JP4928852B2

JP4928852B2 - 監視カメラ

Info

Publication number: JP4928852B2
Application number: JP2006183359A
Authority: JP
Inventors: 啓介太田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2026-07-03
Also published as: JP2008016935A

Description

この発明は、監視カメラに関し、特にたとえば監視対象物の状況に応じて撮像周期を変更する、監視カメラに関する。

従来のこの種のカメラの一例が、特許文献１に開示されている。この従来技術によれば、監視対象物が静止していれば録画モードは長時間録画モードに設定され、監視対象物に変化が生じれば録画モードは長時間録画モードから通常録画モードに移行する。

長時間録画モードでは、監視対象物の明るさに応じて、ＣＣＤのシャッタスピードが１／６０秒，１／３０秒および１／１５秒の間で切り換えられる。通常録画モードでは、ＣＣＤのシャッタスピードが１／６０秒に固定される。
特開２００１−２８１７１８号公報[G03B 7/093,15/00, H04N 5/238,7/18]

しかし、この従来技術では、監視対象物に変化が生じたか否かは、ＣＣＤから出力された映像信号に基づいて判別される。したがって、長時間露光モードで選択されているシャッタスピードが１／３０秒または１／１５秒のときに監視対象物に変化が生じると、通常録画モードへの移行が遅れ、監視対象物の変化を速やかに捉えることができない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、監視対象物の変化を速やかに捉えることができる、監視カメラを提供することである。

請求項１の発明に従う監視カメラ(10)は、被写界の光学像を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像信号を周期的に出力する撮像手段(14,16,18)、撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮像面の露光時間を調整する第１調整手段(S17,S47,S67)、第１調整手段によって調整された露光時間に適合するように撮像手段の画像出力周期を変更する変更手段(S17,S47,S67)、被写界が警戒条件を満足するか否かを撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で判別する判別手段(S61)、および判別手段の判別結果が肯定的であるとき調整手段によって調整される露光時間の長さの上限を撮像手段の画像出力周期と非同期のタイミングで制限する制限手段(S69)を備える。

撮像手段は、被写界の光学像を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像信号を周期的に出力する。第１調整手段は、撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮像面の露光時間を調整する。撮像手段の画像出力周期は、第１調整手段によって調整された露光時間に適合するように、変更手段によって変更される。被写界が警戒条件を満足するか否かは、撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で、判別手段によって判別される。第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限は、判別手段の判別結果が肯定的であるとき、制限手段によって制限される。

したがって、被写界が警戒条件を満足しなければ、画像出力周期は露光時間の調整に伴って変更される。つまり、被写界が暗いために露光時間の延長が必要になると、画像出力周期も延長される。画像出力周期が延長された条件で被写界が警戒条件を満足すると、露光時間の長さの上限が制限される。画像出力周期は、上限の制限に従って短縮される。

露光時間は、画像出力周期に相当する周期で調整される。ただし、被写界が警戒条件を満足するか否かは画像出力周期よりも短い周期で判断されるため、露光時間の長さの上限は警戒条件が満足されたとき速やかに制限される。露光時間の長さの上限が速やかに制限されると、画像出力周期の上限もまた速やかに制限される。これによって、監視対象物の変化を速やかに捉えることができる。

請求項２の発明に従う監視カメラは、請求項１に従属し、第１調整手段は、Ｍ個（Ｍ：３以上の整数）の時間のいずれか１つを最大露光時間として選択する選択手段(S21,S35)、および撮像面の露光時間を選択手段によって選択された最大露光時間を上回らない範囲で調整する調整実行手段(S29)を含み、制限手段は選択手段によって選択可能な時間を短時間側のＮ個（Ｎ：２以上の整数）の時間に制限する。

請求項２の発明によれば、第１調整手段のうち選択手段は、Ｍ個の時間のいずれか１つを最大露光時間として選択し、撮像面の露光時間は、選択手段によって選択された最大露光時間を上回らない範囲で、調整実行手段によって調整される。制限手段は、選択手段によって選択可能な時間を短時間側のＮ個（Ｎ：２以上の整数）の時間に制限する。これによって、被写界の明るさの確保よりも被写界の滑らかさが優先されつつも、露光時間が的確に調整される。

請求項３の発明に従う監視カメラは、請求項１または２に従属し、撮像手段は撮像面で生成された画像信号を増幅する増幅手段(16)を含み、撮像手段から出力された画像信号に基づいて増幅手段の増幅度を調整する第２調整手段(S11,S41)をさらに備える。これによって、撮像面で生成された画像信号に含まれるノイズが適切に除去される。

請求項４の発明に従う監視カメラは、請求項１ないし３のいずれかに従属し、判別手段は肯定的な判別結果が得られたとき判別処理を既定時間にわたって保留とする。これによって、警戒状態が既定時間にわたって保留される。

請求項５の発明に従う監視カメラは、請求項１ないし４に従属し、判別手段が判別処理のために注目するエリアは撮像手段が撮像処理のために注目するエリアと一致する。これによって、検出対象物が注目するエリアに侵入するタイミングを厳密に捉えることができる。

請求項６の発明に従う撮像制御プログラムは、被写界の光学像を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像信号を周期的に出力する撮像手段(14,16,18)を備える監視カメラ(10)のプロセサ(24)に、撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮像面の露光時間を調整する第１調整ステップ(S21,S29,S35)、第１調整手段によって調整された露光時間に適合するように撮像手段の画像出力周期を変更する変更ステップ(S17,S29,S67)、被写界が警戒条件を満足するか否かを撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で判別する判別ステップ(S61)、および判別手段の判別結果が肯定的であるとき第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限を撮像手段の画像出力周期と非同期のタイミングで制限する制限ステップ(S61)を実行させるための、撮像制御プログラムである。

請求項７の発明に従う撮像制御方法は、被写界の光学像を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像信号を周期的に出力する撮像手段(14,16,18)を備える監視カメラ(10)の撮像制御方法であって、撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮像面の露光時間を調整する第１調整ステップ(S21,S29,S35)、第１調整手段によって調整された露光時間に適合するように撮像手段の画像出力周期を変更する変更ステップ(S17,S29,S67)、被写界が警戒条件を満足するか否かを撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で判別する判別ステップ(S61)、および判別手段の判別結果が肯定的であるとき第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限を撮像手段の画像出力周期と非同期のタイミングで制限する制限ステップ(S61)を含む、撮像制御方法である。

請求項６および７についても、請求項１の発明と同様に、露光時間は、画像出力周期に相当する周期で調整される。ただし、被写界が警戒条件を満足するか否かは画像出力周期よりも短い周期で判断されるため、露光時間の長さの上限は警戒条件が満足されたとき速やかに制限される。露光時間の長さの上限が速やかに制限されると、画像出力周期の上限もまた速やかに制限される。これによって、監視対象物の変化を速やかに捉えることができる。

この発明によれば、露光時間は、画像出力周期に相当する周期で調整される。ただし、被写界が警戒条件を満足するか否かは画像出力周期よりも短い周期で判断されるため、露光時間の長さの上限は警戒条件が満足されたとき速やかに制限される。露光時間の長さの上限が速やかに制限されると、画像出力周期の上限もまた速やかに制限される。これによって、監視対象物の変化を速やかに捉えることができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例の監視カメラ１０は、光学レンズ１２を含む。被写界（監視エリアないし監視対象物）の光学像は、光学レンズ１２を介してイメージセンサ１４の撮像面に照射される。ＣＰＵ２４は、１／３０秒が経過する毎に撮像処理を実行するべく、対応する処理をタイミングジェネレータ（ＴＧ）／シグナルジェネレータ（ＳＧ）１８に与える。

監視カメラ１０を起動すると、ＣＰＵ２４は初期化を実行する。具体的には、テーブルＴ１（図２（Ａ）参照）から識別番号Ｋｇａｉｎ＝１に対応するゲインを選択し、テーブルＴ２（図２（Ｂ）参照）から識別番号Ｋｅｘｐ＝４に対応する露光時間を選択し、テーブルＴ３（図２（Ｃ）参照）から識別番号Ｋｆｐｓ＝１に対応するフレームレートを選択する。この結果、ゲイン，露光時間およびフレームレートはそれぞれ、０ｄＢ，１／３０ｓｅｃおよび３０ｆｐｓに設定される。

ＴＧ／ＳＧ１８は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを１／３０秒毎に発生し、これに同期する複数のタイミング信号をイメージセンサ１４およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６の各々に与える。ＴＧ／ＳＧ１８はまた、撮像面を露光し、かつこの露光によって生成された電荷を読み出す。読み出された電荷つまり監視エリアを表す生画像信号は、３０ｆｐｓのフレームレートを有する。

ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６は、イメージセンサ１４から出力された生画像信号に相関２重サンプリング，ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施し、ディジタル信号である生画像データを出力する。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力された生画像データは、信号処理回路２０に与えられる。

信号処理回路２０は、与えられた生画像データに白バランス調整，色分離，ＹＵＶ変換などの処理を施す。生成されたＹＵＶ形式の画像データは、バスＢ１を経てメモリ制御回路２６に与えられ、メモリ制御回路２６によってＳＤＲＡＭ２８に書き込まれる。

輝度評価回路２２は、信号処理回路２０によって生成されたＹＵＶ形式の画像データのうちＹデータに基づいて、１／３０秒毎に被写界の輝度を評価する。ＣＰＵ２４は、評価結果つまり輝度評価値に基づいて最適露光時間を算出し、算出された最適露光時間に従う露光処理をＴＧ／ＳＧ１８に命令する。この結果、ＳＤＲＡＭ２８に格納される画像データの明るさが適度に調整される。

１フレーム分の画像データがＳＤＲＡＭ２８に格納されると、ＣＰＵ２４は、記録媒体に画像データを与えるべく、ＪＰＥＧエンコーダ３０，メモリ制御回路２６およびＩ／Ｆ回路３２に命令を与える。ＪＰＥＧエンコーダ３０は、ＳＤＲＡＭ２８に格納された画像データをメモリ制御回路２６を通して読み出す。読み出された画像データは、バスＢ１を経てＪＰＥＧエンコーダ３０に与えられ、ＪＰＥＧ圧縮を施される。これによって生成された圧縮画像データは、バスＢ１を経てメモリ制御回路２６に与えられ、ＳＤＲＡＭ２８に書き込まれる。Ｉ／Ｆ回路３２は、ＳＤＲＡＭ２８に格納された圧縮画像データをメモリ制御回路２６を通して読み出し、読み出された圧縮画像データを同軸ケーブル（図示せず）を介して記録媒体に出力する。こうして、１フレーム分の監視エリアの光学像が記録媒体に記録される。

パッシブ赤外線方式の動き検出回路３６は、遠赤外線の変化量に注目して、監視エリア内で検出対象が動いたか否かつまり被写界が警戒条件を満足したか否かを判別する。遠赤外線の変化量が既定値以下のとき、動き検出回路３６からＣＰＵ２４に出力されるパルスは“Ｌ”レベルを示す。動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｌ”レベルのときは、監視エリアの画像を頻繁に記録する必要性が低い。このときの動作モードは非警戒モードであり、撮像条件は、画像データの品質を規定するパラメータのうち露光時間を重視して調整される。これによって、監視エリア画像１枚１枚の見易さが保証される。

動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｈ”レベルのときは、監視エリアの画像を頻繁に記録する必要性が高い。このときの動作モードは警戒モードであり、撮像条件は、画像データの品質を既定するパラメータのうちフレームレートを重視して調整される。これによって、監視エリアの光学像に基づく動画像の滑らかさが保証される。

なお、動き検出回路３６の監視エリアは、イメージセンサ１４の撮像面に照射される監視エリアと一致する。これによって、検出対象物が注目するエリアに侵入するタイミングを厳密に捉えることができる。

非警戒モードに関する図３を参照して、輝度評価回路２２から得られる輝度評価値が閾値ＴＨを上回る場合、監視エリアの光学像は明るい（露出オーバ）と判断される。範囲ＲａｎｇｅＡに対応する撮像条件（ゲイン＝６ｄＢ以上，最大露光時間＝１ｓｅｃ，フレームレート＝１ｆｐｓ）で、かつ輝度評価値が閾値ＴＨを上回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｇａｉｎをディクリメントし、現時点で設定されたゲインをテーブルＴ１（図２（Ａ）参照）上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。具体的には、３０ｄＢのゲインは１５ｄＢに変更され、１５ｄＢのゲインは１０ｄＢに変更され、１０ｄＢのゲインは６ｄＢに変更される。この結果、注目する範囲が範囲ＲａｎｇｅＡから範囲ＲａｎｇｅＢに遷移する。これによって、監視エリアの光学像に基づく画像データの高周波成分のノイズが低減される。

範囲ＲａｎｇｅＢに対応する撮像条件（ゲイン＝６ｄＢ，最大露光時間＝１ｓｅｃ〜１／３０ｓｅｃ、フレームレート＝１ｆｐｓ〜３０ｆｐｓ）でも輝度評価値が閾値ＴＨを上回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｅｘｐをディクリメントし、現時点で設定された最大露光時間をテーブルＴ２（図２（Ｂ）参照）上の識別番号Ｋｅｘｐに対応する最大露光時間に変更する。ＣＰＵ２４は同時に、識別番号Ｋｆｐｓをディクリメントし、現時点で設定されたフレームレートをテーブルＴ３（図２（Ｃ）参照）上の識別番号Ｋｆｐｓに対応するフレームレートに変更する。具体的には、１ｓｅｃの最大露光時間は１／３ｓｅｃに変更され、１／３ｓｅｃの最大露光時間は１／５ｓｅｃに変更され、１／５ｓｅｃの最大露光時間は１／１０ｓｅｃに変更され、１／１０ｓｅｃの最大露光時間は１／１５ｓｅｃに変更され、そして１／１５ｓｅｃの最大露光時間は１／３０ｓｅｃに変更される。また、１ｆｐｓのフレームレートは３ｆｐｓに変更され、３ｆｐｓのフレームレートは５ｆｐｓに変更され、５ｆｐｓのフレームレートは１０ｆｐｓに変更され、１０ｆｐｓのフレームレートは１５ｆｐｓに変更され、そして１５ｆｐｓのフレームレートは３０ｆｐｓに変更される。この結果、注目する範囲が範囲ＲａｎｇｅＢから範囲ＲａｎｇｅＣに遷移する。これによって、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさが適切に調整されるとともに、監視エリアの光学像に基づく動画像が滑らかに表示される。

範囲ＲａｎｇｅＣに対応する撮像条件（ゲイン＝０ｄｂ〜６ｄＢ，最大露光時間＝１／３０ｓｅｃ，フレームレート＝３０ｆｐｓ）でも輝度評価値が閾値ＴＨを上回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｇａｉｎをディクリメントし、現時点で設定されたゲインをテーブルＴ１上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。具体的には、６ｄＢのゲインは３ｄＢに変更され、３ｄＢのゲインは０ｄＢに変更される。これによって、監視エリアの光学像に基づく画像データの高周波成分のノイズがさらに低減される。

つまり、フレームレートが１ｆｐｓで露出オーバと判断されたとき、ＣＰＵ２４はまず、ゲインに注目し、次に最大露光時間に注目する。最大露光時間の短縮に伴ってフレームレートが増大され、監視エリアの光学像に基づく動画像の滑らかさが確保される。フレームレートが３０ｆｐｓまで増大されてもなお露出オーバと判断されたとき、ＣＰＵ２４はまた、ゲインに注目する。フレームレートはこのとき、３０ｆｐｓに固定される。監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさは、こうして適切に調整される。

輝度評価回路２２から得られる輝度評価値が閾値ＴＬ以上かつ閾値ＴＨ未満を示す場合、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさは適正であると判断され、現在のフレームレートおよびゲインが維持される。ＣＰＵ２４はこのとき、テーブルＴ２から識別番号Ｋｅｘｐに対応する露光時間を最大露光時間とし、最大露光時間を上回らない範囲で調整する。この結果、現在のゲインおよびフレームレートが維持されつつ、露光時間の微調整が施される。

輝度評価回路２２から得られる輝度評価値が閾値ＴＬを下回る場合、監視エリアは暗い（露出アンダー）と判断される。範囲ＲａｎｇｅＣに対応する撮像条件（ゲイン＝０ｄＢ〜６ｄＢ，最大露光時間＝１／３０ｓｅｃ，フレームレート＝３０ｆｐｓ）でも輝度評価値が閾値ＴＬを下回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｇａｉｎをインクリメントし、現時点のゲインをテーブルＴ１上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。具体的には、０ｄＢのゲインは３ｄＢに変更され、３ｄＢのゲインは６ｄＢに変更される。この結果、注目する範囲が範囲ＲａｎｇｅＣから範囲ＲａｎｇｅＢに遷移する。これによって、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさが適切に調整される。

範囲ＲａｎｇｅＢに対応する撮像条件（ゲイン＝６ｄＢ，最大露光時間＝１ｓｅｃ〜１／３０ｓｅｃ、フレームレート＝１ｆｐｓ〜３０ｆｐｓ）でも輝度評価値が閾値ＴＬを下回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｅｘｐをインクリメントし、現時点の最大露光時間をテーブルＴ２上の識別番号Ｋｅｘｐに対応する最大露光時間に変更する。ＣＰＵ２４は同時に、識別番号Ｋｆｐｓをインクリメントし、現時点のフレームレートをテーブルＴ３上の識別番号Ｋｆｐｓに対応するフレームレートに変更する。具体的には、１／３０ｓｅｃの最大露光時間は１／１５ｓｅｃに変更され、１／１５ｓｅｃの最大露光時間は１／１０ｓｅｃに変更され、１／１０ｓｅｃの最大露光時間は１／５ｓｅｃに変更され、１／５ｓｅｃの最大露光時間は１／３ｓｅｃに変更され、そして１／３ｓｅｃの最大露光時間は１ｓｅｃに変更される。また、３０ｆｐｓのフレームレートは１５ｆｐｓに変更され、１５ｆｐｓのフレームレートは１０ｆｐｓに変更され、１０ｆｐｓのフレームレートは５ｆｐｓに変更され、５ｆｐｓのフレームレートは３ｆｐｓに変更され、そして３ｆｐｓのフレームレートは１ｆｐｓに変更される。この結果、注目する範囲が範囲ＲａｎｇｅＢから範囲ＲａｎｇｅＡに遷移する。これによって、暗所のような監視エリアに基づく画像データの明るさが十分に確保することができる。

範囲ＲａｎｇｅＡに対応する撮像条件（ゲイン＝６ｄＢ〜３０ｄＢ，最大露光時間＝１ｓｅｃ，フレームレート＝１ｆｐｓ）でも輝度評価値が閾値ＴＬを下回るとき、ＣＰＵ２４は、識別番号Ｋｇａｉｎをインクリメントし、現時点のゲインをテーブルＴ１上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。具体的には、６ｄＢのゲインは１０ｄＢに変更され、１０ｄＢのゲインは１５ｄＢに変更され、１５ｄＢのゲインは３０ｄＢに変更される。これによって、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさがさらに調整される。

つまり、フレームレートが３０ｆｐｓで露出アンダーと判断されたとき、ＣＰＵ２４はまず、ゲインに注目する。フレームレートはこのとき、３０ｆｐｓに固定される。ゲインが６ｄＢに変更されてもなお露出アンダーと判断されたとき、ＣＰＵ２４はまた、最大露光時間に注目し、次にゲインに注目する。このとき、最大露光時間の延長に伴ってフレームレートが減少される。この結果、監視エリアの光学像の滑らかさが犠牲にされるものの、暗所のような監視エリアに基づく画像データの明るさが十分に確保される。

警戒モードに関する図４を参照して、範囲ＲａｎｇｅＡおよびＲａｎｇｅＣでは、上述と同様のゲイン，最大露光時間およびフレームレートに関連する露出制御が実行される。一方、範囲ＲａｎｇｅＢに対応する撮像条件では、最大露光時間の長さの上限が１／５ｓｅｃに制限されるとともに、フレームレートの上限が５ｆｐｓに制限される。この結果、監視エリア内に検出対象が動いているときの光学像に基づく動画像の滑らかさが確保される。

図５（Ａ）〜（Ｄ）を参照して、１ｆｐｓのフレームレート（図５（Ａ）参照）で撮影される暗所において、検出対象が監視エリアの外から監視エリアに侵入（図５（Ｂ）参照）すると、動き検出回路３６はＣＰＵ２４に出力するパルス（図５（Ｃ）参照）を“Ｈ”レベルに立ち上げる。動き検出回路３６によって出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示すと、ＣＰＵ２４は１ｓｅｃの露光時間を１／５ｓｅｃに変更し、１ｆｐｓのフレームレートを５ｆｐｓに変更（図５（Ａ）参照）する。

つまり、動き検出回路３６によって出力されるパルスが“Ｌ”レベルを示すとき、監視エリアの露光量を確保するべく、露光時間は１ｓｅｃに延長され、フレームレートは１ｆｐｓに延長させる。これによって、監視エリア画像の滑らかさが犠牲にされつつも、監視エリアの明るさが的確に確保される。一方、動き検出回路３６によって出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示すとき、監視エリアの画像の記録頻度を上げるべく、露光時間は１／５ｓｅｃに短縮され、フレームレートは５ｆｐｓに短縮される。これによって、監視エリアの明るさが犠牲にされつつも、監視エリア画像の滑らかさが確保される。したがって、被写界の状況に応じた動画像を的確に記録することができる。

具体的には、動き検出回路３６によって出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示す直前に生成される（Ｎ−１）フレーム目の画像データ（図６（Ａ）参照）は、１ｆｐｓのフレームレートに基づいて生成される。動き検出回路３６によって出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示すと、５ｆｐｓのフレームレートに基づいて生成されるＮフレーム目の画像データには、検出対象が図５（Ｂ）に示すように現れ、５ｆｐｓのフレームレートに基づいて生成されるＮフレーム目の（Ｎ＋１）フレーム目の画像データにも、検出対象が図５（Ｃ）に示すように現れる。つまり、フレームレートは、動き検出回路３６のパルスが“Ｈ”レベルに移行するタイミングに同期して、５ｆｐｓに変更される。ＴＧ／ＳＧ１８によるイメージセンサ１４の読み出し周期と非同期のタイミングでフレームレートが変更されるため、警戒条件が満足されたときに速やかに警戒モードに移行できる。

ＣＰＵ２４は、μＩＴＲＯＮのようなマルチタスクＯＳを搭載したマルチタスクＣＰＵであり、露出制御処理に関連して、図７および図８に示す露出制御タスクを実行し、動き検出回路３６から出力されるパルスに関連して、図９に示す検出タスクを実行し、フレームレートおよび露光時間の上限に関連して、図１０に示す割り込みタスクを実行する。なお、このフロー図に対応する撮像制御プログラムは、監視カメラ１０に形成されるフラッシュメモリ３４に記憶される。

図７を参照して、ステップＳ１では、初期化を実行する。このとき、テーブルＴ１（図２（Ａ）参照）上の識別番号Ｋｇａｉｎ＝１に対応するゲインを選択し、テーブルＴ２（図２（Ｂ）参照）上の識別番号Ｋｅｘｐ＝１に対応する露光時間を選択し、テーブルＴ３（図２（Ｃ）参照）上の識別番号Ｋｆｐｓ＝１に対応するフレームレートを選択し、そしてフラグＦｌａｇを“０”に設定する。この結果、露光時間，フレームレートおよびゲインはそれぞれ、１／３０ｓｅｃ，３０ｆｐｓおよび０ｄＢに設定される。

ステップＳ３では、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生するまで待機する。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが発生すると、ステップＳ５で輝度評価回路２２から取り込んだ輝度評価値が閾値ＴＨを上回るか否かを判別する。輝度評価値が閾値ＴＨ以下であれば、ステップＳ２５に進み、輝度評価値が閾値ＴＨを上回ると、ステップＳ７で識別番号Ｋｇａｉｎが“３”を上回るか否かを判別する。換言すると、ゲインが６ｄＢを上回るか否かを判別する。

６ｄＢ以下であれば、ステップＳ１３に進む一方、ゲインが６ｄＢを上回れば、ステップＳ９で識別番号Ｋｇａｉｎをディクリメントし、ステップＳ１１でテーブルＴ１（図２（Ａ）参照）上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。この処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。この結果、監視エリアの光学像に基づく画像データの高周波成分のノイズが低減される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＡ（図３参照）に含まれる。

ステップＳ１３では、識別番号Ｋｅｘｐが“１”を上回るか否かを判別する。換言すると、露光時間が１／３０ｓｅｃよりも長いか否かを判別する。露光時間の長さが１／３０ｓｅｃ以下であれば、ステップＳ２３に進む一方、露光時間の長さが１／３０ｓｅｃを上回れば、ステップＳ１５で識別番号Ｋｆｐｓをディクリメントし、ステップＳ１７でテーブルＴ３（図２（Ｃ）参照）上の識別番号Ｋｅｘｐに対応する露光時間に変更する。ステップＳ１９で識別番号Ｋｆｐｓをディクリメントし、ステップＳ２１でテーブルＴ２（図３（Ｃ）参照）上の識別番号Ｋｆｐｓに対応するフレームレートに変更し、この処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。この結果、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６から出力された生画像信号に基づいて撮像面の露光時間が調整されるとともに、調整された露光時間に適合するようにフレームレートが変更される。これによって、露光時間が適切に調整され、かつ監視エリアの光学像に基づく動画像が滑らかに表示される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＢ（図３参照）に含まれる。

ステップＳ２３では、識別番号Ｋｇａｉｎが“１”を上回るか否かを判別する。換言すると、ゲインが０ｄＢであるか否かを判別する。ゲインが０ｄＢであれば、ステップＳ３に戻る一方、ゲインが０ｄＢを上回れば、ステップＳ９に進む。この結果、監視エリアの光学像に基づく画像データの高周波成分のノイズが低減される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＣ（図３参照）に含まれる。

ステップＳ２５では、輝度評価値が閾値ＴＬを上回るか否かを判別する。輝度評価値が閾値ＴＬを上回れば、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさは適正であると判断され、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、露光調整処理が実行される。具体的には、テーブルＴ２上の識別番号Ｋｅｘｐに対応する露光時間を最大露光時間とし、最大露光時間を上回らない範囲で調整する。例えば、識別番号Ｋｅｘｐ＝１のとき、最大露光時間を上回らない範囲は、１／３０ｓｅｃ〜１／１００００ｓｅｃを示す。この結果、現在のゲインおよびフレームレートが維持されつつ、露光時間の長さが正確に調整される。

輝度評価値が閾値ＴＬ以下であれば、ステップＳ２９で識別番号Ｋｅｘｐが“４”を下回るか否かを判別する。換言すると、露光時間が１／３０ｓｅｃ未満であるか否かを判別する。露光時間が１／３０ｓｅｃ以上であれば、ステップＳ３７に進む一方、露光時間が１／３０ｓｅｃ未満であれば、ステップＳ３３でこの処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。この結果、図３の範囲ＲａｎｇｅＤに示すように、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさが正確に確保される。

ステップＳ２９では、識別番号Ｋｇａｉｎが“３”を下回るか否かを判別する。換言すると、ゲインが６ｄＢを下回るか否かを判別する。ゲインが６ｄＢ以上であれば、ステップＳ３５に進む一方、ゲインが６ｄＢを下回れば、ステップＳ３１で識別番号Ｋｇａｉｎをインクリメントし、ステップＳ３３でテーブルＴ１上の識別番号Ｋｇａｉｎに対応するゲインに変更する。この処理が完了すると、ステップＳ３に戻る。この結果、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさが適切に調整される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＣ（図３参照）に含まれる。

ステップＳ３５では、識別番号Ｋｅｘｐが“６”を下回るか否かを判別する。換言すると、露光時間の長さが１ｓｅｃ未満であるか否かを判別する。露光時間の長さが１ｓｅｃであれば、ステップＳ４５に進み、露光時間の長さが１ｓｅｃ未満であれば、ステップＳ３７で識別番号Ｋｆｐｓをインクリメントし、ステップＳ３９でテーブルＴ３上の識別番号Ｋｆｐｓに対応するフレームレートに変更し、ステップＳ４１で識別番号Ｋｅｘｐをインクリメントし、ステップＳ４３でテーブルＴ２上の識別番号Ｋｅｘｐに対応する露光時間に変更する。この結果、監視エリアの光学像の滑らかさが犠牲になるものの、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさが十分に確保される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＢ（図３参照）に含まれる。

ステップＳ４５では、識別番号Ｋｇａｉｎが“６”を下回るか否かを判別する。換言すると、ゲインが３０ｄＢ未満であるか否かを判別する。ゲインが３０ｄＢであれば、ステップＳ３に戻り、ゲインが３０ｄＢ未満であれば、ステップＳ３１に進む。この結果、監視エリアの光学像に基づく画像データの明るさがさらに調整される。なお、監視エリアの明るさはこのとき、範囲ＲａｎｇｅＡ（図３参照）に含まれる。

図９によれば、ステップＳ５１では、動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示すか否かを判別する。動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｌ”レベルを示すと、ステップＳ５３でフラグＦｌａｇを“０”に設定する。動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｈ”レベルを示すと、ステップＳ５５でフラグＦｌａｇを“１”に設定する。これによって、フレームレートおよび露光時間の下限値が５ｆｐｓおよび１／５ｓｅｃに設定される。この結果、監視エリアの光学像に基づく動画像の滑らかさが確保される。

ステップＳ５７では、タイマ３８をリセットおよびスタートし、ステップＳ５９では、タイムアウトするまで待機する。既定時間が経過すると、ステップＳ１に戻る。これによって、これによって、警戒状態が既定時間にわたって保留される。

図１０を参照して、ステップＳ６１では、フラグＦｌａｇが“１”を示すまで待機する。このとき、フラグＦｌａｇが“１”であるか否かは、３０ｆｐｓのフレームレートよりも極めて短い周期で監視される。

フラグＦｌａｇが“１”を示すと、監視エリア内で検出対象が動いたと判断され、ステップＳ６３で変数Ｋｆｐｓが“６”であるか否かを判別する。換言すると、フレームレートが１ｆｐｓであるか否かを判別する。判別結果が否定的であれば、ステップＳ６１に戻る一方、判別結果が肯定的であれば、ステップＳ６５で変数Ｋｆｐｓを“４”に設定し、ステップＳ６７でテーブルＴ３上の変数Ｋｆｐｓに対応するフレームレートに変更する。ステップＳ６９では、変数Ｋｅｘｐを“４”に設定し、ステップＳ７１でテーブルＴ２上の変数Ｋｅｘｐに対応する露光時間に変更する。この結果、露光時間の長さの上限が速やかに制限されるとともに、フレームレートの上限も速やかに制限され、動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｈ”レベルに遷移したときの被写界を表す生画像信号が速やかに出力される。これによって、警戒に対する応答特性が改善される。

このように、イメージセンサ１４，ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６およびＴＧ／ＳＧ１８は、被写界の光学像を捉える撮像面を有し、被写界を表す画像信号を周期的に出力する。ＣＰＵ２４は、撮像手段から出力された画像信号に基づいて撮像面の露光時間を調整する。イメージセンサ１４，ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１６およびＴＧ／ＳＧ１８の画像出力周期は、調整された露光時間に適合するように変更される。被写界が警戒条件を満足するか否かは、画像出力周期よりも短い周期で、ＣＰＵ２４によって判別される。調整される露光時間の長さの上限は、警戒条件が満足するとき、フレームレートと非同期のタイミングでＣＰＵ２４によって制限される。

したがって、監視エリアが警戒条件を満足しなければ、画像出力周期は露光時間の調整に伴って変更される。つまり、監視エリアが暗いために露光時間の延長が必要になると、画像出力周期も延長される。画像出力周期が延長された条件で被写界が警戒条件を満足すると、露光時間の長さの上限が制限される。画像出力周期は、上限の制限に従って短縮される。

なお、この実施例では、監視エリアの警戒条件は動き検出回路３６から出力されるパルスが“Ｈ”レベルであるか“Ｌ”レベルであるかに従って判断するように説明した。しかし、これに限らず、監視エリアの動き条件に基づいて動き検出回路３６から出力される段階的な動き量をＣＰＵ２４に与え、ＣＰＵ２４はこの動き量に応じて監視エリアの警戒条件を区分することも可能である。

この発明の一実施例の構成を示すブロック図である。（Ａ）は図１実施例に適用されるＣＰＵ２４に形成されるテーブルＴ１の一例を示す図解図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用されるＣＰＵ２４に形成されるテーブルＴ２の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は図１実施例に適用されるＣＰＵ２４に形成されるテーブルＴ３の一例を示す図解図である。図１実施例に適用される明るさ制御の動作の一例を示す図解図である。図１実施例に適用される明るさ制御の他の動作の一例を示す図解図である。（Ａ）は図１実施例に適用される検出対象が監視エリアにフレームインおよびフレームアウトしたときの一例を示すタイミング図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す検出対象に応答する動き検出回路３６から出力されるパルスの一例を示すタイミング図であり、（Ｃ）は（Ａ）に示す検出対象に応答する監視カメラ１０によって撮影される画像データの一例を示すタイミング図であり、そして（Ｄ）は（Ａ）に示す検出対象に応答するフレームレートの一例を示すタイミング図である。（Ａ）は図１実施例に適用される監視エリアの一例を示す図解図であり、（Ｂ）は図１実施例に適用される監視エリアの他の一例を示す図解図であり、（Ｃ）は図１実施例に適用される監視エリアのその他の一例を示す図解図である。図１実施例に適用されるＣＰＵ２４の動作の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵ２４の動作の他の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵ２４の動作のその他の一部を示すフロー図である。図１実施例に適用されるＣＰＵ２４の動作のさらにその他の一部を示すフロー図である。

符号の説明

１０ … 監視カメラ
１４ … イメージセンサ
１６ … ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ
１８ … ＴＧ／ＳＧ
２２ … 輝度評価回路
２４ … ＣＰＵ
３６ … 動き検出回路
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３ … テーブル

Claims

被写界の光学像を捉える撮像面を有し、前記被写界を表す画像信号を周期的に出力する撮像手段、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて前記撮像面の露光時間を調整する第１調整手段、
前記第１調整手段によって調整された露光時間に適合するように前記撮像手段の画像出力周期を変更する変更手段、
前記被写界が警戒条件を満足するか否かを前記撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で判別する判別手段、および
前記判別手段における判別の結果、前記警戒条件を満足する場合には、前記第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限を、前記判別手段の判別の結果が前記警戒条件を満足しない場合における前記第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限よりも短時間に制限する制限手段を備えることを特徴とする、監視カメラ。
前記制限手段は、前記第１調整手段によって調整される露光時間の長さの上限を、前記撮像手段の画像出力周期と非同期のタイミングで制限することを特徴とする、請求項１に記載の監視カメラ。
前記第１調整手段は、Ｍ個（Ｍ：３以上の整数）の時間のいずれか１つを最大露光時間として選択する選択手段、および前記撮像面の露光時間を前記選択手段によって選択された最大露光時間を上回らない範囲で調整する調整実行手段を含み、
前記制限手段は前記選択手段によって選択可能な時間を短時間側のＮ個（Ｎ：２以上の整数）の時間に制限する、請求項１又は２に記載の監視カメラ。
前記撮像手段は前記撮像面で生成された画像信号を増幅する増幅手段を含み、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて前記増幅手段の増幅度を調整する第２調整手段をさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の監視カメラ。
前記判別手段は肯定的な判別結果が得られたとき判別処理を既定時間にわたって保留と
する、請求項１ないし４のいずれかに記載の監視カメラ。
前記判別手段が判別処理のために注目するエリアは前記撮像手段が撮像処理のために注目するエリアと一致する、請求項１ないし５のいずれかに記載の監視カメラ。
被写界の光学像を捉える撮像面を有し、前記被写界を表す画像信号を周期的に出力する撮像手段を備える監視カメラのプロセサに、
前記撮像手段から出力された画像信号に基づいて前記撮像面の露光時間を調整する第１調整ステップ、
前記第１調整ステップによって調整された露光時間に適合するように前記撮像手段の画像出力周期を変更する変更ステップ、
前記被写界が警戒条件を満足するか否かを前記撮像手段の画像出力周期よりも短い周期で判別する判別ステップ、および
前記判別ステップにおける判別の結果、前記警戒条件を満足する場合には、前記第１調整ステップによって調整される露光時間の長さの上限を、前記判別ステップの判別の結果が前記警戒条件を満足しない場合における前記第１調整ステップによって調整される露光時間の長さの上限よりも短時間に制限する制限ステップを実行させるための、撮像制御プログラム。