JPH06225312A

JPH06225312A - テレビインターホン

Info

Publication number: JPH06225312A
Application number: JP1116593A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hagio; 健一萩尾; Satoshi Furukawa; 聡古川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1994-08-12
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3451644B2

Abstract

(57)【要約】【目的】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画像歪み補正機能を備えたテレビ
インターホンを提供する。【構成】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広角レ
ンズの画像歪みを補正する画像歪み補正手段２４を親器
２３に備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラの撮像レ
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】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
画像歪み補正機能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、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広
角レンズの画像歪みを補正する画像歪み補正手段２４を
親器２３に備えた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。

【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、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１
３からの画像を表示するモニターテレビ２１及び子器１
３からの音声を出力するスピーカ２２を有する親器２３
からなり、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。本実施例
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、
本実施例のように、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。本実施例で
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】以上の実施例では、水平方向のアドレス変
換についてのみ述べたが、当然、垂直方向のアドレス変
換についても同様の処理を行うことができる。また、２
次元のアドレス変換を行うことも可能である。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、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、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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広角レンズの画像歪みを補正する
手段を親器に備えたことを特徴とするテレビインターホ
ン。