JP4380412B2 - 撮像制御装置及びプログラム - Google Patents
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Description
この種のシステムでは、撮像の際には、昼夜を問わず安定した画像を得るために、顔及びその周囲に向けて、光源から十分なパワー(従って強度)にて必要十分な光量の近赤外光を照射していた。
また、単に大きなパワーで一定量の近赤外光を照射する場合に、顔が光源に近づいたときには、反射光が強すぎて、画像処理に適した画像が得られないことがあった。
本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、エネルギーの浪費を抑制し、常に最適な撮像が可能な撮像制御装置及びプログラムを提供することである。
また、一般に過剰な光を照射することは、エネルギー的にも又生体にとっても必ずしも好ましいことではないと考えられるので、その点からも、本発明は好ましいものである。
尚、ここで、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値としては、照射回数が挙げられる(以下同様)。また、照射回数だけではなく、照射の際のパワー(従って放射強度)を加味してよい。
しかも、本発明では、個人別に積算したデータをメモリ等に記録するので、そのデータを利用して、個人別の受光状況等を明確に把握することができる。
更に、本発明では、個人別に積算したデータに基づいて、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値の総量が所定量に達したことを報知する。例えば単位時間当たりや1週間における照射回数の総和が、ユーザ等が予め設定した所定量に達したら、報知する。これにより、ユーザは自分に向けて放射されている光量を把握することができる。
その上、本発明では、複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更する。
例えば顔認証の様に、予め登録した顔の特徴量を有するデータベースと新たに撮影した撮像画像を比較照合するような場合には、静止画が複数枚必要であるが、それほど多くのフレームレート(照射及び撮像の頻度)は必要ないため、フレームレートを下げてもよい。
一方、例えばエアバッグ制御用乗員検知や瞬き検知システムの様に、運転者の瞬間瞬間を見落とし無くトラッキングするためには、高いフレームレートが必要とされるので、適宜フレームレートを上げる。
この様に、必要最小限のフレームレートで撮像処理を行うことにより、処理負担の低減が図れるとともに少ないエネルギーで済み、また生体にとって好ましい。
(2)請求項2の発明は、撮像した画像に基づいて目的とする所定の処理を行うために、光源から撮像対象に近赤外線を含む光線を照射し、その反射光により撮像する撮像制御装置において、前記撮像のための複数のシステムがある場合には、各システムで用いる光源のパワーを調節して近赤外光を含む光線を照射する構成を有し、 且つ、前記撮像対象の個人を識別し、該個人別に近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値を積算するとともに、該個人別に積算したデータを記録し、更に、前記個人別に積算したデータに基づいて、前記近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値の総量が、所定量に達したことを報知するとともに、複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、前記撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更することを特徴とする撮像制御装置を要旨とする。
撮像のために複数のシステムがある場合、例えば顔や頭に対して複数の光源から光を照射する場合には、各光源間でパワーを低減又はカット等により調節しないと過剰の光を照射する可能性がある。
従って、本発明では、この様な場合には、複数の光源のパワーを調節することにより最適な照射状態とすることができるので、最小限のエネルギー及び生体への影響にて、好適な画像を得ることができる。
特に、本発明では、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値を個人別に積算するので、各個人毎にこの積算データを用いて各種の処理を行うことができる。
しかも、本発明では、個人別に積算したデータをメモリ等に記録するので、そのデータを利用して、個人別の受光状況等を明確に把握することができる。
更に、本発明では、個人別に積算したデータに基づいて、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値の総量が所定量に達したことを報知する。例えば単位時間当たりや1週間における照射回数の総和が、ユーザ等が予め設定した所定量に達したら、報知する。これにより、ユーザは自分に向けて放射されている光量を把握することができる。
その上、本発明では、複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更する。
従って、前記請求項1の発明と同様に、必要最小限のフレームレートで撮像処理を行うことにより、処理負担の低減が図れるとともに少ないエネルギーで済み、また生体にとって好ましい。
(3)請求項3の発明は、撮像した画像に基づいて目的とする所定の処理を行うために、光源から撮像対象に近赤外線を含む光線を照射し、その反射光により撮像する撮像制御装置において、前記撮像のための複数のシステムがあって且つ各システムが各々光源とカメラとを有する場合には、各々のシステムが有する前記光源の位置と前記カメラの位置との関係に基づいて、カメラのハレーションを抑制するように、前記発光する光源の選択及び/又は発光のタイミングの調節を行うとともに、前記撮像するカメラの選択及び/又は撮像するタイミングの調節を行う構成を有し、且つ、前記撮像対象の個人を識別し、該個人別に近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値を積算するとともに、該個人別に積算したデータを記録し、更に、前記個人別に積算したデータに基づいて、前記近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値の総量が、所定量に達したことを報知するとともに、複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、前記撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更することを特徴とする撮像制御装置を要旨とする。
撮像のための複数のシステムがあって且つ各システムが各々光源とカメラとを有する場合、例えばあるシステムのカメラと他のシステムの光源とが向き合っている様な場合には、それらを同時に作動させるとハレーションを起こすことがある。
従って、本発明では、ハレーションを起こさない様に、各システムにおいて作動させるカメラや光源の選択を行ったり、作動タイミングの調整を行う。これにより、ハレーションの無い好適な画像を得ることができる。
特に、本発明では、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値を個人別に積算するので、各個人毎にこの積算データを用いて各種の処理を行うことができる。
しかも、本発明では、個人別に積算したデータをメモリ等に記録するので、そのデータを利用して、個人別の受光状況等を明確に把握することができる。
更に、本発明では、個人別に積算したデータに基づいて、近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応した値の総量が所定量に達したことを報知する。例えば単位時間当たりや1週間における照射回数の総和が、ユーザ等が予め設定した所定量に達したら、報知する。これにより、ユーザは自分に向けて放射されている光量を把握することができる。
その上、本発明では、複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更する。
従って、前記請求項1の発明と同様に、必要最小限のフレームレートで撮像処理を行うことにより、処理負担の低減が図れるとともに少ないエネルギーで済み、また生体にとって好ましい。
(4)請求項4の発明は、前記撮像対象が、自動車の搭乗者の顔又は頭を含むことを特徴とする前記請求項1〜3のいずれかに記載の撮像制御装置を要旨とする。
本発明は、撮像対象を例示したものである。
(7)請求項7の発明は、前記補正手段が、予め決めた劣化係数に基づき、前記光源の使用状態に応じて前記光源のパワーを調節する手段であることを特徴とする前記請求項6に記載の撮像制御装置を要旨とする。
上述した様に、光源は、例えば使用期間に応じて劣化する傾向がある。従って、この劣化傾向を実験等で求めて劣化係数を設定することにより、劣化の状態を推定することができる。尚、劣化係数としては、例えば光源の使用状態を示す値(例えば使用時間、製造時等からの経過時間、発光回数等に基づいた値)を採用することができる。
これにより、長い期間経過しても、常に最適な光の強度(従って光量)にて、好ましい画像を得ることができる。
本発明では、個人別に記録したデータを、例えば携帯可能なメモリ手段(例えばICカードやメモリカードなど)に出力することにより、他の車両に乗車したときでも、個人情報を生かすことができる。
尚、メイン投光器はメインカメラ用、サブ投光器はサブカメラ用であり、サブのシステムはメインのシステムの補助的な機能(例えば照明の均一化等)を果たす。
(12)請求項12の発明は、前記請求項1〜11のいずれかに記載の撮像制御装置の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラムを要旨とする。
このようなプログラムの場合、例えば、FD、MO、DVD−ROM、CD−ROM、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードして起動することにより用いることができる。この他、ROMやバックアップRAMをコンピュータ読み取り可能な記録媒体として本プログラムを記録しておき、そのROMあるいはバックアップRAMをコンピュータに組み込んで用いても良い。
図1及び図2に示す様に、車両(自動車)には、搭乗者(例えばドライバ)の顔を撮像するメインカメラ1と、メインカメラ1の撮像用のメイン投光器3と、サブカメラ5と、サブカメラ5の撮像用のサブ投光器7と、それらの動作を制御する撮像制御装置9と、が搭載されている。
本実施例では、2台のカメラを用いたステレオ視による距離測定を行う。これは、メインカメラ1及びサブカメラ5を用い、そのステレオカメラの位置による視差画像で演算を行うものである。
D(距離)=B(カメラ間距離)×f(焦点距離)
/Z(同一物の撮像面での位置のずれ)・・(1)
但し、D:距離
B:カメラ間距離
f:焦点距離
Z:同一物(例えば目)の撮像面での位置のずれ
尚、この距離Dは二つのカメラを結ぶ線分と撮像対象との垂直距離であるので、この垂直距離及びカメラの向きの幾何学的関係から撮像対象と各カメラとの距離を求めることができる。
・単眼カメラを移動させて複数視点の画像を得ることにより、視差画像を得て、前記と同様に距離を測定する方法。
・個人差が出にくい「眼球」や「虹彩」をカメラで撮影し、その画素数の変化から距離を算出する方法。
・撮像対象に対して、光源の点灯タイミングと単眼カメラによる撮像タイミングをずらした撮像を複数パターン行い、その反射強度の変化、つまり、対象物との距離の遠近によって光の速度差により輝度が変化することを利用して距離を測定する方法。
例えば光レーザ法。これは、カメラでドライバの顔の位置を検知し、顔の特定の位置にレーザ光を照射し、その光が戻ってくるまでの時間により距離を測定する方法である。また、超音波センサを用いた距離測定方法や、電波を用いた距離測定方法も考えられる。或いは、エアコン制御用マトリックスIRセンサを用いることもできる。
本実施例では、前記カメラにより顔を撮像してドライバの認識を行う、いわゆる顔認証システムを例に挙げて、撮像状態の制御について説明する。
同様に、ステップ130では、サブ投光器7により近赤外光を照射するとともに、ステップ140にて、その照射に同期してサブカメラ5により撮像を行う。
続くステップ160では、メインカメラ1及びサブカメラ5によって得られた画像に対して、顔位置検出のための画像処理を行う。具体的には、ヒストグラム計算やテンプレートマッチングなどにより顔位置検出のための画像処理を行う。
これにより、各カメラ1、5と顔との距離が分かるので、前記ステップ100における2回目からの演算処理では、その距離にある顔を明瞭に撮影するために、メイン投光器3から照射する近赤外光の好ましい投光量(従ってメイン投光器3のパワー)を算出することができる。
本実施例では、顔認証システムにおいて、初回は、メインカメラ1及びサブカメラ5によるステレオカメラの画像を用いて、顔までの距離を求め、2回目以降は、この距離データに基づいてメイン投光器3のパワー(従って投光量)を調節して近赤外光を照射し、メインカメラ1にて顔の撮像を行っている。例えばメイン投光器3と顔との距離が短い場合には、光源のパワーを低減して撮像を行っている。尚、あまりに顔が近い場合には、光源のパワーをカットし撮像を中止して、その旨の警告を行ってよい。
・例えば光源と顔との距離が過去のデータと同じであっても、光不足により同様な顔画像が得られない場合には、光源が劣化している可能性がある。この様な場合には、光源のパワーを増加する補正を行うことにより、好適な画像を得ることができる。
本発明は、前記実施例1の顔認証のシステムと居眠り検知システムとを備えたものである。
図5のフローチャートのステップ300に示す様に、メイン投光器3及びサブ投光器7から照射する近赤外光の投光量を算出する。尚、初回の投光量はデフォルト値とするが、2回目以降は顔との距離に基づいて算出する。
続くステップ360では、メインカメラ1及びサブカメラ5によって得られた画像に対して、顔位置検出のための画像処理を行う。
従って、前記ステップ300における2回目からの演算処理では、その距離にある顔を明瞭に撮影するために、メイン投光器3から照射する近赤外光の好ましい投光量を算出して近赤外光を照射し、メインカメラ1で撮像する。
続くステップ400では、居眠りの兆候があるか否かを判定し、ここで肯定判断されるとステップ410に進み、一方否定判断されるとステップ400に進む。尚、居眠りの兆候の判定は、例えば所定時間において瞼が閉じた時間が判定値を越えたか否かにより行うことができる。
一方、ステップ410では、居眠りの兆候があるので、より正確な居眠りの判定を実施する目的で、精度の良い顔画像を得るために、フレームレートを例えば30fpsにアップさせる。
この様に、本実施例では、居眠りの兆候に応じて撮像のフレームレートを調節するので、常に必要最小限の投光量にて、居眠りの精度良く検出することができる。
本発明は、前記実施例1の顔認証のシステムとエアバッグ用乗員検知システムとを備えたものである。
図6のフローチャートのステップ500に示す様に、メイン投光器3及びサブ投光器7から照射する近赤外光の投光量を算出する。尚、初回の投光量はデフォルト値とするが、2回目以降は顔との距離に基づいて算出する。
そして、前記各カメラ1、5と顔との距離に応じて、顔を明瞭に撮影するために、メイン投光器3から照射する近赤外光の好ましい投光量を算出する。
この様に、本実施例では、簡易な手法にて、必要最小限の投光量にて、エアバッグ用の乗員検知を行うことができる。
本実施例は、例えば顔認証のシステムとエアバッグ用乗員検知システムの様に複数のシステムを備えた場合において、ハードウエアをそれぞれ別に設けたものである。
そこで、本実施例では、メインカメラ1の撮影のタイミングと第3投光器33の照射タイミングとをずらすとともに、第3カメラ1の撮影のタイミングとメイン投光器3の照射タイミングとをずらすようにしている。
また、サブカメラ5と第3カメラ31とで同時に撮像する場合には、サブカメラ5と第3カメラ31とで別々に撮像する場合に比べて、サブ投光器7及び第3投光器33から照射する光の光量を低めに設定する。
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
3…メイン投光器(第1投光器)
5…サブカメラ(第2カメラ)
7…サブ投光器(第2投光器)
9…撮像制御装置
11…画像処理部
31…第3カメラ
33…第3投光器
Claims (12)
- 撮像した画像に基づいて目的とする所定の処理を行うために、光源から撮像対象に近赤外線を含む光線を照射し、その反射光により撮像する撮像制御装置において、
前記撮像対象に近赤外線を含む光線を照射する場合には、前記撮像対象の位置を検出し、該検出結果に基づいて、前記光源のパワーを制御する構成を有し、
且つ、前記撮像対象の個人を識別し、該個人別に近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値を積算するとともに、該個人別に積算したデータを記録し、
更に、前記個人別に積算したデータに基づいて、前記近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値の総量が、所定量に達したことを報知するとともに、
複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、前記撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更することを特徴とする撮像制御装置。 - 撮像した画像に基づいて目的とする所定の処理を行うために、光源から撮像対象に近赤外線を含む光線を照射し、その反射光により撮像する撮像制御装置において、
前記撮像のための複数のシステムがある場合には、各システムで用いる光源のパワーを調節して近赤外光を含む光線を照射する構成を有し、
且つ、前記撮像対象の個人を識別し、該個人別に近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値を積算するとともに、該個人別に積算したデータを記録し、
更に、前記個人別に積算したデータに基づいて、前記近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値の総量が、所定量に達したことを報知するとともに、
複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、前記撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更することを特徴とする撮像制御装置。 - 撮像した画像に基づいて目的とする所定の処理を行うために、光源から撮像対象に近赤外線を含む光線を照射し、その反射光により撮像する撮像制御装置において、
前記撮像のための複数のシステムがあって且つ各システムが各々光源とカメラとを有する場合には、各々のシステムが有する前記光源の位置と前記カメラの位置との関係に基づいて、カメラのハレーションを抑制するように、前記発光する光源の選択及び/又は発光のタイミングの調節を行うとともに、前記撮像するカメラの選択及び/又は撮像するタイミングの調節を行う構成を有し、
且つ、前記撮像対象の個人を識別し、該個人別に近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値を積算するとともに、該個人別に積算したデータを記録し、
更に、前記個人別に積算したデータに基づいて、前記近赤外光の特定波長における撮像対象表面における受光量に対応する値の総量が、所定量に達したことを報知するとともに、
複数の前記目的とする所定の処理のいずれかを選択し、前記撮像した画像に基づいて当該選択された処理を行う場合には、その選択された所定の処理の目的に応じて、撮像する際の光線の照射及び撮像の頻度を示すフレームレートを変更することを特徴とする撮像制御装置。 - 前記撮像対象が、自動車の搭乗者の顔又は頭を含むことを特徴とする前記請求項1〜3のいずれかに記載の撮像制御装置。
- 前記撮像対象が、前記光源に対して一定距離以下に近づいた場合には、該光源のパワーを低減又はカットすることを特徴とする前記請求項1〜4のいずれかに記載の撮像制御装置。
- 前記光源の劣化を補正する補正手段を備えたことを特徴とする前記請求項1〜5のいずれかに記載の撮像制御装置。
- 前記補正手段が、予め決めた劣化係数に基づき、前記光源の使用状態に応じて前記光源のパワーを調節する手段であることを特徴とする前記請求項6に記載の撮像制御装置。
- 前記補正手段が、撮像画像の経年変化に基づいて、前記光源の劣化の状態を検出して、
前記光源のパワーを調節する手段であることを特徴とする前記請求項6に記載の撮像制御装置。 - 前記個人別に積算したデータを装置外部に出力可能としたことを特徴とする前記請求項1〜8のいずれかに記載の撮像制御装置。
- 初回又は初回から所定回数までは、予め設定された初期投光量にて、メイン投光器及びサブ投光器から近赤外線を含む光線を照射して、メインカメラ及びサブカメラで初期の撮像を行い、該撮像された画像のデータに基づいて前記撮像対象までの距離を求めることを特徴とする前記請求項1〜9のいずれかに記載の撮像制御装置。
- 前記初期の撮像後には、前記メイン投光器及び前記メインカメラの動作によって得られた画像のデータに基づいて、前記撮像対象までの距離を求めることを特徴とする前記請求項10に記載の撮像制御装置。
- 前記請求項1〜11のいずれかに記載の撮像制御装置の機能を、コンピュータにより実現するためのプログラム。
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