JP2010204404A - 監視カメラ及びその露光制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】逆光や日陰などの撮像環境下でも移動体に対して適切な露光を制御を行い、侵入者の顔や服装を正確に撮像する監視カメラ及びその露光制御方法の提供。
【解決手段】本発明の監視カメラは、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する移動体検知手段16,19と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求める輝度算出手段20と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する背景輝度算出手段21と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う制御手段22と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の監視カメラは、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する移動体検知手段16,19と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求める輝度算出手段20と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する背景輝度算出手段21と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う制御手段22と、を備える。
【選択図】図1
Description
この発明は、逆光や日陰状態でも適正な露光を行って侵入者を撮影する監視カメラおよびその露光制御方法に関する。
従来、逆光や日陰状態でも適正な露光を行って侵入者を撮影する監視カメラに関しては特許文献1,2に記載のものが知られている。
特許文献1に記載の監視カメラは、シャッター速度を変えて高速シャッター画像、低速シャッター画像の計2枚画像を撮影し、これらの画像を合成することでダイナミックレンジの広い映像信号を生成する。これにより、例えば窓を背景にした人物の顔と窓の外の背景とを同時に綺麗に撮影することができる。
特許文献2に記載の監視カメラは、撮影した映像信号の撮像ブロックを複数のパターンに分解し、分解したブロック毎の明るさを検出する。そして、分割した複数ブロックに対して撮像エリア内外を設定し、エリア内外での明るさ比率を求めて逆光度の判定を行い、逆光状態と判定した時に所定ブロックの明るさに応じて露出量を調整する。これにより、逆光状態でも良好な撮影が可能である。
しかしながら、特許文献1に記載の監視カメラでは、近年の半導体技術の進展に伴い普及しつつあるメガピクセルの撮像素子に対しては処理回路が複雑になる。又、高速シャッターと低速シャッターの画像を合成することに伴う画像ブレが発生して、せっかくの高解像度化を活かすことができない。
又、特許文献2に記載の監視カメラは、監視エリア内の被写体が静止していることが前提であり、移動体を鮮明に写す必要のある監視カメラでは検出誤差が発生して良好な露出調整ができないという問題がある。さらに、逆光補正しか行わないため、日陰やスポットライト外の暗部における被写体に対しては適正な露出効果を奏さないという問題もある。
そこで本発明は上記の問題に鑑み、逆光や日陰などの撮像環境下でも移動体に対して適切な露光制御を行い、侵入者の顔や服装を正確に撮像する監視カメラ及びその露光制御方法を提供することを目的とする。
本発明の監視カメラは、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する移動体検知手段と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求める輝度算出手段と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する背景輝度算出手段と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う制御手段と、を備える。
又、本発明の監視カメラの露光制御方法は、(a)監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する工程と、(b)撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として算出する工程と、(c)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分してブロック毎の背景画像輝度平均値を算出する工程と、(d)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うことを特徴とする。
本発明の監視カメラにおいて、制御手段は移動体有ブロックの輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う。移動体の輝度と背景画像の輝度とを比較することにより、最適な露光制御を行う事ができる。
又、本発明の監視カメラの露光制御方法は、移動体有ブロックの輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う。移動体の輝度と背景画像の輝度とを比較することにより、最適な露光制御を行う事ができる。
(実施の形態1)
<構成>
図1は、実施の形態1に係る監視カメラの構成を示すブロック図である。実施の形態1に係る監視カメラ1は、少なくとも監視エリアの被写体を結像するレンズ11と、CCDやCMOSセンサーで光電変換することによりレンズ11が結像した像を電気信号に変換する撮像部12と、撮像部12からの出力の利得を制御するAGC回路13と、AGC回
路13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器14と、AD変換器14にて得られた映像信号に基づいて、輝度(Y)、色差(Cb、Cr)形式のデジタル画像データ(撮像画像)を生成するカメラ画像処理部15と、を備えている。
<構成>
図1は、実施の形態1に係る監視カメラの構成を示すブロック図である。実施の形態1に係る監視カメラ1は、少なくとも監視エリアの被写体を結像するレンズ11と、CCDやCMOSセンサーで光電変換することによりレンズ11が結像した像を電気信号に変換する撮像部12と、撮像部12からの出力の利得を制御するAGC回路13と、AGC回
路13から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器14と、AD変換器14にて得られた映像信号に基づいて、輝度(Y)、色差(Cb、Cr)形式のデジタル画像データ(撮像画像)を生成するカメラ画像処理部15と、を備えている。
また、監視カメラ1は、監視エリアへの侵入者を検知して遠隔監視システムに通知したり表示装置に映すために、カメラ画像処理部15から出力されたデジタル画像データから移動体を検知する動き検知処理部16と、デジタル画像データをJPEGやMPEG4方式で圧縮する画像圧縮部17と、圧縮された画像データや侵入者検知情報の送信及び外部装置から監視カメラ1への各種設定情報などを受信する通信処理部18と、監視カメラ1の各処理部に対して条件設定、処理コマンド送信、レスポンス処理をCPUで行うカメラ制御部19と、をさらに備えている。以下の実施例では、動き検知処理部16とカメラ制御部19が、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する移動体検知手段として機能する。
さらに、監視カメラ1は、露光制御を行なうために、カメラ画像処理部15で生成された1画面分のデジタル輝度データを複数のブロックに分割し、分割したブロック毎の輝度平均値を算出するブロック輝度平均値算出部20(輝度算出手段)と、ブロック輝度平均値算出部20で算出した各ブロック(より詳しくは移動体が撮像されていない移動体無ブロックであり、その指示はAuto Exposure(以後AE)制御部22により与えられる。)の輝度平均値にフレーム周期で時間軸方向の積分処理を施す積分器21と、AE制御部22の下で時間軸方向に積分されたブロック輝度平均値と現在の各ブロックの輝度平均値の比較結果に基づいて露光制御を行うAE制御部22とを備えている。
なお、本発明の露光制御は、撮像素子が機能として有する電子シャッターや、機械的に制御するメカニカルシャッターなどその他どのような方法を用いてもよい。
<動作>
レンズ11は監視エリアの被写体を結像し、撮像部12はレンズ11が結像した像を光電変換により電気信号に変換する。撮像部12はCCDやCMOSなどの半導体センサーを画素単位でアレイ構成したものであり、近年の半導体高密度化技術の進展や画像監視システムにおける画像の高精細化の要求を満たすべく、1280×960画素のメガピクセルを用いる。
レンズ11は監視エリアの被写体を結像し、撮像部12はレンズ11が結像した像を光電変換により電気信号に変換する。撮像部12はCCDやCMOSなどの半導体センサーを画素単位でアレイ構成したものであり、近年の半導体高密度化技術の進展や画像監視システムにおける画像の高精細化の要求を満たすべく、1280×960画素のメガピクセルを用いる。
撮像部12で光電変換するに際し、月明かり程度の薄明かり(1ルクス以下)から、晴天の海辺のギラギラ眩しい明るさ(10000ルクス以上)までを8bitの256階調しかない画像データに変換する必要があるため、撮像部12の前にメカニカルシャッターを付けるか、撮像部12が有する電子シャッターで光量調整する露光制御を行う。そして、シャッター制御のみでは光を吸収できない分をAGC回路13で利得制御する。
表示装置の特性も考慮して見やすい画面とするために、アナログ信号状態で非線形なγ補正処理を施し、AD変換器14でデジタル信号に変換することとしても良い。なお、AD変換器14の量子化は、必ずしも8bitでなく10〜12bitに変換され、次段のカメラ画像処理部15で非線形な処理を行い、輝度(Y)と色差(Cb,Cr)信号の生成時に最終的な8bitデータにすることができる。
上記の説明に係る部分は通常の監視カメラの動作と同様である。カメラ画像処理部15から出力される逆光補正を行わない通常露光制御の画像データは、監視カメラ1の設置環境の影響を大いに受ける。
図2は、本発明の監視カメラ1が窓ガラス2から出入りする人物を屋内に設置された監視カメラで撮影する様子を示した図である。図2(a)は、昼間の様子を示した側面図で、図2(b)は図2(a)における監視カメラ1の撮影画像である。図3(a)は、夜間の様子を示した側面図で、図3(b)は図3(a)にける監視カメラ1の撮影画像である。なお、図3(a)、図3(b)においてA地点に立つ人物はスポットライト3に照らされており、B地点に立つ人物はスポットライトの照明範囲の外に居る。
屋内からガラスドア2方向に監視カメラ1を向けて撮影した場合、昼間はガラスドア2付近のみが太陽光で極度に明るく、その他の場所は薄暗い状態にある。このような撮影環境時にガラスドアから人が入ってくると、通常のカメラ撮像画では図2(b)に示すように入場者は黒く写るため、その顔や服装を正確に写し出せない。
これは、通常のカメラ露光制御では画面全体の平均輝度がおよそ50%グレーになるように輝度ターゲットを設定して露出調整しているためである。ガラスドア越しの屋外が極端に明るいために露出を絞り込んでいるところ、その光を遮る人物自身によって人物(移動体)の前面が室内照度と同程度に暗くなっているにも関わらず、露出を絞り込んだまま撮影してしまうからである。
一方、夜間は図3(a)のようにガラスドア2付近のみが防犯用スポットライト3で明るく照らし出される状況が考えられる。このような撮影環境においてガラスドア2から人がA地点に入ってきた場合、通常のカメラ撮像画は、図3(b)のように入場者の顔や服装をほぼ正確に写し出せる。
図2(昼間)と図3(夜間)を比較してみると、ガラスドア2付近のみが明るい点は条件が同じであるが、図2では入場者の背後から光が差し込み、図3では光が入場者の前面から照らしている点が異なる。人がカメラ撮影する際にモニターを見て逆光度合いを見極め、露出補正を行うことにより、昼間や夜間を問わず入場者の顔や服装を正確に写すことができるが、監視カメラは無人撮影であるため人の判断を介さずに昼間と夜間の違いを判断して露光制御を行う必要がある。
図2のような昼間の撮影では、入場者がカメラに対して光を遮ることになり、移動体が入りこんだエリアの明るさが室内と同程度に落ちる。しかし、図3のような夜間の撮影では、入場者に伴う明るさ変化は殆ど発生しない。本発明ではこのことに注目して逆光度合いを判定し、監視カメラに最も求められる侵入者の顔や服装などを正確に写す露光制御を行う。
<動き検知処理>
監視エリアへの侵入者(移動体)を検出するために本実施の形態の監視カメラ1は動き検知技術を用いる。動き検知は、背景画の画像データ(背景画像データ)を基準画像データとし、その変化を検知することにより行う。
監視エリアへの侵入者(移動体)を検出するために本実施の形態の監視カメラ1は動き検知技術を用いる。動き検知は、背景画の画像データ(背景画像データ)を基準画像データとし、その変化を検知することにより行う。
動き検知処理部16は背景画像データを保存する背景画像データ保存領域を有し、背景画像データとカメラ画像処理部15から受ける画像データとを比較して、移動体に伴う状態変化が発生していないと判定した画像データを時間軸方向に積分し、背景画像データとして順次更新保存する。なお、背景画像データは朝、昼、夕刻、夜間などの背景に追従するようにし、時定数として分単位で設定されていれば、撮影環境変化を反映した背景画として更新保存可能である。
より具体的には、監視エリアに人が入場すると、画像データの対応する部分が背景画像データから急激に変化することになる。動き検知処理部16で発生した画像データ変化量や変化を起こしている画面サイズは、カメラ制御部19のCPU処理でチェックされ、その変化量やサイズが所定値以上であれば、状態変化”有”のコマ(画像)と判定する。さらに、状態変化有が所定コマ数以上継続すれば移動体(動き)”有”と判定し、所定コマ数以下であれば”無”と判定する。カメラ制御部19は動き検知レジスタを有し、動き検知レジスタに移動体の有無の判定情報を設定する。
又、カメラ制御部19は、移動体”有”と判定した画像を識別して動き検知処理部16の背景画像データとして積分処理する画像から除外し、撮像画像内における移動体の位置と大きさを検知して動き検知レジスタに保存する。
このように、動き検知処理部16とカメラ制御部19とが、監視エリアに入る移動体の情報を検出する移動体検知手段として機能する。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1は、監視エリアを撮像する監視カメラであって、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する動き検知処理部16及びカメラ制御部19(移動体検知手段)と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求めるブロック輝度平均値算出部20(輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する積分器21(背景輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うAE制御部22(制御手段)と、を備える。これにより、背景が極端に明暗を有している監視エリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
又、実施の形態1に係る監視カメラの露光制御方法は、(a)監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する工程と、(b)撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として算出する工程と、(c)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分してブロック毎の背景画像輝度平均値を算出する工程と、(d)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うことを特徴とする。これにより、背景が極端に明暗を有している監視エリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
<露光制御>
図4,5は、本実施の形態の監視カメラ1における露光制御動作について示したフローチャートである。図4はブロック輝度平均値算出部20及び積分器21の動作、図5はAE制御部22の動作のフローチャートである。以下、露光制御動作について図4,5に沿って説明する。
図4,5は、本実施の形態の監視カメラ1における露光制御動作について示したフローチャートである。図4はブロック輝度平均値算出部20及び積分器21の動作、図5はAE制御部22の動作のフローチャートである。以下、露光制御動作について図4,5に沿って説明する。
カメラ画像処理部15は、AD変換器14でデジタル変換された画像データから輝度データを抽出し、ブロック輝度平均値算出部20に入力している。ブロック輝度平均値算出部20では、図2b、図3bに破線で示すように画像を縦4×横4に16分割し、分割したブロック毎に輝度平均値を算出し(ステップS1)、16分割分のマップレジスタに保存する。
次に、積分器21はAE制御部22の制御に基づいてカメラ制御部19の動き検知レジスタに設定されている移動体”有無”情報をチェックする(ステップS2)。動き検知レジスタが”無”であり移動体を検知しない場合は、その間に生成されるマップレジスタデータ、すなわちブロック輝度平均値を積分する(ステップS3)。動き検知レジスタが”有”であり移動体を検知している場合は、その間に生成されるマップレジスタデータを積分処理から除外する。その結果、積分器21には移動体が入り込んでいない背景画像のブロック毎の輝度平均値(背景画像輝度平均値)を示す背景画像輝度マップデータが保存される。
なお、上記の説明では移動体が検出されたフレーム中の全てのブロックを積分処理から除外しているが、移動体が検出されたフレームの移動体ブロック以外のブロックは積分処理を行って、背景輝度平均値を求めても良い。
次に、AE制御部22のマイコンが、背景画像輝度マップデータから背景画像全体の平均輝度と、ブロック間の輝度ばらつきの偏差値を算出する(ステップS4)。偏差値が所定値(第5の閾値)以上であるか否かを判断し(ステップS5)、偏差値が所定値以下であれば一様照明環境下での撮影であると判定して、移動体検知の有無に関わらず輝度マップの画面全体の平均輝度が50%グレーになる程度の所定のAE輝度ターゲット値のままで露光制御を行う(ステップS14)。偏差値が所定値以上であれば、局部照明環境下での撮影と判定して、ステップS6へと進む。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1において、AE制御部22(制御手段)は、背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出し、ブロック間偏差値が所定値(第5の閾値)以上の場合に露光制御を行う。これにより、監視カメラにおいて監視エリアが局部照明下にある場合にのみ露出補正を行う。
又、実施の形態1に係る監視カメラ1の露光制御方法では、背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出する工程をさらに備え、ブロック間偏差値が第5の閾値以上の場合に露光制御を行う。これにより、監視エリアが局部照明下にある場合にのみ露出補正を行う。
次に、ステップS6において、AE制御部22では、カメラ制御部19の動き検知レジスタを参照して、移動体検知の有無をチェックする。移動体が検知されていなければ、監視エリア全体をバランスの良い撮像条件とするため、ブロック間輝度の偏差値が所定値以下の場合と同様に、輝度マップの画面全体の平均輝度が50%グレー程度になる所定のAE輝度ターゲット値のままで露光制御を行う(ステップS14)。
一方、カメラ制御部19の動き検知レジスタに”有”が設定されている場合は、AE制御部22が動き検知レジスタに設定されている移動体の位置と大きさ情報を読み取り、移動体が検出されたブロック(移動体有ブロック)を抽出する(ステップS7)。
そして、積分器21に保存されている移動体有ブロックの背景画像輝度マップデータと、ブロック輝度平均値処理部20で直前に設定された移動体有ブロックのマップレジスタデータとを比較し、移動体が撮像エリアに入ったことによる輝度平均値の変化量(輝度変化量)を検出する(ステップS8)。
又、AE制御部22は以下の判定条件(ステップS9〜S13)によって、適切なオフセット値を付与することによりAE輝度ターゲット値を調整して露出補正を行う。
まず、移動体有ブロックの背景画像輝度値が所定の上限値以上であるか否かを判断する(ステップS9)。上限値以上である場合は、AE輝度ターゲット値の補正要否を判定する輝度変化量の閾値として、逆光判定値と照返し判定値を考える。逆光判定値は負の輝度変化の閾値であり、照返し判定値は正の輝度変化の閾値である。なお、移動体が入ることによる移動体有ブロックの輝度変化量は、単に逆光や反射強度だけでなく、ブロック内に占める移動体のサイズ比にも依存するため、逆光判定値や照返し判定値は、既定逆光判定値や照返し判定値にブロック内に占める移動体比率を係数として乗算した値とする。
そして、移動体有ブロックの輝度変化量が逆光判定値以上(すなわち、移動体有ブロックの輝度平均値が一定値以下)であるか否かを判断する(ステップS10)。逆光判定値以上である場合は、逆光エリアに移動体が入ったと判定し、露出が開放側に制御されるよう、AE輝度ターゲットを輝度変化量に見合う分だけ輝度アップする方向に設定変更する(ステップS15)。
移動体有ブロックの輝度変化量が逆光判定値以下の場合は、輝度変化量が照返し判定値以上であるか否かを判断する(ステップS10)。照返し判定値以上の場合は、移動体が正面からの照明に強く照らされていると判定し、露出が閉じる方向に制御されるよう、AE輝度ターゲットを輝度変化量に見合う分だけ輝度ダウンする方向に設定変更する(ステップS16)。輝度変化量が照返し判定値未満の場合は、適正露出内であると判定してAE輝度ターゲットの設定変更は行わない(ステップS15)。
ステップS9において移動体有ブロックの背景画像輝度値が所定の上限値以下であった場合は、暗いブロックに対するAE輝度ターゲット値の補正要否を判定する閾値として、明るくなる方向の輝度値の閾値を暗部反射判定値、暗くなる方向の輝度値の閾値を暗部吸光判定値とする。暗部反射判定値は負の輝度変化の閾値であり、暗部吸光判定値は正の輝度変化の閾値である。背景画像輝度値が所定の下限値以下か否かを判断し(ステップS12)、下限値以下である場合、移動体有ブロックの輝度平均値が暗部反射判定値以上であるか否かを判断する(ステップS13)。
移動体有ブロックの輝度変化量が暗部反射判定値以上である場合は、背景が黒い壁であるなどの理由で暗く見えているだけで、移動体に対しては適切な露出が得られていると判断し、AE輝度ターゲットの設定変更は行わない(ステップS14)。
移動体有ブロックの輝度変化量が暗部反射判定値以下であるか、暗部吸光判定値以下である場合は、日陰やスポット照明外の局部的暗部に移動体が存在し、図3(b)におけるB地点に立っている人物のように顔や服装を正確に写し出すことができない。さらに、移動体有ブロックの輝度変化量が暗部吸光判定値以上である場合、移動体は暗闇に忍び込んできた黒衣装の不審者であると判断する。よって、輝度変化量が暗部反射判定値以下であれば常に、AE輝度ターゲットを輝度変化量に見合う分だけ輝度アップする方向に設定変更する(ステップS230)。
以上が、本実施形態の監視カメラ1の露光制御の説明である。上記の処理によって、監視カメラ1は、背景が極端に明暗を有しているエリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1において、AE制御部22(制御手段)は、移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、比較結果における輝度低下が第2の閾値(逆光判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げ、比較結果における輝度上昇が第3の閾値(照返し判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を下げ、移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以下の場合は、比較結果における輝度上昇が第4の閾値(暗部反射判定値)以下の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げることを特徴とする。これにより、監視カメラにおいて移動体と背景の輝度を考慮した最適な露光制御を行う事ができる。
又、実施の形態1に係る監視カメラ1の露光制御方法において、移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う工程(d)は、(d−1)移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、比較結果における輝度低下が第2の閾値(逆光判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げ、比較結果における輝度上昇が第3の閾値(照返し判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を下げる工程と、(d−2)移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以下の場合は、比較結果における輝度上昇が第4の閾値(暗部反射判定値)以下の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げる工程と、を備える。これにより、移動体と背景の輝度を考慮した最適な露光制御を行う事ができる。
なお、動き検知処理で検出された移動体サイズが複数のブロックにまたがったり、複数のブロックに離散する場合も考えられる。このような場合は、移動体面積比率の大きいブロックを優先したり、特定の画面エリアのブロックに重み付けを行う等、AE制御部22に予め複数の処理モードを設けておき、画像監視システムの運用の中でモード選択できるようにしておく。
又、本発明の効果をより引き出すには、移動体の検知位置ずれと露光制御の応答遅れを極力抑えることが有効であり、動き検知処理のコマ間隔を極力小さくしたり、動き検知時のみAE制御の時定数を早めるように設定することもできる。
<効果>
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1は、監視エリアを撮像する監視カメラであって、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する動き検知処理部16及びカメラ制御部19(移動体検知手段)と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求めるブロック輝度平均値算出部20(輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する積分器21(背景輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うAE制御部22(制御手段)と、を備える。これにより、背景が極端に明暗を有している監視エリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1は、監視エリアを撮像する監視カメラであって、監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する動き検知処理部16及びカメラ制御部19(移動体検知手段)と、撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求めるブロック輝度平均値算出部20(輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する積分器21(背景輝度算出手段)と、移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うAE制御部22(制御手段)と、を備える。これにより、背景が極端に明暗を有している監視エリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1において、AE制御部22(制御手段)は、移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、比較結果における輝度低下が第2の閾値(逆光判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げ、比較結果における輝度上昇が第3の閾値(照返し判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を下げ、移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以下の場合は、比較結果における輝度上昇が第4の閾値(暗部反射判定値)以下の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げることを特徴とする。これにより、監視カメラにおいて移動体と背景の輝度を考慮した最適な露光制御を行う事ができる。
すなわち、実施の形態1に係る監視カメラ1において、AE制御部22(制御手段)は、背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出し、ブロック間偏差値が所定値(第5の閾値)以上の場合に露光制御を行う。これにより、監視カメラにおいて監視エリアが局部照明下にある場合にのみ露出補正を行う。
又、実施の形態1に係る監視カメラの露光制御方法は、(a)監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する工程と、(b)撮像画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として算出する工程と、(c)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されていない移動体無ブロックについてブロック輝度平均値を時間軸方向に積分してブロック毎の背景画像輝度平均値を算出する工程と、(d)移動体情報に基づいて、移動体が撮像されている移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うことを特徴とする。これにより、背景が極端に明暗を有している監視エリアでも、侵入者(移動体)に対して適正な露光制御を行い、侵入者の顔や服装などを正確に写し出すことができる。
又、実施の形態1に係る監視カメラ1の露光制御方法において、移動体有ブロックについて輝度平均値と背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う工程(d)は、(d−1)移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、比較結果における輝度低下が第2の閾値(逆光判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げ、比較結果における輝度上昇が第3の閾値(照返し判定値)以上の場合に露光制御における輝度ターゲット値を下げる工程と、(d−2)移動体有ブロックの背景画像輝度値が第1の閾値以下の場合は、比較結果における輝度上昇が第4の閾値(暗部反射判定値)以下の場合に露光制御における輝度ターゲット値を上げる工程と、を備える。これにより、移動体と背景の輝度を考慮した最適な露光制御を行う事ができる。
又、実施の形態1に係る監視カメラ1の露光制御方法では、背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出する工程をさらに備え、ブロック間偏差値が第5の閾値以上の場合に露光制御を行う。これにより、監視エリアが局部照明下にある場合にのみ露出補正を行う。
1 監視カメラ、16 動き検知処理部、19 カメラ制御部、20 ブロック輝度平均値算出部、21 積分器、22 AE制御部。
Claims (6)
- 監視エリアを撮像する監視カメラであって、
前記監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを撮像画像から移動体情報として検出する移動体検知手段と、
前記撮像画像を複数のブロックに分割し、前記ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として求める輝度算出手段と、
前記移動体情報に基づいて、前記移動体が撮像されていない移動体無ブロックについて前記ブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して背景画像輝度平均値を算出する背景輝度算出手段と、
前記移動体情報に基づいて、前記移動体が撮像されている移動体有ブロックについて前記輝度平均値と前記背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行う制御手段と、を備えた監視カメラ。 - 前記制御手段は、前記移動体有ブロックの前記背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、前記比較結果における輝度低下が第2の閾値以上の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を上げ、前記比較結果における輝度上昇が第3の閾値以上の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を下げ、前記移動体有ブロックの前記背景画像輝度値が前記第1の閾値以下の場合は、前記比較結果における輝度上昇が第4の閾値以下の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を上げることを特徴とする、請求項1に記載の監視カメラ。
- 前記制御手段は、前記背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出し、前記ブロック間偏差値が第5の閾値以上の場合に前記露光制御を行う、請求項1又は2に記載の監視カメラ。
- 監視エリアを撮像する監視カメラの露光制御方法であって、
(a)前記監視エリアに入る移動体の有無及びその位置とサイズを移動体情報として検出する工程と、
(b)撮像画像を複数のブロックに分割し、前記ブロック毎の輝度平均値をブロック輝度平均値として算出する工程と、
(c)前記移動体情報に基づいて、前記移動体が撮像されていない移動体無ブロックについて前記ブロック輝度平均値を時間軸方向に積分して前記ブロック毎の背景画像輝度平均値を算出する工程と、
(d)前記移動体情報に基づいて、前記移動体が撮像されている移動体有ブロックについて前記輝度平均値と前記背景画像輝度平均値とを比較し、比較結果に基づいて露光制御を行うことを特徴とする、監視カメラの露光制御方法。 - 前記工程(d)は、
(d−1)前記移動体有ブロックの前記背景画像輝度値が第1の閾値以上の場合は、前記比較結果における輝度低下が第2の閾値以上の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を上げ、前記比較結果における輝度上昇が第3の閾値以上の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を下げる工程と、
(d−2)前記移動体有ブロックの前記背景画像輝度値が前記第1の閾値以下の場合は、前記比較結果における輝度上昇が第4の閾値以下の場合に前記露光制御における輝度ターゲット値を上げる工程と、を備えた、請求項4に記載の監視カメラの露光制御方法。 - (e)前記背景画像輝度値のブロック間偏差値を算出する工程をさらに備え、
前記工程(d)は、前記ブロック間偏差値が第5の閾値以上の場合に、前記露光制御を行うことを特徴とする、請求項4又は5に記載の監視カメラの露光制御方法。
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