JP2019161565A - 映像サイズ調整装置、映像サイズ調整システム、及び映像サイズ調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログカメラから出力される映像信号に係る映像のサイズを自動的に調整することができる技術を提供する。【解決手段】映像サイズ調整装置は、取得部と、検出部と、調整部と、を備える。前記取得部は、アナログカメラから出力される映像信号を取得する。前記検出部は、前記映像信号の輝度値に基づいて、前記映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、前記第１頂点座標の対角に位置する前記有効領域の第２頂点座標を検出し、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標から前記有効領域のサイズを検出する。前記調整部は、前記検出部によって検出された前記有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、前記映像信号に係る映像のサイズを調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、アナログカメラで撮影された映像のサイズを調整する技術に関する。

ＮＴＳＣ方式の総走査線数は５２５本であるが、ＮＴＳＣ方式のアナログカメラにおける有効走査線数は４８０〜４８５本と幅がある。また、走査線１本当たりの有効画素数も７２０〜７６０個と幅がある。このため、ＮＴＳＣ方式のアナログカメラでは映像の有効領域に個体差がある。

特開２０１０−８７９１８号公報

ＮＴＳＣ方式のアナログカメラで撮影された映像を表示装置に表示する場合、黒色表示となる無効領域が表示されないように、ＮＴＳＣ方式のアナログカメラから出力される映像信号に係る映像のサイズを調整して表示装置の画面サイズに合わせる必要がある。

上述したように映像の有効領域に個体差が存在しているため、従来は、ＮＴＳＣ方式のアナログカメラから出力される映像信号に係る映像のサイズをカメラ毎に手動で調整しており、手間がかかっていた。ＮＴＳＣ方式以外のアナログカメラにおいても同様の課題が存在する。

なお、特許文献１では、デジタルカメラで取り込んだ画像サイズによらず指定した画像サイズを出力する画像サイズ変換装置が開示されているが、当該画像サイズ変換装置は映像の有効領域を考慮した画像サイズ変換を行っていない。

本発明は、上記課題に鑑みて、アナログカメラから出力される映像信号に係る映像のサイズを自動的に調整することができる技術を提供することを目的とする。

本発明の映像サイズ調整装置は、アナログカメラから出力される映像信号を取得する取得部と、前記映像信号の輝度値に基づいて、前記映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、前記第１頂点座標の対角に位置する前記有効領域の第２頂点座標を検出し、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標から前記有効領域のサイズを検出する検出部と、前記検出部によって検出された前記有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、前記映像信号に係る映像のサイズを調整する調整部と、を備える構成（第１の構成）である。

上記第１の構成の映像サイズ調整装置において、前記アナログカメラでの１フレームの第１走査方向は第１走査座標から第２走査座標へ向かう方向であり、第２走査方向は前記第２走査座標から前記第１走査座標へ向かう方向であり、前記検出部は、前記１フレームの前記第１走査方向に沿って前記第１頂点座標を探索し、前記１フレームの前記第２走査方向に沿って前記第２頂点座標を探索する構成（第２の構成）であってもよい。

上記第１又は第２の構成の映像サイズ調整装置において、前記検出部は、奇数番目フレームと偶数番目フレームを含む複数のフレームの画像が前記取得部によって取得されてから、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標を検出する構成（第３の構成）であってもよい。

本発明の映像サイズ調整システムは、上記第１〜第３いずれかの構成の映像サイズ調整装置と、前記映像サイズ調整装置に映像信号を出力するアナログカメラと、を備える構成（第４の構成）である。

上記第４の構成の映像サイズ調整システムにおいて、前記アナログカメラは、撮影された映像に係る映像信号と、少なくとも前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標の輝度値が黒色を示す値とは異なる所定値である映像信号とのいずれかを選択して出力する構成（第５の構成）であってもよい。

本発明の映像サイズ調整方法は、アナログカメラから出力される映像信号を取得する取得工程と、前記映像信号の輝度値に基づいて、前記映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、前記第１頂点座標の対角に位置する前記有効領域の第２頂点座標を検出し、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標から前記有効領域のサイズを検出する検出工程と、前記検出工程によって検出された前記有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、前記映像信号に係る映像のサイズを調整する調整工程と、を備える構成（第６の構成）である。

本発明によると、アナログカメラから出力される映像信号に係る映像のサイズを自動的に調整することができる。

映像サイズ調整システムの構成を示すブロック図 映像サイズ調整システムの動作例を示すフローチャート 検出処理の詳細を示すフローチャート アナログカメラから出力される映像信号に係る映像を模式的に示す図 アナログカメラの構成例を示すブロック図 アナログカメラから出力される映像信号に係る映像を模式的に示す図 アナログカメラから出力される映像信号に係る映像を模式的に示す図

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜１．映像サイズ調整システムの構成＞
図１は、本実施の形態に係る映像サイズ調整システムの構成を示す図である。本実施の形態に係る映像サイズ調整システムは、アナログカメラ１と、映像サイズ調整装置２と、を備える。

アナログカメラ１は、ＮＴＳＣ方式のアナログカメラであって、アナログの映像信号を映像サイズ調整装置２に出力する。アナログカメラ１としては、例えば車両の後端に設置され当該車両の後方を撮影するリアカメラを挙げることができるが、他の用途で用いられるカメラであってもよい。

映像サイズ調整装置２は、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像のサイズを調整する。映像サイズ調整装置２は、映像入力部２１と、メモリ２２と、映像出力部２３と、制御部２４と、を備える。

映像入力部２１は、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像を入力する。映像入力部２１は、取得部２１Ａと、調整部２１Ｂと、を備える。

取得部２１Ａは、アナログカメラ１から出力される映像信号を所定の周期（例えば、１／３０秒周期）で時間的に連続して取得する。

調整部２１Ｂは、制御部２４から送信されるサイズ調整設定値Ｖ１に基づいて、映像信号に係る映像のサイズを調整する。詳細は後述するが、サイズ調整設定値Ｖ１は、映像信号に係る映像の有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づく設定値である。したがって、調整部２１Ｂは、映像信号に係る映像の有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、映像信号に係る映像のサイズを調整する。

映像入力部２１は、映像信号に係る映像のデータをＡ／Ｄ変換した後、メモリ２２に出力する。映像信号に係る映像のサイズが調整部２１Ｂによって調整された後は、映像入力部２１は、サイズ調整された映像信号に係る映像のデータをＡ／Ｄ変換した後、メモリ２２に出力する。

メモリ２２は、映像入力部２１から出力される映像のデータを記憶する。具体的には、メモリ２２は、奇数番目フレームと偶数番目フレームを含む複数のフレームの画像データを記憶する。

映像出力部２３は、メモリ２２から順次出力される画像データを映像信号として不図示の表示装置に出力する。映像出力部２３から出力される映像信号の方式は特に限定されない。例えば、映像出力部２３が、Ｉ／Ｐ変換を行ってプログレッシブ方式の映像信号を生成し、プログレッシブ方式の映像信号を不図示の表示装置に出力してもよい。

制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備えるコンピュータである。制御部２４は、映像入力部２１を動作させるために必要なパラメータＰ１を映像入力部２１に送信し、映像出力部２３を動作させるために必要なパラメータＰ２を映像出部２３に送信する。

さらに、制御部２４は、検出部２４Ａを備える。検出部２４Ａは、映像信号に係る映像の有効領域のサイズを検出し、映像信号に係る映像の有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいてサイズ調整設定値Ｖ１を生成し、サイズ調整設定値Ｖ１を映像入力部２１に送信する。検出部２４Ａが行う検出処理の詳細については後述する。なお、制御部２４は、表示装置の解像度に関する情報を不揮発的に記憶する。また、映像サイズ調整装置２に接続される表示装置が変更された場合に対応できるように、制御部２４が記憶している表示装置の解像度に関する情報は書き換え可能であることが望ましい。

＜２．映像サイズ調整システムの動作例＞
図２は、本実施の形態に係る映像サイズ調整システムの動作例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る映像サイズ調整システムが図２に示すフローチャートの動作を実施する際には、アナログカメラ１は画角いっぱいにホワイトボードを撮影する。これにより、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像の有効領域と無効領域との境界が映像信号の輝度値によって明確になる。

まず初めに制御部２４は映像入力部２１にパラメータＰ１を送信し、映像入力部２１はパラメータＰ１を受信して映像入力動作が可能な状態になる（ステップＳ１）。

次に、映像入力部２１の取得部２１Ａは、アナログカメラ１から出力される映像信号を取得する（ステップＳ２）。

次に、制御部２４の検出部２４Ａは、映像信号に係る映像の有効領域のサイズを検出し、映像信号に係る映像の有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいてサイズ調整設定値Ｖ１を生成し、サイズ調整設定値Ｖ１を映像入力部２１に送信する（ステップＳ３）。サイズ調整設定値Ｖ１は、例えば、映像信号に係る映像の有効領域の水平方向サイズに対する表示装置の水平方向解像度の比率と、映像信号に係る映像の有効領域の垂直方向サイズに対する表示装置の垂直方向解像度の比率とをそれぞれ表す値にすればよい。

次に、映像入力部２１の調整部２１Ｂは、制御部２４から送信されるサイズ調整設定値Ｖ１に基づいて、映像信号に係る映像のサイズを調整するスケーリング処理を行う（ステップＳ４）。スケーリング処理の際に画像補間処理を併せて行ってもよい。映像信号に係る映像の有効領域のサイズが表示装置の解像度より小さければ、映像信号に係る映像の有効領域のサイズが表示装置の解像度に一致するように、映像信号に係る映像を拡大する。一方、映像信号に係る映像の有効領域のサイズが表示装置の解像度より大きければ、映像信号に係る映像の有効領域のサイズが表示装置の解像度に一致するように、映像信号に係る映像を縮小する。

次に、制御部２４は映像出力部２３にパラメータＰ２を送信し、映像出力部２３はパラメータＰ２を受信して映像出力動作が可能な状態になる（ステップＳ５）。

最後に、映像出力部２３は映像信号を表示装置に出力する（ステップＳ６）。

なお、ステップＳ３の検出処理は、映像信号に係る映像の有効領域のサイズが検出された後は常に実施する必要はない。映像サイズ調整装置２に接続されているアナログカメラ１が交換された場合等に再度ステップＳ３の検出処理を実施すればよい。また、ステップＳ１の処理は映像入力部２１のパラメータ設定が終わった後は映像入力部２１がパラメータ設定を保持している限り実施する必要はない。同様に、ステップＳ６の処理は映像出力部２３のパラメータ設定が終わった後は映像出力部２３がパラメータ設定を保持している限り実施する必要はない。

＜３．検出処理の詳細＞
図３は、検出処理の詳細を示すフローチャートである。図４は、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像を模式的に示す図である。

まず初めに検出部２４Ａは、注目画素の座標（cnt_x，cnt_y）を第１走査座標（０，０）とする（ステップＳ１１）。第１走査座標のＸ座標は無効領域最小Ｘ座標であり、第１走査座標のＹ座標は無効領域最小Ｙ座標である。

次に検出部２４Ａは、注目画素の輝度値情報を取得する（ステップＳ１２）。

次に検出部２４Ａは、注目画素の輝度値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。例えば２５６階調であれば白色を示す輝度値は２５５になるが、誤差やノイズ等を考慮して上記の閾値は白色を示す輝度値よりも若干低めに設定することが望ましい。

注目画素の輝度値が閾値以上でなければ（ステップＳ１４のＮＯ）、注目画素はまだ無効領域内に位置しているため、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xをインクリメントする（ステップＳ１４）。ステップＳ１４に続くステップＳ１５において、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最大Ｘ座標VIDEO_Xに到達したかどうかを判定する。注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最大Ｘ座標VIDEO_Xに到達していなければ（ステップＳ１５のＹＥＳ）、ステップＳ１２に戻る。注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最大Ｘ座標VIDEO_Xに到達すれば（ステップＳ１５のＮＯ）、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xを無効領域最小Ｘ座標０にし且つ注目画素のＹ座標cnt_yをインクリメントし（ステップＳ１６）、その後ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理により、第１走査方向に沿って有効領域の第１頂点座標（Ｘ１，Ｙ１）を探索することになる。なお、第１走査方向は、第１走査座標（０，０）から第２走査座標（VIDEO_X，VIDEO_Y）に向かう方向である。

一方、注目画素の輝度値が閾値以上であれば（ステップＳ１４のＹＥＳ）、検出部２４Ａは注目画素の座標（cnt_x，cnt_y）を有効領域の第１頂点座標（Ｘ１，Ｙ１）として保存する。

ステップＳ１７に続くステップＳ１８において、検出部２４Ａは、注目画素の座標（cnt_x，cnt_y）を第２走査座標（VIDEO_X，VIDEO_Y）とする。第２走査座標のＸ座標は無効領域最大Ｘ座標であり、第２走査座標のＹ座標は無効領域最大Ｙ座標である。

次に検出部２４Ａは、注目画素の輝度値情報を取得する（ステップＳ１９）。

次に検出部２４Ａは、注目画素の輝度値が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。例えば２５６階調であれば白色を示す輝度値は２５５になるが、誤差やノイズ等を考慮して上記の閾値は白色を示す輝度値よりも若干低めに設定することが望ましい。ステップＳ２０で用いる閾値はステップＳ１３で用いる閾値と同じ値であってもよく異なる値であってもよい。

注目画素の輝度値が閾値以上でなければ（ステップＳ２０のＮＯ）、注目画素はまだ無効領域内に位置しているため、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xをデクリメントする（ステップＳ２１）。ステップＳ２１に続くステップＳ２２において、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最小Ｘ座標０に到達したかどうかを判定する。注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最小Ｘ座標０に到達していなければ（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ステップＳ１９に戻る。注目画素のＸ座標cnt_xが無効領域最小Ｘ座標０に到達すれば（ステップＳ２２のＮＯ）、検出部２４Ａは注目画素のＸ座標cnt_xを無効領域最大Ｘ座標VIDEO_Xにし且つ注目画素のＹ座標cnt_yをデクリメントし（ステップＳ１３）、その後ステップＳ１９に戻る。ステップＳ２１〜Ｓ２３の処理により、第２走査方向に沿って有効領域の第２頂点座標（Ｘ２，Ｙ２）を探索することになる。なお、第２走査方向は、第２走査座標（VIDEO_X，VIDEO_Y）から第１走査座標（０，０）向かう方向である。

一方、注目画素の輝度値が閾値以上であれば（ステップＳ２０のＹＥＳ）、検出部２４Ａは注目画素の座標（cnt_x，cnt_y）を有効領域の第２頂点座標（Ｘ２，Ｙ２）として保存する（ステップＳ２４）。

次に、検出部２４Ａは、有効領域の第１頂点座標（Ｘ１，Ｙ１）と第２頂点座標（Ｘ２，Ｙ２）から有効領域のサイズを検出する（ステップＳ２５）。

次に、検出部２４Ａは、映像信号に係る映像の有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいてサイズ調整設定値Ｖ１を生成する（ステップＳ２６）。

次に、検出部２４Ａは、サイズ調整設定値Ｖ１を映像入力部２１に送信し（ステップＳ２７）、検出処理を終了する。

上述した検出処理によると、検出部２４Ａは、映像信号の輝度値に基づいて、映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、第１頂点座標の対角に位置する有効領域の第２頂点座標を検出し、第１頂点座標及び前記第２頂点座標から有効領域のサイズを検出する。したがって、上述した検出処理及び上述したスケーリング処理により、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像のサイズを自動的に調整することができる。これにより、手動による調整工程の削減や調整精度の向上を図ることができる。

また、上述した検出処理によると、検出部２４Ａは、第１走査方向に沿って有効領域の第１頂点座標を探索し、第２走査方向に沿って有効領域の第２頂点座標を探索する。これにより、探索手順を単純化することができる。

なお、上述した検出処理では、有効領域の第１頂点座標（有効領域最小Ｘ座標および有効領域最小Ｙ座標）を探索した後に有効領域の第２頂点座標（有効領域最大Ｘ座標および有効領域最大Ｙ座標）を探索したが、これとは逆に有効領域の第２頂点座標（有効領域最大Ｘ座標および有効領域最大Ｙ座標）を探索した後に有効領域の第１頂点座標（有効領域最小Ｘ座標および有効領域最小Ｙ座標）を探索してもよい。

また、アナログカメラ１はＮＴＳＣ方式のアナログカメラであるため、アナログカメラ１から出力される映像信号はインターリーブ方式の映像信号である。このため、取得部２１Ａが、アナログカメラ１から出力される映像信号として、奇数番目フレームと偶数番目フレームを含む複数のフレームの画像を取得してから、検出部２４Ａが上述した検出処理を実施するようにすればよい。これにより、有効領域の奇数番目の走査線又は有効領域の偶数番目の走査線のいずれか一方のみしか撮影画像のデータが反映されていない状態で有効領域の第１頂点座標及び第２頂点座標が検出される事態を回避することができる。したがって、有効領域のサイズの検出精度が向上する。

＜４．変形例等＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。また、本明細書中に示される複数の変形例は可能な範囲で組み合わせて実施されてよい。

例えば上記実施形態では、アナログカメラ１としてＮＴＳＣ方式のアナログカメラを用いたが、アナログカメラ１は他の方式のアナログカメラであってもよい。

また例えば上記実施形態では、映像サイズ調整システムが図２に示すフローチャートの動作を実施する際には、アナログカメラ１は画角いっぱいにホワイトボードを撮影することによって、アナログカメラ１から出力される映像信号に係る映像の有効領域を白色にしたが、有効領域と黒色の無効領域との境界が分かれば良いので有効領域が白色ではなく淡色になるような被写体を撮影するようにしてもよい。

またアナログカメラ１を図５に示すような構成にしてもよい。図５に示すアナログカメラは、撮影映像信号生成部１Ａと、テスト映像信号生成部１Ｂと、選択部１Ｃと、を備える。撮影映像信号生成部１Ａは、撮影された映像に係る映像信号を生成する。テスト映像信号生成部１Ｂは、少なくとも有効領域の第１頂点座標及び第２頂点座標の輝度値が黒色を示す値とは異なる所定値である映像信号を生成する。選択部１Ｃは、撮影映像信号生成部１Ａによって生成された映像信号と、テスト映像信号生成部１Ｂによって生成された映像信号とのいずれかを選択して外部に出力する。

映像サイズ調整システムが図２に示すフローチャートの動作を実施する際には、選択部１Ｃが、テスト映像信号生成部１Ｂによって生成された映像信号を選択して映像サイズ調整装置２に出力することで、ホワイトボード等の撮影が不要になるので、利便性が向上する。選択部１Ｃは、例えばアナログカメラ１に設けられた操作部の出力に基づく選択を行ってもよく、また例えば制御部２４から送信される制御信号を受信し、その受信した制御信号に基づく選択を行ってもよい。

テスト映像信号生成部１Ｂによって生成される映像信号（テスト映像信号）に係る映像は、例えば図４に示す映像であってもよく、図６に示す映像のように有効領域の第１走査線（有効領域最小Ｙ座標の走査線）と第２走査線（有効領域最大Ｙ座標の走査線）のみ白色にしてもよく、図７に示す映像のように有効領域の第１頂点（有効領域最小Ｘ座標および有効領域最小Ｙ座標の頂点）と第２頂点（有効領域最大Ｘ座標および有効領域最大Ｙ座標の頂点）のみ白色にしてもよい。テスト映像信号生成部１Ｂによって生成される映像信号（テスト映像信号）に係る映像においても、白色の代わりに淡色を用いてもよい。

１ アナログカメラ
１Ａ 撮影映像信号生成部
１Ｂ テスト映像信号生成部
１Ｃ 選択部
２ 映像サイズ調整装置
２１ 映像入力部
２１Ａ 取得部
２１Ｂ 調整部
２２ メモリ
２３ 映像出力部
２４ 制御部
２４Ａ 検出部

Claims (6)

1. アナログカメラから出力される映像信号を取得する取得部と、
   前記映像信号の輝度値に基づいて、前記映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、前記第１頂点座標の対角に位置する前記有効領域の第２頂点座標を検出し、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標から前記有効領域のサイズを検出する検出部と、
   前記検出部によって検出された前記有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、前記映像信号に係る映像のサイズを調整する調整部と、
   を備える、映像サイズ調整装置。
2. 前記アナログカメラでの１フレームの第１走査方向は第１走査座標から第２走査座標へ向かう方向であり、第２走査方向は前記第２走査座標から前記第１走査座標へ向かう方向であり、
   前記検出部は、前記１フレームの前記第１走査方向に沿って前記第１頂点座標を探索し、前記１フレームの前記第２走査方向に沿って前記第２頂点座標を探索する、請求項１に記載の映像サイズ調整装置。
3. 前記検出部は、奇数番目フレームと偶数番目フレームを含む複数のフレームの画像前記取得部によって取得されてから、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標を検出する、請求項１又は請求項２に記載の映像サイズ調整装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の映像サイズ調整装置と、
   前記映像サイズ調整装置に映像信号を出力するアナログカメラと、
   を備える、映像サイズ調整システム。
5. 前記アナログカメラは、撮影された映像に係る映像信号と、少なくとも前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標の輝度値が黒色を示す値とは異なる所定値である映像信号とのいずれかを選択して出力する、請求項４に記載の映像サイズ調整システム。
6. アナログカメラから出力される映像信号を取得する取得工程と、
   前記映像信号の輝度値に基づいて、前記映像信号に係る映像の有効領域の第１頂点座標を検出し、前記第１頂点座標の対角に位置する前記有効領域の第２頂点座標を検出し、前記第１頂点座標及び前記第２頂点座標から前記有効領域のサイズを検出する検出工程と、
   前記検出工程によって検出された前記有効領域のサイズと表示装置の解像度とに基づいて、前記映像信号に係る映像のサイズを調整する調整工程と、
   を備える、映像サイズ調整方法。

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