JP2006264404A - 車両用撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車室内の被写体を鮮明に撮像することができる車両用撮像装置を提供すること。
【解決手段】 撮影画像内における車両の前部座席に着座する乗員（犯人）の位置を基準とする、撮影画像内における車両の後部座席の中央部付近に自動露光枠Ｅｂを設定し、この自動露光枠Ｅｂ内の画素毎の輝度値に基づいて車両用撮像装置の露光を調整する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車両用撮像装置に関するものである。

従来、車両の外部環境を撮像する車両用撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に開示されている車両用撮像装置では、画像処理装置の処理結果より、画面の明るさが最適になり且つ露光時間が所定の時間以上になるようなカメラの絞り・露光時間・利得のそれぞれの値を演算し、この演算したそれぞれの値に絞り・露光時間・利得を設定する。
特開平１１−３１００９６号公報

撮影画像の明るさ（明度）は、カメラの露光（露出）調整により所望の明度となるように変更され、露光は、カメラの絞りと露光時間（シャッタースピード）の設定を変更することにより調整される。

ところで、車載カメラでは、撮影画像内における被写体の位置がある程度特定できるため、撮影画像内の被写体の位置付近に露光調整する際に基準とする露光枠を設定し、この露光枠内の明度に基づいて露光調整を行う。これにより、被写体が所望の明度となるように露光調整を行うことができる。

しかしながら、車室内を撮影する場合、車室内には、日光等の光が直接照射する領域が部分的に存在するため、撮影画像内における被写体の位置のみに基づいて露光枠を設定すると、この露光枠内に直射光が照射されることがある。このような場合、直射光の照射された領域の撮影画像が所望の明度となるように露光調整されるため、直射光の照射されない領域の撮影画像の明度が低くなり、その結果、被写体を鮮明に撮像することができなくなる。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたもので、車室内の被写体を鮮明に撮像することができる車両用撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１記載の車両用撮像装置は、
車両の車室内に設けられ、車室内の画像を撮影する撮像手段と、
画像内に撮像手段の露光を調整する際に基準とする露光枠を設定し、この露光枠内の明度に基づいて撮像手段の露光を調整する露光調整手段と、を備え、
露光枠は、画像内おける被写体の位置を基準とする、車両の外部からの光が直接照射される車室内の領域を除いた画像内に設定されることを特徴とする。

このように、本発明では、画像内における被写体の位置を基準とする、車両の外部からの日光等の光が直接照射される車室内の領域を除いた画像内に露光枠を設定して、この露光枠の明度に基づいて撮像手段の露光を調整する。

これにより、直射光の照射されない領域の撮影画像が所望の明度となるように露光調整されるため、直射光の照射されない領域の撮影画像の明度が高くなり、その結果、被写体を鮮明に撮像することができる。

請求項２に記載の車両用撮像装置によれば、露光枠は、画像内における車両の前部座席に着座する乗員の位置を基準として設定することを特徴とする。これにより、例えば、画像内における運転者の顔部の位置等を基準に露光枠を設定することができる。

請求項３に記載の車両用撮像装置によれば、撮像手段は、車室内のルーフ前端部付近に設けられ、車室内の略全領域の画像を撮影するものであることを特徴とする。これにより、例えば、図３（ｂ）に示すように、車両の前方窓を除く、車両の左右窓や後方窓を含む車室内の略全領域の画像を撮影することができる。

請求項４に記載の車両用撮像装置によれば、露光枠は、画像内における車両の後部座席の中央部付近に設定されることを特徴とする。例えば、図３（ｂ）に示すように、車両の後部座席の中央付近に設定される自動露光枠Ｅｂの位置は、運転者の顔部の位置付近であるとともに、車両の窓を介して入射する日光等の光が直接照射されることが少ない。従って、露光枠は、車両の後部座席の中央部付近に設定されるのが好ましい。

請求項５に記載の車両用撮像装置によれば、露光枠は、画像内における車両の両側窓付近に設定されることを特徴とする。例えば、図３（ｃ）に示すように、車両の両側窓付近に設定される自動露光枠Ｅｃでの測光により、車両の両側窓を介して入射する日射の状態を精度よく把握できるため、運転者の顔部への日射による撮影画像の白飛びを防止することができる。

請求項６に記載の車両用撮像装置によれば、露光調整手段は、
露光枠、及び露光枠を除く画像内の領域の各々の明度に対して重みを付加し、この重みの付加された明度から、撮像手段の露光を調整するものであって、
露光枠の明度に対しては、露光枠を除く画像内の領域の明度に対する重みよりも大きい値が付加されることを特徴とする。

このように、露光枠の明度に対しては、その他の画像内の領域に対する重みよりも大きい値を付加することで、露光枠の明度を重視して撮像手段の露光を調整することができる
。

以下、本発明の車両用撮像装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、本車両用撮像装置を車両セキュリティシステムの撮像装置として適用した場合の例について説明する。

図１に、本実施形態の車両セキュリティシステムの全体図を示す。本車両セキュリティシステムは、主に、車両用撮像装置１０、照明装置６０、車両に対し不正行為が行われた時に、その不正行為を検知して車両用撮像装置１０を作動させる制御装置（図示せず）によって構成される。車両用撮像装置１０は、撮像素子１２のシャッタースピード（露光時間）、ゲインコントロールアンプ２０のゲイン（利得）等を制御するための信号処理回路４０等を備える。

車両用撮像装置１０は、車両の外部の後方画像を撮影するバックカメラを車室内の撮影用として採用したものである。このように、車両に搭載するカメラを共用することで、コストダウンを図ることができる。この車両用撮像装置１０は、図１に示すように、車室内のルーフの前端部付近に配置されるもので、車室内の略全領域の画像を撮影する。これにより、例えば、図３（ｂ）に示すような、車両の前方窓を除く、車両の左右窓や後方窓を含む車室内の略全領域の画像を撮影することができる。照明装置６０は、例えば、地図等を閲覧する場合に使用するマップランプであるが、車両に対し不正行為が行われた際に、本車両用撮像装置の作動と連動して点灯することもできる。

図２に、車両用撮像装置１０の構成を示す。同図に示すように、車両用撮像装置１０は、撮像素子１２を使用し、レンズ１１を介して車室内の略全領域の画像を撮影する。撮像素子１２は、撮影画像の画素毎の明度に応じた大きさを示すアナログ信号を撮影画像の水平・垂直同期信号とともに出力する。撮像素子１２は、撮像素子駆動回路３０によってシャッタースピードが調整される。

ゲインコントロールアンプ２０は、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）増幅器であり、信号処理回路４０から指示された増幅度で撮像素子１２からのアナログ信号を増幅する。撮像素子駆動回路３０は、信号処理回路４０から指示された露光となるように、撮像素子１２の絞りとシャッタースピードを調整する。

図２に示すように、信号処理回路４０は、Ａ／Ｄ４１、信号処理部４２、ＡＥ検波部４３、制御部４４、ＥＥＰＲＯＭ４５、Ｄ／Ａ４６によって構成される。Ａ／Ｄ４１は、ゲインコントロールアンプ２０からのアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部である。

信号処理部４２は、撮影画像の画素毎の輝度を算出し、この輝度の度合いを示す輝度信号を水平・垂直同期信号とともに、ＡＥ検波部４３へ出力する。信号処理部４２では、この画素毎の輝度信号に基づいて、撮影画像の輪郭補正処理（エッジ抽出）や撮影画像の色彩に関する補正処理（色彩の識別度合いの補正）を行って、この補正後の輝度信号をＤ／Ａ４６へ出力する。Ｄ／Ａ４６は、信号処理部４２からのデジタルの輝度信号をアナログに変換し、上述した制御装置内の駆動回路へ出力する。

ＡＥ検波部４３は、撮影画像の画素毎の明度（輝度値）を検出するものである。このＡＥ検波部４３では、撮影画像内に本車両用撮像装置の露光を調整する際に基準とする自動露光枠が設定される。図３（ａ）は、車両用撮像装置１０をバックカメラとして採用した場合に設定される自動露光枠Ｅａの位置を示し、図３（ｂ）は、本実施形態における自動露光枠Ｅｂの位置を示している。

上述したバックカメラは、車両後方の障害物の有無確認を目的としているため、同図（ａ）に示すように、撮影画像の中央部の下方（路面相当のエリア）に自動露光枠Ｅａが設定される。これに対し、本実施形態における自動露光枠Ｅｂは、同図（ｂ）に示すように、車両の後部座席の中央部付近に設定する。

すなわち、車室内を撮影する場合、車室内には、日光等の光が直接照射する領域が部分的に存在するため、撮影画像内における被写体、すなわち、前部座席に着座する乗員（犯人）の位置のみに基づいて自動露光枠を設定すると、この自動露光枠内に直射光が照射されることがある。このような場合、直射光の照射された領域の撮影画像が所望の明度となるように露光調整されるため、直射光の照射されない領域の撮影画像の明度が低くなり、その結果、被写体を鮮明に撮像することができなくなる。

そこで、本実施形態では、撮影画像内における車両の前部座席に着座する乗員（犯人）の位置を基準とする、車両の外部からの日光等の光が直接照射される車室内の領域を除いた撮像画像内に設定する。具体的には、図３（ｂ）に示したように、車両の後部座席の中央部付近に設定する。これにより、運転者の顔部の位置付近であるとともに、車両の窓を介して入射する日光等の光が直接照射されることが少ない撮影画像内の位置に自動露光枠Ｅｂを設定することができる。

ＡＥ検波部４３は、図４に示すように、撮影画像の画素毎の輝度値を検出する際、自動露光枠Ｅｂ内の画素毎の輝度値に対して、自動露光枠Ｅｂを除く撮影画像内の領域（以下、他領域）内の画素毎の輝度値に対して付加する重みよりも大きい値を付加する。同図では、自動露光枠Ｅｂ内の画素毎の輝度値に対して重み（Ｗ＝１）を付加し、他領域内の画素毎の輝度値に対して重み（Ｗ＝１／ｂ）を付加する。これにより、自動露光枠Ｅｂ内の輝度を重視して、本車両用撮像装置の露光を調整することができる。

なお、図４に示すように、この他領域の画素毎の輝度値に対して付加される重み（Ｗ＝１／ｂ）は、バックカメラにおける他領域の画素毎の輝度値に対して付加される重み（Ｗ＝１／ａ）よりも小さい値（ａ＜＜ｂ）に設定される。すなわち、自動露光枠Ｅｂ内の輝度がより重視されている。

また、自動露光枠Ｅｂの輝度値は低い値を示すため、図４に示すようなパラメータ設定を行うとよい。例えば、露光の狙い値（目標値）とゲイン増幅度については、バックカメラとして採用した場合の狙い値よりも高く設定する。また、乗員の識別性を高めるため、バックカメラとして採用した場合の設定に比べ、撮影画像の輪郭補正処理（エッジ抽出）におけるエッジ強調を強めたり、撮影画像の色彩に関する補正処理（色彩の識別度合いの補正）を強めたりする。

制御部４４は、ＡＥ検波部４３の検出した撮影画像の輝度値と、ＥＥＰＲＯＭ４５に記憶される露光狙い値（収束値）に基づいて、本車両用撮像装置における目標とすべき露光を算出し、撮像素子駆動回路３０に露光の指示信号を出力する。また、撮像素子１０からのアナログ信号の増幅度を算出し、ゲインコントロールアンプ２０に増幅度の指示信号を出力する。

このように、本車両セキュリティシステムに用いられる車両用撮像装置１０は、図３（ｂ）に示したように、撮影画像内における車両の前部座席に着座する乗員（犯人）の位置を基準とする、撮影画像内における車両の後部座席の中央部付近に自動露光枠Ｅｂを設定し、この自動露光枠Ｅｂ内の画素毎の輝度値に基づいて本車両用撮像装置の露光を調整する。

これにより、直射光の照射されない領域の撮影画像が所望の明度となるように露光調整されるため、直射光の照射されない領域の撮影画像の明度が高くなり、その結果、被写体を鮮明に撮像することができる。

（変形例）
本実施形態では、図３（ｂ）に示したように、車両の後部座席の中央部付近に自動露光枠Ｅｂを設定しているが、図３（ｃ）に示すように、車両の両側窓付近に自動露光枠Ｅｃを設定してもよい。この自動露光枠Ｅｃでの測光により、車両の両側窓を介して入射する日射の状態を精度よく把握できるため、運転者の顔部への日射による撮影画像の白飛びを防止することができる。

車両用撮像装置１０の設置箇所を示す図である。 車両用撮像装置１０の構成を示す図である。 （ａ）は、撮像素子１０をバックカメラとして採用した場合に設定される自動露光枠Ｅａの位置を示し、（ｂ）は、本実施形態における自動露光枠Ｅｂの位置を示した図であり、（ｃ）は、本実施形態の変形例における自動露光枠Ｅｃの位置を示した図である。 パラメータ設定の例を示す図である。

符号の説明

１０ 車両用撮像装置
１１ レンズ
１２ 撮像素子
２０ ゲインコントロールアンプ
３０ 撮像素子駆動回路
４０ 信号処理回路
４１ Ａ／Ｄ
４２ 信号処理部
４３ ＡＥ検波部
４４ 制御部
４５ ＥＥＰＲＯＭ
４６ Ｄ／Ａ

Claims (6)

1. 車両の車室内に設けられ、当該車室内の画像を撮影する撮像手段と、
   前記画像内に前記撮像手段の露光を調整する際に基準とする露光枠を設定し、この露光枠内の明度に基づいて前記撮像手段の露光を調整する露光調整手段と、を備え、
   前記露光枠は、前記画像内おける被写体の位置を基準とする、前記車両の外部からの光が直接照射される前記車室内の領域を除いた前記画像内に設定されることを特徴とする車両用撮像装置。
2. 前記露光枠は、前記画像内における前記車両の前部座席に着座する乗員の位置を基準として設定することを特徴とする請求項１記載の車両用撮像装置。
3. 前記撮像手段は、前記車室内のルーフ前端部付近に設けられ、前記車室内の略全領域の画像を撮影するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の車両用撮像装置。
4. 前記露光枠は、前記画像内における前記車両の後部座席の中央部付近に設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用撮像装置。
5. 前記露光枠は、前記画像内における前記車両の両側窓付近に設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用撮像装置。
6. 前記露光調整手段は、
   前記露光枠、及び前記露光枠を除く前記画像内の領域の各々の明度に対して重みを付加し、この重みの付加された明度から、前記撮像手段の露光を調整するものであって、
   前記露光枠の明度に対しては、前記露光枠を除く前記画像内の領域の明度に対する重みよりも大きい値が付加されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の車両用撮像装置。

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