JP2022159983A - Illumination control device, imaging apparatus, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、赤外照明が可能な照明制御装置等に関する。 The present invention relates to a lighting control device and the like capable of infrared lighting.
従来、監視カメラ等における低照度撮影において、赤外カットフィルタ(以下、IRCF)を撮影光路から抜去した状態で撮影するナイトモードが搭載されている機種がある。又、外光や照明がほぼないような暗闇の環境においては、赤外照明を併用しながら撮影するような監視カメラや監視システム等の運用も広く浸透している。同様の理由で、可視光照明を併用する場合もあるが、監視対象や設置環境によっては可視光照明を使用できない場合もあり、そのような状況下では赤外照明が活用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there are models equipped with a night mode in which an infrared cut filter (hereinafter referred to as an IRCF) is removed from the imaging optical path for low-illumination photography in a surveillance camera or the like. In addition, in a dark environment where there is almost no outside light or illumination, the operation of monitoring cameras, monitoring systems, etc. that capture images while using infrared lighting is also widely used. For the same reason, there are cases where visible light illumination is used together, but there are cases where visible light illumination cannot be used depending on the object to be monitored or the installation environment, and under such circumstances, infrared illumination is utilized.
一般的な監視カメラ等のナイトモードでは、IRCFを撮影光路から抜去することによる赤外成分を取り込むため、被写体本来の色味とは異なる色味となってしまうため、撮影画像の色成分を抜いて白黒画像を出力する場合が主流である。又一方で、可視光がほぼないような暗闇環境においても被写体の色を識別したいというユーザーの要望がある。 In the night mode of general surveillance cameras, etc., the IRCF is removed from the shooting optical path, and the infrared component is captured. In most cases, a black-and-white image is output by On the other hand, there is a user's desire to distinguish the color of an object even in a dark environment where there is almost no visible light.
例えば、特許文献1では、画像を複数の領域に分割し、非可視光(赤外光)の光量が所定以下の領域に対して光源部を制御する技術が開示されている。又、特許文献2では、可視光と非可視光の比率に応じて画質調整する技術が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1の技術内容は非可視光照射時においては、撮影画像の色成分は考慮していないため、被写体の色再現が低下してしまう問題がある。又、特許文献2の内容は、非可視光照射時においては被写体の色再現ができない。
However, the technical content of
そこで本発明は、赤外照明時に画像の色再現性とS/Nを両立させることができる照明制御装置等を得ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an illumination control apparatus and the like that can achieve both the color reproducibility of an image and the S/N ratio during infrared illumination.
照明制御装置において、
可視光成分量を測定する可視光測定部と、
赤外照明を照射する赤外照明部と、
前記可視光測定部で測定された前記可視光成分量が第1の閾値から第2の閾値にかけて低下するのに応じて、前記赤外照明部による前記赤外照明の強度を徐々に変化させる制御部と、を備えることを特徴とする。
In the lighting control device,
a visible light measurement unit that measures the amount of visible light components;
an infrared illumination unit that emits infrared illumination;
Control for gradually changing the intensity of the infrared illumination by the infrared illumination unit in response to the amount of visible light components measured by the visible light measurement unit decreasing from a first threshold to a second threshold. and a part.
本発明によれば、赤外照明時に画像の色再現性とS/Nを両立させることができる照明制御装置等を実現することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to realize an illumination control device and the like that can achieve both color reproducibility and S/N of an image when illuminated with infrared light.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について実施例を用いて説明する。尚、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略ないし簡略化する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below using examples with reference to the accompanying drawings. In each drawing, the same members or elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted or simplified.
又、実施例においては、撮像装置としてネットワークカメラに適用した例について説明する。しかし、撮像装置はデジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、カメラ付きのスマートフォン、カメラ付きのタブレットコンピュータ、車載カメラなどの撮像機能を有する電子機器等を含む。 Also, in the embodiment, an example in which the imaging apparatus is applied to a network camera will be described. However, imaging devices include digital still cameras, digital movie cameras, smartphones with cameras, tablet computers with cameras, and electronic devices with imaging functions such as in-vehicle cameras.
最初に、図1~図3を参照して実施例1による照明制御装置の構成や処理について説明する。
図1は、実施例1に係る照明制御装置の構成を示すブロック図である。本実施例の照明制御装置は撮像装置の一例としてのネットワークカメラと組み合わされて用いられ、赤外照明部100、照明制御部101、可視光測定部102、判定部103、記憶部104等から構成されている。
First, the configuration and processing of the lighting control device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a lighting control device according to a first embodiment. The illumination control apparatus of this embodiment is used in combination with a network camera as an example of an imaging apparatus, and is composed of an
赤外照明部100は、赤外光(例えば略800nm~略1000nmの赤外の分光特性を有する光)を発光することで赤外照明を行う。照明制御部101は、赤外照明部100の照明強度を制御する。照明制御部101は、赤外照明部100の照明強度以外に、照明強度を変更するタイミングや照明強度を変更する速度、照明分解能等の制御可能な種々のパラメータを制御する。
可視光測定部102は、撮影環境、特に被写体の可視光成分量(可視光強度)を測定する。判定部103は、可視光測定部102で測定された可視光強度等を判定し、判定結果に基づき、照明制御部101を介して赤外照明部100の発光強度等を制御する。
The
The visible
又、判定部103等はコンピュータとしてのCPUを有し、記憶部104に記憶されたコンピュータプログラムに基づき装置全体の各部の動作を制御する制御手段(制御部)として機能する。更に、判定部103は撮像装置に対して制御信号を送信するように構成されている。記憶部104は、コンピュータプログラムの他に照明制御部101で赤外照明部100の強度を制御するために予め用意した複数の照明制御パターン、判定に用いるための予め決められた閾値等を記憶する。
The
次に、図2は、実施例1に係る照明制御装置の処理を表すフローチャートであり、図2のフローチャートを用いて照明制御装置の処理の流れを説明する。尚、判定部103等のコンピュータが、記憶部104に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図2の各ステップの動作が行われる。又、図2に示すフローチャートの動作中に撮像装置における撮像動作が行われているものとする。
Next, FIG. 2 is a flowchart showing processing of the lighting control device according to the first embodiment, and the flow of processing of the lighting control device will be described using the flowchart of FIG. 2 is performed by a computer such as the
まず、ステップS201では、可視光測定部102が可視光成分の量を測定する。可視光測定部は例えば可視光の波長領域に感度を有する照度センサを用いて環境の照度(lux)を測定するように構成されている。尚、可視光測定部102で測定する方向及び範囲は、赤外照明部100の照射方向と略同一方向又は略同一範囲に設定されており、その方向や範囲は撮像レンズ及び撮像素子による撮像方向や撮像範囲を含むように構成されている。
ステップS202では、ステップS201で測定した可視光成分の量が第1の閾値以下であるかどうかを判定部103で判定する。
First, in step S201, the visible
In step S202, the
ここで、第1の閾値は予め決められた可視光成分の量(明るさ)に相当する値に設定されており、第1の閾値以下となると、例えば監視用途の撮像装置でカラー撮影した場合に画像のS/Nが悪化してしまう明るさに対応している。又、第1の閾値以下になると、撮像装置に対して、撮像レンズの撮像光路上のIRCF(赤外カットフィルタ)を退避させると共に、撮像装置において、カラー画像の生成を行わせるように制御信号を送信する。尚、第1の閾値はユーザーが任意に設定できるようにしても良い。
可視光成分の量が第1の閾値より大きい場合は、照明制御部101は、赤外照明部100による照明をオフする(ステップS203)。
Here, the first threshold is set to a value corresponding to a predetermined amount (brightness) of the visible light component. corresponds to the brightness at which the S/N ratio of the image deteriorates. Further, when the value becomes equal to or less than the first threshold value, the control signal instructs the imaging device to retract the IRCF (infrared cut filter) on the imaging optical path of the imaging lens and to generate a color image in the imaging device. to send. Note that the first threshold may be arbitrarily set by the user.
If the amount of the visible light component is greater than the first threshold, the
ステップS202で、可視光成分の量が第1の閾値以下であると判定された場合は、ステップS204において、可視光が第2の閾値以上であるかどうかを判定部103で判定する。ステップS204で、可視光測定部102で測定された可視光の量が第2の閾値より小さい場合は、ステップS205において、赤外照明の照明強度を出力限界(上限)まであげると共に、撮像装置側では白黒画像を生成するように制御信号を送信する。ここで、第2の閾値は、例えば監視用途の撮像装置でカラー撮影した場合に被写体を画像上で認識できない、又は画像の色情報が識別できないような予め決められた明るさに設定される。或いは、ユーザーが任意に設定できるようにしても良い。
If it is determined in step S202 that the amount of the visible light component is equal to or less than the first threshold, the
ステップS204でYesの場合は、ステップS206に進む。ステップS206では、照明制御部101により、赤外照明部100による赤外照明の強度が、可視光測定部102で測定された可視光成分の量に対して所定の割合になるように制御する。このとき、照明強度を変更する際の変更タイミングや変更速度、照明分解能など、照明制御部101で制御可能な種々のパラメータを変更しても良い。詳細な制御の例は、図3を用いて説明する。
If Yes in step S204, the process proceeds to step S206. In step S<b>206 , the
ここで、図3は、実施例1に係る可視光の閾値と赤外照明強度の関係を表したグラフである。即ち、図3は図2のフローチャートのステップS202及びステップS204で夫々判定部103が判定対象とする第1の閾値第2の閾値と、ステップS206で制御される赤外照明の強度の例を表している。又、図3では、ステップS205で照明制御部101が制御する際の出力上限を横破線で表している。第1の閾値は第2の閾値よりも大きい。即ち、相対的に可視光成分が多い(明るい)関係にある。尚、赤外照明の照明強度の上限は変更可能であっても良い。
Here, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the visible light threshold value and the infrared illumination intensity according to the first embodiment. That is, FIG. 3 shows an example of the first and second thresholds to be determined by the
又、ステップS206で照明制御部101が制御する赤外照明強度は、第1の閾値から第2の閾値の間で、可視光成分が少なくなる(暗くなる)に従って、赤外照明部100の赤外照明強度を弱める方向に制御する。ここで、ステップS206は、可視光測定部で測定された前記可視光成分量が第1の閾値から第2の閾値にかけて低下するのに応じて、前記赤外照明部による前記赤外照明の強度を徐々に変化(低下)させる制御部として機能している。
Further, the infrared illumination intensity controlled by the
即ち、ステップS206では、赤外光成分と可視光成分の比率が略一定となるように制御する。その場合赤外光成分の方が可視光成分よりも大きい関係にすることが望ましい。従って、S/Nと色再現性のバランスが取れた画像を得ることができる。尚、可視光成分が第1の閾値から第2の閾値の間では撮像装置で生成されるカラー画像の彩度を強調するような制御をさせることが望ましい。 That is, in step S206, control is performed so that the ratio of the infrared light component and the visible light component is substantially constant. In that case, it is desirable that the infrared light component is larger than the visible light component. Therefore, it is possible to obtain an image with well-balanced S/N and color reproducibility. Note that it is desirable to perform control to emphasize the saturation of the color image generated by the imaging device when the visible light component is between the first threshold and the second threshold.
更に又、測距部を用いて赤外照明部100の照射方向に存在する被写体までの距離を測定し、測定した被写体距離に応じて赤外照明強度のオフセット量を制御しても良い。即ち、例えば図3中の一点鎖線のように第1の閾値から第2の閾値までの赤外照明強度の傾きを維持しつつ被写体距離が大きいほど赤外照明強度を上げる方向にオフセットさせても良い。又、第1の閾値と第2の閾値の間の赤外照明強度の傾斜特性を維持しつつオフセット量をユーザーが調整可能としても良い。
Furthermore, the distance to an object existing in the irradiation direction of the
更に、前述の被写体の赤外の反射特性に応じて、照明制御部101で制御する際の赤外照明部の出力を補正しても良い。例えば、被写体の赤外の反射率が高いほど照明制御部101で制御する赤外照明部の出力を相対的に弱める方向に制御しても良い。又、照明制御部101における照明制御パターン(第1の閾値から第2の閾値の間の赤外照明強度の変化パターン)を予め複数有し、記憶部104に予め記憶しておいても良い。
Furthermore, the output of the infrared illumination unit during control by the
以上のように、本実施例では、上記のように第1の閾値から第2の閾値の明るさの範囲において、可視光成分の低下に応じて赤外光の強度を変化させながら撮像している。従って、従来の赤外照明を用いた撮像装置のように赤外光をオンオフするだけのものよりも、第1の閾値から第2の閾値の明るさの範囲において、可視情報(色情報)の取得量を増加させることができる。 As described above, in this embodiment, an image is captured while changing the intensity of infrared light in accordance with a decrease in the visible light component in the brightness range from the first threshold to the second threshold. there is Therefore, in the brightness range from the first threshold to the second threshold, visible information (color information) can be obtained more effectively than a conventional imaging device using infrared illumination that only turns on and off the infrared light. You can increase the amount you get.
更に、第1の閾値を下回った段階で赤外光を照射することによって、比較的暗い段階において撮像素子の赤外感度分だけS/Nを改善することができる。よって、撮影画像の色再現性とS/Nを両立することができる。更に又、第1の閾値から第2の閾値の明るさの範囲において、可視光成分の低下に応じて赤外光の強度を低下させながら撮像することによってS/Nと色再現性のバランスを適正に維持することができる。 Furthermore, by irradiating the infrared light at the stage when the first threshold value is not reached, the S/N can be improved by the infrared sensitivity of the imaging element at the relatively dark stage. Therefore, both the color reproducibility and the S/N ratio of the captured image can be achieved. Furthermore, in the brightness range from the first threshold to the second threshold, the balance between S/N and color reproducibility can be achieved by imaging while decreasing the intensity of infrared light according to the decrease of the visible light component. can be properly maintained.
以下に、実施例2を、図4、5を用いて説明する。図4は、実施例2に係る撮像装置の構成を示すブロック図であり、図5は実施例2に係る撮像部400の構成を示すブロック図である。
図4中の100~104に関しては、実施例1で説明した図1中の夫々同番号と同様の処理を行うため、説明を省略する。
A second embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an imaging device according to the second embodiment, and FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of an
As for 100 to 104 in FIG. 4, the same processes as those with the same numbers in FIG.
撮像装置40中の撮像部400は、外部から光を取り込んで撮像を行う。撮像部400は、ズームレンズ及びフォーカスレンズ等を含む複数枚のレンズ群からなる撮像レンズ500、撮像レンズ500の撮像光路上に挿抜可能なIRCF501、CCD及びCMOSなどの撮像素子502を備える。
An
撮像素子502の各画素の前には例えばR、G、Bの色フィルタの一つが配置されている。又、R、G、Bの色フィルタはいわゆるベイヤー配列等の、R,G、Bが所定の周期で交互に配置された配列になっている。従って撮像素子の各画素の信号を順次読出すことによってR、G、Bの色信号が所定の順番で周期的に読出される。又、撮像部400は、雑音軽減を行うための相関二重サンプリング(Correlated Double Sampling:CDS)を行うCDS回路503を備える。
For example, one of R, G, and B color filters is arranged in front of each pixel of the
又、撮像部400は、カメラから得られた信号の利得制御を自動で行うAGC(Automatic Gain Control:AGC)アンプ504を備える。又、撮像部400は、アナログ信号をデジタル信号へと変換を行うA/D変換回路505を備える。
The
撮像素子502は、撮像光学系としての撮像レンズ500を介して結像された被写体像を電気信号に変換し、CDS回路503は、撮像素子502から出力された電気信号に対して相関二重サンプリング処理を実施する。AGCアンプ504は、CDS回路503から出力された電気信号に対して自動ゲイン制御を行い、A/D変換回路505は、AGCアンプ504により自動ゲイン制御されたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。
An
IRCF駆動部401は、撮像部400内のIRCF501を撮像レンズ500の撮像光路に対して垂直方向に移動させることによって、撮像光路に対して退避状態又は挿入状態にする。IRCF501を退避した状態で、IRCF501挿入時の光路長と同じ光路長にするために、光路中に可視成分から赤外成分の分光まで透過可能なガラス板等を挿入しても良い。露出制御部402は、撮像部400内の撮像素子502の露光時間(蓄積時間)やゲインや絞り値等の露出パラメータにより露出を制御する。
The
判定部103は、露出制御部402により、露出量(露出制御後の絞り値、露光時間)、ゲイン、画像の輝度情報等から被写体の明るさ(照度)を推定(可視光成分の大きさを測定)して、IRCF501を挿入状態又は抜去状態にするか否かを判定する。即ち、この場合、露出制御部402と判定部103とは、撮像部から取得した情報に基づき可視光成分量を測定する可視光測定部として機能する。そしてその判定結果に応じてIRCF駆動部401に対して制御信号を送り、IRCF501の挿抜を制御する。画像処理部403は、露出制御部402で制御された撮像画像に対して、例えば、ガンマ補正、ホワイトバランス処理、エッジ強調、彩度調整、コントラスト調整、ノイズ低減処理等の画像処理を行う。
The
ここで、判定部103は、IRCF駆動部401を用いてIRCF501の挿入/退避の制御と明るさの閾値に応じて、画像処理部403により画像をカラー画像又は白黒画像に切り替えても良い。即ち、IRCF501を撮像光路に挿入した状態では、カラー画像とし、IRCF501を撮像光路から退避させた状態で、かつ明るさ(照度)が上記第2の閾値を下回った場合は白黒画像に切り替えても良い。
Here, the
算出部404は画像処理部403で画像処理後の画像に対して、輝度や色成分に関する値を算出する。例えば、画像全体の平均輝度値や、画像の各所定分割領域毎の色差値等である。出力部405は算出部404で輝度や色成分に関する値を算出した後の画像を出力する。
A
赤外照明部100及び照明制御部101を有する照明制御装置は、撮像装置40の筐体内部に設けても良いし撮像装置の筐体とは別体としても良い。又、照射する赤外光の波長成分は撮像素子502が感度を有する略800nm~1000nmの範囲内の波長成分を有する。
The illumination control device having the
図6は、実施例2に係る撮像装置の処理を表すフローチャートであり、図4~図11を参照しつつ、図6のフローチャートを用いて図4の撮像装置における処理の流れを説明する。尚、判定部103等のコンピュータが、記憶部104に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図6の各ステップの動作が行われる。
FIG. 6 is a flowchart showing processing of the imaging apparatus according to the second embodiment, and the flow of processing in the imaging apparatus of FIG. 4 will be described using the flowchart of FIG. 6 while referring to FIGS. 4 to 11. FIG. 6 is performed by a computer such as the
まず、ステップS601で、撮像部400、露出制御部402、画像処理部403を経てカラー画像を生成する。ステップS602で、撮影環境における被写体の明るさ(照度)の推定(測定)を行う。このとき、露出制御部402で制御している絞り、露出時間、ゲインの少なくとも1つ、又は算出部404で算出された画像の平均輝度値等から照度を推定(測定)しても良い。或いは、実施例1で説明した可視光センサのような照度センサを用いて照度を測定(推定)しても良い。
First, in step S601, a color image is generated through the
ステップS602で推定(測定)された照度が所定以下であるか否かを判定部103が判定する(ステップS603)。ステップS603で、判定部103において照度が所定の第1の閾値より大きいと判定された場合は、撮像部400内のIRCF501を光路上に挿入した状態で撮像を行う(ステップS604)。このとき、画像は通常カラーで出力するが他の出力形式でも良い(ステップS605)。一方、ステップS603で、判定部103において照度が所定(第1の閾値)以下と判定された場合は、IRCF501が光路上に挿入状態で画像の色差成分(第1の色差成分)を測定する(ステップS606)。
The
ここで、図7は、実施例2において、可視光が十分あるときの所定の被写体を撮像した場合の色差成分の分布のグラフである。即ち、図7は、可視光が十分にある明るい撮影環境において、IRCF501が光路上に挿入された状態で、撮像部400で、所定の被写体を撮像した画像の縦N横Mに分割された分割領域毎の色差(R-Y、B-Y)成分の分布を表したグラフの一例である。縦軸がR-Y軸、横軸がB-Y軸となっている。
Here, FIG. 7 is a graph of the distribution of color difference components when a predetermined subject is imaged with sufficient visible light in Example 2. In FIG. That is, FIG. 7 shows an image of a predetermined subject captured by the
一方、図8は、実施例2において、可視光に対して赤外光の照明強度が支配的な条件下で所定の被写体を撮像した場合の色差成分の分布のグラフである。即ち、図8は、可視光に対して赤外光の照明強度が支配的な条件下で、IRCF501を撮像光路から退避した状態で、撮像部400で、図7と同じ被写体を撮像したときの色差成分の分布を表したグラフのである。
On the other hand, FIG. 8 is a graph of the distribution of color difference components when a predetermined subject is imaged under conditions where the illumination intensity of infrared light is dominant over that of visible light in Example 2. In FIG. That is, FIG. 8 shows the same subject as in FIG. 7 captured by the
図7の場合は、一様に色差が分布しているのに対して、図8は中心付近の局所領域に収束している。これは、図9のような一般的な撮像素子の分光感度特性において、略800nm付近よりも長波長側においては色にかかわらずほぼ感度が同一となるからである。尚、図9は、実施例2に係る一般的なカラー撮像素子の分光感度を表したグラフである。 In the case of FIG. 7, the color differences are uniformly distributed, whereas in FIG. 8 they converge on a local region near the center. This is because, in the spectral sensitivity characteristics of a general image sensor as shown in FIG. 9, the sensitivity is almost the same on the longer wavelength side than near 800 nm regardless of the color. Note that FIG. 9 is a graph showing the spectral sensitivity of a general color imaging device according to the second embodiment.
即ち、可視光に対する赤外光の強度が相対的に強いほど色差分布が中心付近に集まり、色差成分が減少する(無彩色になる)傾向がある。この可視光成分と赤外光成分の強度の割合(比率)の変化に対する画像の色差成分の変化特性に基づき、撮像部400のIRCF501を光路上から抜去した状態において、可視光成分に対する赤外照明の相対的な強度を推定することが可能である。
That is, as the intensity of infrared light relative to visible light increases, the color difference distribution tends to concentrate near the center and the color difference components tend to decrease (become achromatic). Based on the change characteristic of the color difference component of the image with respect to the change in the ratio (ratio) of the intensity of the visible light component and the infrared light component, the
尚、画像の色差成分から可視光成分と赤外成分の割合を推定する技術は様々な方法が知られており、他の公知の技術を用いても良い。
ステップS606で、IRCF501が挿入された状態で第1の色差成分を測定した後に、ステップS607で、IRCF駆動部401を用いてIRCF501を光路上から退避させる。尚、ステップS606で測定される色差成分(第1の色差成分)は例えば画面の複数の分割領域から得られたR-YとB-Yの平均値などで良い。
Various techniques are known for estimating the ratio of the visible light component and the infrared component from the color difference components of the image, and other known techniques may be used.
After the first color difference component is measured with the
その後で、ステップS608において、前記ステップS606で測定した第1の色差成分が第4の閾値以上か否かを判定部103で判定する。ここで、第4の閾値は、例えば撮像装置40でカラー撮影した場合に被写体を画像上で認識できない、又は画像から色情報が識別できないような予め決められた明るさ(実施例1における第2の閾値)に対応した色差値である。尚、第4の閾値はユーザーが任意に設定できるようにしても良い。又、第4の閾値は、後述のステップS612で彩度強調した場合に、色識別器又は人の目の色識別限界程度の色差成分の値にしても良い。
After that, in step S608, the
ステップS608で、第1の色差成分が第4の閾値未満と判定された場合は、赤外照明の上限を出力上限まで上昇させる(ステップS613)。この時、照明制御部101は必ずしも出力上限まで強制的に赤外照明部100の強度を制御する必要はない。又、被写体距離や被写体の反射特性、遮蔽物等の影響等の被写体条件によって照明強度の上限を変更可能としても良い。
If it is determined in step S608 that the first color difference component is less than the fourth threshold, the upper limit of the infrared illumination is raised to the output upper limit (step S613). At this time, the
又、IRCF501を挿入時点の画像内に色差成分が少ない(略無彩色)ということは、被写体自体が略無彩色であると推定することもできるため、S/Nを優先し白黒画像出力する(ステップS614)。一方、ステップS608で、第1の色差成分が第4の閾値以上であれば、ステップS609において、IRCF501を光路上から退避状態で色差成分(第2の色差成分)を算出部404で算出(測定)する。
In addition, since there are few color difference components in the image at the time of inserting the IRCF 501 (substantially achromatic), it can be estimated that the subject itself is substantially achromatic. step S614). On the other hand, if the first color difference component is equal to or greater than the fourth threshold in step S608, the
尚、ステップS609で測定される色差成分(第2の色差成分)も例えば画面の複数の分割領域から得られたR-YとB-Yの平均値などで良い。次に、ステップS610において、ステップS609で算出された第2の色差成分が第3の閾値以下かつ第4の閾値以上であるか否かを判定部103で判定する。
The color difference component (second color difference component) measured in step S609 may be, for example, an average value of RY and BY obtained from a plurality of divided areas of the screen. Next, in step S610, the
ここで、第3の閾値は、第3の閾値以下となると、例えば監視用途の撮像装置でカラー撮影した場合に画像のS/Nが悪化してしまう明るさ(実施例1における第1の閾値)に対応した色差値である。又、第3の閾値以下になると、IRCF501を撮像光路上から退避させるが、カラー画像の生成は続ける。尚、第3の閾値はユーザーが任意に設定できるようにしても良い。又、第3の閾値又は第4の閾値はIRCF501挿入状態での第1の色差成分の量に応じて、夫々補正しても良い。例えば、第1の色差成分量が多いほど、第4の閾値を低くしても良い。このような場合は、被写体の彩度がもともと大きいと考えられるからである。
Here, if the third threshold is equal to or less than the third threshold, the brightness (the first threshold in the first embodiment) deteriorates the S/N ratio of an image when color photographing is performed by an imaging device for monitoring purposes, for example. ) is the color difference value corresponding to Further, when it becomes equal to or less than the third threshold, the
ステップS610で、第2の色差成分が第3の閾値よりも大きい、又は第4の閾値未満と判定された場合は、感度を優先し赤外照明の上限を出力上限まで上昇させる(ステップS613)。又、S/Nを優先し白黒画像出力する(ステップS614)。 If it is determined in step S610 that the second color difference component is greater than the third threshold or less than the fourth threshold, priority is given to sensitivity and the upper limit of the infrared illumination is raised to the output upper limit (step S613). . Also, the S/N is prioritized and a black-and-white image is output (step S614).
一方、ステップS610でYesと判定された場合には、第2の色差成分に応じて赤外照明部100の照明強度を図10の第3の閾値と第4の閾値の間の実線に示すように制御する(ステップS611)。
ここで図10は、実施例2における可視光の閾値と赤外照明強度の関係を表したグラフである。又、図11は、図10のグラフ中の範囲A~D夫々における、IRCF501、赤外照明部100、出力部405の状態を表した表である。
On the other hand, if it is determined as Yes in step S610, the illumination intensity of the
Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the visible light threshold and the infrared illumination intensity in Example 2. In FIG. 11 is a table showing the states of the
尚、このとき、図10の一点鎖線のように、一部実線部分の傾きを維持しながら、赤外照明部100を照射し始めるタイミングを色差成分が少なくなる方向にシフトするような制御パターンを予め記憶部104に記憶しておき、その制御パターンを用いても良い。ここで、一点鎖線の制御パターンは、実線の制御パターンに比べて、S/Nよりも色再現性をより重視する制御パターンの例である。
At this time, a control pattern is employed in which the timing of starting irradiation of the
更に、他の制御パターンとして、図10の範囲Bにおいて、赤外照明強度を右上がりに制御するようにしても良い。その場合には、色の再現性が向上する。それらの制御パターンや、色再現性よりもS/Nを重視する制御パターン(図10の実線10のパターン)は予め記憶部104で記憶されている。いずれの制御パターンを用いるかはユーザーが選択可能としても良い。又、図10の第3の閾値及び第4の閾値を夫々ユーザーが調整できるようにしても良い。又、範囲B、Cにおける赤外照明強度の傾斜特性を維持しつつオフセット量をユーザーが調整可能としても良い。
Furthermore, as another control pattern, the infrared illumination intensity may be controlled upward to the right in the range B of FIG. In that case, color reproducibility is improved. These control patterns and a control pattern that emphasizes S/N over color reproducibility (pattern of
更に、本実施例では、赤外照明を照射する影響で画像の色味が薄くなってしまう傾向があるので、画像処理部403で画像の彩度を強調する(ステップS612)。そしてステップS611~S612において、照明制御部101が、図10の第3の閾値及び第4の閾値の間で赤外照明部100の照明強度を所定の傾きで制御しつつ、画像の彩度を強調し、ステップS605でカラー画像として出力する。
Furthermore, in this embodiment, since the color tone of the image tends to become lighter due to the influence of the infrared illumination, the
以上のように、実施例2においても、IRCF挿抜可能な撮像装置及び赤外照明の強度を制御可能な撮像装置で被写体撮影時、特に第3の閾値と第4の閾値の色差の範囲において、従来よりも可視情報(色情報)の取得量を増加させることができる。
更に、色差が第3の閾値を下回った段階で赤外光を照射することによって、比較的暗い段階において撮像素子の赤外感度分だけS/Nを改善することができる。よって、撮影画像の色再現性とS/Nを維持することができる。
As described above, in the second embodiment as well, when photographing a subject with an IRCF insertable/removable imaging device and an imaging device capable of controlling the intensity of infrared illumination, particularly in the range of the color difference between the third threshold and the fourth threshold, It is possible to increase the amount of visible information (color information) to be acquired compared to the conventional art.
Furthermore, by irradiating infrared light when the color difference falls below the third threshold, it is possible to improve the S/N by the infrared sensitivity of the imaging device in a relatively dark stage. Therefore, it is possible to maintain the color reproducibility and S/N of the captured image.
図12は、実施例3に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。図12中の撮像装置40および赤外照明部100の構成は、夫々図4で説明したものと同様の処理を行うため、説明を省略する。図12中の1200は、クライアント装置であり少なくとも通信制御部1201、入力画像取得部1202,操作部1203を有する。また、クライアント装置1200は、図示されていない一般的な汎用パーソナルコンピュータに含まれる構成を含んでも良い。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of an imaging system according to the third embodiment. The configurations of the
図12中の通信制御部1201はクライアント装置1200と撮像装置40が直接またはネットワークを介して接続された場合の、種々の通信に関する制御を行う。又、撮像装置40内には通信手段としての不図示の通信部が設けられており、通信制御部1201との通信が可能となっている。また、通信制御部1201は赤外照明部100と直接通信してもよいし、撮像装置40を介して赤外照明部100と通信を行っても良い。例えば、撮像装置40の各処理に対する命令を実行するためのコマンドを撮像装置40へ送信し、撮像装置40内の通信部はネットワークを介して前述のコマンドを外部から受信するとコマンドの内容に応じて各処理に適用する。
A
図12中の入力画像取得部1202は、撮像装置40から出力される画像を取得し、例えば図示されていない表示部へ画像を表示する。図12中の操作部1203は、図示されていない表示部に表示されるGUI(グラフィックユーザ―インターフェース)上で、撮像装置40へ送信する各コマンドの生成および変更を行う。
An input
図13は、実施例3に係る撮像システムの処理を表すフローチャートであり、図14は実施例3に係る撮像システムの処理の他の部分を表すフローチャートである。図4~図20を参照しつつ、図13、図14のフローチャートを用いて図4の撮像装置における処理の流れを説明する。尚、判定部103等のコンピュータが、記憶部104に記憶されたコンピュータプログラムおよびクライアント装置1200上の各部を制御するプログラム等を実行することによって図13、図14の各ステップの動作が行われる。
FIG. 13 is a flowchart representing processing of the imaging system according to the third embodiment, and FIG. 14 is a flowchart representing another part of the processing of the imaging system according to the third embodiment. The flow of processing in the imaging apparatus of FIG. 4 will be described using flowcharts of FIGS. 13 and 14 while referring to FIGS. 4 to 20. FIG. 13 and 14 are performed by a computer such as the
また、図13、図14中のフローチャートの各ステップS601~S614に関しては、実施例2で説明した図6中のフローチャートの同番号と同様の処理を行うため、説明を省略する。
ステップS1301では、現在のモードが「自動切換えモード(照度連動)」であるかどうかを判定する。ここで、図15は、実施例3に係るクライアント装置1200の操作部1203で設定可能な各モードの例を示す図である。
Further, steps S601 to S614 in the flowcharts in FIGS. 13 and 14 are the same as those in the flowchart in FIG.
In step S1301, it is determined whether or not the current mode is the "automatic switching mode (illuminance interlocking)". Here, FIG. 15 is a diagram showing an example of each mode that can be set by the
図15の例では、「自動切換えモード」、「赤外カラーモード」、「カラーモード」、「白黒モード」の内の何れかから1つのモードをユーザーが選択可能である。又、「自動切換えモード」選択時は、赤外照明に連動するか否かを選択するための「照明連動」のチェックボックスをクリックすることで「照明連動」に切り替えることが可能である。また、図16は、図15の各モードにおけるIRCF、赤外照明、画像出力の組み合わせ状態の例を示した図である。このように、本実施例では、赤外照明の制御状態、撮像レンズの撮像光路に対する赤外カットフィルタの挿抜状態、画像出力状態の組み合わせが異なるモードを複数記憶し、モードを選択可能となっている。 In the example of FIG. 15, the user can select one mode from "automatic switching mode", "infrared color mode", "color mode", and "black and white mode". Also, when the "automatic switching mode" is selected, it is possible to switch to "lighting interlocking" by clicking the check box of "lighting interlocking" for selecting whether or not to interlock with infrared lighting. Also, FIG. 16 is a diagram showing an example of a combination state of IRCF, infrared illumination, and image output in each mode of FIG. As described above, in this embodiment, a plurality of modes with different combinations of the control state of the infrared illumination, the insertion/removal state of the infrared cut filter with respect to the imaging optical path of the imaging lens, and the image output state are stored, and the mode can be selected. there is
ステップS1301で、「自動切換えモード(照度連動する)」が選択されていない場合は、「自動切換えモード」が選択されているか否かを判定する(ステップS1302)。
ステップS1302で、「自動切換えモード」が選択されていると判定されない場合は、「赤外カラーモード」、「カラーモード」、「白黒モード」の何れかが選択されている。従って、図16中の各モードに応じたIRCF、赤外照明、画像出力の組み合わせパターンで出力する(ステップS1303)。
In step S1301, if the "automatic switching mode (linked to illumination)" is not selected, it is determined whether or not the "automatic switching mode" is selected (step S1302).
If it is determined in step S1302 that the "automatic switching mode" has not been selected, then one of the "infrared color mode", "color mode", and "monochrome mode" has been selected. Therefore, a combination pattern of IRCF, infrared illumination, and image output corresponding to each mode in FIG. 16 is output (step S1303).
一方、ステップS1302で、「自動切換えモード」が選択されていると判定された場合は、照度に応じてIRCFの挿抜および画像出力の切り替えを自動で行う(ステップS1304)。IRCFの自動挿抜は、撮影環境の照度に応じて行い、所定の閾値よりも明るい場合はIRCFを挿入した状態でカラー画像出力し、所定閾値よりも暗い場合はIRCFを抜去して赤外成分を取り込んでもよい。又、IRCF抜去時の画像出力は白黒でもよいしカラーでもよい。ステップS1303、S1304の処理を実行した後は、図13,図14のフローを終了する。 On the other hand, if it is determined in step S1302 that the "automatic switching mode" has been selected, insertion/removal of the IRCF and switching of image output are automatically performed according to the illuminance (step S1304). Automatic insertion and removal of the IRCF is performed according to the illuminance of the shooting environment. When the brightness is brighter than a predetermined threshold, a color image is output with the IRCF inserted. may be taken in. Further, the image output when the IRCF is removed may be black and white or color. After executing the processing of steps S1303 and S1304, the flow of FIGS. 13 and 14 ends.
ステップS1301で「自動切換えモード(照度連動する)」が選択されている場合は、ステップS602の照度推定を経て、図17のようなGUI上でユーザーが指定しているIRCFの切り替え照度を取得する(ステップS1305)。図17は、実施例3に係るIRCFを自動挿抜する際に照度を設定するGUIの例を示す図であり、左方向にするとIRCFを挿抜する明るさを相対的に暗くすることができ、右方向にするとIRCFを挿抜する明るさを相対的に明るくすることが可能である。即ち、本実施例では、赤外カットフィルタの挿入または退避をする明るさをユーザーによって選択可能としている。 If the "automatic switching mode (linked to illuminance)" is selected in step S1301, the IRCF switching illuminance specified by the user on the GUI as shown in FIG. 17 is obtained through illuminance estimation in step S602. (Step S1305). FIG. 17 is a diagram showing an example of the GUI for setting the illuminance when automatically inserting and removing the IRCF according to the third embodiment. If the direction is set, it is possible to relatively brighten the brightness for inserting and removing the IRCF. That is, in this embodiment, the user can select the brightness for inserting or retracting the infrared cut filter.
次に、ステップS603からステップS610を経て、図18のようなGUI上でユーザーが指定している赤外照明の照明強度補正の優先度を取得する(ステップS1306)。図18は、実施例3に係る赤外照明の自動調光に対して照明強度を補正する際の優先度を設定するGUIの例を示す図である。図18において、左方向にすると色再現を優先するために赤外照明を相対的に弱めにし、右方向にすると感度を優先するために赤外照明を相対的に強めに設定することができる。 Next, through steps S603 to S610, the priority of illumination intensity correction of infrared illumination specified by the user on the GUI as shown in FIG. 18 is obtained (step S1306). FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a GUI for setting priorities when correcting illumination intensity for automatic dimming of infrared illumination according to the third embodiment. In FIG. 18, the infrared illumination can be set relatively weak to give priority to color reproduction in the left direction, and the infrared illumination can be set to be relatively strong in order to give priority to sensitivity in the right direction.
具体的には、実施例2の図10中のグラフの範囲B-Cの間の赤外照明の照射強度に関して、図18のGUIで色再現を優先した場合は範囲B-C間の赤外照明の強度を弱める方向(例えば一点鎖線のカーブ)に補正する。又、感度を優先した場合は範囲B-C間の赤外照明の強度を強め(例えば実線のカーブ)に補正することができる。即ち、本実施例では、赤外照明の強度をユーザーが設定する優先度に応じて補正可能となっている。 Specifically, regarding the irradiation intensity of the infrared illumination between the range BC of the graph in FIG. 10 of Example 2, when the GUI of FIG. Correction is made in the direction of weakening the illumination intensity (for example, the dashed-dotted line curve). Also, when the sensitivity is prioritized, the intensity of the infrared illumination between the range BC can be corrected to be stronger (for example, the curve of the solid line). That is, in this embodiment, the intensity of the infrared illumination can be corrected according to the priority set by the user.
次に、ステップS611を経て、図19のようなGUI上でユーザーが指定しているホワイトバランスの制御範囲を取得する(ステップS1307)。図19は、実施例3に係るホワイトバランスの制御範囲の優先度を設定するGUIの例を示す図である。図19において、左方向にスライドするとカラーを重視するためにホワイトバランスの制御範囲を相対的に狭くし、右方向にすると白を重視するためにホワイトバランスの制御範囲を相対的に広く設定することができる。 Next, through step S611, the control range of white balance specified by the user on the GUI as shown in FIG. 19 is acquired (step S1307). FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a GUI for setting the priority of the white balance control range according to the third embodiment. In FIG. 19, sliding to the left relatively narrows the white balance control range to emphasize color, and sliding to the right sets the white balance control range relatively wide to emphasize white. can be done.
具体的には、一般的なオートホワイトバランス制御をする際に、図20のグラフのように画像処理部403におけるホワイトバランス処理の制御範囲を変更する。図20は、実施例3に係る図19で設定したホワイトバランスの制御範囲の例を示したグラフである。図20において、ホワイトバランス制御範囲を相対的に広くする場合は例えば1901の範囲内でホワイトバランスゲイン(RゲインおよびBゲイン)を制御する。又、ホワイトバランス制御範囲を狭くする場合は例えば1902の範囲でホワイトバランスゲインを制御する。
Specifically, when performing general auto white balance control, the control range of white balance processing in the
尚、上記において、画像処理部403はホワイトバランス制御手段として機能しており、図19のGUIによりユーザーは、ホワイトバランス制御手段におけるホワイトバランス制御範囲を選択可能となっている。即ち、撮像装置40は、ネットワークを介して外部からコマンドを受信し、赤外照明の強度、撮像レンズの撮像光路に対する赤外カットフィルタの挿抜、ホワイトバランス制御の少なくとも1つの制御を行うことができる。
In the above description, the
以上のように、実施例3においては、特に第3の閾値と第4の閾値の色差の範囲において、可視情報(色情報)の取得量を増加させることができると共に、ユーザーの好みの画質を、より反映させながら画像出力をすることが可能である。 As described above, in the third embodiment, it is possible to increase the amount of visible information (color information) to be acquired and to obtain the image quality desired by the user, particularly in the range of the color difference between the third threshold and the fourth threshold. , it is possible to output an image while reflecting it more.
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
尚、本実施例における制御の一部又は全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して照明制御装置や撮像装置等に供給するようにしてもよい。そしてその照明制御装置や撮像装置等におけるコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
The present invention has been described in detail above based on its preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the gist of the present invention. They are not excluded from the scope of the invention.
It should be noted that a computer program that implements the functions of the above-described embodiments for part or all of the control in this embodiment may be supplied to the lighting control device, imaging device, or the like via a network or various storage media. The computer (or CPU, MPU, etc.) in the lighting control device, imaging device, or the like may read and execute the program. In that case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.
100 赤外照明部
101 照明制御部
102 可視光測定部
103 判定部
104 記憶部
100
Claims (26)
赤外照明を行う赤外照明部と、
前記可視光測定部で測定された前記可視光成分量が第1の閾値から第2の閾値にかけて低下するのに応じて、前記赤外照明部による前記赤外照明の強度を徐々に変化させる制御部と、を備えることを特徴とする照明制御装置。 a visible light measurement unit that measures the amount of visible light components;
an infrared illumination unit that performs infrared illumination;
Control for gradually changing the intensity of the infrared illumination by the infrared illumination unit in response to the amount of visible light components measured by the visible light measurement unit decreasing from a first threshold to a second threshold. and a lighting control device.
前記制御部は、前記測距部で測定された前記被写体までの距離に応じて、前記オフセット量を変化させることを特徴とする請求項8に記載の照明制御装置。 Further equipped with a distance measuring unit that measures the distance to the subject,
9. The lighting control apparatus according to claim 8, wherein the control section changes the offset amount according to the distance to the subject measured by the distance measuring section.
撮像レンズと撮像部を有し、
前記可視光測定部は、前記撮像部から取得した情報に基づき前記可視光成分量を測定することを特徴とする撮像装置。 An imaging device combined with the lighting control device according to claim 1,
having an imaging lens and an imaging unit,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the visible light measuring section measures the amount of visible light component based on information acquired from the imaging section.
前記算出部は、前記赤外カットフィルタを前記撮像光路に挿入した状態で、前記画像から第1の色差成分を算出し、
前記赤外カットフィルタを前記撮像光路から退避した状態で、前記画像から第2の色差成分を算出することを特徴とする、請求項12に記載の撮像装置。 A calculation unit that calculates color difference components from the image acquired from the imaging unit,
The calculation unit calculates a first color difference component from the image with the infrared cut filter inserted in the imaging optical path,
13. The imaging apparatus according to claim 12, wherein the second color difference component is calculated from the image with the infrared cut filter retracted from the imaging optical path.
前記ホワイトバランス制御手段におけるホワイトバランス制御範囲を選択可能としたことを特徴とする請求項10~19のいずれか1項に記載の撮像装置。 Furthermore, a white balance control means is provided,
20. The imaging apparatus according to any one of claims 10 to 19, wherein the white balance control range of said white balance control means is selectable.
前記撮像装置は前記通信手段によりネットワークを介して外部からコマンドを受信することによって、前記赤外照明の強度、前記撮像レンズの撮像光路に対する赤外カットフィルタの挿抜、前記ホワイトバランス制御の少なくとも1つの制御を行うことを特徴とする請求項20に記載の撮像装置。 Furthermore, having a means of communication,
By receiving commands from the outside via the network by the communication means, the imaging device controls at least one of the intensity of the infrared illumination, the insertion/extraction of an infrared cut filter in the imaging optical path of the imaging lens, and the white balance control. 21. The image pickup apparatus according to claim 20, wherein control is performed.
A computer program for controlling each part of the imaging device according to any one of claims 10 to 25 by a computer.
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