JP2007228492A

JP2007228492A - 画像処理装置

Info

Publication number: JP2007228492A
Application number: JP2006050000A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kamidan; 博昭上段; Hideo Noguchi; 英男野口; Hajime Miyaki; 一宮木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-02-27
Filing date: 2006-02-27
Publication date: 2007-09-06

Abstract

【課題】この発明は、入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、入力画像から物体の動きを検出した場合にその物体が視野角の外に出てしまわないように、ズーム倍率を制御することができる画像処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、入力画像に基づいて物体の動きを検出する第１手段、物体の動きが検出された場合に、検出位置を特定する第２手段、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで、できるだけ大きいズーム倍率を探索する第３手段、および探索したズーム倍率を用いてズーム処理を行なう第４手段を備えている。
【選択図】図４

Description

この発明は、画像処理装置に関する。

監視カメラとして、ズームレンズを備え、入力画像から物体の動きがあるか否かを検出し、物体の動きを検出したときに、その詳細な画像を得るために、ズーム倍率を自動的に所定倍率まで上げるといったズーム制御を行なうものがある。

従来のこの種の監視カメラでは、画面の端部分で物体の動きが発生した場合、ズーム倍率を上げることにより、動きのあった物体が視野角（画角）の外に出てしまい、その物体の詳細な画像が得られなくなるといった問題があった。

また、映像再生装置において、録画された映像を読み出して表示する際に、入力画像（読み出された映像）から物体の動きがあるか否かを検出し、物体の動きを検出したときに、その詳細な画像を得るために、デジタルズームによってズーム倍率を自動的に所定倍率まで上げるといったズーム制御を行なうことが考えられるが、この場合にも、同様な問題がある。

この発明は、入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、入力画像から物体の動きを検出した場合にその物体が視野角の外に出てしまわないように、ズーム倍率を制御することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、入力画像に基づいて物体の動きを検出する第１手段、物体の動きが検出された場合に、検出位置を特定する第２手段、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで、できるだけ大きいズーム倍率を探索する第３手段、および探索したズーム倍率を用いてズーム処理を行なう第４手段を備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第３手段は、ズーム倍率を表す変数値を所定の第１初期値から所定値ずつ大きくしていくとともに、各段階の変数値毎に検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、検出位置が視野角内に入らないと最初に判定された変数値よりも１段階小さい変数値を、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定するものであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第３手段は、ズーム倍率を表す変数値を所定の第２の初期値から所定値ずつ小さくしていくとともに、各段階の変数値毎に検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、検出位置が視野角内に入ると最初に判定された変数値を、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定するものであることを特徴とする。

この発明によれば、入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、入力画像から物体の動きを検出した場合にその物体が視野角の外に出てしまわないように、ズーム倍率を制御することができるようになる。

以下、図面を参照して、この発明を監視カメラに適用した場合の実施例について説明する。

図１は、監視カメラの概略構成を示している。

ＣＣＤ１からの出力信号は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路およびＡＧＣ（自動利得制御）回路を含む前処理部２を通ってＡＤＣ３に送られ、デジタル信号となる。このデジタル信号は、信号処理／画像圧縮回路４に送られる。信号処理／画像圧縮回路４では、デジタル信号に対して色分離、ガンマ補正、輪郭補償などの信号処理が施される。このような信号処理が行なわれた信号は、モニタ用として、外部出力される。また、このような信号処理が行なわれた信号に対して、圧縮処理が行なわれる。圧縮処理によって得られた信号は、記録用として外部出力される。

監視カメラの各部は、ＣＰＵ１０によって制御される。ＣＰＵ１０には、図示しない操作部が接続されている。この監視カメラは、ズームレンズ２０およびその駆動装置２１を備えている。ズーム駆動装置２１は、ＣＰＵ１０によって制御される。

この監視カメラは、撮像画像に基づいて、物体の動きの有無を監視している。つまり、図２に示すように、撮像画面が複数に分割され、各分割領域Ｓ１〜Ｓ１６毎に、物体の動きがあるか否かを判定している。各分割領域Ｓ１〜Ｓ１６において物体の動きがあるか否かの判定は、例えば、各分割領域毎に検出された動きベクトルに基づいて行なわれる。

物体の動きが検出された場合には、動きが検出された分割領域に基づいて、検知位置を特定する。そして、検知位置に基づいてズーム倍率を決定し、決定したズーム倍率にズーム倍率を変更する。

ズーム倍率の決定方法の基本的な考え方について説明する。

ズーム倍率が大きくなるほど、視野角は小さくなる。基準となるズーム倍率をｎとし、ズーム倍率がｎのときの視野角を、図３に示すように、撮像画面１００の中心Ｏから画面１００の右辺までの距離Ｘｎと画面１００の中心Ｏから画面１００の上辺までの距離Ｙｎで表すことにする。ズーム倍率がｎよりｋだけ大きな（ｎ＋ｋ）である場合の撮像領域が、ズーム倍率がｎのときの撮像画面を基準として図３に２００で示す領域となる場合には、ズーム倍率（ｎ＋ｋ）に対する視野角は、領域２００の中心Ｏから領域２００の右辺までの距離Ｘ（ｎ＋ｋ）と領域２００の中心Ｏから領域２００の上辺までの距離Ｙ（ｎ＋ｋ）となる。なお、ズーム倍率が（ｎ＋ｋ）倍である場合の撮像画像は、ズーム倍率がｎ倍であるときに撮像された画像内の領域２００が画面サイズまで拡大された画像となる。

基準となるズーム倍率ｎで撮像された撮像画像１００内において、例えば、動きが検出された位置が図３にＰで示す位置であるとする。撮像画像の中心Ｏを原点とするＸＹ座標で点Ｐの位置を表した場合、点Ｐの位置はｘｙ座標値（ｘ，ｙ）で表すことができる。

ズーム倍率をｎ倍から（ｎ＋ｋ）倍に変更した場合、（ｎ＋ｋ）倍の視野角はＸ（ｎ＋ｋ），Ｙ（ｎ＋ｋ）であり、点Ｐは視野角の外側にあるため、点Ｐに対応する画像は撮像されなくなる。

そこで、この実施例では、動きが検出された点Ｐが視野角内に入るズーム倍率のうち、できるだけ大きいズーム倍率を、動き検出時にズーム処理を行なう際のズーム倍率として決定する。具体的には、ｉを変数として、ズーム倍率（ｎ＋ｉ）の視野角をＸ（ｎ＋ｉ），Ｙ（ｎ＋ｉ）で表し、点Ｐの座標を（ｘ，ｙ）とすると、Ｘ（ｎ＋ｉ）＞｜ｘ｜でかつＹ（ｎ＋ｉ）＞｜ｙ｜という条件を満たすズーム倍率（ｎ＋ｉ）のうち、最も大きい倍率に、ズーム倍率を決定する。ただし、Ｘ（ｎ＋ｉ）＞｜ｘ｜でかつＹ（ｎ＋ｉ）＞｜ｙ｜という条件を満たすズーム倍率（ｎ＋ｉ）のうちの最も大きい倍率が、予め定められた最大倍率を超える場合には、最大倍率にズーム倍率を決定する。

図４は、動き検知に基づくズーム制御処理手順を示している。

常時は、ズーム倍率が基準のｎ倍で撮影されているものとする。

まず、撮影画像に基づいて動きが検出されたか否かを判別する（ステップＳ１）。動きが検出されると、動きが検出された分割領域に基づいて、動き検出位置（ｘ，ｙ）を特定するとともに、変数ｍにｎを設定する（ステップＳ２）。ステップＳ２においては、動きが検出された分割領域の中心を動き検出位置（ｘ，ｙ）とする。なお、複数の分割領域で動きが検出された場合には、各動き検出位置のｘ座標のうち、その絶対値が最大となるｘａ座標と、各動き検出位置のｙ座標のうち、その絶対値が最大となるｙａ座標とを、特定すべき動き検出位置のｘ座標およびｙ座標とする。

次に、ズーム倍率（ｍ＋１）に対応する視野角Ｘ（ｍ＋１），Ｙ（ｍ＋１）を用いて、Ｘ（ｍ＋１）＞｜ｘ｜でかつＹ（ｍ＋１）＞｜ｙ｜という条件を満たすか否かを判別する（ステップＳ３）。

Ｘ（ｍ＋１）＞｜ｘ｜でかつＹ（ｍ＋１）＞｜ｙ｜という条件を満たした場合には、つまり、視野角Ｘ（ｍ＋１），Ｙ（ｍ＋１）内に動き検出位置（ｘ，ｙ）が含まれると判別した場合には、（ｍ＋１）の値が、予め設定した最大ズーム倍率Ｍａｘを超えているか否かを判別する（ステップＳ４）。（ｍ＋１）≦Ｍａｘである場合には、ｍを１だけインクリメントした後（ステップＳ５）、ステップＳ３に戻る。

上記ステップＳ３において、Ｘ（ｍ＋１）＞｜ｘ｜でかつＹ（ｍ＋１）＞｜ｙ｜という条件を満たさない場合には、つまり、視野角Ｘ（ｍ＋１），Ｙ（ｍ＋１）内に動き検出位置（ｘ，ｙ）が含まれないと判別した場合には、ズーム倍率をｍに設定して、ズーム処理を行なう（ステップＳ６）。そして、ズーム倍率がｍ倍にされた状態を所定時間維持する。ズーム倍率がｍ倍にされてから、所定時間が経過すると（ステップＳ７）、ズーム倍率がｎに戻すように、ズーム処理を行なう（ステップＳ８）。そして、ステップＳ１に戻る。

上記ステップＳ４において、（ｍ＋１）＞Ｍａｘと判別された場合には、ズーム倍率をｍに設定して、ズーム処理を行なう（ステップＳ６）。そして、ズーム倍率がｍ倍にされた状態を所定時間維持する。ズーム倍率がｍ倍にされてから、所定時間が経過すると（ステップＳ７）、ズーム倍率がｎに戻すように、ズーム処理を行なう（ステップＳ８）。そして、ステップＳ１に戻る。

なお、上記実施例では、原則的には、ズーム倍率を表す変数値をｎ＋１から所定値ずつ大きくしていくとともに、各段階の変数値毎に動き検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、動き検出位置が視野角内に入らないと最初に判定された変数値よりも１段階小さい変数値を、動き検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定しているが、次のようにしてズーム倍率を決定してもよい。

つまり、ズーム倍率を表す変数値を最大値Ｍａｘから所定値ずつ小さくしていくとともに、各段階の変数値毎に検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、検出位置が視野角内に入ると最初に判定された変数値を、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定するようにしてもよい。

なお、本願発明は、録画された映像を読み出して表示する際に、入力画像（読み出された映像）から物体の動きがあるか否かを検出し、物体の動きを検出したときに、その詳細な画像を得るために、デジタルズームによってズーム倍率を自動的に所定倍率まで上げるといったズーム制御を行なう機能を備えた映像再生装置にも、適用することができる。

デジタルスチルカメラの概略構成を示すブロック図である。動きが検出される領域Ｓ１〜Ｓ１６を示す模式図である。ズーム倍率の決定方法の基本的な考え方を説明するための模式図である。動き検知に基づくズーム制御処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＣＣＤ
２前処理部
３ＡＤＣ
４信号処理／画像圧縮回路
１０ＣＰＵ
２０ズームレンズ
２１ズーム駆動装置

Claims

入力画像から物体の動きを検出した場合に自動的にズーム倍率を上げる機能を備えた画像処理装置において、
入力画像に基づいて物体の動きを検出する第１手段、
物体の動きが検出された場合に、検出位置を特定する第２手段、
検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで、できるだけ大きいズーム倍率を探索する第３手段、および
探索したズーム倍率を用いてズーム処理を行なう第４手段、
を備えていることを特徴とする画像処理装置。
第３手段は、ズーム倍率を表す変数値を所定の第１初期値から所定値ずつ大きくしていくとともに、各段階の変数値毎に検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、検出位置が視野角内に入らないと最初に判定された変数値よりも１段階小さい変数値を、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
第３手段は、ズーム倍率を表す変数値を所定の第２の初期値から所定値ずつ小さくしていくとともに、各段階の変数値毎に検出位置が当該変数値に対応する視野角内に入るか否かを判定し、検出位置が視野角内に入ると最初に判定された変数値を、検出位置が視野角内に入るズーム倍率のうちで最も大きいズーム倍率として決定するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。