JP2014158119A - 監視カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 照明手段と撮像手段から構成された監視カメラシステムにおいて、照明光の漏れこみによって発生するゴーストを除去することで、ゴーストの無い監視カメラ映像を出力することを可能にした照明一体型監視カメラシステムを提供すること。
【解決手段】 照明手段と撮像手段から構成された監視カメラシステムにおいて、周囲を照らす照明手段と、被写体を撮像する撮像手段と、照明手段と撮像手段との位置関係から発生するゴーストを検出する検出手段と、検出したゴースト情報を記憶する記憶手段とを有し、撮像手段で撮像した画像からゴースト情報を用いてゴーストを除去するゴースト除去手段を備えることを特徴とする構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置と監視カメラ装置からなるシステムに関し、特に照明装置のよる光がカメラに漏れ込むことで発生するゴースト、フレア等を除去する監視カメラシステムに関するものである。

従来、カメラ撮影時に太陽光等の光がレンズに漏れこむことで撮影画像にゴースト、フレアが発生するという問題がある。それを防ぐ方法として、レンズ先端にレンズフードを取り付けることで光の漏れこみを防いだり、レンズそのものに特殊コーティングを施すことによってゴースト、フレアの低減をはかっている。

上記以外に、ゴーストの発生を抑える方法として、画面上に太陽等の光源があったら、その位置、レベルから発生するゴーストの発生する位置を推測して補正する撮像装置が開示されている。（特許文献１）
一方、監視カメラシステムではカメラの取り付けをどの様な場所にも可能で、簡単に設置できることが望まれている。そのような中、既存の設備を用いて監視カメラを設置する方法として、照明と監視カメラが一体となった照明一体型監視カメラが提案されている。

特開２０１１−２５９３４４号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、カメラの撮影画面上に太陽等の光源が無いと補正できずに、画面外に光源があり、それが原因で発生するゴースト、フレアは補正できないという問題がある。

一方、上述の従来技術の照明一体型監視カメラでは、照明とカメラが近傍に配置されることで、照明からの強い光がレンズに入射されゴーストが発生してしまうという問題がある。

ここで、本発明が解決しようとする課題について図６を用いて説明する。

照明一体型監視カメラは（Ａ）のように照明６０１とカメラのレンズ部６０２と受光素子６０３が一体となったカメラとして構成されている。

この時、照明６０１とレンズ部６０２が近傍にあることによって、照明６０１で照らされた照明光の一部がレンズ部６０２に漏れこみ、ゴースト光として受光素子６０３に入り、撮影された撮影画像にゴーストとして入り込んでしまう。

これを防ぐ為に（Ｂ）のように、レンズ部にフード６０４を取り付けることで、ゴースト光の入射を防ぐことは可能となる。しかし、ゴースト光の入射を防ぐのと同時に照明光の照射を防ぐことにもなり、照明としての機能を低下させてしまう。

更に、別の手段として（Ｃ）のように、照明６０１とレンズ部６０２の距離を引き離すことによって、レンズ部への照明光の漏れこみが無くなり、ゴースト光の入射を防ぐことが可能となる。しかし、照明６０１とレンズ６０２の距離を引き離すことで、照明一体型監視カメラ全体としての機器の大きさが増大してしまう。

そこで、本発明の目的は、照明手段と監視カメラとから構成された監視カメラシステムにおいて、照明光のカメラ部への光の漏れこみによって発生するゴースト、フレアを除去することで、ゴースト、フレアの発生することの無い監視カメラ画像を出力することを可能にした照明一体型監視カメラシステムを提供することである。

上記目標を達成するためには、本発明は、照明手段と撮像手段から構成された監視カメラシステムにおいて、周囲を照らす照明手段と、被写体を撮像する撮像手段と、照明手段と撮像手段との位置関係から発生するゴーストを検出する検出手段と、検出したゴースト情報を記憶する記憶手段とを有し、撮像手段で撮像した画像からゴースト情報を用いてゴーストを除去するゴースト除去手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、照明手段と撮像手段から構成された監視カメラシステムにおいて、照明光の漏れこみによって発生するゴーストを除去して、ゴーストの無い監視カメラ画像を出力する方法を提供することができる。

本発明の第１の実施例を説明するための図 第１、２の実施例の要部（ゴースト補正方法）を説明するためのフローチャート図 第１、２の実施例の要部（ゴースト補正方法）を説明するための図 第１、２の実施例の要部（ゴースト補正画像の生成方法）を説明するための図 本発明の第２の実施例を説明するための図 本発明の解決しようとする課題を説明するための図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる監視カメラシステムの内部構成である。

［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例による、照明光の漏れこみによって発生するゴースト、フレア等を除去する監視カメラシステムにおけるカメラの内部構成について説明する。

１０１はレンズ群であり、固定されたレンズや、不図示のフォーカス、ズーム等で光軸方向に移動可能なレンズで構成される。

１０２は撮像素子であり、レンズを介して撮像素子面に受光された光学像を電気的に変換して、増幅器１０３で所定の信号レベルに増幅する。撮像素子１０２の駆動は不図示のタイミングジェネレータからの信号で駆動し、出力信号のタイミングに合わせてサンプリングし、アナログ−デジタル信号変換を行い、出力される。

１０４は照明であり、各種光源を利用して周囲を明るく照らす。不図示の白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤ等で構成される。照明１０４の駆動は照明制御回路１０５で行われ、照明のＯＮ／ＯＦＦの制御や、明るさの制御、色合いといった調光制御を行う。

１０６は映像処理回路であり、増幅器１０３から入力された映像信号から所定のフォーマットへ変換された映像信号を出力する。また、照明光の漏れこみによって発生するゴースト、フレアの除去も映像処理回路１０６で行う。

１０６ａはゴースト検出回路であり、照明を照らした時にレンズ群１０１に漏れこんで発生するゴースト、フレアを検出する。この時、照明の明るさによって、ゴースト、フレアの発生レベルも変化する為に、照明の明るさの変化に応じたゴースト、フレアの発生レベルを検出する。

１０６ｂはゴースト記憶回路であり、１０６ａで検出されたゴースト、フレア情報を照明の明るさに応じた情報として記憶する。

１０６ｃはゴースト除去回路であり、ゴースト記憶回路で記憶されたゴースト、フレア情報を、映像信号から差し引くことでゴースト、フレア成分を除去して、ゴースト、フレアの無い映像を生成する。

１０６ｄはその他の映像処理回路であり、ゴーストの除去以外の映像処理（γ補正、ホワイトバランス処理等）を行う。

１０７はＣＰＵであり、カメラの信号処理、ネットワーク処理の制御を行う。また照明のＯＮ、ＯＦＦや明るさの制御も行う。

１０８はネットワーク処理回路であり、映像処理回路１０６からの映像信号をネットワーク上へと配信する。また、ネットワーク上からの制御コマンド情報を受信して、カメラ制御情報、照明制御情報として変換を行いＣＰＵ１０７へ転送する。

１０９は照明とカメラから構成された監視カメラであり、上記から構成される。

１１０はネットワーク上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。

１１１はパソコン（ＰＣ）であり、ＬＡＮ１１０を介して監視カメラ１０９と接続されている。ＰＣ上での不図示の制御ツールを用いてカメラの映像を受信して、カメラや照明をコントロールするための制御情報を送信することで各種制御を行う。

カメラで撮影した映像をＰＣ上で表示して監視を行うが、それと合わせて照明のＯＮ／ＯＦＦの制御を行い、同時に照明光の漏れこみで発生するゴーストの補正を行うことで、どのような場合にもゴースト発生することの無い映像を提供することが可能となる。

次に、本発明の第１の実施例による、照明光によって発生するゴースト、フレア等を除去する監視カメラシステムにおける制御方法を図２のフローチャート、図３のゴースト補正説明図を用いて詳しく説明する。

図３で説明するカメラでの撮影画像は、監視カメラが美術館に設置されていることを想定しており、例えば美術館に侵入した泥棒を監視する状態を想定して説明する。

まず、監視カメラシステムのゴースト補正制御がスタートする（２０１）。

最初に、照明１０４がＯＮしているかを確認する。照明がＯＦＦであれば、通常のカメラ制御に移行する（２０２）。

照明がＯＦＦの状態では、通常のカメラ制御となり、カメラで撮影されたｎフレーム目の画像：Ａｎを取得する（２０３）。

そして、出力される画像：Ｂｎを
Ｂｎ＝Ａｎ
として出力する。すなわち、入力された画像には照明ＯＦＦなのでの、照明光の漏れこみによるゴースト、フレア等は発生しないので、入力画像に補正を加えずに、そのまま出力画像として出力する。ここで美術館での監視カメラの撮影画像はゴーストの発生の無い３０１の出力画像となる（２０４）。

次に、照明がＯＮの状態では、まずカメラで撮影されたｎフレーム目の画像：Ａｎを取得する。この画像は照明ＯＮとなっているので、照明光がレンズ群１０１を介して撮像素子１０２へと漏れこむことによってゴースト、フレア等が発生して、ゴーストの発生した画像３０２となる。ここでは、美術館に設置された監視カメラの映像を例としているが、監視対象の被写体（泥棒の顔）にゴーストが重なっており、この画像では監視対象である被写体（泥棒の顔）が認識しにくい画像となっている（２０５）。

ここで、前もってゴースト補正用として記憶してあるゴースト画像：Ｇを取得する。ゴースト画像は、前もってゴースト補正用としてカメラに記憶してあり、画面上のゴースト部のみを抜き出した画像３０３となる（２０６）。

更に、照明ＯＮでの照明の明るさ情報を補正するための係数として、明るさ補正係数：Ｋを取得する（２０７）。

そして、出力される画像：Ｂｎを
Ｂｎ＝Ａｎ−Ｋ×Ｇ
として出力する。すなわち、ゴースト部のみを抜き出した情報に照明の明るさを係数として乗算したものを、入力された画像から差し引くことでゴーストが除去された画像３０４が生成される。このことで監視対象の被写体（泥棒の顔）にゴーストが重なることも無く、被写体の認識が十分可能な画像となっている（２０８）。

上記の処理のｎをカウントアップすることで次フレームの処理に進む（２０９）。

ゴースト補正処理が行われたら、不図示の画像処理を行い、最終的にはゴースト、フレアの無い画像を出力することが可能となる（２０９）。

以上の制御を行うことで、照明がＯＮされて、照明光がカメラのレンズを介して漏れこむことによって発生するゴースト、フレアを除去することが可能となり、ゴースト、フレアの無い画像を常に出力することが可能となる。

ここでは、照明ＯＮ時の照明の明るさ情報を補正するための係数を用いてゴーストを補正すると説明したが、照明の色味によって変化するゴーストの補正として、照明の色味による補正係数としても構わない。

次に、前もって記憶するゴースト補正画像の生成方法に関して図４を用いて説明する。

照明一体型の監視カメラ４０１は、照明部分４０２とレンズ部分４０３から構成されている。

このカメラで画面一律に撮影できる大きさのチャート４０４を撮影する。ここでチャート４０４は画面一様に同一レベルとなる均一チャートであることが望ましい。

このチャート４０４を、照明をＯＦＦした状態で撮影した画像４０５は、画面一様に同一レベルの画像となる。

次に、チャート４０４を、照明をＯＮした状態で撮影すると、その画像４０６は、照明光がレンズ４０２を介して漏れこんでゴーストが発生し、本来であれば画面上にも同一レベルである画像に対して、ゴーストが発生した画像となる。

ここで、照明ＯＮ時のゴーストが発生した画像４０６と、照明ＯＦＦ時のゴースト発生の無い画像４０５の差分をとると、ゴースト部分のみを抜き出したゴースト画像４０７となる。この時、照明ＯＮでの照明明るさによってゴーストのレベルも変化するので、照明の明るさ毎にゴースト画像４０７を生成する。

この画像をゴースト画像としてゴースト記憶回路１０６ｂに記憶しておき、通常撮影時にゴースト補正を行うことで、ゴーストの無い画像を出力することが可能となる。

ここで、撮影するチャート４０４を均一チャートとして説明したが、照明ＯＮと照明ＯＦＦとで同じ被写体であれば、どのような撮影画像でも構わない。同じ被写体での撮影であれば、照明ＯＮ／ＯＦＦ時の差分からゴースト部のみを抜き出すことが可能となり、ゴースト画像４０７の算出は可能となる。

［実施例２］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施例による、照明光によって発生するゴースト、フレア等を除去する監視カメラシステムにおける構成について説明する。第２の実施例は監視カメラシステムの構成は異なるが、ゴースト補正方法（図２、図３）、ゴースト補正画像生成方法（図４）は同じである。

５０１はレンズ群であり、固定されたレンズや、不図示のフォーカス、ズーム等で光軸方向に移動可能なレンズで構成される。

５０２は撮像素子であり、レンズを介して撮像素子面に受光された光学像を電気的に変換して、増幅器５０３で所定の信号レベルに増幅する。撮像素子５０２の駆動は不図示のタイミングジェネレータからの信号で駆動し、出力信号のタイミングに合わせてサンプリングし、アナログ−デジタル信号変換を行い、出力される。

５０４は照明であり、各種光源を利用して周囲を照らすことで明るくする。白熱電球、蛍光灯、ＬＥＤ等で構成される。照明５０４の駆動は照明制御回路１０５で行われ、照明の明るさの制御や、色合いといった調光制御を行う。照明制御回路１０５はネットワーク処理回路５１３に接続され、ネットワーク上からの照明ＯＮ／ＯＦＦ情報や照明明るさ情報を受信して、照明の制御を行う。これらで構成されたネットワーク接続可能な照明５１２はネットワーク上で制御可能な照明手段である。

５０６は映像処理回路であり、増幅器５０３から入力された映像信号から所定のフォーマットへ変換された映像信号を出力する。

５０６ａはゴースト検出回路であり、照明を照らした時にレンズ群５０１に漏れこんで発生するゴースト、フレアを検出する。この時、照明の明るさによって、ゴースト、フレアの発生レベルも変化する為に、照明の明るさに応じたゴースト、フレアを検出する。

５０６ｂはゴースト記憶回路であり、５０６ａで検出されたゴースト、フレア情報を照明の明るさに応じた情報として記憶する。

５０６ｃはゴースト除去回路であり、ゴースト記憶回路で記憶されたゴースト、フレア情報を、映像信号から差し引くことでゴースト、フレア成分を除去して、ゴースト、フレアの無い映像を生成する。

５０６ｄはその他の映像処理回路であり、ゴーストの除去以外の映像処理（γ補正、ホワイトバランス処理等）を行う。

５０７はＣＰＵであり、カメラの信号処理、ネットワーク処理の制御を行う。

５０８はネットワーク処理回路であり、映像処理回路５０６からの映像信号をネットワーク上へと配信する。また、ネットワーク上からの制御コマンド情報を受信して、カメラ制御情報、照明制御情報として変換を行いＣＰＵ５０７へ転送する。

これらで構成された監視カメラ５１１はネットワーク上に接続、制御可能な監視カメラである。

５０９はネットワーク上のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。

５１０はパソコン（ＰＣ）であり、ＬＡＮ５０９を介してカメラと接続されている。ＰＣ上での不図示の制御ツールを用いて監視カメラ５１１の映像を受信して、カメラをコントロールするための制御情報を送信することで各種制御を行う。合わせて、照明５１２の制御情報を受信して、照明のＯＮ／ＯＦＦ、明るさ変更といった照明制御を行う。

監視カメラ５１１で撮影した映像をＰＣ上で表示して監視を行うが、それと合わせて照明５１２の照明ＯＮ／ＯＦＦの制御をＰＣからネットワーク経由で行い、照明ＯＮ時には、照明光の漏れこみによって発生するゴーストの補正を行うことで、どのような場合にもゴースト発生することの無い映像を提供することが可能となる。

尚、実施例の構成としてカメラと照明が一体となったシステム、カメラと照明が別々にネットワークに接続されたシステムについて説明したが、カメラ、照明が２台以上の場合でも、１台のカメラに対する複数照明によるゴーストの補正、１台の照明によって発生する複数カメラのゴーストの補正といった組み合わせによるゴースト補正は同様に可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０１、１０２ レンズ群
１０２、５０２ 撮像素子
１０４、５０４ 照明
１０５、５０５ 照明制御回路
１０６ａ、５０６ａ ゴースト検出回路
１０６ａ、５０６ａ ゴースト記憶回路
１０６ａ、５０６ａ ゴースト除去回路

Claims (4)

1. 照明手段と撮像手段から構成された監視カメラシステムにおいて、
   周囲を照らす照明手段と、
   レンズを有する撮影光学系と像面とを備えた、被写体を撮像する撮像手段と、
   照明手段と撮像手段のレンズ部との位置関係から、照明光が撮像手段に漏れこむことで発生するゴーストを検出するゴースト検出手段と、
   検出したゴースト情報を記憶するゴースト記憶手段とを有し、
   撮像手段で撮像した画像から、記憶されたゴースト情報を用いてゴーストを除去するゴースト除去手段を備えることを特徴とする監視カメラシステム。
2. 上記請求項１に記載の監視カメラシステムにおいて、
   照明手段と、撮像手段が一体化された構造であることを特徴とした監視カメラシステム。
3. 上記請求項１または２に記載の監視カメラシステムにおいて、
   ゴーストを検出するゴースト検出手段は、
   照明ＯＮと、照明ＯＦＦで同一の被写体を撮影し、
   照明ＯＮの画像と、照明ＯＦＦの画像との差分からゴースト情報を算出すること特徴とする監視カメラシステム。
4. 上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の監視カメラシステムにおいて、
   ゴーストを記憶するゴースト記憶手段は、
   ゴースト情報と合わせて、ゴースト検出時の照明手段の明るさ、照明手段の色味情報とを共に記憶し、
   撮像手段で撮影した画像から、記憶されたゴースト情報と、照明手段の明るさと、照明手段の色味情報を用いてゴーストを除去するゴースト除去手段を備えることを特徴とする監視カメラシステム。