JP6340328B2

JP6340328B2 - インターホンシステム

Info

Publication number: JP6340328B2
Application number: JP2015037191A
Authority: JP
Inventors: 真則尾崎
Original assignee: Aiphone Co Ltd
Current assignee: Aiphone Co Ltd
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2018-06-06
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016163066A

Description

本発明は、来訪者が居住者を呼び出すインターホンシステムに関し、詳しくは玄関子機に設けたカメラの撮像映像を居室親機のモニタに表示する際に、視認性を上げるためのノイズ除去技術に関する。

玄関子機にカメラを設けて来訪者映像を居室親機に表示させ、呼出時に或いは通話時に居住者が来訪者を映像で確認できるインターホンシステムが普及している。玄関子機カメラは、玄関等宅外に設置されるため、逆光状態や夜間での暗い状態の映像が発生し易く、そのような場合は人物の視認性を上げるために照度補正等が実施されるが、加えてノイズ削減処理を実施し、視認性の向上を図っている。
例えば特許文献１では、照度に応じて更にはシャッタースピードに応じて、現フィールドの映像信号に対して帰還させる１フィールド前の映像信号の帰還係数を変えてノイズ低減を図っている。
また、カメラ撮像映像のノイズ削減技術としては、上述したように隣接するフレームの相間に着目してノイズ低減処理を行う３次元ノイズリダクションに加えて、同一フレーム内でノイズ低減処理を行う２次元ノイズリダクションが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０６−３８０９８号公報特開２０１０−２２６６４６号公報

しかしながら、上述した特許文献１のカメラのノイズ低減技術は、低照度時に発生するノイズは低減できたが、夜間の映像や逆光時の映像に対して視認性を上げるために階調補正を行った場合、画面の暗部に対してかけられたゲインにより増加したノイズに関しては良好に削減することができなかった。また２次元ノイズリダクション技術においても、低照度映像に対しては、十分なノイズ削減を実施できなかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、夜間の映像や逆光時の映像に対して階調補正を実施した場合に発生するノイズを良好に削減できるインターホンシステムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、居住者を呼び出すために玄関に設置された玄関子機と、玄関子機からの呼び出しに居住者が応答するために宅内に設置された居室親機とを有し、玄関子機には来訪者を撮像するためのカメラが設けられ、居室親機にはカメラの撮像映像を表示するモニタが設けられたインターホンシステムにおいて、カメラは、照度に応じ可変動作する電子シャッターと、撮像素子の出力信号を増幅するＡＧＣ回路と、電子シャッターとＡＧＣ回路を制御するカメラ制御部と、撮像映像の出力処理を行うカメラ信号処理部とを有し、カメラ信号処理部は、居室親機の階調補正オン操作を受けて、電子シャッターのシャッタ値及びＡＧＣ回路のゲイン値を基に低照度であると判断したら階調補正を実施すると共に、２次元ノイズリダクション処理、３次元ノイズリダクション処理の双方を実施することを特徴とする。
この構成によれば、低照度時に階調補正を実施した場合は、２次元ノイズリダクション処理及び３次元ノイズリダクション処理の双方を実施するため、逆光補正や夜間補正を実施することで増幅されたノイズを的確に削減することが可能となり、一方のノイズリダクション処理を強く掛けることで解像度が劣化したり、動く被写体にブレが生ずるような事態を削減できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、カメラ信号処理部は、低照度映像を補正するための補正用ヒストグラムデータを記憶し、階調補正を実施する際に補正用ヒストグラムデータを用いて補正することを特徴とする。
この構成によれば、予め設定されたヒストグラムデータに基づいて照度が補正されるため、低照度映像に対して確実に視認性を向上させることができるし、処理演算を削減でき演算部の負担を軽減できる。

本発明によれば、低照度時に階調補正を実施した場合は、２次元ノイズリダクション処理及び３次元ノイズリダクション処理の双方を実施するため、逆光補正や夜間補正を実施することで増幅されたノイズを的確に削減することが可能となり、一方のノイズリダクション処理を強く掛けることで輪郭がぼやけたり、ブレた映像が表示されるような事態を削減できる。

本発明に係るインターホンシステムの一例を示す構成図である。図１のインターホンシステムの回路ブロック図である。輝度分布ヒストグラムであり、（ａ）は高照度＋逆光の状態、（ｂ）は低照度の状態、（ｃ）は階調補正用に使用するノイズ削減処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るインターホンシステムの一例を示す構成図であり、１は玄関等宅外に設置されて来訪者が居住者を呼び出すための玄関子機、２は宅内に設置されて呼び出しに居住者が応答するための居室親機であり、両者は伝送線Ｌ１により接続されている。玄関子機１は、呼出ボタン１１、マイク１２及びスピーカ１３、来訪者を撮像するためのカメラ１４を有している。居室親機２は、応答するための通話ボタン２１、マイク２２及びスピーカ２３、カメラ１４の撮像映像に加えて各種情報を表示するモニタ２４、各種設定操作を行うための操作部２５を有している。

図２は玄関子機１及び居室親機２の主要部を回路ブロックで示している。カメラ１４は、図示しない電子シャッタ、撮像素子、撮像映像の明度を一定にするためのＡＧＣ回路を有している。そして図２に示すように、玄関子機１は、撮像素子が撮像した映像信号を処理するカメラＤＳＰ１４ａ、電子シャッターやＡＧＣ回路を制御するカメラＣＰＵ１４ｂ、映像を送信するために変調するＦＭ変調部１６、音声の変調／復調を実施する音声ＦＭ部１７、玄関子機１全体を制御する子機ＣＰＵ１８、居室親機２と通信する子機ＩＦ１９等を備えている。

カメラＤＳＰ１４ａは、低照度映像を補正するための輝度ヒストグラムデータを記憶し、居室親機２の所定の操作により階調補正オン操作が成されたら、照度変化に応じ可変動作する電子シャッター値及びＡＧＣゲイン値を読み取り、映像が低照度であると判断したら、記憶している輝度ヒストグラムデータを用いて視認性を補正する階調補正を実施する。
また、必要に応じて２次元ノイズリダクション（２次元ＮＲ）処理、３次元ノイズリダクション（３次元ＮＲ）処理を使い分けて実施する。

ここで実施される階調補正を図３を参照して説明する。図３は輝度ヒストグラムの説明図であり、（ａ）は高照度で逆光時の分布、（ｂ）は低照度時の分布、（ｃ）は照度補正を行う際に適用される分布である。
高照度或いは逆光時は、図３（ａ）に示すように暗いピクセルと白飛び等で明るいピクセルが多く、中間調輝度のピクセルが少ない。また、低照度では暗いピクセルが増加するが、図３（ｃ）に示すように中間調のピクセルが少ない。

階調補正は視認性を確保するために実施され、具体的に輝度ヒストグラム上の黒潰れ・白飛び部分をクリップし中間調レベルを持ち上げるよう図３（ｃ）に示す特性を示すゲインをかける。この図３（ｃ）に示すような輝度分布を示すよう照度補正することで、中間調のピクセルを増加させることができる。

一方居室親機２は、玄関子機１から居室親機２に伝送される上り音声信号と居室親機２から玄関子機１に伝送される下り音声信号とを切り替えるボイススイッチ２６、音声の変調／復調を実施する音声ＦＭ部２７、映像信号を復調するＦＭ復調部２８、居室親機２全体を制御する親機ＣＰＵ２９、玄関子機１と通信する親機ＩＦ３０等を備えている。
操作部２５には、カメラ１４の撮像映像に対して階調補正を実施する／しないをオン／オフ設定する選択ボタン２５ａが設けられている。このオン操作を受けて玄関子機１は階調補正した映像を居室親機２に出力する。この映像は、例えば玄関子機１の呼出ボタン１１が押された際に居室親機２に出画される映像、或いは居室親機２の操作部のモニタボタン（図示せず）の押下によって表示された映像に対して階調補正が実施される。

このように構成されたインターホンシステムの動作は以下の様である。但し、玄関子機１からの呼び出し、呼び出しに対する居室親機２での応答、カメラ１４の起動及びモニタ２４への表示動作は従来と同様であるため説明を省略し、ここではカメラ１４の撮像映像の階調補正、ノイズリダクション処理動作を中心に説明する。図４はカメラＤＳＰ１４ａによる階調補正及びノイズリダクション処理の流れを示すフローチャートを示し、この図４に沿って説明する。

まずカメラ１４が起動したら、カメラＤＳＰ１４ａはカメラ１４の電子シャッター値及びＡＧＣゲイン値を読み取り、撮像映像の照度レベルを算出する（Ｓ１）。照度レベルを算出したら、予め設定して記憶している照度レベル判断閾値を元に、算出した照度レベルが高照度か低照度か判断（Ｓ２）し、高照度であると判断したら階調補正設定がオフの場合（Ｓ３でＹｅｓ）は、有害なノイズは微小なためノイズリダクション処理は行わず（Ｓ５）、映像を出力する。尚、この出力映像は、ＦＭ変調部１６で変調されて子機ＩＦ１９から居室親機２へ伝送され、ＦＭ復調部２８で復調されてモニタ２４に表示される。

一方、Ｓ２において低照度と判断した場合（Ｓ２でＮｏ）は、明るさを確保するためにＡＧＣゲインにより大きく増幅されるため、ノイズも増幅された状態にある。但し、階調補正設定オフの場合（Ｓ４でＹｅｓ）は画像ノイズ量が中程度であるため、３次元ＮＲ処理にて賄えるノイズ量であるとし、解像度劣化を抑えるため３次元ＮＲ処理のみ実施（Ｓ７）した後、映像を出力する。この映像が居室親機２に伝送されてモニタ２４に表示される。

照度レベルが高照度判断（Ｓ２でＹｅｓ）で、階調補正設定がオン(主に逆光シーン視認性確保)の場合（Ｓ３でＮｏ）は、中間調レベルが増幅されるためノイズも増幅される。この場合、３次元ＮＲを強くかけると動きのある映像に対してはブレが生じてしまうため、２次元ＮＲ処理を実施する（Ｓ６）。但し、弱めのレベルで３次元ＮＲ処理を合わせて実施しても良い。

照度レベルが低照度判断（Ｓ２でＮｏ）で、階調補正がオンの場合（Ｓ４でＮｏ）は、ＡＧＣゲインにより大きく増幅されるし、階調補正により中間調領域のゲイン増幅が行われるため、ノイズ量が一番多くなる。そのため、２次元ＮＲ処理、３次元ＮＲ処理の両方を実施（Ｓ８）して出力される。尚、これは主に夜間シーン視認性を確保する場合となる。

このように、低照度時に階調補正を実施した場合は、２次元ＮＲ処理及び３次元ＮＲ処理の双方を実施するため、逆光補正や夜間補正を実施することで増幅されたノイズを的確に削減することが可能となり、２次元ＮＲ処理を強く掛けることで解像度が劣化したり、３次元ＮＲ処理を強く掛けることで動く被写体にブレが生ずるような事態を削減できる。
また、予め設定されたヒストグラムデータに基づいて照度が補正されるため、低照度映像に対して確実に視認性を向上させることができるし、処理演算を削減でき演算部の負担を軽減できる。

上記実施形態は、戸建住宅用インターホン装置に対して適用した構成を示したが、集合住宅インターホンに対しても適用できるし、防犯カメラ等にも適用できるものである。

１・・玄関子機、２・・居室親機、１４・・カメラ、１４ａ・・カメラＤＳＰ（カメラ信号処理部）、１４ｂ・・カメラＣＰＵ（カメラ制御部）、１８・・子機ＣＰＵ、２４・・モニタ、２５ａ・・選択ボタン、２９・・親機ＣＰＵ。

Claims

居住者を呼び出すために玄関に設置された玄関子機と、前記玄関子機からの呼び出しに居住者が応答するために宅内に設置された居室親機とを有し、前記玄関子機には来訪者を撮像するためのカメラが設けられ、前記居室親機には前記カメラの撮像映像を表示するモニタが設けられたインターホンシステムにおいて、
前記カメラは、照度に応じ可変動作する電子シャッターと、撮像素子の出力信号を増幅するＡＧＣ回路と、前記電子シャッターと前記ＡＧＣ回路を制御するカメラ制御部と、前記撮像映像の出力処理を行うカメラ信号処理部とを有し、
前記カメラ信号処理部は、前記居室親機の階調補正オン操作を受けて、前記電子シャッターのシャッタ値及び前記ＡＧＣ回路のゲイン値を基に低照度であると判断したら階調補正を実施すると共に、２次元ノイズリダクション処理、３次元ノイズリダクション処理の双方を実施することを特徴とするインターホンシステム。
前記カメラ信号処理部は、低照度映像を補正するための補正用ヒストグラムデータを記憶し、
階調補正を実施する際に前記補正用ヒストグラムデータを用いて補正することを特徴とする請求項１記載のインターホンシステム。