JP2007328555A - 映像補正装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
本発明の目的は、映像表示装置や映像監視記録装置のような撮像装置からの出力映像や、映像記録装置の再生映像に対してズーム処理あるいはマスク処理が必要な場合において、ズーム表示映像、非マスク領域映像の露出を最適な状態にすることができ、さらに鮮明な映像表示を可能とする映像補正装置の提供である。
【解決手段】
映像入出力インターフェースと、
入力された映像の一部をズーム表示する為のズーム処理手段と、
ズーム表示領域あるいは、マスク処理領域以外の輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出手段と、
ヒストグラム検出結果によりズーム表示領域あるいは、マスク処理領域以外の映像を適正露出に補正する露出補正処理手段と、
を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、映像補正装置に関する。
本技術分野の背景技術として、例えば、特開平５-２４４４８９号公報（特許文献１）がある。概公報には、課題として、「アイリス制御が撮像領域全体に画素の輝度に基づいて行われるので、画面の一部を拡大（ズーム）した場合に、撮像領域全体とズーム領域に輝度に大きな差があると、画面が見にくくなる」と記載されており、解決手段として、「拡大する領域の輝度を計測するズーム領域輝度計測部と、計測したズーム領域の輝度によりアイリス制御するアイリス制御部とを付加した」と記載されている。
特開平５-２４４４８９号公報
ビデオカメラや電子スチルカメラにおいて、室内から撮影する窓辺の人物など、逆光時の撮影の場合や、屋外から撮影する室内の人物など、一般的な露光制御を行うと、目的の人物が黒くつぶれ、窓の外や、屋外の風景に適切な露光が行われる。
上記のようなシーンを撮影した映像に対して拡大、ズーム処理を行った場合、表示画面の露光状態は撮像したズーム処理前の全画面の輝度平均に基づいて露光制御されている為、ズーム表示領域が黒くつぶれている領域を表示した場合など露光状態はアンダーになってしまう。
この様に輝度差のある映像をズーム表示する場合、この表示領域の輝度を検出して撮像装置のアイリスを制御することによって露光制御を行い、ズームによる表示領域の露光補正する技術がある。
特許文献１に記載の技術では、ズームにより拡大する領域の輝度を計測するズーム領域輝度計測部と、計測したズーム領域の輝度によりアイリス制御を行う制御部により撮像部のアイリスを制御するようにしている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術の様に、撮像部のアイリスを制御する方法では、アイリス制御を行うことの出来ないカメラの映像には効果がなく、またアイリス制御部を備えた場合は撮像部と同一筐体内で収まっている構造であるか、或いはアイリス制御部と撮像部を接続する必要があり、アイリス制御装置のコスト、装置設置に関する接続コストが問題となる。たとえば監視システムにおいて、カメラから出力された映像を、カメラとは別体のレコーダーでズーム表示する場合、この問題は特に顕著となる。
そこで、かかる問題を解消し、映像表示装置や映像記録装置の出力映像や再生映像に対してズーム処理あるいはマスク処理が必要な場合において、ズーム表示映像、非マスク領域映像の露出を最適な状態にすることができ、さらに鮮明な映像表示を可能とする事が出来るという性能が求められる。
本発明の目的は、映像補正装置の性能向上である。
本発明の代表的なある一面の概要は、上記目的を達成するため、映像情報の一部を抽出（たとえばズーム処理およびマスク処理）して表示する際、当該抽出した領域の輝度ヒストグラムを検出し、その検出結果を用いて、当該抽出した領域の露出を補正することを特徴とする。
詳細には、上記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲に記載の構成となっている。
本発明によれば、映像補正装置の性能を向上できる。
なお、上記した以外の課題、手段、効果は、以下に説明する実施形態の中で明らかにされる。
以下、図を用いて、本発明の実施形態を説明する。
以下、本発明の実施形態に関して図面を用いて説明する。
図１は本発明による映像補正装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
１０１は１つ以上の映像入力インターフェース（以下、入力I/F）、１０２はズーム処理手段、１０３はヒストグラム処理手段、１０４は露出補正処理手段、１０５は１つ以上の映像出力インターフェース（以下、映像出力I/F）である。
図２は第１の実施形態において、監視カメラ等により高輝度の屋外と低輝度のドア内側の室内といった輝度差が存在し、かつ映像に占める低輝度領域が少ない映像を撮影した状況において、ズーム処理及び、露出補正処理を行った様子を示した図である。
２０１は監視カメラ等により高輝度の屋外と低輝度のドア内側の室内といった輝度差の存在するシーンを撮影した場合の映像、２０２は２０１の映像に対するズーム処理範囲を示した図、２０３は２０２のズーム処理範囲で示した領域に対してズーム処理を行った図、２０４はズーム処理を行った映像に対して露出補正処理を行った図である。
図３は本発明による映像補正装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
３０６は記録媒体、３０１〜３０５は図１の１０１〜１０５と同様、である。
図４は本発明による映像補正装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
４０２はマスク処理手段、４０１と４０３〜４０６は図１の１０１と１０３〜１０５及、図２の２０６と同様、である。
図５は第３の実施形態において、監視カメラ等により高輝度の屋外と低輝度のドア内側の室内といった輝度差が存在し、かつ映像に占めるドア内側の低輝度室内領域が少ないシーン画角を撮影した映像において、マスク処理及び、露出補正処理を行った様子を示した図である。
５０１は監視カメラ等により高輝度の屋外と低輝度のドアの内側の室内といった輝度差の存在するシーンを撮影した場合の映像、５０２は５０１の映像に対してマスク処理を行った図、５０３はマスク処理を行った映像に対して露出補正処理を行った図である。
まず図１において、映像入力I/F１０１から入力された映像信号は、監視カメラ等によって画角全体の平均輝度や、ある特定範囲の輝度レベルに対して露出制御された映像信号である。その映像信号に対しズーム処理手段１０２では、入力された映像信号の指定された領域に対してズーム処理を行う。この時ズーム処理領域は、手動あるいは自動制御等によりズーム範囲を決定する。次にヒストグラム検出手段１０３はズーム処理手段１０２によってズーム処理された映像信号を用いズーム処理後の映像からヒストグラムを検出する。次に露出補正手段１０４はヒストグラム検出手段１０３からのヒストグラムの分布データを用いて、ズーム処理された映像信号に対して露出補正を行う。露出補正された映像データは映像出力I/Fにより外部モニタ等に出力する。
次に図１のブロック図による処理を適応した映像について、図２を用いて示す。図２の入力映像２０１に示すように、映像入力I/Fに入力された映像信号は高輝度の屋外に対して低輝度のドア内側領域の占める割合は少ない映像とする。このような映像信号の場合、入力映像２０１の露光制御は通常は高輝度の屋外に対して適正露出になるように露光制御が行われる。その為ドア内側は露出アンダーとなっている。
そして次に入力映像２０１の任意の領域に対してズーム処理を行う際のズーム位置を２０２に示す。ズーム処理手段では、ズーム位置２０２に示した領域に対してズーム処理を行う。
ズーム位置２０２で指定された領域をズーム処理した映像を、ズーム処理後の映像２０３で示す。但しこのズーム後の映像は、映像２０３で示すように、露光制御は入力映像の露光制御によるものであり、ズーム処理後の映像であってもドア内側の屋内は露出アンダーであり屋内を見ることは困難である。このように監視カメラ等で撮影された映像に対して、ズーム処理を行うと通常はズーム処理後の露光状態は適切な状態にはなりにくい。
そこで、図１のヒストグラム処理手段１０３によりズーム処理後の映像２０３の映像におけるヒストグラム分布を検知し、ズーム処理後の映像が適切な露光状態となるように図１の露出補正処理手段１０４を用いて入力映像の輝度レベルの補正を行う。このように本発明によりズーム処理を行っている領域に対し映像補正装置で補正を行い映像を適正な露出に制御する事が可能となる。
次に図３において、図１の映像補正装置に記録媒体が備わっている映像記録補正装置を示す。
図３において、図１と同様映像入力I/F３０１から入力された映像信号は、ズーム処理を行うか或いは、記録媒体３０６に保存される。記録媒体３０６に保存された映像信号は、記録媒体から再生される際にズーム処理手段３０２を用いて、指定された任意の領域に対してズーム処理を行う。以下、第一実施例と同様、ズーム処理を行っている領域に対し映像補正装置で補正を行い映像を適正な露出に制御する事が可能となる。また、映像入力I/Fから入力された映像信号に対し直接ズーム処理を行う場合も第一実施例と同様である。
次に、図４において図３の映像記録補正装置のズーム処理手段３０２に替わりマスク処理手段４０２が備わっている映像記録補正装置を示す。
図４において図３と同様、映像入力I/F４０１から入力された映像信号はマスク処理を行うか或いは、記録媒体４０６に保存される。記録媒体に保存された映像信号は、記録媒体から再生される際にマスク処理手段４０２を用いて指定された任意の領域に対してマスク処理を行う。この時、マスク処理領域は手動あるいは自動制御等により決定されるとする。
次にヒストグラム検出手段４０３はマスク処理手段４０２によってマスク処理された映像信号を用いマスク処理後の映像信号から、マスク処理部を除いた映像領域のヒストグラムを検出する。次に露出補正手段４０４はヒストグラム検出手段４０３からのヒストグラムの分布データを用いて、ズーム処理された映像信号に対して露出補正を行う。露出補正された映像データは映像出力I/F４０５により外部モニタ等に出力する。
次に図４のブロック図による処理を適応した映像について図５を用いて示す。図５の入力映像５０１は、図２の入力画像２０１と同様、ドア内側は露出アンダーとなっている。
入力映像５０１の任意の領域に対してマスク処理を行う際の入力映像に対するマスク位置とマスク処理後の映像を５０２に示す。
マスク位置５０２で指定された領域をマスク処理した映像は、露光状態は入力映像の露光制御によるものであるので、マスク処理後の映像はズーム処理時と同様、ドア内側の屋内は露出アンダーになってしまい屋内を見ることは困難である。第１、第２実施形態と同様、このように監視カメラ等で撮影された映像に対してマスク処理を行った場合、通常の露光制御ではマスク処理領域以外の露光状態は適切な状態にはなりにくい。
そこで、図４のヒストグラム処理手段４０３によりマスク処理後の映像５０２の映像におけるマスク処理以外の領域のヒストグラム分布を検知し、マスク処理以外の領域の映像が適切な露光状態となるように図４の露出補正処理手段４０４を用いて入力映像の輝度レベルの補正を行う。このように本発明によりマスク処理を行っている領域に対し映像補正装置で補正を行い映像を適正な露出に制御する事が可能となる。
次に図６において、図１で示したズーム処理手段及び、ヒストグラム処理手段及び、露出補正処置手段で行う処置を、プロセッサ６０２によって、ソフト的に処置を行う映像補正装置を示す。
本実施形態では、プロセッサ６０２を、図１で示したズーム処理手段及び、ヒストグラム処理手段及び、露出補正処置手段として機能させるためのソフトウェアを不図示のメモリに記憶しておき、このソフトウェアに基づいてプロセッサ６０２が動作する。
図６に示したブロック図において入力された映像信号は、プロセッサ６０２の映像補正により、図１同様に映像を適正な露出に制御する事が可能となる。
次に図７において、図６の映像補正装置に記録媒体が備わっている映像記録補正装置を示す。
図７の映像記録補正装置は、図３と同様、記録媒体７０４に保存された映像信号は、記録媒体から再生される際に図３と同様に映像を適正な露出に制御する事が可能となる。
次に図８において、ｎ分割モニタ表示を行った分割画面を示す。
図１で示した画像補正装置はｎ分割表示出力を行う際、任意の各子画面に対して映像補正処理を行うことが可能であり、図１同様、各映像毎に適正な露出に制御する事が可能となる。
また図８は４分割画面を例に図示したが、ｎ分割モニタ表示でよい（ｎは任意の整数）。また実施例１〜５のいずれの例であってもｎ分割表示時の映像補正処理は可能である。
次に図９において、本発明のフローチャートを示す。
図１で示した画像補正装置のズーム処理に加え、マスク処理を備えた場合、図９のフローチャートで示すようになる。ズーム処理９０１とマスク処理９０２は各々処理を制御する為、ズーム処理の有無、マスク処理の有無を任意に組み合わせる事が可能である。そしてズーム処理とマスク処理を任意に行った映像に対し、ヒストグラム処理９０３を行う。そのヒストグラム処理結果を用いて露出補正処理９０４を行う事で映像補正を行う流れになっている。
なお、以上の実施形態において、映像入力I/F及び映像出力I/Fはアナログ信号、デジタル信号のどちらであっても問題はない。
本発明による映像補正装置の第１の実施例を示すブロック図である。 本発明による映像補正装置における適用事例を示す図である。 本発明による映像補正装置の第２の実施例を示すブロック図である。 本発明による映像補正装置の第３の実施例を示すブロック図である。 本発明による映像補正装置における適用事例を示す図である。 本発明による映像補正装置の第４の実施例を示すブロック図である。 本発明による映像補正装置の第５の実施例を示すブロック図である。 本発明による映像補正装置における適用事例を示す図である。 本発明による映像補正装置の流れを示すフローチャート図である。
符号の説明
１０１ 映像入力I/F
１０２ ズーム処理手段
１０３ ヒストグラム処理手段
１０４ 露出補正処置手段
１０５ 映像出力I/F
２０１ 入力映像
２０２ 入力映像に対するズーム位置
２０３ ズーム処理後の映像
２０４ ズーム処理と露出補正後の映像
３０１ 映像入力I/F
３０２ ズーム処理手段
３０３ ヒストグラム処理手段
３０４ 露出補正処置手段
３０５ 映像出力I/F
３０６ 記録媒体
４０１ 映像入力I/F
４０２ マスク処理手段
４０３ ヒストグラム処理手段
４０４ 露出補正処置手段
４０５ 映像出力I/F
４０６ 記録媒体
５０１ 入力映像
５０２ マスク処理後の映像
５０３ マスク処理と露出補正後の映像
６０１ 映像入力I/F
６０２ プロセッサ
６０３ 映像出力I/F
７０１ 映像入力I/F
７０２ プロセッサ
７０３ 映像出力I/F
７０４ 記録媒体
８０１ 映像モニタ
９０１ ズーム処理
９０２ マスク処理
９０３ ヒストグラム処理
９０４ 露出補正処理

Claims (11)

  1. 映像情報が記録されている記録媒体から該映像情報を再生する再生手段と、
    該再生手段で再生された映像情報に対して画面の一部の領域に対応する情報を抽出する抽出手段と、
    該抽出手段で抽出された領域の輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出手段と、
    該輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、該抽出手段で抽出された領域の映像情報の露出を補正する露出補正手段と、
    該露出補正手段で露出が補正された映像情報を、表示手段に出力する出力部と
    を備えることを特徴とする映像処理装置。
  2. 請求項１において、
    前記抽出手段は、ズーム処理および／またはマスク処理により、映像情報の一部の領域を抽出すること、
    を特徴とする映像補正装置。
  3. 映像情報が記録されている記録媒体から該映像情報を再生する再生手段と、
    該再生手段で再生された映像情報の一部の領域をズームするズーム処理手段と、
    該ズーム処理手段でズームされた領域の輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出手段と、
    該輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、該ズーム処理手段でズームされた領域の映像情報の露出を補正する露出補正処理手段と、
    該ズーム処理手段でズームされ、該露出補正手段で露出が補正された映像情報を、表示手段に出力する出力インターフェースと
    を備えることを特徴とする映像補正装置。
  4. 請求項３において、
    前記ズーム処理手段でズームされた映像情報の一部の領域をマスク処理するマスク処理手段と、
    を備え、
    前記輝度ヒストグラム検出手段は、該マスク処理手段でマスク処理された領域以外の領域の輝度ヒストグラムを検出し、
    前記露出補正手段は、前記輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、前記ズーム処理手段でズームされた領域であって、該マスク処理手段でマスク処理された領域以外の領域の映像情報の露出を補正すること、
    を特徴とする映像補正装置。
  5. 映像情報が記録されている記録媒体から該映像情報を再生する再生手段と、
    該再生手段で再生された映像情報の一部の領域をマスク処理するマスク処理手段と、
    該マスク処理手段でマスクされた領域以外の領域の輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出手段と、
    該輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、該マスク処理手段でマスク処理された領域以外の領域の映像情報の露出を補正する露出補正処理手段と、
    該ズーム処理手段でズームされ、該露出補正手段で露出が補正された映像情報を、表示手段に出力する出力インターフェースと
    を備えることを特徴とする映像補正装置。
  6. 請求項５において、
    前記マスク処理手段でマスク処理された映像情報の一部の領域をズームするズーム処理手段と、
    を備え、
    前記輝度ヒストグラム検出手段は、前記マスク処理手段でマスク処理された領域以外の領域であって、該ズーム処理手段でズームされた領域の輝度ヒストグラムを検出し、
    前記露出補正手段は、前記輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、前記マスク処理手段でマスク処理された領域以外の領域であって、該ズーム処理手段でズームされた領域の映像情報の露出を補正すること、
    を特徴とする映像補正装置。
  7. 映像情報が入力される入力インターフェースと、
    該入力インターフェースで入力された映像情報の一部の領域を抽出する抽出手段と、
    該抽出手段で抽出された領域の輝度ヒストグラムを検出する輝度ヒストグラム検出手段と、
    該輝度ヒストグラム検出手段により検出された輝度ヒストグラムを用いて、該抽出手段で抽出された領域の映像情報の露出を補正する露出補正処理手段と、
    該抽出手段で抽出され、該露出補正手段で露出が補正された映像情報を、表示手段に出力する出力インターフェースと
    を備えることを特徴とする映像補正装置。
  8. 請求項１において、
    前記再生手段で再生された映像情報に対し、ユーザーによる操作、あるいは自動制御によって一部の領域に対して抽出を行う際、抽出領域の輝度ヒストグラムを検出し、抽出した領域の露出を露出補正手段により補正すること
    を特徴とする映像補正装置。
  9. 請求項７において、
    入力インターフェースより入力された映像に対し、ユーザーによる操作、あるいは自動制御によって画面の特定部分に対してズーム処理を行う際、ズーム表示領域の輝度ヒストグラムを検出し、ズーム表示映像を露出補正手段により適正露出に補正すること
    を特徴とする映像補正装置。
  10. 映像情報が記録されている記録媒体から該映像情報を再生して入力する記録媒体インターフェースと、
    該記録媒体インターフェースから入力された映像情報の一部または全部を一時記憶し、かつ、所定のソフトウェアが記憶されているメモリと、
    映像情報を表示装置に出力する出力インターフェースと、
    該所定のソフトウェアに基づいて、該記録媒体インターフェースから入力され、該メモリに一時記憶された映像情報の一部の領域を抽出し、該抽出された領域の輝度ヒストグラムを検出し、該検出された輝度ヒストグラムを用いて、該抽出された領域の映像情報の露出を補正し、該露出が補正された映像情報を該出力インターフェースから表示装置に出力するように制御するプロセッサと、
    を備えることを特徴とする映像補正装置。
  11. 請求項７または９において、
    １つ以上の映像入力に対して映像出力をｎ分割モニタ表示する場合、任意に選択した子画面に対して映像補正をすること
    を特徴とする映像補正装置。

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