JP2010062699A - 画像解析装置および画像解析プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像を解析する画像解析装置に関し，撮像画像からの文字，模様等の認識性能の維持と，撮像画像全体の見やすさとの両立が可能となる技術を提供する。
【解決手段】画像解析装置１０において，画像取込部１１は，撮像装置２０から画像バッファ１８に撮像画像を取り込む。文字・模様認識部１３は，移動物体検出部１２により移動物体が検出された撮像画像から認識対象である文字・模様の認識処理を行い，その認識結果を出力する。認識対象明るさ補正部１４は，認識対象の周辺領域の明るさが認識処理に適した十分な明るさになるように，撮像装置２０のアイリスを調整する制御を決定し，カメラ制御部１５は，その制御信号を撮像装置２０に出力する。撮像画像明るさ値算出部１６は，撮像画像全体の明るさを算出する。撮像画像全体見やすさ補正部１７は，人が見やすい明るさになるように撮像画像の明るさを補正し，その撮像画像を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は，カメラで撮影された画像の明るさを調整する技術に関するものであり，特に，撮影される画像の明るさが文字・模様等の認識処理に適した明るさになるようにカメラの光量を自動調整し，かつ蓄積・伝送する画像の全体の明るさを人が見やすいように自動補正する画像解析装置および画像解析プログラムに関するものである。

近年，屋外に撮像装置（カメラ）を設置し，その撮像範囲内を移動する物体を検知し，物体内の模様，文字等を認識する画像処理システムが，続々と製品化されている。

このような画像処理システムでは，近赤外線カメラ＋ＬＥＤ照明という構成の撮像装置を用いて，昼夜を問わず，文字，模様等の認識を行う製品が一般的である。認識時の画像表示・蓄積を目的に，近赤外線カメラにカラーカメラを合わせて設置するシステムも，近年増加し始めている。

しかし，２台のカメラを屋外設置する場合には，撮像装置の表面積の増加から，撮像装置の秘匿性が低下するのは避けられない。そのため，カラー／近赤外線カメラを切り替えることができるデイナイトカメラを用いて，文字，模様等の認識と，画像の蓄積とを１台のカメラで対応するシステムの検討も進められている。

屋外設置の場合，季節，天候等による日照条件の変化に対応し，文字，模様等の認識性能を維持することが，画像処理システムに要求される機能である。その実現のためには，認識対象である文字，模様が認識処理に適した明るさで撮像される必要がある。そのため，画像処理システムは，カメラのアイリス（絞り）を随時自動調整する機能を持ち，認識対象を適切な明るさに保つ制御を行っている。

なお，画像の明るさに応じてカメラのアイリス（絞り）を制御する技術が知られている（例えば，特許文献１参照）。また，外光の変化に対応して，画像全体の階調を維持するカメラ内部処理の技術が知られている（例えば，特許文献２参照）。
特開平６−４６３２５号公報 特開平７−２３２８７号公報

認識対象を適切な明るさに保つ制御は，認識性能維持を目的としたものであり，屋外環境条件によっては，認識対象周辺が適切な明るさとなったとしても，その画像全体を人が見るには不適切な明るさとなってしまう場合がある。

例えば，認識対象周辺に太陽光の強い直射があたっているとする。この場合，認識対象周辺の明るさを適切にするために，カメラアイリスを閉じて画像を暗くする。この制御により，太陽光が直射している認識対象周辺は適切な明るさとなるが，撮像範囲内の他の部分は，太陽光の直射があまりあたっていない場合があり，その箇所は画像上かなり暗くなってしまう。これにより，認識対象は適切な明るさで撮像されているため認識性能は維持できるが，画像全体の見やすさは暗すぎる状態となってしまう。

逆に，認識対象周辺に建物，電柱，周辺の樹木等の影が当たる場合は，同様に，認識対象周辺を適切な明るさに制御すると，画像全体の見やすさは明るすぎる状態となってしまう。

つまり，認識性能維持のため，文字，模様周辺の明るさが適切になるように制御を行った場合，移動物体の全体画像としては，認識対象周辺と他の撮像範囲内の明るさにある程度の差異が発生する環境条件下では明るすぎ，又は暗すぎといった状態となり，人間が目視確認するための表示・蓄積目的として使用するには適切とはいえない面がある。

そのため，１台のカメラを用いて認識性能の維持とその画像の蓄積を両立するためには，文字，模様周辺と撮像画像全体との両者の適切な明るさ制御が必要となる。

本発明は，上記の問題点の解決を図り，撮像画像からの文字，模様等の認識性能の維持と，撮像画像全体の見やすさとの両立が可能となる技術を提供することを目的とする。

撮像装置により撮像された画像を解析する画像解析装置は，撮像装置から撮像画像をメモリに取り込む画像取込部と，撮像画像を解析して認識対象である特定のパターンを認識し，認識結果を出力する認識対象認識部と，認識対象を含む所定の領域の明るさ値が所定の範囲内の値になるように，撮像装置が取り込む光量を調整する制御を決定する認識対象明るさ補正部と，光量を調整する制御の信号を撮像装置に出力するカメラ制御部と，撮像画像の全体の明るさ値を算出する撮像画像明るさ値算出部と，撮像画像の全体の明るさ値が所定の範囲内の値になるように，メモリに取り込んだ撮像画像の明るさを補正し，補正された撮像画像を出力する撮像画像全体見やすさ補正部とを備える。

上記の画像解析装置による処理を，コンピュータが備えるＣＰＵ，メモリ等のハードウェアとソフトウェアプログラムとにより実現することもできる。

撮像画像中の認識対象の周辺領域の明るさが認識処理に適した十分な範囲となるように，撮像装置のカメラに取り込まれる光量を自動調整し，人が見やすい明るさの範囲となるように，メモリに取り込まれた撮像画像の明るさを自動補正することにより，精度の高い認識結果と，人が見やすいように明るさが補正された画像とを得ることができる。すなわち，天候，日照条件等に影響されずに，文字・模様の認識性能を維持するとともに，適切な明るさの撮像画像を表示・蓄積することができる。

また，１台の撮像装置を用いて，文字，模様の認識機能と画像表示・蓄積機能の両者に対応できるようになるため，装置・システムのコストを削減できる。

以下，本発明の実施の形態について，図を用いて説明する。

本実施の形態では，１台のカメラを用いて連続して取り込まれる画像の中から移動物体を検出し，移動物体が検出された画像において，認識対象である文字，模様等を認識し，その認識対象の周辺位置の明るさが一定範囲内になるようにカメラのアイリス（絞り）を自動制御し，それとともに，移動物体が撮像された撮像画像全体の明るさを人間が目視確認しやすい明るさに自動補正する例について説明する。

図１は，本実施の形態による画像解析装置の構成例を示す図である。

画像解析装置１０は，撮像装置２０で撮像された画像（以下，撮像画像と呼ぶ）をメモリに取り込み，その撮像画像を解析して認識対象である特定のパターン（文字，模様等）の認識を行い，認識対象の周辺領域の明るさに応じた撮像装置２０の自動アイリス制御や，メモリに取り込まれた撮像画像の全体の明るさの自動補正を行う。

画像解析装置１０は，画像取込部１１，移動物体検出部１２，文字・模様認識部１３，認識対象明るさ補正部１４，カメラ制御部１５，撮像画像明るさ値算出部１６，撮像画像全体見やすさ補正部１７を備える。

撮像装置２０としては，１台のカメラで昼も夜も撮影可能なデイナイトカメラを用いるものとする。撮像装置２０は，昼間はカラーカメラとして動作し，夜間は近赤外線カメラ＋ＬＥＤ照明として動作する。なお，図示はされていないが，撮像装置２０には，カメラのアイリス（絞り）を制御する機構やシャッタースピードを制御する機構など，カメラに取り込まれる光の量（露出）を調整制御する機構が備えられている。

画像解析装置１０において，画像取込部１１は，撮像装置２０から連続的に転送される撮像画像を，画像バッファ１８に取り込む。画像バッファ１８は，例えば複数面のリングバッファ構成であり，同一の移動物体が画像内に出現してから消えるまでの全画像を保有できる面数を有するように設計されているものとする。

移動物体検出部１２は，画像取込部１１により取り込まれた撮像画像中の移動物体の有無をチェックする。

移動物体の有無を判断する方法としては，例えば，連続する画像同士を比較し，所定回数連続して所定以上の変化が検出された場合に移動物体が検出されたと判断する方法や，その時間帯の移動物体がないと判断される画像の平均輝度値を基準輝度値として求めておき，取り込まれた画像の平均輝度値と基準輝度値とを比較し，所定以上の変化が検出された場合に移動物体が検出されたと判断する方法など，さまざまな方法がある。

文字・模様認識部１３は，移動物体が検出された撮像画像内に，認識対象である文字，模様が存在すると判定されたときに，その認識対象である文字や模様についての認識処理が行われる。認識処理により得られた認識結果や，認識対象の画像内位置などの情報が，出力される。移動物体から認識対象である文字や模様を認識したい場合には，認識処理を行う領域を，撮像画像中の移動物体が写っている領域に絞り込んでもよい。

認識対象である文字，模様などの特定のパターンを認証する方法としては，例えば，認識対象となる文字，模様のテンプレートを用意しておき，そのテンプレートを用いて撮像画像内でのマッチング処理を行う方法等がある。

また，認識対象となる文字，模様の大まかな色合いや輝度，大きさなどがわかっている場合には，それらの情報で撮像画像内での認識処理領域を絞り込んでおき，絞り込まれた認識処理領域内でテンプレートを用いたマッチング処理を行う方法などもある。

例えば，近年ショッピングモールなどにおいて，駐車料金の清算が事前に行われた車両を識別するために，駐車場の出入り口で車両のナンバーを認識するシステムがある。車両のナンバープレートは，白と緑，黄色と黒などの特定の色の組合せで構成されているので，駐車場の出入り口で撮像された車両の画像から，白と緑，黄色と黒などの特定の色の組合せの領域に認識処理領域を絞り込んでナンバーの文字認識処理を行えば，無駄なく必要な認識処理を行うことができる。

認識対象明るさ補正部１４は，所定の認識対象周辺領域の明るさが，所定の，認識処理に適した十分な明るさの範囲となるように，撮像装置２０で撮像される撮像画像の明るさを調整する制御，すなわち撮像装置２０のカメラに取り込まれる光の量（露出）を調整する制御を決定する。

所定の認識対象周辺領域とは，撮像画像内の認識対象の領域を含む所定の領域を示す。例えば，認識処理により得られた認識対象の画像内位置から認識対象を含む最小の矩形領域を求めて認識対象周辺領域としてもよいし，認識対象の領域＋周囲の数画素分の領域を認識対象周辺領域としてもよい。上記の撮像画像内で絞り込まれた認識処理領域を，認識対象周辺領域としてもよい。

認識対象周辺領域の明るさを示す値としてはさまざまなものが考えられるが，本実施の形態では，認識対象周辺領域の明るさ値として，認識対象周辺領域の平均輝度値（画素ごとの輝度値をすべて加算して画素数で割った値）を求めるものとする。すなわち，認識対象明るさ補正部１４は，認識対象周辺領域の平均輝度値が所定の範囲内の値でない場合に，認識対象周辺領域の平均輝度値が所定の範囲内の値となるように，撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整する制御を決定する。

カメラ制御部１５は，認識対象明るさ補正部１４により，認識対象周辺領域の明るさ値（ここでは，平均輝度値）が所定の範囲内となるように決定された，カメラに取り込まれる光の量を調整する制御の信号を，撮像装置２０に出力する。

本実施の形態では，撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整する制御として，撮像装置２０のアイリス制御を行う。なお，撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整する制御として，撮像装置２０のシャッタースピードの制御や，アイリスとシャッタースピードを組み合わせた制御を行うようにしてもよい。例えば，移動物体の移動スピードが速いことが想定される場合などには，シャッタースピードを遅くすると被写体ぶれが発生するため，アイリス制御により撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整することが望ましい。

例えば，撮像装置２０のアイリスの調整が，あらかじめ数段階のレベルに設定されているものとする。

画像解析装置１０では，認識対象明るさ補正部１４が，認識対象周辺領域の平均輝度値を求める。求められた認識対象周辺領域の平均輝度値が所定の明るさの範囲内でない場合に，認識対象周辺領域の平均輝度値の，所定の基準値に対する差分を算出する。ここでは，所定の基準値は，認識処理に適した十分な明るさの所定範囲の中間値であるものとする。

例えば，画像解析装置１０では，算出された差分と撮像装置２０のアイリスの調整レベル数との対応情報とをあらかじめ保持されているものとする。認識対象明るさ補正部１４は，算出された差分から，撮像装置２０のアイリスを何レベル開く，何レベル絞るといった，アイリスの調整レベル数を得ることにより，撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整する制御を決定する。

カメラ制御部１５は，認識対象明るさ補正部１４により決定された撮像装置２０に取り込まれる光の量を調整する制御信号，ここでは撮像装置２０のアイリスを何レベル開く，何レベル絞るといったアイリス制御信号を，撮像装置２０に出力する。

撮像装置２０では，画像解析装置１０からのアイリス制御信号を受けると，実際にカメラのアイリスを制御する機構が，そのアイリス制御信号の指示に従って，アイリス調整の制御を行う。

このように，文字・模様認識部１３によって認識処理が行われるたびに，認識対象明るさ補正部１４とカメラ制御部１５とにより，撮像装置２０から得られる撮像画像の明るさは，認識処理に十分に適した明るさに自動調整される。

撮像画像明るさ値算出部１６は，移動物体が検出されなかった撮像画像の全体の明るさを求める。以下，移動物体が検出されなかった撮像画像を，背景画像と呼ぶ。背景画像の明るさを示す値としてはさまざまなものが考えられるが，本実施の形態では，背景画像の明るさ値として，背景画像の平均輝度値を求めるものとする。背景画像の平均輝度値は，所定の間隔で算出されるものとし，随時，撮像画像全体見やすさ補正部１７に通知されるものとする。

なお，ここでは，撮像画像明るさ値算出部１６が，移動物体が検出されなかった撮像画像全体の明るさを求めているが，移動物体の有無に関係なく撮像画像全体の明るさを求めるようにしてもよい。移動物体が検出されなかった撮像画像全体の明るさを求めることにより，移動物体によるノイズが含まれない，その場所，その時間に応じた撮像画像全体の明るさが得られる。

撮像画像全体見やすさ補正部１７は，所定間隔で通知される背景画像の明るさ値が，所定の，人が見るのに適した十分な明るさの範囲となるように，画像バッファ１８に取り込まれた撮像画像の明るさを補正し，補正された撮像画像を出力する。

例えば，撮像画像全体見やすさ補正部１７は，撮像画像明るさ値算出部１６で算出された最新の背景画像の平均輝度値が所定の明るさの範囲内でない場合に，背景画像の平均輝度値の，所定の基準値に対する差分を算出する。ここでは，所定の基準値は，人が見るのに適した十分な明るさの所定範囲の中間値であるものとする。

撮像画像全体見やすさ補正部１７は，撮像画像全体が暗すぎる場合には明るくなるように，撮像画像全体が明るすぎる場合には暗くなるように，例えば撮像画像の画素ごとに算出された差分の量に応じた輝度調整を行うことにより，画像バッファ１８に取り込まれた撮像画像全体の明るさを補正する。明るさ補正された撮像画像（全体画像）が，出力される。

このように，撮像画像全体見やすさ補正部１７により，認識処理に適した明るさになるように撮像された撮像画像が，人が見るのに適した明るさの画像に自動調整されて，出力される。

なお，撮像画像全体見やすさ補正部１７は，画像バッファ１８に取り込まれた撮像画像の，全体の明るさを補正するようにしてもよいし，文字，模様が認識された領域を除いた部分の明るさを補正するようにしてもよい。文字や模様が認識された領域を除いた部分の明るさを補正すれば，画像全体として見やすく，かつ文字や模様部分も見やすい画像が得られる。

本実施の形態による画像解析装置１０によって得られた認識結果や，明るさ補正された撮像画像は，ネットワークや，表示・蓄積媒体等に出力される。これにより，精度の高い文字，模様などの認識結果と，適切な明るさの全体画像とが得られる。

図２は，本実施の形態による画像解析処理フローチャートである。図２の例に示す処理は，撮像装置２０から連続して送られる撮像画像の，それぞれに対して実行される画像解析処理である。

画像解析装置１０において，画像取込部１１は，撮像装置２０から送られる撮像画像を，画像バッファ１８に取り込む（ステップＳ１０）。移動物体検出部１２は，画像バッファ１８に取り込まれた撮像画像から，移動物体が検出されたかを確認する（ステップＳ１１）。

移動物体が検出されなかった場合に（ステップＳ１１のＮＯ），１分間隔などの所定のタイミングであれば（ステップＳ１２のＹＥＳ），撮像画像明るさ値算出部１６は，その移動物体が検出されなかった撮像画像の全体の明るさ，ここでは平均輝度値を算出する（ステップＳ１３）。

移動物体が検出されれば（ステップＳ１１のＹＥＳ），文字・模様認識部１３は，認識対象である特定のパターン（文字，模様など）の認識処理を行う（ステップＳ１４）。

認識対象が認識された場合には（ステップＳ１５のＹＥＳ），認識対象明るさ補正部１４は，認識対象周辺領域の明るさ，ここでは平均輝度値を算出し（ステップＳ１６），その認識対象周辺領域の明るさが所定の範囲内の明るさであるかを確認する（ステップＳ１７）。

認識対象明るさ補正部１４は，認識対象周辺領域の明るさが所定の範囲内の明るさでなければ（ステップＳ１７のＮＯ），認識対象周辺領域の明るさが所定の範囲内の明るさになるように，撮像装置２０が取り込む光量を調整する制御，ここでは撮像装置２０のアイリス調整の制御を決定する（ステップＳ１８）。カメラ制御部１５は，撮像装置２０にアイリス制御信号を出力する（ステップＳ１９）。

認識対象周辺領域の明るさが所定の範囲内の明るさであれば（ステップＳ１７のＹＥＳ），撮像画像全体見やすさ補正部１７は，ステップＳ１３で求められた最新の撮像画像全体の明るさが所定の範囲内の明るさであるかを確認し（ステップＳ２０），撮像画像全体の明るさが所定の範囲内の明るさでなければ（ステップＳ２０のＮＯ），撮像画像全体の明るさが所定の範囲内の明るさになるように，画像バッファ１８に取り込まれた撮像画像の全体の明るさを補正する（ステップＳ２１）。

画像解析装置１０は，認識結果と撮像画像とを，ネットワーク，表示・蓄積媒体等に出力する（ステップＳ２２）。ここで出力される撮像画像は，認識対象が検出された撮像画像であって，人が見やすい明るさに補正された撮像画像である。

このような画像解析装置１０の処理により，撮像画像中の移動物体から精度良く認識された文字・模様等の認識結果と，人が見やすい明るさに補正された，認識対象が含まれる移動物体の撮像画像とが得られる。

図３は，本実施の形態の画像解析装置による認識対象明るさ補正，カメラ制御および撮像画像全体見やすさ補正のより具体的な例を示す処理フローチャートである。

まず，文字・模様認識部１３により，移動物体の検出により抽出された撮像画像に対して認識対象である文字，模様の認識処理が実行され，認識対象の撮像画像内位置が求められる。認識対象明るさ補正部１４により，求められた認識対象の位置に基づいて，認識対象の周辺の外接矩形領域（認識対象周辺領域Ｚ₁ ）の明るさ（平均輝度値Ｎ₁ ）が算出される（ステップＳ３０）。

画像解析装置１０は，算出された値Ｎ₁ が認識処理に適した一定範囲内となるように，カメラのアイリス値設定を行う。ここでは，認識処理に適した一定範囲が，その範囲の中間値を基準値Ｎ₀ とし，閾値Ｔｈ_N を用いた，Ｎ₀ ±Ｔｈ_N で表されるものとする。

すなわち，認識対象明るさ補正部１４が，算出された認識対象周辺領域Ｚ₁ の平均輝度値Ｎ₁ が，認識処理に適した一定範囲Ｎ₀ ±Ｔｈ_N 内の値でない場合には（ステップＳ３１のＮＯ），認識対象周辺領域Ｚ₁ の平均輝度値Ｎ₁ と基準値Ｎ₀ との差分値（Ｎ₁ −Ｎ₀ ）に応じて，認識対象周辺領域Ｚ₁ の明るさが認識処理に適した一定範囲内になるように撮像装置２０のアイリス調整の制御を決定し（ステップＳ３２），カメラ制御部１５が，そのアイリス制御信号を撮像装置２０に出力する（ステップＳ３３）。

ここまでは，認識処理の精度を維持するための，撮像装置２０によって撮像される画像の明るさ制御の処理である。次に，画像解析装置１０は，撮像装置２０から取り込まれた撮像画像全体の明るさの適切さを判別し，人が見やすい明るさになるように，取り込まれた撮像画像全体に対する補正を行う。

まず，画像解析装置１０は，現在時刻が所定の時間内であるかを確認する（ステップＳ３４）。ここでは，日中であるかどうかの確認を行っている。デイナイトカメラは，昼間はカラーカメラとして動作し，夜間は近赤外線カメラとして動作する。

昼間は，太陽光直射や周辺物の影などの影響で，撮像画像内で明るさの差異が発生する時間帯であるため，認識対象が写っている領域とその他の領域とで明るさに差異が発生する可能性がある。例えば，所定の時間として５：００〜１８：００を設定しておき，その時間帯に撮像された画像を，本実施の形態の撮像画像全体見やすさ補正の対象とする。所定の時間は，季節によって変更することも，周囲の明るさで自動判断することも可能である。

なお，夜間は，認識処理を行う適切な明るさを確保するために専用の照明装置（ＬＥＤ照明等）を使用するのが一般的であり，その場合には画像内の明るさにあまり差異が発生しない。そのため，本実施の形態では，夜間に撮像された画像は，撮像画像全体見やすさ補正の対象外としている。画像解析装置１０は，現在時刻が所定の時間内でなければ（ステップＳ３４のＮＯ），取り込まれた撮像画像の明るさを補正せずに，そのまま蓄積媒体等に伝送する（ステップＳ３９）。

現在時刻が所定の時間内であれば（ステップＳ３４のＹＥＳ），撮像画像全体見やすさ補正部１７が，一定間隔で通知される背景画像の平均輝度値Ａ₁ の最新値を取得し（ステップＳ３５），システム，環境条件等で適時策定される背景画像の明るさの基準値Ａ₀ と比較する（ステップＳ３６）。

ここで，背景画像の明るさの基準値Ａ₀ は，明るさ補正を行わなかった時間帯の背景画像の平均輝度値を累積平均した値と重み付け平均することで，個別の環境に適した基準値に自動調整することができる。背景画像の明るさの基準値Ａ₀ は，例えば次のａ）〜ｄ）に示す手順で調整される。

ａ）１分ごとに撮像画像全体の平均輝度値を算出する
ｂ）算出された撮像画像全体の平均輝度値をさらに１０分単位で平均化し，その時間帯の撮像画像の補正の有無とともに統計管理しておく
ｃ）撮像画像の補正不要時のみの背景画像の平均輝度値の平均値Ａ_V を算出する
ｄ）現時点での基準値Ａ₀ と算出された平均値Ａ_V との重み付け平均値を，翌日の基準値Ａ₀ とする
このように，各場所，時期に適した基準値Ａ₀ の調整が可能である。

図３の説明に戻って，背景画像の平均輝度値Ａ₁ が基準値Ａ₀ 周辺の一定範囲内（±閾値Ｔｈ_A ）にある場合には（ステップＳ３６のＹＥＳ），撮像画像全体見やすさ補正部１７が，撮像画像全体の明るさが適切であると判断し，画像解析装置１０は，取り込まれた撮像画像の明るさを補正せずに，そのまま蓄積媒体等に伝送する（ステップＳ３９）。

背景画像の平均輝度値Ａ₁ が基準値Ａ₀ 周辺の一定範囲内（±閾値Ｔｈ_A ）にない場合には（ステップＳ３６のＮＯ），撮像画像全体見やすさ補正部１７は，撮像画像全体の明るさが不適切であると判断し，輝度補正基準値Ａ₂ （＝Ａ₁ −Ａ₀ ）を算出する（ステップＳ３７）。

輝度補正基準値Ａ₂ は背景画像の平均輝度値Ａ₁ と背景画像の明るさの基準値Ａ₀ の差分であるが，補正量を一定範囲内に抑制するために，｜Ａ₂ ｜の値を最大値Ａ_m 以下とする。すなわち，｜Ａ₂ ｜＞Ａ_m である場合には，｜Ａ₂ ｜＝Ａ_m とする。なお，最大値Ａ_m は，システムに応じて適時策定されるものとする。

背景画像の平均輝度値Ａ₁ が基準値Ａ₀ から大きく離れている場合には，何らかの大きなノイズを含んでいる可能性があるため，輝度補正基準値Ａ₂ の上限（マイナスの場合には下限）を設定しておくことにより，撮像画像全体の明るさの補正量を一定範囲内に抑制する。

撮像画像全体見やすさ補正部１７は，求められた輝度補正基準値Ａ₂ に従って，認識画像全体の輝度値補正を行う（ステップＳ３８）。ここでは，認識画像とは，認識対象となる文字・模様等が認識された撮像画像をいう。画像解析装置１０は，明るさが補正された撮像画像を，蓄積媒体等に伝送する（ステップＳ３９）。

なお，輝度補正基準値Ａ₂ が一定値以上の場合は，輝度補正前にガンマ補正を行い，明るすぎ，暗すぎ箇所を抑えることで，より見やすい明るさ補正を行うことができる。ガンマ補正の強度については，輝度補正基準値Ａ₂ の範囲に応じて何段階かのテーブルを設ける。

なお，画像解析装置１０に取り込まれた撮像画像の明るさ補正については，システムの要求機能に応じて，様々な対応を行うことができる。以下にその例を示す。

ａ）撮像画像全体の明るさを補正する。図３に示す例の撮像画像の明るさ補正が，これにあたる。

ｂ）撮像画像中の明るすぎる領域または暗すぎる領域の周辺のみの明るさを補正する。例えば撮像画像全体の細部確認が必要な場合などには，このような明るさ補正が有効である。

ｃ）認識対象を含む移動物体の形状特徴から，認識対象である文字・模様の位置を基準にした撮像画像中の特定位置のみの明るさ補正を行う。例えば移動物体の特定箇所の細部確認が必要な場合などには，このような明るさ補正が有効である。

図４は，本実施の形態の画像解析装置による撮像画像全体見やすさ補正時に，撮像画像の認識対象周辺以外の領域の明るさ補正を行う場合の具体的な例を示す処理フローチャートである。

図４において，ステップＳ５０〜ステップＳ５７の処理については，図３におけるステップＳ３０〜ステップＳ３７の処理と同様であるので，ここでは説明を省略する。

撮像画像全体見やすさ補正部１７は，認識対象である文字・模様の撮像画像上の座標から，認識対象の周辺の外接矩形領域（認識対象周辺領域Ｚ₂ ）を算出する（ステップＳ５８）。認識対象を含む第二の所定の領域である認識対象周辺領域Ｚ₂ は，ステップＳ５０で平均輝度値Ｎ₁ を求めた，認識対象を含む第一の所定の領域である認識対象周辺領域Ｚ₁ と同じ領域であってもよいし，異なる領域であってもよい。

撮像画像全体見やすさ補正部１７は，認識画像から，処理対象となる画素を選択し（ステップＳ５９），選択された処理対象となる画素が認識対象周辺領域Ｚ₂ 内部の画素でなければ（ステップＳ６０のＮＯ），ステップＳ５７で求められた輝度補正基準値Ａ₂ に従って，その処理対象となる画素の輝度値を補正する（ステップＳ６１）。撮像画像全体見やすさ補正部１７は，次の処理対象となる画素を選択し（ステップＳ５９），認識画像内の全画素について，ステップＳ５９〜ステップＳ６１の処理を行う（ステップＳ６２）。

画像解析装置１０は，明るさが補正された撮像画像を，蓄積媒体等に伝送する（ステップＳ６３）。ここで明るさが補正された画像は，認識対象周辺領域Ｚ₂ 以外の領域の明るさが補正された撮像画像である。このような画像解析装置１０による処理により，認識対象となる文字，模様の認識の精度を保持し，さらに認識対象となる文字，模様が見やすくかつ画像全体が見やすい撮像画像を得ることができる。

本実施の形態による画像解析装置１０により，１台のカメラを用いて撮像を行う場合でも，適切なカメラアイリス制御により文字・模様の認識性能を維持するとともに，表示・蓄積用として適切な明るさの補正画像を得ることができる。

以上説明した画像解析装置１０による処理は，コンピュータが備えるＣＰＵ，メモリ等のハードウェアとソフトウェアプログラムとにより実現することができ，そのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録することも，ネットワークを通して提供することも可能である。

以上，本実施の形態について説明したが，本発明はその主旨の範囲において種々の変形が可能であることは当然である。

例えば，本実施の形態の画像解析装置１０では，メモリに取り込まれた撮像画像から移動物体の検出を行い，移動物体が検出された撮像画像からの認識対象である特定のパターンの認識を行っているが，移動物体の検出を行わず，移動物体の有無に関係なくメモリに取り込まれた撮像画像から認識対象である特定のパターンの認識を行い，その認識対象を含む所定領域の明るさに基づいて撮像装置２０に取り込まれる光量の制御をするようにしてもよい。

移動物体が検出された撮像画像からの認識対象である特定のパターンの認識を行い，その認識対象を含む所定領域の明るさに基づいて撮像装置２０に取り込まれる光量の制御を行うようにすれば，例えば移動物体上の認識対象である特定のパターンの認識性能を維持することが可能となる。移動物体の有無に関係なくメモリに取り込まれた撮像画像から認識対象である特定のパターンの認識を行い，その認識対象を含む所定領域の明るさに基づいて撮像装置２０に取り込まれる光量の制御を行うようにすれば，例えば撮像画像の背景上の認識対象である特定のパターンの認識性能を維持することが可能となる。

本実施の形態による画像解析装置の構成例を示す図である。 本実施の形態による画像解析処理フローチャートである。 本実施の形態の画像解析装置による認識対象明るさ補正，カメラ制御および撮像画像全体見やすさ補正のより具体的な例を示す処理フローチャートである。 本実施の形態の画像解析装置による撮像画像全体見やすさ補正時に，撮像画像の認識対象周辺以外の領域の明るさ補正を行う場合の具体的な例を示す処理フローチャートである。

符号の説明

１０ 画像解析装置
１１ 画像取込部
１２ 移動物体検出部
１３ 文字・模様認識部
１４ 認識対象明るさ補正部
１５ カメラ制御部
１６ 撮像画像明るさ値算出部
１７ 撮像画像全体見やすさ補正部
１８ 画像バッファ
２０ 撮像装置

Claims (6)

1. 撮像装置により撮像された画像を解析する画像解析装置であって，
   前記撮像装置から撮像画像をメモリに取り込む画像取込部と，
   前記撮像画像を解析し，認識対象である特定のパターンを認識し，認識結果を出力する認識対象認識部と，
   前記認識対象を含む所定の領域の明るさ値が，所定の範囲内の値になるように，前記撮像装置が取り込む光量を調整する制御を決定する認識対象明るさ補正部と，
   前記光量を調整する制御の信号を，前記撮像装置に出力するカメラ制御部と，
   前記撮像画像の全体の明るさ値を算出する撮像画像明るさ値算出部と，
   前記撮像画像の全体の明るさ値が，所定の範囲内の値になるように，前記メモリに取り込んだ撮像画像の明るさを補正し，補正された撮像画像を出力する撮像画像全体見やすさ補正部とを備える
   ことを特徴とする画像解析装置。
2. 前記撮像画像全体見やすさ補正部は，前記メモリに取り込んだ撮像画像の，前記認識対象を含む所定の領域を除いた部分の明るさを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像解析装置。
3. 前記撮像画像から，移動物体を検出する移動物体検出部を備え，
   前記認識対象認識部は，前記移動物体が検出された撮像画像を解析し，前記認識対象である特定のパターンを認識する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像解析装置。
4. 前記撮像画像明るさ値算出部は，前記移動物体が検出されなかった撮像画像の全体の明るさ値を算出する
   ことを特徴とする請求項３に記載された画像解析装置。
5. 前記光量を調整する制御は，前記撮像装置のアイリスの制御である
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載された画像解析装置。
6. 撮像装置により撮像された画像を解析する画像解析装置のコンピュータが実行するプログラムであって，
   前記コンピュータを，
   前記撮像装置から撮像画像をメモリに取り込む画像取込部と，
   前記撮像画像を解析し，認識対象である特定のパターンを認識し，認識結果を出力する認識対象認識部と，
   前記認識対象を含む所定の領域の明るさ値が，所定の範囲内の値になるように，前記撮像装置が取り込む光量を調整する制御を決定する認識対象明るさ補正部と，
   前記光量を調整する制御の信号を，前記撮像装置に出力するカメラ制御部と，
   前記撮像画像の全体の明るさ値を算出する撮像画像明るさ値算出部と，
   前記撮像画像の全体の明るさ値が，所定の範囲内の値になるように，前記メモリに取り込んだ撮像画像の明るさを補正し，補正された撮像画像を出力する撮像画像全体見やすさ補正部として
   機能させるための画像解析プログラム。

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