JP2015072204A - 監視カメラ及び監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＣＤ又はＣＭＯＳの分光感度を使用可能な波長帯域を用い、装置自体のコストアップを抑制し、撮像対象における水分の有無を検知する。
【解決手段】赤外ＬＥＤ３ｋは、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を、撮像対象に向けて照射する。赤外光カットフィルタＦＬ１は、可視画像の撮像用の波長（例えば４００〜６５０ｎｍ）の可視光を通過させる。可視光カットフィルタＦＬ２は、赤外画像の撮像用の波長（例えば８９０〜１０００ｎｍ）の赤外光を通過させる。制御部１１は、所定期間において、赤外ＬＥＤ３ｋから９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、赤外光カットフィルタＦＬ１から可視光カットフィルタＦＬ２に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、撮像対象の赤外画像を撮像部に撮像させる。信号処理部１５は、所定期間に撮像された赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を外部に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像対象における水分の有無を検知する監視カメラ及び監視システムに関する。

物に水分が含まれるか否かの検知方法として、従来から、水が吸収する波長帯域の赤外光と、水の吸収の変化が少ない波長帯域の赤外光とを被検知物に順次に照らし、被検知物により反射された各赤外光の強度を基にして検知する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に示す含水分検知装置は、水の吸収波長帯域より短波長側（例えば１．３μｍ）、水の吸収波長帯域（例えば１．４５μｍ）、水の吸収波長帯域より長波長側（例えば１．５５μｍ）にそれぞれ分光感度のピークを有する光を被検知物に順次照射する（図７参照）。図７は、従来の含水分検知装置における使用波長帯域と受光分光感度との関係を示すグラフである。

含水分検知装置は、波長１．３μｍの光の点灯動作時、波長１．３μｍ及び１．４５μｍの両方の光の点灯動作時、波長１．４５の光の点灯動作時、波長１．４５μｍ及び１．５５μｍの光の点灯動作時、波長１．５５μｍの光の点灯動作時、における被検知物からの各反射光を基に、被検知物の含水分を判断する。含水分検知装置では、受光素子としてインジウム・ガリウム・ヒ素（ＩｎＧａＡｓ）系のフォトダイオードが用いられ、このフォトダイオードの受光感度は０．７μｍ〜１．７μｍである。

特許第３４６６３６０号公報

しかし、特許文献１では受光素子にＩｎＧａＡｓ系のフォトダイオードが用いられるため、例えば監視カメラの撮像素子にＩｎＧａＡｓ系のフォトダイオードを用いると、装置自体が高価になってしまう。

また、上述したＩｎＧａＡｓ系のフォトダイオードの分光感度は０．７μｍ〜１．７μｍであるため、例えば可視光による可視画像の撮像に用いられるＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を監視カメラの撮像素子として使用できず、可視光による可視画像の撮像が困難となるという課題がある。

本発明は、上述した従来の課題を解決するために、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳの分光感度を使用可能な波長帯域を用い、装置自体のコストアップを抑制し、撮像対象における水分の有無を検知する監視カメラ及び監視システムを提供することを目的とする。

本発明は、撮像対象の画像を撮像する監視カメラであって、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を、前記撮像対象に向けて照射する発光部と、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む赤外画像、又は前記範囲の波長より短波長の光を含む可視画像を撮像する撮像素子と、前記赤外画像を撮像するための波長の光を通過させる第１フィルタ部と、前記可視画像を撮像するための波長の光を通過させる第２フィルタ部と、所定期間において、前記発光部から９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、前記第２フィルタ部から前記第１フィルタ部に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、前記撮像対象の赤外画像を、前記撮像素子に撮像させる制御部と、前記所定期間に撮像された前記赤外画像を基に、前記撮像対象における水分の有無を外部に出力する信号処理部と、を備える監視カメラである。

また、本発明は、監視カメラと、前記監視カメラの前記撮像部により撮像された前記赤外画像又は前記可視画像を表示する表示部と、を備え、前記監視カメラの前記信号処理部は、前記判定結果に対応する合成赤外画像と前記初期赤外画像との差分領域を、前記可視画像に重畳して表示させる監視システムである。

本発明によれば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳの分光感度を使用可能な波長帯域を用い、装置自体のコストアップを抑制し、撮像対象における水分の有無を検知できる。

本実施形態の監視システムのシステム構成を示すブロック図 本実施形態の監視カメラの斜視図 本実施形態の監視カメラにおける使用波長帯域毎の分光感度特性を示すグラフ 光の波長帯域と大気中の透過スペクトルとの関係を示すグラフ （Ａ）本実施形態の監視カメラが撮像した可視画像の一例を示す図、（Ｂ）本実施形態の監視カメラが撮像した赤外画像の一例を示す図 本実施形態の監視システムの動作手順を説明するフローチャート 従来の含水分検知装置における使用波長帯域と受光分光感度との関係を示すグラフ

以下、本発明に係る監視カメラ及び監視システムの実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して説明する。本実施形態の監視システムは、例えば店舗（例えばスーパーマーケット）に設置される監視システム（有人監視システム及び無人監視システムを含む）として説明するが、監視システムの設置先は店舗に限定されない。

なお、本発明は、監視カメラが行う各動作（ステップ）を有する監視制御方法として表現することも可能である。

図１は、本実施形態の監視システム１のシステム構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態の監視カメラ１０の斜視図である。図１に示す監視システム１は、監視カメラ１０と、監視制御装置２０とを含む。監視カメラ１０と監視制御装置２０とは、ネットワークＮＷを介して接続されている。監視カメラ１０の撮像対象（例えば撮像対象位置）は予め既定されており、例えば監視システムが設置された店舗内において水分が溜まり易い場所又は水漏れが発生し易い場所であり、例えばスーパーマーケット内の生鮮食料品売り場の付近の床である。但し、監視カメラ１０の撮像対象は、例えば監視制御装置２０を用いるユーザの変更操作に応じて、適宜変更されても良い。

図１に示すネットワークＮＷは、有線ネットワーク（例えばイントラネット、インターネット）でも良いし、無線ネットワーク（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network））でも良い。

監視カメラ１０は、レンズＬＮと、合計ｎ個（ｎは整数）の赤外ＬＥＤ３１，３２，…，３ｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦ｎ），３（ｋ＋１），…，３（ｎ−１），３ｎと、赤外光カットフィルタＦＬ１と、可視光カットフィルタＦＬ２と、イメージセンサＩＭＧと、制御部１１と、フィルタ切換モータ部１３と、信号処理部１５と、通信Ｉ／Ｆ部１９とを含む構成である。信号処理部１５は、画像判定部１７を含む構成である。

レンズＬＮは、監視カメラ１０の外部から入射する光（光線）を集光し、赤外光カットフィルタＦＬ１又は可視光カットフィルタＦＬ２を介して、光をイメージセンサＩＭＧの所定の撮像面に結合させる。即ち、監視カメラ１０では、図２に示す透明カバー４０を介してレンズＬＮに入射した光は、赤外光カットフィルタＦＬ１又は可視光カットフィルタＦＬ２を介して、イメージセンサＩＭＧの撮像面に結像する。

赤外ＬＥＤ３１，３２，…，３ｋ（ｋは整数、１≦ｋ≦ｎ），３（ｋ＋１），…，３（ｎ−１），３ｎは、制御部１１からの照射制御信号に応じて、例えば９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を、監視カメラ１０の既定の撮像対象に向けて照射する。赤外ＬＥＤ３１，３２，…，３ｋ，３（ｋ＋１），…，３（ｎ−１），３ｎの動作は同一であるため、以下、赤外ＬＥＤ３ｋを例示して説明する。本実施形態では、赤外ＬＥＤ３ｋは、９４０ｎｍの波長の赤外光を照射する。

図２に示すように、ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋ（１≦ｋ≦ｎ）は、レンズＬＮ又はイメージセンサＩＭＧ（不図示）の周囲に環状（ドーナツ状）に配置されている。従って、監視カメラ１０は、コンパクトな筐体構造を形成することができ、撮像対象に対して均一な明るさの照明を照射することができる。

図３は、本実施形態の監視カメラ１０における使用波長帯域毎の分光感度特性を示すグラフである。図３の横軸は波長（ｎｍ）を示し、図３の縦軸は入射光の透過率／発光強度（％）を示す。赤外ＬＥＤ３ｋが照射する赤外光の波長は９４０ｎｍであるため、赤外ＬＥＤ３ｋの入射光（赤外光）の透過率／発光強度（％）は９４０ｎｍにおいてピークとなる（図３に示す実線参照）。ＣＣＤ又はＣＭＯＳの（受光）分光感度は１０００ｎｍ以下であるため、監視カメラ１０のイメージセンサＩＭＧにＣＣＤ又はＣＭＯＳを使用することができる。

第２フィルタ部の一例としての赤外光カットフィルタＦＬ１には、フィルタ切換モータ部１３からのフィルタ制御信号に応じて、可視光カットフィルタＦＬ２に代わって、レンズＬＮから出射した光が入射する。赤外光カットフィルタＦＬ１は、可視画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば４００〜６５０ｎｍの範囲である可視光を通過させ、入射光の波長が６５０ｎｍ以上となる光（例えば赤外光）の通過を遮断（カット）する（図３に示す一点鎖線参照）。

第１フィルタ部の一例としての可視光カットフィルタＦＬ２には、フィルタ切換モータ部１３からのフィルタ制御信号に応じて、赤外光カットフィルタＦＬ１に代わって、レンズＬＮから出射した光が入射する。可視光カットフィルタＦＬ２は、赤外画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば８９０〜１０００ｎｍの範囲である赤外光を通過させ、８９０〜１０００ｎｍの範囲を除く波長を有する光（例えば可視光）の通過を遮断（カット）する（図３に示す点線参照）。

イメージセンサＩＭＧは、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを用いた固体撮像素子であり、赤外光カットフィルタＦＬ１又は可視光カットフィルタＦＬ２を介して、撮像面に結像した光学像を電気信号に変換する。イメージセンサＩＭＧの出力は、電気信号として信号処理部１５に入力される。

制御部１１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成され、監視カメラ１０の各部の動作制御を全体的に統括するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。

制御部１１は、後述する所定期間では、ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋに照射制御信号を出力することで、既定の撮像対象に向けて赤外ＬＥＤ３ｋから９４０ｎｍの波長の赤外光を照射させる。なお、所定期間の開始タイミングは、例えば監視制御装置２０からの赤外画像の撮像指示データを通信Ｉ／Ｆ部１９から取得したタイミングでも良いし、制御部１１が予め保持しているタイマ機能（不図示）に予め設定された所定時刻になったタイミングでも良い。

また、制御部１１は、所定期間の開始時と所定期間の終了時とにおいて、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを切り換えるためのフィルタ制御信号をフィルタ切換モータ部１３に出力する。具体的には、制御部１１は、所定期間の開始時又は所定期間の開始時の直前のタイミングでは、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを可視光カットフィルタＦＬ２に切り換えるためのフィルタ制御信号をフィルタ切換モータ部１３に出力する。一方、制御部１１は、所定期間の終了時又は所定期間の終了時の直前のタイミングでは、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを赤外光カットフィルタＦＬ１に切り換えるためのフィルタ制御信号をフィルタ切換モータ部１３に出力する。

また、制御部１１は、所定期間の開始時に、撮像画像における水分の有無を検知させるための水分検知制御信号を信号処理部１５に出力し、所定期間において撮像された複数個の赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を信号処理部１５に検知させる。

フィルタ切換モータ部１３は、制御部１１から出力されたフィルタ制御信号に応じて、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタをイメージセンサＩＭＧの前で挿脱（スライド）して切り換える。具体的には、フィルタ切換モータ部１３は、所定期間の開始時又は所定期間の開始時の直前のタイミングでは、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを、赤外光カットフィルタＦＬ１から可視光カットフィルタＦＬ２に切り換える。また、フィルタ切換モータ部１３は、所定期間の終了時又は所定期間の終了時の直前のタイミングでは、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを、可視光カットフィルタＦＬ２から赤外光カットフィルタＦＬ１に切り換える。

信号処理部１５は、イメージセンサＩＭＧの出力として入力された画像の電気信号を用いて、人が認識可能なＲＧＢ（Red Green Blue）又はＹＵＶ（輝度・色差）等により規定される画像データを生成する。これにより、監視カメラ１０により撮像された画像データ（撮像画像のデータ）が形成される。撮像画像のデータは、例えば赤外光カットフィルタＦＬ１が使用された場合に形成された可視画像（図５（Ａ）参照）と、可視光カットフィルタＦＬ２が使用された場合に形成された赤外画像（図５（Ｂ）参照）とのどちらかである。信号処理部１５は、撮像画像のデータを通信Ｉ／Ｆ部１９に出力する。また、信号処理部１５は、撮像対象における水分の有無の検知結果（判定結果）を、通信Ｉ／Ｆ部１９から外部（例えば監視制御装置２０）に出力（例えば送信）させる。なお、ここで、外部とは、ネットワークＮＷに接続された監視制御装置２０に限定されず、例えば監視カメラ１０に接続された外部記憶媒体（例えばＵＳＢ（Universal Serious Bus）メモリ等の半導体メモリ）、又はネットワークＮＷに接続された他の装置（不図示）でも良い。

画像判定部１７は、制御部１１から出力された水分検知制御信号に応じて、撮像対象の画像における水分の有無を検知させるための水分検知制御信号を信号処理部１５に出力し、所定期間において撮像された複数個の赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を検知する。画像判定部１７の動作の詳細については、図６を参照して後述する。

通信Ｉ／Ｆ部１９は、信号処理部１５から出力された撮像画像のデータを、ネットワークＮＷを介して、監視制御装置２０に送信する。また、通信Ｉ／Ｆ部１９は、監視制御装置２０から送信された撮像指示データを制御部１１に出力する。

監視制御装置２０は、通信Ｉ／Ｆ部２１と、制御部２３と、操作部２５と、表示部２７とを含む構成である。監視制御装置２０は、例えば監視システムの監視制御室（不図示）に設置される据置型のＰＣ（Personal Computer）でも良いし、ユーザが携帯可能な携帯電話機、タブレット端末、スマートフォン等のデータ通信端末でも良い。以下、ユーザは本実施形態の監視システム１が設置された店舗の店員を想定して説明するが、特に限定されず来店客でも良い。

通信Ｉ／Ｆ部２１は、ネットワークＮＷを介して、監視カメラ１０が送信した撮像画像のデータを受信して表示部２７に表示させる。図５（Ａ）は、本実施形態の監視カメラ１０が撮像した可視画像ＶＳＧの一例を示す図である。図５（Ｂ）は、本実施形態の監視カメラ１０が撮像した赤外画像ＩＲＧの一例を示す図である。図５（Ａ）では、説明を簡単にするために、本実施形態の監視システム１が設置される店舗内ではなく、実験室に監視システム１が設置された場合を想定し、実験室で撮像された可視画像ＶＳＧが示されている。

ここで、例えば撮像対象にビニールシートＰＳＨが置かれた場合には、ユーザは、例えば表示部２７に表示された可視画像ＶＳＧ（図５（Ａ）参照）を目視しても、ビニールシートＰＳＨの上に水たまりＷＴＲが存在していることを確認することが困難である。従って、可視画像ＶＳＧから撮像対象における水分の存在を検知することは容易ではない。

そこで、本実施形態では、監視カメラ１０は、図５（Ａ）に示す可視画像ＶＳＧを基にして、撮像対象における水分の有無を検知せず、図５（Ｂ）に示す赤外画像ＩＲＧを基にして、撮像対象における水分の有無を検知することができる。例えば９４０ｎｍの波長の赤外光を用いた赤外画像ＩＲＧによれば、水たまりＷＴＲが発生している位置が明確に分かる（図５（Ｂ）参照）。なお、ユーザは、例えば表示部２７に表示された赤外画像ＩＲＧを目視することで、撮像対象に水たまりＷＴＲが存在していることを判断することができる。

また、通信Ｉ／Ｆ部２１は、制御部２３から出力された赤外画像の撮像指示データを取得し、ネットワークＮＷを介して、赤外画像の撮像指示データを監視カメラ１０に送信する。

制御部２３は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰを用いて構成され、監視制御装置２０の各部の動作制御を全体的に統括するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。制御部２３は、ユーザの操作部２５を用いた入力操作に応じて、赤外画像の撮像指示データを通信Ｉ／Ｆ部２１に出力する。

操作部２５は、ユーザの入力操作の内容を制御部２３に通知するためのユーザインターフェース（ＵＩ：User Interface）であり、例えばマウス、キーボード等のポインティングデバイスである。また、操作部２５は、例えば表示部２７の画面に対応して配置され、ユーザの指又はスタイラスペンによって入力操作が可能なタッチパネル又はタッチパッドを用いて構成されても良い。

表示部２７は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（Electroluminescence）を用いて構成され、通信Ｉ／Ｆ部２１から出力された撮像画像のデータを表示する。

図４は、光の波長帯域と大気中の透過スペクトルとの関係を示すグラフである。図４の横軸は光の波長（μｍ）を示し、図４の縦軸は透過率（％）を示す。図４では、赤外ＬＥＤ３ｋが照射する赤外光の波長は９４０ｎｍであるため、水分（Ｈ_２Ｏ）の透過率は低下することが分かる。従って、監視カメラ１０の撮像対象に水分が存在している場合には、赤外光が水分に吸収されて、水分が薄黒く映されるので赤外画像において水分の存在位置が識別し易くなる。

従って、本実施形態の監視カメラ１０は、所定期間において、水分透過率が低下する波長（例えば９３０〜９５０ｎｍ）を用いて複数の赤外画像を撮像するので、撮像された複数の赤外画像を基にして、撮像対象における水分の有無を検知できる。

次に、本実施形態の監視システム１の監視カメラ１０における水分の存在の検知方法について、図５（Ａ），図５（Ｂ）及び図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の監視システム１の動作手順を説明するフローチャートである。図６に示すフローチャートの各動作は、例えば店舗の開店前の所定時刻に少なくとも１度行われる。

図６において、監視カメラ１０は、所定期間、即ち赤外画像の撮像期間の開始前に、リセット処理を行う（Ｓ１１）。ここで、リセット処理とは、例えば監視カメラ１０の撮像対象（店舗内の生鮮食料品売り場の付近の床）が十分に拭かれて水分が存在していない状態（例えば水漏れが発生していない状態）において、監視カメラ１０が、監視制御装置２０からの指示データに応じて、ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋに９４０ｎｍの波長を有する赤外光を照射させて撮像対象における赤外画像（初期赤外画像）を撮像する処理である。なお、初期赤外画像の撮像枚数は１枚でも良いし、複数枚でも良い。初期赤外画像のデータは、監視カメラ１０内のメモリ（不図示）に一時的に記憶される。

監視カメラ１０の制御部１１は、ステップＳ１１の後、所定期間の開始までの一定期間（例えば５０秒間）では、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを赤外光カットフィルタＦＬ１に切り換えるためのフィルタ制御信号をフィルタ切換モータ部１３に出力する。フィルタ切換モータ部１３は、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを赤外光カットフィルタＦＬ１に切り換える。これにより、監視カメラ１０は、ステップＳ１１の後、所定期間の開始までの一定期間（例えば５０秒）では、可視画像（図５（Ａ）参照）ＶＳＧを撮像する（Ｓ１２）。可視画像ＶＳＧのデータは、ネットワークＮＷを介して、監視制御装置２０の表示部２７に表示される。

監視カメラ１０の制御部１１は、上述した可視画像の撮像期間に相当する一定期間（例えば５０秒間）が終了した後、赤外画像の撮像期間に相当する所定期間（例えば１０秒間）では、ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋに照射制御信号を出力することで、既定の撮像対象に向けて赤外ＬＥＤ３ｋから９４０ｎｍの波長の赤外光を照射させる（Ｓ１２）。

更に、監視カメラ１０の制御部１１は、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを可視光カットフィルタＦＬ２に切り換えるためのフィルタ制御信号をフィルタ切換モータ部１３に出力する。フィルタ切換モータ部１３は、レンズＬＮから出射した光を入射させるフィルタを可視光カットフィルタＦＬ２に切り換える。これにより、監視カメラ１０は、可視画像の撮像期間に相当する一定期間（例えば５０秒間）の終了後の所定期間（例えば１０秒間）では、赤外画像（図５（Ｂ）参照）ＩＲＧを撮像する（Ｓ１２）。赤外画像ＩＲＧのデータは、ネットワークＮＷを介して、監視制御装置２０の表示部２７に表示されても表示されなくても良い。

また、監視カメラ１０の制御部１１は、所定期間（例えば１０秒間）の開始時に、撮像画像（赤外画像）における水分の有無を検知させるための水分検知制御信号を信号処理部１５に出力し、所定期間（例えば１０秒間）において撮像された複数個の赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を信号処理部１５に検知させる。なお、監視カメラ１０は１枚／１秒の赤外画像を撮像し、以下、所定期間（例えば１０秒間）では合計１０枚の赤外画像のデータが得られたとして説明する。

ステップＳ１２の後、信号処理部１５の画像判定部１７は、ステップＳ１２において撮像された合計１０個の赤外画像のデータを用いて、各赤外画像を構成する特定の（１つの）画素毎にステップＳ１３〜Ｓ１５の動作、即ち、赤外画像を構成する特定の（１つの）画素内の画像が店舗内の床又は水分であるか否かを判定する。

具体的には、画像判定部１７は、合計１０枚の赤外画像のデータの中で判定対象となる特定の（１つの）画素内の画像が６個以上にわたって同一の座標に写っているか否か、即ち判定対象となる特定の画素内の画像が動いている物体であるか否かを判定する（Ｓ１３）。なお、ステップＳ１３では、判定対象となる特定の画素内の画像が動いている物体であるか否かの判定閾値として６を例示しているが、６に限定されない。

画像判定部１７は、合計１０枚の赤外画像のデータの中で、特定の（１つの）画素が６個以上にわたって写っていると判定した場合には（Ｓ１３、ＹＥＳ）、判定対象となる特定の（１つの）画素内の画像は床でも水分でも無く動いている物体であると判定する。更に、画像判定部１７は、合計１０個の赤外画像のデータにおいて判定対象となった画素内の画像データを、ステップＳ１１において撮像された初期赤外画像内に対応する画素内の画像データに置換する（Ｓ１４）。なお、ステップＳ１４では、画像判定部１７は、合計１０個の赤外画像のデータではなくいずれか１個の赤外画像のデータを選択し、選択された赤外画像のデータの該当画素の画像を置換対象として処理しても良い。

一方、画像判定部１７は、合計１０個の赤外画像のデータの中で、特定の（１つの）画素が６枚以下にわたって写っていないと判定した場合には（Ｓ１３、ＮＯ）、判定対象となる特定の（１つの）画素内の画像は動いている物体ではなく床又は水分であると判定する（Ｓ１５）。この場合、画像判定部１７は、判定対象となる特定の（１つの）画素内の画像をそのまま残す非置換処理を行う。

更に、画像判定部１７は、全ての画素毎にステップＳ１３〜Ｓ１５の動作の判定結果に対応する、赤外画像のデータの全ての画素毎にステップＳ１４の置換処理又はステップＳ１５の非置換処理を反映させた１個の合成赤外画像を生成する（Ｓ１６）。この合成赤外画像とは、例えば合計１０個の赤外画像のデータのうちいずれか１個の赤外画像のデータの中で、ステップＳ１４によって特定の画素の画像が初期赤外画像内の同一座標の画素の画像に置換され、ステップＳ１５によって特定の画素の画像がそのまま維持されたことで合成された赤外画像である。

次に、画像判定部１７は、ステップＳ１１において撮像された初期赤外画像とステップＳ１６において生成された合成赤外画像とを比較し、ステップＳ１５において床又は水分であると判定された全ての画素を含む所定範囲が初期赤外画像と合成赤外画像とにおいて変化しているか否かを判定する（Ｓ１７）。

画像判定部１７は、ステップＳ１５において床又は水分であると判定された全ての画素を含む所定範囲が初期赤外画像と合成赤外画像とにおいて変化していないと判定した場合には（Ｓ１７、ＮＯ）、ステップＳ１５において床又は水分であると判定された全ての画素を含む所定範囲は水分（例えば水漏れ）ではなく床であると判定する（Ｓ１８）。

一方、画像判定部１７は、ステップＳ１５において床又は水分であると判定された全ての画素を含む所定範囲が初期赤外画像と合成赤外画像とにおいて変化していると判定した場合には（Ｓ１７、ＹＥＳ）、ステップＳ１５において床又は水分であると判定された全ての画素を含む所定範囲は床ではなく水分（例えば水漏れ）であると判定する（Ｓ１９）。

画像判定部１７は、ステップＳ１９において水分（例えば水漏れ）であると判定された所定範囲、即ち初期赤外画像と合成赤外画像との差分領域を識別可能に、ステップＳ１２において監視制御装置２０の表示部２７に表示された可視画像ＶＳＧ（図５（Ａ）参照）に重畳して表示させる（Ｓ２０）。

画像判定部１７は、ステップＳ２０の後、差分領域の画素数が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１）。ここで、所定値とは、例えばユーザが撮像対象における水分の存在が店舗内にとって好ましくない大きさ（水漏れの範囲）に対応する値として設定され、ユーザ毎に異なる値であり、ユーザが操作部２５を用いた入力操作により、適宜変更されても良い。

画像判定部１７は、差分領域の画素数が所定値以上であると判定した場合には（Ｓ２１、ＹＥＳ）、監視カメラ１０の撮像対象に水分（例えば水漏れ）が存在していることをユーザに報知するためのアラームの出力指示を、通信Ｉ／Ｆ部１９を介して監視制御装置２０に送信する（Ｓ２２）。一方、差分領域の画素数が所定値以上ではない場合には（Ｓ２１、ＮＯ）、撮像対象に水分が存在しているがユーザに報知する程の大きさではないと考えられるので、画像判定部１７の動作は終了する。なお、ステップＳ１８の後も画像判定部１７の動作は終了する。

以上により、本実施形態では、監視カメラ１０は、赤外画像の撮像期間に相当する所定期間において、合計ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋ（１≦ｋ≦ｎ）から、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を、監視カメラ１０の撮像対象に向けて照射する。監視カメラ１０は、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を含む赤外画像、又は９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長より短波長の光を含む可視画像を撮像する。赤外光カットフィルタＦＬ１は、可視画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば４００〜６５０ｎｍの範囲である可視光を通過させる。可視光カットフィルタＦＬ２は、赤外画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば８９０〜１０００ｎｍの範囲である赤外光を通過させる。

また、監視カメラ１０は、所定期間、即ち赤外画像の撮像期間では、合計ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋから９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、更に、赤外光カットフィルタＦＬ１から可視光カットフィルタＦＬ２に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、既定の撮像対象の赤外画像を複数、撮像させる。監視カメラ１０は、所定期間に撮像された複数の赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を判定して外部に出力する。

これにより、監視カメラ１０は、赤外ＬＥＤ３ｋが照射する赤外光の波長として、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを使用しても高い分光感度が得られ、且つ、水分透過率が低下する波長（例えば９３０〜９５０ｎｍ）を用いて複数の赤外画像を撮像するので、撮像された複数の赤外画像を基にして、撮像対象における水分の有無を検知できる。従って、監視カメラ１０は、撮像素子として、例えば特許文献１に示すＩｎＧａＡｓ系のフォトダイオードではなくＣＣＤ又はＣＭＯＳを使用できるので、監視カメラ１０の装置自体のコストアップを抑制できる。

以下、上述した本発明に係る監視カメラ及び監視システムの構成、作用及び効果を説明する。

本発明の一実施形態は、撮像対象の画像を撮像する監視カメラであって、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を、前記撮像対象に向けて照射する発光部と、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む赤外画像、又は前記範囲の波長より短波長の光を含む可視画像を撮像する撮像素子と、前記赤外画像を撮像するための波長の光を通過させる第１フィルタ部と、前記可視画像を撮像するための波長の光を通過させる第２フィルタ部と、所定期間において、前記発光部から９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、前記第２フィルタ部から前記第１フィルタ部に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、前記撮像対象の赤外画像を、前記撮像素子に撮像させる制御部と、前記所定期間に撮像された前記赤外画像を基に、前記撮像対象における水分の有無を外部に出力する信号処理部と、を備える監視カメラである。

上述した構成では、赤外ＬＥＤ３ｋは、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を、監視カメラ１０の撮像対象に向けて照射する。監視カメラ１０は、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を含む赤外画像、又は９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長より短波長の光を含む可視画像を撮像する。赤外光カットフィルタＦＬ１は、可視画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば４００〜６５０ｎｍの範囲である可視光を通過させる。可視光カットフィルタＦＬ２は、赤外画像を撮像するための波長として、入射光の波長が例えば８９０〜１０００ｎｍの範囲である赤外光を通過させる。

制御部１１は、所定期間、即ち赤外画像の撮像期間において、赤外ＬＥＤ３ｋから９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、更に、赤外光カットフィルタＦＬ１から可視光カットフィルタＦＬ２に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、撮像対象の赤外画像を撮像させる。信号処理部１５は、所定期間に撮像された赤外画像を基に、撮像対象における水分の有無を判定して外部に出力する。

これにより、監視カメラ１０は、赤外ＬＥＤ３ｋが照射する赤外光の波長として、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳを使用しても高い分光感度が得られ、且つ、水分透過率が低下する波長（例えば９３０〜９５０ｎｍ）を用いて赤外画像を撮像するので、撮像された赤外画像を基にして、撮像対象における水分の有無を検知できる。従って、監視カメラ１０は、撮像素子として、例えば特許文献１に示すＩｎＧａＡｓ系のフォトダイオードではなくＣＣＤ又はＣＭＯＳを使用できるので、監視カメラ１０の装置自体のコストアップを抑制できる。

また、本発明の一実施形態は、前記発光部が、前記撮像素子の周囲に環状に複数個、配置される監視カメラである。

上述した構成では、ｎ個の赤外ＬＥＤ３ｋが、監視カメラ１０のレンズＬＮ又は撮像素子ＩＭＧの周囲に環状（例えばドーナツ状）に配置されている。従って、監視カメラ１０は、コンパクトな筐体構造を形成でき、撮像対象に対して均一な照明を照射できる。

また、本発明の一実施形態は、前記発光部が、９４０ｎｍの波長の赤外光を照射し、前記第１フィルタ部が、９００〜９９０ｎｍの範囲の波長の赤外光を通過させる監視カメラである。

上述した構成では、各々の赤外ＬＥＤ３ｋが、９３０〜９５０ｎｍの範囲のうち、９４０ｎｍの波長の赤外光を照射する。また、可視光カットフィルタＦＬ２は、９００〜９９０ｎｍの範囲の波長の赤外光を通過させる。

これにより、監視カメラ１０は、赤外光の波長が９４０ｎｍである場合に、９３０〜９５０ｎｍの範囲の中で水分の透過率が最も低下し、更に、可視光カットフィルタＦＬ２が９００〜９９０ｎｍの範囲の波長の赤外光を通過させる場合に、ノイズが低減された赤外画像を撮像できる。従って、監視カメラ１０は、撮像対象に水分が含まれていることをユーザに簡易に判断可能な赤外画像を撮像できる。即ち、ユーザは、監視カメラ１０により撮像された赤外画像を目視することで、撮像対象における水分の有無を簡易に判断できる。

また、本発明の一実施形態は、前記制御部が、前記所定期間前に、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、前記撮像対象の初期赤外画像を前記撮像素子に撮像させ、前記信号処理部が、前記所定期間に撮像された複数個の前記赤外画像のうち、所定個以上の赤外画像にわたって静止している物体の有無の判定結果と、前記判定結果に対応する合成赤外画像と前記初期赤外画像との比較結果と、に応じて、前記撮像対象における水分の有無を外部に出力する監視カメラである。

上述した構成では、制御部１１は、所定期間、即ち赤外画像の撮像期間の開始前に、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の赤外光を含む、撮像対象の初期赤外画像を撮像させる。また、信号処理部１５は、所定期間に撮像された複数個の赤外画像のうち、所定個以上の赤外画像にわたって静止している物体の有無の判定結果と、判定結果に対応して生成した合成赤外画像と初期赤外画像との比較結果とに、応じて、撮像対象における水分の有無を判定して外部に出力する。

これにより、監視カメラ１０は、撮像対象における水分の有無の判定を、所定期間前に撮像された初期赤外画像と所定期間に撮像された複数個の赤外画像とを用いてソフトウェアにより簡易に実現することができる。

また、本発明の一実施形態は、監視カメラと、前記監視カメラの前記撮像部により撮像された前記赤外画像又は前記可視画像を表示する表示部と、を備え、前記監視カメラの前記信号処理部は、前記判定結果に対応する合成赤外画像と前記初期赤外画像との差分領域を、前記可視画像に重畳して表示させる監視システムである。

上述した構成では、表示部２７は、監視カメラ１０により撮像された赤外画像又は可視画像を表示する。監視カメラ１０の信号処理部１５は、初期赤外画像と合成赤外画像との比較結果に対応して生成した合成赤外画像と初期赤外画像との差分領域を識別可能に、可視画像に重畳して表示させる。

これにより、監視システム１は、合成赤外画像と初期赤外画像との差分領域が表示部２７に重畳して表示された可視画像を基にして、撮像対象における水分の有無の判断をユーザに効果的に促すことができる。

また、本発明の一実施形態は、前記監視カメラの前記信号処理部が、前記差分領域の画素数が所定値以上である場合に、前記撮像対象における水分の存在を報知するアラームを出力させる監視システムである。

上述した構成では、監視カメラ１０の信号処理部１５は、合成赤外画像と初期赤外画像との差分領域の画素数が所定値以上である場合には、撮像対象における水分の存在を報知するためのアラームを出力する。従って、監視システム１は、撮像対象における水分の存在が検知された場合にアラームを出力することで、撮像対象における水分の存在をユーザに効果的に認識させることができる。なお、本実施形態では、複数の赤外ＬＥＤを用いているが、複数の赤外ＬＥＤの代わりに、ハロゲンランプ及び赤外光透過フィルタを用いても良い。

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳの分光感度を使用可能な波長帯域を用い、装置自体のコストアップを抑制し、撮像対象における水分の有無を検知する監視カメラ及び監視システムとして有用である。

１ 監視システム
１０ 監視カメラ
１１、２３ 制御部
１３ フィルタ切換モータ部
１５ 信号処理部
１７ 画像判定部
１９、２１ 通信Ｉ／Ｆ部
２０ 監視制御装置
２５ 操作部
２７ 表示部
３１、３２、３ｋ、３（ｋ＋１）、３（ｎ−１）、３ｎ 赤外ＬＥＤ
ＦＬ１ 赤外光カットフィルタ
ＦＬ２ 可視光カットフィルタ
ＩＭＧ イメージセンサ
ＬＮ レンズ

Claims (6)

1. 撮像対象の画像を撮像する監視カメラであって、
   ９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を、前記撮像対象に向けて照射する発光部と、
   ９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む赤外画像、又は前記範囲の波長より短波長の光を含む可視画像を撮像する撮像素子と、
   前記赤外画像を撮像するための波長の光を通過させる第１フィルタ部と、
   前記可視画像を撮像するための波長の光を通過させる第２フィルタ部と、
   所定期間において、前記発光部から９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を照射させ、前記第２フィルタ部から前記第１フィルタ部に切り換えて、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、前記撮像対象の赤外画像を、前記撮像素子に撮像させる制御部と、
   前記所定期間に撮像された前記赤外画像を基に、前記撮像対象における水分の有無を外部に出力する信号処理部と、を備える、
   監視カメラ。
2. 請求項１に記載の監視カメラであって、
   前記発光部は、前記撮像素子の周囲に環状に複数個、配置される、
   監視カメラ。
3. 請求項１に記載の監視カメラであって、
   前記発光部は、９４０ｎｍの波長の赤外光を照射し、
   前記第１フィルタ部は、９００〜９９０ｎｍの範囲の波長の赤外光を通過させる、
   監視カメラ。
4. 請求項１に記載の監視カメラであって、
   前記制御部は、前記所定期間前に、９３０〜９５０ｎｍの範囲の波長の光を含む、前記撮像対象の初期赤外画像を前記撮像素子に撮像させ、
   前記信号処理部は、
   前記所定期間に撮像された複数個の前記赤外画像のうち、所定個以上の赤外画像にわたって静止している物体の有無の判定結果と、
   前記判定結果に対応する合成赤外画像と前記初期赤外画像との比較結果と、に応じて、前記撮像対象における水分の有無を外部に出力する、
   監視カメラ。
5. 請求項４に記載の監視カメラと、
   前記監視カメラの前記撮像部により撮像された前記赤外画像又は前記可視画像を表示する表示部と、を備え、
   前記監視カメラの前記信号処理部は、
   前記判定結果に対応する合成赤外画像と前記初期赤外画像との差分領域を、前記可視画像に重畳して表示させる、
   監視システム。
6. 請求項５に記載の監視システムであって、
   前記監視カメラの前記信号処理部は、
   前記差分領域の画素数が所定値以上である場合に、前記撮像対象における水分の存在を報知するアラームを出力させる、
   監視システム。