JP2004289562A

JP2004289562A - ビデオカメラ

Info

Publication number: JP2004289562A
Application number: JP2003079886A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Okamura; 信一郎岡村; Mitsuhiko Maeda; 光彦前田; Yoshihisa Tanaka; 善久田中; Yoshiharu Akashi; 善晴明石
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-24
Also published as: JP4212391B2

Abstract

【課題】常に歪の殆どない画像を得ることが出来るビデオカメラを提供する。
【解決手段】本発明に係るビデオカメラは、撮像装置と、撮像装置を覆うカバーと、撮影動作によって得られる撮像信号に所定の画像処理を施して得られる画像信号を出力する主制御回路２２とを具えている。該主制御回路２２は、撮影動作によって得られる撮像信号に対して、撮像装置へ向かう入射光が前記カバーを透過することによって生じる撮影画像の歪パターンに応じた補正処理を施す。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ等の撮像装置が透明若しくは半透明のカバーによって覆われているビデオカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、商品の販売店や娯楽場では、商品の盗難の有無や不審者の来店の有無を監視するため、店内や場内に監視カメラが設置されている。
監視カメラとしては、撮影方向を変化させつつ撮影を行なうことが可能な監視カメラが知られており、この種の監視カメラは、図７に示す如くカメラ本体（１）と、カメラ本体（１）の動作を制御する制御装置（３）とから構成されている。尚、出願人は、カメラを水平軸回り及び垂直軸回りに回転させることが可能なビデオカメラ装置を特許出願中である（特許文献１参照）。
カメラ本体（１）から得られた撮像信号は制御装置（３）に供給されて所定の画像処理を受け、これによって得られた画像信号が、制御装置（３）に接続されたモニタ装置（図示省略）に供給される。この結果、撮影画像がモニタ装置に映し出されることになる。
【０００３】
図８は、上記監視カメラのカメラ本体（１）の構成を表わしている。
カメラ本体（１）は、ＣＣＤカメラからなる撮像装置（１１）を具えており、該撮像装置（１１）は、水平軸回りに回転可能にシャーシ（１０）に取り付けられている。シャーシ（１０）には、第１モータ（１２）が固定され、その出力軸は、２つのギア（１３）（１４）を介して、前記撮像装置（１１）の駆動軸（図示省略）に連結されている。これによって、撮像装置（１１）が水平軸回りに回転駆動される。又、ケーシング（１５）には、第２モータ（１６）が内蔵されており、その出力軸は、ギアを介してシャーシ（１０）の駆動軸に連結されている。これによって、シャーシ（１０）が垂直軸回りに回転駆動される。この様にして、撮像装置（１１）を垂直方向に１８０°回転（チルト回転）させることが可能であると共に、水平方向に３６０°回転（パン回転）させることが可能である。
前記撮像装置（１１）は、透明カバー（１７）によって覆われており、該透明カバー（１７）は、撮像装置（１１）の回転中心Ｏ１と同一の垂直線上に中心Ｏ２を有するドーム状の半球部（１７ａ）と、下方に向かって外側に拡がるテーパ部（１７ｂ）とから構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−１３５８２４号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の監視カメラの撮影方向を図９に示す如く垂直方向に設定して、複数の線模様が等間隔で施された平板（４）を撮影した場合には、平板（４）にて反射して透明カバー（１７）を通過した複数の光の間隔は、透明カバー（１７）での光の屈折率が略均一であるため、図中に破線で示す如く略等間隔となり、殆ど歪のない正常な撮影画像が得られる。
これに対し、上記監視カメラの撮影方向を、例えば図１０に示す如く水平方向に設定して前記平板（４）を撮影した場合には、平板（４）にて反射して透明カバー（１７）を通過した複数の光の間隔は、透明カバー（１７）の半球部（１７ａ）での光の屈折率とテーパ部（１７ｂ）での光の屈折率が異なるため、図１１に破線で示す如く上部と下部とで異なることとなり、１フレームの撮影画像に大きな歪が生じる問題があった。
そこで、本発明の目的は、常に歪の殆どない画像を得ることが出来るビデオカメラを提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係るビデオカメラは、撮像装置と、撮像装置を覆う透明若しくは半透明のカバーと、撮影動作によって得られる撮像信号に所定の画像処理を施して得られる画像信号を出力する画像処理回路とを具えている。そして、該画像処理回路は、撮影動作によって得られる撮像信号に対し、撮像装置へ向かう入射光が前記カバーを透過することによって生じる撮影画像の歪パターンに応じた補正処理を施す補正処理手段を具えている。
【０００７】
上記ビデオカメラの画像処理回路には、撮影画像を表示するためにモニタ装置が接続される。
本発明に係るビデオカメラにおいては、撮影動作により得られた撮像信号に対し撮影画像の歪パターンに応じた補正処理を施すので、常に歪の殆どない撮影画像をモニタ装置に表示することが出来る。
【０００８】
具体的には、撮像装置の撮影方向を変化させる駆動機構と、駆動機構の動作を制御する駆動制御回路とを具え、前記補正処理手段は、
撮像装置の撮影方向を表わす撮影方向データと、撮影画像の歪パターンに応じた補正処理関連データとの関係が格納されている関係格納手段と、
撮像装置の撮影方向を認識する手段と、
前記関係格納手段に格納されている関係に従って、前記認識された撮影方向を表わす撮影方向データから該撮影方向に応じた補正処理関連データを導出し、撮像信号に該導出した補正処理関連データを用いた補正処理を施す手段
とを具えている。
【０００９】
上記具体的構成を有するビデオカメラは、撮影方向を変化させることが可能であり、上述の如く撮像装置へ向かう入射光がカバーを通過することによって生じる撮影画像の歪パターンは、撮影方向によって異なる。そこで、撮影方向データと撮影画像の歪パターンに応じた補正処理関連データとの関係が関係格納手段に格納されており、撮影時には、該関係に従って撮影方向に応じた補正処理関連データが導出され、撮像信号に対して該補正処理関連データを用いた補正処理が施される。
上記具体的構成によれば、撮像信号に撮影方向に応じた適切な補正処理を施すことが出来るので、撮影方向に拘わらず、常に歪の殆どない撮影画像を得ることが出来る。
【００１０】
又、具体的には、前記画像処理回路は、撮影方向データと補正処理関連データとの関係を導出する関係導出手段を具え、該関係導出手段は、
所定の被写体の撮像信号について前記関係を導出する際の基準となる基準信号が格納されている基準信号格納手段と、
撮影方向を変化させるべき旨を前記駆動制御回路に指令する動作を繰り返す指令手段と、
前記指令手段の指令動作が行なわれたとき、撮影動作によって前記所定の被写体の撮像信号を取得する信号取得手段と、
前記指令手段の指令動作が行なわれたとき、撮像装置の撮影方向を認識する手段と、
信号取得手段によって撮像信号が取得されたとき、基準信号格納手段に格納されている基準信号と信号取得手段によって取得された撮像信号とを比較することによって補正処理関連データを導出するデータ導出手段と、
前記認識された複数の撮影方向を表わす複数の撮影方向データと前記導出された複数の補正処理関連データとに基づき、前記関係を導出して関係格納手段に格納する情報処理手段
とを具えている。
【００１１】
上記具体的構成においては、指令手段により、撮影方向を変化させるべき旨が駆動制御回路に指令されて撮像装置の撮影方向が変化し、撮影方向が変化した状態で、信号取得手段によって前記所定の被写体の撮像信号が取得されると共に、撮影方向認識手段によって撮影方向が認識される。そして、データ導出手段によって、基準信号と前記取得された撮像信号とを比較することにより補正処理関連データが導出される。上述の指令手段の指令動作、信号取得手段の信号取得動作、撮影方向認識手段の認識動作、及びデータ導出手段の補正処理関連データの導出動作は繰り返し実行される。
この様にして得られた複数の撮影方向データと複数の補正処理関連データとに基づいて、撮影方向データと補正処理関連データとの関係が導出される。かかる関係は、例えばテーブルや関数式によって表わされる。
上記具体的構成においては、撮影方向データと補正処理関連データとの関係を導出することが出来るので、カバーの形状に拘わらず、常に、撮像信号に対してカバーの形状に応じた適切な補正処理を施すことが出来、歪の殆どない撮影画像を得ることが出来る。又、前記関係を自動的に導出することが出来る。
【００１２】
更に具体的には、前記関係導出手段は、更に、
撮影方向を所定方向に設定すべき旨を前記駆動制御回路に指令する手段と、
前記指令動作が行なわれたとき、撮影動作によって前記所定の被写体の撮像信号を取得する手段と、
前記取得された撮像信号を前記基準信号として基準信号格納手段に格納する手段
とを具えている。
【００１３】
上記具体的構成においては、撮影方向を所定方向に設定すべき旨が駆動制御回路に指令されて、撮像装置の撮影方向が所定方向に設定される。例えば、撮影方向は、撮影画像に殆ど歪が生じない方向に設定される。そして、この状態で前記所定の被写体の撮影信号が取得され、該撮像信号が前記基準信号として基準信号格納手段に格納される。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係るビデオカメラによれば、常に歪の殆どない画像を得ることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、撮影方向を変化させつつ撮影を行なうことが可能な監視カメラに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る監視カメラは、図７に示す従来の監視カメラと同様に、カメラ本体（１）とカメラ本体（１）の動作を制御する制御装置とから構成されている。監視カメラのカメラ本体（１）は、図８に示す従来のカメラ本体と同一の構成を有しており、撮像装置（１１）を垂直方向に１８０°チルト回転させることが可能であると共に、水平方向に３６０°パン回転させることが可能である。
【００１６】
図１は、本発明に係る制御装置（２）の構成を表わしており、カメラ本体から得られた撮像信号は、Ａ／Ｄ変換回路（２１）に供給されてデジタルの撮像データに変換され、該撮像データは主制御回路（２２）に供給される。主制御回路（２２）では、供給された撮像データに後述の補正処理が施され、これによって得られた補正撮像データがＤ／Ａ変換回路（２３）に供給されてアナログの画像信号に変換された後、該画像信号が後段のモニタ装置（図示省略）に出力される。
主制御回路（２２）には、図８に示すカメラ本体の第１モータ（１２）及び第２モータ（１６）の回転を制御するモータ制御回路（２４）が接続されており、主制御回路（２２）によってモータ制御回路（２４）の動作が制御されている。
又、主制御回路（２２）には、後述の補正テーブルを格納するためのメモリ（２５）が接続されると共に、撮像データの補正処理に利用される入力画像データバッファ（２６）が接続されている。１フレーム分の撮像データは、例えば５００×５００個の画素データから構成されており、入力画像データバッファ（２６）上のアドレスは、図３に示す如く座標（Ｘ，Ｙ）によって表わされる。
【００１７】
上記主制御回路（２２）は、画素データをＹ座標データが異なる他の画素データに置換することにより撮像データに補正処理を施すものであって、撮影動作の実行に先立って、該補正処理に用いる補正テーブルを作成する。
図２は、主制御回路（２２）によって作成された補正テーブルを表わしており、該テーブルには、カメラ位置データ、補正開始位置データ及び補正量データが格納されている。カメラ位置データは、図９に示す如く撮像装置（１１）の撮影方向が垂直方向となる角度θを０°として撮像装置（１１）をチルト回転させたときの回転角度を表わし、補正開始位置データは、置換すべき複数の画素データの内、Ｙ座標データの最も小さい画素データのＹ座標データを表わしている。又、補正量データは、Ｙ座標データと画素データの移動量との関係を表わしており、Ｙ座標データを変数とする関数式によって表わされている。
【００１８】
図５は、上記制御装置（２）によって実行される補正テーブル作成手続きを表わしている。ここで、補正テーブルの作成は、図９に示す平板（４）と同様に、複数の線模様が等間隔で施された補正板を用いて行われる。
先ずステップＳ１にて、カメラ本体（１）の撮像装置の回転位置を撮影方向が図９に示す如く垂直方向となる基準位置（θ＝０）に設定した後、ステップＳ２では、前記補正板の撮像データを取得して入力画像データバッファ（２６）に格納する。
【００１９】
次にステップＳ３にて、カメラ本体（１）の撮像装置を所定の角度Δθだけチルト回転させた後、ステップＳ４では、前記補正板の撮像データを取得する。続いてステップＳ５では、前記ステップＳ２にて取得した撮像データと前記ステップＳ４にて取得した撮像データとを比較することによって補正開始位置を検出すると共に補正量データを導出し、更に撮像装置の回転位置を認識して、補正開始位置データ、補正量データ及びカメラ位置データを保持する。
ここで、カメラ本体（１）の撮像装置の撮影方向を図９に示す如く垂直方向に設定して補正板を撮影した場合には、上述の如く歪の殆どない正常な撮影画像が得られる。従って、撮像装置の回転位置を基準位置に設定した状態で得られる補正板の撮像データと、撮像装置を基準位置から回転させた状態で得られる補正板の撮像データとを比較することによって、補正開始位置を検出すると共に補正量データを導出することが出来る。補正開始位置としては、図８に示す透明カバー（１７）の半球部（１７ａ）とテーパ部（１７ｂ）の境界位置に対応する位置或いはその近傍位置が検出されることになる。
【００２０】
続いてステップＳ６では、撮像装置の回転角度θが９０°を上回るか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ３に戻って、上述の補正開始位置データ、補正量データ及びカメラ位置データの取得処理を繰り返す。
その後、撮像装置の回転角度θが９０°を上回ると、ステップＳ６にてイエスと判断されてステップＳ７に移行し、保持している複数の補正開始位置データ、補正量データ及びカメラ位置データに基づいて図２に示す如き補正テーブルを作成し、該テーブルをメモリ（２５）に格納して、手続きを終了する。
上記手続きによって、補正テーブルが作成されてメモリ（２５）に格納されることになる。
【００２１】
図６は、上記制御装置（２）によって実行される撮影処理手続きを表わしている。
先ずステップＳ１１にて、撮影開始操作が行なわれたか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ１１にて同じ判断を繰り返す一方、イエスと判断された場合には、ステップＳ１２に移行して、カメラ本体（１）から撮像信号を取得し、該撮像信号にデジタル変換処理を施して得られる撮像データを入力画像バッファ（２６）に格納した後、ステップＳ１３にて、撮像装置の回転位置を認識する。
次にステップＳ１４では、前記認識した回転位置に基づいて、図２に示す補正テーブルから該回転位置を表わすカメラ位置データに応じた補正開始位置データ及び補正量データを読み出し、ステップＳ１５では、読み出した補正開始位置データ及び補正量データに基づいて、前記撮像データに補正処理を施す。補正処理においては、Ｙ座標データが補正開始位置データ以上である各画素データを、補正量データに基づきＹ座標データから算出した値だけＹ座標データの大きい画素データに置換する。補正開始位置データがｙ_ｎである図４の例では、座標（１，ｙ_ｎ）、（２，ｙ_ｎ）・・・（５００，ｙ_ｎ）の画素データがそれぞれ、Ｙ座標データｙ_ｎに応じた大きさだけＹ座標データの大きい座標（１，ｙ_ａ）、（２，ｙ_ａ）・・・（５００，ｙ_ａ）の画素データに置換され、座標（１，ｙ_ｎ＋１）、（２，ｙ_ｎ＋１）・・・（５００，ｙ_ｎ＋１）の画素データがそれぞれ、Ｙ座標データｙ_ｎ＋１に応じた大きさだけＹ座標データの大きい座標（１，ｙ_ｂ）、（２，ｙ_ｂ）・・・（５００，ｙ_ｂ）の画素データに置換される。そして、Ｙ座標データがｙ_ｎ＋２以上の画素データについても同様に、各画素データがＹ座標データに応じた大きさだけＹ座標データの大きい画素データに置換される。この様にして、撮像データに補正処理が施される。
続いてステップＳ１６では、上述の補正処理によって得られた補正撮像データをアナログの画像信号に変換してモニタ装置に出力する。この結果、撮影画像がモニタ装置に映し出されることになる。
最後にステップＳ１７では、撮影終了操作が行なわれたか否かを判断し、ノーと判断された場合は、ステップＳ１２に戻って上述の撮影処理を繰り返す。その後、撮影終了操作が行なわれたとき、ステップＳ１７にてイエスと判断されて手続きを終了する。
上記手続きによって、図８に示す透明カバー（１７）のテーパ部（１７ｂ）を通して撮影された画像部分がＹ軸方向に縮小された撮影画像がモニタ装置に表示されることになる。
【００２２】
本発明に係る監視カメラにおいては、上述の如く、透明カバー（１７）のテーパ部（１７ｂ）を通して撮影された画像部分をＹ軸方向に縮小補正するので、撮影方向に拘わらず、常に歪の殆どない撮影画像をモニタ装置に表示することが出来る。
又、補正処理に用いられる図２に示す如き補正テーブルを作成することが出来るので、カメラ本体（１）のカバーを前記透明カバー（１７）とは形状の異なる他のカバーに変更した場合であっても、該カバーに応じた新たな補正テーブルを作成すれば、撮像データに対して該カバーに応じた適切な補正処理を施すことが出来、歪の殆どない撮影画像をモニタ装置に表示することが出来る。
更に、前記補正テーブルを自動的に作成することが出来る。
【００２３】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、本発明を、撮影方向を変化させつつ撮影を行なうことが可能な監視カメラに実施しているが、これに限らず、撮影方向が固定されているカメラ等、その他の周知のビデオカメラに実施することも可能である。
又、上記実施の形態においては、撮像装置（１１）を基準位置から回転させた状態で得られる撮像データを、撮像装置（１１）の回転位置を基準位置に設定した状態で得られる撮像データと比較することによって、補正開始位置及び補正量を検出しているが、予め補正開始位置及び補正量を検出する際の基準となる基準データをメモリに格納しておき、該基準データと比較することによって補正開始位置及び補正量を検出する構成を採用することも可能である。
又、撮像装置の回転位置と補正開始位置と補正量との関係を透明カバーの形状から幾何学的に導出し、これらの関係を予めメモリに格納しておくことも可能である。
更に、カメラ位置データθ毎にＹ座標データと画素データの移動量との関係を表わすテーブルをメモリ（２５）に格納しておく構成を採用することも可能である。更に又、補正処理方法としては、画素データを他の画素データに置換する方法に限らず、その他の周知の方法を採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置の構成を表わすブロック図である。
【図２】上記制御装置によって作成された補正テーブルを表わす図である。
【図３】上記制御装置の入力画像データバッファのアドレスを表わす図である。
【図４】本発明の補正処理方法を説明するための図である。
【図５】上記制御装置によって実行される補正テーブル作成手続きを表わすフローチャートである。
【図６】上記制御装置によって実行される撮影処理手続きを表わすフローチャートである。
【図７】監視カメラの構成を表わすブロック図である。
【図８】監視カメラのカメラ本体の構成を表わす断面図である。
【図９】カメラ本体の撮影方向を垂直方向に設定した状態を表わす断面図である。
【図１０】カメラ本体の撮影方向を水平方向に設定した状態を表わす断面図である。
【図１１】図１０の部分拡大図である。
【符号の説明】
（１）カメラ本体
（１１）撮像装置
（１７）透明カバー
（１７ａ）半球部
（１７ｂ）テーパ部
（２）制御装置
（２２）主制御回路
（２６）入力画像データバッファ

Claims

撮像装置と、撮像装置を覆う透明若しくは半透明のカバーと、撮影動作によって得られる撮像信号に所定の画像処理を施して得られる画像信号を出力する画像処理回路とを具えたビデオカメラにおいて、該画像処理回路は、撮影動作によって得られる撮像信号に対し、撮像装置へ向かう入射光が前記カバーを透過することによって生じる撮影画像の歪パターンに応じた補正処理を施す補正処理手段を具えていることを特徴とするビデオカメラ。
撮像装置の撮影方向を変化させる駆動機構と、駆動機構の動作を制御する駆動制御回路とを具え、前記補正処理手段は、
撮像装置の撮影方向を表わす撮影方向データと、撮影画像の歪パターンに応じた補正処理関連データとの関係が格納されている関係格納手段と、
撮像装置の撮影方向を認識する手段と、
前記関係格納手段に格納されている関係に従って、前記認識された撮影方向を表わす撮影方向データから該撮影方向に応じた補正処理関連データを導出し、撮像信号に該導出した補正処理関連データを用いた補正処理を施す手段
とを具えている請求項１に記載のビデオカメラ。
前記画像処理回路は、撮影方向データと補正処理関連データとの関係を導出する関係導出手段を具え、該関係導出手段は、
所定の被写体の撮像信号について前記関係を導出する際の基準となる基準信号が格納されている基準信号格納手段と、
撮影方向を変化させるべき旨を前記駆動制御回路に指令する動作を繰り返す指令手段と、
前記指令手段の指令動作が行なわれたとき、撮影動作によって前記所定の被写体の撮像信号を取得する信号取得手段と、
前記指令手段の指令動作が行なわれたとき、撮像装置の撮影方向を認識する手段と、
信号取得手段によって撮像信号が取得されたとき、基準信号格納手段に格納されている基準信号と信号取得手段によって取得された撮像信号とを比較することによって補正処理関連データを導出するデータ導出手段と、
前記認識された複数の撮影方向を表わす複数の撮影方向データと前記導出された複数の補正処理関連データとに基づき、前記関係を導出して関係格納手段に格納する情報処理手段
とを具えている請求項２に記載のビデオカメラ。
前記関係導出手段は、更に、
撮影方向を所定方向に設定すべき旨を前記駆動制御回路に指令する手段と、
前記指令動作が行なわれたとき、撮影動作によって前記所定の被写体の撮像信号を取得する手段と、
前記取得された撮像信号を前記基準信号として基準信号格納手段に格納する手段
とを具えている請求項３に記載のビデオカメラ。