JP2012089918A

JP2012089918A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2012089918A
Application number: JP2010232592A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Iwabori; 英明岩堀
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2010-10-15
Filing date: 2010-10-15
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】高解像度の監視カメラに低解像度の映像表示装置を接続した場合でも、映像の細部を確認でき、迅速で正確な焦点合わせが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】視野内の被写体像を電気信号に変換し高解像度映像として出力する撮像素子と、前記高解像度映像について、映像補正、デジタル化等の処理を行なう映像処理部とを備える撮像装置において、前記映像処理部は、前記高解像度映像の中から焦点を合わせたい複数の部分画像を切り取り、低解像度の映像表示装置に出力し、前記低解像度の映像表示装置の複数の部分画像によって、前記撮像装置の高解像度映像の焦点を合わせる。
【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関する。

近年、監視カメラの高解像度化が著しく、メガピクセルカメラやハイビジョンカメラによって解像度（撮影解像度）で撮影可能な製品が増えている。アナログビデオモニタや、ＶＧＡ（Video Graphics Array：６４０×４８０［pixel］）程度の解像度のＰＣ（Personal Computer）モニタ等、従来型映像表示装置では、これらの高解像度のカメラが撮像した画像（出力映像）を表示しようとしても、表示解像度が不足してしまう場合が増えている。
従来は、このように監視カメラ装置の出力映像解像度が、映像表示装置の表示映像解像度よりも高い場合には、監視カメラ装置の出力映像自体を、画素を間引く等の手段を用いて縮小し、映像表示装置の解像度に合わせて出力していた。

特開２００３−３４８４０８号公報、段落００１８

従来技術では、監視カメラ装置の出力解像度よりも低解像度の映像表示装置を、当該監視カメラに接続した場合には、映像の縮小により解像度が低下し、映像の細部の確認ができない。このため、映像表示装置の表示からでは、正確な焦点合わせが困難である。特許文献１には、焦点を合わせたい部分を低解像度のビデオモニタに拡大表示して、調整することが記載されている。特許文献１に示すように、特に、監視カメラの設置工事や調整時には、小型のアナログビデオモニタ等の低解像度の映像表示装置を使用することが多く、焦点合わせ作業の困難さによる作業の長時間化や、作業者の経験の差による焦点合わせ精度のばらつきの発生などが問題となっている。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、高解像度の監視カメラに低解像度の映像表示装置を接続した場合でも、映像の細部を確認でき、迅速で正確な焦点合わせが可能な撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、視野内の被写体像を電気信号に変換し高解像度映像として出力する撮像素子と、前記高解像度映像について、映像補正、デジタル化等の処理を行なう映像処理部とを備える撮像装置において、前記映像処理部は、前記高解像度映像の中から焦点を合わせたい複数の部分画像を切り取り、低解像度の映像表示装置に出力するものである。
また、上記本発明の撮像装置において、前記低解像度の映像表示装置の複数の部分画像によって、前記撮像装置の高解像度映像の焦点を合わせることを特徴とする。
さらに上記本発明の撮像装置は、映像メモリを備え、前記映像処理部は、前記高解像度映像から前記映像メモリに元映像データを生成し、生成した元映像データから複数の部分画像を切り取り、処理後映像データとして書き込むことを特徴とする。

本発明によれば、高解像度の監視カメラに低解像度の映像表示装置を接続した場合でも、映像の細部を確認したり、迅速で正確な焦点合わせが可能となる。また、焦点合わせをしたい映像部分を選択したり、表示解像度が異なる映像表示装置対応することも可能となる。さらに、１台の映像表示装置を接続した状態のままで、映像全体確認及び画角調整と、焦点合わせの両方の作業が可能となる。

本発明の撮像装置の一実施形態を説明するための図である。本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。従来の撮像装置と映像表示装置の表示例を説明するための図である。本発明の撮像装置の一実施例の構成を示すブロック図である。本発明の撮像装置の映像処理部の動作の一実施例を説明するための図である。本発明の撮像装置の一実施形態を説明するための図である。本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。

本発明の撮像装置は、監視カメラ等において、映像の一部を切り出して出力することにより、映像出力先となる映像表示装置の表示映像解像度が、撮像装置の出力映像解像度よりも低い場合でも、撮像装置の出力解像度と同等またはそれ以上の解像度での表示を可能とし、正確な焦点合わせ若しくは映像細部の確認ができるようにするものである。即ち、本発明の撮像装置は、高解像度の出力用映像の一部を、１箇所若しくは複数箇所、切り出して出力するようにしたものである。この結果、低解像度の映像表示装置でも高解像度のまま映像を表示できる。

また、好ましくは、本発明の撮像装置は、映像を切り出す箇所および大きさを変更可能（可変）とすることにより、任意の箇所の正確な焦点合わせ若しくは映像細部の確認が可能となる。従って、撮像装置の出力解像度および映像表示装置の表示解像度の複数の組み合わせに対応できる。
さらに好ましくは、本発明の撮像装置は、映像の一部を切り出した出力と映像の全体を映像表示装置の解像度に合わせて縮小した出力を、手動または定期的に、自動で切替えて出力する。これによって、低解像度の映像表示装置でも高解像度のまま映像を表示できることに加えて、映像全体の確認および画角の調整をすることができる。
また、映像を切り出す箇所や大きさを変更することにより、所望の部分を表示できるようにすることも可能である。

さらに、１つの映像出力端子に対し、本発明の映像切り出し出力信号と、従来の映像全体を縮小した出力信号を切替える方式を取るようにしても良い。この結果、焦点調整には、前者の出力を使用し、後者を画角調整時に使用することができる。なお、出力を切替手段には、スイッチや画面メニュー操作による手動切替え、若しくは、タイマーや信号連動による自動切替のいずれでも良い。
以下、本発明を、図面を用いて説明する。なお、各図の説明において、同一の機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、重複を避けるため、できるだけ説明を省略する。

図１、図２および図３によって本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の撮像装置の一実施形態を説明するための図である。図２は、本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。図３は、従来の撮像装置と映像表示装置の表示例を説明するための図である。１０１は監視カメラ、１０２は伝送ケーブル、１０３は映像表示装置、２０４は監視カメラ１０１が撮影した元映像、２０６は元映像２０４から所望の部分を切り出した部分映像、２０５は映像表示装置１０３に表示された表示映像、３０５は映像表示装置１０３に表示された表示映像である。

図１において、監視カメラ１０１は、視野内を撮影し、撮影の結果取得した映像を伝送ケーブル１０２経由で、映像表示装置１０３に出力する。映像表示装置１０３は、入力された映像を表示部に表示する。
図２において、監視カメラ１０１は、１２８０×１０２４［pixel］の解像度を有し、この解像度で撮影した元映像２０４から、映像表示装置１０３の解像度６４０×４８０［pixel］に合わせて部分映像２０６を切り出し、伝送ケーブル１０２を介して、切り出し後の部分映像２０６を映像表示装置１０３に出力する。
即ち、監視カメラ１０１は、映像を切り出した部分映像２０６を等倍のまま、若しくは映像表示装置の表示解像度になるように、解像度６４０×４８０［pixel］で伝送ケーブル１０２を介して表示装置１０３に出力し、表示装置１０３の表示映像２０５は、その切り出した部分映像２０６を等倍のまま解像度６４０×４８０［pixel］で表示する。従って、表示映像２０５には、切り出された範囲内の映像情報が欠落することなく再生されている。そのため、映像の細部も、潰れることなく確認が可能で、正確な焦点合わせができる。

これに対して、図３の従来技術では、監視カメラが撮影した元映像２０４が、映像表示装置の解像度より大きい場合には、映像全体の縮小処理を行い、映像表示装置の解像度に合わせた表示解像度に成るように縮小後の映像を作成してから、伝送ケーブルを介して表示装置に出力し、表示映像３０５を表示装置に表示する。
このように、縮小後の表示映像３０５には、撮影範囲全体が表示されるので、全体像の確認や画角の調整には有効である。しかし、反面、縮小処理時に元映像から映像の詳細情報が除かれる。このため、細部の確認が困難で、正確に焦点を合わせられない。

なお、図１〜図３において、元映像から切り出す部分映像は、撮影する視野内を予め定めておき、その元映像の所望の部分を登録しておくことで切り出す。また、監視員等のユーザが映像表示装置を見ながら切り出し部分を決めても良い。

図４によって、本発明の撮像装置の一実施例の動作の詳細を説明する。図４は、本発明の撮像装置の一実施例の構成を示すブロック図である。４００は撮像装置、４０１はカメラレンズ、４０２はＣＣＤ撮像素子等を用いた撮像部、４０３は映像処理部、４０４は高解像度映像出力部、４０８は低解像度映像出力部、４０５は映像メモリ、４０９は高解像度映像出力コネクタ、４１０は低解像度映像出力コネクタである。また、映像メモリ４０５において、４０６は元映像データ、４０７は処理後映像データである。撮像装置４００は、例えば、監視カメラとして使用する。

図４の撮像装置４００において、視野内の被写体像からの入射光は、カメラレンズ４０１を通過して、撮像部４０２の撮像面に結像する。撮像部４０２は、入射光を電気信号に変換して映像処理部４０３に出力する。
映像処理部４０３は、入力された信号に対して、映像補正、デジタル化等の処理をを行ない、映像メモリ４０５内に元映像データ４０６を生成する動作を行なう。
次に、映像処理部４０３は、高解像度映像出力処理として、映像メモリ４０５の元映像データ４０６を読み出し、高解像度映像出力部４０４を経由して、ネットワークインターフェースやＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）等の高解像度映像出力コネクタ４０９から出力する。この結果、高解像度映像対応の監視カメラ装置として動作する。
なおこの出力は、例えば、表示装置に接続される。

また、図４の撮像装置４００において、映像処理部４０３が、映像処理として、元映像データ４０６を読み出し、映像切り出し処理を行なった後、切り出された映像のみを映像メモリ４０５に処理後映像データ４０７として書き込み、また、低解像度映像出力処理として、処理後映像データ４０７を読み出し、低解像度映像出力部４０８を経由して、アナログビデオ出力等の低解像度映像出力コネクタ４１０から出力する。この結果、低解像度映像対応の監視カメラ装置として動作する。
なお、出力の切替手段には、スイッチや画面メニュー操作による手動切替え、若しくは、タイマーや信号連動による自動切替のいずれでも良い。

以上述べたように、図４の撮像装置は、本発明の監視カメラ等の撮像装置は、高解像度映像対応の機能に加え、低解像度映像対応の機能を追加することを実現する。
なお、図４においても、元映像から切り出す部分映像は、撮影する視野内を予め定めておき、その元映像の所望の部分を登録しておくことで切り出すことができる。また、監視員等のユーザが映像表示装置を見ながら切り出し位置を決めても良い。

図５によって、本発明の実施例２を説明する。図５は、本発明の撮像装置の映像処理部の動作の一実施例を説明するための図である。図５の実施例は、実施例１の図４における、低解像度映像対応機能の映像処理として、映像処理部４０３が、映像メモリ４０５に対して、元映像データ４０６を読み出し、映像切り出し処理を行なった後、切り出された映像のみを映像メモリ４０５に処理後映像データ４０７として書き込む動作の、別の実施例について説明するものである。映像処理部４０３において、５０１は元映像データ４０６の読み出し線、５０２は処理切替部、５０３は縮小処理部、５０４は切り取り処理部、５０５は処理後映像書き込み線である。

図５において、まず、タイマ５０６を使用しない実施例について説明する。
実施例１で説明した動作と同じ動作で、撮像部４０２および映像処理部４０３は、元映像データ４０６の読み出しまでの動作を実行する。
映像処理部４０３は、読み出された元映像データ４０６を処理切替部５０２に入力する。処理切替部５０２は、入力される元映像データ４０６を縮小処理部５０３と切り取り処理部５０４のどちらかに出力するように切替え処理を実行する。
縮小処理部５０３は、入力された元映像データ４０６について、従来技術で説明した処理と同様に、縮小処理して、縮小した映像データを映像メモリ４０５の処理後映像データ４０７として出力する。
また、切り取り処理部５０４は、入力された元映像データ４０６の所定の部分を部分画像として切り取り、切り取った部分画像を映像メモリ４０５の処理後映像データ４０７として出力する。

上述のように、図５の実施例は、処理切替部５０２のこの切替処理によって、処理結果を、映像メモリ４０５に書き戻す構成としたものである。これにより、１つの低解像度映像出力で、全体縮小映像と切り出し映像とを切替えて使用可能となり、前者で映像全体の画角調整を、後者で、細部の焦点調整を行なうことができるようになる。
なお、図５において、元映像から切り出す部分映像は、撮影する視野内を予め定めておき、その元映像の所望の部分を登録しておくことで切り出すことができる。また、監視員等のユーザが映像表示装置を見ながら切り出し位置を決めても良い。

また、図５の実施例において、処理切替部５０２をタイマー装置５０６で定期的に切替えることにより、処理切替部５０２を手動で切替えるための、スイッチ部品やメニュー機能を省略して、低コスト化や機能設定の簡易化を行なうことも可能である。

実施例１や実施例２のように、低解像度のモニタ（映像表示装置）で１箇所のみを拡大表示する場合には、複数箇所を交互に表示しながら焦点を合わせなくてはならない。その結果、作業時間がかかる上、表示されていない箇所の映像を記憶して、現在表示されている箇所の映像と比較する作業が発生する。このため、焦点合わせの正確さの面でも問題がある。
そこで、実施例３では、高解像画像から、複数の箇所を任意に指定して部分画像として切り出し、低解像度の表示範囲に同時に表示するため、焦点合わせに必要な箇所を複数同時に見ながら焦点を合わせる。

図６〜図８によって、本発明の実施例３を説明する。図６は、本発明の撮像装置の一実施形態を説明するための図である。図７は、本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。図８は、本発明の一実施例の撮像装置と映像表示装置の表示を説明するための図である。また図８（ａ）は、図７の元映像７０４を再度図示し、図８（ｂ）は、撮像装置と視野内の主要な部分画像の焦点距離との関係を平面図として示した模式図である。６０１は高解像度ネットワークカメラ、６０２はネットワーク回線、６０３は映像表示装置、６０４はデコーダ（ＤＥＣ）、７０４は高解像度ネットワークカメラ６０１が撮影した元映像、７０６と７０７は元映像７０４から所望の部分を切り出した部分映像、７０１は映像表示装置６０３に表示された部分映像７０６の表示映像、７０２は映像表示装置６０３に表示された部分映像７０７の表示映像、８００は焦点深度、８０１は部分映像７０６の合焦点位置、８０２は部分映像７０７の合焦点位置、８０３は焦点中心位置である。高解像度ネットワークカメラ６０１は、１２８０×１０２４［pixel］の解像度を有し、例えば、メガピクセルネットワークカメラである。
なお、図８（ｂ）の平面図は、焦点深度と表示画像の関係を説明するための図で、遠近関係（焦点距離方向）以外は概念的な図である。正しくは、例えば、扉はカメラ６０１の撮像面の中心軸からほぼ同心円状に広がっていなければならず、窓も扉も現実的な形状を示していない。

図６において、高解像度ネットワークカメラ６０１は、視野内を撮影し、撮影の結果取得した映像をネットワーク回線６０２経由で、デコーダ６０４に出力する。デコーダ６０４は、ネットワーク回線６０２経由で入力された映像をデコードし、映像表示装置６０３に出力する。映像表示装置６０３は、入力された映像を表示部に表示する。

高解像度ネットワークカメラ６０１等の高解像度（メガピクセルやＨＤ（High Definition：高精細度））カメラは、広範囲を高解像度で撮影できるため、複数のカメラで分割して撮影していた撮影範囲（視野）を、情報量を落とすことなく１台で撮影することが可能である。
このため、焦点合わせも映像中の複数箇所を対象として行う。カメラの焦点は、厳密には１点にしか合わせられないが、図８に示すように、合焦点位置の前後には実用的には焦点があっている（被写界深度）とみなせる範囲８００が存在する。図８では、焦点８０３を中心にして、遠点近くに表示画像８０１が位置し、近点近くに表示画像８０２が位置する。

図７の元映像７０４には、出入口（扉）を中心にして監視するための部分映像７０６と窓を中心にして監視するための部分画像７０７がある。このように、１つの撮影範囲に監視対象となる箇所が複数存在する場合には、複数個所を同時に見ながら、この実用的に焦点が合っているとみなせる範囲（被写界深度とみなせる範囲８００）に焦点を合わせる。

この結果、高解像度の元映像から複数部分を切り出し、低解像度の表示装置に同時に表示し、かつ、それぞれの焦点を合わせることができる。従って、高解像度の監視カメラに低解像度の映像表示装置を接続した場合でも、映像の細部を確認したり、迅速で正確な焦点合わせが可能となる。また、焦点合わせをしたい映像部分を選択したり、表示解像度が異なる映像表示装置対応することも可能となる。さらに、１台の映像表示装置を接続した状態のままで、映像全体確認及び画角調整と、焦点合わせの両方の作業が可能となる。
なお、図６〜図８において、元映像から切り出す部分映像は、撮影する視野内を予め定めておき、その元映像の所望の部分を登録しておくことで切り出すことができる。また、監視員等のユーザが映像表示装置を見ながら切り出し位置を決めても良い。

１０１：撮像装置、１０２：伝送ケーブル、１０３：映像表示装置、２０４：元映像、２０５、３０５：表示映像、２０６：部分映像、４００：撮像装置、４０１：カメラレンズ、４０２：撮像部、４０３：映像処理部、４０４：高解像度映像出力部、４０８：低解像度映像出力部、４０５：映像メモリ、４０９：高解像度映像出力コネクタ、４１０：低解像度映像出力コネクタ、４０６：元映像データ、４０７：処理後映像データ、５０１：読み出し線、５０２：処理切替部、５０３：縮小処理部、５０４：切り取り処理部、５０５：書き込み線、６０１：高解像度ネットワークカメラ、６０２：ネットワーク回線、６０３：映像表示装置、６０４：デコーダ、７０４：元映像、７０６、７０７：部分映像、７０１、７０２：表示映像、８００：被写界深度とみなせる範囲、８０１、８０２：合焦点位置、８０３：焦点中心位置。

Claims

視野内の被写体像を電気信号に変換し高解像度映像として出力する撮像素子と、前記高解像度映像について、映像補正、デジタル化等の処理を行なう映像処理部とを備える撮像装置において、
前記映像処理部は、前記高解像度映像の中から焦点を合わせたい複数の部分画像を切り取り、低解像度の映像表示装置に出力することを特徴とする撮像装置。
請求項１の撮像装置において、前記低解像度の映像表示装置の複数の部分画像によって、前記撮像装置の高解像度映像の焦点を合わせることを特徴とする撮像装置。