JP2015126293A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】プライバシー領域をより高精度にマスキング可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置1は、撮影レンズ100を介して得られた光学像を光電変換して画素信号を出力する撮像素子102と、画素信号に基づいて生成される画像データの一部をマスキングするためのマスク領域を生成するマスク生成部105と、画像データとマスク領域とを合成して合成画像を出力する画像合成部107とを有し、マスク生成部105は、撮影レンズ100に起因する誤差情報を用いてマスク領域の位置を決定する。【選択図】図1
Description
本発明は、プライバシー領域を遮蔽するようにマスキング可能な撮像装置に関する。
従来から、監視カメラにおいて、プライバシー保護の観点から映像および画像の一部を遮蔽するマスキング技術が知られている。ズーム機能を備えた監視カメラにおいて、常に同じ範囲を遮蔽するには、ズーム機能により変更された画角に応じてマスキング位置を追従させる必要がある。このため、マスク領域の大きさを変更する必要があるが、レンズ固有の光軸中心のバラツキなどにより、マスク領域の大きさを変更するだけでは遮蔽すべき領域に対してマスキング位置がずれてしまう場合がある。
特許文献1には、プライバシー保護のため、画面の一部をプライバシー保護範囲として画像をマスクする(隠す)ためのマスク位置の記憶手段及びマスク表示手段を備えた監視カメラ装置が開示されている。特許文献1の監視カメラ装置は、回転台のパン方向、チルト方向回転動作とマスクの位置を演算し表示するまでの時間的遅延のために生じるマスク表示の位置とプライバシー保護範囲との間のズレを改善するように構成されている。
しかしながら、特許文献1の監視カメラ装置では、レンズ固有の光軸中心ズレが考慮されていない。このため、遮蔽すべき対象物が画面上に見えてしまう可能性がある。
そこで本発明は、プライバシー領域をより高精度にマスキング可能な撮像装置を提供する。
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系を介して得られた光学像を光電変換して画素信号を出力する撮像素子と、前記画素信号に基づいて生成される画像データの一部をマスキングするためのマスク領域を生成するマスク生成部と、前記画像データと前記マスク領域とを合成して合成画像を出力する画像合成部とを有し、前記マスク生成部は、前記撮影光学系に起因する誤差情報を用いて前記マスク領域の位置を決定する。
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
本発明によれば、プライバシー領域をより高精度にマスキング可能な撮像装置を提供することができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図1を参照して、本発明の実施例1における撮像装置について説明する。図1は、本実施例における撮像装置1のブロック図である。
撮像装置1において、100は、入射光を結像するためのフォーカスレンズおよびズームレンズを含む撮影レンズ(撮影光学系)である。101は、撮影レンズ100(ズームレンズ)のズーム倍率を変更するレンズ駆動部(ズーム手段)である。102は、撮影レンズ100を介して得られた被写体像(光学像)を光電変換して画素信号を出力する撮像素子である。AFE103は、撮像素子102から出力された画像信号(アナログ信号)を増幅し、画像信号に含まれるアンプ雑音およびリセット雑音を除去するアナログ回路を含む。またAFE103は、所定のアナログ処理後のアナログ信号(画像信号)をデジタル信号に変換するA/D変換器を含む。
図1において、11はGUI(グラフィカルユーザインターフェース)である。図2はGUI11のイメージ図である。GUI11上には、図2に示されるように画像表示部111が設けられている。図1中の112は、例えばユーザが図2に示されるようなGUI11上の画像表示部111で任意のマスクデータ(マスク領域の位置および大きさに関するデータ)を設定することができるマスクデータ設定部である。104は、マスクデータ設定部112にて設定されたマスクデータを記憶するマスクデータ記憶部である。撮像装置1にマスクデータ記憶部104を設けることにより、マスクデータを撮像装置1の内部にて保持することができる。
105は、マスクデータ記憶部104にて記憶されているマスクデータを取得し、マスク領域を生成するマスク生成部である。すなわちマスク生成部105は、撮像素子102から出力された画素信号に基づいて生成される画像データの一部をマスキングするためのマスク領域を生成する。106は、撮影レンズ100に起因する誤差情報(撮影レンズ100の光軸のずれ量、または、ズーム中心誤差情報)を記憶する誤差情報記憶部(レンズデータ記憶部、記憶手段)である。誤差情報記憶部106は、マスク生成部105にてマスクが生成される際に、データ(誤差情報)をマスク生成部105に出力する。107は、AFE103から出力されたデジタル信号(画像データ)とマスク生成部105より生成されたマスク領域とを合成して合成画像を出力する画像合成部である。111は、画像合成部107から出力された合成画像(マスク領域が描画された撮影画像)を表示する画像表示部である。
続いて、図3および図4を参照して、本実施例におけるマスクデータの設定方法について説明する。図3は、GUI11の画像表示部111上におけるマスク領域301の設定例である。図4は、マスク領域301の設定方法を示すフローチャートである。図4の各ステップ(マスク領域301の設定)は、ユーザがマスクデータ設定部112を介して行われる。
まず、図4のステップS10において、ユーザは、GUI11上の画像表示部111を介して、遮蔽すべき領域(プライバシー領域)が撮影画像中に存在するか否かを判断する。撮影画像中にプライバシー領域が存在しない場合、本フローは終了する。一方、撮影画像中にプライバシー領域が存在する場合、ステップS11に進む。
ステップS11において、ユーザは、マスクデータ設定部112を介して、マスク領域の設定方法を選択する。本実施例において、ユーザは、撮影画像上の矩形状のマスク領域301がプライバシー領域の全体を遮蔽することができるように、始点(本実施例では、マスク領域301の左下の頂点)、高さ、および、幅(マスク領域301の位置および大きさ)を指定する。本実施例において、マスク領域の設定方法は、カーソル指定方式(第1の指定方式)または直接数値指定方式(第2の指定方式)から選択される。ユーザがカーソル指定方式を選択した場合、ステップS12に進む。一方、ユーザが直接数値指定方式を選択した場合、ステップS13に進む。ただし本実施例はこれに限定されるものではなく、マスク領域の始点、高さ、および、幅の指定方法として、他の方法を用いてもよい。
カーソル指定方式が選択された場合、ステップS12において、図3に示されるように、ユーザはマウスのようなポインティングデバイスを用いて、直接カーソルで矩形の始点、高さ、および、幅をドラッグアンドドロップで指定する。図3(a)は、マスク設定モードに移行した際の画像表示部111上でのマスク領域301の初期位置を示している。図3(b)は、初期位置のマスク領域301の幅を画像表示部111上で変更した状態(横伸長)を示している。図3(c)は、初期位置のマスク領域301の高さを画像表示部111上で変更した状態(縦伸長)を示している。図3(d)は、初期位置のマスク領域301を画像表示部111上で移動させた状態(座標移動)を示している。一方、直接数値指定方式が選択された場合、ステップS13において、ユーザは、直接GUI11上の入力フォームにマスク領域の始点、高さ、および、幅を入力する。
続いてステップS14において、マスクデータ設定部112は、設定したマスクデータ数が、設定可能な最大のマスクデータ数を超えたか否かを判定する。このように本実施例のマスクデータ設定部112(マスクデータ記憶部104)は、マスク領域の位置、高さ、および、幅を含むマスクデータとして、最大マスクデータ設定数(最大のマスクデータ数)以内において複数のマスクデータを保持することができる。マスクデータ設定部112は、始点、高さ、および、幅以外に、各マスク領域を塗りつぶすための色情報を設定するように構成してもよい。また、各マスク領域が有効か無効かを判定するためのフラグを保持または設定してもよい。
ステップS14にて、設定したマスクデータ数が設定可能な最大のマスクデータ数を超えていない場合、ステップS10に戻り、ステップS10〜S14を繰り返す。一方、設定したマスクデータ数が設定可能な最大マスクデータ数を超えた場合、本フローは終了する。
続いて、図5乃至図7を参照して、ユーザにより設定されたマスクデータからマスク領域を生成する過程について説明する。図5は、マスク領域の始点を基準とした各頂点の座標を示す図である。図6は、マスク領域の各頂点の中心座標を示す図である。図7は、本実施例において、マスクデータを取得してマスクが撮影画面上に表示されるまでの処理を示すフローチャートである。図7の各ステップは、主に、マスク生成部105または画像合成部107により実行される。
まず、図7のステップS100において、マスク生成部105は、マスクデータからマスク領域の4つの頂点を算出する。本実施例では、マスク領域の始点の頂点(座標)をm0(x,y)、マスク領域の幅をΔx、および、マスク領域の高さをΔyとそれぞれ定義する。そして、マスクデータをM(x,y,Δx,Δy)と表すとき、図5に示されるようにマスクデータMを平面座標上に配置する。図5に示されるように、マスク領域の4つの頂点は、平面座標上のm0(x,y)、m1(x+Δx,y)、m2(x+Δx,y+Δy)、m3(x,y+Δy)のように算出される。
続いて、図7のステップS101において、マスク生成部105は、マスク領域の4つの頂点m0〜m3の座標に基づいて、マスク領域の中心座標を算出する。図6に示されるように、中心座標は、c0((x+Δx)/2,(y+Δy)/2)と算出される。マスク生成部105は、このように算出されたマスク領域の中心座標に対して、撮影レンズ100に起因する誤差情報(撮影レンズ100の光軸のずれ量、または、ズーム中心誤差情報)を取得し、マスク領域の描画位置を補正する。本実施例において、誤差情報は誤差情報記憶部106に予め記憶されており、マスク生成部105は誤差情報記憶部106から誤差情報を取得するように構成されている。ただし本実施例はこれに限定されるものではない。
続いてステップS102において、マスク生成部105は、ズーム倍率が変更されたか否か(第1のズーム倍率から第2のズーム倍率に変更されたか否か)を判定する。ズーム倍率が変更されていない場合(第1のズーム倍率が維持されている場合)、ステップS105に進む。一方、ズーム倍率が変更された場合(第1のズーム倍率が第2のズーム倍率に変更された場合)、ステップS103に進む。
ステップS103において、マスク生成部105は、レンズ誤差データ(誤差情報)を取得する。本実施例において、レンズ誤差データは、現在のズーム倍率(変更後のズーム倍率)におけるズーム位置に応じた誤差情報であり、誤差情報記憶部106から取得される。そしてステップS104において、マスク生成部105は、ステップS103にて得られた誤差情報を用いて、マスク領域の中心座標を補正する。
続いてステップS105において、マスク生成部105は、マスク領域の中心座標(補正後の中心座標)に基づいて、マスク描画データ(マスク領域の描画データ)を作成する。そしてステップS106において、画像合成部107は、マスク描画データを撮影画像に合成する。最後に、ステップS107において、画像表示部111は、画像(撮影画像とマスク描画データとの合成画像)を表示する。
次に、図8乃至図10を参照して、撮影レンズ100(ズームレンズ)のズレ量(光軸中心のズレ量)およびその補正量の生成方法について説明する。図8(a)、(b)は、撮影レンズ100(ズームレンズ)の各ズーム位置における理想中心(光軸中心)に対する垂直成分と水平成分のズレ量(光軸中心のズレ量)をそれぞれ示す図である。図9は、ズームレンズの光軸中心のズレ量に対するマスク領域の補正量を示す図である。図10は、ズームレンズの光軸中心のズレ量に対する補正量の生成方法を示す図である。
図8(a)、(b)は、ズームレンズをワイド側(Wide)からテレ側(Tele)までズーミングさせた際のズームレンズの理想中心(光軸中心)に対する実際のレンズ中心の軌跡を、垂直方向と水平方向のそれぞれに分解した場合のグラフである。ズームレンズの光軸中心のズレ量(中心ズレ)は、ズームレンズを駆動させる機械的構造の精度に起因して生じる。また、ズームレンズの理想中心(光軸中心)からのズレ量の水平成分と垂直成分に関しては、バラつき(レンズの固体差)がある場合が多い。このため、一律で固定の補正量を設定するよりも、レンズごとに調整した(異なる)補正量を取得することが好ましい。
図9は、ズームレンズの中心(実際のレンズ中心)が理想中心(光軸中心)と一致するように補正量を算出し、ズーム位置(パルス)に応じてテーブル化したものであり、ズーム位置と補正量(垂直方向、水平方向)との関係を示している。補正量の垂直成分および水平成分をそれぞれzx,zyとすると、補正後のマスク領域の中心座標c1は、c1((x+Δx)/2−zx,(y+Δy)/2−zy)のように表される。
続いて図10を参照して、補正量テーブルの生成方法について説明する。まず、撮像装置1または撮影レンズ100の前方に基準被写体120(白紙上に描いた黒点や点光源など)を配置し、ズーミングを行いながら基準被写体120の撮影画面上の座標位置を記憶する。そして、各ズーム位置において、基準被写体120と理想中心との差分(差分の絶対値)を算出する。
図11は、撮影レンズ100をワイド側(Wide)からテレ側(Tele)までズーミングする際の撮影画面内での基準被写体120の見え方(理想中心に対する基準被写体120の位置の変化)を示している。図11の基準被写体120の見え方に関しては、撮影レンズ100(ズームレンズ)に応じてバラつきがあるため、図11はその一例を示したものである。このとき、基準被写体120の大きさが変化しないようにするために、撮像装置1または撮影レンズ100を基準被写体120に対して垂直移動するか、または、基準被写体120を撮影レンズ100の光軸に対して平行に移動させてもよい。なお、前述のテーブル生成方法は一例であり、ズームレンズの中心ズレのデータ取得に好適な他の方法を用いてもよい。
また、複数のマスクデータが設定されている場合、順に、前述と同様の手順を行えばよい。また、各マスクデータが色情報を保持している場合、その色情報に従ってマスク領域に色付けして表示することができる。また、各マスクデータが、有効か無効かのフラグを保持している場合、そのフラグに従って有効であれば表示し、無効であれば非表示にすることができる。
次に、図12を参照して、本発明の実施例2における撮像装置について説明する。本実施例における撮像装置の基本構成は、実施例1の撮像装置1と同様である。ただし、撮影レンズ100に関しては、広角系で歪曲収差が含んでいることを前提として説明する。
図12は、本実施例におけるマスクデータの補正処理を示すフローチャートである。図12の各ステップは、主にマスク生成部105により実行される。まず、ステップS200において、マスク生成部105は、現在のズーム倍率が変更されたか否かを判定する。ズーム倍率が変更されていない場合、本フローは終了する。一方、ズーム倍率が変更された場合、ステップS201において、マスク生成部105は、レンズ誤差データ(誤差情報)を取得する。本実施例において、レンズ誤差データは、実施例1と同様の手順で誤差情報記憶部106に予め記憶しておく。
続いてステップS202において、マスク生成部105は、現在の画角が所定の画角以上(ズーム倍率が所定のズーム倍率以下)であるか否かを判定する。画角が所定の画角未満である場合、ステップS205に進む。一方、画角が所定以上である場合、ステップS203に進む。ステップS203において、マスク生成部105は、マスク領域の中心座標(マスクの描画位置)が画面中心から所定以上の距離にあるか否かを判定する。マスク領域の中心座標が画面中心(実際のレンズ中心)から所定の距離未満である場合、ステップS205に進む。一方、マスク領域が画面中心から所定以上の距離にある場合、ステップS204に進む。ステップS204において、マスク生成部105は、画面中心とマスク領域の中心座標との間の距離に応じて補正値の重み付けを行う。そして、ステップS205に進む。
ステップS205において、マスク生成部105は、必要に応じて、現在の画角およびマスク領域の描画位置に応じた補正量を参照し、マスク領域の中心座標を補正する。重み付けに関しては、歪曲収差を含む広角系レンズにおいて、ズームがワイド側(Wide)でかつ周辺にマスク領域が設定されている場合、通常のズーム時の座標計算では実際の対象領域をカバーしきれない。樽型の歪曲収差を有するレンズに関しては、ワイド側(Wide)からテレ側(Tele)への倍率変更時に、画像の周辺部の被写体が撮影画面内から離脱する速度が、歪曲収差のないレンズと比較して遅くなる傾向がある。
このため、ワイド側(Wide)からミドル位置(Middle)までの比較的歪曲収差の影響を受けやすいズーム領域では、マスク領域のズーム位置による座標変換およびズームレンズの中心ズレによる座標の補正量を小さくする。これにより、重み付けのカバー率を向上させることができる。本実施例では、樽型の歪曲収差を有するレンズに関して説明したが、糸巻き型の歪曲収差を有するレンズに関しても同様に、樽型の歪曲収差の場合と逆の補正をすることで効果を得ることができる。図13は、歪曲収差を考慮した画角に応じたマスク領域の中心座標の補正量の例である。図14は、撮影画像の中心からの距離に応じたズームレンズの中心ズレの補正量に対する補正係数のテーブルの例である。
実施例1と同様に、本実施例のマスクデータをM(x,y,Δx,Δy)、ズームレンズの中心ズレの補正量の垂直成分と水平成分をそれぞれzx,zyとする。また、前述の画角に応じた補正量の垂直成分と水平成分をそれぞれax,ay、画面中心からの距離に応じた補正係数をそれぞれdx,dyとする。このとき、補正後のマスク領域の中心座標c2は、c2((x+Δx)/2−zx−(dx*ax),(y+Δy)/2−zy−(dy*ay))と表される。
実施例1と同様に、複数のマスクデータが設定されている場合、順に、前述と同様の手順を行えばよい。また、各マスクデータが色情報を保持している場合、その色情報に従ってマスク領域に色付けして表示することができる。また、各マスクデータが、有効か無効かのフラグを保持している場合、そのフラグに従って有効であれば表示し、無効であれば非表示にすることができる。
各実施例において、マスク生成部105は、撮影光学系(撮影レンズ100)に起因する誤差情報を用いてマスク領域の位置を決定する。好ましくは、誤差情報は、撮影光学系を構成するズームレンズの光軸中心のズレ量に応じた誤差情報である。また好ましくは、撮像装置1は、ズームレンズ(撮影レンズ100)を移動させてズーム倍率を変更するズーム手段(レンズ駆動部101)を有する。そして誤差情報は、ズームレンズの位置に応じて異なっている。また好ましくは、誤差情報は、ズームレンズの個体差に応じて異なっている。
好ましくは、撮像装置1は、誤差情報を記憶する記憶手段(誤差情報記憶部106)を有する。そしてマスク生成部105は、記憶手段に記憶された誤差情報を用いてマスク領域の中心位置を補正する。より好ましくは、マスク生成部105は、ズーム倍率が第1のズーム倍率である状態で、マスク領域の中心位置としての第1の中心位置を算出する。そしてマスク生成部105は、ズーム倍率が第1のズーム倍率である場合、中心位置として第1の中心位置を設定する。一方、ズーム倍率が第2のズーム倍率に変更された場合、中心位置として、誤差情報を用いて補正された第2の中心位置を設定する。
好ましくは、マスク生成部105は、画像データの画面中心からの距離に応じて重み付けされた補正値を用いて、マスク領域の中心位置を補正する(図12中のステップS204)。より好ましくは、マスク生成部105は、ズーム倍率が所定のズーム倍率以下である場合(画角が所定の画角以上である場合)、画面中心からの距離に応じて重み付けされた補正値を用いて、マスク領域の中心位置を補正する(ステップS202)。より好ましくは、マスク生成部105は、マスク領域の中心位置が画面中心から所定の距離以上である場合、画面中心からの距離に応じて重み付けされた補正値を用いて、マスク領域の中心位置を補正する(ステップS203)。
各実施例の撮像装置によれば、光軸中心のバラつきがある撮影光学系(ズームレンズ)においても、プライバシー領域に対するマスクのカバー率を向上させることができる。このため各実施例によれば、プライバシー領域をより高精度にマスキング可能な撮像装置を提供することができる。
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。
1 撮像装置
102 撮像素子
105 マスク生成部
107 画像合成部
102 撮像素子
105 マスク生成部
107 画像合成部
Claims (11)
- 撮影光学系を介して得られた光学像を光電変換して画素信号を出力する撮像素子と、
前記画素信号に基づいて生成される画像データの一部をマスキングするためのマスク領域を生成するマスク生成部と、
前記画像データと前記マスク領域とを合成して合成画像を出力する画像合成部と、を有し、
前記マスク生成部は、前記撮影光学系に起因する誤差情報を用いて前記マスク領域の位置を決定する、ことを特徴とする撮像装置。 - 前記誤差情報は、前記撮影光学系を構成するズームレンズの光軸中心のズレ量に応じた誤差情報であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記ズームレンズを移動させてズーム倍率を変更するズーム手段を更に有し、
前記誤差情報は、前記ズームレンズの位置に応じて異なっていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記誤差情報は、前記ズームレンズの個体差に応じて異なっていることを特徴とする請求項2または3に記載の撮像装置。
- 前記誤差情報を記憶する記憶手段を更に有し、
前記マスク生成部は、前記記憶手段に記憶された前記誤差情報を用いて前記マスク領域の中心位置を補正することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記マスク生成部は、
ズーム倍率が第1のズーム倍率である状態で、前記マスク領域の前記中心位置としての第1の中心位置を算出し、
前記ズーム倍率が前記第1のズーム倍率である場合、前記中心位置として前記第1の中心位置を設定し、
前記ズーム倍率が第2のズーム倍率に変更された場合、前記中心位置として、前記誤差情報を用いて補正された第2の中心位置を設定する、ことを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。 - 前記マスク生成部は、前記画像データの画面中心からの距離に応じて重み付けされた補正値を用いて、前記マスク領域の前記中心位置を補正することを特徴とする請求項5または6に記載の撮像装置。
- 前記マスク生成部は、ズーム倍率が所定のズーム倍率以下である場合、前記画面中心からの距離に応じて重み付けされた前記補正値を用いて、前記マスク領域の前記中心位置を補正することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 前記マスク生成部は、前記マスク領域の前記中心位置が前記画面中心から所定の距離以上である場合、該画面中心からの距離に応じて重み付けされた前記補正値を用いて、前記マスク領域の該中心位置を補正することを特徴とする請求項7または8に記載の撮像装置。
- 前記マスク領域の位置および大きさに関するマスクデータを設定するマスクデータ設定部を更に有し、
前記マスク生成部は、前記マスクデータに基づいて前記マスク領域を生成することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記合成画像を表示する画像表示部を更に有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。
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