JP2012198337A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of performing optimal exposure control, because an accurate photometric amount is obtained.SOLUTION: The imaging apparatus according to the embodiment sets a three-dimensional area as a photometric area and performs exposure control based on the photometric amount of the photometric area.

Description

本発明の実施形態は、撮像エリア内の被写体を撮像する撮像装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an imaging apparatus that images a subject in an imaging area.

撮像装置の露光制御は、監視対象(被写体)の輝度を基に行なうのが一般的である。しかしながら、監視対象と同じエリアに監視対象外の物体が入ってきた場合、その物体をも含んで測光してしまうため、正確な測光値が得られず、最適な露光制御ができないという問題がある。   In general, exposure control of an imaging apparatus is performed based on the luminance of a monitoring target (subject). However, when an object other than the monitoring target enters the same area as the monitoring target, photometry is performed including that object, so that there is a problem that an accurate photometric value cannot be obtained and optimal exposure control cannot be performed. .

図23を参照して具体的に説明すると、図23(a)に示すように、撮像エリア1内の監視対象2を撮像する場合、撮像エリア1内の明るさを一定にするために、画面の明るさを制御する(露光制御を行なう)。しかし、図23(b)に示すように、撮像エリア1内に例えば光反射率の高い物体3に進入すると、その物体3をも含んで測光してしまうため、正確な測光値が得られず、最適な露光制御ができないので、図23(c)に示すように、画面全体が暗くなってしまう。   Specifically, referring to FIG. 23, as shown in FIG. 23A, when imaging the monitoring target 2 in the imaging area 1, a screen is used to keep the brightness in the imaging area 1 constant. Is controlled (exposure control is performed). However, as shown in FIG. 23 (b), for example, if an object 3 having a high light reflectance is entered into the imaging area 1, light measurement is performed including the object 3, so that an accurate photometric value cannot be obtained. Since the optimum exposure control cannot be performed, the entire screen becomes dark as shown in FIG.

特開2006−119454号公報JP 2006-119454 A 特開2008−128792号公報JP 2008-128792 A

本発明が解決しようとする課題は、正確な測光量が得られ、最適な露光制御が可能となる撮像装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining an accurate photometric amount and capable of optimal exposure control.

上記課題を達成するために、実施形態に係る撮像装置は、3次元的な領域を測光エリアとして設定し、この測光エリアの測光量に基づいて露光制御を行なうことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the imaging apparatus according to the embodiment is characterized in that a three-dimensional region is set as a photometric area and exposure control is performed based on the photometric amount of the photometric area.

第1の実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示すブロック図。1 is a block diagram schematically showing the configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る照明部および受光部を説明する模式図。The schematic diagram explaining the illumination part and light-receiving part which concern on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る受光部の動作を説明する模式図。The schematic diagram explaining operation | movement of the light-receiving part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る受光部の動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the light-receiving part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る測光エリアを説明する図。The figure explaining the photometry area which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る測光エリアの他の例を説明する図。The figure explaining the other example of the photometry area which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係るLEDドライブ回路を説明する図。The figure explaining the LED drive circuit which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る照明部のゲイン補正を説明するフローチャート。The flowchart explaining the gain correction of the illumination part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するフローチャート。6 is a flowchart for explaining the operation of the imaging apparatus according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る適用例を説明する模式図。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an application example according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る図10の適用例に対する測光エリアを説明する図。The figure explaining the photometry area with respect to the application example of FIG. 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る図10の適用例に対して取得した距離画像の一例を模式的に示す図。The figure which shows typically an example of the distance image acquired with respect to the application example of FIG. 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る反射光の振幅画像の一例を模式的に示す図。The figure which shows typically an example of the amplitude image of the reflected light which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る振幅画像の測光エリアを模式的に示す図。The figure which shows typically the photometry area of the amplitude image which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る測光エリア内に監視対象物以外の物体が進入した例を説明する模式図。The schematic diagram explaining the example which objects other than the monitoring target approached into the photometry area which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る図15に対して取得した距離画像の一例を模式的に示す図。The figure which shows typically an example of the distance image acquired with respect to FIG. 15 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る図15に対する振幅画像の測光エリアを模式的に示す図。The figure which shows typically the photometry area of the amplitude image with respect to FIG. 15 which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示すブロック図。The block diagram which shows roughly the structure of the imaging device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る距離画像カメラとエリアカメラの視野範囲を説明する模式図。The schematic diagram explaining the visual field range of the distance image camera and area camera which concern on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るエリアカメラのゲイン補正を説明するフローチャート。9 is a flowchart for explaining gain correction of an area camera according to a second embodiment. 第2の実施形態に係る撮像装置の動作を説明するフローチャート。9 is a flowchart for explaining the operation of the imaging apparatus according to the second embodiment. 第2の実施形態に係るエリアカメラのシャッタ速度補正の段階を説明する図。The figure explaining the step of shutter speed correction of the area camera concerning a 2nd embodiment. 従来の問題点を説明する模式図。The schematic diagram explaining the conventional problem.

以下、実施形態の撮像装置を図面を参照して説明する。
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示すものである。第1の実施形態に係る撮像装置は、距離画像カメラ11、測光エリア情報保管部12、測光量計算部13、全体的な制御を司るCPU(セントラル・プロセッシング・ユニット)14、ゲイン補正部15、および、これらを通信可能に接続するデータバスおよびアドレスバス16により構成されている。
Hereinafter, an imaging apparatus according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment. The imaging apparatus according to the first embodiment includes a distance image camera 11, a photometric area information storage unit 12, a photometric amount calculation unit 13, a CPU (Central Processing Unit) 14 that controls the entire control, a gain correction unit 15, In addition, a data bus and an address bus 16 are connected to enable communication therebetween.

以下、各部について詳細に説明する。
距離画像カメラ11は、たとえば、TOF(タイム・オブ・フライト)型の距離画像カメラによって構成されている。TOF型の距離画像カメラとは、受光部の各画素に光の飛行時間に対応した信号電荷検出機能を集積化することで、距離情報を画像として同時に取得することができるものであり、光源から出力されるパルス光を対象物に向けて照射し、その対象物からの反射光を受光部で受光するまでの時間と光の速度から、対象物までの距離を計算することで距離画像を取得するという原理に基づいている。
Hereinafter, each part will be described in detail.
The range image camera 11 is configured by, for example, a TOF (Time of Flight) type range image camera. A distance image camera of the TOF type is one that can simultaneously acquire distance information as an image by integrating a signal charge detection function corresponding to the flight time of light in each pixel of the light receiving unit. Obtain the distance image by irradiating the output pulsed light toward the object and calculating the distance to the object from the time until the reflected light from the object is received by the light receiving unit and the speed of the light. It is based on the principle of doing.

距離画像カメラ11は、照明部17および受光部18により構成されている。照明部17は、たとえば、図2に示すように、支持基板21上に複数のLED(発光ダイオード)22,…を所定間隔で配列してなり、これら複数のLED22,…を例えば30MHZ程度の変調周波数信号(すなわち、パルス光)にて点灯制御するようになっている。   The distance image camera 11 includes an illumination unit 17 and a light receiving unit 18. For example, as shown in FIG. 2, the illumination unit 17 includes a plurality of LEDs (light emitting diodes) 22,... Arranged at a predetermined interval on a support substrate 21, and modulates the plurality of LEDs 22,. Lighting control is performed with a frequency signal (that is, pulsed light).

受光部18は、たとえば、CMOS(相補型金属酸化膜半導体)イメージセンサもしくはCCD(電荷結合素子)イメージセンサからなり、図2に示すように、照明部17と一体的に配設されている。すなわち、図2の例では、支持基板21上のほぼ中央部に受光部18を配設するとともに、受光部18の上下位置にそれぞれ複数のLED22,…を配列している。   The light receiving unit 18 is composed of, for example, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) image sensor or a CCD (charge coupled device) image sensor, and is disposed integrally with the illumination unit 17 as shown in FIG. In other words, in the example of FIG. 2, the light receiving unit 18 is disposed at a substantially central portion on the support substrate 21, and a plurality of LEDs 22,.

距離画像カメラ11は、図3、図4に示すように、照明部17からの出射光17aを被写体19に照射し、その反射光17bを受光部18で受光し、出射光17aと被写体19からの反射光17bの時間の遅れを内部の演算回路により計算することにより、受光部18の各画素から被写体19までの距離画像が算出される。また、既知である適切な補正を行なうことにより、カメラを原点とした座標値(x、y、z)の出力を行なう。さらに、反射光17bの振幅(I)も同時に取得できるのが特徴である。   As shown in FIGS. 3 and 4, the distance image camera 11 irradiates the subject 19 with the emitted light 17 a from the illumination unit 17, receives the reflected light 17 b with the light receiving unit 18, and emits the emitted light 17 a and the subject 19. A distance image from each pixel of the light receiving unit 18 to the subject 19 is calculated by calculating the time delay of the reflected light 17b by the internal arithmetic circuit. Further, coordinate values (x, y, z) with the camera as the origin are output by performing known appropriate correction. Furthermore, the characteristic is that the amplitude (I) of the reflected light 17b can also be acquired at the same time.

測光エリア情報保管部12は、たとえば、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)などによって実現され、撮像エリアに対し3次元的な領域を測光エリアとして設定するための情報を保管するものである。   The photometric area information storage unit 12 is realized by, for example, a RAM (Random Access Memory) and stores information for setting a three-dimensional area as a photometric area for the imaging area.

たとえば、図5に示すような立体的なエリアを3次元座標で指定するものである。図5の例では、a〜hの8つの点で囲まれた領域23内を測光エリアとして設定した場合を示している。なお、図6に示すように、中心座標iと半径jにより、球状の領域24内を測光エリアとして設定してもよい。   For example, a three-dimensional area as shown in FIG. 5 is designated by three-dimensional coordinates. In the example of FIG. 5, the case where the area 23 surrounded by eight points a to h is set as the photometric area is shown. Note that, as shown in FIG. 6, the spherical area 24 may be set as a photometric area by the center coordinate i and the radius j.

測光量計算部13は、当該測光量計算部13内にあらかじめ設定されたプログラムをCPU14で実行することにより実現され、距離画像カメラ11から得られる測光エリア内の距離画像の各画素の輝度値の平均値を測光量として計算し出力するものである。ここで、測光量は平均値の代わりにピーク値や最頻値などであってもよい。   The photometric quantity calculation unit 13 is realized by the CPU 14 executing a program preset in the photometric quantity calculation unit 13, and the luminance value of each pixel of the distance image in the photometric area obtained from the range image camera 11 is obtained. The average value is calculated and output as the photometric quantity. Here, the photometric quantity may be a peak value or a mode value instead of the average value.

照明用ゲイン補正部15は、測光量計算部13により求められた測光量に基づき照明部17のゲイン補正(距離画像カメラ11の露光制御)を行なう。たとえば、図7に示すように、LED22を駆動するLEDドライブ回路51のゲイン値52を制御することによりゲイン補正を行なう。   The illumination gain correction unit 15 performs gain correction of the illumination unit 17 (exposure control of the distance image camera 11) based on the light measurement amount obtained by the light measurement amount calculation unit 13. For example, as shown in FIG. 7, the gain correction is performed by controlling the gain value 52 of the LED drive circuit 51 that drives the LED 22.

以下、照明部17のゲイン補正(距離画像カメラ11の露光制御)について図8に示すフローチャートを参照して説明する。まず、測光量計算部13により求められた測光量があらかじめ設定された正常値(所定の範囲をもった標準値)に入っているか否かを判定し(ステップS1)、入っていれば処理を終了する。測光量が正常値に入っていない場合、測光量が正常値以上か否かを判定し(ステップS2)、測光量が正常値以上であれば照明部17におけるLEDドライブ回路51のゲイン値52を所定量下げ(たとえば、−1し、ステップS3)、測光量が正常値以上でなければLEDドライブ回路51のゲイン値52を所定量上げる(たとえば、+1する)ことで(ステップS4)、LED22の明るさを自動調整する。
すなわち、標準値に対して、暗い場合はLED22の駆動電圧を高くして明るさを高くし、明るい場合はLED22の駆動電圧を低くして明るさを低くするというのが自動調整の考え方である。
Hereinafter, gain correction of the illumination unit 17 (exposure control of the distance image camera 11) will be described with reference to a flowchart shown in FIG. First, it is determined whether or not the photometric quantity obtained by the photometric quantity calculation unit 13 is within a preset normal value (standard value having a predetermined range) (step S1). finish. If the photometric amount is not within the normal value, it is determined whether the photometric amount is not less than the normal value (step S2). If the photometric amount is not less than the normal value, the gain value 52 of the LED drive circuit 51 in the illumination unit 17 is set. Decreasing the amount by a predetermined amount (for example, -1 and step S3), and increasing the gain value 52 of the LED drive circuit 51 by a predetermined amount (for example, +1) (step S4) if the photometric quantity is not the normal value or more Adjust brightness automatically.
That is, the concept of automatic adjustment is to increase the brightness by increasing the drive voltage of the LED 22 when it is dark, and lower the brightness by decreasing the drive voltage of the LED 22 when it is bright. .

次に、上記のような構成において第1の実施形態に係る撮像装置の動作を図9に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、以下の説明では、たとえば、図10に示すような駐車場25のゲート周辺(図示破線領域26内)における自動車27の入退場の監視を行なう場合について述べる。
Next, the operation of the imaging apparatus according to the first embodiment having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the following description, for example, a case where the entrance / exit of the automobile 27 around the gate of the parking lot 25 as shown in FIG.

まず、測光エリア情報保管部12には、図10の破線領域(撮像エリア)26を含むように、図11に示すような3次元的な測光エリア28を設定する。   First, in the photometric area information storage unit 12, a three-dimensional photometric area 28 as shown in FIG. 11 is set so as to include the broken line area (imaging area) 26 of FIG.

距離画像カメラ11からは、破線領域26内の対象物からの反射光から前述したように各画素の距離情報が得られる(ステップS11)。図12に得られた距離画像の例を示す。この例は図11に対応していて、奥に行くほど画像の濃淡値が小さくなる(暗くなる)形式の距離画像を示しており、たとえば、A部は0〜2m、B部は2〜4m、C部は4〜6m、D部は6m以上にそれぞれ対応しているものとする。   As described above, distance information of each pixel is obtained from the distance image camera 11 from the reflected light from the object in the broken line area 26 (step S11). FIG. 12 shows an example of the distance image obtained. This example corresponds to FIG. 11 and shows a distance image in a form in which the gray value of the image becomes smaller (darker) as it goes deeper. For example, A part is 0 to 2 m, and B part is 2 to 4 m. The C part corresponds to 4 to 6 m, and the D part corresponds to 6 m or more.

ここで、距離画像カメラ11から得られた反射光の振幅(輝度)画像が図13に示すようであったとすると、測光量計算部13では、図14において破線で示した範囲29(図11の距離画像から得られる図11の測光エリアを満たす範囲)内の画素の輝度平均値(測光量)を以下のようにして求める(ステップS12)。
測光量=Σi<320j<160((x,y,z)∈M)I(i,j)/(n((x,y,z)∈M))
ただしi、jは濃淡画像の座標、x、y、zは距離画像カメラ11から出力される直交座標値、Mはあらかじめ設定した測光エリアの集合、n()は濃淡画像の座標の中でM(測光エリア)に含まれる要素の数、I(i,j)は濃淡画像の各画素の輝度値を示す。
なお、本実施形態では、距離画像カメラ11の画素数を320×160として考える。
Here, if the amplitude (luminance) image of the reflected light obtained from the distance image camera 11 is as shown in FIG. 13, the photometric quantity calculation unit 13 uses a range 29 (shown in FIG. 11) indicated by a broken line in FIG. The average luminance value (photometric light amount) of the pixels within the range that satisfies the photometric area of FIG. 11 obtained from the distance image is obtained as follows (step S12).
Photometric quantity = Σ i <320j <160 ((x, y, z) ∈M) I (i, j) / (n ((x, y, z) ∈M))
However, i and j are the coordinates of the grayscale image, x, y and z are the orthogonal coordinate values output from the distance image camera 11, M is a set of preset photometric areas, and n () is the M of the grayscale image coordinates. The number of elements included in (photometric area), I (i, j), indicates the luminance value of each pixel of the grayscale image.
In the present embodiment, the number of pixels of the distance image camera 11 is considered as 320 × 160.

次に、従来例との比較のために、たとえば、測光エリア28内に監視対象物(自動車27)以外の物体(トラック30)が進入した例を図15に示し、このとき距離画像カメラ11から得られる距離画像は図16に示すようになる。この場合、測光エリア28内に含まれるのは図17に示す破線で囲んだエリア31内であり、測光量はトラック30が測光エリア28内に入ってもほとんど変化せず、よってLEDドライブ回路51のゲイン値52はトラック30がいない場合と同等の程度で、照明用ゲイン補正部15により自動調整される。(ステップS13)。
次に、第2の実施形態について説明する。
図18は、第2の実施形態に係る撮像装置の構成を概略的に示すものである。第2の実施形態の第1の実施形態と異なる点は、エリアカメラ41、エリアカメラ測光量計算部42、エリアカメラゲイン補正部43が追加された点にあり、その外は同じであるので、第1の実施形態と異なる点についてだけ説明する。
Next, for comparison with the conventional example, for example, an example in which an object (truck 30) other than the monitoring object (automobile 27) enters the photometry area 28 is shown in FIG. The obtained distance image is as shown in FIG. In this case, the photometric area 28 includes the area 31 surrounded by the broken line shown in FIG. 17, and the photometric quantity hardly changes even when the track 30 enters the photometric area 28, and thus the LED drive circuit 51. The gain value 52 is automatically adjusted by the illumination gain correction unit 15 to the same extent as when the track 30 is not provided. (Step S13).
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 18 schematically illustrates the configuration of an imaging apparatus according to the second embodiment. The difference of the second embodiment from the first embodiment is that an area camera 41, an area camera photometric quantity calculation unit 42, and an area camera gain correction unit 43 are added, and the others are the same. Only differences from the first embodiment will be described.

エリアカメラ41は、高解像度の監視カメラによって実現できる。また、一般の製品に搭載されている機能ではあるが、USB(ユニバーサル・シリアル・バス)などのインターフェウスを用いてカメラパラメータ(シャッタ速度など)を外部機器(パーソナルコンピュータなど)から外部コントロールできるエリアカメラ41を用いるものとする。   The area camera 41 can be realized by a high-resolution monitoring camera. Although it is a function installed in general products, camera parameters (such as shutter speed) can be externally controlled from an external device (such as a personal computer) using an interferus such as USB (Universal Serial Bus). Assume that the area camera 41 is used.

また、エリアカメラ41の視野範囲41aは、図19に示すように、第1の実施形態にて述べた距離画像カメラ11の視野範囲11aとほぼ同じに設定する者とする。このように視野範囲を設定することにより、距離画像カメラ11からの距離画像を用いてのエリアカメラ41の露光制御が可能となる。   Further, as shown in FIG. 19, the visual field range 41a of the area camera 41 is set to be substantially the same as the visual field range 11a of the distance image camera 11 described in the first embodiment. By setting the visual field range in this way, exposure control of the area camera 41 using the distance image from the distance image camera 11 becomes possible.

エリアカメラ測光量計算部42は、当該エリアカメラ測光量計算部42内にあらかじめ設定されたプログラムをCPU14で実行することにより実現され、エリアカメラ41から得られる図5の測光エリア内の画像の各画素の輝度値の平均値を測光量として計算し出力するものである。   The area camera photometric quantity calculation unit 42 is realized by the CPU 14 executing a program preset in the area camera photometric quantity calculation unit 42, and each image in the photometric area of FIG. 5 obtained from the area camera 41 is obtained. An average value of luminance values of pixels is calculated and output as a photometric quantity.

また、エリアカメラ測光量計算部42は、距離画像カメラ11とエリアカメラ41との異なる解像度の情報を対応付けする処理を行なう。たとえば、距離画像カメラ11とエリアカメラ42が同一箇所を視野とし、その解像度が横、縦とも4倍異なるとした場合、以下のような変換式を基にエリアカメラ41の解像度を落とした後に測光量の計算を行なう。
I′(i,j)=I(i/4,j/4)
ここで、I()はエリアカメラ41の輝度値であり、I′()は解像度を1/4に落としたエリアカメラ41の輝度値である。上記式では、4画素ごとの間引きにて解像度を落としているが、4×4の平均値で解像度を落としてもよい。
In addition, the area camera photometric quantity calculation unit 42 performs processing for associating information of different resolutions between the distance image camera 11 and the area camera 41. For example, if the distance image camera 11 and the area camera 42 have the same spot as the field of view and the resolution differs by 4 times in both the horizontal and vertical directions, the photometry is performed after the resolution of the area camera 41 is reduced based on the following conversion formula: Calculate quantity.
I ′ (i, j) = I (i / 4, j / 4)
Here, I () is the luminance value of the area camera 41, and I ′ () is the luminance value of the area camera 41 with the resolution reduced to ¼. In the above formula, the resolution is reduced by thinning out every four pixels, but the resolution may be reduced by an average value of 4 × 4.

エリアカメラゲイン補正部43は、エリアカメラ測光量計算部43により求められた測光量に基づきエリアカメラ41のゲイン補正(エリアカメラ41の露光制御)を行なう。
以下、エリアカメラ41のゲイン補正(エリアカメラ41の露光制御)について図20に示すフローチャートを参照して説明する。まず、エリアカメラ測光量計算部43により求められた測光量があらかじめ設定された正常値(所定の範囲をもった標準値)に入っているか否かを判定し(ステップS21)、入っていれば処理を終了する。測光量が正常値に入っていない場合、測光量が正常値以上か否かを判定し(ステップS22)、測光量が正常値以上であればエリアカメラ41のシャッタ速度を所定量(たとえば、1段)下げ(ステップS23)、測光量が正常値以上でなければエリアカメラ41のシャッタ速度を所定量(たとえば、1段)上げることで(ステップS24)、エリアカメラ41のゲインを自動調整する。
次に、上記のような構成において第2の実施形態に係る撮像装置の動作を図21に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、以下の説明では、図10に示すような駐車場25の監視を主にエリアカメラ41で行ない、距離画像カメラ11はエリアカメラ41の露光制御に用いる場合を想定する。
The area camera gain correction unit 43 performs gain correction of the area camera 41 (exposure control of the area camera 41) based on the photometric quantity obtained by the area camera photometric quantity calculation unit 43.
Hereinafter, gain correction of the area camera 41 (exposure control of the area camera 41) will be described with reference to a flowchart shown in FIG. First, it is determined whether or not the photometric quantity obtained by the area camera photometric quantity calculation unit 43 is within a preset normal value (standard value having a predetermined range) (step S21). The process ends. If the photometric amount is not within the normal value, it is determined whether the photometric amount is not less than the normal value (step S22). If the photometric amount is not less than the normal value, the shutter speed of the area camera 41 is set to a predetermined amount (for example, 1 Step) (step S23), and if the photometric quantity is not equal to or higher than the normal value, the gain of the area camera 41 is automatically adjusted by increasing the shutter speed of the area camera 41 by a predetermined amount (for example, one step) (step S24).
Next, the operation of the imaging apparatus according to the second embodiment having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
In the following description, it is assumed that the parking lot 25 as shown in FIG. 10 is mainly monitored by the area camera 41 and the distance image camera 11 is used for exposure control of the area camera 41.

ステップS11〜S13までは図9と同等である。
次に、ステップS14では、距離画像カメラ11からの距離情報に基づき、輝度平均値(測光量)を求める。具体的には、エリアカメラ測光量計算部42により、前述のように解像度を落としたエリアカメラ41から得られる画像の、図14において破線で示した範囲29(図12の距離画像から得られる図11の測光エリアを満たす範囲)内の各画素の輝度平均値(測光量)を以下のようにして求める。
測光量 =Σi<320j<160((x,y,z)∈M)I′(i,j)/(n((x,y,z)∈M))
ただしi、jは濃淡画像の座標、x、y、zは距離画像カメラ11から出力される直交座標値を、Mはあらかじめ設定した測光エリアの集合、n()は濃淡画像の座標の中で、M(測光エリア)に含まれる要素の数、I′(i,j)は解像度を1/4に落とした濃淡画像の各画素の輝度値を表す。
なお、本実施形態では、距離画像カメラ11の画素数を320×160とし、エリアカメラ41の解像度を1280×640として考える。
Steps S11 to S13 are the same as those in FIG.
Next, in step S14, an average luminance value (photometric amount) is obtained based on distance information from the distance image camera 11. Specifically, the area camera photometric quantity calculation unit 42 obtains the range 29 (shown from the distance image in FIG. 12) indicated by the broken line in FIG. 14 of the image obtained from the area camera 41 with reduced resolution as described above. The luminance average value (photometric light amount) of each pixel within a range that satisfies 11 photometric areas is obtained as follows.
Photometric quantity = Σ i <320j <160 ((x, y, z) ∈M) I ′ (i, j) / (n ((x, y, z) ∈M))
However, i and j are the coordinates of the grayscale image, x, y and z are the orthogonal coordinate values output from the distance image camera 11, M is a set of preset photometric areas, and n () is the coordinates of the grayscale image. , M (photometric area), the number of elements, I ′ (i, j) represents the luminance value of each pixel of the grayscale image with the resolution reduced to ¼.
In the present embodiment, it is assumed that the number of pixels of the distance image camera 11 is 320 × 160 and the resolution of the area camera 41 is 1280 × 640.

次に、エリアカメラゲイン補正部43は、エリアカメラ測光量計算部43により求められた測光量に基づきエリアカメラ41のゲイン補正(エリアカメラ41の露光制御)を行なう(ステップS15)。具体的には、図20で説明したように、求めた測光量に応じて、図22のようにエリアカメラ41のシャッタ速度を1段階ずつ切換えることにより、監視対象の明るさを一定の値に保つことができる。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、距離画像カメラ11の露光制御を3次元的な領域の測光量に基づいて行なうことにより、距離画像カメラ11からは常に安定した距離画像を得ることができ、精度の高い自動監視が可能となる。
Next, the area camera gain correction unit 43 performs gain correction of the area camera 41 (exposure control of the area camera 41) based on the photometric quantity obtained by the area camera photometric quantity calculation unit 43 (step S15). Specifically, as described with reference to FIG. 20, the brightness of the monitoring target is set to a constant value by switching the shutter speed of the area camera 41 one step at a time as shown in FIG. Can keep.
According to at least one embodiment described above, a stable distance image can always be obtained from the distance image camera 11 by performing exposure control of the distance image camera 11 based on the photometric amount of a three-dimensional region. And automatic monitoring with high accuracy is possible.

また、以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、エリアカメラ41の露光制御を距離画像カメラ11の3次元的な領域の測光量に基づいて行なうことにより、距離画像カメラ11だけでなく、高解像度のエリアカメラ41の明るさも最適に保たれ、常に安定した監視ができるようになる。   Further, according to at least one embodiment described above, the exposure control of the area camera 41 is performed based on the photometric amount of the three-dimensional area of the distance image camera 11, so that not only the distance image camera 11 but also the high The brightness of the resolution area camera 41 is also kept optimal, and stable monitoring can always be performed.

なお、前記実施形態では、距離画像カメラとしてTOF型の距離画像カメラを用いた場合について説明したが、これに限らず、たとえば、ステレオカメラや超音波カメラなどを用いても同様に適用可能である。   In the above embodiment, a case where a TOF type distance image camera is used as the distance image camera has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, a stereo camera or an ultrasonic camera can be used in the same manner. .

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11…距離画像カメラ、12…測光エリア情報保管部、13…測光量計算部、14…CPU、15…照明用ゲイン補正部、16…データバスおよびアドレスバス、17…照明部、18…受光部、41…エリアカメラ、42…エリアカメラ測光量計算部、43…エリアカメラゲイン補正部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Distance image camera, 12 ... Photometry area information storage part, 13 ... Light measurement amount calculation part, 14 ... CPU, 15 ... Gain correction part for illumination, 16 ... Data bus and address bus, 17 ... Illumination part, 18 ... Light-receiving part , 41... Area camera, 42... Area camera photometric calculation unit, 43... Area camera gain correction unit.

Claims (9)

3次元的な領域を測光エリアとして設定し、この測光エリアの測光量に基づいて露光制御を行なうことを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus characterized in that a three-dimensional area is set as a photometric area and exposure control is performed based on the photometric amount of the photometric area. 撮像エリア内の被写体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像カメラと、
前記撮像エリアに対し3次元的な領域を測光エリアとして設定する測光エリア設定手段と、
前記距離画像カメラから得られる前記測光エリア設定手段により設定された測光エリア内の距離画像に基づき測光量を計算する測光量計算手段と、
この測光量計算手段により計算された測光量に基づき前記距離画像カメラの露光制御を行なう露光制御手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
A distance image camera that acquires a distance image indicating a distance to a subject in an imaging area;
Photometric area setting means for setting a three-dimensional area as the photometric area with respect to the imaging area;
A photometric light quantity calculating means for calculating a photometric light quantity based on a distance image in the photometric area set by the photometric area setting means obtained from the distance image camera;
Exposure control means for performing exposure control of the distance image camera based on the photometric quantity calculated by the photometric quantity calculating means;
An imaging apparatus comprising:
前記距離画像カメラは、照明部から出力されるパルス光を被写体に向けて照射し、その被写体からの反射光を受光部で受光するまでの時間と光の速度から、被写体までの距離を計算することで距離画像を取得するTOF(タイム・オブ・フライト)型の距離画像カメラであり、
前記露光制御手段は、前記測光量計算手段により計算された測光量に基づき前記照明部の明るさを制御することにより前記距離画像カメラの露光制御を行なうことを特徴とする請求項2記載の撮像装置。
The distance image camera irradiates the subject with pulsed light output from the illumination unit, and calculates the distance to the subject from the time until the reflected light from the subject is received by the light receiving unit and the speed of light. This is a TOF (time of flight) type distance image camera that acquires distance images.
3. The imaging according to claim 2, wherein the exposure control unit performs exposure control of the range image camera by controlling brightness of the illumination unit based on a photometric amount calculated by the photometric amount calculating unit. apparatus.
撮像エリア内の被写体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像カメラと、
前記撮像エリア内の被写体を撮像するエリアカメラと、
前記撮像エリアに対し3次元的な領域を測光エリアとして設定する測光エリア設定手段と、
前記距離画像カメラから得られる前記測光エリア設定手段により設定された測光エリア内の距離画像に基づき、前記エリアカメラから得られる画像を用いて測光量を計算する測光量計算手段と、
この測光量計算手段により計算された測光量に基づき前記エリアカメラの露光制御を行なう露光制御手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
A distance image camera that acquires a distance image indicating a distance to a subject in an imaging area;
An area camera for imaging a subject in the imaging area;
Photometric area setting means for setting a three-dimensional area as the photometric area with respect to the imaging area;
Based on the distance image in the photometric area set by the photometric area setting means obtained from the distance image camera, a photometric quantity calculating means for calculating the photometric quantity using the image obtained from the area camera;
Exposure control means for performing exposure control of the area camera based on the photometric quantity calculated by the photometric quantity calculating means;
An imaging apparatus comprising:
前記エリアカメラの視野範囲を前記距離画像カメラの視野範囲と対応させることを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein a field-of-view range of the area camera corresponds to a field-of-view range of the distance image camera. 前記測光量計算手段は、前記エリアカメラの解像度を前記距離画像カメラの解像度に変換した後に測光量の計算を行なうことを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   5. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the photometric quantity calculating means calculates the photometric quantity after converting the resolution of the area camera to the resolution of the range image camera. 前記距離画像カメラは、照明部から出力されるパルス光を被写体に向けて照射し、その被写体からの反射光を受光部で受光するまでの時間と光の速度から、被写体までの距離を計算することで距離画像を取得するTOF(タイム・オブ・フライト)型の距離画像カメラであることを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   The distance image camera irradiates the subject with pulsed light output from the illumination unit, and calculates the distance to the subject from the time until the reflected light from the subject is received by the light receiving unit and the speed of light. The imaging apparatus according to claim 4, wherein the imaging apparatus is a TOF (time of flight) type distance image camera that acquires a distance image. 前記3次元的な領域は直方体状の領域であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional region is a rectangular parallelepiped region. 前記3次元的な領域は球状の領域であることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the three-dimensional region is a spherical region.
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