JP2013115653A - 撮像装置、その制御方法及びプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】波長帯選別手段を光路に対して挿脱する機能を備える場合に、波長帯選別手段の挿脱時に動きを誤検知しないようにする。
【解決手段】測光部8で撮像画像の輝度が所定値以下であることを認識すると、動き検知部10による動き検知を停止してから、フィルタ制御部9は撮像光路上から赤外カットフィルタ2aを離脱するようにモータ3を駆動させる。これにより、撮像画像に動きが無くてもフィルタ枠の移動による輝度差により「被写体に動きが有った」と誤検知してしまうのを防ぐことができる。そして、映像信号処理部6では白黒出力処理に切換え、赤外カットフィルタ2aの切換え完了までの動作時間が経過したとき、動き検知部10による動き検知を再開する。
【選択図】図1

Description

本発明は、赤外線カットフィルタ等の波長帯選別手段を光路に対して挿脱する機能を備える場合に、波長帯選別手段の挿脱時に動きを誤検知しないようにする撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。
動き検知機能を備えた監視カメラ装置がある。動き検知方法としては、例えば時間差を有する複数の撮像フレーム間での輝度差を用いて、輝度変化を動きと判定するものがある。しかしながら、被写体周囲の照明のON/OFF時のように撮像画像全体の輝度が変化する場合も動き有りと検知してしまうという問題が有った。対処方法として、全体の明るさが変化したときは動き検出を行わない、或いは全体の明るさの変化を補正した輝度データを使用して動き検出を行うようにするという監視カメラ装置が考案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2001−054004号公報
しかしながら、例えば赤外カットフィルタを撮像光路に対して挿脱する機能を備えた監視カメラ装置においては、この赤外カットフィルタやそれを保持するフィルタ枠の移動によって、被写体に動きが無くても動き有りと誤検知することがあった。
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、波長帯選別手段を光路に対して挿脱する機能を備える場合に、波長帯選別手段の挿脱時に動きを誤検知しないようにすることを目的とする。
本発明の撮像装置は、撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段と、前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備え、前記制御手段は、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知を停止するよう制御することを特徴とする。
本発明によれば、波長帯選別手段を光路に対して挿脱するときに、動き検知手段の動き検知を停止する、動き検知手段の動き判定基準を変更する、或いは動き検知手段の動き検知領域を変更するようにしたので、波長帯選別手段の挿脱時に動きを誤検知しないようにすることができる。
第1の実施形態に係る監視カメラ装置の構成を示す図である。 第1の実施形態におけるIRCF離脱時の動き検知停止制御のフローチャートである。 第2の実施形態におけるIRCF離脱時の動き検知領域変更制御のフローチャートである。 第2の実施形態におけるIRCF離脱時の動き検知領域変更を説明する図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置である監視カメラ装置の構成を示す図である。同図において、1は撮像光学系としての撮像レンズである。2はフィルタ切替え部であり、波長帯選別手段である赤外カットフィルタ2a(以下、IRCFと記す)及びダミーガラス2bを挿脱手段であるモータ3により切替えられるように構成される。通常、撮像レンズ1を通して入射した光はIRCF2aで近赤外域の光が除去されて撮像素子4に入射する。これは、撮像素子4が近赤外域(λ=約700nm以上)の光にも感度を有しており、IRCF2aを通さないと撮像画像が赤みを帯び、色バランスが崩れてしまうためである。それに対して、被写体照度が低くなったときは、IRCF2aに代わってダミーガラス2bが撮像光路(光軸)上に挿入される。ダミーガラス2bは、IRCF2aを撮像光路上から離脱させることで光路長が変わることを補正するものである。2cはIRCF2aとダミーガラス2bを固定、保持する周囲のフィルタ枠である。
4はCCDやCMOS等の撮像手段としての撮像素子であり、撮像レンズ1により結像した被写体像を撮像信号に変換する。5は撮像信号処理部であり、撮像素子4から出力された撮像信号に対して相関二重サンプルによるノイズ除去やゲイン調整を行う。6は映像信号処理部であり、AD変換、色変換処理、ホワイトバランス補正、ガンマ処理、画素間補間処理といった映像信号処理を行い、IRCF2aを離脱したときは映像信号処理を白黒出力処理に切換える。これは、IRCF2aを離脱させることで近赤外光も撮像素子4に入射することになり被写体の輝度は増加するが、低照度下のカラー信号によるS/Nが悪化するのを抑えるためである。7は映像信号出力部であり、NTSCやPALといった映像信号を出力する。映像信号をデジタル信号でネットワークに送信する場合は、圧縮・符号化機能を備えたり、ネットワークインタフェース機能を備えたりすることになる。
8は測光手段としての測光部であり、撮像画像の輝度を測定する。9は制御手段としてのフィルタ制御部であり、測光部8の測光結果に基づいてフィルタ切換え部2を駆動させるかどうかを判定し、モータ3及び動き検知部10に指示を出す。10は動き検知手段としての動き検知部であり、映像信号処理部6での撮像画像の輝度成分に基づいて、検知対象領域内の輝度変化量、変化領域面積割合、変化継続時間から撮像画像内に動きがあったかどうかを検知する。11は動き検知処理部であり、動き検知部10で動きが検知されたとき、録画を開始したり、撮像した画像をメールで送信したり、音声ファイルを再生したりするといった事前に設定した所定の処理を行う。
次に、本実施形態に係る監視カメラ装置の動作について説明する。図2に、監視カメラ装置によるIRCF2a離脱時の動き検知停止制御のフローチャートを示す。測光部8で撮像画像の輝度が所定値以下であることを認識すると(ステップS201)、動き検知部10による動き検知を停止してから(ステップS202)、フィルタ制御部9は撮像光路上からIRCF2aを離脱するようにモータ3を駆動させる(ステップS203)。従来は、撮像画像の輝度が所定値以下であることを認識すると、即撮像光路上からIRCFの離脱駆動を行っていた。しかしながら、IRCF駆動開始から駆動完了までの間、フィルタ枠が撮像画面の中を移動し、この移動の間に複数フレームの撮像画像が出力されてゆく。隣り合うフレーム間では時間に差があるためフィルタ枠は移動しており、その位置が異なることになる。そのため、撮像画像に動きが無くてもこのフィルタ枠の移動による輝度差により「被写体に動きが有った」と誤検知してしまう。本実施形態では、この誤検知を無くすため、まず動き検知部10による動き検知を停止してから(ステップS202)、IRCF2aの離脱駆動を行う(ステップS203)ようにしたものである。
次に、映像信号処理部6では白黒出力処理に切換える(ステップS204)。IRCF2aの切換え完了までの動作時間は事前にわかっており、この時間が経過したとき(ステップS205)、動き検知部10による動き検知を再開する(ステップS206)。IRCF2aの離脱開始直前までに被写体の「動き有り」を検知していた場合は、IRCF2aの離脱の間だけ「動き無し」と判定することになる。そこで、この場合は、動き検知部10による動き検知は停止するにしても、「動き有り」の判定は保持するようにするのが良い。
以上のように、IRCF2aの離脱時は動き検知を停止することで、IRCF2aやフィルタ枠2cの移動による動きの誤検知を防ぐことができる。
なお、本実施形態では、ステップS202で動き検知を停止するように制御したが、停止することに代えて動き検知の動き判定基準を変更するようにしてもよい。動き検知部10では輝度変化量、変化領域面積割合、変化継続時間を評価して動きの有無を判定しているが、フィルタ枠2cの動きによる変化には反応しないようにこの動き判定基準を変えるわけである。例えば、撮像画面内の輝度変化領域がIRCF2aとフィルタ枠2cの移動領域と同じの大きさの部分は除外する(判定基準外とする)。或いは、輝度変化領域の移動速度がIRCF2aとフィルタ枠2cの移動速度と同じであれば除外する(判定基準外とする)というものである。IRCF2a離脱時は動き検知を停止するという制御では、IRCF2aやフィルタ枠2cの移動箇所以外の部分で動きがあっても検知できないことになるが、判定基準を変える制御を行うことでIRCF2aやフィルタ枠2cの移動箇所以外の部分では動き検知ができるようになる。
本実施形態ではIRCF2aを離脱するときの制御について説明したが、IRCF2aを挿入するときも同様に制御を行うようにする。このように制御することで、IRCF2aの挿脱時のIRCF2aやフィルタ枠2cの動作による動きの誤検知を無くすことができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。なお、監視カメラ装置の構成は第1の実施形態と同様であり、ここではその詳細な説明は省略する。
図3に、監視カメラ装置によるIRCF2a離脱時の動き検知領域変更制御のフローチャートを示す。測光部8で撮像画像の輝度が所定値以下であることを認識すると(ステップS301)、フィルタ制御部9は撮像光路上からIRCF2aを離脱するようにモータ3を駆動させる(ステップS302)。
この場合、動き検知部10では、IRCF2a離脱開始から離脱完了までの間、撮像画像の中に動きが無くてもこのIRCF2aやフィルタ枠2cの移動による輝度の変化により「被写体に動きが有った」と誤検知してしまう。そこで、この誤検知を無くすため、IRCF2aとフィルタ枠2cの移動による輝度変化領域を動き検知領域から除外するよう動き検知領域を変更する。具体的には、IRCF2a離脱開始後の時間tのカウントを開始する(ステップS303)。映像信号処理部6では白黒出力処理に切換える(ステップS304)。
動き検知を行うための時間の異なる2つの撮像画像の時間をt1、t2(t2>t1)として、IRCF2aとフィルタ枠2cが時間t1から時間t2の間(移動時間)に移動する領域(エリアt1t2)を求め(ステップS305)る。そして、エリアt1t2と重なる動き検知領域を求める(ステップS306)。このエリアt1t2が動き検知除外領域であり、フィルタ枠2cの移動による輝度変化領域だけでなく、IRCF2aからダミーガラス2bに変わったことによる輝度変化領域も含まれる。詳細については図4に基づいて後述するが、図4では複数の動き検知領域を設定できる例を示している。この複数の動き検知領域のうちステップS306で求められた動き検知領域において、エリアt1t2と重なっている領域を動き検知領域から除外するように新たな動き検知領域を設定する(ステップS307)。即ち、もしエリアt1t2が動き検知領域の真中にあるときは、そのエリアt1t2の両側にある領域が新しい動き検知領域となる。IRCF2aの離脱が完了するまでステップS305からS307を繰返し、離脱完了の時間がきたら(ステップS308)、時間tのカウントを中止し(ステップS309)、時間tをクリアして(ステップS310)、本制御を終了する。
図4は、動き検知領域変更(ステップS305からS307)についてより詳細に説明した図である。図4の中の記号の定義は以下の通りである。
時間t1からt2でのフィルタ枠2cによる輝度変化領域座標(エリアt1t2)
:(Xt1−W、0)(Xt1−W、Lv)(Xt2、0)(Xt2、Lv)
時間t1でのフィルタ枠2cの領域座標(エリアt1)
:(Xt1−W、0)(Xt1−W、Lv)(Xt1、0)(Xt1、Lv)
時間t2でのフィルタ枠2cの領域座標(エリアt2)
:(Xt2−W、0)(Xt2−W、Lv)(Xt2、0)(Xt2、Lv)
Xt1(時間t1でのフィルタ枠2cの先頭X座標)
:(Lh+W)×t1/T
Xt2(時間t2でのフィルタ枠2cの先頭X座標)
:(Lh+W)×t2/T
t1、t2:動き検知に必要な2つの撮像画像の撮像時間(t2>t1)
Lh:撮像画像領域の水平画素数
Lv:撮像画像領域の垂直画素数
T:IRCF2aの駆動時間
W:フィルタ枠2cの幅に相当する画素数
図4について説明する。図4(a)は、IRCF2a駆動後時間t1での撮像画像である。最も外の四角い領域が撮像画像領域401である。撮像画像領域401内の2つの横長四角の領域は動き検知領域402、403である。縦長四角の領域はフィルタ枠2cの領域である。フィルタ枠2cの右側の斜線部がIRCF2aの領域であり、左側がダミーガラス2bの領域である。IRCF2aは図中左から右へと移動することで撮像光路上から離脱しようとしている。このとき被写体である車がある位置に存在する。フィルタ枠2cの進行方向先頭位置はXt1である。この時間t1の状態から時間t2に変わり、図4(b)の撮像画像が取込まれる。
図4(b)は、IRCF2a駆動後時間t2(t2>t1)での撮像画像である。フィルタ枠2cの進行方向先頭位置はXt2である。このとき被写体である車も矢印に示すように移動している。動き検知部10は2つの時間の異なるフレーム間の撮像画像の輝度差を検出することで動きを検知している。ここでは時間t1とt2の撮像画像から動き検知を行っている。
図4(c)は、撮像画像が図4(a)から図4(b)に変わったときのフレーム間の輝度変化の有無を示す図である。動き検知領域は2つ設定されているが、動き検知領域403にはエリアt1t2の領域404が重なっており、エリアt1t2の領域404を除外した領域に動き検知領域が変更される(動き検知領域403a及び403b)。動き検知領域402は通常通りの動き検知を継続する。この結果、エリアt1t2の領域404はIRCF2aの動作により輝度は変化しているが、動き検知領域403から除外されているため動き検知の判定に影響しない。動き検知領域403a及び403bでは輝度変化は無いため「動き無し」と判断される。動き検知領域402では被写体である車の移動による輝度変化があるため「動き有り」と判断される。したがって、IRCF2aの離脱による動きの誤検知は行われないとともに、IRCF2aの移動に無関係の領域は正しく動き検知することができるようになる。
本実施形態ではIRCF2aを離脱するときの制御について説明したが、IRCF2aを挿入するときも同様に制御を行うようにする。このように制御することで、IRCF2aの挿脱時に、IRCF2aやフィルタ枠2cの動作による動きの誤検知を無くすことができるとともに、IRCF2aの動作が重なっていない領域では動き検知を継続することができる。また、図4では複数の動き検知領域を設定できる例を示したが、表示画面全体が1つの動き検知領域の場合も同様に考えることができることは明らかである。
以上述べた実施形態では、動き検知に輝度差分方式を使用したものを記載したが、ベクトル方式のような他の動き検知方式を使用したものにも使用できることは明らかである。また、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、これら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。すなわち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
本実施形態に係る撮像装置は、撮像レンズ1とカメラ本体(撮像素子4、測光部8)が一体型の監視カメラ装置としたが、交換レンズ(撮像レンズ1)とカメラ本体(撮像素子4、測光部8)が挿脱可能な撮像装置にも本発明は適用できる。
1:撮像レンズ、2:フィルタ切換え部、2a:赤外カットフィルタ、2b:ダミーガラス、2c:フィルタ枠、3:モータ、4:撮像素子、5:撮像信号処理部、6:映像信号処理部、7:映像信号出力部、8:測光部、9:フィルタ制御部、10:動き検知部、11:動き検知処理部

Claims (13)

  1. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備え、
    前記制御手段は、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知を停止するよう制御することを特徴とする撮像装置。
  2. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備え、
    前記制御手段は、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き判定基準を変更するよう制御することを特徴とする撮像装置。
  3. 前記制御手段は、動き判定基準を変更するに際して、前記波長帯選別手段の移動による変化領域と同じ大きさの変化領域は判定基準外とするよう制御することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記制御手段は、動き判定基準を変更するに際して、前記波長帯選別手段の移動速度と同じ移動速度の変化領域は判定基準外とするよう制御することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  5. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備え、
    前記制御手段は、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知領域を変更するよう制御することを特徴とする撮像装置。
  6. 前記制御手段は、動き検知領域を変更するに際して、前記波長帯選別手段の移動速度と移動時間から動き検知除外領域を求めることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記制御手段は、動き検知領域を変更するに際して、前記波長帯選別手段の有無による輝度変化領域も動き検知除外領域とすることを特徴とする請求項5又は6に記載の撮像装置。
  8. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段が、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知を停止するよう制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  9. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段が、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き判定基準を変更するよう制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  10. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段が、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知領域を変更するよう制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
  11. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置を制御するプログラムであって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段であり、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知を停止するよう制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  12. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置を制御するプログラムであって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段であり、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き判定基準を変更するよう制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
  13. 撮像光学系により結像した被写体像を撮像信号に変換する撮像手段と、
    前記撮像光学系の光路上にあって、入射した光から特定の波長帯を選別する波長帯選別手段と、
    前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱する挿脱手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像の輝度を測定する測光手段と、
    前記撮像手段で得られた撮像画像内の動きを検知する動き検知手段とを備えた撮像装置を制御するプログラムであって、
    前記測光手段の出力に基づいて前記挿脱手段の動作を制御する制御手段であり、前記挿脱手段により前記波長帯選別手段を光路に対して挿脱中、前記動き検知手段の動き検知領域を変更するよう制御する制御手段としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
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