(57)【要約】【課題】撮像範囲に光を照射して被写体を角度をもって撮像する撮像装置において、撮像画像の輝度の差を低減する。【解決手段】撮像素子１０２を含み、被写体を撮像する撮像手段と、撮像素子１０２から出力された画像信号にゲインをかける処理を行う映像信号処理部１０３と、撮像画角を取得する撮像画角取得部１１７と、撮像手段が撮像する撮像範囲に光を照射する照明部１２０と、を有するネットワークカメラ１００であって、映像信号処理部１０３は、撮像画角内の各位置におけるネットワークカメラ１００から被写体面まで距離である撮像距離情報と、照明部１２０の配光特性とに基づき、画像信号にゲインをかける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を含み、被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像素子から出力された画像信号にゲインをかける処理を行う信号処理手段と、
撮像画角を取得する撮像画角取得手段と、
前記撮像手段が撮像する撮像範囲に光を照射する照明手段と、を有し、
前記信号処理手段は、前記撮像画角内の各位置における撮像装置から被写体面まで距離である撮像距離情報と、前記照明手段の配光特性とに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置と前記被写体面との垂直方向における距離である垂直距離情報を取得する垂直距離取得手段と、
前記撮像手段の撮像方向と前記被写体面の法線とのなす角度である角度情報を取得する角度取得手段と、を有し、
前記信号処理手段は、前記垂直距離情報、前記角度情報、及び、前記撮像画角に基づき取得された前記撮像距離情報に基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記垂直距離情報、前記角度情報、及び前記撮像画角に基づき、前記撮像画角内の各位置における前記撮像距離情報を取得する撮像距離取得手段を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記垂直距離取得手段は、測距センサーである、ことを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記垂直距離取得手段は、ネットワークを介して接続された情報処理装置を用いて入力された前記垂直距離情報を取得する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像手段を駆動することにより、焦点調節を行う合焦手段を有し、
前記垂直距離取得手段は、前記撮像手段の光軸を前記被写体面に対して垂直方向とした際の前記合焦手段による合焦位置までの距離を前記垂直距離情報として取得する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記垂直距離情報は前記撮像装置の設置高さである、ことを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記角度取得手段は、ネットワークを介して接続された情報処理装置を用いて入力された前記角度情報を取得する、ことを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記角度取得手段は、角度検出センサーである、ことを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記角度取得手段は、エンコーダーである、ことを特徴とする請求項２乃至７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像手段を駆動することにより、焦点調節を行う合焦手段を有し、
前記信号処理手段は、前記合焦手段による合焦位置に基づき取得された前記撮像装置と前記被写体との距離を前記撮像距離情報として、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記信号処理手段は、前記照明手段の配光特性と、前記撮像距離情報に基づき算出された前記撮像画角内の各位置における照度と、に応じたゲインを前記画像信号にかけることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記垂直距離情報、前記角度情報、前記撮像画角及び前記照明手段の配光特性に対応したゲイン情報を含むテーブルを記憶する記憶部を有し、
前記信号処理手段は、前記テーブルに含まれるゲイン情報に基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項２乃至１０のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像画角は、ネットワークを介して接続された情報処理装置によって変更される、ことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記信号処理手段は、前記撮像画角が変更された場合に、前記撮像画角の変更後の前記撮像距離情報と、前記照明手段の配光特性とに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項１乃至１４のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記撮像手段をチルト駆動させるチルト駆動手段、または、前記撮像手段をパン駆動させるパン駆動手段を有し、
前記信号処理手段は、前記チルト駆動手段または前記パン駆動手段により前記角度が変更された場合に、前記角度の変更後の前記撮像距離情報と、前記照明手段の配光特性とに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記信号処理手段は、前記撮像画角内に第１の被写体面および第２の被写体面が含まれる場合、前記撮像装置から前記第１の被写体面までの第１の撮像距離情報と、前記撮像装置から前記第２の被写体面までの第２の撮像距離情報のそれぞれに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする請求項１乃至１６のうちいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
撮像素子を含み、被写体を撮像する撮像工程と、
前記撮像素子から出力された画像信号にゲインをかける処理を行う信号処理工程と、
撮像画角を取得する撮像画角取得工程と、
前記撮像手段が撮像する撮像範囲に光を照射する照明工程と、を含み、
前記信号処理工程では、前記撮像画角内の各位置における撮像装置から被写体面まで距離である撮像距離情報と、前記照明工程において用いられる照明手段の配光特性とに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項２０】
撮像装置と、前記撮像装置とネットワークを介して通信可能に接続される情報処理装置と、を含む撮像システムであって、
前記撮像装置は、
撮像素子を含み、被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像素子から出力された画像信号にゲインをかける処理を行う信号処理手段と、
撮像画角を取得する撮像画角取得手段と、
前記撮像手段が撮像する撮像範囲に光を照射する照明手段と、を有し、
前記信号処理手段は、前記撮像画角内の各位置における撮像装置から被写体面まで距離である撮像距離情報と、前記照明手段の配光特性とに基づき、前記画像信号にゲインをかける、ことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラムおよび撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内の天井等に設置され、広範囲を監視することができるカメラが提案されている。赤外照明を搭載したカメラにおいて、天井や壁に設置され、夜間や暗い場所で照明を照らして撮像する場合に、撮像する角度によって遠い場所の被写体の照度は暗く、近い場所の被写体の照度が明るくなる。このため、同じ画角内であっても近い場所と遠い場所で撮像される被写体の輝度に差がでてしまう。
【０００３】
このような課題に対応するため、特許文献１では被写体を斜め上方から角度をもって撮像する撮像装置において、二つの照明を備え、二つの照明の一方は、他方の照明より遠方を照射することで、撮像範囲を適度な明るさで照射する撮像装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３３１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、照明が２つ必要になってしまう。また、遠方の撮像範囲の外にも光を照射してしまうため、無駄な電力が発生してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、撮像範囲に光を照射して被写体を角度をもって撮像する撮像装置において、撮像画像の輝度の差を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮像装置は、撮像素子を含み、被写体を撮像する撮像手段と、撮像素子から出力された画像信号にゲインをかける処理を行う信号処理手段と、撮像画角を取得する撮像画角取得手段と、撮像手段が撮像する撮像範囲に光を照射する照明手段と、を有し、信号処理手段は、撮像画角内の各位置における撮像装置から被写体面まで距離である撮像距離情報と、照明手段の配光特性とに基づき、画像信号にゲインをかける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像範囲に光を照射して被写体を角度をもって撮像する撮像装置において、撮像画像の輝度の差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る撮像装置を含む撮像システムのブロック図である。
【図２】ネットワークカメラの設置環境の一例を示す図である。
【図３】照明部の配光特性の一例を表す図である。
【図４】第１実施形態に係るゲイン値の計算方法により計算を行った結果の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る撮像装置を含む撮像システムのブロック図である。
【図７】第２実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係るネットワークカメラ１００の設置環境の一例を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る撮像画像の一例を示す図である。
【図１０】第３実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置を含む撮像システムのブロック図である。本発明が適用可能である撮像装置としてネットワークカメラ１００を例示した。ネットワークカメラ１００は、クライアント装置１３０と、ネットワーク１４０を介して通信可能に接続される。
【００１２】
クライアント装置１３０は、外部装置であるパーソナルコンピュータなどの情報処理装置を想定するが、それに限定されるものではない。クライアント装置１３０は、例えば、サーバや携帯端末等であってもよい。クライアント装置１３０は、ネットワークカメラ１００から、画像データを受信する。また、クライアント装置１３０は、ネットワークカメラ１００から画像データを受信するのみではなく、ネットワークカメラ１００に対して各種情報を送信できても良い。
【００１３】
ネットワーク１４０は、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等の通信規格を満足する複数のルータ、スイッチ、ケーブル等である。なお、本実施形態においては、ネットワークカメラ１００とクライアント装置１３０との間の通信を行うことができるものであれば、その通信規格や規模、構成は問わない。よって、ネットワーク１４０は、例えば、有線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）等であっても良い。
【００１４】
ネットワークカメラ１００は、撮像レンズ１０１、レンズ駆動部１１４、撮像素子１０２、映像信号処理部１０３、ネットワーク処理部１０６、ネットワークインターフェース部１０７、メモリ１１１、カメラ制御部１１２、および、照明部１２０を備える。
【００１５】
撮像レンズ１０１は、撮像光学系を備え、光学ズーム機能、フォーカス機能、絞り機能を有する。レンズ駆動部１１４は、後述のカメラ制御部１１２によって制御されることにより撮像レンズ１０１の光学ズーム、フォーカス、絞りの駆動を行う。フォーカスの駆動方法としては、例えば、映像のコントラストや位相差を用いて、焦点調節を行う。撮像素子１０２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等であって、撮像光学系により結像された被写体像を映像信号に変換して出力する。
【００１６】
映像信号処理部１０３は、撮像素子１０２から出力されたセンサー信号に対して、ノイズ除去やゲイン調整、Ａ／Ｄ変換、色変換処理、ガンマ補正および画素間補完処理といった処理を施し、これら処理を施した映像信号を出力する。ここで、撮像画像のゲイン調整は、照明部１２０の配光特性とネットワークカメラ１００の撮像画角の各位置におけるの撮像距離を考慮して、撮像画像の画素毎にゲインの値を変えることが可能である。撮像画像のゲイン調整の詳細については後述する。
【００１７】
ネットワーク処理部１０６は、映像信号処理部１０３から出力された映像信号を圧縮・符号化し、この圧縮・符号化された映像データを出力する。そして、ネットワークインターフェース部１０７は、ネットワーク処理部１０６から出力された映像信号を、ネットワーク１４０を介してクライアント装置１３０に配信する。
【００１８】
メモリ１１１は、例えば、半導体メモリで構成される記憶部であって、映像信号処理部１０３の処理バッファや後述するカメラ制御部１１２が実行するプログラムの記憶装置として利用される。カメラ制御部１１２は、マイクロコンピュータを有し、メモリ１１１に記憶されたプログラムを実行し、映像信号処理部１０３の制御や撮像レンズ１０１の制御など、ネットワークカメラ１００の動作制御を行う。カメラ制御部１１２は、垂直距離取得部１１５、角度取得部１１６、撮像画角取得部１１７、および、撮像距離取得部１１８を有する。
【００１９】
垂直距離取得部１１５は、ネットワークカメラ１００の設置位置と被写体を平面としてとらえた場合の被写体面（被撮像平面）との垂直方向における距離（垂直距離情報）を取得する。角度取得部１１６は、撮像レンズ１０１の撮像方向と被写体面の法線とのなす角度（角度情報）を取得する。撮像画角取得部１１７は、ネットワークカメラ１００の撮像画角を取得する。撮像距離取得部１１８は、垂直距離情報、角度情報、及び撮像画角に基づき、撮像画角内の各位置におけるネットワークカメラ１００から被写体面までの距離である撮像距離情報を取得する。
【００２０】
照明部１２０は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の照明素子及び集光レンズ等を備え、カメラ制御部１１２により点灯／消灯、光量の変更、配広角の変更等が可能である。照明部１２０はネットワークカメラ１００の撮像範囲を照らすため、照明部１２０の光軸とネットワークカメラ１００の撮像レンズ１０１の光軸はほぼ同一となる。
【００２１】
ネットワークカメラ１００と被写体面（例えば、撮像範囲内の床面）との最短となる距離、すなわち、ネットワークカメラ１００と被写体面との垂直方向における距離の取得について説明する。図２は、ネットワークカメラ１００の設置環境の一例を示す図である。本図において、ネットワークカメラ１００は、天井２０１に設置され、斜め下方向を撮像している。天井２０１の下方には天井２０１と平行な床面２０２が配置されている。本実施形態において、床面２０２は被写体面である。ネットワークカメラ１００が天井２０１に設置されている場合、ネットワークカメラ１００と被写体面と垂直方向における距離は、ネットワークカメラ１００の設置位置の高さ（設置高さ）となる。具体的には、ネットワークカメラ１００の垂直画角をθＢとし、垂直画角θＢの頂点を点２０３とする。点２０３から被写体面である床面２０２対して垂直におろした線と床面２０２の交点を点２０４とし、点２０３と点２０４を結ぶ線分をネットワークカメラ１００の設置高さＨとする。本実施形態において、垂直距離情報は、設置高さＨとなる。撮像レンズ１０１の光軸２０５と床面２０２との交点を点２０６とする。円弧２０７は、点２０３を中心とした半径が設置高さＨである。
【００２２】
垂直距離情報は、ユーザがクライアント装置１３０を用いて垂直距離情報を入力することでネットワーク１４０を介してネットワークカメラ１００のカメラ制御部１１２が垂直距離情報を取得することができる。なお、垂直距離情報を取得する方法はこれに限定するものではなく、例えば、ネットワークカメラ１００が測距センサーなどの測距手段を備えていても良い。この場合、測距手段がネットワークカメラ１００と床面２０２との距離を測距することで、ネットワークカメラ１００の設置位置の高さ計測し、その結果をカメラ制御部１１２が取得する。
【００２３】
次に、撮像レンズ１０１の撮像方向と被写体面の法線とのなす角度の取得手段について説明する。図２に示すように、ネットワークカメラ１００は設置角度θＡで固定されている。設置角度θＡは、点２０３から被写体面である床面２０２に対して垂直におろした線（被写体面の法線）と、撮像レンズ１０１の光軸２０５とがなす角度である。本実施形態において、設置角度θＡは、角度情報である。
【００２４】
設置角度θＡは、ユーザがクライアント装置１３０を用いて設置角度情報を入力することでネットワーク１４０を介してネットワークカメラ１００のカメラ制御部１１２が設置角度θＡを取得することができる。なお、ネットワークカメラ１００の設置角度を取得する方法はこれに限定するものではなく、例えば、ネットワークカメラ１００が角度検出センサー等の角度検出手段を備えていても良い。この場合、角度検出手段がネットワークカメラ１００の設置角度θＡを検出し、その結果をカメラ制御部１１２が取得する。
【００２５】
次に、図２を用いて、本実施形態のネットワークカメラ１００の撮像画素毎のゲイン値の計算方法を示す。まず、ネットワークカメラ１００の設置高さＨ、設置角度θＡ及び垂直画角θＢから垂直画角θＢ内の各位置におけるネットワークカメラ１００から被写体面までの距離（撮像距離情報）をそれぞれ算出する。点２０３と点２０６を結ぶ線分であり、ネットワークカメラ１００から被写体面上の垂直画角の中心までの距離Ｌ０は式（１）であらわされる。
Ｌ０＝Ｈ／ ｃｏｓ（θＡ）                      ・・・（１）
【００２６】
点２０３と点２０８を結ぶ線分であり、ネットワークカメラ１００から被写体面上の垂直画角の近い端までの距離をＬ１とする。点２０３と点２０９を結ぶ線分であり、ネットワークカメラ１００から被写体面上の垂直画角の遠い端までの距離をＬ２とする。距離Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ式（２）、式（３）で表される。
Ｌ１＝Ｈ／ ｃｏｓ（θＡ−θＢ／２）            ・・・（２）
Ｌ２＝Ｈ／ ｃｏｓ（θＡ＋θＢ／２）            ・・・（３）
【００２７】
一般的に、ある点における明るさは光源からの距離の２乗に反比例する。また、照明部１２０の配光特性であり、照明部１２０から距離Ｈかつ方向θにおける点の照度を示す関数をＥ（θ）とすると、被写体面上の垂直画角の中心の照度Ｅ０は式（４）で表される。
Ｅ０＝Ｅ（θＡ）×（Ｈ/Ｌ０）２                  ・・・（４）
また、被写体面上の垂直画角の近い端、つまり、点２０８における照度をＥ１とする。被写体面上の垂直画角の遠い端、つまり、点２０９における照度をＥ２とする。照度Ｅ１、Ｅ２はそれぞれ式（５）、式（６）で表される。
Ｅ１＝Ｅ（θＡ-θＢ/２）×（Ｈ/Ｌ１）２             ・・・（５）
Ｅ２＝Ｅ（θＡ+θＢ/２）×（Ｈ/Ｌ２）２          ・・・（６）
【００２８】
次に、ゲイン値の計算方法について一例を用いて説明する。図３は、照明部１２０の配光特性の一例を表す図である。縦軸は照明部１２０から一定距離Ｈ離れた点の照度、横軸は光軸２０５を０°とした時の角度を示す。ここで、設置高さＨを３ｍ、設置角度θＡを６０°、垂直画角θＢを２０°とする。図４は、第１実施形態に係るゲイン値の計算方法により計算を行った結果の一例を示す図である。図４において、縦軸は垂直画角の中心（本図においては６０°）すなわち光軸と、被写体面との交点の位置の照度を１とした時の被写体面上の相対照度であり、横軸は垂直下向きを０°とした時の角度である。また、図４において、点線で挟まれた領域は、ネットワークカメラ１００の設置角度θＡが６０°、垂直画角θＢが２０°の時の垂直画角である。Ｅ０（すなわち、６０°）を１とした時、Ｅ１（すなわち、５０°）は約１．５６、Ｅ２（すなわち、７０°）は約０．４４となる。Ｅ１からＥ２間の照度を角度毎に計算することで垂直画角毎（画角内の各位置）の照度が求まる。
【００２９】
垂直画角毎の照度の値に基づき垂直画角毎のゲイン値を決定する。例えば、まず、垂直画角の中心で適正露光となるようにシャッタースピード、絞り、ゲインを決定する。つまり、Ｅ０の照度値で適正露光となるようにする。Ｅ０とＥ１、Ｅ０とＥ２をそれぞれ比較し、Ｅ１及びＥ２に対するゲインを決定する。Ｅ１はＥ０よりも照度が高いため、Ｅ１に対するゲインはＥ０に対するゲインよりも小さい値となる。逆に、Ｅ２はＥ０よりも照度が低いため、Ｅ２に対するゲインはＥ０に対するゲインよりも大きい値となる。Ｅ１からＥ２までの間のゲインについても同様にＥ０と比較し、画素毎にゲインを決定する。または、Ｅ１からＥ２までの間のゲインについてはＥ０とＥ１の間及びＥ０とＥ２の間の照度を補完することによりゲインを決定してもよい。これらの処理は映像信号処理部１０３において行われる。
【００３０】
また、ゲイン値の計算方法について説明したが、これに限定するものではない。例えば、カメラ制御部１１２はあらかじめメモリ１１１に保存されたゲイン情報を含むテーブルを参照し、ネットワークカメラ１００の設置高さＨ、設置角度θＡ、垂直画角θＢに対応した値から画素毎のゲインの値を決定する方法でもよい。
【００３１】
図５は、第１実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。ステップ（以下、Ｓとする）５０１では、ネットワークカメラ１００が起動する。Ｓ５０２では、垂直距離取得部１１５及び角度取得部１１６がそれぞれネットワークカメラ１００の設置高さ及び設置角度を取得する。Ｓ５０３では、ネットワークカメラ１００が撮像を開始する。Ｓ５０４では、カメラ制御部１１２が、照明部１２０が点灯されているかの判定を行う。照明部１２０が点灯されている場合（ＹＥＳ）はＳ５０５へ進み、照明部１２０が点灯されていない場合（ＮＯ）はＳ５０４を照明部１２０が点灯されるまで繰り返す。
【００３２】
Ｓ５０５では、撮像画角取得部１１７がズーム位置から垂直撮像画角を取得する。Ｓ５０６では、Ｓ５０２で取得したネットワークカメラ１００の設置高さ、設置角度、Ｓ５０５で取得した垂直画角及び照明部１２０の配光特性から撮像画像のゲイン補正量を決定する。Ｓ５０７では、映像信号処理部１０３がＳ５０６で決定したゲインを撮像画像へかける。Ｓ５０８では、カメラ制御部１１２が、照明部１２０が点灯されているかの判定を行う。照明部１２０が点灯されている場合（ＹＥＳ）はＳ５０９へ進み、照明部１２０が点灯されていない場合（ＮＯ）はＳ５１０へ進む。Ｓ５０９では、カメラ制御部１１２が、ズームが動作され、撮像画角が変更されたかの判定を行う。撮像画角が変更は、ユーザがクライアント装置１３０を用いて行っても良い。ズームが動作された場合（ＹＥＳ）はＳ５０５へ戻り、撮像画角の変更後の垂直画角を取得する。ズームが動作されなかった場合（ＮＯ）はＳ５０８へ進む。Ｓ５１０では、撮像画像を通常のゲインに戻し、Ｓ５０４へ戻る。
【００３３】
本実施形態では、撮像画角内の各位置におけるネットワークカメラ１００から被写体面まで撮像距離と、照明部１２０の配光特性とに基づき、ゲインをかけている。このため、撮像装置に備えられる照明の構成や性能に依存することなく撮像画像の輝度差を軽減し、撮像画像の輝度を均一にすることが可能となる。
【００３４】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態と同一の番号が付されているものは、同一の構成要素を示すものであり、ここでは説明を省略する。図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像装置を含む撮像システムのブロック図である。本発明が適用可能である撮像装置の一例としてネットワークカメラ６００を例示した。第２実施形態に係るネットワークカメラ６００は、撮像部６１３を駆動可能なパン駆動部６１５およびチルト駆動部６１６を備える。
【００３５】
撮像部６１３は、撮像レンズ１０１、撮像素子１０２、映像信号処理部１０３を備える。また、この撮像部６１３は、パン機構６１９及びチルト機構６１８によって支持されている。ここで、パン駆動部６１５及びチルト駆動部６１６は、カメラ制御部１１２の制御のもとにそれぞれパン機構６１９及びチルト機構６１８を駆動させ、撮像部６１３をパン方向及びチルト方向に回転させて、撮像方向を任意の方向に移動させる。
【００３６】
本実施形態に係る、ネットワークカメラ６００と被写体面（例えば、撮像範囲内の床面）との最短となる距離、すなわち、ネットワークカメラ６００と被写体面との垂直方向における距離の取得について説明する。第１実施形態の方法に加え、レンズ駆動部１１４のフォーカス機能により設置高さを取得してもよい。具体的には、カメラ制御部１１２がチルト駆動部６１６を制御して撮像部６１３の光軸の向きを被写体面である床面に対して垂直下向きにし、コントラストや位相差を用いたフォーカス機能により床面に合焦する。ネットワークカメラ６００から合焦位置（合焦している被写体の位置）までの距離をネットワークカメラ６００の設置高さとして取得する。撮像部６１３の光軸の角度、つまり、ネットワークカメラ６００のチルト角度の取得手段について説明する。ネットワーク１４０に接続されたクライアント装置１３０用いてユーザがチルト角度情報を入力することでネットワーク１４０を介してネットワークカメラ６００のカメラ制御部１１２がネットワークカメラ６００のチルト角度を取得することができる。なお、ネットワークカメラ６００のチルト角度を取得する方法はこれに限定するものではなく、例えば、ネットワークカメラ６００が角度検出センサーやエンコーダー等の角度検出手段を備え、その検出結果をカメラ制御部１１２が取得してもよい。
【００３７】
図７は、第２実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。図５と同一のステップには同一の番号を付し、説明を省略する。Ｓ７０５では、角度取得部１１６がチルト位置から撮像部６１３の撮像角度を取得する。Ｓ７０６では、撮像画角取得部１１７がズーム位置から垂直撮像画角を取得する。Ｓ７０７では、Ｓ７０２で取得したネットワークカメラ６００の高さ、Ｓ７０６で取得した垂直画角及び照明部１２０の配光特性から撮像画像のゲイン補正量を決定する。Ｓ７０８では、映像信号処理部１０３がＳ７０７で決定したゲイン補正量を撮像画像へかける。Ｓ７０９では、カメラ制御部１１２が、照明部１２０が点灯されているかの判定を行う。照明部１２０が点灯されている場合（ＹＥＳ）はＳ７１０へ進み、照明部１２０が点灯されていない場合（ＮＯ）はＳ７１１へ進む。Ｓ７１０では、カメラ制御部１１２が、ズームが動作され、撮像画角が変更されたかの判定を行う。ズームが動作された場合（ＹＥＳ）はＳ７０５へ戻り、ズームが動作されなかった場合（ＮＯ）はＳ７０９へ戻る。Ｓ７１１では、撮像画像を通常のゲインに戻し、Ｓ７０４へ戻る。
【００３８】
本実施形態によれば、パン駆動部およびチルト駆動部を備える撮像装置においても、撮像装置に備えられる照明に依存することなく撮像画像の輝度を均一にすることが可能となる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態、第２実施形態と同一の番号が付されているものは、同一の構成要素を示すものであり、ここでは説明を省略する。第３実施形態では、合焦手段としてのレンズ駆動部１１４のフォーカス機能によりネットワークカメラ１００から被写体までの撮像距離情報を取得し、画像信号にゲインをかける。具体的には、まず、レンズ駆動部１１４により、被写体に合焦させ、ネットワークカメラ１００から被写体までの距離を撮像距離情報として取得する。そして、撮像画像から撮像画角に対するネットワークカメラから見た被写体の角度を取得する。さらに、被写体の距離、角度及び照明部１２０の配光特性から被写体の位置における照度を取得し、照度に応じてゲイン値を補正する。
【００４０】
図８は、第３実施形態に係るネットワークカメラ１００の設置環境の一例であり、ネットワークカメラを真横からみたイメージ図である。被写体８０３は、人物等である。ネットワークカメラ１００から被写体８０３までの距離をＬ４とし、本図においてＬ４は線分８０２であらわされる。光軸２０５と線分８０２のなす角をθＣとする。
【００４１】
次に、図９を用いてθＣの取得方法について説明する。図９は、第３実施形態に係る撮像画像の一例を示す図である。図９の画像中の各角度の位置は、図８に示す角度と対応しており、垂直撮像画角の中心線である点線９０１はθＡ、垂直撮像画角の下端である点線９０２はθＡ−θＢ／２、垂直撮像画角の上端である点線９０３はθＡ＋θＢ／２にそれぞれ対応している。垂直撮像画角の被写体８０３上の点線９０４はθＡ−θＣ対応しているため、撮像画像中の被写体８０３の位置により角度θＣを取得することが可能である。
被写体８０３における照度Ｅ４は式（６）であらわされる。
Ｅ４＝Ｅ（θＡ−θＣ）×（Ｈ/Ｌ４）２              ・・・（６）
【００４２】
算出した照度Ｅ４に応じてゲインを計算し、補正する。ゲインの決定方法については第１実施形態と同じ方法で可能である。ここで、ゲイン値の計算方法について説明したが、これに限定するものではな。例えば、カメラ制御部１１２はあらかじめメモリ１１１に保存されたゲイン情報を含むテーブルを参照し、ネットワークカメラ１００の設置高さＨ、設置角度θＡ、垂直画角θＢに対応した値から画素毎のゲインの値を決定する方法でもよい。
【００４３】
図１０は、本発明の第３実施形態に係るゲイン処理のフローチャートである。図５と同一のステップには同一の番号を付し、説明を省略する。Ｓ１００６では、カメラ制御部１１２が、レンズ駆動部１１４のフォーカス機能によりネットワークカメラ１００と被写体との距離を取得する。Ｓ１００７では、カメラ制御部１１２が撮像画像の被写体の位置から角度θＣを取得する。Ｓ１００８では、Ｓ１００５で取得した垂直画角、Ｓ１００６で取得したネットワークカメラ１００から被写体の距離、Ｓ１００７で取得した角度θＣ及び照明部１２０の配光特性から撮像画像のゲイン補正量を決定する。Ｓ１００９では、映像信号処理部１０３がＳ１００８で決定したゲインを撮像画像へかける。Ｓ１０１０では、照明が点灯されている場合（ＹＥＳ）はＳ１０１１へ進み、照明が点灯されていない場合（ＮＯ）はＳ１０１２へ進む。
【００４４】
Ｓ１０１１では、カメラ制御部１１２が、ズームが動作され、撮像画角が変更されたかの判定を行う。ズームが動作された場合（ＹＥＳ）はＳ１００５へ戻り、ズームが動作されなかった場合（ＮＯ）はＳ１０１０へ戻る。Ｓ１０１２では、撮像画像を通常のゲインに戻し、Ｓ１００４へ戻る。
【００４５】
本実施形態によれば、被写体までの距離を撮像距離として用いるため、撮像距離を取得する必要がない。
【００４６】
＜その他の実施形態＞
上述の実施形態においては、ネットワークカメラ１００または６００が天井に設置された場合についてのみ説明したが、これに限定するものではない。例えば、天地が逆でも適用可能である。また、ネットワークカメラ１００または６００が壁に設置されていても適用可能である。壁に設置された場合は、撮像の光軸の角度により床面だけでなく、壁面も被写体面として撮像されることがある。このような場合、撮像レンズ１０１の光軸の角度に応じて第１被写体面としての壁面との撮像距離と、第２被写体面としての床面のとの撮像距離を別々に取得し、撮像画像の床面と壁面の境界で分けてゲイン値を別々に計算することにより適用可能である。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１００  ネットワークカメラ
１０１  撮像レンズ
１０２  撮像素子
１０３  映像信号処理部
１１１  メモリ
１１２  カメラ制御部
１１４  レンズ駆動部
１１５  垂直距離取得部
１１６  角度取得部
１１７  撮像画角取得部
１１８  撮像距離取得部
１２０  照明部
６００  ネットワークカメラ
６１３  撮像部
６１５  パン駆動部
６１６  チルト駆動部
６１８  チルト機構
６１９  パン機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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