JP2004297645A

JP2004297645A - 撮像システム

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Publication number: JP2004297645A
Application number: JP2003089720A
Authority: JP
Inventors: Eiichiro Azuma; 栄一郎東
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4219201B2

Abstract

【目的】近赤外線照明等を用いた夜間撮影において、真に撮影することが必要な被写体が適切に撮影されなくなるといった事態を回避することができる撮像システムをを提供する。
【構成】信号処理部４は撮像映像を１６×１６の２５６領域に分割し、各領域における平均の輝度値Ｖを算出する処理を行う。更に、信号処理部４は、各領域の輝度値Ｖと輝度レベル閾値Ｖａとを比較する処理を行い、Ｖ≧Ｖａとなる領域の個数Ｓを算出する処理を行う。前記個数Ｓに対する閾値Ｎ１及び閾値Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）とするとき、信号処理部４は、Ｓ≧Ｎ１である場合は、照明装置７の出射光量を下げるよう照明制御部６に指令を与え、この出射光量が最小ならば絞り制御部５に指令を与えて絞りの方を１段階閉じる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、監視カメラなどに用いられる撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
昼間などの被写体照度が十分である時には、撮像部前面側に赤外カットフィルタを装着することで色再現性に優れたカラーカメラとして機能させ、夜間など被写体照度が著しく不足する時には、例えば近赤外線照明にて照明を行うと共に前記赤外カットフィルタを離脱させて高感度な白黒カメラとして機能させる、いわゆる昼／夜切り替え式の監視カメラが知られている（特許文献１参照）。赤外カットフィルタは被写体の明るさや照明の状態に応じて自動的にモーター等のアクチュエータにて着脱される。近赤外線は、人間の目には全く感知できない波長領域であるが、監視カメラで使用されるＣＣＤなどのイメージセンサは当該近赤外線に対して高い感度を有し、十分に撮像が可能である。このような近赤外線照明の光源としては、近赤外ＬＥＤや近赤外線電球が用いられる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４５５１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した近赤外ＬＥＤや近赤外線電球は、一般にその照射方向に指向性があり、近赤外線照明を直接受けた人物などの被写体は非常に明るくなるのに対し、それ以外の背景などには照明光が均一には照射されないため、全体的には非常に暗い画像となる傾向がある。ここで、通常、監視カメラで広く用いられる測光方法である平均値測光を用いた場合、画面全体の映像信号の平均値としては背景の影響が大きいために画面全体として暗いと判断される。このため、レンズ絞りが開き、図３（ｂ）に示すように、真に撮影することが必要な被写体の映像信号レベルが高くなりすぎて飽和し、白くつぶれて監視不能になる。なお、図３（ａ）では、画面全体が暗い場合において、同図（ｂ）の絞り値と同じ絞り値が設定される様子を示している。
【０００５】
そこで、例えば、夜間のみカメラの測光方法をピーク重視の測光に切り替える方法が考えられる。この方法であれば、映像信号のピーク成分に重点が置かれて測光されるため、平均値測光に比べればレンズ絞りが絞り込まれ、真に撮影することが必要な被写体の映像信号レベルは適切となる。しかしながら、図４（ａ）（ｂ）に示すように、画面の一部に例えば非常灯などの高輝度の領域が常に撮影されることとなる場合には、この非常灯などの高輝度領域を適正に撮影するように制御がなされるため、常にレンズ絞りが絞り込まれた状態となり、監視が困難となる欠点がある。
【０００６】
この発明は、上記の事情に鑑み、近赤外線照明等を用いた夜間撮影において、真に撮影することが必要な被写体が適切に撮影されなくなるといった事態を回避することができる撮像システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の撮像システムは、上記の課題を解決するために、所定の波長帯域の光に対して感度を有する撮像手段と、撮像方向に向けて所定波長帯域の光を照射する照明装置と、前記撮像手段にて撮像された撮像映像における輝度値に応じて前記照明装置の出射光量を制御する照明制御手段と、を備え、前記撮像手段にて撮像された撮像映像内の各部分の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる部分の総量又は前記部分の撮像映像内に占める割合をＳ、閾値をＮとするとき、前記照明制御手段は、Ｓ＞Ｎのときには前記照明装置の出射光量を下げ、Ｎ＞Ｓのときには前記照明装置の出射光量を上げる制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、例えば、輝度レベル閾値Ｖａがハレーションを生じさせる程度の輝度値とすれば、撮像映像内においてハレーションを生じている部分の総量又は割合がＳとなるように光量制御が行われる。この場合、前記Ｓは撮像映像内において例えば僅かとなる総量又は割合とすればよい。すなわち、できるだけ照明装置の出射光量を上げることで暗い画面となるのを回避しつつ、Ｓ＞Ｎのときには出射光量を下げることで、出射光量が多すぎてハレーションを生じさせる部分が多くなってしまうという事態を回避できることになる。
【０００９】
また、この発明の撮像システムは、所定の波長帯域の光に対して感度を有する撮像手段と、撮像方向に向けて所定波長帯域の光を照射する照明装置と、前記撮像手段にて撮像された撮像映像における輝度値に応じて前記照明装置の出射光量を制御する照明制御手段と、を備え、前記撮像手段にて撮像された撮像映像内の各部分の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる部分の総量又は前記部分の撮像映像内に占める割合をＳ、第１の閾値及び第２の閾値を各々Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）とするとき、前記照明制御手段は、Ｓ≧Ｎ１のときには前記照明装置の出射光量を下げ、Ｎ２≧Ｓのときには前記照明装置の出射光量を上げる制御を行うことを特徴とする。
【００１０】
上記構成においては、Ｎ１＞Ｓ＞Ｎ２の範囲、すなわち所定幅の範囲で例えばハレーションが生じる程度となるように出射光量制御が行われることになり、かかる構成においても、できるだけ照明装置の出射光量を上げることで暗い画面となるのを回避しつつ、Ｓ≧Ｎ１のときには出射光量を下げることで、出射光量が多すぎてハレーションを生じさせる部分が多くなってしまうという事態を回避できることになる。
【００１１】
前記照明装置の出射光量を最も下げた後もＳ＞Ｎ又はＳ≧Ｎ１の状態が続くときには、前記撮像手段の絞りを所定量閉じるように制御するのがよい。また、前記撮像手段の絞りを最も開放した後もＮ＞Ｓ又はＮ２≧Ｓの状態が続くときには、前記照明装置の出射光量を所定量上げるように制御するのがよい。
【００１２】
前記撮像映像内の各部分は各画素であってもよいし、或いは、撮像映像を複数に領域分割した各領域としてもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態における撮像システムを図１及び図２に基づいて説明する。
【００１４】
図１は撮像システムの構成を示したブロック図である。レンズ１は被写体にて反射された光を受光し、集光して撮像部３に導く。絞り部２は前記撮像部３に導かれる光量を調節する。撮像部３は例えばＣＣＤから成り、各画素ごとに受光量に応じた信号を出力する。信号処理部４はＡＳＩＣ（大規模集積回路）やマイクロコンピュータから成り、撮像部３から出力された信号を入力し、例えば、ＮＴＳＣ信号を生成し、図示しないモニタや録画装置に供給する。また、信号処理部４は、撮像部３から出力された信号に基づいて絞り制御部５や照明制御部６に指令信号を出力する。
【００１５】
絞り部２には図示しないアクチュエータが設けられており、このアクチュエータは絞り制御部５から与えられる駆動制御信号によって動作し、絞り羽根を駆動して絞りの開き量を調節する。
【００１６】
照明装置７は近赤外ＬＥＤや近赤外線電球などから成り、これら近赤外ＬＥＤや近赤外線電球に供給される電圧が変化すると近赤外の出射光量を変化させることになる。照明制御部６は、信号処理部４からの指令に基づいて照明装置７における駆動電圧を制御する。例えば、前記指令を８ビット信号で行うとすれば、２５６段階の出射光量制御が行えることになる。
【００１７】
信号処理部４は、例えば撮像映像を１６×１６の２５６領域に分割（従来項の図３参照）し、各領域における平均の輝度値Ｖを算出する処理を行う。図示しないメモリ（例えば、不揮発性メモリ）は、輝度レベル閾値Ｖａを記憶している。輝度レベル閾値Ｖａとしては、ハレーションを生じるような程度（別言すれば、撮像部３におけるＣＣＤの飽和値程度）の輝度値に設定される。この輝度レベル閾値Ｖａは固定的に設定されるものでもよいが、ユーザによる変更設定が行えるようにしてもよい。更に、信号処理部４は、各領域の輝度値Ｖと輝度レベル閾値Ｖａとを比較する処理を行い、Ｖ≧Ｖａとなる領域の個数Ｓを算出する処理を行う。前記個数Ｓに対する閾値Ｎ１及び閾値Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）も前記メモリに記憶されている。例えば、ハレーションを生じる領域が２０個程度在っても撮影された被写体の認識において十分であるのであれば、前記閾値Ｎ１として「２０」を設定すればよいことになる。また、閾値Ｎ２については、例えば「５」を設定すればよい。勿論、かかる閾値についても、ユーザによる変更設定が行えるようにしてもよい。ここで、撮像範囲内に非常灯が存在する場合、照明装置７による照明が無い状態でも、非常灯に対応する映像領域は飽和状態となり得るものであり、幾つかの数の領域でＶ≧Ｖａとなる。この数が例えば「３」であるならば、前記閾値Ｎ２として、「８」（５＋３）を設定すればよい。夜間撮影用の設定時には、例えば、照明装置７による照明を行わず、絞りを全開に設定し、Ｖ≧Ｖａとなった数を例えばモニターに表示させる。設定者は、モニターに表示された前記数に対応して前記の閾値Ｎ２や閾値Ｎ１を設定することもできる。
【００１８】
次に、図２のフローチャートに基づいて、夜間撮影時の照明制御及び絞り制御について説明していく。
【００１９】
夜間撮影モードを実行するときには、信号処理部４は、まず、照明装置７の出射光量を最大とし、カメラのレンズ絞りを全開とする指令を照明制御部６及び絞り制御部５に与える（ステップＳ１）。そして、信号処理部４は、各領域の輝度値Ｖと輝度レベル閾値Ｖａとを比較する処理を行い、Ｖ≧Ｖａとなる領域の個数Ｓを算出する（ステップＳ２）。次に、信号処理部４は、Ｎ１＞Ｓ＞Ｎ２であるかどうかを判断し（ステップＳ３）、ＹＥＳであればステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ３でＮＯとされたときには、Ｓ≧Ｎ１かどうかを判断する（ステップＳ４）。Ｓ≧Ｎ１であるときには、照明装置７の出射光量が最小かどうかを判断する（ステップＳ５）。最小でなければ光量を１段階低下させる（ステップＳ６）。光量が最小であるならば、絞りの方を１段階閉じる（ステップＳ７）。これにより、侵入者がカメラの撮像範囲内に入り、侵入者に反射してカメラに入る近赤外線量が多いために侵入者映像部分がハレーションを生じて前記Ｓが前記Ｎ１以上となったときには、まず出射光量が少なくされ、更には絞りが閉じられていくことにより、侵入者に反射してカメラに入る近赤外線量が低下し、侵入者映像部分でのハレーションが回避されることになる。
【００２０】
ステップＳ４でＹＥＳとされたとき（Ｎ２≧Ｓのとき）、絞りが全開か否かを判断する（ステップＳ８）。絞りが全開でなければ絞りを１段階開く（ステップＳ９）。絞りが全開ならば照明装置７の出射光量の方を１段階向上させる（ステップＳ１０）。すなわち、ハレーションを生じているような領域の個数ＳがＮ２以下となったときには、まず、絞りを開いていき、絞りが全開となった後に出射光量を上げていく。
【００２１】
以上説明した制御と図３及び図４に示した従来制御との違いを整理する。上述した制御においては、撮像画面全体の平均値測光ではなく、画面全体のなかでのハレーションを生じているような領域の面積に着目している。従って、従来項で示した図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態との違いをシステム自身が認識できるものとなる。また、撮像画面全体の平均値測光では、その測光値に基づいて照明光量を制御しようとしても、上記両状態の区別はできないため、かかる照明光量の制御も適切に行えない。これに対し、かかる実施形態の制御であれば、上記両状態を区別することができ、図３（ｂ）の状態がＳ≧Ｎ１であるならば、まず出射光量が少なくされ、更には絞りが閉じられていくことになる。また、かかる実施形態の制御においては、撮像範囲内に非常灯が存在する場合、非常灯などの高輝度領域も単に前記個数Ｓのなかの幾つかとなるにすぎず、非常灯の高輝度領域を適正に撮影する従来制御のごとく、必要以上にレンズ絞りが絞り込まれるといった不都合も生じない。
【００２２】
なお、図２のフローチャートに示した処理では、撮像映像内の各領域の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる領域個数をＳ、第１の閾値及び第２の閾値を各々Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）とし、Ｓ≧Ｎ１のときには出射光量を下げ、Ｎ２≧Ｓのときには出射光量を上げる制御を行ったが、これに限るものではない。例えば、撮像映像内の各領域の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる領域個数をＳ、閾値をＮとし、Ｓ＞Ｎのときには出射光量を下げ、Ｎ＞Ｓのときには出射光量を上げる制御を行うこととしてもよい。かかる構成でも、できるだけ照明装置の出射光量を上げて暗い画面となるのを回避しつつ、Ｓ＞Ｎのときには出射光量を下げることで、出射光量が多すぎてハレーションを生じさせる部分が多くなってしまうという事態を回避できることになる。
【００２３】
輝度レベル閾値Ｖａはハレーションを生じさせる程度の値としたが、これよりも低い値を設定してもよい。ただし、低い値とすればするほど、できるだけ照明装置の出射光量を上げるという点が不十分となり、暗い映像が撮像されてしまう可能性が大きくなる。
【００２４】
また、上記の例では、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる領域個数を検出することとしたが、個数ではなく、撮像映像全体に対する割合としてもよい。また、領域分割を例示したが、画素単位でＶ≧Ｖａとなる個数を検出したり、撮像映像全体に対する画素割合を生成するようにしてもよいものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、できるだけ照明装置の出射光量を上げて暗い画面となるのを回避しつつ、例えばハレーションを生じさせる領域数が閾値を超えるときには出射光量を下げることで、出射光量が多すぎてハレーションを生じさせる部分が多くなってしまうという事態を回避でき、鮮明な撮像画像によって監視等が良好に行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の撮像システムを示したブロック図である。
【図２】制御内容を示したフローチャートである。
【図３】同図（ａ）（ｂ）は平均値測光による不具合を説明する説明図である。
【図４】同図（ａ）（ｂ）はピーク重視の測光による不具合を説明する説明図である。
【符号の説明】
１レンズ
２絞り
３撮像部
４信号処理部
５絞り制御部
６照明制御部
７照明装置

Claims

所定の波長帯域の光に対して感度を有する撮像手段と、撮像方向に向けて所定波長帯域の光を照射する照明装置と、前記撮像手段にて撮像された撮像映像における輝度値に応じて前記照明装置の出射光量を制御する照明制御手段と、を備え、前記撮像手段にて撮像された撮像映像内の各部分の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる部分の総量又は前記部分の撮像映像内に占める割合をＳ、閾値をＮとするとき、前記照明制御手段は、Ｓ＞Ｎのときには前記照明装置の出射光量を下げ、Ｎ＞Ｓのときには前記照明装置の出射光量を上げる制御を行うことを特徴とする撮像システム。
所定の波長帯域の光に対して感度を有する撮像手段と、撮像方向に向けて所定波長帯域の光を照射する照明装置と、前記撮像手段にて撮像された撮像映像における輝度値に応じて前記照明装置の出射光量を制御する照明制御手段と、を備え、前記撮像手段にて撮像された撮像映像内の各部分の輝度レベルをＶ、輝度レベル閾値をＶａ、撮像映像内でＶ≧Ｖａとなる部分の総量又は前記部分の撮像映像内に占める割合をＳ、第１の閾値及び第２の閾値を各々Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）とするとき、前記照明制御手段は、Ｓ≧Ｎ１のときには前記照明装置の出射光量を下げ、Ｎ２≧Ｓのときには前記照明装置の出射光量を上げる制御を行うことを特徴とする撮像システム。
請求項１又は請求項２に記載の撮像システムにおいて、前記照明装置の出射光量を最も下げた後もＳ＞Ｎ又はＳ≧Ｎ１の状態が続くときには、前記撮像手段の絞りを所定量閉じるように制御することを特徴とする撮像システム。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像システムにおいて、前記撮像手段の絞りを最も開放した後もＮ＞Ｓ又はＮ２≧Ｓの状態が続くときには、前記照明装置の出射光量を所定量上げるように制御することを特徴とする撮像システム。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像システムにおいて、前記撮像映像内の各部分は各画素であることを特徴とする撮像システム。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像システムにおいて、前記撮像映像内の各部分は当該撮像映像を複数に領域分割した各領域であることを特徴とする撮像システム。