JP3451644B2 - テレビインターホン - Google Patents
テレビインターホンInfo
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Description
ンズにより生じた入力画像の幾何学的歪みを補正する機
能を備えたテレビインターホンに関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来のテレビインターホンでの撮像範囲
は、水平角度で60度、垂直角度で45度程度の視野を
持つテレビカメラを使用することが多かった。この場
合、カメラレンズ等により生じる入力画像の幾何学的な
歪みは、人間の目に気になるほどではなく、画像歪みの
補正を行う必要は生じなかった。しかしながら、来客の
身長の高低や動きがあると、視野角の制限から来訪者が
画面から外れることがあった。そこで、視野角を増すた
めにテレビカメラを機械的に角度調整する方式も考えら
れるが、駆動部の耐久性や移動速度が遅いなどの問題が
あった。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
テレビインターホンでは、視野角が狭いという問題点が
あり、また、広い視野範囲を得るためにテレビカメラを
機械的に動かすと、故障の可能性が高くなり、移動速度
が遅いという問題も生じる。そこで、魚眼レンズ等の超
広角レンズをカメラレンズとして使用することにより視
野範囲を広げることも考えられるが、その場合には、画
像に大きな歪みを生じるという問題があった。 【0004】そこで、入力画像の画素のアドレスを出力
画像の画素のアドレスに座標変換してレンズに起因する
画像歪みを補正することが考えられるが、座標変換前後
の画素が一対一に対応するとは限らないので、画像歪み
の補正が良好に行えるとは限らなかった。本発明は、上
述のような点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、魚眼レンズ等の超広角レンズを使用して
テレビカメラの視野範囲を広くしながら、しかも画質の
劣化を最小限に抑えるために補間演算機能を有する画像
歪み補正手段を備えたテレビインターホンを提供するこ
とにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明のテレビインター
ホンにあっては、上記の課題を解決するために、図1に
示すように、超広角レンズを装着したテレビカメラ11
を有する子器13と、子器13からの画像信号を伝送す
る信号伝送系30と、子器13からの画像を表示するモ
ニターテレビ21を有する親器23を備えるテレビイン
ターホンにおいて、子器13からの画像信号に含まれる
超広角レンズの画像歪みを補正する画像歪み補正手段2
4を親器23に備え、前記画像歪み補正手段24は、図
2に示すように、水平方向のアドレス変換のみを行うこ
とにより入力画像信号の画素のアドレスを出力画像信号
の画素のアドレスに変換するアドレス変換手段5と、変
換後のアドレスの画素の値を入力画像信号の水平方向に
隣接する2画素の値から補間演算する補間演算手段7と
を少なくとも備えることを特徴とするものである。 【0006】 【作用】本発明のテレビインターホンでは、親器23に
設けた画像歪み補正手段24により画像歪みを補正し、
親器23に設けたモニターテレビ21に子器13からの
画像を表示するようにしたものであるから、子器13に
設けたテレビカメラ11が超広角レンズを装着している
ことにより、子器13からの画像信号に超広角レンズの
画像歪みが含まれていても、これを除去した歪みの無い
画像として映し出すことができ、来訪者の様子を適確に
把握できるという作用がある。また、画像歪み補正手段
24は、水平方向のアドレス変換のみを行うことにより
入力画像信号の画素のアドレスを出力画像信号の画素の
アドレスに変換するアドレス変換手段5と、変換後のア
ドレスの画素の値を入力画像信号の水平方向に隣接する
2画素の値から補間演算する補間演算手段7とを少なく
とも備えるので、簡単な構成でテレビインターホンの実
用上十分な画像歪みの補正を行えるものである。 【0007】 【実施例】図1に本発明の一実施例の構成を示す。本実
施例では、例えば、一般住宅や集合住宅において、来客
の顔や姿をテレビカメラ11で撮影し、住宅内でモニタ
ー確認することのできるテレビインターホンの親器23
に、図2に示す構成の画像歪み補正手段24を付加した
ものである。このテレビインターホンは、超広角レンズ
を装着したテレビカメラ11及び来客の音声を集音する
マイクロホン12を有する子器13と、子器13からの
画像信号と音声信号を伝送する信号伝送系30と、子器
13からの画像を表示するモニターテレビ21及び子器
13からの音声を出力するスピーカ22を有する親器2
3からなり、超広角レンズを用いていることにより、モ
ニターテレビ21の画面に映し出される来客の顔や姿は
画像歪みを含んだものとなるはずであるが、画像歪み補
正手段24を付加して画像歪みを補正した後、モニター
テレビ21に映し出すことにより、歪みの少ない映像が
得られるものである。 【0008】図2は本発明に用いる画像歪み補正手段2
4の構成を示すブロック図である。入力画像信号は、A
/D変換手段1でデジタル化されて、入力画像データバ
ッファ2に書き込まれる。入力画像データバッファ2
は、例えば、FIFOメモリよりなり、デジタル化され
た画像信号をA/D変換クロックに同期させて1水平ラ
イン分書き込んで行くものである。また、同期信号分離
手段3では、入力画像信号から同期信号を分離してお
り、この同期信号に基づいて各回路が動作する。アドレ
ス生成手段4では、同期信号に基づいて、2次元のアド
レス(X,Y)を生成する。このアドレス(X,Y)
は、歪みを補正される前のアドレスであり、水平方向の
Xアドレスと垂直方向のYアドレスよりなる。本発明で
は、アドレス変換手段5により、X方向についてのみ歪
みを補正されて、変換後の水平アドレスxと元の垂直ア
ドレスYよりなる2次元のアドレス(x,Y)に変換さ
れる。 【0009】このアドレス変換手段5は、テレビカメラ
のレンズ等により生じる画像歪みの特性を数式化し、変
換アドレスを計算して、その計算結果の整数部分をメモ
リテーブルに予め記憶させたものである。このとき、変
換アドレスの計算結果の小数部分は、補間係数テーブル
6に記憶させておいて、アドレス変換手段5のメモリテ
ーブルをアクセスしたときに、同時に補正係数として読
み出すようにしておく。もちろん、アドレス変換手段5
として、変換アドレスをリアルタイムで実数演算できる
高速度の演算回路を使用すれば、計算結果の整数部分を
アドレス変換用のメモリテーブルに予め記憶させる必要
はなく、また、計算結果の小数部分を補間係数テーブル
6に予め記憶させる必要もなくなり、演算回路の出力の
整数部分をそのまま変換アドレスとし、小数部分をその
まま補正係数として使用すれば良い。 【0010】ここで、アドレス変換手段5としてのメモ
リテーブルは、例えば、図3に示すような構成となって
おり、入力アドレス(X,Y)に対応して読み出される
データxが参照すべき入力画像の水平アドレスとなる。
ここでは、1次元のアドレス変換を行っているので、垂
直アドレスはYのままである。例えば、入力アドレス
(X,Y)が(2,1)ならば、図3のメモリテーブル
の当該アドレスに書き込まれたデータxは43であるの
で、参照アドレス(x,Y)は(43,1)となる。入
力画像データバッファ2には、逐次画像データが書き込
まれて行くが、同時に読み出して行く方式や、1水平ラ
インの書き込みが終了してから読み出す方式等がある。
同時に読み出して行く方式の場合には、読み出しはアド
レス変換テーブル5から得た参照アドレスまで行い、参
照アドレス(x,Y)のデータ及びその次のアドレス
(x+1,Y)のデータを補間演算手段7に送る。図3
の例では、(43,1)と(44,1)のデータを補間
演算手段7に送る。補間演算手段7では、補間係数と、
参照アドレスのデータ及びその次のアドレスのデータで
変換座標の画素の値(明るさ)を計算し、その計算結果
を画像メモリ8に蓄積する。 【0011】補間演算手段7による補間演算の内容を図
4及び図5に示す。画像歪みを或る数式で近似できる場
合、歪み補正のためのアドレス変換の計算結果(変換座
標)は整数とはならず、小数部分を含む実数となるた
め、実数のアドレスの整数部分に基づいて入力画像を参
照しても正確な画素の値は求まらない。補間演算手段7
は、これを補償するものであり、例えば、水平方向に隣
接する2画素の値から線形補間を行うことにより、より
正確な画素の値を得るものである。つまり、変換アドレ
スの計算結果をx+kとし、xを変換アドレスの整数部
分、kを小数点以下の部分とすると、線形補間では、ア
ドレスxでの画素の値D(x)とアドレス(x+1)で
の画素の値D(x+1)から、 (1−k)×D(x)+k×D(x+1) という補間式を演算し、その結果をアドレス変換後の画
素の値とするものである。上記の補間式の意味するとこ
ろは、図4に示すように、アドレスxと(x+1)の間
をk:(1−k)に分割する点(x+k)のデータを、
アドレスxでのデータD(x)とアドレス(x+1)で
のデータD(x+1)から直線的な補間により計算しよ
うとするものであり、D(x)に対する重みと、D(x
+1)に対する重みは、それぞれ図5に示すように、補
間係数kに応じて変化する。 【0012】以上のようにして、補間計算された値を画
像メモリ8の現在処理中のアドレスに書き込む。これら
の一連の処理を次々と行うことにより画像メモリ8に1
画面分(1フレーム又は1フィールド)のデータが蓄積
されるので、これらのデータを次のフィールド又はフレ
ームで読み出し、D/A変換手段9及び同期信号混合手
段10で画像信号を出力するものである。 【0013】一般的に、画像歪みの補正を行うには、2
次元のアドレス変換を施す必要がある。しかしながら、
本発明のように、1次元のアドレス変換のみで有効な歪
み補正を行うことができる場合もある。本発明では、水
平アドレスのみの1次元のアドレス変換を行うものであ
り、水平アドレスのみの変換では、入力画像データの蓄
積が1ライン分だけでよく、ハードウェア構成が簡単に
なる。 【0014】比較例として図6に2次元のアドレス変換
における補間演算の処理内容を示す。上述の1次元のア
ドレス変換では、隣接する2画素間で補間演算を行って
いたが、2次元のアドレス変換では隣接する4画素間で
補間演算を行うものである。図6に示すように、2次元
のアドレス変換により得られた変換後のアドレスが(x
+k,y+m)である場合には、補間後の画素の値(明
るさ)は、 (1−k)×(1−m)×D(x,y) +(1−k)×m×D(x,y+1) +k×(1−m)×D(x+1,y) +k×m×D(x+1,y+1) で与えられる。ここで、xは水平アドレスの整数部分、
kは水平アドレスの小数部分、yは垂直アドレスの整数
部分、mは垂直アドレスの小数部分、D(x,y)はア
ドレス(x,y)の画素の値である。このような2次元
のアドレス変換と補間演算を行えば、1次元のアドレス
変換と補間演算を行う場合よりも、より精密に画像歪み
を補正できる。例えば、超広角レンズ(目安として水平
画角120度位)を備えるテレビカメラからの入力画像
信号は一般的にかなりの樽形歪みを有するが、本発明の
ように、水平方向についての1次元のアドレス変換と補
間演算を行えば、実用上は十分な歪み補正を行うことが
でき、図6の比較例のように、水平及び垂直方向につい
ての2次元のアドレス変換と補間演算を行えば、さらに
精密な歪み補正を行うことができる。 【0015】 【発明の効果】本発明のテレビインターホンによれば、
宅外の子器のテレビカメラに超広角レンズを装着するこ
とにより、広い視野を得ることができると共に、レンズ
により発生する樽型歪みを補正して、画質劣化の少ない
画像を宅内の親器のモニターテレビで見ることができる
ので、来訪者の様子を適確に把握することができるとい
う効果がある。また、本発明の画像歪み補正手段は、水
平方向のアドレス変換のみを行うことにより入力画像信
号の画素のアドレスを出力画像信号の画素のアドレスに
変換するアドレス変換手段と、変換後のアドレスの画素
の値を入力画像信号の水平方向に隣接する2画素の値か
ら補間演算する補間演算手段とを少なくとも備えるの
で、簡単な構成でテレビインターホンの実用上十分な画
像歪みの補正を行えるという効果がある。
る。 【図2】本発明の一実施例に使用する画像歪み補正手段
を示すブロック図である。 【図3】本発明の一実施例に使用する変換テーブルの構
成例を示す図である。 【図4】本発明の1次元的なアドレス変換時の補間演算
の説明図である。 【図5】本発明の補間演算に用いる線形補間の説明図で
ある。 【図6】本発明に対する比較例としての2次元的なアド
レス変換時の補間演算の説明図である。 【符号の説明】 11 テレビカメラ 13 子器 21 モニターテレビ 23 親器 24 画像歪み補正手段 30 信号伝送系
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 超広角レンズを装着したテレビカメラ
を有する子器と、子器からの画像信号を伝送する信号伝
送系と、子器からの画像を表示するモニターテレビを有
する親器を備えるテレビインターホンにおいて、子器か
らの画像信号に含まれる超広角レンズの画像歪みを補正
する画像歪み補正手段を親器に備え、 前記画像歪み補正手段は、水平方向のアドレス変換のみ
を行うことにより入力画像信号の画素のアドレスを出力
画像信号の画素のアドレスに変換するアドレス変換手段
と、変換後のアドレスの画素の値を入力画像信号の水平
方向に隣接する2画素の値から補間演算する補間演算手
段とを少なくとも備えることを特徴とするテレビインタ
ーホン。
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JP01116593A Expired - Fee Related JP3451644B2 (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | テレビインターホン |
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- 1993-01-26 JP JP01116593A patent/JP3451644B2/ja not_active Expired - Fee Related
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