JP2011049793A

JP2011049793A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2011049793A
Application number: JP2009196126A
Authority: JP
Inventors: Eiji Nakamoto; 栄次中元; Mutsuhiro Yamanaka; 睦裕山中
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-08-26
Filing date: 2009-08-26
Publication date: 2011-03-10

Abstract

【課題】傷や汚れの付着若しくは光源の経年劣化による受光光量の減少を検知する。
【解決手段】検知部６は検知対象の差分画像と当該検知対象の差分画像よりも以前に撮像された標準の差分画像とを比較して当該検知対象の差分画像における受光光量の減少を検知する。さらに検知部６では、上記階級差を受光光量の減少量のパラメータとし、例えば、階級差が３階級を超えたら減少量が上限値を超えたとみなして報知部７に報知させる。そして、使用者が報知部７による報知に気付いてレンズやカバーを清掃したり、傷の付いたレンズやカバーを交換したり、あるいは経年劣化が著しい光源を新しい光源と交換すれば、これらの作業後に撮像される差分画像の画質低下を未然に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に周囲光の影響を低減した画像を撮像するための撮像装置に関するものである。

本出願人は、光照射手段で光を照射しているときに撮像した画像（発光時画像）と、光照射手段で光を照射していないときに撮像した画像（非発光時画像）との差分画像を取得する撮像装置を既に提案している（特許文献１参照）。かかる差分画像では、光照射手段から照射される光の反射光成分のみを画素値としており、太陽光などの周囲光による影響が低減されている。

特開２００６−１２１６１７号公報

ところで、上記従来の撮像装置において、撮像用のレンズや当該レンズを保護するために設けられた透明なカバーなどに汚れが付着したり、傷が付くと受光光量が減少して差分画像の画質が低下してしまう虞がある。同様に、光を照射する光源（例えば、発光ダイオード）の経年劣化によっても受光光量が減少して差分画像の画質が低下してしまう虞がある。しかも、かかる撮像装置が監視目的で使用されている場合、一般に監視カメラが高所に設置されるためにレンズやカバーなどの汚れ等に気付き難いと考えられる。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、傷や汚れの付着若しくは光源の経年劣化による受光光量の減少を検知することができる撮像装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、１乃至複数の光源を有し当該光源を発光させて対象領域に光を照射する光照射手段と、光照射手段が光を照射する照射期間に同期して撮像した第１の画像と照射期間以外で撮像した第２の画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、検知対象の差分画像と当該検知対象の差分画像よりも以前に撮像された標準の差分画像とを比較して当該検知対象の差分画像における受光光量の減少を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、検知部により、傷や汚れの付着若しくは光源の経年劣化による受光光量の減少を検知することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、検知手段で検知する受光光量の減少量が所定の上限値を超えたときに報知する報知手段を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、受光光量が減少したことを報知して画質の低下を未然に防止することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、検知手段は、光源の発する光以外の周囲光が略一定となる期間に撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする。

請求項３の発明によれば、検知部による検知精度が向上する。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、光照射手段は、複数の光源と、これらの光源を個別若しくは複数のグループ毎に発光させる発光制御部とを有し、検知手段は、複数の光源を個別若しくはグループ毎に発光させて撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする。

請求項４の発明によれば、汚れや傷の場所毎あるいは複数の光源又はそのグループ毎に受光光量の減少を検知することができる。

請求項５の発明は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、光照射手段は、１乃至複数の光源からなる複数の光源部と、これら複数の光源部を個別に発光させる発光制御部とを有し、検知手段は、複数の光源部を個別に発光させて撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする。

請求項５の発明によれば、汚れや傷の場所毎あるいは複数の光源部毎に受光光量の減少を検知することができる。

請求項６の発明は、請求項１〜５の何れか１項の発明において、検知手段は、夜間に撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする。

請求項６の発明によれば、検知部による検知精度が向上する。

本発明によれば、傷や汚れの付着若しくは光源の経年劣化による受光光量の減少を検知することができる。

本発明の実施形態を示すブロック図である。同上の動作説明図である。同上における光源部の概略構成図である。別の実施形態を示すブロック図である。

以下では、監視領域（対象領域）に出入りする対象物（自動車や人物など）を撮像するための監視カメラに本発明の技術思想を適用した実施形態について説明する。但し、本発明の技術思想が適用可能な撮像装置は本実施形態に限定されるものではない。

本実施形態の撮像装置（監視カメラ）は、図１に示すように光源を発光して対象領域に光を照射する光源部１と、光源部１に給電して光源を発光させる発光制御部２と、撮像素子（２次元のＣＣＤイメージセンサ）や当該撮像素子の受光面に光を集光するレンズ（何れも図示せず）などを具備する撮像部３と、撮像部３を制御して画像を撮像させる撮像制御部４と、光源部１から光が照射される照射期間に同期して撮像制御部４が撮像部３に撮像させた第１の画像と照射期間以外で撮像制御部４が撮像部３に撮像させた第２の画像との差分画像を生成する差分画像生成部５と、撮像部３で受光する光量（受光光量）の減少を検知する検知部６と、検知部６で検知する受光光量の減少量が所定の上限値を超えたときに報知する報知部７とを備えている。但し、光源部１は撮像装置と別体に構成されるものであっても構わない。

光源部１は、光源である多数の赤外発光ダイオード（図示せず）が縦横に並べて配設されてなる。発光制御部２は、例えば、非常に高い周波数（例えば、１０メガヘルツ）の変調信号を光源部１の赤外発光ダイオードに出力して対象領域に赤外光（変調光）を照射させる。撮像制御部４では、発光制御部２から出力される変調信号に同期して第１の画像並びに第２の画像をそれぞれ撮像部３に撮像させる。但し、光源部１，発光制御部２，撮像部３並びに撮像制御部４の詳細な動作については、特許文献１にも開示されているように従来周知であるから説明は省略する。

検知部６は、マイクロコンピュータを主構成要素とし、検知対象の差分画像と当該検知対象の差分画像よりも以前に撮像された標準の差分画像とを比較して当該検知対象の差分画像における受光光量の減少を検知する。具体的には、検知部６では運用開始前に撮像された差分画像（標準の差分画像）における全ての画素の画素値についての度数分布を求めてメモリに記録しておき、運用開始後に撮像される差分画像の中から定期的（例えば、１乃至数週間毎あるいは１乃至数ヶ月毎）に選出した検知対象の差分画像における全ての画素の画素値についての度数分布を求める。例えば、差分画像の画素値が０〜２５５の範囲の値を取るとしたとき、その全範囲を１６等分した１６の階級（０〜１５，１６〜３１，３２〜４７，４８〜６３，…，２３４〜２４９，２５０〜２５５）の度数分布を求めればよい（図２参照）。そして検知部６は、メモリに記録している標準の差分画像における度数分布において度数が最大となる階級と、検知対象の差分画像における度数分布において度数が最大となる階級とを比較し、両者の階級差に基づいて受光光量の減少を検知する。

すなわち、撮像部３のレンズや撮像部３を保護するための透明なカバー（何れも図示せず）に付着した汚れや傷の影響、あるいは光源部１の光源（赤外発光ダイオード）が経年劣化して発光量が減少した影響により、撮像部３の撮像素子で受光する受光光量が減少すると検知対象の差分画像における各画素の画素値も低下し、その結果、差分画像における度数分布の最大度数の階級が変化（相対的に画素値が小さい階級にシフト）するので、上述のように標準の差分画像と検知対象の差分画像の階級差に基づいて受光光量の減少を検知することが可能となる。

さらに検知部６では、上記階級差を受光光量の減少量のパラメータとし、例えば、階級差が３階級を超えたら減少量が上限値を超えたとみなして報知部７に報知させる（図２参照）。報知部７は、ブザーを駆動して報知音を鳴動させたり、あるいは表示ランプを点灯させることで検知部６の検知結果を報知するものである。そして、使用者が報知部７による報知に気付いてレンズやカバーを清掃したり、傷の付いたレンズやカバーを交換したり、あるいは経年劣化が著しい光源を新しい光源と交換すれば、これらの作業後に撮像される差分画像の画質低下を未然に防止することができる。

尚、検知部６における検知方法は上述のものに限定されない。例えば、画素値が所定のしきい値以上となる画素の数を受光光量の減少量のパラメータとし、標準の差分画像においてしきい値以上となる画素数と検知対象の差分画像においてしきい値以上となる画素数とを比較し、例えば、後者の画素数が前者の画素数の７割以下となったら減少量が上限値を超えたとみなして報知部７に報知させるようにしても構わない。あるいは、標準の差分画像と検知対象の差分画像の各画素毎の差分値を累積し、当該累積値が所定値を超えたら減少量が上限値を超えたとみなして報知部７に報知させるようにしても構わない。

ここで、図３に示すように光源部１を構成する多数の赤外発光ダイオードＬＤは縦横に並べて配置されているが、これら多数の赤外発光ダイオードＬＤを複数（図示例では３つ）のグループＧ１，Ｇ２，Ｇ３にグループ分けし、それぞれのグループＧ１〜Ｇ３毎に発光させて標準の差分画像並びに検知対象の差分画像を取得すれば、各グループＧ１〜Ｇ３に属する光源（赤外発光ダイオードＬＤ）毎、並びにそれぞれのグループＧ１〜Ｇ３に対応したレンズやカバーの場所毎、つまり、汚れや傷の場所毎に受光光量の減少を検知することができる。

また、図４に示すように撮像装置が複数（図示例では２つ）の光源部１₁，１₂を備えている場合、それぞれの光源部１₁，１₂毎に発光させて標準の差分画像並びに検知対象の差分画像を取得すれば、各光源部１₁，１₂毎、並びにそれぞれの光源部１₁，１₂に対応したレンズやカバーの場所毎、つまり、汚れや傷の場所毎に受光光量の減少を検知することができる。

ところで、光源部１の経年劣化による受光光量の低下を検知するに当たっては、光源部１が発する光（赤外光）以外の周囲光の影響が少ない時期に標準の差分画像並びに検知対象の差分画像を取得することが望ましいので、周囲光（特に太陽光）の影響が大きい日中ではなく、周囲光が略一定となる期間、すなわち、夜間に撮像された差分画像を標準の差分画像並びに検知対象の差分画像とすればよい。このように標準の差分画像並びに検知対象の差分画像を夜間に取得すれば、検知部６による検知精度が向上するという利点がある。

１光源部（光照射手段）
２発光制御部（光照射手段）
３撮像部（差分画像生成手段）
４撮像制御部（差分画像生成手段）
５差分画像生成部（差分画像生成手段）
６検知部（検知手段）

Claims

１乃至複数の光源を有し当該光源を発光させて対象領域に光を照射する光照射手段と、光照射手段が光を照射する照射期間に同期して撮像した第１の画像と照射期間以外で撮像した第２の画像との差分画像を生成する差分画像生成手段と、検知対象の差分画像と当該検知対象の差分画像よりも以前に撮像された標準の差分画像とを比較して当該検知対象の差分画像における受光光量の減少を検知する検知手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
検知手段で検知する受光光量の減少量が所定の上限値を超えたときに報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
検知手段は、光源の発する光以外の周囲光が略一定となる期間に撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。
光照射手段は、複数の光源と、これらの光源を個別若しくは複数のグループ毎に発光させる発光制御部とを有し、
検知手段は、複数の光源を個別若しくはグループ毎に発光させて撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
光照射手段は、１乃至複数の光源からなる複数の光源部と、これら複数の光源部を個別に発光させる発光制御部とを有し、
検知手段は、複数の光源部を個別に発光させて撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
検知手段は、夜間に撮像された前記検知対象の差分画像並びに標準の差分画像を比較することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。