JP2004304252A - Imaging systems - Google Patents

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JP2004304252A
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誠 宮崎
Kazumutsu Sato
一睦 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging system capable of exposure control matching the state of a subject while making a camera small-sized. <P>SOLUTION: The exposure control based upon the exposure time of a CCD 42 and the amplification factor of an image signal by AFE 43 etc., is performed under the control of a main CPU 62 so that the stop value of an imaging part 40 is fixed and an image obtained by the imaging part 40 has proper luminance. Further, when the luminance value of the subject is less than a fixed value, the exposure control has a frame rate priority exposure mode wherein the exposure control is performed by varying a gain while an extremely short exposure time is maintained and an S/N priority mode wherein the exposure control is performed by varying the exposure time while a very low gain is maintained. Then the main CPU 62 selectively sets the frame rate priority mode or S/N priority mode according to a control signal inputted through a LAN, a LAN controller 65, etc., as an operator operates a host computer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を撮像する撮像システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体に係る光学像をＣＣＤ等の撮像素子によって光電変換することで画像データを取得し、当該画像データを記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。このデジタルカメラでは、一般的に、撮影画像が適正露出となるように絞り値やシャッター速度やゲイン等を制御する。
【０００３】
そして、撮影に際しては、短時間で多数の撮影画像を得る事、即ち、画質（高Ｓ／Ｎ比等）よりも高速のシャッター速度の維持を優先させたい場合や、高速のシャッター速度の維持よりも画質を優先させたい場合等、種々の目的、被写体の状況等に応じた露出制御が要求される。
【０００４】
このような要求に対し、絞り値やシャッター速度等を絡めて露出制御を行うことにより、高速のシャッター速度の維持を優先させて短時間で多数の撮影を行う高速連写モードと、画質を優先させる低速連写モードとを切替え可能としたデジタルカメラ等が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
このような技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３０８６８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、監視カメラ等に用いられるデジタルカメラについては、さらなる小型化が要求されており、この要求を満たすための一手段として、絞りを無くすことが考えられる。
【０００８】
しかしながら、上述したような従来のデジタルカメラでは、各モードに適した露出制御を実施するために、絞り値やシャッター速度等を絡めて露出制御を実施している。そのため、絞りを無くした場合は、従来の露出制御では、各モードに適した露出制御を実行することができない。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、カメラの小型化を達成しつつ、被写体の状況に対応した露出制御が可能な撮像システムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、固定の絞り値を有する撮像システムであって、被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段とを備え、前記露出制御手段が、前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御し、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記所定の増幅率を前記第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、固定の絞り値を有する撮像システムであって、被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段とを備え、前記露出制御手段が、前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御し、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を所定値までの範囲で変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を前記所定値よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の撮像システムであって、所定のフレームレートを有する動画像を生成する生成手段をさらに備え、前記第１露出時間が、前記所定のフレームレートと略同一であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、固定の絞り値を有する撮像システムであって、被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段とを備え、前記露出制御手段が、前記輝度値が第３輝度値以上のときに、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間が前記被写体を照射する照明のフリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を変化させるように制御し、前記輝度値が第３輝度値未満でかつ第４輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を前記フリッカー周期の整数倍である第３露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を所定値までの範囲で変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を前記フリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を前記所定値よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の撮像システムであって、第３及び第４輝度値のうち少なくとも一方を変更する変更手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
なお、本明細書では、シャッター速度を時間的な定量値として表す文言として「シャッター速度値」を用いる。即ち、シャッター速度値が大である、とは露光時間が長い（シャッター速度が遅い）ことを意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜１．第１実施形態＞
＜監視カメラシステムの全体概要＞
図１は本発明の第１実施形態に係る撮像システムの一例である監視カメラシステム１の構成を示す概念図である。監視カメラシステム１は、主に遠隔操作により制御可能な監視カメラ２と、監視カメラ２を遠隔操作するとともに、監視カメラ２から送信される画像データを受信してディスプレイ３ｂ上への画像表示及び記録等を行うホストコンピュータ（以下、「ホスト」と略称する）３とを備えて構成される。
【００１８】
監視カメラ２は、撮影対象物の動きや大きさの変化に対応するために、パンニング、チルティング、及びズーミング等の各種動作機能を有している。それらの動作機能の制御は、監視カメラ２内に格納されるソフトウェア（制御プログラム）の実行、及びホスト３による遠隔操作によって実行される。
【００１９】
ホスト３は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータ等と同様な構成であり、ＣＰＵ等を内蔵する制御部３ａと、画像を表示するためのディスプレイ３ｂと、各種入力コマンドを受け付けるキーボード３ｃ及びマウス３ｄからなる操作部３ｃｄとを備えている。
【００２０】
制御部３ａは、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及びハードディスク等を備えて構成され、ハードディスクには監視カメラ２の遠隔操作を実現するためのソフトウェア（制御プログラム）が格納されている。そして、ハードディスク内等に格納されるソフトウェアがＣＰＵに読み込まれることで、ホスト３の各部を統括制御する機能を実現するとともに、監視カメラ２の遠隔操作を実行するための機能を実現する。
【００２１】
また、制御部３ａと監視カメラ２とは、各種データが送受信可能なように接続されており、制御部３ａは、監視カメラ２で取得される画像データを受信すること、及び監視カメラ２の遠隔操作に関する各種制御信号を送信することができる。なお、制御部３ａと監視カメラ２との間をデータ送受信可能に接続する方法としては、有線（ここでは、有線ＬＡＮ）及び無線（ここでは、無線ＬＡＮ）等のいずれの方法であっても良い。
【００２２】
また、制御部３ａは、監視カメラ２から送信されてくる画像データを受信して、ハードディスク内に記憶するとともに、画像データに基づく画像をディスプレイ３ｂ上に表示させるように制御することができる。さらに、制御部３ａは、記憶媒体ＣＤを着脱可能な装着部３ａｄを備えており、記憶媒体ＣＤが装着部３ａｄに装着された状態で、記憶媒体ＣＤ内に記憶されるソフトウェアをＣＰＵやハードディスクに取り込んだり、逆に、画像データ等の各種データを記録媒体に記憶させるように制御することもできる。
【００２３】
操作部３ｃｄは、キーボード３ｃやマウス３ｄの各種操作に基づいて制御部３ａに信号を送信することで、制御部３ａの制御を介して、監視カメラ２を遠隔操作することができる。
【００２４】
＜監視カメラの概要＞
図２から図４は、監視カメラ２の外観を例示する模式図であり、図２、図３及び図４が、それぞれ正面図、側面図、及び上面図に対応する。なお、図２から図４では、方位関係を明確にするために、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交座標を付している。この監視カメラ２は、＋Ｙ方向の面（背面）を壁面等に対して固設して用いられるのが一般的である。
【００２５】
図２から図４に示すように、監視カメラ２は、主に、ハウジング２０と、撮像部４０と、撮像部４０を覆うようにハウジング２０に取り付けられた略半球状の部分と略半円筒状の部分とが組合わさったような透明カバー２０ａとを備えて構成される。
【００２６】
ハウジング２０は、監視カメラ２の各部を統括制御する後述するメインＣＰＵ６２等を備えて構成される電子回路等を格納している。ハウジング２０内部に格納される機能構成については後程詳述する。
【００２７】
撮像部４０は、ズーミング動作機能を実現するズームレンズ４１を含む撮像機能部ＣＭを備えるとともに、パンニング、及びチルティング等の動作機能を実現するためのパンニング機構ＰＳ、及びチルティング機構ＴＳを備えている。
【００２８】
ここで、パンニング機構ＰＳ、及びチルティング機構ＴＳについて簡単に説明するが、図２は、パンニング機構ＰＳ、及びチルティング機構ＴＳについて、説明を分かり易くするために一部断面図の態様で表されている。なお、図２では、ズームレンズ４１が正面を向いた状態（基本姿勢）を示しており、以下では、基本姿勢を基準とした構成について説明し、併せて、パンニング及びチルティング動作について説明する。
【００２９】
図２に示すように、パンニング機構ＰＳは、モータＭ１、モータＭ１のモータ軸ＭＰ１、矩形状のフレーム部ＰＦ、及びハウジング２０に固設された固定部ＦＳとを備えており、チルティング機構ＴＳは、モータＭ２、モータＭ２のモータ軸ＭＰ２、及び軸ＴＰとを備えている。
【００３０】
モータＭ１及びモータＭ２は、例えば、ステッピングモータ等で構成され、後述するサブコントロール部５０からの制御パルスに基づいて、モータ軸ＭＰ１，ＭＰ２を回動させることができる。
【００３１】
モータＭ２のモータ軸ＭＰ２は−Ｘ方向から撮像機能部ＣＭに固設され、撮像機能部ＣＭの＋Ｘ方向にモータ軸ＭＰ２と同一の軸中心の方向を有する軸ＴＰが固設されている。また、モータ軸ＭＰ２及び軸ＴＰがフレーム部ＰＦに設けられた円筒状の穴に回動自在に填め込まれ、さらに、モータＭ２は、モータ軸ＭＰ２と接触しない部材（図示省略）によってフレーム部ＰＦに対して固定されている。
【００３２】
また、モータＭ１のモータ軸ＭＰ１は、＋Ｚ方向からフレーム部ＰＦに固設され、モータ軸ＭＰ１の中央部付近が、固定部ＦＳに設けられた円筒状の穴に回動自在に填め込まれている。さらに、モータＭ１がハウジング２０に固設されている。
【００３３】
そして、モータＭ１がモータ軸ＭＰ１を回動させることで、フレーム部ＰＦに対して填め込まれたチルティング機構ＴＳとともに撮像機能部ＣＭを回動させ、撮影方向をＸＹ平面内で自在に変化させるパンニング動作を実現する。一方、モータＭ２がモータ軸ＭＰ２を回動させることで、フレーム部ＰＦに対して撮像機能部ＣＭを回動させ、撮影方向をＹＺ平面内で自在に変化させるチルティング動作を実現する。
【００３４】
さらに、モータＭ１，Ｍ２によってモータ軸ＭＰ１，ＭＰ２の双方を回動させることによって、撮影方向を３次元空間内で自在に変化させることができる。
【００３５】
透明カバー２０ａは、例えば、アクリル樹脂等のように無色透明な材質等で構成され、撮像部４０の光学特性に影響を与えないように、表面において傷や乱反射等が発生しないように、いわゆる光学部品等と同様な取り扱いがなされている。
【００３６】
また、図２に示すように、ハウジング２０の前面（−Ｙ方向の面）には、２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）２１ａ、２１ｂ、内蔵マイク２２、リセットスイッチ２３が設けられている。
【００３７】
２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）２１ａ、２１ｂは、監視カメラ２の動作状態やホスト３との通信状態を点灯・点滅・消灯により表示する。内蔵マイク２２は、監視カメラ２周辺の音声を集音する一般的な構成の集音マイクであり、リセットスイッチ２３は、監視カメラ２の動作や通信に異状が発生した場合に、押下することで、監視カメラ２を初期設定に戻すものである。
【００３８】
さらに、図４に示すように、ハウジング２０の上面（＋Ｚ方向の面）には電源入力端子２４、通信用端子２５、外部音声入力端子２６、外部音声出力端子２７、外部センサ制御用端子２８が設けられている。
【００３９】
電源入力端子２４は、外部に設けられる電源ボックス等（図示省略）との間を電源ケーブルを介して電気的に接続し、監視カメラ２に電源を供給するためのものである。通信用端子２５は、ホスト３との間を有線のＬＡＮケーブル等でデータ送受信可能に接続するためのものである。また、外部音声入力端子２６は、監視カメラ２に対して外付けで付加されるマイク（外部マイク）との間をケーブルを介してデータ伝送可能に接続するためのものであり、外部音声出力端子２７は、ホスト３に音声データを伝送するためのケーブル等を接続するためのものであり、外部センサ制御用端子２８は、監視カメラ２に対して外付けで付加される各種センサ（図示省略）との間をケーブル等を介して各種信号を送受信可能に接続するためのものである。
【００４０】
なお、外部センサ制御用端子２８は、入力端子と出力端子を備えており、入力端子に接続される各種センサからの信号を監視カメラ２内の後述するメインＣＰＵ６２が受け取り、監視カメラ２の各種動作開始のトリガ信号を発するような構成としたり、メインＣＰＵ６２が各種センサからの信号を演算処理して、その演算結果に基づいて出力端子に接続される機器を制御する構成とすることもできる。
【００４１】
＜監視カメラの機能構成＞
図５は、監視カメラ２の機能構成を示すブロック図である。図中の細線矢印は制御信号や音声信号等の電気信号の流れを示し、太線矢印は画像信号（画像データ）の流れを示している。
【００４２】
図５に示すように、監視カメラ２は、主に、撮像部４０と、撮像部４０のパンニング・チルティング・ズーミング動作機能の制御を行うサブコントロール部５０と、監視カメラ２の全体を制御するメインコントロール部６０とを備えて構成される。
【００４３】
撮像部４０において、監視したい被写体に係るシーンの光学像がズームレンズ４１を通してＣＣＤ４２の撮像面に結像され、ＣＣＤ４２において電荷に変換されて電荷が蓄積される。そして、例えば、動画撮影を行う際には、ＣＣＤ４２が、蓄積された電荷を１／３０秒毎に１フレーム分の電荷信号（画像信号）として出力する。つまり、ＣＣＤ２が被写体を撮像することで、画像信号を取得する手段として機能し、監視カメラ２は、フレームレートが１／３０秒である動画撮影を行うことができる。
【００４４】
また、ＣＣＤ４２は、電子シャッター機能を有し、この機能によって電荷蓄積時間（露光時間）を制御する。そして、ここでは、露光時間とシャッター速度値とが一致する。
【００４５】
タイミングジェネレーター４４は、メインＣＰＵ６２の制御下で、ＣＣＤ４２及び後述するアナログフロントエンド（ＡＦＥ）４３に対する制御信号を発生させて、それぞれの制御を行うためのものである。例えば、タイミングジェネレーター４４は、ＣＣＤ４２の電子シャッター機能を制御して、電荷蓄積時間（ここでは、露光時間又はシャッター速度値）を制御する。つまり、タイミングジェネレーター４４がＣＣＤ４２における露出時間を制御する手段として機能する。
【００４６】
また、一般的に被写体の輝度が低い場合は、シャッター速度値を増大させて（露光時間を長くして）得られる画像の輝度が適正となるように露出制御される撮影が行われる。ここでは、動画像のフレームレートである１／３０秒よりもシャッター速度値が大きくなるような長秒時の撮影時にも、後述する露出制御に基づいて、タイミングジェネレーター４４により、シャッター速度値を、フレームレートの整数倍だけでなく、その間の値（例えば、１／２０秒等）にも設定可能なように設計されている。なお、ここでは、シャッター速度値は最大１／４秒まで増大させることができる。
【００４７】
但し、動画撮影において、シャッター速度値が１／３０秒よりも大きな値に設定されると、ＣＣＤ４２が１／３０秒毎に画像信号を出力することができない。例えば、シャッター速度値が１／２０秒に設定されると、ＣＣＤ４２が１／１５秒毎に画像信号を出力するように制御され、最終的に得られる動画像は、フレームレートが１／３０秒のままであるが、連続する２フレームの画像が同じ画像信号に基づく画像となる。つまり、１／１５秒毎に画像が更新されるため、見かけ上は、フレームレートが１／１５秒になったことと同じになる。
【００４８】
なお、撮像部４０のズームレンズ４１やＣＣＤ４２の周辺には、絞り値を可変的に変更可能な絞りが設けられておらず、撮像部４０の小型化に資している。つまり、本監視カメラシステム１では、撮像部４０が固定の絞り値を有し、絞り値を変化させることができない。
【００４９】
ＣＣＤ４２から出力される画像信号は、ＣＤＳ（相関２重サンプリング器）とアナログ増幅部（ＡＧＣ）とＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）とを備えるアナログフロントエンド（ＡＦＥ）４３において、デジタル信号（デジタル画像データ）に変換されて、メインコントロール部６０内のメインＣＰＵ６２に伝送される。なお、ＡＦＥ４３では、ＣＣＤ４２から出力されるアナログ画像信号が、タイミングジェネレーター４４からのサンプリング信号に基づいてＣＤＳでサンプリングされ、ＡＧＣで所望の増幅が行われ、ＡＤＣでデジタル画像信号に変換される。よって、ここでは、ＡＦＥ４３内のＡＧＣが画像信号を所定の増幅率で増幅する手段として機能する。
【００５０】
ＡＧＣにおける所定の増幅率は、後述するメインＣＰＵ６２等による露出制御に基づいてゲイン（単位がｄＢ）という形で設定される。なお、ここでは、ＡＧＣに対するゲイン（アナログゲイン）の設定は０〜１８ｄＢの間で変化させることができるように構成されている。
【００５１】
撮像部４０におけるパンニング動作及びチルティング動作は、上述したようなパンニング機構及びチルティング機構によってそれぞれモータＭ１，Ｍ２の駆動により実現される。また、ズームレンズ４１のズーミング動作はインパクトアクチュエーター４６によって行われる。ズーミング動作におけるレンズ駆動は複数段階に行われるため、レンズの位置を検出するセンサとしてフォトリフレクタ４５を用いている。
【００５２】
サブコントロール部５０は、撮像部４０の各種駆動を制御するものであり、サブＣＰＵ５１、モータＭ１の駆動制御を行うドライバ（ＰＡＮドライバ）５３、モータＭ２の駆動制御を行うドライバ（ＴＩＬＴドライバ）５２、及びインパクトアクチュエーター４６の駆動制御を行うドライバ（ＩＭＰドライバ）５４を備える。そして、ここでは、各ドライバ５２〜５４は、サブＣＰＵ５１によって制御される。
【００５３】
メインコントロール部６０は監視カメラ２全体を統括制御するためのものであり、主に、電源供給部６１、メインＣＰＵ６２、メモリ６３、音声コーデック部６４、ＬＡＮコントローラ６５、無線ＬＡＮカード６６、記憶部６７を備えて構成される。また、メインＣＰＵ６２は、ハウジング２０の前面に設けられたリセットスイッチ２３、ＬＥＤ２１ａ，２１ｂ、及び内蔵マイク２２とデータ伝送可能に接続されている。
【００５４】
電源供給部６１は、電源入力端子２４から入力された電源電圧を監視カメラ２内の各部に適した所定の電圧に変換して各部に供給する。
【００５５】
メモリ６３は、メインＣＰＵ６２における各種データ処理を行う際等に、各種データを一時的に記憶するものである。記憶部６７は、例えば、ＲＯＭやハードディスク等の不揮発性の記憶媒体を備えて構成され、監視カメラ２の動作を制御するための制御プログラム等を格納する。
【００５６】
音声コーデック部６４は、内蔵マイク２２及び外部音声入力端子２６から入力される音声データに対して圧縮処理を行うものであり、圧縮処理後の音声データは、メインＣＰＵ６２を介して、ホスト３に送信される。また、音声コーデック部６４は、外部音声出力端子２７に対して音声データを出力することもできる。
【００５７】
ＬＡＮコントローラ６５は、通信用端子２５及び有線のＬＡＮケーブル等を介したホスト３等との間のデータ送受信を制御するためのものであり、ＬＡＮコントローラ６５等を介して、メインＣＰＵ６２とホスト３との間でデータの送受信が行われる。また、無線ＬＡＮカード６６は、無線のＬＡＮを介したホスト３等との間のデータ送受信を制御するためのものであり、無線ＬＡＮカード６６を介して、メインＣＰＵ６２とホスト３との間でデータの送受信が行われる。
【００５８】
メインＣＰＵ６２は、メモリ６３、音声コーデック部６４、ＬＡＮコントローラ６５、無線ＬＡＮカード６６、撮像部４０のＡＦＥ４３とタイミングジェネレーター４４、及びサブコントロール部５０のサブＣＰＵ５１等の監視カメラ２内の各部を統括制御するものである。メインＣＰＵ６２は、記憶部６７に格納される制御プログラムを読み込むことで、撮影における露出制御、画像生成、データ演算、及びその他各種制御等の諸機能を実現する。
【００５９】
露出制御機能は、被写体の輝度に対応させて、撮像部４０で得られる画像データに基づく画像の輝度が適正となるように、タイミングジェネレーター４４、ＡＧＣ、及びデジタルゲイン機能（後述）等、即ち、シャッター速度値、ゲイン等の露出制御値を制御するものである。つまり、メインＣＰＵ６２が、被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように画像信号に対する所定の増幅率と露出時間（シャッター速度値）とを制御する手段として機能する。この露出制御は、本発明の特徴部分にあたるため、さらに後程詳述する。
【００６０】
＜メインコントロール部における画像データの処理＞
撮像部４０から出力された画像データはメインＣＰＵ６２に入力される。この画像データはカラー情報等を有さないＲＡＷデータであり、このままでは適正な画像として再生できないので、メインＣＰＵ６２内でデータ変換及び画像処理を行ってカラー画像データを生成する。
【００６１】
具体的には、メインＣＰＵ６２に入力されたＲＡＷデータは一旦メモリ６３に取り込まれる。そして、メインＣＰＵ６２により、ＲＡＷデータに対して、ホワイトバランス補正、ＲＡＷデータからＲＧＢカラー画像データへの変換（ＲＡＷ−ＲＧＢ変換）、γ補正、ＲＧＢ−ＹＣｂＣｒマトリクス変換等を順次行い、ＲＡＷデータは汎用のカラー画像データに変換される。また、メインＣＰＵ６２では、ホワイトバランス（ＷＢ）補正を行う際等において、デジタルゲイン機能によって、露出制御に対応させてデジタル画像データ（デジタル画像信号）の増幅を適宜行うことができる。なお、露出制御はＷＢ補正とともにＲＡＷデータに基づいて行う。
【００６２】
また、メインＣＰＵ６２は、動画撮影時において、所定のフレームレート（１／３０秒）を有する動画像を生成する。ここで、例えば、シャッター速度値が１／３０秒以下である場合には、動画像は、フレーム毎に異なる画像データに基づいた複数の画像によって構成される。一方、シャッター速度値が１／３０秒よりも大きな場合には、上述したように、動画像は、フレームレートが１／３０秒のままであるが、同じ画像データに基づく複数フレームの組が順次連続するようなものとなる。
【００６３】
また、メインＣＰＵ６２では、変換された汎用のカラー画像データに対してデータ演算によって圧縮処理を行い、静止画用の画像データや動画用の画像データを生成する。そして、ＬＡＮコントローラ６５等を経由してホスト３に生成された画像データを転送することができる。
【００６４】
＜メインコントロール部における音声データの処理＞
音声データの入力は、内蔵マイク２２、及び外部音声入力端子２６を介した外部マイクより行うことができる。内蔵マイク２２及び外部音声入力端子２６は音声コーデック部６４に接続されている。
【００６５】
音声コーデック部６４では、通常は内蔵マイク２２からの音声データが優先的に入力されるように設定されている。一方、外部音声入力端子２６はスイッチの機能を有し、外部マイクが外部音声入力端子２６に接続されると内蔵マイク２２と音声コーデック部６４との間のデータ伝送可能な状態が切断されて、音声コーデック部６４が外部音声入力端子２６からの音声データを優先的に入力するように設定される。
【００６６】
また、音声コーデック部６４は、メインＣＰＵ６２の制御等に応じて、入力された音声データを圧縮せずに、直接外部音声出力端子２７に出力したり、圧縮してメインＣＰＵ６２に出力したりする。メインＣＰＵ６２は、圧縮後の音声データを受け取り、そのデータに基づいて演算処理を行ったり、メモリ６３に音声データを記憶させることができる。そして、メインＣＰＵ６２は、ＬＡＮコントローラ６５等を介してホスト３に音声データを送信することができる。
【００６７】
＜ホストによる監視カメラの制御＞
上述したように、監視カメラ２の諸動作は、監視カメラ２内のメインＣＰＵ６２によって制御することができるが、これとは別に、ホスト３からも制御することができる。具体的には、ホスト３において、監視カメラ２を制御するためのソフトウェア（制御プログラム）を起動させて、各種コマンドを操作部３ｃｄから入力することで、監視カメラ２の制御（ここでは、遠隔操作）を可能とする。そして、この制御プログラムにおける監視カメラ２の制御メニューとしては、例えば、パンニング・チルティング・ズーミング動作、露出制御、ＷＢ補正、ストリーミング等の画像処理、静止画撮影、動画撮影、画像サイズ・圧縮率・転送レートの変更、音声データの取込み等が挙げられる。
【００６８】
＜露出制御＞
＜各種露出制御モード＞
監視カメラ２は、取得される画像データに基づく画像の輝度が適正となるように露出制御を行うが、撮影環境や撮影目的等によって露出制御の方法を変更することができる。
【００６９】
ここで、動画撮影において、低輝度の被写体を撮影する際に、適正露光となるように、ゲインを大きくして画像信号の増幅率を増大するものと仮定すると、ノイズ成分までもが増幅されて、信号成分の強度とノイズ成分の強度との比（いわゆる、Ｓ／Ｎ比）が低下して画質が劣化する。一方、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）よりも長い値まで増大させるものと仮定すると、見かけ上のフレームレート（以下、「擬フレームレート」と称する）が長くなり、動きの速い被写体を撮影する場合には好ましくない。
【００７０】
そこで、本実施形態に係る監視カメラシステム１では、動画撮影について、動きの速い被写体の撮影に適した短い擬フレームレートの維持を優先する露出制御モード（以下、「フレームレート優先モード（第１モード）」と称する）と、高いＳ／Ｎ比（高Ｓ／Ｎ比）の維持を優先する露出制御モード（以下、「Ｓ／Ｎ比優先モード（第２モード）」と称する）とを有する。
【００７１】
さらに、蛍光灯に照射される被写体を撮影する際は、蛍光灯のフリッカーに起因して、単に動画撮影したのでは、フレーム間で被写体の輝度値が目まぐるしく変化することとなる。つまり、動画像の画質の劣化を招く。そこで、ここでは、蛍光灯のフリッカーに対応した露出制御モード（以下、「フリッカー対策モード」と称する）を有する。
【００７２】
ここで、蛍光灯のフリッカーの周期（以下、「フリッカー周期」と称する）は、地域により異なる電源電圧の周波数に対応して変化する。例えば、商用電源周波数が５０Ｈｚの地域では、毎秒１００回のフリッカーを生じ、商用電源周波数が６０Ｈｚの地域では、毎秒１２０回のフリッカーを生じる。そこで、フリッカー対策モードには、毎秒１００回のフリッカーに対応する設定（以下、「フリッカー１００設定」と称する）と、毎秒１２０回のフリッカーに対応する設定（以下、「フリッカー１２０設定」と称する）とが備わっている。
【００７３】
そして、上述したフレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードについては、例えば、操作者によるホスト３の操作部３ｃｄの操作に基づいて、ホスト３からメインＣＰＵ６２に制御信号が伝送され、メインＣＰＵ６２において実行される制御プログラムによって、いずれか一方のモードが選択的に設定するように制御される。つまり、メインＣＰＵ６２がフレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードのうちのいずれか一方を選択的に設定する手段として機能する。また、同様な操作及び制御等によって、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードのうちのいずれか一方を選択的に設定した上で、さらに、フリッカー１００設定又はフリッカー１２０設定に対応するフリッカー対策モードを設定することができる。
【００７４】
このフレームレート優先モード、Ｓ／Ｎ比優先モード、及びフリッカー対策モード等の各モードに対しては、それぞれ、被写体の輝度値と露出制御値との関係を示すプログラム線図がデータの形式で記憶部６７に格納される制御プログラムに組み込まれている。そして、メインＣＰＵ６２に各プログラム線図に対応するデータが適宜読み出されて、各モードにおける露出制御を実現する。各モードにおけるプログラム線図については後程詳述する。
【００７５】
＜露出制御動作＞
図６は、露出制御動作の動作フローを例示するフローチャートである。なお、図６では、一例として動画撮影における露出制御動作について示しており、この露出制御動作は、メインＣＰＵ６２によって制御される。
【００７６】
まず、メインＣＰＵ６２の制御下で、動画撮影の開始前に、露出制御のモード設定がなされ、動画撮影が開始されると同時に露出制御動作も開始し、ステップＳ１に進む。
【００７７】
ステップＳ１では、露出制御のモード設定を認識し、ステップＳ２に進む。ここでは、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードのうちのいずれのモードが設定されているか、さらにフリッカー１００設定又はフリッカー１２０設定のフリッカー対策モードが設定されているか否かを確認する。
【００７８】
ステップＳ２では、撮像部４０から入力される１フレーム分のＲＡＷデータについて多分割測光を行い、ステップＳ３に進む。ここでは、例えば、図７に示すように、ＲＡＷデータに基づく１フレーム分の画像Ｇの中央寄りに位置するエリアＡ，Ｂ，Ｃを含む評価エリアを横１６×縦１３個の同じ大きさ・形状のエリアに分割する。そして、各エリア毎に全画素について各画素毎の輝度値（画素値）の平均値（ブロック代表値）を算出する。
【００７９】
ステップＳ３では、露出制御用の評価値（ＡＥ評価値）を算出し、ステップＳ４に進む。ここでは、例えば、図７に示すように、画像Ｇの中央部付近に位置するエリアＡ内のブロック代表値をそれぞれ４倍し、エリアＡの周囲に位置するエリアＢ内のブロック代表値をそれぞれ２倍し、エリアＢの周囲に位置するエリアＣ内のブロック代表値をそれぞれ１倍して、全てを加算することでＡＥ評価値を算出する。
【００８０】
ステップＳ４では、露出制御の開始後、直近の過去所定回数（例えば、３回）分のステップＳ３で算出されたＡＥ評価値についての平均値を算出し、ステップＳ５に進む。
【００８１】
ステップＳ５では、ステップＳ４で算出されたＡＥ評価値の平均値が所定の範囲内の値となっているか否かを判別する。ここで言う所定の範囲内は、取得される画像データに基づく画像の輝度が適正であるか否かを判断するための基準として予め制御プログラムによって与えられる値の範囲である。ここでは、ＡＥ評価値の平均値が、所定の範囲内である場合は、画像の輝度が適正であるとして、ステップＳ２に戻り、所定の範囲内でない場合はステップＳ６に進む。
【００８２】
ステップＳ６では、ステップＳ１で確認した設定されている露出制御モードに対応するプログラム線図に従って、露出制御値（シャッター速度値とゲイン）を算出し、ステップＳ７に進む。ここでは、例えば、ステップＳ３で算出されたＡＥ評価値を被写体の輝度値（被写体輝度値Ｂ）として、被写体に係る輝度値と露出制御値との関係を示すプログラム線図に従って、シャッター速度値とゲインとを算出する。
【００８３】
ステップＳ７では、ステップＳ６で算出されたシャッター速度値とゲインとに従って、シャッター速度値とゲインを設定し、ステップＳ２に戻る。ここでは、メインＣＰＵ６２の制御下で、シャッター速度値とゲインが設定されることで、その値に従ってタイミングジェネレーター４４及びＡＧＣ等が制御される。
【００８４】
そして、動画撮影が終了するまでステップＳ２からステップＳ７までの処理を繰り返す。例えば、１／３０秒毎に１フレーム分のＲＡＷデータが得られる場合は、各フレームのＲＡＷデータが取得される毎にステップＳ２からステップＳ７の処理を行う。
【００８５】
以上のような露出制御動作の動作フローによって、継続的に適正露出（取得される画像データに基づく画像の輝度が適正）となるように制御される。
【００８６】
＜プログラム線図＞
上述したように、露出制御の各モードに対応するプログラム線図にしたがって、露出制御値を求める。以下、フリッカー対策モードが設定されている場合と、そうでない場合とで分節して各モードに対応するプログラム線図について説明する。なお、以下では、プログラム線図に従った露出制御について述べることによって、プログラム線図がいかなるものかを説明する。
【００８７】
＜フリッカー対策モードが設定されていない場合＞
図８は、フレームレート優先モードに対応するプログラム線図を例示する図であり、図９は、Ｓ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。
【００８８】
図８及び図８以降に示すプログラム線図においては、被写体輝度と露出制御値等を必要に応じて、ＡＰＥＸ値（開口値（Ａｖ）、時間値（Ｔｖ）、輝度値（Ｂｖ）、感度値（Ｓｖ）、露出値（Ｅｖ））に変換して示している。ＡＰＥＸ値は、被写体輝度値（Ｂ）、ＩＳＯ感度（Ｓ）、絞り値（ＦＮｏ）、シャッター速度値（Ｔ）、定数（Ｎ，Ｋ）に対して、下式（１）〜（５）に示す関係を有する。なお、定数（Ｎ）は通常０．３０であり、定数（Ｋ）は監視カメラ２の設計に応じて決定される固有の値である。
【００８９】
Ａｖ＝ｌｏｇ２（ＦＮｏ２） ・・・（１）
Ｔｖ＝ｌｏｇ２（１／Ｔ） ・・・（２）
Ｂｖ＝ｌｏｇ２（Ｂ／（Ｎ・Ｋ））・・・（３）
Ｓｖ＝ｌｏｇ２（Ｎ・Ｓ） ・・・（４）
Ｅｖ＝ｌｏｇ２（ＦＮｏ２／Ｔ） ・・・（５）
【００９０】
また、露出制御では、ＡＰＥＸ値は、相互に下式（６）の関係を維持するように制御される。
【００９１】
Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ ・・・（６）
【００９２】
図８及び図８以降に示すプログラム線図では、輝度値Ｂｖと、露出制御値（時間値Ｔｖ、ゲイン）との関係を示している。具体的には、輝度値Ｂｖと時間値Ｔｖとの関係を線ＳＬ、輝度値Ｂｖとアナログゲインとの関係を線ＡＧＬ、輝度値Ｂｖとデジタルゲインとの関係を線ＤＧＬで示している。なお、ここでは、ゲインが６ｄＢ増加する毎に感度値（Ｓｖ）が１ずつ上昇する。また、上述したように、監視カメラ２では絞り値は所定の値に固定され、アナログゲインは０〜１８ｄＢの間で変化させることができるように設定されている。
【００９３】
＜フレームレート優先モード＞
まず、フリッカー対策モードが設定されていない場合のフレームレート優先モードに対応するプログラム線図について、図８を参照しつつ、説明する。
【００９４】
図８に示すように、フレームレート優先モードでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿１以上の場合には、アナログゲイン≒０ｄＢ（ＡＧＣにおける増幅率≒１）に固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、Ｔｖを減少させて（シャッター速度値を増大させて）露出制御を行う。つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿１以上の場合には、シャッター速度値が１／３０秒よりも大きくならず（Ｔｖ＜約４．９とならず）、短い擬フレームレート（見かけ上、１／３０秒のフレームレート）を確保することができるため、Ｓ／Ｎ比の低下をいたずらに招かないように、アナログゲイン≒０ｄＢに固定して、シャッター速度値のみを変化させて露出制御を行う。
【００９５】
換言すれば、メインＣＰＵ６２が、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）以上のときには、ＡＧＣによる画像信号の増幅を行わず、被写体輝度値の低下に基づいて、シャッター速度値を増大させるように制御する。即ち、メインＣＰＵ６２が、被写体に係る輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）以上のときに、所定の増幅率をアナログゲイン≒０ｄＢに対応した画像信号の増幅率（第１増幅率）に固定させつつ、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）を変化させるように制御する。
【００９６】
また、輝度値ＢｖがＢｖ＿２以上でかつＢｖ＿１未満の場合には、シャッター速度値≒１／３０秒に固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを増大させて露出制御を行う。つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿２以上でかつＢｖ＿１未満の場合には、シャッター速度値のみで露出制御を行ったのでは、シャッター速度値が約１／３０秒よりも大きくなってしまい、短い擬フレームレートを確保することができない。そこで、シャッター速度値≒１／３０秒（Ｔｖ≒４．９）に固定させたままで、アナログゲインのみを設定可能な範囲内で変化させて露出制御を行う。
【００９７】
換言すれば、メインＣＰＵ６２によりフレームレート優先モードが設定されている場合には、メインＣＰＵ６２が、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）未満でかつＢｖ＿２（第２輝度値）以上のときに、シャッター速度値（露出時間）を約１／３０秒（第１露出時間）に固定させつつ、輝度値Ｂｖの変化に基づいてアナログゲインに対応した画像信号の増幅率（所定の増幅率）を所定値（アナログゲインの設定可能範囲の最大値である１８ｄＢ）までの範囲内で変化させるように制御する。つまり、ここでは、Ｓ／Ｎ比は低下するものの、短い擬フレームレートを確保することができる。
【００９８】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿２になると、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満になると、シャッター速度値≒１／３０秒（Ｔｖ≒４．９）に固定させたままでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、アナログゲイン≒１８ｄＢに固定させて、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値を設定可能な範囲内で低下させるように制御する。つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、アナログゲインに対応した画像信号の増幅率を設定可能な最大値に固定して、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値を設定可能な最大値まで変化させるように制御する。
【００９９】
＜Ｓ／Ｎ比優先モード＞
次に、フリッカー対策モードが設定されていない場合のＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図について、図９を参照しつつ、説明する。
【０１００】
図９に示すように、Ｓ／Ｎ比優先モードでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿１以上の場合には、フレームレート優先モードの場合と同様に、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、時間値Ｔｖを減少させて（シャッター速度値を増大させて）露出制御を行う。つまり、ここでは、Ｓ／Ｎ比の低下をいたずらに招かないように、アナログゲイン≒０ｄＢに固定して、シャッター速度値のみを変化させて露出制御を行う。
【０１０１】
換言すれば、メインＣＰＵ６２が、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）以上のときには、ＡＧＣによる画像信号の増幅を行わず、被写体輝度値の低下に基づいて、シャッター速度値を増大させるように制御する。即ち、メインＣＰＵ６２が、被写体に係る輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）以上のときに、所定の増幅率をアナログゲイン≒０ｄＢに対応した画像信号の増幅率（第１増幅率）に固定させつつ、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）を変化させるように制御する。
【０１０２】
また、輝度値ＢｖがＢｖ＿２以上でかつＢｖ＿１未満の場合には、フレームレート優先モードとは異なり、極力Ｓ／Ｎ比の低下を招かないように、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値を増大させて露出制御を行う。
【０１０３】
換言すれば、メインＣＰＵ６２によりＳ／Ｎ比優先モードが設定されている場合は、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）未満でかつＢｖ＿２（第２輝度値）以上のときに、メインＣＰＵ６２が、所定の増幅率をアナログゲイン≒０ｄＢに対応した画像信号の増幅率（第１増幅率）に固定させつつ、輝度値Ｂｖの変化に基づいてシャッター速度値（露出時間）を変化させるように制御する。つまり、ここでは、短い擬フレームレートを確保することができないが、高Ｓ／Ｎ比の達成を優先させるのである。
【０１０４】
そして、輝度値ＢｖがＢｖ＿２になると、シャッター速度値が設定可能範囲の最大値である約１／４秒（Ｔｖ≒２）に達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満になると、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、シャッター速度値≒１／４秒（Ｔｖ＝２）に固定させて、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能な範囲内で増大させるように制御する。つまり、シャッター速度値を設定可能範囲の最大値に固定させて、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、アナログゲインを設定可能な範囲内で変化させるように制御する。
【０１０５】
さらに、輝度値Ｂｖが約−３となると、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達する。よって、輝度値Ｂｖが約−３未満では、デジタルゲインを増加させることによって、適正な露出制御を行う。
【０１０６】
＜フリッカー対策モードが設定されている場合＞
上述したように、蛍光灯下の被写体について単に動画撮影したのでは、蛍光灯のフリッカーに起因して、フレーム間で被写体の輝度値が目まぐるしく変化する。
【０１０７】
そこで、動画撮影において、フリッカー対策モードが設定されている場合は、フリッカー周期の整数倍のシャッター速度値が設定されるように露出制御を行う。その結果、各フレームの画像を取得する際に発生するフリッカーの回数が同じ回数になるため、フレーム間における被写体の輝度が目まぐるしく変化することを抑制することができる。
【０１０８】
以下、フレームレート優先モードにおけるフリッカ対策モードと、Ｓ／Ｎ比優先モードにおけるフリッカ対策モードとについて、分節して説明する。
【０１０９】
＜フレームレート優先モード＞
図１０及び図１２は、フリッカー対策モードが設定されている場合のフレームレート優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。そして、図１０は、フリッカー１００設定のフリッカー対策モードに対応するプログラム線図を例示する図であり、図１２は、フリッカー１２０設定のフリッカ対策モードに対応するプログラム線図を例示する図である。
【０１１０】
まず、図１０に示すフリッカー１００設定のフリッカー対策モードに対応するプログラム線図について説明する。
【０１１１】
図１０に示すように、輝度値ＢｖがＢｖ＿０以上の場合には、フリッカー対策モードが設定されていない場合と同様に、アナログゲイン≒０ｄＢに固定したままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、時間値Ｔｖを減少させて（シャッター速度値を増大させて）露出制御を行う。つまり、ここでは、いたずらにＳ／Ｎ比の低下を招かないように、アナログゲイン≒０ｄＢに固定して、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値のみを変化させて露出制御を行う。
【０１１２】
なお、輝度値ＢｖがＢｖ＿０以上の場合に、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１００秒）の整数倍に設定しないのは、一般に蛍光灯に照射される被写体の輝度は高くなることがないため、いたずらに露出誤差を招かないために、シャッター速度値をフリッカー周期の整数倍に設定しないのである。つまり、ここでは、フリッカー対策モードが設定されていても、輝度値ＢｖがＢｖ＿０以上の場合には、太陽光等の蛍光灯等よりも強い強度の光で照射されているものとみなしているのである。
【０１１３】
しかし、輝度値Ｂｖがある程度低くなってＢｖ＿０に達すると、蛍光灯によって照射されているものと推定することができる。そして、この場合、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままでは、シャッター速度値がフリッカー周期（１／１００秒）に達してしまう。このため、輝度値ＢｖがＢｖ＿０未満でかつＢｖ＿３以上の場合は、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１００秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させつつ、適正露出となるように補間的に適宜アナログゲインを若干増大させる。
【０１１４】
つまり、メインＣＰＵ６２が、輝度値ＢｖがＢｖ＿０未満でかつＢｖ＿３（第３輝度値）以上のときに、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）をフリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ所定の増幅率を示すアナログゲインに対応した画像信号の増幅率を変化させるように制御する。なお、ここでは、フリッカー周期の整数倍のシャッター速度値は、１／１００×Ｎ秒（Ｎは整数）となる。
【０１１５】
また、輝度値ＢｖがＢｖ＿４以上でかつＢｖ＿３未満の場合には、シャッター速度値≒３／１００秒に固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを増大させて露出制御を行う。つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿４以上でかつＢｖ＿３未満の場合には、シャッター速度値のみで露出制御を行ったのでは、シャッター速度値が約１／３０秒未満となってしまい、短い擬フレームレートを確保することができなくなるため、シャッター速度値≒３／１００秒（Ｔｖ≒５．１）に固定させたままで、アナログゲインのみを設定可能範囲内で変化させて露出制御を行う。
【０１１６】
つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿３（第３輝度値）未満でかつＢｖ＿４（第４輝度値）以上のときに、メインＣＰＵ６２によって、フレームレート優先モードが設定されている場合には、メインＣＰＵ６２が、シャッター速度値（露出時間）をフリッカー周期の整数倍である３／１００秒（第３露出時間）に固定させつつ、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、アナログゲインに対応した画像信号の増幅率（所定の増幅率）を所定値（ここでは、アナログゲインの設定可能範囲の最大値である１８ｄＢ）までの範囲内で変化させるように制御する。
【０１１７】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿４になると、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満になると、シャッター速度値≒３／１００秒（Ｔｖ≒５．１）に固定させたままでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインが設定可能範囲の最大値（１８ｄＢ）に比較的近い値となるようにさせつつ、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１００秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させて、適正露出となるように制御する。
【０１１８】
つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能範囲の最大値（１８ｄＢ）に比較的近い値の範囲で変化させる一方で、シャッター速度値をフリッカー周期の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を変化させるように制御する。
【０１１９】
即ち、なるべく見かけ上のフレームレート（擬フレームレート）が短くなるように、シャッター速度値を極力増大させず、アナログゲインを最大限に活用して、露出制御を行う。なお、このとき、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達した場合に、デジタルゲインによって適正露出となるように調整するようにしても良い。
【０１２０】
次に、図１２に示すフリッカー１２０設定のフリッカー対策モードに対応するプログラム線図について説明する。
【０１２１】
図１０に示すプログラム線図と、図１２に示すプログラム線図とは、フリッカー周期が１／１００秒か１／１２０秒かの違いによる差異しかないため、非常に類似している。但し、フリッカー周期の違いにより、フリッカー周期以上のシャッター速度値を設定する場合には、設定可能なシャッター速度値が異なる。その結果、露出制御の方法が変化するポイントを示す輝度値Ｂｖ＿０，Ｂｖ＿３，Ｂｖ＿４が若干シフトする。
【０１２２】
よって、ここでは、図１２に示すプログラム線図は、図１０に示すプログラム線図と比較して、露出制御の方法が変化するポイントを示す輝度値Ｂｖ＿０，Ｂｖ＿３，Ｂｖ＿４が若干異なるのと、フリッカー周期以上のシャッター速度値が設定されるときに実際に設定されるシャッター速度値が異なるのみであるため、同様な説明の重複を回避するため説明を省略する。
【０１２３】
また、ここでは、操作者によるホスト３の操作部３ｃｄの操作に基づいて、メインＣＰＵ６２が、フリッカー１００設定とフリッカー１２０設定とで、露出制御の方法が変化するポイントを示す輝度値Ｂｖ＿０，Ｂｖ＿３，Ｂｖ＿４を変更する。即ち、操作者による操作部３ｃｄの操作に基づいて、メインＣＰＵ６２が、第３輝度値Ｂｖ＿３及び第４輝度値Ｂｖ＿４を変更する。つまり、モードの設定によって露出制御が異なってくる被写体の輝度値の範囲に対応する第３及び第４輝度値Ｂｖ＿３，Ｂｖ＿４を変更することができる。その結果、複数存在する照明のフリッカーの周期にも対応することができる。
【０１２４】
＜Ｓ／Ｎ比優先モード＞
図１１及び図１３は、フリッカー対策モードが設定されている場合のＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。そして、図１１は、フリッカー１００設定のフリッカー対策モードにおけるＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図であり、図１３は、フリッカー１２０設定のフリッカー対策モードにおけるＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。
【０１２５】
まず、図１１に示すフリッカー１００設定のフリッカー対策モードにおけるＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図について説明する。
【０１２６】
図１１に示すように、輝度値ＢｖがＢｖ＿０以上の場合には、フレームレート優先モードと同様に、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままで、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、時間値Ｔｖを減少させて（シャッター速度値を増大させて）露出制御を行う。つまり、ここでは、いたずらに露出誤差を招かないように、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させて、シャッター速度値のみを変化させて露出制御を行う。
【０１２７】
しかし、輝度値ＢｖがＢｖ＿０に達すると、アナログゲイン≒０ｄＢに固定させたままでは、シャッター速度値が１／１００秒以下になってしまう。このため、輝度値ＢｖがＢｖ＿０未満でかつＢｖ＿３以上の場合は、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１００秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させつつ、適正露出となるように補間的に適宜アナログゲインを若干増大させる。
【０１２８】
つまり、メインＣＰＵ６２が、輝度値ＢｖがＢｖ＿０未満でかつＢｖ＿３（第３輝度値）以上のときに、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）をフリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ所定の増幅率を示すアナログゲインに対応した画像信号の増幅率を変化させるように制御する。
【０１２９】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿４以上でかつＢｖ＿３未満の場合には、フレームレート優先モードとは異なり、輝度値ＢｖがＢｖ＿０未満でかつＢｖ＿３以上の場合と同様に、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１００秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させつつ、適正露出となるように補間的に適宜アナログゲインを若干増大させる。これは、Ｓ／Ｎ比の低下を避けるために、極力アナログゲインを増大させずに適正な露出制御をするためである。
【０１３０】
つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿３（第３輝度値）未満でかつＢｖ＿４（第４輝度値）以上のときに、メインＣＰＵ６２によって、Ｓ／Ｎ比優先モードが設定されている場合には、メインＣＰＵ６２が、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）を照明のフリッカーの周期の整数倍となるように段階的に変化させつつアナログゲインに対応した画像信号の増幅率（所定の増幅率）を所定値（ここでは、１８ｄＢ）よりも相対的に小さな値までの範囲内で変化させるように制御する。
【０１３１】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿４になると、シャッター速度値が設定可能範囲の最大値である約１／４秒（Ｔｖ≒２）に達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、輝度値Ｂｖの低下に対応させて、補間的に適宜アナログゲインを若干増加させるだけでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、Ｓ／Ｎ比が低下するものの適正な露出制御を行うために、シャッター速度値≒１／４秒（Ｔｖ≒２）に固定させて、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能な範囲内で増大させるように制御する。
【０１３２】
また、図１１フリッカー１００設定に対応するプログラム線図と、図１３に示すフリッカー１２０設定に対応するプログラム線図とが異なる点は、フレームレート優先モードについてのフリッカー１００設定とフリッカー１２０とが異なる点と同様に、露出制御の方法が変化するポイントを示す輝度値Ｂｖ＿０，Ｂｖ＿３，Ｂｖ＿４が若干異なる点と、フリッカー周期以上のシャッター速度値が設定されるときに実際に設定されるシャッター速度値が異なる点のみであるため、同様な説明の重複を回避するため説明を省略する。
【０１３３】
以上のように、第１実施形態に係る監視カメラシステム１では、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードとを選択的に設定することができる。そして、フレームレート優先モードでは、被写体の輝度値が所定の範囲内（例えば、第１輝度値Ｂｖ＿１未満でかつ第２輝度値Ｂｖ＿２以上）にあるとき、出来るだけ露出時間を短くするように制御して、ゲインを増加させて適正な露出制御を行う。これにより、見かけ上のフレームレートが短い動画像を得ることができるとともに、被写体のブレも小さくすることができる。その結果、動きの速い被写体に適した撮影を行うことができる。また、Ｓ／Ｎ比優先モードでは、出来るだけゲインを増大させないように制御し、露出時間を長くして適正な露出制御を行う。これにより、フレームレート優先モードではゲインが高くなり過ぎるような低輝度の被写体を撮影する際でも、ゲインを極力低めに設定するため、Ｓ／Ｎ比の高い高画質の動画像を得ることができる。その結果、カメラの小型化を達成しつつ、被写体の状況に対応した露出制御が可能な撮像システムを提供することができる。
【０１３４】
また、フレームレート優先モードでは、所定のフレームレート（１／３０秒）で連続して複数の画像信号を得る場合に、被写体に係る輝度値が所定の範囲内（例えば、第１輝度値Ｂｖ＿１未満でかつ第２輝度値Ｂｖ＿２以上）にあるとき、被写体に係る輝度値の変化に基づいて、露出時間を所定のフレームレートと略同一の約１／３０秒に固定させつつ画像信号の増幅率を変化させる。その結果、１／３０秒毎に新たな画像信号を得ることができるため、見かけ上のフレームレートも短く維持することができ、滑らかな動画を得ることができる。
【０１３５】
また、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードとを選択的に設定した状態で、さらに、フリッカー対策モードに設定することができる。このフリッカー対策モードでは、シャッター速度値が照明のフリッカー周期以上となる場合には、シャッター速度値を照明のフリッカー周期の整数倍とするように制御する。その結果、カメラの小型化と被写体の状況に対応した露出制御とを達成しつつ、照明によって生じるフリッカーに対応した露出制御が可能な撮像システムを提供することができる。
【０１３６】
＜２．第２実施形態＞
第１実施形態に係る監視カメラシステム１では、動画撮影において、シャッター速度値がフレームレートよりも大きくなる場合、露出制御に基づいて、シャッター速度値をフレームレートの整数倍の値だけでなく、その間の値（例えば、１／２０秒等）にも設定することができた。これに対して、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａは、被写体が低輝度の場合には、シャッター速度値をフレームレートの整数倍の値にしか設定することができない。これは、監視カメラシステム１Ａに備えられた監視カメラ２Ａが、長秒時の撮影におけるシャッター速度値（以下、「長秒時のシャッター速度値」と称する）の制御をタイミングジェネレーター４４による所謂フレーム蓄積で行うタイプのカメラであるためである。このため、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａでは、上述した第１実施形態に係る監視カメラシステム１とは異なるプログラム線図に従って露出制御を行う。
【０１３７】
なお、監視カメラシステム１Ａが、監視カメラシステム１と異なる点は、長秒時のシャッター速度値をフレームレートの整数倍の値にしか設定することができない結果、露出制御における各モードに対応するプログラム線図が異なってくる点のみである。よって、以下では、各モードに対応するプログラム線図についてのみ説明を行い、その他の構成等は、監視カメラシステム１と同様となるため、同様な符合を付して説明を省略する。
【０１３８】
なお、以下では、第１実施形態に係るプログラム線図との比較の上に立って、各モードに対応するプログラム線図について説明を行う。
【０１３９】
＜フリッカー対策モードが設定されていない場合＞
図１４は、フリッカー対策モードが設定されていない場合のフレームレート優先モードに対応するプログラム線図を例示する図であり、図１５は、フリッカー対策モードが設定されていない場合のＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。
【０１４０】
まず、フレームレート優先モードに対応するプログラム線図について、図１４を参照しつつ、説明する。
【０１４１】
図１４に示すプログラム線図と、図８に示すプログラム線図との違いは、長秒時のシャッター速度値が設定される場合、つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿２（第２輝度値）未満の場合にのみ現れる。よって、ここでは、相違点である輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満の場合のみについて説明し、その他については説明を省略する。
【０１４２】
輝度値ＢｖがＢｖ＿２になると、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満になると、シャッター速度値≒１／３０秒（Ｔｖ≒４．９）に固定させたままでは、適正な露出制御を行うことができない。また、ここでは、長秒時のシャッター速度値を設定する際には、フレームレートの整数倍のシャッター速度値しか設定できない。
【０１４３】
そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能範囲の最大値（１８ｄＢ）に比較的近い値となるようにさせつつ、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させて、適正露出となるように制御する。
【０１４４】
つまり、擬フレームレートが短くなるように、シャッター速度値を極力増大させず、アナログゲインを最大限に活用して、露出制御を行う。また、シャッター速度値が設定可能範囲内でかつフレームレートの整数倍の値の最大値に達した場合であって、さらにアナログゲインが設定可能範囲の最大値（１８ｄＢ）に達した場合には、デジタルゲインによって適正露出となるように調整する。
【０１４５】
次に、フリッカー対策モードが設定されていない場合のＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図について、図１５を参照しつつ、説明する。
【０１４６】
図１５に示すプログラム線図と、図９に示すプログラム線図との違いは、長秒時のシャッター速度値が設定される場合、つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）未満の場合にのみ現れる。よって、ここでは、相違点である輝度値ＢｖがＢｖ＿１未満の場合のみについて説明し、その他については説明を省略する。
【０１４７】
輝度値ＢｖがＢｖ＿２以上でかつＢｖ＿１未満の場合には、フレームレート優先モードとは異なり、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させつつ、適正露出となるように補間的に適宜アナログゲインを若干増大させる。これは、Ｓ／Ｎ比の低下を避けるために、極力アナログゲインを増大させずに適正な露出制御をするためのである。
【０１４８】
つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿１（第１輝度値）未満でかつＢｖ＿２（第２輝度値）以上のときに、メインＣＰＵ６２によって、Ｓ／Ｎ比優先モードが設定されている場合には、メインＣＰＵ６２が、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）をフレームレートの整数倍となるように段階的に変化させつつ、アナログゲインに対応した画像信号の増幅率（所定の増幅率）を所定値（ここでは、１８ｄＢ）よりも相対的に小さな値までの範囲内で変化させるように制御する。
【０１４９】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿２になると、シャッター速度値が設定可能範囲でかつフレームレートの整数倍の値の最大値に達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、輝度値Ｂｖの低下に対応させて、補間的に適宜アナログゲインを若干増大させるだけでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿２未満では、Ｓ／Ｎ比が低下するものの適正な露出制御を行うために、シャッター速度値を固定させて、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能な範囲内で増大させるように制御する。また、シャッター速度値が設定可能範囲でかつフレームレートの整数倍の値の最大値に達した場合であって、さらにアナログゲインが設定可能範囲の最大値（１８ｄＢ）に達した場合には、デジタルゲインによって適正露出となるように調整する。
【０１５０】
＜フリッカー対策モードが設定されている場合＞
図１６及び図１７は、フリッカー１００設定のフリッカー対策モードに対応するプログラム線図を例示する図である。そして、図１６は、フリッカー１００設定のフリッカー対策モードにおけるフレームレート優先モードに対応するプログラム線図を例示する図であり、図１７は、フリッカー１００設定のフリッカー対策モードにおけるＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図を例示する図である。
【０１５１】
まず、フレームレート優先モードに対応するプログラム線図について、図１６を参照しつつ、説明する。
【０１５２】
図１６に示すプログラム線図と、図１０に示すプログラム線図との違いは、長秒時のシャッター速度値が設定される場合、つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿４（第４輝度値）未満の場合にのみ現れる。よって、ここでは、相違点である輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満の場合のみについて説明し、その他については説明を省略する。
【０１５３】
輝度値ＢｖがＢｖ＿４になると、アナログゲインが設定可能範囲の最大値である１８ｄＢに達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満になると、シャッター速度値をフレームレート以下の約３／１００秒（Ｔｖ≒５．２）に固定させたままでは、適正な露出制御を行うことができない。また、ここでは、長秒時のシャッター速度値を設定する際には、フレームレートの整数倍のシャッター速度値しか設定できない。
【０１５４】
そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインが設定可能範囲の最大値に比較的近い値となるようにさせつつ、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）の整数倍となるように段階的にシャッター速度値を増大させて、適正露出となるように制御する。つまり、なるべく擬フレームレートが短くなるように、シャッター速度値を極力増大させず、アナログゲインを最大限に活用して、露出制御を行う。
【０１５５】
次に、Ｓ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図について、図１７を参照しつつ、説明する。
【０１５６】
図１７に示すプログラム線図と、図１１に示すプログラム線図との違いは、長秒時のシャッター速度値が設定される場合、つまり、輝度値ＢｖがＢｖ＿３（第３輝度値）よりも小さい場合にのみ現れる。よって、ここでは、相違点である輝度値ＢｖがＢｖ＿３未満の場合のみについて説明し、その他については説明を省略する。
【０１５７】
輝度値ＢｖがＢｖ＿４以上でかつＢｖ＿３未満の場合には、フレームレート優先モードとは異なり、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）の整数倍となるように段階的に増大させつつ、適正露出となるように補間的に適宜アナログゲインを若干増大させる。これは、Ｓ／Ｎ比の低下を避けるために、極力アナログゲインを増大させずに適正な露出制御をするためのである。
【０１５８】
つまり、ここでは、輝度値ＢｖがＢｖ＿３（第３輝度値）未満でかつＢｖ＿４（第４輝度値）以上のときに、メインＣＰＵ６２によって、Ｓ／Ｎ比優先モードが設定されている場合は、メインＣＰＵ６２が、輝度値Ｂｖの変化に基づいて、シャッター速度値（露出時間）をフレームレートの整数倍となるように段階的に増大させつつ、アナログゲインに対応した画像信号の増幅率を、所定値（１８ｄＢ）よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御する。
【０１５９】
さらに、輝度値ＢｖがＢｖ＿４になると、シャッター速度値が設定可能範囲でかつフレームレートの整数倍の値の最大値に達する。よって、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、輝度値Ｂｖの低下に対応させて、補間的に適宜アナログゲインを若干増大させるだけでは、適正な露出制御を行うことができない。そこで、輝度値ＢｖがＢｖ＿４未満では、Ｓ／Ｎ比が低下するものの適正な露出制御を行うために、シャッター速度値を固定して、輝度値Ｂｖの低下に基づいて、アナログゲインを設定可能な範囲内で増大させるように制御する。
【０１６０】
ここでは、第１実施形態のフリッカー対策モードとは異なり、長秒時のシャッター速度値が設定される場合には、シャッター速度値がフリッカー周期の整数倍の値とはならず、フレームレートの整数倍の値となる。しかし、長秒時のシャッター速度値が設定される場合には、シャッター速度値が比較的大きいため、フリッカーの影響が相対的に小さくなり、動画像において発生するフレーム間の輝度値の激しい変化は、比較的小さなものとなる。そのため、画質の劣化は小さい。
【０１６１】
なお、フリッカー１２０設定のフリッカー対策モードが設定されている場合については、例えば、フレームレート優先モードに対応するプログラム線図は図１２と同様なものとすることができ、Ｓ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図は図１３と同様なものとすることができる。
【０１６２】
但し、第１実施形態に係る図１２及び図１３に示すプログラム線図については、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１２０秒）の整数倍とするために段階的にシャッター速度値を増大させて、適正露出となるように制御したが、第２実施形態では、シャッター速度値をフレームレート（１／３０秒）の整数倍とする目的も兼ねて、シャッター速度値をフリッカー周期（１／１２０秒）の整数倍とする。
【０１６３】
以上のように、第２実施形態に係る監視カメラシステム１Ａでは、フレームレート以上のシャッター速度（露出時間）については、シャッター速度値を段階的にフレームレートの整数倍の値にしか設定、変化させることができない。しかし、このような監視カメラシステム１Ａでも、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードとを備え、フレームレート優先モードとＳ／Ｎ比優先モードとを選択的に設定することができる。その結果、カメラの小型化を達成しつつ、被写体の状況に対応した露出制御が可能となる。
【０１６４】
＜３．変形例＞
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
【０１６５】
◎例えば、上述した実施形態では、操作者によるホスト３の操作部３ｃｄの操作に基づいて、露出制御の各モード等の設定の切替え等を行ったが、これに限られるものではなく、例えば、監視カメラ２，２Ａの記憶部６７に格納される制御プログラムによって自動的に各モード等の設定が切替わるようなものであっても良い。
【０１６６】
◎また、上述した実施形態では、一例として監視カメラシステム１，１Ａを挙げて説明したが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、一般的なカメラ等を適用対象としても良い。
【０１６７】
◎また、上述した実施形態では、監視カメラシステム１，１Ａは、監視カメラ２，２Ａと監視カメラ２，２Ａの動作等を遠隔操作するためのホストコンピュータ３とを備えて構成されたが、これに限られるものではなく、例えば、監視カメラ２，２Ａを遠隔操作するものではなく、監視カメラ２，２Ａそのものにコマンドを入力して監視カメラ２，２Ａの動作等を操作する操作部を設けたものであっても良い。
【０１６８】
つまり、本発明の適用対象は、カメラとカメラを制御するコンピュータ等とが離隔したものに限られず、単体のデジタルカメラをも適用対象とする。即ち、「撮像システム」は、カメラとカメラを制御するコンピュータとが離隔した構成だけでなく、例えば、カメラとカメラの制御部とが一体となっている単なるデジタルカメラそのものも指す。
【０１６９】
◎また、上述した実施形態では、監視カメラ２，２Ａは、絞りを有していなかったが、これに限られるものではなく、例えば、絞り値が固定された絞りを有するものや、絞り値が固定された絞りを着脱可能なものであっても良い。なお、絞り値が異なる複数種類の絞りを着脱可能とするものであれば、それぞれの絞りの種類毎に対応するプログラム線図を用意する必要性がある。
【０１７０】
◎また、上述した実施形態では、フリッカー１００設定とフリッカー１２０設定との間で、露出制御の方法を変化させるポイントである第３輝度値Ｂｖ＿３及び第４輝度値Ｂｖ＿４の双方ともを変更したが、これに限られるものではなく、例えば、第３輝度値Ｂｖ＿３及び第４輝度値Ｂｖ＿４のうちのいずれか一方のみを変更するようにしても良い。この場合は、第３輝度値Ｂｖ＿３及び第４輝度値Ｂｖ＿４のうち変更しなかった輝度値付近で、短い擬フレームレートや高Ｓ／Ｎ比の維持に対して若干不利となる傾向にはあるが、複数存在する照明のフリッカーの周期にも対応することができる。
【０１７１】
◎上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が含まれている。
【０１７２】
（１） 被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、固定の絞り値とを有する撮像システムにおける露出制御方法であって、第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定ステップと、前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御するステップと、前記設定ステップにおいて前記第１モードが設定された場合には、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を変化させるように制御し、前記設定ステップにおいて前記第２モードが設定された場合には、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を前記第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御するステップと、を備えることを特徴とする露出制御方法。
【０１７３】
（１）に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【０１７４】
（２） 被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、固定の絞り値とを有する撮像システムにおける露出制御方法であって、第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定ステップと、前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御するステップと、前記設定ステップにおいて前記第１モードが設定された場合には、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を所定値までの範囲で変化させるように制御し、前記設定ステップにおいて前記第２モードが設定された場合は、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を前記所定値よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御するステップと、を備えることを特徴とする露出制御方法。
【０１７５】
（２）に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【０１７６】
（３） 撮像システムに含まれるコンピュータによって実行されることにより、前記撮像システムを、請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮像システムして機能させるプログラム。
【０１７７】
（３）に記載の発明によれば、請求項１から請求項５に記載の発明と同様な効果を得ることができる。
【０１７８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、被写体の輝度値が所定の範囲内にある場合、露出時間を固定させつつ被写体の輝度値の変化に基づいて画像信号の増幅率を変化させるモードと、画像信号の増幅率を固定させつつ被写体の輝度値の変化に基づいて露出時間を変化させるモードとを選択的に設定することできるため、カメラの小型化を達成しつつ、被写体の状況に対応した露出制御が可能な撮像システムを提供することができる。
【０１７９】
また、請求項２に記載の発明によれば、被写体の輝度値が所定の範囲内にある場合、被写体の輝度値の変化に基づいて露出時間を固定させつつ画像信号の増幅率を変化させるモードと、露出時間を段階的に変化させつつ画像信号の増幅率を比較的小さな値の範囲内で変化させるモードとを選択的に設定することできるため、所定値以上の露出時間については段階的にしか露出時間を変化させることできないカメラであっても、カメラの小型化を達成しつつ、被写体の状況に対応した露出制御が可能となる。
【０１８０】
また、請求項３に記載の発明によれば、一方のモードにおいては、所定のフレームレートの動画像を生成する場合に、被写体の輝度値が所定の範囲内にあるとき、被写体の輝度値の変化に基づいて、露出時間を所定のフレームレートと略同一の時間に固定させつつ被写体の画像信号の増幅率を変化させるため、滑らかな動画像を生成することができる。
【０１８１】
また、請求項４に記載の発明によれば、被写体の輝度値が所定の範囲よりも大きなときに、被写体の輝度の変化に基づいて露出時間を被写体を照射する照明のフリッカーの周期の整数倍となるように段階的に変化させ、被写体の輝度値が所定の範囲内のときに、露出時間をフリッカーの周期の整数倍に固定させつつ被写体の輝度値の変化に基づいて画像信号の増幅率を変化させるモードと、被写体の輝度値の変化に基づいて露出時間をフリッカーの周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ画像信号の増幅率を比較的小さな値の範囲内で変化させるモードとを選択的に設定することできるため、カメラの小型化を達成しつつ、照明によって生じるフリッカーに対応した露出制御が可能な撮像システムを提供することができる。
【０１８２】
また、請求項５に記載の発明によれば、モードの設定によって露出制御の方法が変更される被写体の輝度値の範囲に対応する上限と下限とを規定する輝度値のうちの少なくとも一方を変更させることができるため、複数存在する照明のフリッカーの周期にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る監視カメラシステム１の構成を示す概念図である。
【図２】観察カメラ２の外観を例示する正面図である。
【図３】観察カメラ２の外観を例示する側面図である。
【図４】観察カメラ２の外観を例示する上面図である。
【図５】監視カメラ２の機能構成を示すブロック図である。
【図６】露出制御動作の動作フローを例示するフローチャートである。
【図７】露出制御における多分割測光について説明するための図である。
【図８】フレームレート優先モードに対応するプログラム線図である。
【図９】Ｓ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１０】フリッカー１００設定のフリッカ対策モードが設定されたフレームレート優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１１】フリッカー１００設定のフリッカ対策モードが設定されたＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１２】フリッカー１２０設定のフリッカ対策モードが設定されたフレームレート優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１３】フリッカー１２０設定のフリッカ対策モードが設定されたＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１４】第２実施形態に係るフレームレート優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１５】第２実施形態に係るＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１６】フリッカー１００設定のフリッカ対策モードが設定されたフレームレート優先モードに対応するプログラム線図である。
【図１７】フリッカー１００設定のフリッカ対策モードが設定されたＳ／Ｎ比優先モードに対応するプログラム線図である。
【符号の説明】
１，１Ａ 監視カメラシステム
２，２Ａ 監視カメラ
３ ホストコンピュータ
３ａ 制御部
４０ 撮像部
４２ ＣＣＤ（撮像手段）
４３ アナログフロントエンド（増幅手段）
４４ タイミングジェネレーター（露出時間制御手段）
６０ メインコントロール部
６２ メインＣＰＵ（露出制御手段、設定手段、生成手段、変更手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging system for imaging a subject.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Digital cameras that acquire image data by photoelectrically converting an optical image of a subject by an imaging device such as a CCD and record the image data on a recording medium have become widespread. In this digital camera, generally, an aperture value, a shutter speed, a gain, and the like are controlled so that a captured image has an appropriate exposure.
[0003]
In photographing, it is necessary to obtain a large number of photographed images in a short time, that is, to give priority to maintaining a high shutter speed over image quality (such as a high S / N ratio) or to maintain a high shutter speed. For example, when priority is given to image quality, exposure control according to various purposes, the situation of a subject, and the like is required.
[0004]
In response to such demands, exposure control is performed in connection with the aperture value, shutter speed, etc., and high-speed continuous shooting mode, in which multiple shots are taken in a short time by giving priority to maintaining high shutter speed, and image quality is given priority. A digital camera capable of switching between a low-speed continuous shooting mode and a low-speed continuous shooting mode has been proposed (for example, Patent Document 1).
[0005]
Prior art documents relating to such a technique include the following.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-330868 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Meanwhile, digital cameras used as surveillance cameras and the like are required to be further miniaturized, and it is conceivable to eliminate the aperture as a means for satisfying this requirement.
[0008]
However, in the conventional digital camera as described above, in order to perform exposure control suitable for each mode, exposure control is performed in connection with an aperture value, a shutter speed, and the like. Therefore, when the aperture is eliminated, the conventional exposure control cannot execute the exposure control suitable for each mode.
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an imaging system capable of performing exposure control corresponding to a situation of a subject while achieving downsizing of a camera.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an imaging system having a fixed aperture value, wherein imaging means for acquiring an image signal by imaging a subject, and Amplifying means for amplifying with an amplification factor; time control means for controlling an exposure time in the imaging means; and the predetermined amplification factor and the exposure so that the exposure is appropriate at the time of photographing based on the luminance value of the subject. Exposure control means for controlling time and setting means for selectively setting any one of a first mode and a second mode, wherein the exposure control means has a luminance value equal to or greater than a first luminance value. When controlling the exposure time based on the change in the brightness value while fixing the predetermined gain to the first gain, the brightness value is less than the first brightness value and the second brightness is controlled. Above the value When the first mode is set by a step, control is performed such that the predetermined amplification rate is changed based on a change in the luminance value while fixing the exposure time to the first exposure time, and When the second mode is set by the means, controlling the exposure time to be changed based on the change in the luminance value while fixing the predetermined amplification factor to the first amplification factor. Features.
[0011]
The invention according to claim 2 is an imaging system having a fixed aperture value, wherein the imaging means acquires an image signal by imaging a subject, and the amplification means amplifies the image signal at a predetermined amplification factor. Time control means for controlling an exposure time in the image pickup means; and exposure control for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time based on a luminance value of the subject so that exposure is appropriate at the time of photographing. Means, and setting means for selectively setting any one of the first mode and the second mode, wherein the exposure control means controls the predetermined amplification when the brightness value is equal to or greater than the first brightness value. Controlling the exposure time to change based on the change in the brightness value while fixing the rate to the first amplification rate, and when the brightness value is less than the first brightness value and equal to or more than the second brightness value, The first mode is set by setting means. Is set, the exposure time is fixed to the first exposure time, and the predetermined amplification factor is controlled to be changed in a range up to a predetermined value based on the change in the luminance value, and the setting is performed. When the second mode is set by the means, the predetermined amplification factor is changed to a value smaller than the predetermined value while changing the exposure time stepwise based on the change in the luminance value. Is controlled so as to be changed within the range.
[0012]
The invention according to claim 3 is the imaging system according to claim 1 or 2, further comprising a generation unit configured to generate a moving image having a predetermined frame rate, wherein the first exposure time is set to the first exposure time. It is characterized by being substantially the same as a predetermined frame rate.
[0013]
The invention according to claim 4 is an imaging system having a fixed aperture value, wherein an imaging means for acquiring an image signal by imaging a subject, and an amplification means for amplifying the image signal at a predetermined amplification factor Time control means for controlling an exposure time in the image pickup means; and exposure control for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time based on a luminance value of the subject so that exposure is appropriate at the time of photographing. Means, and setting means for selectively setting any one of the first mode and the second mode, wherein the exposure control means sets the brightness value when the brightness value is equal to or greater than a third brightness value. Based on the change, the exposure time is controlled so as to change the predetermined gain while changing the exposure time stepwise so as to be an integral multiple of the flicker cycle of illumination for irradiating the subject, and the brightness value is set to a third brightness. Less than the value When the first mode is set by the setting means at or above the fourth brightness value, the exposure time is fixed to a third exposure time that is an integral multiple of the flicker cycle while the brightness value is adjusted. The predetermined amplification factor is controlled to be changed within a range up to a predetermined value based on the change, and when the second mode is set by the setting unit, the exposure is controlled based on the change in the brightness value. It is characterized in that the predetermined amplification factor is controlled so as to be changed within a range relatively smaller than the predetermined value while changing the time stepwise so as to be an integral multiple of the flicker cycle.
[0014]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the imaging system according to the fourth aspect, further comprising a change unit that changes at least one of the third and fourth luminance values.
[0015]
In the present specification, "shutter speed value" is used as a phrase that expresses the shutter speed as a temporal quantitative value. That is, a large shutter speed value means that the exposure time is long (shutter speed is slow).
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
<1. First Embodiment>
<Overview of Surveillance Camera System>
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a monitoring camera system 1 which is an example of an imaging system according to a first embodiment of the present invention. The surveillance camera system 1 mainly includes a surveillance camera 2 that can be controlled by remote control, and remotely controls the surveillance camera 2, receives image data transmitted from the surveillance camera 2, and displays and records an image on a display 3 b. And a host computer (hereinafter abbreviated as “host”) 3 for performing the above operations.
[0018]
The surveillance camera 2 has various operation functions such as panning, tilting, and zooming in order to cope with a change in the movement or size of the shooting target. The control of these operation functions is executed by execution of software (control program) stored in the monitoring camera 2 and remote operation by the host 3.
[0019]
The host 3 has, for example, a configuration similar to a general personal computer or the like, and includes a control unit 3a having a built-in CPU and the like, a display 3b for displaying images, a keyboard 3c and a mouse 3d for receiving various input commands. And an operation unit 3cd.
[0020]
The control unit 3a includes a CPU, a RAM, a ROM, a hard disk, and the like. The hard disk stores software (control program) for realizing remote control of the monitoring camera 2. When the software stored in the hard disk or the like is read by the CPU, a function for controlling the respective units of the host 3 is realized, and a function for remotely operating the monitoring camera 2 is realized.
[0021]
The control unit 3a and the surveillance camera 2 are connected so that various types of data can be transmitted and received. The control unit 3a receives image data acquired by the surveillance camera 2, Various control signals relating to the operation can be transmitted. As a method for connecting the control unit 3a and the monitoring camera 2 so that data can be transmitted and received, any method such as a wired (here, a wired LAN) and a wireless (here, a wireless LAN) may be used. .
[0022]
In addition, the control unit 3a can receive image data transmitted from the monitoring camera 2, store the image data in the hard disk, and perform control to display an image based on the image data on the display 3b. Further, the control unit 3a includes a mounting unit 3ad to which a storage medium CD can be attached and detached. When the storage medium CD is mounted on the mounting unit 3ad, software stored in the storage medium CD is transferred to a CPU or a hard disk. In addition, it is possible to control so that various kinds of data such as image data are stored in the recording medium.
[0023]
The operation unit 3cd can remotely control the monitoring camera 2 through the control of the control unit 3a by transmitting signals to the control unit 3a based on various operations of the keyboard 3c and the mouse 3d.
[0024]
<Overview of surveillance cameras>
2 to 4 are schematic views illustrating the appearance of the monitoring camera 2, and FIGS. 2, 3, and 4 correspond to a front view, a side view, and a top view, respectively. In FIGS. 2 to 4, X, Y, and Z orthogonal coordinates are given to clarify the azimuth relationship. The surveillance camera 2 is generally used by fixing a surface (back surface) in the + Y direction to a wall surface or the like.
[0025]
As shown in FIGS. 2 to 4, the monitoring camera 2 mainly includes a housing 20, an imaging unit 40, a substantially hemispherical portion attached to the housing 20 so as to cover the imaging unit 40, and a substantially semicylindrical shape. And a transparent cover 20a which is combined with the above.
[0026]
The housing 20 stores an electronic circuit and the like including a later-described main CPU 62 and the like that integrally control each unit of the monitoring camera 2. The functional configuration stored inside the housing 20 will be described later in detail.
[0027]
The imaging unit 40 includes an imaging function unit CM including a zoom lens 41 that realizes a zooming operation function, and includes a panning mechanism PS and a tilting mechanism TS that realize operation functions such as panning and tilting. I have.
[0028]
Here, the panning mechanism PS and the tilting mechanism TS will be briefly described. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the panning mechanism PS and the tilting mechanism TS for easy understanding. ing. Note that FIG. 2 shows a state in which the zoom lens 41 faces the front (basic posture). Hereinafter, a configuration based on the basic posture will be described, and panning and tilting operations will be described.
[0029]
As shown in FIG. 2, the panning mechanism PS includes a motor M1, a motor shaft MP1 of the motor M1, a rectangular frame portion PF, and a fixed portion FS fixed to the housing 20, and a tilting mechanism TS. Has a motor M2, a motor shaft MP2 of the motor M2, and a shaft TP.
[0030]
The motor M1 and the motor M2 are configured by, for example, a stepping motor, and can rotate the motor shafts MP1 and MP2 based on a control pulse from a sub-control unit 50 described later.
[0031]
The motor axis MP2 of the motor M2 is fixed to the imaging function unit CM from the −X direction, and an axis TP having the same axis center direction as the motor axis MP2 is fixed to the + X direction of the imaging function unit CM. Further, the motor shaft MP2 and the shaft TP are rotatably fitted into a cylindrical hole provided in the frame portion PF, and the motor M2 is connected to the frame portion PF by a member (not shown) not in contact with the motor shaft MP2. Fixed against.
[0032]
The motor shaft MP1 of the motor M1 is fixed to the frame portion PF from the + Z direction, and a portion near the center of the motor shaft MP1 is rotatably fitted into a cylindrical hole provided in the fixed portion FS. I have. Further, a motor M1 is fixed to the housing 20.
[0033]
When the motor M1 rotates the motor shaft MP1, the imaging function unit CM is rotated together with the tilting mechanism TS inserted into the frame unit PF, and the imaging direction is freely changed in the XY plane. A panning operation is realized. On the other hand, when the motor M2 rotates the motor shaft MP2, the imaging function unit CM is rotated with respect to the frame unit PF, and a tilting operation of freely changing the shooting direction in the YZ plane is realized.
[0034]
Further, by rotating both the motor axes MP1 and MP2 by the motors M1 and M2, the photographing direction can be freely changed in a three-dimensional space.
[0035]
The transparent cover 20a is made of, for example, a colorless and transparent material such as an acrylic resin or the like. They are handled in the same way as parts.
[0036]
As shown in FIG. 2, two light emitting diodes (LEDs) 21 a and 21 b, a built-in microphone 22, and a reset switch 23 are provided on the front surface (the surface in the −Y direction) of the housing 20.
[0037]
The two light emitting diodes (LEDs) 21a and 21b display the operating state of the monitoring camera 2 and the communication state with the host 3 by lighting, blinking, and turning off. The built-in microphone 22 is a sound collecting microphone having a general configuration for collecting sounds around the surveillance camera 2, and the reset switch 23 is depressed when abnormal operation or communication of the surveillance camera 2 occurs. , To return the monitoring camera 2 to the initial settings.
[0038]
Further, as shown in FIG. 4, a power input terminal 24, a communication terminal 25, an external audio input terminal 26, an external audio output terminal 27, and an external sensor control terminal 28 are provided on the upper surface (the surface in the + Z direction) of the housing 20. Is provided.
[0039]
The power supply input terminal 24 is for electrically connecting a power supply box or the like (not shown) provided outside via a power cable to supply power to the monitoring camera 2. The communication terminal 25 is for connecting to the host 3 via a wired LAN cable or the like so that data can be transmitted and received. The external audio input terminal 26 is for connecting a microphone (external microphone) externally attached to the surveillance camera 2 via a cable so that data can be transmitted. An external sensor control terminal 28 is for connecting a cable or the like for transmitting audio data to the host 3. Various sensors (not shown) externally attached to the monitoring camera 2 are provided. Is connected so that various signals can be transmitted and received via a cable or the like.
[0040]
The external sensor control terminal 28 has an input terminal and an output terminal, and receives signals from various sensors connected to the input terminal by a main CPU 62 in the surveillance camera 2 which will be described later. It is also possible to adopt a configuration in which a start trigger signal is issued, or a configuration in which the main CPU 62 performs arithmetic processing on signals from various sensors and controls devices connected to the output terminals based on the arithmetic results.
[0041]
<Functional configuration of surveillance camera>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of the monitoring camera 2. In the figure, thin arrows indicate flows of electric signals such as control signals and audio signals, and thick arrows indicate flows of image signals (image data).
[0042]
As illustrated in FIG. 5, the monitoring camera 2 mainly controls the imaging unit 40, a sub-control unit 50 that controls panning / tilting / zooming operation functions of the imaging unit 40, and the entire monitoring camera 2. The main control unit 60 is provided.
[0043]
In the imaging unit 40, an optical image of a scene relating to a subject to be monitored is formed on the imaging surface of the CCD 42 through the zoom lens 41, converted into electric charges in the CCD 42, and accumulated. Then, for example, when a moving image is captured, the CCD 42 outputs the accumulated charge as a charge signal (image signal) for one frame every 1/30 second. In other words, the CCD 2 functions as a unit for acquiring an image signal by capturing an image of a subject, and the surveillance camera 2 can capture a moving image having a frame rate of 1/30 second.
[0044]
Further, the CCD 42 has an electronic shutter function, and controls the charge accumulation time (exposure time) by this function. Here, the exposure time and the shutter speed value match.
[0045]
The timing generator 44 generates control signals for the CCD 42 and an analog front end (AFE) 43, which will be described later, under the control of the main CPU 62, and controls them. For example, the timing generator 44 controls the electronic shutter function of the CCD 42 to control the charge accumulation time (here, the exposure time or the shutter speed value). That is, the timing generator 44 functions as means for controlling the exposure time of the CCD 42.
[0046]
In general, when the brightness of a subject is low, shooting is performed by controlling the exposure so that the brightness of an image obtained by increasing the shutter speed value (by increasing the exposure time) is appropriate. Here, even during long-time shooting in which the shutter speed value is greater than 1/30 seconds, which is the frame rate of the moving image, the shutter speed value is set by the timing generator 44 based on the exposure control described later. It is designed so that it can be set not only to an integral multiple of the frame rate but also to a value in between (for example, 1/20 second). Here, the shutter speed value can be increased up to 1/4 second at the maximum.
[0047]
However, if the shutter speed value is set to a value larger than 1/30 second in moving image shooting, the CCD 42 cannot output an image signal every 1/30 second. For example, when the shutter speed value is set to 1/20 second, the CCD 42 is controlled so as to output an image signal every 1/15 second, and the finally obtained moving image has a frame rate of 1/30 second. However, two consecutive frames of images are images based on the same image signal. That is, since the image is updated every 1/15 second, it is apparently the same as when the frame rate is 1/15 second.
[0048]
In addition, there is no iris that can variably change the aperture value around the zoom lens 41 and the CCD 42 of the imaging unit 40, which contributes to downsizing of the imaging unit 40. That is, in the present surveillance camera system 1, the imaging unit 40 has a fixed aperture value, and cannot change the aperture value.
[0049]
An image signal output from the CCD 42 is converted into a digital signal (digital image) at an analog front end (AFE) 43 including a CDS (correlated double sampling device), an analog amplifier (AGC), and an A / D converter (ADC). ) And transmitted to the main CPU 62 in the main control unit 60. In the AFE 43, an analog image signal output from the CCD 42 is sampled by the CDS based on a sampling signal from the timing generator 44, subjected to a desired amplification by the AGC, and converted into a digital image signal by the ADC. Therefore, here, the AGC in the AFE 43 functions as means for amplifying the image signal at a predetermined amplification factor.
[0050]
The predetermined amplification factor in the AGC is set in the form of a gain (unit is dB) based on exposure control by a main CPU 62 and the like to be described later. Here, the setting of the gain (analog gain) for the AGC can be changed between 0 and 18 dB.
[0051]
The panning operation and the tilting operation in the imaging unit 40 are realized by driving the motors M1 and M2 by the panning mechanism and the tilting mechanism as described above, respectively. The zooming operation of the zoom lens 41 is performed by the impact actuator 46. Since the lens driving in the zooming operation is performed in a plurality of stages, the photo reflector 45 is used as a sensor for detecting the position of the lens.
[0052]
The sub control unit 50 controls various driving of the imaging unit 40, and includes a sub CPU 51, a driver (PAN driver) 53 for controlling the driving of the motor M1, a driver (TILT driver) 52 for controlling the driving of the motor M2, And a driver (IMP driver) 54 for controlling the driving of the impact actuator 46. Here, each of the drivers 52 to 54 is controlled by the sub CPU 51.
[0053]
The main control section 60 is for overall control of the entire monitoring camera 2, and mainly includes a power supply section 61, a main CPU 62, a memory 63, an audio codec section 64, a LAN controller 65, a wireless LAN card 66, and a storage section 67. It comprises. The main CPU 62 is connected to the reset switch 23, the LEDs 21a, 21b, and the built-in microphone 22 provided on the front surface of the housing 20 so as to be able to transmit data.
[0054]
The power supply unit 61 converts a power supply voltage input from the power supply input terminal 24 into a predetermined voltage suitable for each unit in the monitoring camera 2 and supplies the voltage to each unit.
[0055]
The memory 63 temporarily stores various data when the main CPU 62 performs various data processing. The storage unit 67 includes, for example, a non-volatile storage medium such as a ROM and a hard disk, and stores a control program for controlling the operation of the monitoring camera 2 and the like.
[0056]
The audio codec 64 performs compression processing on audio data input from the built-in microphone 22 and the external audio input terminal 26, and transmits the compressed audio data to the host 3 via the main CPU 62. Is done. In addition, the audio codec unit 64 can output audio data to the external audio output terminal 27.
[0057]
The LAN controller 65 is for controlling data transmission and reception between the host 3 and the like via the communication terminal 25 and a wired LAN cable and the like, and is connected to the main CPU 62 and the host 3 via the LAN controller 65 and the like. Data transmission and reception are performed between. The wireless LAN card 66 is for controlling data transmission and reception between the host 3 and the like via a wireless LAN. Is transmitted and received.
[0058]
The main CPU 62 integrally controls each unit in the monitoring camera 2 such as the memory 63, the audio codec unit 64, the LAN controller 65, the wireless LAN card 66, the AFE 43 and the timing generator 44 of the imaging unit 40, and the sub CPU 51 of the sub control unit 50. Is what you do. The main CPU 62 realizes various functions such as exposure control, image generation, data calculation, and other various controls in photographing by reading a control program stored in the storage unit 67.
[0059]
The exposure control function includes a timing generator 44, an AGC, a digital gain function (described later), and the like, such that the brightness of an image based on the image data obtained by the imaging unit 40 is appropriate in accordance with the brightness of the subject. It controls exposure control values such as a shutter speed value and a gain. That is, the main CPU 62 functions as a unit that controls a predetermined amplification factor and an exposure time (shutter speed value) for an image signal based on the luminance value of the subject so that exposure is appropriate at the time of shooting. This exposure control is a feature of the present invention, and will be described later in detail.
[0060]
<Processing of image data in main control section>
The image data output from the imaging unit 40 is input to the main CPU 62. This image data is RAW data having no color information or the like, and cannot be reproduced as a proper image as it is, so that the main CPU 62 performs data conversion and image processing to generate color image data.
[0061]
Specifically, the RAW data input to the main CPU 62 is temporarily taken into the memory 63. The main CPU 62 sequentially performs white balance correction, conversion from RAW data to RGB color image data (RAW-RGB conversion), γ correction, RGB-YCbCr matrix conversion, and the like on the RAW data. Is converted into color image data. In addition, when performing white balance (WB) correction, the main CPU 62 can appropriately amplify digital image data (digital image signal) in accordance with exposure control by using a digital gain function. The exposure control is performed based on the RAW data together with the WB correction.
[0062]
Further, the main CPU 62 generates a moving image having a predetermined frame rate (1/30 second) at the time of capturing a moving image. Here, for example, when the shutter speed value is 1/30 second or less, the moving image is composed of a plurality of images based on different image data for each frame. On the other hand, when the shutter speed value is larger than 1/30 seconds, as described above, the moving image has a frame rate of 1/30 seconds, but a set of a plurality of frames based on the same image data is sequentially formed. It will be continuous.
[0063]
Further, the main CPU 62 performs a compression process on the converted general-purpose color image data by a data operation to generate image data for a still image and image data for a moving image. Then, the generated image data can be transferred to the host 3 via the LAN controller 65 or the like.
[0064]
<Processing of audio data in main control section>
Audio data can be input from the built-in microphone 22 and an external microphone via the external audio input terminal 26. The built-in microphone 22 and the external audio input terminal 26 are connected to an audio codec 64.
[0065]
Normally, the audio codec 64 is set so that audio data from the built-in microphone 22 is preferentially input. On the other hand, the external audio input terminal 26 has a switch function, and when an external microphone is connected to the external audio input terminal 26, a state in which data can be transmitted between the built-in microphone 22 and the audio codec unit 64 is cut off. The audio codec 64 is set so that audio data from the external audio input terminal 26 is preferentially input.
[0066]
In addition, the audio codec unit 64 directly outputs the input audio data to the external audio output terminal 27 without compression or outputs the compressed audio data to the main CPU 62 according to the control of the main CPU 62. The main CPU 62 can receive the compressed audio data, perform arithmetic processing based on the data, and store the audio data in the memory 63. Then, the main CPU 62 can transmit audio data to the host 3 via the LAN controller 65 or the like.
[0067]
<Control of surveillance camera by host>
As described above, various operations of the surveillance camera 2 can be controlled by the main CPU 62 in the surveillance camera 2, but separately from the host 3. Specifically, the host 3 starts software (control program) for controlling the monitoring camera 2 and inputs various commands from the operation unit 3cd to control the monitoring camera 2 (here, remote control ). The control menu of the monitoring camera 2 in this control program includes, for example, image processing such as panning / tilting / zooming operation, exposure control, WB correction, streaming, still image shooting, moving image shooting, image size / compression rate, Changing the transfer rate, taking in audio data, and the like.
[0068]
<Exposure control>
<Various exposure control modes>
The surveillance camera 2 performs the exposure control so that the brightness of the image based on the acquired image data is appropriate. However, the method of the exposure control can be changed depending on the shooting environment, the shooting purpose, and the like.
[0069]
Here, assuming that the gain is increased and the amplification factor of the image signal is increased so as to obtain a proper exposure when shooting a low-luminance subject in moving image shooting, even noise components are amplified. In addition, the ratio between the intensity of the signal component and the intensity of the noise component (so-called S / N ratio) is reduced, and the image quality is degraded. On the other hand, assuming that the shutter speed value is increased to a value longer than the frame rate (1/30 second), the apparent frame rate (hereinafter, referred to as a “pseudo frame rate”) becomes longer, and the speed of the moving subject increases. This is not preferable when shooting images.
[0070]
Therefore, in the surveillance camera system 1 according to the present embodiment, for moving image shooting, an exposure control mode (hereinafter, referred to as a “frame rate priority mode (first mode)” in which priority is given to maintaining a short pseudo frame rate suitable for shooting a fast-moving subject. ))) And an exposure control mode (hereinafter, referred to as an “S / N ratio priority mode (second mode)”) that prioritizes maintaining a high S / N ratio (high S / N ratio).
[0071]
Furthermore, when photographing a subject irradiated with a fluorescent lamp, simply photographing a moving image due to flicker of the fluorescent lamp causes the luminance value of the subject to change rapidly between frames. That is, the image quality of the moving image is deteriorated. Therefore, here, an exposure control mode (hereinafter, referred to as “flicker countermeasure mode”) corresponding to the flicker of the fluorescent lamp is provided.
[0072]
Here, the flicker cycle of the fluorescent lamp (hereinafter, referred to as “flicker cycle”) changes in accordance with the frequency of the power supply voltage that varies depending on the region. For example, in a region where the commercial power frequency is 50 Hz, flicker occurs 100 times per second, and in a region where the commercial power frequency is 60 Hz, flicker occurs 120 times per second. Therefore, in the anti-flicker mode, a setting corresponding to 100 flickers per second (hereinafter, referred to as “flicker 100 setting”) and a setting corresponding to 120 flickers per second (hereinafter, referred to as “flicker 120 setting”). And equipped.
[0073]
In the above-described frame rate priority mode and S / N ratio priority mode, a control signal is transmitted from the host 3 to the main CPU 62 based on, for example, an operation of the operation unit 3cd of the host 3 by the operator. Control is performed such that one of the modes is selectively set by a control program to be executed. That is, the main CPU 62 functions as a means for selectively setting one of the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode. Further, after selectively setting one of the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode by the same operation and control or the like, a flicker countermeasure corresponding to the flicker 100 setting or the flicker 120 setting is further performed. The mode can be set.
[0074]
For each of the modes such as the frame rate priority mode, the S / N ratio priority mode, and the flicker countermeasure mode, a program diagram showing the relationship between the luminance value of the subject and the exposure control value is stored in the form of data. It is incorporated in the control program stored in the section 67. Then, data corresponding to each program diagram is appropriately read out to the main CPU 62, and exposure control in each mode is realized. The program diagram in each mode will be described later in detail.
[0075]
<Exposure control operation>
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation flow of the exposure control operation. FIG. 6 shows an exposure control operation in moving image shooting as an example, and the exposure control operation is controlled by the main CPU 62.
[0076]
First, under the control of the main CPU 62, before the start of moving image shooting, an exposure control mode is set, and at the same time that moving image shooting is started, an exposure control operation is started, and the process proceeds to step S1.
[0077]
In step S1, the mode setting of the exposure control is recognized, and the process proceeds to step S2. Here, it is checked which of the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode is set, and whether or not the flicker countermeasure mode of the flicker 100 setting or the flicker 120 setting is set.
[0078]
In step S2, multi-segment photometry is performed on one frame of RAW data input from the imaging unit 40, and the process proceeds to step S3. Here, for example, as shown in FIG. 7, the evaluation area including the areas A, B, and C located near the center of the image G for one frame based on the RAW data has the same size of 16 × 13. Divide into shape areas. Then, the average value (block representative value) of the luminance value (pixel value) for each pixel is calculated for all pixels for each area.
[0079]
In step S3, an evaluation value (AE evaluation value) for exposure control is calculated, and the process proceeds to step S4. Here, for example, as shown in FIG. 7, the block representative values in the area A located near the center of the image G are each quadrupled, and the block representative values in the area B located around the area A are respectively increased. The AE evaluation value is calculated by doubling the block representative values in the area C located around the area B and adding them all.
[0080]
In step S4, after the start of the exposure control, the average value of the AE evaluation values calculated in step S3 for the latest predetermined number of times (for example, three times) is calculated, and the process proceeds to step S5.
[0081]
In step S5, it is determined whether or not the average value of the AE evaluation values calculated in step S4 is within a predetermined range. Here, the predetermined range is a range of values given in advance by the control program as a reference for determining whether or not the brightness of the image based on the acquired image data is appropriate. Here, when the average value of the AE evaluation values is within a predetermined range, it is determined that the luminance of the image is appropriate, and the process returns to step S2. When the average value is not within the predetermined range, the process proceeds to step S6.
[0082]
In step S6, an exposure control value (shutter speed value and gain) is calculated according to a program diagram corresponding to the set exposure control mode confirmed in step S1, and the process proceeds to step S7. Here, for example, the AE evaluation value calculated in step S3 is set as the brightness value of the subject (subject brightness value B), and the shutter speed value and the shutter speed value are calculated according to a program diagram showing the relationship between the brightness value of the subject and the exposure control value. Calculate the gain.
[0083]
In step S7, a shutter speed value and a gain are set according to the shutter speed value and the gain calculated in step S6, and the process returns to step S2. Here, by setting the shutter speed value and the gain under the control of the main CPU 62, the timing generator 44, the AGC, and the like are controlled in accordance with the values.
[0084]
Then, the processing from step S2 to step S7 is repeated until the moving image shooting ends. For example, when RAW data for one frame is obtained every 1/30 second, the processing from step S2 to step S7 is performed every time RAW data for each frame is obtained.
[0085]
According to the operation flow of the exposure control operation as described above, the control is performed so that the proper exposure is continuously performed (the brightness of the image based on the acquired image data is appropriate).
[0086]
<Program diagram>
As described above, the exposure control value is obtained according to the program diagram corresponding to each mode of the exposure control. Hereinafter, the program charts corresponding to each mode will be described separately for cases where the anti-flicker mode is set and cases where it is not. In the following, what the program diagram is will be described by describing exposure control according to the program diagram.
[0087]
<When the anti-flicker mode is not set>
FIG. 8 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the frame rate priority mode, and FIG. 9 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode.
[0088]
In the program diagrams shown in FIG. 8 and FIG. 8 and subsequent figures, the subject brightness and the exposure control value and the like are changed according to necessity, such as APEX values (aperture value (Av), time value (Tv), brightness value (Bv), sensitivity value (Sv) and exposure value (Ev)). The APEX value is given by the following equations (1) to (5) with respect to the subject brightness value (B), ISO sensitivity (S), aperture value (FNo), shutter speed value (T), and constants (N, K). Has the relationship shown. Note that the constant (N) is usually 0.30, and the constant (K) is a unique value determined according to the design of the monitoring camera 2.
[0089]
Av = log 2 (FNo 2 …… (1)
Tv = log 2 (1 / T) (2)
Bv = log 2 (B / (NK)) (3)
Sv = log 2 (NS) (4)
Ev = log 2 (FNo 2 / T) (5)
[0090]
In the exposure control, the APEX values are controlled so as to maintain the relationship of the following expression (6).
[0091]
Ev = Av + Tv = Bv + Sv (6)
[0092]
8 and the program diagrams shown after FIG. 8 show the relationship between the luminance value Bv and the exposure control value (time value Tv, gain). Specifically, the relationship between the brightness value Bv and the time value Tv is indicated by a line SL, the relationship between the brightness value Bv and the analog gain is indicated by a line AGL, and the relationship between the brightness value Bv and the digital gain is indicated by a line DGL. Here, the sensitivity value (Sv) increases by 1 each time the gain increases by 6 dB. Further, as described above, in the monitoring camera 2, the aperture value is fixed to a predetermined value, and the analog gain is set so that it can be changed between 0 and 18 dB.
[0093]
<Frame rate priority mode>
First, a program diagram corresponding to the frame rate priority mode when the anti-flicker mode is not set will be described with reference to FIG.
[0094]
As shown in FIG. 8, in the frame rate priority mode, when the luminance value Bv is equal to or larger than Bv_1, the analog gain is fixed at 0 dB (amplification factor in AGC ≒ 1) based on the decrease in the luminance value Bv. , Tv is reduced (the shutter speed value is increased) to perform exposure control. In other words, here, when the brightness value Bv is equal to or greater than Bv_1, the shutter speed value does not become larger than 1/30 second (Tv <about 4.9), and the short pseudo frame rate (1 / 30 sec. Frame rate), so that the analog gain is fixed at ≒ 0 dB and the exposure control is performed by changing only the shutter speed value so as not to unnecessarily reduce the S / N ratio. .
[0095]
In other words, when the luminance value Bv is equal to or more than Bv_1 (first luminance value), the main CPU 62 does not amplify the image signal by AGC and increases the shutter speed value based on the decrease in the subject luminance value. Control. That is, when the luminance value Bv of the subject is equal to or greater than Bv_1 (first luminance value), the main CPU 62 fixes the predetermined amplification factor to the amplification factor (first amplification factor) of the image signal corresponding to the analog gain ≒ 0 dB. At the same time, control is performed so as to change the shutter speed value (exposure time) based on the change in the brightness value Bv.
[0096]
When the luminance value Bv is equal to or more than Bv_2 and less than Bv_1, exposure control is performed by increasing the analog gain based on the decrease in the luminance value Bv while keeping the shutter speed value at {fraction (1/30)} second. . In other words, here, when the brightness value Bv is equal to or more than Bv_2 and less than Bv_1, if the exposure control is performed only with the shutter speed value, the shutter speed value becomes larger than about 1/30 second, and is short. A pseudo frame rate cannot be secured. Therefore, exposure control is performed by changing only the analog gain within a settable range while keeping the shutter speed value at {fraction (1/30)} second (Tv ≒ 4.9).
[0097]
In other words, when the frame rate priority mode is set by the main CPU 62, when the luminance value Bv is less than Bv_1 (first luminance value) and equal to or more than Bv_2 (second luminance value), While the shutter speed value (exposure time) is fixed at about 1/30 second (first exposure time), the amplification factor (predetermined amplification factor) of the image signal corresponding to the analog gain is determined based on the change in the brightness value Bv. The control is performed so as to be changed within a range up to a value (18 dB which is the maximum value of the settable range of the analog gain). That is, here, although the S / N ratio is reduced, a short pseudo frame rate can be secured.
[0098]
Further, when the brightness value Bv becomes Bv_2, the analog gain reaches 18 dB which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_2, it is not possible to perform appropriate exposure control while the shutter speed value is fixed at {fraction (1/30)} second (Tv ≒ 4.9). Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_2, the analog gain is fixed at ≒ 18 dB, and the shutter speed value is controlled to fall within a settable range based on the decrease in the luminance value Bv. In other words, when the brightness value Bv is less than Bv_2, the amplification factor of the image signal corresponding to the analog gain is fixed to the settable maximum value, and the shutter speed value is set to the settable maximum value based on the change in the brightness value Bv. Control to change.
[0099]
<S / N ratio priority mode>
Next, a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode when the anti-flicker mode is not set will be described with reference to FIG.
[0100]
As shown in FIG. 9, in the S / N ratio priority mode, when the luminance value Bv is equal to or greater than Bv_1, the analog gain is fixed at 0 dB and the luminance value Bv Based on the decrease, the exposure control is performed by decreasing the time value Tv (by increasing the shutter speed value). In other words, here, the analog gain is fixed at ≒ 0 dB and the exposure control is performed by changing only the shutter speed value so as not to unnecessarily reduce the S / N ratio.
[0101]
In other words, when the luminance value Bv is equal to or more than Bv_1 (first luminance value), the main CPU 62 does not amplify the image signal by AGC and increases the shutter speed value based on the decrease in the subject luminance value. Control. That is, when the luminance value Bv of the subject is equal to or greater than Bv_1 (first luminance value), the main CPU 62 fixes the predetermined amplification factor to the amplification factor (first amplification factor) of the image signal corresponding to the analog gain ≒ 0 dB. At the same time, control is performed so as to change the shutter speed value (exposure time) based on the change in the brightness value Bv.
[0102]
Further, when the luminance value Bv is equal to or more than Bv_2 and less than Bv_1, unlike the frame rate priority mode, the luminance value is kept fixed at the analog gain 、 0 dB so as not to lower the S / N ratio as much as possible. Based on the decrease in Bv, the exposure control is performed by increasing the shutter speed value.
[0103]
In other words, when the S / N ratio priority mode is set by the main CPU 62, when the luminance value Bv is less than Bv_1 (first luminance value) and equal to or more than Bv_2 (second luminance value), the main CPU 62 The control is performed such that the shutter speed value (exposure time) is changed based on the change in the brightness value Bv while fixing the predetermined amplification rate to the amplification rate (first amplification rate) of the image signal corresponding to the analog gain ≒ 0 dB. I do. That is, in this case, although a short pseudo frame rate cannot be secured, the achievement of a high S / N ratio is prioritized.
[0104]
Then, when the brightness value Bv becomes Bv_2, the shutter speed value reaches about 1/4 second (Tv ≒ 2) which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_2, it is not possible to perform appropriate exposure control while the analog gain is fixed at ≒ 0 dB. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_2, the shutter speed is fixed to ≒ second (Tv = 2), and the analog gain is increased within a settable range based on the decrease in the brightness value Bv. Control. That is, the shutter speed is fixed to the maximum value of the settable range, and the control is performed so that the analog gain is changed within the settable range based on the change in the brightness value Bv.
[0105]
Further, when the brightness value Bv becomes approximately -3, the analog gain reaches 18 dB which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than about −3, appropriate exposure control is performed by increasing the digital gain.
[0106]
<When the anti-flicker mode is set>
As described above, simply shooting a moving image of a subject under a fluorescent light causes the luminance value of the subject to change rapidly between frames due to flicker of the fluorescent light.
[0107]
Therefore, when capturing a moving image, when the anti-flicker mode is set, exposure control is performed so that a shutter speed value that is an integral multiple of the flicker cycle is set. As a result, the number of times of flicker occurring when acquiring an image of each frame becomes the same, so that it is possible to prevent the luminance of the subject between frames from changing rapidly.
[0108]
Hereinafter, the flicker prevention mode in the frame rate priority mode and the flicker prevention mode in the S / N ratio priority mode will be described separately.
[0109]
<Frame rate priority mode>
FIGS. 10 and 12 are diagrams exemplifying program diagrams corresponding to the frame rate priority mode when the anti-flicker mode is set. FIG. 10 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the flicker countermeasure mode set with flicker 100, and FIG. 12 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the flicker countermeasure mode set with flicker 120.
[0110]
First, a program diagram corresponding to the anti-flicker mode set in the flicker 100 shown in FIG. 10 will be described.
[0111]
As shown in FIG. 10, when the luminance value Bv is equal to or greater than Bv_0, the analog gain is fixed at 0 dB, and based on the decrease in the luminance value Bv, as in the case where the anti-flicker mode is not set. Exposure control is performed by decreasing the time value Tv (by increasing the shutter speed value). In other words, here, the analog gain is fixed to ≒ 0 dB so as not to unnecessarily lower the S / N ratio, and the exposure control is performed by changing only the shutter speed value based on the change in the luminance value Bv.
[0112]
It should be noted that the reason why the shutter speed value is not set to an integral multiple of the flicker cycle (1/100 second) when the brightness value Bv is equal to or greater than Bv_0 is that the brightness of the subject irradiated with the fluorescent lamp generally does not increase. The shutter speed value is not set to an integral multiple of the flicker cycle so as not to unnecessarily cause an exposure error. In other words, here, even when the anti-flicker mode is set, if the luminance value Bv is equal to or greater than Bv_0, it is assumed that the light is radiated with light having a higher intensity than a fluorescent lamp such as sunlight. is there.
[0113]
However, when the brightness value Bv decreases to some extent and reaches Bv_0, it can be estimated that the light is illuminated by the fluorescent lamp. Then, in this case, if the analog gain is fixed at ≒ 0 dB, the shutter speed value reaches the flicker cycle (1/100 second). For this reason, when the brightness value Bv is less than Bv_0 and equal to or more than Bv_3, the shutter speed is set to be an integral multiple of the flicker cycle (1/100 second) based on the decrease in the brightness value Bv in a stepwise manner. While increasing the value, the analog gain is slightly increased as appropriate by interpolation so as to obtain an appropriate exposure.
[0114]
That is, when the luminance value Bv is less than Bv_0 and equal to or more than Bv_3 (third luminance value), the main CPU 62 sets the shutter speed value (exposure time) to an integral multiple of the flicker cycle based on the change in the luminance value Bv. As described above, control is performed so as to change the gain of the image signal corresponding to the analog gain indicating the predetermined gain while changing the gain stepwise. Here, the shutter speed value that is an integral multiple of the flicker cycle is 1/100 × N seconds (N is an integer).
[0115]
When the brightness value Bv is equal to or greater than Bv_4 and less than Bv_3, exposure control is performed by increasing the analog gain based on the decrease in the brightness value Bv while keeping the shutter speed value fixed at ≒ 3/100 seconds. . That is, here, when the brightness value Bv is equal to or more than Bv_4 and less than Bv_3, if the exposure control is performed only with the shutter speed value, the shutter speed value will be less than about 1/30 second, and the short pseudo-value will be short. Since the frame rate cannot be secured, exposure control is performed by changing only the analog gain within the settable range while keeping the shutter speed value at {3/100 second} (Tv ≒ 5.1).
[0116]
In other words, here, when the frame rate priority mode is set by the main CPU 62 when the brightness value Bv is less than Bv_3 (third brightness value) and equal to or more than Bv_4 (fourth brightness value), the main CPU 62 Amplifies the image signal corresponding to the analog gain based on the change in the luminance value Bv while fixing the shutter speed value (exposure time) to 3/100 seconds (third exposure time) which is an integral multiple of the flicker cycle. The rate (predetermined amplification rate) is controlled to be changed within a predetermined value (here, 18 dB which is the maximum value of the settable range of the analog gain).
[0117]
Further, when the brightness value Bv becomes Bv_4, the analog gain reaches 18 dB which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, appropriate exposure control cannot be performed while the shutter speed value is fixed at ≒ 3/100 seconds (Tv ≒ 5.1). Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, the shutter speed value is set to a value close to the maximum value (18 dB) of the settable range and the shutter speed value is set to the flicker cycle (18 dB) based on the decrease in the brightness value Bv. The shutter speed value is increased stepwise so as to be an integral multiple of 1/100 second), and control is performed so as to obtain an appropriate exposure.
[0118]
That is, when the brightness value Bv is less than Bv_4, the shutter speed value is changed in the flicker cycle while the analog gain is changed in a range relatively close to the maximum value (18 dB) of the settable range based on the decrease in the brightness value Bv. Is controlled so that the shutter speed value is changed stepwise so as to be an integral multiple of.
[0119]
That is, the exposure control is performed by maximizing the analog gain without increasing the shutter speed value as much as possible so as to shorten the apparent frame rate (pseudo frame rate). At this time, when the analog gain has reached 18 dB, which is the maximum value of the settable range, the digital gain may be used to adjust the exposure so as to obtain an appropriate exposure.
[0120]
Next, a program diagram corresponding to the flicker countermeasure mode set with the flicker 120 shown in FIG. 12 will be described.
[0121]
The program diagram shown in FIG. 10 and the program diagram shown in FIG. 12 are very similar because there is only a difference depending on whether the flicker period is 1/100 second or 1/120 second. However, when a shutter speed value equal to or longer than the flicker cycle is set due to a difference in the flicker cycle, the settable shutter speed value differs. As a result, the brightness values Bv_0, Bv_3, and Bv_4 indicating the point at which the exposure control method changes are slightly shifted.
[0122]
Therefore, here, the program diagram shown in FIG. 12 differs from the program diagram shown in FIG. 10 in that the brightness values Bv_0, Bv_3, and Bv_4 indicating points at which the exposure control method changes are slightly different from those in the flicker. Since only the shutter speed value actually set when the shutter speed value equal to or longer than the cycle is set is different, the description will be omitted to avoid duplication of the same description.
[0123]
Further, here, based on the operation of the operation unit 3cd of the host 3 by the operator, the main CPU 62 sets the brightness values Bv_0, Bv_3, Bv_3, Bv_3, indicating the point at which the exposure control method changes between the flicker 100 setting and the flicker 120 setting. Change Bv_4. That is, the main CPU 62 changes the third luminance value Bv_3 and the fourth luminance value Bv_4 based on the operation of the operation unit 3cd by the operator. That is, it is possible to change the third and fourth brightness values Bv_3 and Bv_4 corresponding to the range of the brightness value of the subject in which the exposure control differs depending on the mode setting. As a result, it is possible to cope with a plurality of flicker cycles of illumination.
[0124]
<S / N ratio priority mode>
FIGS. 11 and 13 are diagrams exemplifying program diagrams corresponding to the S / N ratio priority mode when the anti-flicker mode is set. FIG. 11 is a diagram exemplifying a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode in the flicker prevention mode set with the flicker 100. FIG. 13 is a diagram illustrating the S / N ratio priority in the flicker prevention mode set with the flicker 120. FIG. 3 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to a mode.
[0125]
First, a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode in the anti-flicker mode set with the flicker 100 shown in FIG. 11 will be described.
[0126]
As shown in FIG. 11, when the luminance value Bv is equal to or greater than Bv_0, the time value Tv is reduced based on the decrease in the luminance value Bv while the analog gain is fixed at ≒ 0 dB as in the frame rate priority mode. Exposure control (by increasing the shutter speed value). That is, in this case, the exposure control is performed by fixing only the analog gain ≒ 0 dB and changing only the shutter speed value so as not to cause the exposure error unnecessarily.
[0127]
However, when the brightness value Bv reaches Bv_0, the shutter speed value becomes 1/100 second or less if the analog gain is fixed at ≒ 0 dB. For this reason, when the brightness value Bv is less than Bv_0 and equal to or more than Bv_3, the shutter speed is set to be an integral multiple of the flicker cycle (1/100 second) based on the decrease in the brightness value Bv in a stepwise manner. While increasing the value, the analog gain is slightly increased as appropriate by interpolation so as to obtain an appropriate exposure.
[0128]
That is, when the luminance value Bv is less than Bv_0 and equal to or more than Bv_3 (third luminance value), the main CPU 62 sets the shutter speed value (exposure time) to an integral multiple of the flicker cycle based on the change in the luminance value Bv. As described above, control is performed so as to change the gain of the image signal corresponding to the analog gain indicating the predetermined gain while changing the gain stepwise.
[0129]
Further, when the luminance value Bv is equal to or more than Bv_4 and less than Bv_3, unlike the frame rate priority mode, based on the decrease in the luminance value Bv, as in the case where the luminance value Bv is less than Bv_0 and equal to or more than Bv_3, While gradually increasing the shutter speed value so that the shutter speed value becomes an integral multiple of the flicker cycle (1/100 second), the analog gain is slightly increased as appropriate by interpolation so as to obtain proper exposure. This is to perform appropriate exposure control without increasing the analog gain as much as possible in order to avoid a decrease in the S / N ratio.
[0130]
That is, here, when the brightness value Bv is less than Bv_3 (third brightness value) and equal to or more than Bv_4 (fourth brightness value), when the S / N ratio priority mode is set by the main CPU 62, The main CPU 62 changes the shutter speed value (exposure time) stepwise based on the change in the brightness value Bv so as to be an integral multiple of the flicker cycle of the illumination, and amplifies the image signal corresponding to the analog gain ( (A predetermined amplification factor) is controlled so as to be changed within a range relatively smaller than a predetermined value (here, 18 dB).
[0131]
Further, when the brightness value Bv becomes Bv_4, the shutter speed value reaches about 1/4 second (Tv ≒ 2) which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, appropriate exposure control cannot be performed only by slightly increasing the analog gain appropriately in an interpolation manner in response to the decrease in the brightness value Bv. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, the shutter speed value is fixed to ≒ second (Tv ≒ 2) in order to perform appropriate exposure control although the S / N ratio decreases, and the brightness value Bv decreases. Is controlled to increase the analog gain within a settable range.
[0132]
The difference between the program diagram corresponding to the flicker 100 setting in FIG. 11 and the program diagram corresponding to the flicker 120 setting shown in FIG. 13 is that the flicker 100 setting and the flicker 120 for the frame rate priority mode are different. Similarly to the above, the brightness values Bv_0, Bv_3, and Bv_4 indicating the point at which the exposure control method changes are slightly different from the shutter speed values actually set when a shutter speed value equal to or longer than the flicker cycle is set. Only the points are described, and the description is omitted to avoid duplication of the same description.
[0133]
As described above, in the monitoring camera system 1 according to the first embodiment, the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode can be selectively set. In the frame rate priority mode, when the luminance value of the subject is within a predetermined range (for example, less than the first luminance value Bv_1 and not less than the second luminance value Bv_2), the exposure time is controlled to be as short as possible. Then, the gain is increased to perform appropriate exposure control. As a result, a moving image with a short apparent frame rate can be obtained, and blurring of the subject can be reduced. As a result, shooting suitable for a fast-moving subject can be performed. In the S / N ratio priority mode, control is performed so that the gain is not increased as much as possible, and the exposure time is lengthened to perform appropriate exposure control. Accordingly, even when photographing a low-luminance subject in which the gain is too high in the frame rate priority mode, the gain is set as low as possible, so that a high-quality moving image with a high S / N ratio can be obtained. . As a result, it is possible to provide an imaging system capable of performing exposure control corresponding to the situation of a subject while achieving downsizing of the camera.
[0134]
In the frame rate priority mode, when a plurality of image signals are continuously obtained at a predetermined frame rate (1/30 second), the luminance value of the subject falls within a predetermined range (for example, less than the first luminance value Bv_1). And at or above the second luminance value Bv_2), the amplification rate of the image signal is fixed while fixing the exposure time to approximately 1/30 second, which is substantially the same as the predetermined frame rate, based on the change in the luminance value of the subject. Change. As a result, a new image signal can be obtained every 1/30 second, so that the apparent frame rate can be kept short and a smooth moving image can be obtained.
[0135]
Further, in a state where the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode are selectively set, it is possible to further set the anti-flicker mode. In the anti-flicker mode, when the shutter speed value is equal to or longer than the flicker cycle of illumination, the shutter speed value is controlled to be an integral multiple of the flicker cycle of illumination. As a result, it is possible to provide an imaging system capable of performing exposure control corresponding to flicker caused by illumination while achieving downsizing of the camera and exposure control corresponding to the situation of a subject.
[0136]
<2. Second Embodiment>
In the surveillance camera system 1 according to the first embodiment, when a shutter speed value becomes larger than a frame rate in moving image shooting, the shutter speed value is set to not only an integer multiple of the frame rate, but also (For example, 1/20 second, etc.). On the other hand, the surveillance camera system 1A according to the second embodiment can set the shutter speed to only an integral multiple of the frame rate when the subject has low brightness. This is because the surveillance camera 2A provided in the surveillance camera system 1A controls so-called frame accumulation by the timing generator 44 by controlling the shutter speed value (hereinafter, referred to as “shutter speed value during long time”) in long-time shooting. This is because it is a type of camera that can be used. Therefore, the surveillance camera system 1A according to the second embodiment performs exposure control according to a program diagram different from that of the surveillance camera system 1 according to the above-described first embodiment.
[0137]
The difference between the surveillance camera system 1A and the surveillance camera system 1 is that a program corresponding to each mode in the exposure control can be performed because the shutter speed value at the long time can be set only to an integral multiple of the frame rate. The only difference is that the diagram is different. Therefore, hereinafter, only the program diagram corresponding to each mode will be described, and the other configuration and the like are the same as those of the monitoring camera system 1. Therefore, the same reference numerals are given and the description is omitted.
[0138]
Hereinafter, the program diagrams corresponding to each mode will be described based on comparison with the program diagrams according to the first embodiment.
[0139]
<When the anti-flicker mode is not set>
FIG. 14 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the frame rate priority mode when the anti-flicker mode is not set. FIG. 15 is a diagram illustrating the S / N ratio priority when the anti-flicker mode is not set. FIG. 3 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to a mode.
[0140]
First, a program diagram corresponding to the frame rate priority mode will be described with reference to FIG.
[0141]
The difference between the program diagram shown in FIG. 14 and the program diagram shown in FIG. 8 is that the shutter speed value at the time of long time is set, that is, the brightness value Bv is less than Bv_2 (second brightness value). Appears only in. Therefore, only the case where the brightness value Bv, which is the difference, is less than Bv_2 will be described here, and the description of the other points will be omitted.
[0142]
When the brightness value Bv becomes Bv_2, the analog gain reaches 18 dB which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_2, it is not possible to perform appropriate exposure control while the shutter speed value is fixed at {fraction (1/30)} second (Tv ≒ 4.9). Here, when setting the shutter speed value for a long time, only a shutter speed value that is an integral multiple of the frame rate can be set.
[0143]
Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_2, the shutter speed value is set to the frame rate (18 dB) based on the decrease in the luminance value Bv while the analog gain is relatively close to the maximum value (18 dB) of the settable range. The shutter speed is increased stepwise so as to be an integral multiple of 1/30 second), and control is performed so as to obtain an appropriate exposure.
[0144]
That is, the exposure control is performed by maximizing the analog gain without increasing the shutter speed value as much as possible so as to shorten the pseudo frame rate. When the shutter speed value is within the settable range and reaches the maximum value of an integral multiple of the frame rate, and when the analog gain further reaches the maximum value (18 dB) of the settable range, Adjust so that proper exposure is obtained with the digital gain.
[0145]
Next, a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode when the anti-flicker mode is not set will be described with reference to FIG.
[0146]
The difference between the program diagram shown in FIG. 15 and the program diagram shown in FIG. 9 is that the shutter speed value at the time of long time is set, that is, the brightness value Bv is less than Bv_1 (first brightness value). Appears only in. Therefore, only the case where the brightness value Bv, which is the difference, is less than Bv_1 will be described here, and the description of the other points will be omitted.
[0147]
When the brightness value Bv is equal to or more than Bv_2 and less than Bv_1, unlike the frame rate priority mode, the shutter speed value is set to an integral multiple of the frame rate (1/30 second) based on the decrease in the brightness value Bv. While increasing the shutter speed value stepwise, the analog gain is slightly increased as appropriate in an interpolation manner so as to obtain an appropriate exposure. This is to perform appropriate exposure control without increasing the analog gain as much as possible in order to avoid a decrease in the S / N ratio.
[0148]
That is, here, when the brightness value Bv is smaller than Bv_1 (first brightness value) and equal to or larger than Bv_2 (second brightness value), when the S / N ratio priority mode is set by the main CPU 62, The main CPU 62 changes the shutter speed value (exposure time) stepwise so as to be an integral multiple of the frame rate based on the change in the brightness value Bv, and at the same time, increases the amplification factor of the image signal corresponding to the analog gain. The gain is controlled so as to be changed within a range relatively smaller than a predetermined value (here, 18 dB).
[0149]
Further, when the brightness value Bv becomes Bv_2, the shutter speed value reaches the maximum value of the settable range and an integral multiple of the frame rate. Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_2, appropriate exposure control cannot be performed only by slightly increasing the analog gain appropriately in an interpolation manner in response to the decrease in the luminance value Bv. Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_2, the shutter speed value is fixed and the analog gain can be set based on the decrease in the luminance value Bv in order to perform appropriate exposure control although the S / N ratio decreases. Control to increase within the range. If the shutter speed value has reached the maximum value of the integral multiple of the frame rate within the settable range and the analog gain has reached the maximum value (18 dB) of the settable range, the digital Adjust so that proper exposure is obtained by the gain.
[0150]
<When the anti-flicker mode is set>
FIGS. 16 and 17 are diagrams exemplifying program diagrams corresponding to the anti-flicker mode in the flicker 100 setting. FIG. 16 is a diagram illustrating a program diagram corresponding to the frame rate priority mode in the flicker prevention mode set with flicker 100. FIG. 17 is a diagram illustrating the S / N ratio priority mode in the flicker prevention mode set with flicker 100. It is a figure which illustrates the corresponding program diagram.
[0151]
First, a program diagram corresponding to the frame rate priority mode will be described with reference to FIG.
[0152]
The difference between the program chart shown in FIG. 16 and the program chart shown in FIG. 10 is that the shutter speed value at the time of long time is set, that is, the brightness value Bv is less than Bv_4 (fourth brightness value). Appears only in. Therefore, only the case where the brightness value Bv, which is the difference, is less than Bv_4 will be described here, and the description of the other will be omitted.
[0153]
When the brightness value Bv becomes Bv_4, the analog gain reaches 18 dB which is the maximum value of the settable range. Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, appropriate exposure control cannot be performed while the shutter speed value is fixed at about 3/100 seconds or less (Tv ≒ 5.2) below the frame rate. Here, when setting the shutter speed value for a long time, only a shutter speed value that is an integral multiple of the frame rate can be set.
[0154]
Therefore, when the brightness value Bv is less than Bv_4, the shutter speed value is set to a frame rate (1/30) while the analog gain is set to a value relatively close to the maximum value of the settable range based on the decrease in the brightness value Bv. The shutter speed value is increased stepwise so as to be an integral multiple of (seconds), and control is performed so as to obtain an appropriate exposure. That is, the exposure control is performed by maximizing the analog gain without increasing the shutter speed value as much as possible so as to shorten the pseudo frame rate as much as possible.
[0155]
Next, a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode will be described with reference to FIG.
[0156]
The difference between the program chart shown in FIG. 17 and the program chart shown in FIG. 11 is that the shutter speed value at the long time is set, that is, the brightness value Bv is smaller than Bv_3 (third brightness value). Appears only when. Therefore, only the case where the brightness value Bv, which is the difference, is less than Bv_3 will be described here, and the description of the other will be omitted.
[0157]
When the brightness value Bv is equal to or greater than Bv_4 and less than Bv_3, unlike the frame rate priority mode, the shutter speed value is set to an integral multiple of the frame rate (1/30 second) based on the decrease in the brightness value Bv. While gradually increasing the analog gain, the analog gain is slightly increased as appropriate in an interpolation manner so as to obtain an appropriate exposure. This is to perform appropriate exposure control without increasing the analog gain as much as possible in order to avoid a decrease in the S / N ratio.
[0158]
That is, in this case, when the S / N ratio priority mode is set by the main CPU 62 when the luminance value Bv is less than Bv_3 (third luminance value) and not less than Bv_4 (fourth luminance value), Based on the change in the brightness value Bv, the CPU 62 increases the shutter speed value (exposure time) stepwise so as to be an integral multiple of the frame rate, and increases the amplification factor of the image signal corresponding to the analog gain by a predetermined value. Control is performed so as to be changed in a range relatively smaller than (18 dB).
[0159]
Further, when the brightness value Bv becomes Bv_4, the shutter speed value reaches the maximum value within a settable range and an integral multiple of the frame rate. Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_4, appropriate exposure control cannot be performed only by slightly increasing the analog gain appropriately in an interpolation manner in response to the decrease in the luminance value Bv. Therefore, when the luminance value Bv is less than Bv_4, the shutter speed value is fixed and the analog gain can be set based on the decrease in the luminance value Bv in order to perform appropriate exposure control although the S / N ratio decreases. Control to increase within the range.
[0160]
Here, unlike the anti-flicker mode of the first embodiment, when a shutter speed value for a long time is set, the shutter speed value does not become an integral multiple of the flicker cycle, but an integer of the frame rate. The value is doubled. However, when a shutter speed value for a long time is set, the effect of flicker is relatively small because the shutter speed value is relatively large, and a sharp change in the luminance value between frames occurring in a moving image does not occur. , Will be relatively small. Therefore, the deterioration of the image quality is small.
[0161]
When the anti-flicker mode of the flicker 120 setting is set, for example, the program diagram corresponding to the frame rate priority mode can be the same as that in FIG. 12, and the S / N ratio priority mode is set. The corresponding program diagram can be similar to FIG.
[0162]
However, in the program diagrams shown in FIGS. 12 and 13 according to the first embodiment, the shutter speed value is increased stepwise so as to make the shutter speed value an integral multiple of the flicker cycle (1/120 seconds). In the second embodiment, the shutter speed is set to an integral multiple of the frame rate (1/30 second), and the shutter speed is set to the flicker cycle (1/120 second) in the second embodiment. ).
[0163]
As described above, in the surveillance camera system 1A according to the second embodiment, for a shutter speed (exposure time) equal to or higher than the frame rate, the shutter speed is set and changed stepwise only to an integral multiple of the frame rate. I can't. However, such a monitoring camera system 1A also has a frame rate priority mode and an S / N ratio priority mode, and can selectively set the frame rate priority mode and the S / N ratio priority mode. As a result, it is possible to achieve exposure control corresponding to the situation of the subject while achieving downsizing of the camera.
[0164]
<3. Modification>
The embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described contents.
[0165]
For example, in the above-described embodiment, the setting of each mode of the exposure control is switched based on the operation of the operation unit 3cd of the host 3 by the operator. However, the present invention is not limited to this. The setting such as each mode may be automatically switched by a control program stored in the storage unit 67 of the monitoring camera 2 or 2A.
[0166]
In the above-described embodiment, the surveillance camera systems 1 and 1A have been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and a general camera or the like may be applied.
[0167]
In the above-described embodiment, the monitoring camera systems 1 and 1A are configured to include the monitoring cameras 2 and 2A and the host computer 3 for remotely controlling the operations of the monitoring cameras 2 and 2A. However, the present invention is not limited to this. For example, an operation unit for inputting a command to the monitoring cameras 2 and 2A itself and operating the operations of the monitoring cameras 2 and 2A is provided instead of remotely controlling the monitoring cameras 2 and 2A. It may be something.
[0168]
That is, the application target of the present invention is not limited to a camera in which a camera and a computer that controls the camera are separated from each other, but also applies to a single digital camera. That is, the “imaging system” refers not only to a configuration in which a camera and a computer that controls the camera are separated from each other, but also to, for example, a digital camera itself in which a camera and a control unit of the camera are integrated.
[0169]
In the above-described embodiment, the monitoring cameras 2 and 2A do not have an aperture. However, the present invention is not limited to this. For example, the monitoring cameras 2 and 2A have an aperture with a fixed aperture, The fixed aperture may be detachable. If a plurality of types of apertures having different aperture values can be attached / detached, it is necessary to prepare a program chart corresponding to each type of aperture.
[0170]
In the above-described embodiment, both the third luminance value Bv_3 and the fourth luminance value Bv_4, which are the points at which the exposure control method is changed, are changed between the flicker 100 setting and the flicker 120 setting. The present invention is not limited to this, and for example, only one of the third luminance value Bv_3 and the fourth luminance value Bv_4 may be changed. In this case, there is a tendency that it is slightly disadvantageous for maintaining a short pseudo frame rate and maintaining a high S / N ratio in the vicinity of the unchanged luminance value among the third luminance value Bv_3 and the fourth luminance value Bv_4. In addition, it is possible to cope with a flicker cycle of a plurality of illuminations.
[0171]
The specific embodiments described above include inventions having the following configurations.
[0172]
(1) imaging means for acquiring an image signal by imaging a subject; amplifying means for amplifying the image signal at a predetermined amplification factor; time control means for controlling an exposure time in the imaging means; An exposure control means for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time based on the luminance value according to the above, so that the exposure is appropriate during shooting, and an exposure control method in an imaging system having a fixed aperture value. A setting step for selectively setting any one of the first mode and the second mode, and, when the luminance value is equal to or more than the first luminance value, the predetermined amplification factor is fixed to the first amplification factor. Controlling the exposure time to change based on the change in the brightness value, and when the first mode is set in the setting step, the brightness value is less than the first brightness value; When the exposure time is equal to or greater than the second brightness value, the exposure time is fixed to the first exposure time, and the predetermined amplification factor is controlled to change based on the change in the brightness value. Is set, when the luminance value is less than the first luminance value and equal to or more than the second luminance value, the predetermined amplification factor is fixed to the first amplification factor, and based on the change in the luminance value. Controlling the exposure time to change the exposure time.
[0173]
According to the invention described in (1), the same effect as that of the invention described in claim 1 can be obtained.
[0174]
(2) imaging means for acquiring an image signal by imaging the subject; amplifying means for amplifying the image signal at a predetermined amplification factor; time control means for controlling an exposure time in the imaging means; An exposure control means for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time based on the luminance value according to the above, so that the exposure is appropriate during photographing, and an exposure control method in an imaging system having a fixed aperture value. A setting step for selectively setting any one of the first mode and the second mode, and, when the luminance value is equal to or more than the first luminance value, the predetermined amplification factor is fixed to the first amplification factor. Controlling the exposure time to change based on the change in the brightness value, and when the first mode is set in the setting step, the brightness value is less than the first brightness value; When the luminance value is equal to or more than the second luminance value, the exposure time is fixed to the first exposure time while the predetermined amplification factor is controlled to be changed within a range up to a predetermined value based on the change in the luminance value. When the second mode is set in the step, when the brightness value is less than the first brightness value and equal to or more than the second brightness value, the exposure time is changed stepwise based on the change in the brightness value. And controlling the change so as to change the predetermined amplification factor within a range relatively smaller than the predetermined value.
[0175]
According to the invention described in (2), the same effect as that of the invention described in claim 2 can be obtained.
[0176]
(3) A program that causes the imaging system to function as the imaging system according to any one of claims 1 to 5 by being executed by a computer included in the imaging system.
[0177]
According to the invention described in (3), the same effects as those of the inventions described in claims 1 to 5 can be obtained.
[0178]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the invention, when the brightness value of the subject is within the predetermined range, the amplification factor of the image signal is determined based on the change in the brightness value of the subject while fixing the exposure time. And a mode in which the exposure time is changed based on a change in the luminance value of the subject while fixing the amplification factor of the image signal, so that the camera can be downsized. It is possible to provide an imaging system capable of performing exposure control according to the situation of a subject.
[0179]
According to the second aspect of the present invention, when the brightness value of the subject is within a predetermined range, the mode for changing the amplification factor of the image signal while fixing the exposure time based on the change in the brightness value of the subject. And a mode in which the amplification factor of the image signal is changed within a relatively small value range while changing the exposure time in a stepwise manner. Even if the camera can only change the exposure time, it is possible to control the exposure according to the situation of the subject while achieving downsizing of the camera.
[0180]
According to the third aspect of the present invention, in one mode, when a moving image of a predetermined frame rate is generated, when the luminance value of the subject is within a predetermined range, Based on the change, the amplification time of the image signal of the subject is changed while fixing the exposure time to substantially the same time as the predetermined frame rate, so that a smooth moving image can be generated.
[0181]
According to the fourth aspect of the invention, when the luminance value of the subject is larger than the predetermined range, the exposure time is set to an integral multiple of the flicker cycle of the illumination for irradiating the subject based on the change in the luminance of the subject. When the brightness value of the subject is within a predetermined range, the exposure time is fixed to an integral multiple of the flicker cycle, and the amplification factor of the image signal is determined based on the change in the brightness value of the subject. And the amplification factor of the image signal is changed within a relatively small value range while changing the exposure time stepwise so as to be an integral multiple of the flicker cycle based on the change in the brightness value of the subject. Since the mode can be selectively set, it is possible to provide an imaging system capable of performing exposure control corresponding to flicker caused by illumination while achieving downsizing of the camera.
[0182]
According to the fifth aspect of the present invention, at least one of the brightness values defining the upper limit and the lower limit corresponding to the range of the brightness value of the subject whose exposure control method is changed by setting the mode is changed. Accordingly, it is possible to cope with a plurality of flicker cycles of illumination.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a monitoring camera system 1 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a front view illustrating the appearance of the observation camera 2;
FIG. 3 is a side view illustrating the appearance of the observation camera 2.
FIG. 4 is a top view illustrating the appearance of the observation camera 2.
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the monitoring camera 2.
FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation flow of an exposure control operation.
FIG. 7 is a diagram for describing multi-segment photometry in exposure control.
FIG. 8 is a program diagram corresponding to a frame rate priority mode.
FIG. 9 is a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode.
FIG. 10 is a program diagram corresponding to a frame rate priority mode in which a flicker countermeasure mode set by flicker 100 is set.
FIG. 11 is a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode in which the anti-flicker mode set by the flicker 100 is set.
FIG. 12 is a program diagram corresponding to a frame rate priority mode in which a flicker prevention mode set by flicker 120 is set.
FIG. 13 is a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode in which the anti-flicker mode set by the flicker 120 is set.
FIG. 14 is a program diagram corresponding to a frame rate priority mode according to the second embodiment.
FIG. 15 is a program diagram corresponding to an S / N ratio priority mode according to the second embodiment.
FIG. 16 is a program diagram corresponding to a frame rate priority mode in which a flicker countermeasure mode set by flicker 100 is set.
FIG. 17 is a program diagram corresponding to the S / N ratio priority mode in which the flicker countermeasure mode set by the flicker 100 is set.
[Explanation of symbols]
1,1A surveillance camera system
2,2A surveillance camera
3 host computer
3a control unit
40 Imaging unit
42 CCD (imaging means)
43 analog front end (amplification means)
44 Timing generator (exposure time control means)
60 Main control section
62 Main CPU (exposure control means, setting means, generation means, change means)

Claims (5)

固定の絞り値を有する撮像システムであって、
被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、
前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、
前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、
前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、
第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段と、
を備え、
前記露出制御手段が、
前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御し、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記所定の増幅率を前記第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御することを特徴とする撮像システム。An imaging system having a fixed aperture value,
Imaging means for obtaining an image signal by imaging an object;
Amplifying means for amplifying the image signal at a predetermined amplification rate,
Time control means for controlling the exposure time in the imaging means,
Exposure control means for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time so that the exposure is appropriate at the time of photographing, based on the luminance value of the subject,
Setting means for selectively setting any one of the first mode and the second mode;
With
The exposure control means,
When the luminance value is equal to or greater than the first luminance value, control is performed such that the exposure time is changed based on a change in the luminance value while fixing the predetermined amplification factor at the first amplification factor, and the luminance value is When the first mode is set by the setting unit when the brightness is less than the first brightness value and equal to or more than the second brightness value, the change of the brightness value is performed while fixing the exposure time to the first exposure time. And controlling the predetermined amplification factor based on the brightness. When the second mode is set by the setting unit, the predetermined amplification factor is fixed to the first amplification factor and the brightness is controlled. An imaging system wherein the exposure time is controlled to be changed based on a change in a value. 固定の絞り値を有する撮像システムであって、
被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、
前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、
前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、
前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、
第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段と、
を備え、
前記露出制御手段が、
前記輝度値が第１輝度値以上のときに、前記所定の増幅率を第１増幅率に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を変化させるように制御し、前記輝度値が第１輝度値未満でかつ第２輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を第１露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を所定値までの範囲で変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を前記所定値よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御することを特徴とする撮像システム。An imaging system having a fixed aperture value,
Imaging means for obtaining an image signal by imaging an object;
Amplifying means for amplifying the image signal at a predetermined amplification rate,
Time control means for controlling the exposure time in the imaging means,
Exposure control means for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time so that the exposure is appropriate at the time of photographing, based on the luminance value of the subject,
Setting means for selectively setting any one of the first mode and the second mode;
With
The exposure control means,
When the luminance value is equal to or greater than the first luminance value, control is performed such that the exposure time is changed based on a change in the luminance value while fixing the predetermined amplification factor at the first amplification factor, and the luminance value is When the first mode is set by the setting unit when the brightness is less than the first brightness value and equal to or more than the second brightness value, the change of the brightness value is performed while fixing the exposure time to the first exposure time. And controlling the predetermined amplification factor in a range up to a predetermined value based on the exposure time based on the change in the luminance value when the second mode is set by the setting unit. An imaging system that controls the predetermined amplification factor to change in a range up to a value relatively smaller than the predetermined value while changing stepwise. 請求項１又は請求項２に記載の撮像システムであって、
所定のフレームレートを有する動画像を生成する生成手段、
をさらに備え、
前記第１露出時間が、
前記所定のフレームレートと略同一であることを特徴とする撮像システム。The imaging system according to claim 1 or 2, wherein:
Generating means for generating a moving image having a predetermined frame rate,
Further comprising
The first exposure time is
An imaging system, wherein the frame rate is substantially the same as the predetermined frame rate. 固定の絞り値を有する撮像システムであって、
被写体を撮像することで、画像信号を取得する撮像手段と、
前記画像信号を所定の増幅率で増幅する増幅手段と、
前記撮像手段における露出時間を制御する時間制御手段と、
前記被写体に係る輝度値に基づいて、撮影時に露出が適正となるように前記所定の増幅率と前記露出時間とを制御する露出制御手段と、
第１モードと第２モードのうちのいずれかを選択的に設定する設定手段と、
を備え、
前記露出制御手段が、
前記輝度値が第３輝度値以上のときに、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間が前記被写体を照射する照明のフリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を変化させるように制御し、前記輝度値が第３輝度値未満でかつ第４輝度値以上のときに、前記設定手段により前記第１モードが設定されている場合には、前記露出時間を前記フリッカー周期の整数倍である第３露出時間に固定させつつ前記輝度値の変化に基づいて前記所定の増幅率を所定値までの範囲で変化させるように制御し、前記設定手段により前記第２モードが設定されている場合には、前記輝度値の変化に基づいて前記露出時間を前記フリッカー周期の整数倍となるように段階的に変化させつつ前記所定の増幅率を前記所定値よりも相対的に小さな値までの範囲で変化させるように制御することを特徴とする撮像システム。An imaging system having a fixed aperture value,
Imaging means for obtaining an image signal by imaging an object;
Amplifying means for amplifying the image signal at a predetermined amplification rate,
Time control means for controlling the exposure time in the imaging means,
Exposure control means for controlling the predetermined amplification factor and the exposure time so that the exposure is appropriate at the time of photographing, based on the luminance value of the subject,
Setting means for selectively setting any one of the first mode and the second mode;
With
The exposure control means,
When the luminance value is equal to or greater than a third luminance value, the predetermined exposure time is changed stepwise so as to be an integral multiple of a flicker cycle of illumination for irradiating the subject based on the change in the luminance value. Controlling the amplification factor to change, and when the first mode is set by the setting means when the luminance value is less than the third luminance value and equal to or greater than the fourth luminance value, the exposure time Is controlled to change the predetermined amplification factor in a range up to a predetermined value based on the change in the brightness value while fixing the third exposure time which is an integral multiple of the flicker cycle, and the setting means controls the When the two modes are set, the predetermined amplification factor is made larger than the predetermined value while changing the exposure time stepwise so as to be an integral multiple of the flicker cycle based on the change in the luminance value. Relative Imaging system and the controller controls to change in the range up to a small value. 請求項４に記載の撮像システムであって、
第３及び第４輝度値のうち少なくとも一方を変更する変更手段、
をさらに備えることを特徴とする撮像システム。The imaging system according to claim 4, wherein
Changing means for changing at least one of the third and fourth luminance values;
An imaging system, further comprising:
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