JP2006025061A - 画像保護装置、撮像装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像保護装置として、(a)保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像を、保護領域内の画像信号に応じて生成するマスク画像生成部と、(b)保護領域内の画像を前記マスク画像に置換する保護処理部とを有するものを提案する。マスク画像に置換前の原画像の明るさと色合いが保存されるため、保護を加えた後も、画面全体として違和感の画像が得られる。
【選択図】図2
Description
ここでの入力画像には、撮像画像、再生画像その他の画像を含む。なお、この発明は、画像保護装置を搭載した撮像装置としても実現される。また、この発明は、画像保護機能を提供するプログラムとしても実現される。
従来装置の場合、プライバシー保護のため、保護対象とする画像範囲をマスク画像と置換する。マスク画像には、一般に単色パターンが使用される。例えば黒色パターン、灰色パターン、白色パターン、その他の色付きパターンが用いられる。
図1に、従来用いられているパターン例を示す。図1(A)は、全体的に明るい画面1に、黒色パターン3が表示されている状態を示す。また、図1(B)は、全体的に暗い画面5に、白色パターン7が表示されている状態を示す。
ところで、マスク画像が使用される領域は、本来、見る必要がない又は秘密にすべき領域である。従って、でき得る限り、周囲の画像と同化して目立たない方が好ましい。
すなわち、画像保護装置として、(a)保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像を、保護領域内の画像信号に応じて生成するマスク画像生成部と、(b)保護領域内の画像をマスク画像に置換する保護処理部とを有するものを提案する。
なお、この画像保護装置では、保護領域全体の画像信号の明るさと色合いの平均値として算出したものをマスク画像に使用するのが望ましい。
この場合、マスク画像は単色となる。ただし、マスク画像には、置換前の原画像の明るさと色合いが保存される。
このため、保護領域にマスク画像を配置しても、周囲の画像と整合し、画面全体としての違和感を軽減できる。
また、この画像保護装置では、保護領域内の画像信号から中位のビット情報を削除したものをマスク画像に使用するのが望ましい。この場合も、マスク画像は、モザイク状となる。
また、この画像保護装置では、保護領域内の画像信号から高位のビット情報を削除したものをマスク画像に使用するのが望ましい。
また、この画像保護装置では、保護領域内の画像信号をフィルタリング処理し、高域側の成分を除去したものをマスク画像として使用するのが望ましい。この場合、隣接画素間で明るさや色合いを平均化した画像が得られる。
なお、画像保護装置は、複数種類の生成方式に対応し、選択された生成方式を用いてマスク画像を生成するのであるのが望ましい。
なお、本明細書で特に図示又は記載されない部分には、当該技術分野の周知又は公知技術を適用する。
また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これらに限定されるものではない。
(a)装置の構成
図2に、画像保護装置の1つの構成例を示す。画像保護装置11は、設定状態判定部13と、プライバシー保護部15と、デジタル/アナログ変換部17と(以下、「D/A変換部17」という。)を構成要素に有する。
設定状態判定部13は、ユーザーインターフェースの操作や設定を通じて、画像の保護が要求されているか否かを判定する処理デバイスである。ユーザーインターフェースには、例えばボタン、スイッチ、GUIその他を使用する。また、設定情報の記憶には、半導体記憶装置やハードディスクその他の記録媒体を使用する。
設定状態判定部13は、判定結果を保護機能信号Sswとして出力する。プライバシー保護部15に保護処理の実行を指示する場合、設定状態判定部13は、保護機能信号Sswを“オン”状態に制御する。一方、入力画像をそのまま出力する場合、設定状態判定部13は、保護機能信号Sswを“オフ”状態に制御する。
プライバシー保護部15には、輝度信号Vy と色信号Vc のそれぞれ用に信号処理部15A及び15Bが搭載されている。
信号処理部15A及び15Bは、保護領域について、予め定めた保護処理を選択的に加えるデバイスである。なお、信号処理部15A及び15Bは、保護領域以外の画像信号(輝度信号Vy と色信号Vc )には処理を加えない。
ここで、予め定めた保護処理の実行又は停止は、設定状態判定部13から与えられる保護機能信号Sswにより制御される。保護処理は、画像の保護が要求されたときに実行される。
ここで、保護処理部としての処理内容は、保護領域内の画像のマスク画像への置換である。
また、マスク画像生成部としての処理内容は、保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像の生成である。
例えば、マスク画像の生成処理として、保護領域全体の画像信号の明るさと色合いの平均値を算出する処理、保護領域内の画像信号から下位のビット情報を削除する処理、保護領域内の画像信号から中位のビット情報を削除する処理、フィルタリング処理により高域側の成分を除去する処理、その他の処理を適用する。また、マスク生成処理には、これら処理を組み合わせたものを含む。
また、下位のビット情報の削除処理を採用する場合、保護領域のモザイク画像を生成できる。モザイク画像は、保護領域内の画像の明るさと色合いを反映している。従って、保護領域周辺の画像の明るさや色合いとも整合する。この処理手法は、保護領域内の画像の雰囲気だけは表現したい場合に好適である。
因みに、削除対象とする下位のビット情報の削除量(削除するビット数)は、自由に選択できる。削除量は、画像保護の目的と表現上許容される雰囲気との関係に応じて適当なものを選択すれば良い。勿論、削除量を増やせばモザイク画の程度が進み、削除量を減らせば原画像に近づく。
また、削除対象とする中位のビット情報の削除量(削除するビット数)は、自由に選択できる。削除量は、画像保護の目的と表現上許容される雰囲気との関係に応じて適当なものを選択すれば良い。勿論、削除量を増やせばモザイク画の程度が進み、削除量を減らせば原画像に近づく。
また、除去する成分量は、フィルタ係数の変更により自由に変更できる。低域成分が増えるほど、単一の明るさ色合いのマスク画像に近づき、高域成分が増えるほど原画像に近づく。
これらの処理手法の実行により、保護領域の画像は、その明るさと色合いを反映したマスク画像に変換される。
なお、信号処理部5A及び5Bが使用するマスク画像の生成方法は予め定められており、対応する処理デバイスが予め格納されているものとする。
なお、不図示であるが、プライバシー保護部15とD/A変換部17には、同期パルスが与えられる。
保護領域データSp は、保護領域21のスタート点23と、その対角座標であるエンド点25とで与えられる。
保護領域の指定には、例えば、図4に示す座標入力装置を使用する。マウス31を通じたポインタの位置情報は、位置検出部33で検出される。位置検出部33で検出されたポインタの位置情報は、モニタの画面上に表示される。
位置検出部33は、水平方向ドットカウンタ33A、垂直ラインカウンタ33B、位置入力部33Cで構成される。
水平方向ドットカウンタ33Aは、マウスのX方向への移動をパルスの計数により検出するカウンタである。垂直ラインカウンタ33Bは、マウスのY方向への移動をパルスの計数により検出するカウンタである。位置入力部33Cは、スイッチ31Aのクリックを検出するデバイスである。
次に、操作者は、スイッチ31Aをクリックしたままポインタを対角方向に移動し、エンド点として用いる位置でクリック状態を停止する。スイッチ31Aのクリックを停止した位置は、位置入力部33Cにより検出される。位置入力部33Cは、その時点のX座標とY座標を2つのカウンタを通じて特定する。
これらの操作を通じ、保護領域が指定される。なお、最初にエンド点を指定し、次にスタート点を指定しても良い。また、左下隅の位置と右上隅の位置が入力された場合には、これらの座標値を基に、スタート点とエンド点の座標値を算出すれば良い。
図5に、画像保護装置1を用いた保護処理を概念的に示す。図5は、全体的に明るい画面41が表示されている場合の表示例である。
まず、撮像カメラで撮像された画像信号が画像保護装置11に入力された場合について説明する。なお、保護領域は既に設定されているものとする。
図5(A)は、保護処理を加えない場合の画面例である。この場合、保護機能信号Sswは“オフ”状態である。
保護機能信号Sswは、設定状態判定部13を通じてプライバシー保護部15に与えられ、プライバシー保護部15の処理動作を規定する。すなわち、プライバシー保護部15は、撮像カメラから入力された輝度信号Vy と色信号Vc を入力時のまま出力する。
保護機能信号Sswは、設定状態判定部13を通じてプライバシー保護部15に与えられ、プライバシー保護部15の処理動作を規定する。この場合、プライバシー保護部15は、保護領域データSp で指定された保護領域43に対応する画像信号が入力されると、保護領域全体の輝度信号Vy と色信号Vc の平均値を算出し、この値を保護領域43の全体についてマスク画像信号として出力する。
ここで、輝度信号Vy と色信号Vc の平均値は、保護領域43の明るさと色合いを反映する。従って、図5(B)に示すように、保護領域内の画像を保護しながら、周辺画像との違和感を軽減することが可能である。
なお、保護領域以外の画像部分は、入力時のまま出力される。
図6に、画像保護装置1を用いた保護処理を概念的に示す。図6(A)は保護処理を加えない場合の画面例であり、図6(B)は保護処理を加える場合の画面例である。
図6(B)に示すように、保護領域47は、周辺画像とほぼ同じ明るさ及び色合いで違和感なく表示さえる。
以上のように、保護領域の保護に保護領域内の画像の明るさと色合いを反映させることにより、マスク画像を周辺画像に対して目立ち難いようにできる。すなわち、保護処理後の違和感が格段に小さくて済む画像保護装置を実現できる。
(a)装置の構成
図7に、画像保護装置の他の構成例を示す。図7には、図2との対応部分に同一符号を付して示すものとする。
画像保護装置51は、設定状態判定部13と、プライバシー保護部53と、D/A変換部17を構成要素に有する。すなわち、プライバシー保護部53以外の構成は、図2の場合と同じである。以下では、プライバシー保護部53について説明する。
プライバシー保護部53は、複数の保護処理に対応し、そのいずれか一つを選択的に使用して保護処理を実行する点で、前述のプライバシー保護部15と異なっている。
このプライバシー保護部53は、保護領域全体について求めた画像信号の明るさと色合いの平均値をマスク画像として用いる処理、保護領域内の画像信号から下位のビット情報を削除する処理、保護領域内の画像信号から中位のビット情報を削除する処理、フィルタリング処理により高域側の成分を除去する処理、その組み合わせ処理に対応するものとする。
プライバシー保護部53には、これら複数の処理デバイスによる処理を、方式選択信号Ssel1に基づいて選択的に切り替える機能が搭載されている。
方式選択信号Ssel1は、外部装置や設定情報を記憶する記憶デバイスを通じて与えられる。
ここで、保護処理を実現する処理方式は、任意に選択された一つの方式でも良い。この選択は、ユーザーインターフェースを通じて行うこともできるし、画像保護装置51内に用意した乱数発生器を通じて行うこともできる。
なお、保護処理は、選択した処理方式を固定的に使用しても良いし、処理方式を何度も切り替えても良い。
また、切替タイミングには、任意のタイミングで切り替える方法(ユーザーインターフェースを通じてタイミングを指定する場合を含む。)、定期的又は周期的に切り替える方法がある。
なお、処理方式をランダムに切り替える場合、方式選択信号Ssel1は、乱数発生器が発生する乱数を通じて与えられる。乱数には疑似乱数を含む。
(b)効果
以上のように、画像の保護処理に使用する処理方式を複数用意することにより、ユーザーの使用目的、画像の絵柄、保護の強度その他に応じて最適な処理方式を選択できる。
これにより、ユーザーにとって使い勝手を一段と向上できる。
(a)装置の構成
図8に、画像保護装置の他の構成例を示す。図8には、図1との対応部分に同一符号を付して示すものとする。
画像保護装置61は、設定状態判定部13と、プライバシー保護部15と、D/A変換部17と、データ記憶装置63と、入力選択スイッチ65、67、69とで構成される。すなわち、データ記憶装置63と、入力選択スイッチ65、67、69以外の構成は、図1の場合と同じである。以下では、データ記憶装置63と、入力選択スイッチ65、67、69について説明する。
すなわち、保護領域に保護処理が加えられている画像信号、又は、保護領域に保護処理が加えられていない画像信号が保存される記憶デバイスである。
なお、画像信号の保存は、同期パルスに同期して実行される。また、画像信号と共に保護領域データSp も保存される。また、復号時の検索用に記録日時その他の管理情報も同時に保存される。
なお、記憶媒体は画像保護装置61の装置本体に対して着脱自在でも良い。勿論、記憶媒体は、内部記憶装置でも良い。また、記憶媒体は、画像保護装置61と外部接続された外部記憶装置に搭載されたものでも良い。
入力選択スイッチ65は、輝度信号Vy の入力切り替え用のスイッチである。ここでは、主信号系の輝度信号Vy と再生系の輝度信号Vy(PB) の切り替えに使用される。
入力選択スイッチ67は、色信号Vc の入力切り替え用のスイッチである。ここでは、主信号系の色信号Vc と再生系の色信号Vc(PB) の切り替えに使用される。
入力選択スイッチ69は、保護領域データSp の入力切り替え用のスイッチである。ここでは、外部入力又は装置内の設定に基づく保護領域データSp と画像信号と共に再生された保護領域データSp(PB)
との切り替えに使用される。
なお、これら入力選択スイッチ65、67及び69の切替は、主信号系と再生系とで入力を切り替える入力切替信号Ssel2により実現される。
続いて、この実施例の処理動作について説明する。
まず、入力切替信号Ssel2が主信号系を指示している場合について説明する。
この場合は、実施例1と全く同じである。すなわち、保護機能信号Sswに応じ、主信号系から入力される輝度信号Vy と色信号Vc に対する保護処理が選択的に実行される。
この場合、データ記憶装置63には、画像信号と共に保護領域データSp が記憶される。一方、保護領域に保護処理が加えられない場合には、画像信号だけがデータ記憶装置63に記憶される。
この場合は、再生アドレスで特定された位置の再生輝度信号Vy(PB) 、再生色信号Vc(PB) 及び保護領域データSp(PB) がデータ記憶装置63から読み出され、入力選択スイッチ65、67及び69を通じてプライバシー保護部15に入力される。
入力された再生輝度信号Vy(PB) 及び再生色信号Vc(PB) に対する保護処理の内容は、実施例1と同じである。例えば、保護処理の追加を実現できる。勿論、入力された画像信号を入力時のまま出力することもできる。
(c)効果
以上のように、処理対象とする画像信号を主信号系と再生系とで自由に選択できるため、画像に対する保護処理の作業効率を向上できる。特に、保護領域を追記する場合に好適である。
図9に、画像保護装置の他の構成例を示す。図9には、図8との対応部分に同一符号を付して示すものとする。
画像保護装置71は、実施例3の構成に、保護領域の自動追従機能を追加した点を特徴とする。以下では、この実施例に特有な構成である保護領域追従部73について説明する。
保護領域追従部73は、撮像方向の変更(いわゆる、パン/チルト)に追従して、保護領域の位置をずらすための処理デバイスである。
図10に、その追従動作を示す。図10では、撮像中の撮像方向の移動を太い矢印で示す。また、移動前の保護領域81の位置を破線で示し、移動後の保護領域81の位置を実線で示す。なお、保護領域81の移動を細い矢印で示す。
保護領域追従部73は、保護領域データSp と撮像方向の変更情報Sm を入力し、保護領域の位置を変更した保護領域データSp’ を生成する。ここで、変更情報Sm は、撮像時の撮像方向が単位時間に移動した方向と移動量を与える情報である。変更後の保護領域データSp’
は、入力選択スイッチ69の一方の入力端子に与えられる。
(b)効果
以上のように、保護領域の自動追従機能を搭載することにより、保護領域の設定後に撮像方向が変更される場合にも、これに追従して保護領域の位置を移動させることができる。この結果、保護領域を再設定する作業を省略することができる。
図11に、画像保護装置の他の構成例を示す。図11にも、図8との対応部分に同一符号を付して示すものとする。
画像保護装置91は、実施例3の構成に、保護領域の自動設定機能を追加した点を特徴とする。以下では、この実施例に特有な構成である保護領域設定部93について説明する。
保護領域設定部93は、画面内で動きのある領域を保護領域に自動設定する機能を実現する処理デバイスである。保護領域設定部93は、動き検出部93Aと、フレームメモリ93Bと、動き座標抽出部93Cとを構成要素とする。
ここで、動き検出部93Aには、入力選択スイッチ65、67で選択された輝度信号Vy(Vy(PB))と色信号Vc(Vc(PB))が入力される。動き検出部93Aは、これらの信号と、フレームメモリ93Bに格納されている数フレーム分の信号とを比較し、動きのある領域部分を検出する。検出結果は、動き座標抽出部93Cに与えられる。
なお、判断基準に応じて動きのある領域部分として検出される範囲を自由に設定できる。例えば、動きベクトルの閾値を大きくすれば、比較的大きい動きのある領域部分だけを検出することが可能である。
なお、入力選択スイッチ69による入力端子の切替は、主信号系と再生系と自動設定系との3つで入力を切り替える入力切替信号Ssel3により実現される。
図12に、この保護領域設定部93を用いる場合の保護領域の設定例を示す。図12(A)は、動きのある複数の領域部分が保護領域101に設定された状態を示す。また、図12(B)は、被写体の移動に伴い保護領域101が追従するように移動している様子を表している。
(b)効果
以上のように、動きのある領域部分を自動的に保護領域に設定できる機能を搭載することにより、動きのある被写体を保護する際の作業負担を低減することができる。また、被写体の動きに応じて保護領域を移動させることもできる。
図13に、以上説明した画像保護装置の応用例を示す。図13は、画像保護装置のセキュリティカメラシステム111への応用例を示す。
セキュリティカメラシステム111は、ネットワーク113に、撮像画像の送信側システム(撮像カメラ115、117、119及び画像処理装置121)と、撮像画像の受信側システム(記憶装置123及びモニタ125)を接続した構成でなる。
このうち、撮像カメラ115は、フロントエンド信号処理部115Aと、画像保護装置11と、送信部115Bを筐体内に格納した装置構成でなる。撮像カメラ115で撮像された画像信号には前述した保護処理が加えられ、ネットワーク113に送信される。
また、撮像カメラ117は、フロントエンド信号処理部117Aと、画像保護装置61と、送信部117Bを筐体内に格納した装置構成でなる。やはり、撮像カメラ117で撮像された画像信号には前述した保護処理が加えられ、ネットワーク113に送信される。
なお、これら画像信号のうちあるものは、ネットワーク113を通じて接続された記憶装置123に蓄積され、またあるものはモニタ125に表示される。
かかるシステム構成とすることにより、プライバシーの高い画像をネットワークを通じて伝送する場合にも、プライバシーや秘密を守ることができる。
(a)前述の実施例では、輝度信号Vy と色信号Vc を画像信号として入力したが、RGB信号を入力する場合、輝度信号と色差信号を入力する場合にも適用できる。
なお、RGB信号を輝度信号Vy と色信号Vc の信号形式に変換した上で、前述した実施例と同様の処理を適用しても良い。勿論、輝度信号Vy と色信号Vc をRGB信号の形式に変更し、又は、輝度信号と色差信号の形式に変更しても良い。
(b)前述の実施例では、保護処理に対応する処理デバイスがプライバシー保護部15にハードウェアとして予め格納されている場合について述べたが、対応する保護処理をソフトウェア的に実現しても良い。この場合、保護処理に使用する処理モジュールがコンピュータ上で実行される。
(d)前述の実施例では、画像保護装置をセキュリティカメラシステムに応用する場合について説明したが、放送システム、通信システムの分野にも適用できる。
(e)前述の実施例では、送信側システムにのみ画像保護装置を搭載する場合について説明したが、受信側システムに画像保護装置を搭載することもできる。
(f)前述の実施例では、動き検出部93Aで検出された動きのある部分領域を保護領域に設定したが、動き検出部93Aで検出された動きベクトルに基づいて保護領域の位置を移動させても良い。このような手法を採用しても、保護対象の移動に追従するように保護領域を移動させることができる。
例えば、コンピュータ、印刷装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゲーム機器、スキャナ、携帯情報端末(携帯型のコンピュータ、携帯電話機、携帯型ゲーム機、電子書籍等)、時計、画像再生装置(例えば、光ディスク装置、ホームサーバー)、モニタ、テレビジョン受像器、発明に係る機能を搭載した処理ボードや処理カードにも搭載できる。
いずれの画像処理装置も、筐体と、信号処理部と、外部インターフェースとを共通構成とし、商品形態に応じた周辺装置が組み合わされて構成される。
例えば、ビデオカメラやデジタルカメラであれば、前述の構成に加え、カメラユニットや撮像された映像データを記憶媒体に保存するための書き込み回路を有する。
また例えば、携帯電話機その他の通信機能を有する電子機器であれば、前述の構成に加え、送受信回路やアンテナを有する。
(h)前述の実施例には、発明の趣旨の範囲内で様々な変形例が考えられる。また、本明細書の記載に基づいて創作される各種の変形例及び応用例も考えられる。
13 設定状態判定部
15 プライバシー保護部
15A、15B 信号処理部
73、93 保護領域追従部
111 セキュリティカメラシステム
Claims (10)
- 保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像を、前記保護領域内の画像信号に応じて生成するマスク画像生成部と、
保護領域内の画像を前記マスク画像に置換する保護処理部と
を有することを特徴とする画像保護装置。 - 請求項1に記載の画像保護装置において、
前記マスク画像生成部は、前記保護領域全体の画像信号の明るさと色合いの平均値を算出してマスク画像とする
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項1に記載の画像保護装置において、
前記マスク画像生成部は、前記保護領域内の画像信号から下位のビット情報を削除してマスク画像を生成する
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項1に記載の画像保護装置において、
前記マスク画像生成部は、前記保護領域内の画像信号から中位のビット情報を削除してマスク画像を生成する
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項3又は4に記載の画像保護装置において、
ビット情報の削減量は自由に増減できる
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項1に記載の画像保護装置において、
前記マスク画像生成部は、前記保護領域内の画像信号をフィルタリング処理して、高域側の成分を除去したマスク画像を生成する
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項6に記載の画像保護装置において、
除去する周波数成分の量は自由に増減できる
ことを特徴とする画像保護装置。 - 請求項1に記載の画像保護装置において、
前記マスク画像生成部は、複数種類の生成方式のうち選択された生成方式を用いてマスク画像を生成する
ことを特徴とする画像保護装置。 - 撮像画像を画像信号の形式で出力する画像出力部と、
保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像を、前記保護領域内の画像信号に応じて生成するマスク画像生成部と、
保護領域内の画像を前記マスク画像に置換する保護処理部と
を有することを特徴とする保護機能付き撮像装置。 - コンピュータに、
保護領域内の明るさ及び色あいを保持するマスク画像を、前記保護領域内の画像信号に応じて生成する処理と、
保護領域内の画像を前記マスク画像に置換する処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
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