JP5153420B2 - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、監視用カメラ等の撮像装置及び撮像装置の制御方法に関する。

従来、基準の参照画像と現在の撮影画像とを比較して変化部分を検知する不動体検知機能を有する監視カメラがある。この監視カメラは、前記変化部分の検知持続時間が所定時間以上の場合に、物の置き去り等があったと判断して監視画面等への表示や警告等の信号を出力する（特許文献１）。

図７（ａ）に、従来の不動体検知回路を示す。この不動体検知回路では、まず、不動体検知の準備段階で、図７（ｂ）に示すような画像を撮影してこれを参照画像１として記憶部に記憶しておく。その後、例えば、図７（ｃ）に示すように、円筒状の物体が置かれると、参照画像１の各画素と現在の撮影画像２（図７（ｃ）の画像）の各画素との差分を差分計算回路３で計算する。

カウンタ４では、差分計算回路３での計算結果が所定値を超えた場合に、その時間を画素ごとにカウントしている。そして、カウンタ４でのカウンタ値が予め定められた時間（例えば３分）に達すると、円筒状の物体が撮影されている画素部分を不動体として検知し、図７（ｄ）に示すように、その画素を含む範囲を監視画面等に表示する信号を出力する。

なお、円筒状の物体以外の画素の差分も差分計算回路３により算出されるが、ノイズ等で小さい値で０に近い値になるため、不動体としては検知されない。また、動いている物体も差分計算回路３により差分が算出されるが、カウンタ４において３分以内に差分がなくなるため不動体としては検知されない。

一方、被写体からの入射光量に応じて赤外線カットフィルタを制御することにより、撮像素子への入射光量を増減させて撮像モードを切換えるオートデイナイト機能を有する監視カメラがある。この監視カメラでは、可視光の入射光量が減少してきた場合には、赤外光で撮影するモードに切換えて画像を出力し、また、赤外光の入射光量が増加してきた場合には、可視光で撮影するモードに切換えて画像を出力する（特許文献２）。

図８及び図９を参照して、オートデイナイト機能について説明する。まず、図８において、レンズ１１を通して入力された被写体像はデイモードでは可視光のみを撮影するため、赤外線カットフィルタ１２で赤外領域の光が除去されて、ＣＣＤセンサ１３で電気信号に変換される。ナイトモードでは、ＡＤＮ制御回路１４が赤外線カットフィルタ１２を制御して光路から外し、赤外領域の画像を撮影する。

オートデイナイト機能は、このデイモードとナイトモードを入射光量に従ってＡＤＮ制御回路１４が自動的に切換える。

図９を参照して、オートデイナイト機能の切換え動作を説明すると、太陽光のもとでの撮影の場合、時間とともに入射光量は変化する。図９は、昼間から夜になり、また、朝が来たときのＡＤＮ制御回路１４への入射光量の変化を示している。実際には、ＣＣＤセンサ１３の出力を輝度成分だけで表しているのと同等になっている。

日没までの期間Ａでは入射光量が減少していき、日没の時間で入射光量が所定値を下回るとＡＤＮ制御回路１４は赤外線カットフィルタ１２を制御して光路から外し、赤外領域の光がＣＣＤセンサ１３に入力する。これにより、赤外領域の成分がある場合は、期間Ｂに示すように入射光量が増加して撮影される。

また、日の出とともに入射光量は増加していき、所定値を上回るとＡＤＮ制御回路１４は赤外線カットフィルタ１２を制御して光路に戻し、可視光領域の光がＣＣＤセンサ１３に入力する。これにより、期間Ｃに示すように、赤外領域の成分だけ減少した入射光量の画像が撮影される。

上述した監視カメラは、画像をアナログ信号で出力したり、デジタル信号でネットワークに出力したりするタイプがある。ネットワークに画像信号を出力する場合は、ユーザは出力レートを任意に設定できるので、数秒から数分に１枚程度の画像を設定し、通信量や受信した画像の録画量の削減を行っている。そして、ユーザは、不動体検知機能やオートデイナイト機能の状態をリアルタイムに見たり、録画したりすることによって監視を行っている。
特開２０００−３３１２５４号公報 特開２００４−１２０２０２号公報。

しかしながら、上記従来技術では、不動体検知機能の動作中にオートデイナイト機能により撮影モードの切換えが行われると、特に赤外光の変化によって画面全体の輝度が著しく変化する。このため、動いていない物体にもかかわらず、現在の撮影画像と参照画像との差分を計算する差分計算回路３の計算結果を基にカウンタ４が所定値を超える時間をカウントしてしまい、動かない物体を動いた物体として誤検知する虞れがある。

そこで、本発明は、不動体検知機能の動作中に撮影モードの切換え要求が生じても、不動体検知を正常に継続することができる撮像装置及び撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を撮影して撮影画像を出力する撮像手段と、前記被写体像の入射光量の大きさに応じて、前記撮像手段の撮影モードを、可視光領域の画像を撮影する可視光撮影モードと赤外領域の画像を撮影する赤外光撮影モードとの間で切換える切り換え手段と、参照画像を記憶する記憶手段と、前記可視光撮影モード又は前記赤外光撮影モードで得られる撮影画像と前記記憶手段に記憶された参照画像との差分値が所定値を超えている時間を計測し、前記計測した時間が設定時間を経過したかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記差分値が所定値を超えている時間を計測している期間において前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行わないよう制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を撮影して撮影画像を出力する撮像手段と、前記被写体像の入射光量の大きさに応じて、前記撮像手段の撮影モードを、可視光領域の画像を撮影する可視光撮影モードと赤外領域の画像を撮影する赤外光撮影モードとの間で切換える切り換え手段と、参照画像を記憶する記憶手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、前記可視光撮影モード又は前記赤外光撮影モードで得られる撮影画像と前記記憶手段に記憶された参照画像との差分値が所定値を超えている時間を計測し、前記計測した時間が設定時間を経過したかを判定する判定ステップと、前記判定ステップにおいて前記差分値が所定値を超えている時間を計測している期間において前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行わないよう制御する制御ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置及び撮像装置の制御方法によれば、不動体検知機能の動作中に撮影モードの切換え要求が生じても、不動体検知を正常に継続することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の撮像装置の第１の実施形態である監視カメラを説明するためのブロック図、図２は時間と入射光量との関係を示すグラフ図、図３は制御回路の動作例を示すフローチャート図である。

図１に示すように、本実施形態の監視カメラは、レンズ２１、赤外線カットフィルタ２２、ＣＣＤセンサ２３、制御回路３０、記憶部（所定の記憶領域）３１、差分計算回路３２、及びカウンタ３３を有する。

本実施形態の監視カメラでは、まず、不動体検知の準備段階で、図７（ｂ）に示すような参照画像を撮影して記憶部３１に記憶しておく。レンズ２１を通して光学的に入力された被写体像は、デイモードでは可視光のみを撮影するため、赤外線カットフィルタ２２で赤外領域の光を除去されて、ＣＣＤセンサ２３で電気信号に変換され、差分計算回路３２及び制御回路３０に出力される。

差分計算回路３２では、記憶部３１に記憶された参照画像の各画素と現在の撮影画像の各画素との差分を計算する。カウンタ３３では、差分計算回路３２で計算された差分値が所定値を超えた場合に、差分値が所定値を超えている時間を画素ごとにカウントする。そして、カウンタ３３でのカウント値が設定時間Ｓを超えると、制御回路３０が、差分値が所定値を超えている画素で囲まれた領域を不動体として検知する。

また、制御回路３０は、レンズ２１を通して光学的に入力された被写体像の入射光量も検出しており、日没の時間で入射光量が所定値未満となると、制御回路３０は、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路から外す。これにより、赤外領域の光がＣＣＤセンサ２３に入射して自動的にナイトモードに切り換えられる。

また、制御回路３０は、日の出などで入射光量が所定値を超えると、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路に戻し、これにより、可視領域の光がＣＣＤセンサ２３に入射して自動的にデイモードに切り換えられる。

ここで、本実施形態では、不動体検知を行う際の前記設定時間Ｓが３分に設定されている。この場合、図７（ｃ）のように円筒状の物体が置かれてカウンタ３３のカウント値が２分に達していた時に図２に示す日没になり、入射光量が所定値未満となると、制御回路３０は、不動体検知が終了するまでの期間Ｄ（１分）はナイトモードへの切換えを行わない。そして、この１分の間にカウンタ３３のカウント値が３分に達すると、制御回路３０は、所定値を超える差分値が継続していた画素の領域を図７（ｄ）のように不図示の表示部に表示して警告する。

その後、制御回路３０は、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路から外し、赤外領域の光をＣＣＤセンサ２３に入射させて自動的にナイトモードに切り換える。このときの入射光量は、図２の破線のように変化する。

そして、日の出とともに入射光量が増加して所定値を超えると、制御回路３０は、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路に戻し、可視光領域の光をＣＣＤセンサ２３に入射させて自動的にデイモードに切り換える。この場合、図２の期間Ｃで示すように、赤外領域の成分だけ減少した入射光量の画像が撮影される。

一方、図７（ｃ）のように円筒状の物体が置かれてカウンタ３３のカウント値が２分経過していた時に図２に示す日の出になり、入射光量が所定値を超えると、制御回路３０は、不動体を検知するまでの期間Ｄ（１分）だけデイモードへの切換えを行わない。そして、この１分の間にカウンタ３３のカウント値が３分に達すると、制御回路３０は、所定値を超える差分値が継続していた画素の領域を図７（ｄ）のように不図示の表示部に表示して警告する。

その後、制御回路３０は、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路に戻し、可視光領域の光をＣＣＤセンサ２３に入射させて自動的にデイモードに切り換える。

そして、日没とともに入射光量が減少して所定値未満となると、制御回路３０は、赤外線カットフィルタ２２を制御して光路から外し、赤外領域の光をＣＣＤセンサ２３に入射させて自動的にナイトモードに切り換える。

以上説明したように、本実施形態では、図３に示すように、制御回路３０は、入射光量が所定値未満或いは所定値を超える場合（ステップＳ１０）、不動体検知が行われていると（ステップＳ１１）、不動体検知が終了する時間まで待つ（ステップＳ１２）。そして、不動体検知が終了した時点で、制御回路３０は、ナイトモード或いはデイモードへの切り換えを行う（ステップＳ１３）。これにより、不動体検知中にオートデイナイト機能の切り換え要求が生じても不動体検知動作を正常に継続することができる。

なお、不動体検知のための参照画像と現在の撮影画像との比較は、画素やブロック単位での輝度変化や色変化の比較や、周波数変換による画像のエッジ成分の移動による比較で行うものなど、特に限定されない。

また、本実施形態では、オートデイナイト機能は入射光量の大小で切り換える場合を例示したが、これに限定されず、撮影画像の輝度成分の変化や色成分の変化の大小で切り換え処理を行うようにしてもよい。

（第２の実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の撮像装置の第２の実施形態である監視カメラについて説明する。

上記第１の実施形態では、太陽光のようにゆっくりと入射光量が変化する場合に、オートデイナイト機能の切り換え処理を不動体検知中は行わないようにしている。しかし、照明スイッチをＯＮした場合等のように、入射光量が一瞬にして大きく変化するようなときでも、制御回路３０は、画面全体の輝度変化が発生するため、不動体検知処理を開始してしまう。この場合、上記第１の実施形態のように、オートデイナイト機能の切換え処理を待たせても、不動体検知を正確に行うことはできない。

そこで、本実施形態では、図４に示すように、制御回路３０は、入射光量が所定値未満或いは所定値を超える場合（ステップＳ２０）、不動体検知が行われていると判断すると（ステップＳ２１）、全画面で動きがあったか否かを判断する（ステップＳ２２）。即ち、ステップＳ２２においては、制御回路３０は、記憶部３１に記憶された参照画像の各画素と現在の撮影画像の各画素との差分を比較する際に、全ての画素で差分値が所定値を超えている場合は、全画面で動きがあったと判断する。

そして、制御回路３０は、ステップＳ２２において、全画面で動きがあった場合は（ステップＳ２２のＹＥＳ）、ナイトモード或いはデイモードへの切り換えを行う（ステップＳ２４）。また、制御回路３０は、ステップＳ２２において、全画面で動きがない場合は（ステップＳ２２のＮＯ）、不動体検知が終了する時間まで待ち（ステップＳ２３）、ステップＳ２１に戻る。なお、不動体検知処理及びオートデイナイト機能の切換え処理については、上記第１の実施形態と同様である。

（第３の実施形態）
次に、図５及び図６を参照して、本発明の撮像装置の第３の実施形態である監視カメラについて説明する。

ネットワークに接続される監視カメラでは、ネットワークに接続された端末に画像を送信してユーザが端末のディスプレイ上で監視する場合や、ネットワークに接続された録画サーバに画像を送信して該録画サーバに画像を録画する場合がある。

このようなネットワーク対応型の監視カメラでは、通信容量や録画サーバでの記録容量を制限するために、撮影画像を予め設定された時間（例えば数秒〜数分）ごとに送信する設定がされている。

本実施形態では、この送信設定に応じて不動体検知の動作中もデイモードとナイトモードとの切換え処理を行い、ネットワークに接続された端末や録画サーバに画像を送信する例を説明する。

図５は本発明の撮像装置の第３の実施形態である監視カメラを説明するためのブロック図、図６は制御回路の動作例を説明するためのフローチャート図である。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態（図１）に対してネットワーク送信回路７１を追加した点が異なるため、図５において上記第１の実施形態と重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、不動体検知動作中に入射光量が所定値未満或いは所定値を超えると、制御回路３０は、ネットワークの送信設定を取得する（図６のステップＳ３０〜ステップＳ３２）。

次に、制御回路３０は、送信設定時間がオートデイナイト機能の切換えに要する時間より短い場合（ステップＳ３３のＮＯ）、上記第１の実施形態と同様に、不動体検知が終了するまでオートデイナイト機能の切換え処理を待つように制御する（ステップＳ３４）。

また、オートデイナイト機能の切換え時間（例えば２秒）の２倍より前記送信設定の時間が長い場合は、制御回路３０は、ネットワーク送信回路７１を制御して前回撮影した画像を送信する。このとき、制御回路３０は、次に画像を送信するタイミングまでオートデイナイト機能の切換えを行わず、不動体検知動作を継続する。

そして、制御回路３０は、次に画像を送信するタイミングからオートデイナイト機能の切換え時間を引いたタイミングになったとき（ステップＳ３３のＹＥＳ）、オートデイナイト機能の切換えを行う。オートデイナイト機能の切換えを行った時には、制御回路３０は、不動体検知のための、記憶部３１に記憶された参照画像の各画素と現在の撮影画像の各画素との差分を比較する処理を行わないように差分計算回路３２を制御する。オートデイナイト機能の切換えが終わると、制御回路３０は、画像を送信するタイミングでネットワーク送信回路７１を制御して撮影画像を送信する（ステップＳ３５）。

そして、ネットワークへの画像の送信が終了すると、制御回路３０は、再びオートデイナイト機能の切換えを行う。また、制御回路３０は、不動体検知のための、記憶部３１に記憶された参照画像の各画素と現在の撮影画像の各画素との差分を比較する処理を行うように差分計算回路３２を制御する（ステップＳ３６）。この処理を不動体検知終了まで行い、不動体検知を終了すると（ステップＳ３１のＮＯ）、制御回路３０は、オートデイナイト機能によって切換えるべき撮影モードに切り換えて制御を安定させる（ステップＳ３７）。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに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適宜変更可能である。

例えば、上記第１及び第３の実施形態では、不動体検知を終了した時点でオートデイナイト機能を切換えているが、不動体検知を終了して警告を出す際に、その最終画像を警告表示とともに記憶部３１に保存し、その後にオートデイナイト機能を切換えてもよい。

また、上記第１〜第３の実施形態では、不動体検知機能とオートデイナイト機能とが重なった場合を例示したが、不動体検知機能と輝度や色が大きく変化するその他の機能とが重なる場合にも本発明を適用してもよい。その他の機能としては、例えば、撮影画像の明るさに応じて、標準のゲイン特性の画像を撮影するモードと暗い部分のみのゲインを高くした画像を撮影するモードとを自動で切換えるシェード補正機能が例示できる。

本発明の撮像装置の第１の実施形態である監視カメラを説明するためのブロック図である。 時間と入射光量との関係を示すグラフ図である。 制御回路の動作例を説明するためのフローチャート図である。 本発明の撮像装置の第２の実施形態である監視カメラの制御回路の動作例を示すフローチャート図である。 本発明の撮像装置の第３の実施形態である監視カメラを説明するためのブロック図である。 制御回路の動作例を説明するためのフローチャート図である。 従来の不動体検知の機能を説明するための説明図である。 従来の監視カメラを説明するためのブロック図である。 時間と入射光量との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

２１ レンズ
２２ 赤外線カットフィルタ
２３ ＣＣＤセンサ
３０ 制御回路
３１ 記憶部
３２ 差分計算回路
３３ カウンタ
７１ ネットワーク送信回路

Claims (5)

1. 被写体像を撮影して撮影画像を出力する撮像手段と、
   前記被写体像の入射光量の大きさに応じて、前記撮像手段の撮影モードを、可視光領域の画像を撮影する可視光撮影モードと赤外領域の画像を撮影する赤外光撮影モードとの間で切換える切り換え手段と、
   参照画像を記憶する記憶手段と、
   前記可視光撮影モード又は前記赤外光撮影モードで得られる撮影画像と前記記憶手段に記憶された参照画像との差分値が所定値を超えている時間を計測し、前記計測した時間が設定時間を経過したかを判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記差分値が所定値を超えている時間を計測している期間において前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行わないよう制御する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記判定手段により設定時間が経過したと判断された後に、前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影画像と前記参照画像との全画面での差分値が所定値を超えた場合、前記制御手段は、前記判定手段により設定時間が経過したと判断される前であっても、前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、前記判定手段により前記計測した時間が設定時間を経過したと判断された場合、警告情報を出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 被写体像を撮影して撮影画像を出力する撮像手段と、前記被写体像の入射光量の大きさに応じて、前記撮像手段の撮影モードを、可視光領域の画像を撮影する可視光撮影モードと赤外領域の画像を撮影する赤外光撮影モードとの間で切換える切り換え手段と、参照画像を記憶する記憶手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
   前記可視光撮影モード又は前記赤外光撮影モードで得られる撮影画像と前記記憶手段に記憶された参照画像との差分値が所定値を超えている時間を計測し、前記計測した時間が設定時間を経過したかを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおいて前記差分値が所定値を超えている時間を計測している期間において前記切り換え手段による撮影モードの切り換えを行わないよう制御する制御ステップと、
   を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。

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