートである。
【０１５５】
注視モードにおいては、まず、撮像素子２０２の撮像動作により撮影された画像の画像データを画像記憶部２０９に記録しつつ、動体検出部２０７２による動体の検出動作が開始される（ステップ♯２０）。
【０１５６】
そして、動体検出部２０７２により動体が検出される（ステップ♯２１でＹＥＳ）と、駆動制御部２０７６によるギヤードモータ２３，２４の動作制御、すなわち監視カメラ２のパン動作及びチルト動作が開始される（ステップ♯２２）。
【０１５７】
例えば、図１６（ｂ）の矢印Ｐに示すように移動する動体が出現すると、図１６（ａ）に示す初期姿勢から監視カメラ２を矢印Ｑの方向に駆動する。
【０１５８】
そして、監視カメラ２のパン動作及びチルト動作を行って、望遠領域で動体を捉えることができた場合（ステップ♯２３でＹＥＳ）には、変換テーブルＴ２又はＴ３を用いて、例えば図１０（ｂ）や図１０（ｃ）に示すように、動体が比較的大きく写った再配置画像が生成される（ステップ♯２４）。
【０１５９】
一方、監視カメラ２のパン動作及びチルト動作が動体の移動に追従できず、望遠領域で動体を捉えることができない場合（ステップ♯２３でＮＯ）には、図１０（ｄ）に示すように、変換テーブルＴ４を用いて、図１０（ｂ），（ｃ）の画像に比し、この動体が含まれる領域まで写し出す領域を広げた再配置画像が生成される（ステップ♯２５）。
【０１６０】
そして、記録画像生成部２０７７によりステップ♯２４または♯２５で生成された再配置画像のデータが画像記憶部２０９に記録されるとともに、通信制御部２０７８により、その画像データが通信Ｉ／Ｆ部２１０を介してコントローラ３に送信される（ステップ♯２６）。
【０１６１】
その後、モード切替制御部２０７３により、例えば動体の位置が注視対象領域外となったり、監視カメラ２が注視モードに切り換わってから所定時間が経過したりするなどの注視モード終了条件を満たすか否かが判定され（ステップ♯２７）、注視モード終了条件を満たさない間（ステップ♯２７でＮＯ）は、ステップ♯２０〜ステップ♯２６までの処理が繰り返し行われる。
【０１６２】
一方、注視モード終了条件を満たす（ステップ♯２７でＹＥＳ）と、駆動制御部２０７６及び駆動部２０８により、監視カメラ２が初期姿勢にリセットされた（ステップ♯２８）後、モード切替制御部２０７３により、待機モードに切り換えられる（ステップ♯２９）。
【０１６３】
このように、注視モードにおいて、注視画像、又は動体が含まれる領域まで写し出す領域を広げた上で縮小した画像と広角画像との２種類の画像を有してなる一の画像を生成するようにしたので、２種類の画像を同時に表示することにより、コントローラ３の使用者に、操作部３１による広角画像と注視画像等との表示切替え操作の負担を与えることなく、１の表示画面（コントローラ３の表示部３２）で、特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子を観察することができる。
【０１６４】
また、元画像から一部の画素を抽出し、この抽出した画素から該画素の位置を変換して上記合成画像を生成するための複数の変換パターンの中から一の画素位置変換パターンを選択し、その選択した変換パターンを用いて前記撮像部の出力信号に係る画像から、画像から前記合成画像を生成するようにしたので、合成画像及び該合成画像における広角画像や注視画像等について、画素数や写し出す領域が異なる種々の画像を得ることができる。
【０１６５】
また、コントローラ３に、変換テーブルの切替えを指示する指示コマンドを生成するコマンド生成部３３１を備え、コントローラ３及び監視カメラ２の通信Ｉ／Ｆ部２１０，３４により、コントローラ３から監視カメラ２に指示コマンドが送信されると、監視カメラ２において、変換テーブルが切替えられるようにしたので、変換テーブル、延いては表示画像の切替えをコントローラ３から遠隔的に行うことができる。
【０１６６】
なお、上述した本発明の実施形態には、特許請求の範囲に記載した発明以外にも、以下の付記に示す発明を含む。
【０１６７】
［付記］中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系と、前記光学系により結像された被写体の光像を光電変換する撮像部とを備えるカメラに、
前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成する画像生成部としての機能を搭載するためのプログラムが記録された、前記カメラにより読取可能な記録媒体。
【０１６８】
【発明の効果】
請求項１，３，４の発明によれば、中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系を用いて、特定の対象の光像を中心領域により撮像部に投影して、その対象が相対的に大きく写った画像を得るとともに、周辺領域の一部または全部と中心領域とにより上記対象とその周囲の光像を撮像部に投影して、対象とその周囲が写った画像を得て、これらの画像を合成した合成画像を生成したので、この合成画像を所定の表示装置に表示したときに、特定の対象を詳細に観察しながらその対象の周囲の様子を観察することができる。
【０１６９】
請求項２に記載の発明によれば、画像生成部は、前記撮像部の出力信号に係る画像から一部の画素を抽出し、この抽出した画素から該画素の位置を変換して前記合成画像を生成するとともに、前記記憶部に記憶された複数の画素位置変換パターンの中から一の画素位置変換パターンを選択し、その選択した画素位置変換パターンを用いて前記撮像部の出力信号に係る画像から、画像から前記合成画像を生成するようにしたので、第１の画像、第２の画像及び合成画像について、例えば画素数や写し出す領域が異なる画像を得ることができる。
【０１７０】
請求項５に記載の発明によれば、カメラとコントローラとを通信部により通信ネットワークを介して互いに通信可能に構成し、コントローラにおいて入力された変換パターンの切換えコマンドが通信部によりカメラに送信されると、カメラにおいて通信部により切換えコマンドが受信され、この切換えコマンドに基づいて変換パターンが切換えられるように構成したので、コントローラからの遠隔操作により、変換パターンの切換え、延いては第１の画像、第２の画像及び合成画像について、画素数や写し出す領域等が異なる画像に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る監視システムの構成図である。
【図２】監視システムにおいて使用される監視カメラの構成図である。
【図３】監視カメラに採用されるレンズの特性を示す図である。
【図４】監視カメラで撮影を行って得られた画像の一例を示す図である。
【図５】監視カメラの制御ブロック図である。
【図６】元画像データを画像メモリ記録する方法を説明するための図である。
【図７】画像メモリ２０６の記録領域のアドレスとこのアドレスに記録される元画素データとを説明するための図である。
【図８】画像メモリ２０６の記録領域のアドレスとこのアドレスに記録される再配置画像の画像データとを説明するための図である。
【図９】Ｒ（赤）の画像についての変換テーブルＴを示したものである。
【図１０】再配置画像の一例を示す図である。
【図１１】動体検出部による動体検出動作の説明図である。
【図１２】変換テーブルの生成方法の説明図である。
【図１３】同じく変換テーブルの生成方法の説明図である。
【図１４】コントローラの制御ブロック図である。
【図１５】待機モードにおける一連の監視処理を示すフローチャートである。
【図１６】監視対象の部屋のコーナに監視カメラを設置した場合の該監視カメラの動作を説明するための図である。
【図１７】注視モードにおける一連の監視処理を示すフローチャートである。
【図１８】背景画像差分処理において用いられる背景画像を説明するための図である。
【符号の説明】
１監視システム
２監視カメラ
３コントローラ
３１操作部
３２表示部
３３制御部
３３１コマンド生成部
２０１レンズ
２０２撮像素子
２０５画像処理部
２０６画像メモリ
２０７制御部
２０７１画像再配置処理部
２０７２動体検出部
２０７３モード切替制御部
２０７４電源制御部
２０７５撮像制御部
２０７６駆動制御部
２０７７記録画像生成部
２０７８通信制御部
２０７９記憶部
２０８駆動部
２０９画像記憶部
２１０通信Ｉ／Ｆ部
Ｔ１〜Ｔ４変換テーブル

Claims

中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系と、
前記光学系により結像された被写体の光像を光電変換する撮像部と、
前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成する画像生成部と
備えることを特徴とするカメラ。
前記撮像部の出力信号に係る画像から一部の画素を抽出し、この抽出した画素から該画素の位置を変換するための複数の画素位置変換パターンを記憶する記憶部を備え、前記画像生成部は、前記記憶部に記憶された複数の画素位置変換パターンの中から一の画素位置変換パターンを選択し、その選択した画素位置変換パターンを用いて前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記合成画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系により結像された被写体の光像を撮像部により光電変換し、
前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成することを特徴とする監視画像生成方法。
中心領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系と、前記光学系により結像された被写体の光像を光電変換する撮像部とを備えるカメラに、
前記撮像部の出力信号に係る画像から、前記中心領域により前記撮像部に投影されてなる第１の画像と、前記周辺領域の一部または全部と前記中心領域とにより前記撮像部に投影されてなる第２の画像とを、１の画像に合成した合成画像を生成する画像生成部としての機能を搭載するためのプログラム。
請求項１または２に記載のカメラと、前記変換パターンの切換えコマンドを入力する操作部を備えたコントローラとが、それぞれ備えられた通信部により通信ネットワークを介して互いに通信可能に構成されてなり、前記コントローラにおいて入力された前記変換パターンの切換えコマンドが前記通信部により前記カメラに送信されると、前記カメラにおいて前記通信部により前記切換えコマンドが受信され、この切換えコマンドに基づいて変換パターンが切換えられることを特徴とする監視システム。