(57)【要約】【課題】車両に乗車している人物の顔ならびにその車両のナンバープレートを含む被写体の撮像画像から人物の顔およびナンバープレートのそれぞれの高画質な画像を生成し、車両内の人物と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援する。【解決手段】カメラ装置５のプロセッサ１０は、撮像素子１２での長い露光時間で得られた画像と、前記撮像素子での短い露光時間で得られた画像とを時分割に取得する。プロセッサ１０は、長い露光時間で得られた画像ら抽出した顔画像と、短い露光時間で得られた画像から抽出したナンバープレート画像とを合成して、同一の車両に対応する顔画像とナンバープレート画像との合成画像を生成する。【選択図】図３６
2020057869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に乗車している人物の顔と前記車両のナンバープレートとを含む被写体からの光を結像するレンズを含むレンズブロックと、
前記レンズにより結像された前記被写体からの光に基づいて撮像処理を実行する撮像素子と、
前記撮像処理により生成された前記被写体の撮像画像に基づいて、同一の車両に対応する前記車両に乗車している人物の顔画像とその車両のナンバープレート画像とを生成するプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記被写体からの光に基づく撮像時に複数の撮像条件を用いて前記撮像素子に前記撮像処理を実行させる、
撮像装置。
【請求項２】
前記プロセッサは、第１撮像条件の撮像処理により生成された前記被写体の撮像画像から前記顔画像を抽出し、第２撮像条件の撮像処理により生成された前記被写体の撮像画像から前記ナンバープレート画像を抽出する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１撮像条件は前記撮像素子での露光時間が所定値より長く、
前記第２撮像条件は前記撮像素子での露光時間が前記所定値より短い、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
外部装置との間でデータ通信を行う通信部、を更に備え、
前記プロセッサは、前記同一の車両に対応する前記顔画像と前記ナンバープレート画像とを、前記通信部を介して前記外部装置に記録させる、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記撮像素子での露光時間が長い第１撮像条件を用いて得られた第１撮像画像と、前記撮像素子での露光時間が短い第２撮像条件を用いた得られた第２撮像画像とを時分割に取得し、前記第１撮像画像から抽出した前記顔画像と前記第２撮像画像から抽出した前記ナンバープレート画像とを合成して、同一の車両に対応する前記顔画像と前記ナンバープレート画像との合成画像を生成する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記車両に乗車している人物が映る前記撮像素子の第１領域の撮像面は、感度の高い画素で構成され、
前記車両のナンバープレートが映る前記撮像素子の第２領域の撮像面は、感度の低い画素で構成される、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記被写体の撮像画像に基づいて、前記車両のフロントガラスを検出し、検出された前記撮像画像中の前記フロントガラスの感度を所定値より上げる、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
日中モードまたは夜間モードを検知するセンサと、
前記夜間モード中に前記被写体にＩＲ光を照射する照明部と、
回転可能に支持され前記撮像素子に受光される前記被写体からの光を制限する偏光フィルタと、前記ＩＲ光を通過させるバンドパスフィルタと、を切り替え可能に支持するフィルタユニットと、を更に備え、
前記プロセッサは、前記日中モード中には、前記偏光フィルタを前記撮像素子の前面側に配置させ、前記偏光フィルタを通過した前記被写体からの光に基づく撮像画像を用いて、前記車両の車種を判定し、判定された前記車種に応じて、前記車種に対応する回転角の分だけ前記偏光フィルタを回転させる、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記レンズブロックは、ＩＲカットフィルタの使用の有無を切り替え可能に支持し、
前記プロセッサは、前記日中モード中には、前記ＩＲカットフィルタを前記撮像素子の前面側に配置させる、
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記夜間モード中には、前記バンドパスフィルタを前記撮像素子の前面側に配置させ、前記照明部から照射された前記ＩＲ光に対して前記バンドパスフィルタを通過した前記被写体からの光に基づく撮像画像を用いて、同一の車両に対応する前記車両に乗車している人物の顔画像とその車両のナンバープレート画像とを生成する、
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記バンドパスフィルタは、前記車両から照射されるヘッドライトの波長帯域を有する光を遮断する、
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記照明部は、前記人物の顔への前記ＩＲ光の照射強度を所定の照射基準強度より高く、前記ナンバープレートへの前記ＩＲ光の照射強度を前記所定の照射基準強度より低い照度分布を有する前記ＩＲ光を照射する、
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記撮像装置から前記車両までの距離を計測可能な距離センサ、を更に備え、
前記プロセッサは、前記距離センサの計測結果に基づいて、前記撮像装置から所定の第１距離に前記車両が位置する時に前記ナンバープレートの撮像処理を前記撮像素子に実行させ、前記撮像装置から所定の第２距離に前記車両が位置する時に前記人物の顔の撮像処理を前記撮像素子に実行させる、
請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１４】
外部装置との間でデータ通信を行う通信部、を更に備え、
前記プロセッサは、前記同一の車両に対応する前記顔画像と前記ナンバープレート画像とを、前記外部装置に前記顔画像と前記ナンバープレート画像に対する画像処理を行わせるように前記通信部を介して前記外部装置に送信する、
請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、車両に乗車している人物と車両のナンバープレートとを撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速道路等の有料道路の料金所の料金収受車線を走行する車両内の運転者の顔画像およびその車両のナンバープレートを同時に撮像するカメラが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、車両のフロントガラスおよびナンバープレートを含む視野内に対して照明光を照射する照明装置の光照射側に１方向の光だけを通過させる偏光フィルタが設けられるとともに、同一の視野内の画像を撮像するカメラの撮像面側に照明側の偏光フィルタと角度の異なる方向の光だけを通過させる偏光フィルタが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のカメラによれば、料金所の料金収受車線を走行する車両のフロントガラスおよびナンバープレートを含む視野内の画像を撮像することはできる。しかし、特許文献１では、車両のフロントガラスおよびナンバープレートをどのような露光条件で撮像するかについては考慮されていない。このため、露光条件によっては、車両のフロントガラスおよびナンバープレートの撮像画像の一部（例えばフロントガラスあるいはナンバープレート）の画質が劣化する可能性があるという課題があった。
【０００５】
本開示は、上述した従来の状況に鑑みて案出され、車両に乗車している人物の顔ならびにその車両のナンバープレートを含む被写体の撮像画像から人物の顔およびナンバープレートのそれぞれの高画質な画像を生成し、車両内の人物と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援する撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、車両に乗車している人物の顔と前記車両のナンバープレートとを含む被写体からの光を結像するレンズを含むレンズブロックと、前記レンズにより結像された前記被写体からの光に基づいて撮像処理を実行する撮像素子と、前記撮像処理により生成された前記被写体の撮像画像に基づいて、同一の車両に対応する前記車両に乗車している人物の顔画像とその車両のナンバープレート画像とを生成するプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記被写体からの光に基づく撮像時に複数の撮像条件を用いて前記撮像素子に前記撮像処理を実行させる、撮像装置を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、車両に乗車している人物の顔ならびにその車両のナンバープレートを含む被写体の撮像画像から人物の顔およびナンバープレートのそれぞれの高画質な画像を生成でき、車両内の人物と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係るカメラ装置の外観を示す斜視図
【図２】カメラ本体部の内部構造を示す斜視図
【図３】前面フィルタ切替モジュールの正面側（前面側）の構造を示す斜視図
【図４】前面フィルタ切替モジュールの背面側（後面側）の構造を示す斜視図
【図５】前面フィルタ切替モジュールの構造を示す正面図
【図６】前面フィルタ切替モジュールの構造を示す背面図
【図７】前面フィルタ切替モジュールの構造を示す側面図
【図８】日中モード時、光軸上の位置に偏光フィルタが移動した場合の前面フィルタ切替モジュールの構造を示す斜視図
【図９】夜間モード時、光軸上の位置にバンドパスフィルタが移動した場合の前面フィルタ切替モジュールの構造を示す斜視図
【図１０】実施の形態１に係るカメラ装置５のハードウェア構成例を含む撮像システムの構成の一例を示すブロック図
【図１１】前面フィルタ切替モジュールの光学的配置の一例を示す図
【図１２】カメラ装置の撮像動作手順を示すフローチャート
【図１３】映像配信手順を示すフローチャート
【図１４】日中・夜間切替動作手順を示すフローチャート
【図１５】日中モードおよび夜間モードの設定が登録されたテーブルの登録内容の一例を示す図
【図１６】前面フィルタ切替モジュールの他の光学的配置を示す図
【図１７】車種ごとの窓ガラス角度および検知角度がそれぞれ登録されたテーブルの登録内容の一例を示す図
【図１８】車両の窓ガラスの窓ガラス角度を示す図
【図１９】カメラ装置が車線をそれぞれ走行する車両をそれぞれ撮像する場合、各車両の進行方向に対応する検知角度を示す図
【図２０】カメラ装置が車両を検知した場合の偏光フィルタの偏光角の算出手順を示すフローチャート
【図２１】偏光フィルタの偏光角の設定を説明する斜視図
【図２２】車両を上方から見た場合、窓ガラスの形状を示す平面図
【図２３】２枚の偏光フィルタを重ね合わせた偏光フィルタの構成を示す分解斜視図
【図２４】偏光フィルタの外観およびその断面を示す図
【図２５】最適な偏光角度の算出を説明する図
【図２６】変形例の偏光フィルタを示す正面図
【図２７】カメラ装置が停車中の車両の窓ガラス部分を撮像する状況を示す平面図
【図２８】カメラ装置が走行中の車両の窓ガラス部分を連続して撮像する状況を示す側面図
【図２９】枝葉等の影を除去する処理手順を示すフローチャート
【図３０】連続して撮像された走行中の車両のＮフレーム分の窓ガラス画像に対し、各窓ガラス画像を同一のサイズに拡大する処理を説明する図
【図３１】拡大処理が施された全６フレームの窓ガラス画像を合成する処理を説明する図
【図３２】６フレーム分の窓ガラス画像を合成した合成画像の一例を示す図
【図３３】カメラ装置からの距離に応じてＩＲ光の照度が変化する原理を説明する図
【図３４】照明用ＬＥＤの構成および照度分布を示す図
【図３５】実施の形態２に係る長時間露光撮影による撮像画像と短時間露光撮影による撮像画像とを合成して合成画像を生成する処理を示す図
【図３６】映像配信手順を示すフローチャート
【図３７】実施の形態２の変形例１に係る照明用ＬＥＤで車両を照明する状況を示す図
【図３８】実施の形態２の変形例２に係るカメラ装置が遠近で撮像する状況を示す図
【図３９】実施の形態２の変形例３に係る撮像素子の撮像面を示す図
【図４０】実施の形態２の変形例４に係る撮像素子の撮像面を示す図
【図４１】実施の形態２の変形例５に係るバンドパスフィルタによるヘッドライトの遮光を説明するグラフ
【図４２】夜間にヘッドライトを点灯している車両にＩＲ光を照明して撮像する状況を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１の構成に至る経緯）
従来、車両に乗車している人物（例えば運転者）を特定するため、撮像素子を搭載したカメラ装置により、カメラ装置の被写体として、車両内の運転者の顔を撮像することが行われていた。撮像素子は、ＲＧＢ（Red Green Blue）光の波長域に高い感度を有する他、近赤外光（つまり、ＩＲ（Infrared Ray）光）の波長域にも感度を有する。このため、昼間では、撮像素子によって撮像されるＲＧＢ画像が不鮮明にならないように、ＩＲカットフィルタでＩＲ光を遮断することが必要であると考察された。一方、夜間では、車両の窓ガラス越しに映る運転者の顔が暗くなるので、運転者の顔を照明するためにＩＲ光を照射する場合、ＩＲカットフィルタをカメラ装置内に配置される光学系の光軸上から外すことが必要であると考察された。
【００１０】
そこで、実施の形態１では、昼間においてはＩＲカットフィルタを光学系の光軸上に配置し、夜間においてはＩＲカットフィルタを光学系の光軸から外した状態となるように、光軸に対してＩＲカットフィルタを簡単に挿抜できるカメラ装置の例を説明する。
【００１１】
また、窓ガラスを透して車両内の運転者の顔を撮像する場合、窓ガラスにより反射された周辺光を低減するため、偏光フィルタをカメラ装置の光軸上に配置することが行われる。偏光フィルタは、偏光軸と平行な直線偏光を有する光を透過させ、偏光軸と直交する直線偏光を有する光を遮蔽する特性を有する。窓ガラスにより反射されることで直線偏光となった周辺光に対し、偏光方向が直交するように偏光フィルタの偏光軸を合わせることで、偏光フィルタで周辺光を遮断し、窓ガラスを透過した運転者の顔だけを撮像することが可能となる。
【００１２】
しかし、例えば路肩等の道路の脇に設置されたカメラ装置が走行する車両を斜めから撮像する場合、カメラ装置から車両までの距離が同じであっても、車両が走行する車線によって偏光フィルタの偏光角が違ってくる。このため、１台のカメラ装置で異なる車線を走行する車両を撮像する場合、運転者の顔をどちらも鮮明に撮像することが難しかった。また、同じ車線であっても、車種によって適切な偏光角が違っていた。このため、車種によっても車線の場合と同様、運転者の顔を鮮明に撮像できないことがあった。
【００１３】
そこで、実施の形態１では、被写体としての車両の車種やその車両が走行する車線に拘わらず、運転者の顔を鮮明に撮像できるカメラ装置の例を説明する。
【００１４】
以下、適宜図面を参照しながら、本開示に係るカメラ装置の構成および作用を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【００１５】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るカメラ装置５は、例えば車両ＶＣ（図１８参照）を被写体とし、車両内に乗車している人物（例えば運転者）の顔を鮮明に撮像し、その人物の顔の撮像画像（撮像映像）を生成して取得する。
【００１６】
図１は、実施の形態１に係るカメラ装置５の外観を示す斜視図である。本開示に係る撮像装置の一態様としてのカメラ装置５は、カメラ本体部３０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）本体部２０とが上下方向の２段に重なって配置されて構成される。なお、本明細書において、カメラ装置５の説明に関する前後、上下、左右のそれぞれの方向は、図１に示す矢印に従う。
【００１７】
上段側のＬＥＤ本体部２０（照明部の一態様）は、略直方体あるいは略立方体の箱形状の筐体２０ｚを有する。筐体２０ｚの前面には、例えば４＊１６個（＝６４個）の照明用ＬＥＤ２１が照射可能に等間隔で配置される。＊（アスタリスク）は乗算の演算子を示す。カメラ装置５が有する光源の一態様としての照明用ＬＥＤ２１は、照明光として、広帯域かつ短波長（例えば８５０ｎｍの波長）のＩＲ（Infrared Ray）光を照射する。なお、ＬＥＤ本体部２０の代わりに、照明光を照射可能な照明本体部の一態様として、レーザ光を照射可能な１つまたは複数のレーザダイオードが配置されたレーザ光本体部（図示略）が配置されてもよい。この場合には、レーザ光本体部内に配置された１つまたは複数のレーザダイオードから、狭帯域かつ短波長（例えば８５０ｎｍ）のレーザ光が照射される。
【００１８】
下段側のカメラ本体部３０は、ＬＥＤ本体部２０より小さな容積を有する箱形状の筐体３０ｚを有する。筐体３０ｚの前面の略中央部には、カメラ装置５の被写体（例えば車両）からの光が入射可能な窓部３０ｙが形成される。筐体３０ｚの背面側（つまり後面側）には、カメラ装置５により撮像された撮像映像を伝送するための映像出力用ケーブル１５１が接続されるコネクタ（図示略）が配置される。映像出力用ケーブル１５１は、後述するネットワークＮＷとの間で通信可能に接続されるルータ等の通信機器（図示略）との間で接続される。
【００１９】
図２は、カメラ本体部３０の内部構造を示す斜視図である。カメラ本体部３０の筐体３０ｚの内部には、各種の光学部品（光学系の一態様）および電子部品が配置される。筐体３０ｚの内側の前面側には、前面フィルタ切替モジュール４０が配置される。前面フィルタ切替モジュール４０の後方には、後面側に向かってレンズブロック５０、レンズ内フィルタ切替モジュール６０、撮像素子１２等が配置される。
【００２０】
レンズブロック５０は、撮像素子１２の撮像面に被写体の光学像を結像させるフォーカスレンズ（レンズの一態様）を含む。なお、レンズブロック５０は、フォーカスレンズの他、望遠から広角まで変倍可能なズームレンズ等を含んでもよい。
【００２１】
レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、レンズブロック５０より後方（後面側）かつ撮像素子１２の前方（前面側）に配置される。レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、前述したＩＲカットフィルタ（図示略）と素ガラス（図示略）とを切り替え可能に配置し、ＩＲカットフィルタと素ガラスとを交互に切り替えて光学系の光軸（以下「光軸」と略記）上に配置する。
【００２２】
レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、例えば昼間等に設定される日中モード時、光軸上にＩＲカットフィルタを配置する。これにより、日中モード時には、撮像素子１２には、ＩＲ帯域の成分が遮断されたＲＧＢ光が受光されるので、画質の良好な可視光画像が得られる。
【００２３】
一方、レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、例えば夜間等に設定される夜間モード時、光軸上に素ガラスを配置する。これにより、夜間モード時には、撮像素子１２には、ＩＲカットフィルタによってＩＲ帯域の成分が遮断されないで素ガラスを通過した入射光が受光されるので、その受光された入射光に基づいて、一定の明るさを有する（言い換えると、暗くなり過ぎない）ＩＲ画像が得られる。
【００２４】
撮像素子１２は、例えば２Ｋ、４Ｋ、８Ｋ等の高精細な映像を撮像可能なイメージセンサであり、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子で構成される。この固体撮像素子は、撮像面に結像した光学像の光電変換に基づいて、撮像画像に対応する電気信号を生成する。また、撮像素子１２は、固体撮像素子から出力される電気信号を増幅するためのアンプと、このアンプのゲイン（感度）を調整可能なゲイン調整部とを含んでよい。なお、撮像素子１２の出力は、プロセッサ１０（図１０参照）に入力されて所定の信号処理が実行された上で、撮像画像（撮像映像）のデータが生成される。
【００２５】
前面フィルタ切替モジュール４０（フィルタユニットの一態様）は、バンドパスフィルタ４１と偏光フィルタ４２とを交互に切り替えて（例えば、左右方向にスライド移動させて）、バンドパスフィルタ４１あるいは偏光フィルタ４２を光軸上に配置する。前面フィルタ切替モジュール４０がレンズブロック５０より光軸上の被写体側（前面側）に配置されることで、前面フィルタ切替モジュール４０の機械的調整（例えばメンテナンス）が容易となる。
【００２６】
図３は、前面フィルタ切替モジュール４０の正面側（前面側）の構造を示す斜視図である。図４は、前面フィルタ切替モジュール４０の背面側（後面側）の構造を示す斜視図である。図５は、前面フィルタ切替モジュール４０の構造を示す正面図である。図６は、前面フィルタ切替モジュール４０の構造を示す背面図である。図７は、前面フィルタ切替モジュール４０の構造を示す側面図である。
【００２７】
前面フィルタ切替モジュール４０は、可動部材である矩形枠４０１と、前面フィルタ切替モジュールスライドガイドレール４０２と、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３と、偏光フィルタ回転用モータ４４とを含む。前面フィルタ切替モジュールスライドガイドレール４０２は、矩形枠４０１を左右方向にスライド移動自在に支持する。前面フィルタ切替モジュール用モータ４３は、矩形枠４０１を左右方向にスライド移動させるための駆動力を供給する。偏光フィルタ回転用モータ４４は、偏光フィルタ４２を上下方向および左右方向の２次元平面に沿って回転させるための駆動力を供給する。
【００２８】
矩形枠４０１の後面側の底面には、正面側（前面側）から見て左側にバンドパスフィルタ４１が配置され、その右側に偏光フィルタ４２が配置される。偏光フィルタ４２は、矩形枠４０１に形成された、略円形あるいは円形の孔部に回転自在に取り付けられたリング部材４０１５に篏合される。リング部材４０１５は、ギアを介して、偏光フィルタ回転用モータ４４からの駆動力によって回転駆動される。
【００２９】
矩形枠４０１に形成された円形の孔部の裏側の外周には、偏光フィルタ回転用原点センサ４０１６が配置される（図４参照）。偏光フィルタ回転用原点センサ４０１６は、例えば、リング部材４０１５の外周に光を照射し、その反射光によってリング部材４０１５に形成された原点マーカ（図示略）の有無を検知可能な反射型のフォトセンサで構成される。リング部材４０１５が偏光フィルタ回転用モータ４４によって回転駆動されると、偏光フィルタ回転用原点センサ４０１６によってリング部材４０１５の回転の原点が検知される。原点が検知されてからの回転量が偏光フィルタ４２の回転角（後述する偏光角θｐｌ）に相当する。
【００３０】
矩形枠４０１の四隅には、歯車４０１１，４０１２，４０１３，４０１４が軸支される。下側の２つの歯車４０１１，４０１２は、前面フィルタ切替モジュールスライドガイドレール４０２の上面に敷設されたラック４０２ｚと歯合し、矩形枠４０１を左右方向にスライド移動可能にする。
【００３１】
矩形枠４０１の背面上部には、ラック４０１ｚが設けられる。前面フィルタ切替モジュール用モータ４３は、ラック４０１ｚと歯合する歯車４３ｚが軸支された主軸を有し、筐体３０ｚに取り付けられる。前面フィルタ切替モジュール用モータ４３が回転すると、主軸に軸支された歯車４３ｚ（図７参照）が回転し、ラック４０１ｚの移動とともに矩形枠４０１を左右方向にスライド移動させる。これにより、矩形枠４０１に嵌合されたバンドパスフィルタ４１および偏光フィルタ４２は、それぞれ光軸上の位置と退避した位置とにスライド移動自在である。
【００３２】
前面フィルタ切替モジュールスライドガイドレール４０２の端部近傍には、前面フィルタ切替モジュール用原点センサ４８が取り付けられる。前面フィルタ切替モジュール用原点センサ４８は、スリット４８ｚ（図４参照）を有するフォトインタラプタで構成される。矩形枠４０１に形成された突起（図示略）がスリット４８ｚの内側を通過する時、フォトインタラプタの光路が遮断される。プロセッサ１０は、フォトインタラプタの光路の遮断を検知した位置を、矩形枠４０１の原点として検出する。
【００３３】
図８は、日中モード時、光軸上の位置に偏光フィルタ４２が移動した場合の前面フィルタ切替モジュール４０の構造を示す斜視図である。日中モード時、撮像素子１２は、偏光フィルタ４２、レンズブロック５０内のフォーカスレンズ、およびレンズ内フィルタ切替モジュール６０内のＩＲカットフィルタをそれぞれ透過した入射光を撮像する。偏光フィルタ４２は、偏光フィルタ回転用モータ４４によって偏光軸が回転することで、窓ガラス（例えば車両のフロントガラス）等で反射した反射光を遮断する。また、ＩＲカットフィルタはＩＲ光を遮断するので、撮像素子１２は、鮮明なＲＧＢ画像を撮像できる。
【００３４】
図９は、夜間モード時、光軸上の位置にバンドパスフィルタ４１が移動した場合の前面フィルタ切替モジュール４０の構造を示す斜視図である。夜間モード時、撮像素子１２は、バンドパスフィルタ４１、レンズブロック５０内のフォーカスレンズ、およびレンズ内フィルタ切替モジュール６０内の素ガラスをそれぞれ透過した入射光を撮像する。バンドパスフィルタ４１は、夜間、ＬＥＤ本体部２０が照射するＩＲ光を通過させ、一方で、車両の車体先端部のヘッドランプから照射されるヘッドライトの波長帯域に含まれる光を遮断する。なお、素ガラスはＩＲ光を透過させることができるので、撮像素子１２は、夜間でも窓ガラス（例えば車両のフロントガラス）越しに映る、ＩＲ光で照らされた車両内の運転者の顔を適応的に明るく撮像できる。
【００３５】
図１０は、実施の形態１に係るカメラ装置５のハードウェア構成例を含む撮像システム３の構成の一例を示すブロック図である。撮像システム３は、カメラ装置５と、サーバ８０と、レコーダ９０とを含む構成である。カメラ装置５とサーバ８０とレコーダ９０とは、ネットワークＮＷを介してそれぞれ通信可能に接続される。なお、図１０では、カメラ装置５は、１台のみ図示されているが、複数台がネットワークＮＷに接続されてよい。
【００３６】
カメラ装置５は、プロセッサ１０と、メモリ１１と、撮像素子１２と、照度センサ１３と、照明ドライバ１４と、レンズドライバ１５と、前面フィルタ切替ドライバ１６と、レンズ内フィルタ切替ドライバ１７と、偏光フィルタ旋回ドライバ１８と、通信部１９と、距離センサ２６とを含む構成である。
【００３７】
プロセッサ１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）もしくはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を用いて構成される。プロセッサ１０は、カメラ装置５の全体的な動作を司るコントローラとして機能し、カメラ装置５の各部の動作を統括するための制御処理、カメラ装置５の各部との間のデータの入出力処理、データの演算（計算）処理およびデータの記憶処理を行う。プロセッサ１０は、メモリ１１に記憶されたプログラムおよびデータに従って動作する。プロセッサ１０は、動作時にメモリ１１を使用し、プロセッサ１０が生成または取得したデータもしくは情報をメモリ１１に一時的に保存する。
【００３８】
メモリ１１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）とＲＯＭ（Read Only Memory）とを用いて構成され、カメラ装置５の動作の実行に必要なプログラムおよびデータ、更には、動作中に生成されたデータもしくは情報を一時的に保持する。ＲＡＭは、例えば、カメラ装置５の動作時に使用されるワークメモリである。ＲＯＭは、例えば、カメラ装置５を制御するためのプログラムおよびデータを予め記憶して保持する。
【００３９】
照度センサ１３（センサの一態様）は、カメラ装置５の周囲の環境の照度を検出する。照度センサ１３には、例えばフォトダイオードあるいはフォトトランジスタが用いられる。照度センサ１３は、カメラ装置５の被写体としての車両が存在する方向の環境の照度を検出可能となるように、カメラ本体部３０の筐体３０ｚの前面に取り付けられる。照度センサ１３で検出される照度情報（具体的には、照度値のデータ）は、プロセッサ１０に入力され、プロセッサ１０により、現時点が夜間あるいは日中のいずれであるかの判定に用いられる。
【００４０】
プロセッサ１０は、照度情報が既定の閾値より高い（言い換えると、周囲が明るい）と朝方あるいは昼間と判定し、カメラ装置５に日中の処理を実行させるための日中モードをセットする。また、プロセッサ１０は、照度情報が既定の閾値より低い（言い換えると、周囲が暗い）と夜間あるいは夕方と判定し、カメラ装置５に夜間の処理を実行させるための夜間モードをセットする。セットされた日中モードあるいは夜間モードを示す情報（例えばフラグ）は、例えばメモリ１１に一時的に保持される。
【００４１】
通信部１９は、有線ＬＡＮ（Local Area Network）あるいは無線ＬＡＮ等のネットワークＮＷを介して、外部装置の一態様としてのサーバ８０あるいはレコーダ９０との間で通信可能である。
【００４２】
レコーダ９０（外部装置の一態様）は、カメラ装置５から送信される撮像映像のデータを受信して蓄積する。
【００４３】
サーバ８０（外部装置の一態様）は、カメラ装置５から送信される撮像映像のデータを受信し、各種の映像解析あるいは映像合成等の処理を行う。サーバ８０による処理後の撮像映像のデータは、サーバ８０からレコーダ９０に送信されてレコーダ９０において蓄積されてよい。
【００４４】
距離センサ２６は、カメラ装置５から物体（例えば被写体としての車両）までの距離を測定するセンサである。距離センサ２６は、例えば赤外線、レーザ光あるいは超音波を照射し、ＴＯＦ（Time Of Flightt）法を用いて、その反射光を検知するまでの時間差によって距離を算出する。なお、距離センサ２６を用いる代わりに、撮像素子１２を用いて物体（例えば被写体としての車両）までの距離を測定してもよい。例えば、プロセッサ１０は、撮像素子１２で撮像された撮像画像に含まれる車両画像のサイズ割合を基に、予め登録された距離とサイズ割合との対応関係を表し、メモリ１１等において保持されるテーブル（図示略）を参照して車両までの距離を導出してもよい。
【００４５】
照明ドライバ１４は、複数の照明用ＬＥＤ２１の点灯あるいは消灯を切り替えるためのスイッチング回路等を用いて構成される。照明ドライバ１４は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、複数の照明用ＬＥＤ２１を点灯または消灯に切り替える。また、照明ドライバ１４は、照明用ＬＥＤ２１の発光量を調節可能な可変増幅回路等を更に有してもよい。この場合、照明ドライバ１４は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、照明用ＬＥＤ２１の発光量を調節することで調光できる。
【００４６】
レンズドライバ１５は、レンズブロック５０内の各種のレンズＬＺ（図１１参照）の位置を調整するための電気回路を用いて構成される。レンズドライバ１５は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、レンズブロック５０内のフォーカスレンズの位置を調節する。なお、レンズブロック５０がズームレンズを内蔵する場合、レンズドライバ１５は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、ズームレンズの倍率を調節してもよい。
【００４７】
レンズ内フィルタ切替ドライバ１７は、レンズ内フィルタ切替モジュール６０を駆動するための電気回路を用いて構成される。レンズ内フィルタ切替ドライバ１７は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、レンズ内フィルタ切替モジュール６０を駆動し、光軸上にＩＲカットフィルタあるいは素ガラスのいずれかを配置する。
【００４８】
前面フィルタ切替ドライバ１６は、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３を駆動させるための電気回路を用いて構成される。前面フィルタ切替ドライバ１６は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３を駆動し、光軸ｏｐ（図１１参照）上にバンドパスフィルタ４１または偏光フィルタ４２を配置する。
【００４９】
図１１は、前面フィルタ切替モジュール４０の光学的配置の一例を示す図である。前面フィルタ切替モジュール４０は、前面フィルタ切替ドライバ１６により、光軸ｏｐに対して直交する方向（具体的には図１の左右方向）にスライド移動自在である。日中モード時、前面フィルタ切替モジュール４０は、害光（例えば、車両のフロントガラス等の窓ガラスからの反射光等）を減光させるために、レンズブロック５０の前面に偏光フィルタ４２が位置するように、矩形枠４０１をスライド移動させる。一方、夜間モード時、前面フィルタ切替モジュール４０は、車両からのヘッドライトを減光させるために、レンズブロック５０の前面にバンドパスフィルタ４１が位置するように、矩形枠４０１をスライド移動させる。
【００５０】
なお、矩形枠４０１は、光軸ｏｐに対して直交する方向（具体的には図１の左右方向）に対し、機械的な可動範囲（つまりメカストローク）内で移動可能である。前面フィルタ切替モジュール用モータ４３の回転が前面フィルタ切替モジュール用モータ４３の起動後に増速すると、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３の角速度が徐々に上昇し、一定の角速度に達する。この場合、矩形枠４０１は、加速から一定速で移動可能な範囲（つまりソフトストローク）に移行する。
【００５１】
一方、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３の回転が減速すると、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３の角速度が徐々に下降して０（ゼロ）になる。矩形枠４０１は、一定速から減速で移動する。矩形枠４０１が一定速で移動可能な範囲（つまりソフトストローク）は、前面フィルタ切替モジュール用モータ４３のトルクによって任意に調節可能である。また、前面フィルタ切替モジュール用原点センサ４８によって検出される原点からの矩形枠４０１の距離によって、偏光フィルタ４２またはバンドパスフィルタ４１の光軸ｏｐに対する位置が調節される。
【００５２】
偏光フィルタ旋回ドライバ１８は、偏光フィルタ回転用モータ４４を駆動するための電気回路を用いて構成される。偏光フィルタ旋回ドライバ１８は、プロセッサ１０からの制御指示に従い、偏光フィルタ回転用モータ４４を駆動し、光軸ｏｐ上に配置された偏光フィルタ４２の偏光軸を光軸ｏｐを中心に所定角度（つまり偏光角θｐｌ）分だけ回転させる。偏光フィルタ４２の偏光軸が傾くことで、偏光フィルタ４２を透過する光の量は制限される。
【００５３】
偏光フィルタ４２は、機械的な回転範囲（つまりメカストローク）内で回転可能である。偏光フィルタ回転用モータ４４の回転が偏光フィルタ回転用モータ４４の起動後に増速すると、偏光フィルタ回転用モータ４４の角速度が徐々に上昇し、一定の角速度に達する。この場合、偏光フィルタ４２は、加速から一定速で回転な可能な範囲（つまりソフトストローク）に移行する。
【００５４】
一方、偏光フィルタ回転用モータ４４の回転が減速すると、偏光フィルタ回転用モータ４４の角速度が徐々に下降して０（ゼロ）になる。偏光フィルタ４２は、一定速から減速で回転する。偏光フィルタ４２が一定速で回転可能な範囲（つまりソフトストローク）は、偏光フィルタ回転用モータ４４のトルクによって任意に調節可能である。また、偏光フィルタ回転用原点センサ４０１６によって検出される原点からの偏光フィルタ４２の回転量によって、偏光フィルタ４２の偏光軸の角度（偏光角）が調節される。
【００５５】
次に、実施の形態１に係るカメラ装置５の各種の動作を順に説明する。
【００５６】
以下、カメラ装置５のプロセッサ１０が主に後述する各処理を実行する例を説明する。なお、プロセッサ１０は、撮像素子１２により撮像された撮像映像のデータに対する各処理をサーバ８０に実行させるように、通信部１９を介して外部装置（例えばサーバ８０）に送信してもよい。
【００５７】
図１２は、カメラ装置５の撮像動作手順を示すフローチャートである。
【００５８】
図１２に示す処理は、例えばカメラ装置５の電源がオンされて起動してから電源がオフになるまで繰り返して実行される。なお、図１２に示す処理は、一定の時間間隔ごと、あるいは所定時刻に行われるように予め設定されてもよい。
【００５９】
図１２において、プロセッサ１０は、撮像素子１２のシャッタ駆動設定（例えば電子シャッタのオンあるいはオフを切り替えるための露光時間の設定）を行う（Ｓ１）。例えば、プロセッサ１０は、奇数番目のフレームの撮像の際には、所定時間より短い第１露光時間に設定し、偶数番目のフレームの撮像の際には、前述した所定時間より長い第２露光時間に設定する。また、プロセッサ１０は、露光時間を一定期間ごとに第１露光時間と第２露光時間とを交互に切り替えて設定してもよい。
【００６０】
プロセッサ１０は、撮像素子１２からの映像信号（例えば撮像素子１２により撮像された撮像映像に対応する電気信号）を取得する（Ｓ２）。
【００６１】
プロセッサ１０は、ステップＳ２において取得された映像信号に対して所定の信号処理を施すことで、映像データ（つまり撮像映像のデータ）を生成する（Ｓ３）。前述した所定の信号処理には、例えばノイズ除去、ホワイトバランス、画像圧縮等の処理が含まれるが、これらの処理に限定されない。
【００６２】
プロセッサ１０は、ステップＳ３で生成された映像データとステップＳ１において設定された設定データとを対応付けてメモリ１１に蓄積する（Ｓ４）。設定データには、露光時間、撮像日時等の情報が含まれる。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ１に戻る。つまり、次のフレームの撮像のための処理が実行される。
【００６３】
図１３は、映像配信手順を示すフローチャートである。
【００６４】
図１３に示す処理は、例えばカメラ装置５の電源がオンされて起動してから電源がオフになるまで繰り返して実行される。なお、図１３に示す処理は、一定の時間間隔ごと、あるいは所定時刻に行われるように予め設定されてもよい。
【００６５】
図１３において、プロセッサ１０は、メモリ１１に対応付けて蓄積されている映像データと設定データとを読み出して取得する（Ｓ１１）。
【００６６】
プロセッサ１０は、ステップＳ１１において取得された映像データ（より具体的にはその映像データの撮像時の露光時間）に適したエンコード処理（つまり符号化処理）を行う（Ｓ１２）。例えば、プロセッサ１０は、車両のフロントガラス等の窓ガラス越しの運転者の顔を鮮明な顔画像として取得する場合、低圧縮率で符号化を行う。なお、プロセッサ１０は、映像データのデータ量を減らす場合、高圧縮率で符号化を行う。
【００６７】
プロセッサ１０は、ステップＳ１２においてエンコード処理された映像データをストリームとして、通信部１９を介してサーバ８０あるいはレコーダ９０等の外部機器に対してネットワーク配信を行う（Ｓ１３）。例えば、映像データの配信先がレコーダ９０である場合、レコーダ９０は、映像データを蓄積する。また、映像データの配信先がサーバ８０である場合、サーバ８０は、カメラ装置５から配信された映像データに対し、各種の処理（表示処理、画像解析処理等）を実行する。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ１１に戻る。
【００６８】
図１４は、日中・夜間切替動作手順を示すフローチャートである。
【００６９】
図１４に示す処理は、例えばカメラ装置５の電源がオンされて起動してから電源がオフになるまで繰り返して実行される。なお、図１４に示す処理は、一定の時間間隔ごと、あるいは所定時刻に行われるように予め設定されてもよい。
【００７０】
図１５は、日中モードおよび夜間モードの設定が登録されたテーブルＴｂ０の登録内容の一例を示す図である。このテーブルＴｂ０は、例えばメモリ１１に予め登録される。テーブルＴｂ０では、日中モードでは、前面フィルタ切替モジュール４０は、偏光フィルタ４２を光軸上に配置することの指示情報が登録される。また、レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、ＩＲカットフィルタを光軸上に配置することの指示情報が登録される。また、照明用ＬＥＤ２１は消灯することの指示情報が登録される。
【００７１】
一方、夜間モードでは、前面フィルタ切替モジュール４０は、バンドパスフィルタ４１を光軸上に配置することの指示情報が登録される。また、レンズ内フィルタ切替モジュール６０は、素ガラスを光軸上に配置することの指示情報が登録される。また、照明用ＬＥＤ２１は点灯することの指示情報が登録される。図１４に示す日中・夜間切替動作は、このテーブルＴｂ０の登録内容を基に行われる。
【００７２】
図１４において、プロセッサ１０は、照度センサ１３によって検出されるカメラ装置５の周囲の環境の照度情報を取得する（Ｓ２１）。プロセッサ１０は、照度センサ１３により検出された照度情報を基に、現時点が日中（例えば朝方あるいは昼間）であるか、夜間（例えば夕方あるいは夜中）であるかを判定する（Ｓ２２）。
【００７３】
プロセッサ１０は、日中あるいは夜間の判定結果を基に、カメラ装置５の動作モードを日中モードあるいは夜間モードのいずれに設定するかを判別する（Ｓ２３）。例えば、メモリ１１は所定の照度に関する閾値を記憶して保持し、この閾値より高ければ日中モードと判定され、この閾値より低ければ夜間モードと判定されてよい。
【００７４】
日中モードの場合、プロセッサ１０は、図１５に示すテーブルＴｂ０に基づいて、日中モード時の処理を実行させるための制御指示を生成して前面フィルタ切替ドライバ１６に送り、前面フィルタ切替ドライバ１６を介して、前面フィルタ切替モジュール４０を駆動する（Ｓ２４）。日中モードでは、偏光フィルタ４２が光軸上に位置するように移動する。また、プロセッサ１０は、同様に前述した制御指示を偏光フィルタ旋回ドライバ１８に送り、偏光フィルタ旋回ドライバ１８を介して、偏光フィルタ回転用モータ４４を駆動して偏光フィルタ４２を回転させる。偏光フィルタ４２を回転させる動作の詳細については、後述する。
【００７５】
また、プロセッサ１０は、同様に前述した日中モード用の制御指示をレンズ内フィルタ切替ドライバ１７に送り、レンズ内フィルタ切替ドライバ１７を介して、レンズ内フィルタ切替モジュール６０を駆動する（Ｓ２５）。日中モードでは、撮像素子１２で撮像されるＲＧＢ画像を鮮明にするために、レンズ内フィルタ切替モジュール６０ではＩＲカットフィルタが光軸上に位置するように移動する。
【００７６】
また、プロセッサ１０は、同様に前述した日中モード用の制御指示を照明ドライバ１４に送り、照明ドライバ１４を介して、複数の照明用ＬＥＤ２１を消灯する（Ｓ２６）。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ２１に戻る。
【００７７】
一方、夜間モードの場合、プロセッサ１０は、図１５に示すテーブルＴｂ０に基づいて、夜間モード時の処理を実行させるための制御指示を生成して前面フィルタ切替ドライバ１６に送り、前面フィルタ切替ドライバ１６を介して、前面フィルタ切替モジュール４０を駆動する（Ｓ２７）。夜間モードでは、バンドパスフィルタ４１が光軸上に位置するように移動する。
【００７８】
また、プロセッサ１０は、同様に前述した夜間モード用の制御指示をレンズ内フィルタ切替ドライバ１７に送り、レンズ内フィルタ切替ドライバ１７を介して、レンズ内フィルタ切替モジュール６０を駆動する（Ｓ２８）。夜間モードでは、カメラ装置５に入射するＩＲ光を遮断しないように、レンズ内フィルタ切替モジュール６０では素ガラスが光軸上に位置するように移動する。
【００７９】
また、プロセッサ１０は、同様に前述した夜間モード用の制御指示を照明ドライバ１４に送り、照明ドライバ１４を介して、複数の照明用ＬＥＤ２１を点灯する（Ｓ２９）。複数の照明用ＬＥＤ２１は、カメラ装置５の被写体（例えば車両）に向けてＩＲ光を照射する。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ２１に戻る。
【００８０】
（前面フィルタ切替モジュールの別の光学的配置例）
図１６は、前面フィルタ切替モジュール４０の他の光学的配置を示す図である。例えば図１１に示す光学的配置では、前面フィルタ切替モジュール４０は、レンズブロック５０の前面側に配置される。しかし、前面フィルタ切替モジュール４０は、レンズブロック５０の後面側であってかつ撮像素子１２の前面側に配置されてもよい。
【００８１】
図１６に示す光学的配置においても、図１１に示す光学的配置と同様の効果が得られる。更に、前面フィルタ切替モジュール４０は、レンズブロック５０より後面側かつ撮像素子１２より前面側に配置される。従って、前面フィルタ切替モジュール４０の前側にレンズブロック５０が配置されることになり、例えばレンズブロック５０内のレンズの交換が容易である。
【００８２】
このように、実施の形態１に係るカメラ装置５は、日中モードを検知する照度センサ１３を有する。これにより、カメラ装置５は、ＩＲカットフィルタを光軸上に簡単に挿抜できる。プロセッサ１０は、日中モードが検知された場合に、運転者が乗車している車両を撮像し、運転者の顔画像を生成する。また、レンズブロック５０は、ＩＲカットフィルタの使用の有無を切り替え可能に支持する。プロセッサ１０は、日中モード中には、ＩＲカットフィルタを撮像素子１２の前面側に配置させる。これにより、カメラ装置５は、日中に車両内の運転者の顔を撮像する場合、ＩＲカットフィルタを光軸上に配置するので、ＩＲ光を遮断でき、撮像素子１２によって鮮明なＲＧＢ画像を得ることができる。また、カメラ装置５は、夜間にＩＲ光を照射して車両内の運転者の顔を撮像する場合、ＩＲカットフィルタを光軸上から外すので、ＩＲ光が素ガラスを透過するので、照明された運転者の顔を含む明るい画像が得られる。
【００８３】
また、カメラ装置５は、日中モードまたは夜間モードを検知する照度センサ１３と、夜間モード中に車両ＶＣ（図１８参照）にＩＲ光を照射するＬＥＤ本体部２０とを有する。前面フィルタ切替モジュール４０は、偏光フィルタ４２とＩＲ光を通過させるバンドパスフィルタ４１とを切り替え可能に支持する。プロセッサ１０は、日中モード中には、偏光フィルタ４２を撮像素子１２の前面側に配置させ、夜間モード中には、バンドパスフィルタ４１を撮像素子１２の前面側に配置させる。これにより、カメラ装置５は、日中において車両のフロントガラス等の窓ガラスからの反射光の入射を抑制して運転者の顔を高精度に撮像できる。また、カメラ装置５は、夜間においてＩＲ光以外の光をバンドパスフィルタ４１を介して遮断できるので、撮像素子１２にて受光されたＩＲ光に基づいて暗さが抑制されたＩＲ画像を撮像できる。
【００８４】
（偏光フィルタの回転）
例えば車両のフロントガラス等の窓ガラスを透して車両内の運転者の顔を撮像する場合、その窓ガラスで反射された周辺光を低減することが求められる。カメラ装置５は、日中モードにおいて偏光フィルタ４２をカメラ装置５の光軸上に配置する際、車両が走行する車線や車種に拘わらず、運転者の顔を鮮明に撮像できるように、偏光フィルタ４２を適応的に回転させることができる。
【００８５】
図１７は、車種ごとの窓ガラス角度θｗおよび検知角度θｃｃがそれぞれ登録されたテーブルＴｂ１，Ｔｂ２の登録内容の一例を示す図である。テーブルＴｂ１には、車種に対応する窓ガラス角度θｗが登録される。窓ガラス角度θｗ（例えばフロントガラス角度）は、車種によって決まる固定値である。一例として、セダン、ＳＵＶ（Sport Utility Vehicle）、軽自動車、バスの窓ガラス角度θｗは、それぞれ２５度、３５度、７０度、８５度である。これらの固定値は、例えばシミュレーションあるいは実測により予め求められた計算値が使用されてよい。
【００８６】
テーブルＴｂ２には、車種と車線とに対応する検知角度θｃｃが登録される。検知角度θｃｃの一例として、カメラ装置５の設置箇所から見て手前側の車線ＲＬ１（図１９参照）の検知角度θｃｃ１と、カメラ装置５の設置箇所から見て奥側の車線ＲＬ２（図１９参照）の検知角度θｃｃ２とが示される。また、車種の一例として、セダン、ＳＵＶ、軽自動車が示される。
【００８７】
手前側の車線ＲＬ１におけるセダン、ＳＵＶ、軽自動車の検知角度θｃｃ１は、それぞれ８．５度、６．８度、５．７度である。奥側の車線ＲＬ２におけるセダン、ＳＵＶ、軽自動車の検知角度θｃｃ２は、それぞれ１９．２度、１５．６度、１３．１度である。これらの値は、例えばシミュレーションあるいは実測により予め求められた計算値が使用されてよい。カメラ装置５は、車両ＶＣを検知した際、車両ＶＣが走行する車線と車種とを判定して車線と車種のそれぞれの情報を取得すると、テーブルＴｂ２を参照し、車両ＶＣの検知角度θｃｃを取得できる。これらのテーブルＴｂ１およびテーブルＴｂ２は、例えばメモリ１１に記憶される。
【００８８】
図１８は、車両ＶＣの窓ガラスｃｇの窓ガラス角度θｗを示す図である。図１８では、カメラ装置５は、車両ＶＣを俯瞰して撮像できるように、歩道等の路肩に設置されたポール３０１の上部に固定的に取り付けられる。窓ガラス角度θｗは、車両ＶＣの車体の水平ラインＨＬ（例えば地面に相当）からの傾斜角で表される。
【００８９】
図１９は、カメラ装置５が車線ＲＬ１，ＲＬ２をそれぞれ走行する車両ＶＣ１，ＶＣ２をそれぞれ撮像する場合、各車両ＶＣ１，ＶＣ２の進行方向に対応する検知角度θｃｃ１，θｃｃ２を示す図である。説明を分かり易くするために、車両ＶＣ１，ＶＣ２は、それぞれ車線ＲＬ１，ＲＬ２の中央を走行しているとする。ここでは、説明を分かり易くするために、窓ガラスｃｇ１，ｃｇ２は、それぞれ車両ＶＣ１，ＶＣ２のフロントガラスとしている。
【００９０】
カメラ装置５から車両ＶＣ１，ＶＣ２までの水平方向の距離ＬＨは、例えば２０〜３０ｍである。車線ＲＬ１，ＲＬ２の各道路幅は、例えば４ｍである。カメラ装置５から車線ＲＬ１の端までの距離ＷＬ０は、例えば１ｍである。カメラ装置５から車線ＲＬ１の中央までの距離ＷＬ１は、例えば３ｍである。カメラ装置５から車線ＲＬ２の中央までの距離ＷＬ２は、例えば７ｍである。
【００９１】
検知角度θｃｃ１は、カメラ装置５から車両ＶＣ１の窓ガラスｃｇ１の中央上部に至るラインと、カメラ装置５から車線ＲＬ１の走行ラインとがなす水平成分の角度である。同様に、検知角度θｃｃ２は、カメラ装置５から車両ＶＣ２の窓ガラスｃｇ２の中央上部に至るラインと、カメラ装置５から車線ＲＬ２の走行ラインとがなす水平成分の角度である。
【００９２】
図２０は、カメラ装置５が車両ＶＣを検知した場合の偏光フィルタ４２の偏光角の算出手順を示すフローチャートである。
【００９３】
図２０に示す処理は、例えば日中モード時、前面フィルタ切替モジュール４０の切り替え動作によって光軸上に偏光フィルタ４２が配置された時（図１４のステップＳ２４参照）、プロセッサ１０による撮像映像の解析により、道路を走行する車両ＶＣが検知されたことを契機に行われる。
【００９４】
先ず、車両検知の一例として、プロセッサ１０は、メモリ１１にそれぞれの車種に対応する典型的な車両画像を参照画像（つまりテンプレート）として登録しておき、撮像素子１２により撮像された撮像映像を構成する撮像画像のフレームと参照画像とのテンプレートマッチングを行う。プロセッサ１０は、撮像画像のフレーム内における特徴点の類似度が所定の閾値以上である場合に、道路の車線を走行する車両を検知する。なお、車両の検知方法は、上述したテンプレートマッチング法に限らず、車両にマイクロ波あるいは赤外光を照射しその反射によって車両の有無を検知する車両検知センサをカメラ装置５の近傍に取り付けあるいは内部に備え、カメラ装置５が車両検知センサから検知信号を受信することで行われてもよい。
【００９５】
図２０において、プロセッサ１０は、撮像素子１２によって撮像されてメモリ１１に記憶された撮像映像を構成する撮像画像のフレームの解析を行う（Ｓ４１）。プロセッサ１０は、解析の結果、撮像画像のフレームに含まれる車両ＶＣの車種および車線の位置を判定する（Ｓ４２）。
【００９６】
ここで、車種の判定は、車両検知の場合と同様に行われる。例えばプロセッサ１０は、メモリ１１に車種ごとの車両画像を参照画像（つまりテンプレート）として登録しておき、撮像素子１２により撮像された撮像映像を構成する撮像画像のフレームと参照画像とのテンプレートマッチングを行う。プロセッサ１０は、撮像画像のフレーム内における特徴点の類似度が所定の閾値以上である場合に、その車両ＶＣの車種を特定する。また、車線の判定は、例えばプロセッサ１０が、撮像画像のフレーム内に含まれる道路上の１本のセンターラインと２本のサイドラインを認識し、車両ＶＣがセンターラインを挟む２本のサイドラインのどちらの側に位置するかを特定することで行われる。
【００９７】
プロセッサ１０は、ステップＳ４２の後、テーブルＴｂ１，Ｔｂ２を参照し、車種および車線に対応する検知角度θｃｃと車種に対応する窓ガラス角度θｗとを取得する（Ｓ４３）。このように、プロセッサ１０は、車両ＶＣ１，ＶＣ２の車種とそれぞれの車両ＶＣ１，ＶＣ２が走行する車線ＲＬ１，ＲＬ２を判定する。プロセッサ１０は、車両ＶＣ１，ＶＣ２の車種と車線ＲＬ１，ＲＬ２との判定結果を基に、テーブルＴｂ２を参照し、車種に対応する検知角度を取得する。これにより、カメラ装置５は、検知された車両ＶＣ１，ＶＣ２の検知角度θｃｃ１，θｃｃ２を容易に得ることができる。
【００９８】
プロセッサ１０は、窓ガラス角度θｗおよび検知角度θｃｃを基に、数式（１）に従い、検知された車両に合わせて偏光フィルタ４２を回転させるべき回転角（以下「偏光角θｐｌ」）を計算する（Ｓ４４）。偏光角θｐｌは、例えば後述する図２１に示されるΔθ１，Δθ２と等しく、偏光フィルタ４２の偏光軸の最適な角度である。
【００９９】
【数１】
2020057869.tif 000003
【０１００】
プロセッサ１０は、数式（１）により計算された偏光角θｐｌの回転を指示するための制御指示を生成して偏光フィルタ旋回ドライバ１８に送り、偏光フィルタ４２の偏光軸を偏光角θｐｌだけ回転させる（Ｓ４５）。この後、プロセッサ１０の処理は終了する。
【０１０１】
このように、カメラ装置５は、被写体としての車両ＶＣからの光を結像するレンズＬＺ（例えばフォーカスレンズ）を含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、フォーカスレンズにより結像された車両ＶＣからの光に基づいて撮像する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２に受光される車両ＶＣからの光を制限する偏光フィルタ４２を回転可能に支持する前面フィルタ切替モジュール４０を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２により撮像された車両ＶＣの撮像画像に基づいて、車両ＶＣの車種を判定するプロセッサ１０を有する。プロセッサ１０は、判定された車種に応じて、車種に対応する回転角（例えば偏光角θｐｌ）の分だけ偏光フィルタ４２を回転させる。
【０１０２】
これにより、カメラ装置５は、車両ＶＣ内の運転者の顔を撮像する際、その車両ＶＣが走行する道路の車線や車種が異なっても、窓ガラスｃｇからの反射光をできるだけ入射しないように遮蔽できる。従って、撮像素子１２によって撮像される、運転者の顔画像が鮮明になる。このように、カメラ装置５は、車両ＶＣの車種に合わせて車両内の人物の顔を撮像する時の害光の影響を適応的に低減できるので、撮像画像の画質の劣化を抑制することができる。
【０１０３】
また、プロセッサ１０は、車両ＶＣの撮像画像に基づいて、カメラ装置５から見た車両ＶＣが検知された方向を示す検知角度θｃｃを導出するとともに、車種に対応する窓ガラスと地面とのなす窓ガラス角度θｗと検知角度θｃｃとに基づいて回転角（偏光角θｐｌ）を導出する。これにより、プロセッサ１０は、車両ＶＣの車種および車線に対応した偏光フィルタ４２の回転角（つまり偏光角θｐｌ）を正確かつ適応的に算出できる。
【０１０４】
また、カメラ装置５は、車種と窓ガラス角度θｗとを対応付けたテーブルＴｂ１を記憶するメモリ１１を備える。これにより、プロセッサ１０は、窓ガラス角度θｗをわざわざ幾何学的に算出することなく（言い換えると、算出の処理負荷を要することなく）、簡単に取得できる。
【０１０５】
（運転者の顔と助手席に座る乗員の顔の両方を撮像）
車両ＶＣの内部を撮像する際、運転席に座る運転者の顔の他、助手席に座る乗員の顔も鮮明に撮像したいという要求がある。しかし、窓ガラス越しの運転者の顔にだけ偏光フィルタの偏光角を合わせた場合、助手席側の窓ガラスからの反射光を十分に遮断することができず、助手席に座る乗員の顔が見えにくくなることがある。カメラ装置５は、運転者の顔と助手席に座る乗員の顔のいずれも鮮明に撮像できるようにする。
【０１０６】
図２１は、偏光フィルタ４２の偏光角の設定を説明する斜視図である。図２２は、車両ＶＣを上方から見た場合、窓ガラスｃｇの形状を示す平面図である。車両ＶＣの窓ガラスｃｇは、例えば５ｍの曲率半径を有する球面の一部となるように成形されているとする。つまり、フロントガラス等の窓ガラスｃｇは、プレーンな平面に成形されておらず、球面形状を有する。
【０１０７】
カメラ装置５は、車両ＶＣの進行方向に設置されている。偏光フィルタ４２の偏光軸の天地方向（鉛直方向）からの傾きである偏光角θｐｌは、運転席に座る運転者ｈｍ１（第１人物の一態様）の顔および助手席に座る乗員ｈｍ２（第２人物の一態様）の顔に合わせた最適な偏光角度に設定される。図２１に示すように、カメラ装置５が進行方向の正面から車両ＶＣを撮像する場合、偏光角θｐｌは、運転席に座る運転者ｈｍ１の顔と助手席に座る乗員ｈｍ２の顔とでは、それぞれ反対向きで等しい角度になる。
【０１０８】
例えば、運転者ｈｍ１の顔を撮像する場合、偏光フィルタ４２の偏光角は、天地方向（鉛直方向）からΔθ１だけ左側に傾いていると、窓ガラスｃｇからの反射光を遮るのに最適な偏光角度となる。また、助手席に座る乗員ｈｍ２の顔を撮像する場合、偏光フィルタ４２の偏光角は、天地方向（鉛直方向）からΔθ２だけ右側に傾いていると、窓ガラスｃｇからの反射光を遮るのに最適な偏光角度となる。従って、偏光フィルタ４２は、運転者ｈｍ１の顔と助手席に座る乗員ｈｍ２の顔の両方を鮮明に撮像するために、２枚の偏光フィルタ４２１（第１偏光フィルタの一態様），４２２（第２偏光フィルタの一態様）を内蔵することができる。なお、偏光フィルタ４２は、単一の偏光フィルタ（例えば、偏光フィルタ４２１）だけを有する構成としてもよい。
【０１０９】
図２３は、２枚の偏光フィルタ４２１，４２２を重ね合わせた偏光フィルタ４２の構成を示す分解斜視図である。図２４は、偏光フィルタ４２の外観およびその断面を示す図である。
【０１１０】
偏光フィルタ４２は、２枚の偏光フィルタ４２１，４２２およびリング状の枠体４２３を有し、２枚の偏光フィルタ４２１，４２２が重なって枠体４２３の内側に嵌合された構造を有する。２枚の偏光フィルタ４２１，４２２の周縁部には、それぞれ突起４２１ｚ，４２２ｚが形成される。枠体４２３の内側の周縁部には、２枚の偏光フィルタ４２１，４２２が枠体４２３の内側に嵌合された際、突起４２１ｚ，４２２ｚを収容するとともに、突起４２１ｚ，４２２ｚの回転を制限する凹部４２３ｚが形成される。凹部４２３ｚの図中右側の内壁は、偏光軸に対してΔθ１だけ傾斜して形成される。凹部４２３ｚの図中左側の内壁は、偏光軸に対してΔθ２だけ傾斜して形成される。
【０１１１】
２枚の偏光フィルタ４２１，４２２は、枠体４２３の内側に嵌合された際、所定の角度傾いた状態に維持される。つまり、偏光フィルタ４２１は、運転者の顔を撮像するのに最適な偏光角θｐｌとなるように、その偏光軸が天地方向（鉛直方向）からΔθ１だけ左側に傾いた状態となる。また、偏光フィルタ４２２は、助手席に座る乗員の顔を撮像するのに最適な偏光角θｐｌとなるように、その偏光軸が天地方向（鉛直方向）からΔθ２だけ右側に傾いた状態となる。
【０１１２】
偏光フィルタ４２を透して撮像する場合、運転者の顔近傍の窓ガラスｃｇで反射された反射光は、偏光フィルタ４２１によって遮られる。また、助手席側の乗員の顔近傍からの窓ガラスｃｇで反射された反射光は、偏光フィルタ４２２によって遮られる。従って、偏光フィルタ４２を透して撮像素子１２で車両の前方を撮像する場合、運転者の顔と助手席に座る乗員の顔との両方がいずれも鮮明である撮像画像が得られる。なお、光軸方向に沿って並べて配置される偏光フィルタ４２１および偏光フィルタ４２２のうち前側（言い換えると、被写体側）の偏光フィルタを無機製に、後側（言い換えると、撮像側）の偏光フィルタを有機製にすることで、紫外線を遮光し、かつ有機製の偏光フィルタの劣化を保護することができる。これは、有機製の偏光フィルタは紫外線に弱く劣化が進み易くなり、一方で、無機製の偏光フィルタは紫外線に強く劣化がしにくいことによる。
【０１１３】
図２５は、最適な偏光角度の算出を説明する図である。一例として、窓ガラス角度θｗが２５度である場合を示す。窓ガラスｃｇは、前述したように球面の一部を形成する。球面の曲率半径ＳＲは、例えば５０００ｍｍ（つまり５ｍ）である。運転席と助手席の間の距離は、例えば７５０ｍｍである。
【０１１４】
図２５に示すように、曲率半径ＳＲの中心から窓ガラスｃｇまでの長さＨは、数式（２）で表される。
【０１１５】
【数２】
2020057869.tif 000004
【０１１６】
また、偏光フィルタ４２の偏光軸の最適な偏光角は、数式（３）で表される。
【０１１７】
【数３】
2020057869.tif 000005
【０１１８】
従って、偏光角θｐｌの最適な偏光角度は、数式（３）により、例えば４．７度と算出される。
【０１１９】
なお、ここでは、２枚の偏光フィルタ４２１，４２２を重ね合わせた構造を有する偏光フィルタ４２を示したが、ｎ枚の偏光フィルタを重ね合わせた構造を有する偏光フィルタであってもよい。例えば、窓ガラスｃｇの特定箇所に外部からの光が反射する箇所がある場合、この箇所からの反射光も遮るように、ｎ枚目の偏光フィルタを重ね合わせてもよい。また、助手席に座る乗員の顔を運転者の顔と同時に撮像する場合を示したが、更に後部座席に座る乗員の顔を同時に撮像する場合も、ｎ枚目の偏光フィルタを重ね合わせた構造を有する偏光フィルタを使用してもよい。
【０１２０】
このように、偏光フィルタ４２は、天地方向（鉛直方向）を基準として、カメラ装置５から見て車両ＶＣの運転席側の運転者ｈｍ１の方向を示す第１角度に傾けられた偏光フィルタ４２１と、カメラ装置５から見て車両ＶＣの助手席側に座る乗員ｈｍ２の方向を示す第２角度に傾けられた偏光フィルタ４２２と、が重ね合わされて構成される。
【０１２１】
これにより、カメラ装置５は、運転席側の窓ガラスｃｇに偏光フィルタ４２の偏光角を合わせて運転席側の窓ガラスからの反射光を遮断できるとともに、助手席側の窓ガラスｃｇに偏光フィルタの偏光角を合わせて助手席側の窓ガラスからの反射光を遮断できる。従って、運転者の顔と助手席に座る乗員の顔を一緒に鮮明に撮像できる。
【０１２２】
（偏光フィルタの変形例）
上記偏光フィルタ４２１，４２２には、位置決め部として突起４２１ｚ，４２２ｚが形成され、偏光フィルタ４２１，４２２の位置決めが行われた。図２６は、変形例の偏光フィルタ４２ｍを示す正面図である。偏光フィルタ４２ｍの外周縁には、位置決め部として凹部４２ｍｚが形成される。一方、枠体の内側には、凹部４２ｍｚと係合する突起が形成される。偏光フィルタ４２ｍが枠体の内側に嵌合されると、偏光フィルタ４２ｍの凹部４２ｍｚと枠体の突起とが係合し、偏光フィルタ４２１，４２２が位置決めされる。なお、位置決め部は、偏光軸上の位置と一致することなく設定されてよい。
【０１２３】
（枝葉の影の除去）
車両内の運転者の顔を撮像する場合、窓ガラスに木の枝葉等の影が映り込んでいると、撮像画像には運転者の顔と枝葉等の影とが重なり合って、運転者の顔が見えにくく、不鮮明になる。窓ガラスに映り込む影には、上述した木の枝葉以外にも、電信柱、電線、ビルの影等が含まれる。カメラ装置５は、枝葉等の影が窓ガラスに映り込んでも、車両内の運転者の顔を鮮明に撮像できるようにする。
【０１２４】
図２７は、カメラ装置５が停車中の車両ＶＣの窓ガラス部分を撮像する状況を示す平面図である。停車中の車両ＶＣの窓ガラスｃｇには、枝葉ｂｒ等の影ｓｄが映り込んでいる。カメラ装置５が窓ガラスｃｇ越しに撮像する撮像画像には、運転者ｈｍ１（乗車している人物の一態様）の顔と重なるように枝葉ｂｒ等の影ｓｄが映り込むため、十分な輝度が得られず運転者ｈｍ１の顔が判別しにくくなる。
【０１２５】
図２８は、カメラ装置５が走行中の車両ＶＣの窓ガラス部分を連続して撮像する状況を示す側面図である。被写体は、走行中の車両ＶＣである。時刻ｔ１０では、枝葉ｂｒ等が車両ＶＣの窓ガラスｃｇの上部に投影されて枝葉ｂｒ等の影ｓｄが生じている。この時点でカメラ装置５が撮像する撮像画像には、運転者ｈｍ１の顔と重なって枝葉ｂｒ等の影ｓｄが映り込むため、運転者ｈｍ１の顔が判別しにくくなる。その後の時刻ｔ１１では、枝葉ｂｒ等の影ｓｄは、窓ガラスｃｇの上部を越えたルーフｒｆに移動している。この時点でカメラ装置５が撮像する画像には、運転者ｈｍ１の顔と重なるような枝葉ｂｒ等の影ｓｄが映り込まないため、十分な輝度が得られており運転者ｈｍ１の顔が判別し易くなる。
【０１２６】
ここで、車両ＶＣの窓ガラスｃｇに映り込む枝葉等の影を除去する処理について説明する。図２９は、枝葉等の影を除去する処理手順を示すフローチャートである。
【０１２７】
図２９において、プロセッサ１０は、撮像素子１２により撮像された撮像映像を取得する（Ｓ５１）。プロセッサ１０は、撮像された撮像映像を構成する個々の撮像画像のフレームに車両ＶＣを検知したか否かを判別する（Ｓ５２）。車両の検知は、前述した方法で同様に行われるので、ここでは詳細な説明は省略する。車両が検知されない場合（Ｓ５２、ＮＯ）、プロセッサ１０の処理はステップＳ５１に戻る。
【０１２８】
一方、車両が検知された場合（Ｓ５２、ＹＥＳ）、プロセッサ１０は、撮像映像を構成する個々の撮像画像のフレームに含まれる車両部分を切り抜き（つまり抽出し）、車両部分の画像（以下「車両画像」）のデータをメモリ１１に記憶する（Ｓ５３）。
【０１２９】
プロセッサ１０は、ステップＳ５３の後、Ｎフレーム分の車両画像をメモリ１１に蓄積したか否かを判別する（Ｓ５４）。ここで、Ｎフレームは、初期設定で予め決められる任意のフレーム数である。例えばＮ＝６、つまり６フレーム分の車両画像がメモリ１１に蓄積されたか否かが判別される。Ｎフレーム分の車両画像が蓄積されていない場合（Ｓ５４、ＮＯ）、プロセッサ１０の処理はステップＳ５１に戻る。
【０１３０】
Ｎフレーム分の車両画像が蓄積された場合（Ｓ５４、ＹＥＳ）、プロセッサ１０は、Ｎフレームのそれぞれの車両画像中の所定位置（例えばルームミラーの位置）を基準に位置合わせを行い、窓ガラス部分の画像（以下「窓ガラス画像」）を切り取る（Ｓ５５）。更に、プロセッサ１０は、切り取ったＮ枚の窓ガラス画像を、それぞれが全て同一のサイズになるように拡大処理を実行する（Ｓ５６）。なお、Ｎ枚の窓ガラス画像を同一のサイズに変更する場合、拡大の代わりに縮小の処理が行われてもよい。例えば、Ｎフレーム中の最大サイズの窓ガラス画像に大きさを揃えるのでなく、中間サイズの窓ガラス画像に大きさを揃えてもよい。
【０１３１】
プロセッサ１０は、全てのＮフレームのそれぞれの窓ガラス画像に対し、注目画素位置において輝度値が所定の閾値を超えるか否かを判別する（Ｓ５７）。注目画素位置とは、窓ガラス画像の中で注目している画素の位置である。また、所定の閾値は、初期設定で予め決められた任意の値である。一例として、閾値は、輝度の範囲が「０〜２５５」の値で表される場合に中間値である「１２８」に設定される。
【０１３２】
全てのＮフレームのそれぞれの注目画素位置において輝度値が所定の閾値を超える場合（Ｓ５７、ＹＥＳ）、プロセッサ１０は、全てのＮフレームのそれぞれの注目画素位置における輝度値の平均値を合成値として算出する（Ｓ５８）。
【０１３３】
一方、全てのＮフレームのそれぞれの注目画素位置において輝度値が所定の閾値を越えていない場合（Ｓ５７、ＮＯ）、つまり輝度値が所定の閾値以下となるフレームが１フレームでもある場合、プロセッサ１０は、その注目画素位置における輝度値が所定の閾値以下となるフレームにおける注目画素位置の平均値を合成値として算出する（Ｓ５９）。
【０１３４】
ステップＳ５８，Ｓ５９の処理後、プロセッサ１０は、全ての注目画素位置に対して、ステップＳ５８あるいはステップＳ５９の処理を行ったか否かを判別する（Ｓ６０）。全ての注目画素位置に対してステップＳ５８あるいはステップＳ５９の処理を行っていない場合、プロセッサ１０は、ステップＳ５８あるいはステップＳ５９の処理の対象となる注目画素位置を次の注目画素位置に移行（セット）する（Ｓ６１）。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ５７に戻る。なお、ステップＳ６０で全ての注目画素位置に対してステップＳ５８あるいはステップＳ５９の処理が実行された場合には（Ｓ６０、ＹＥＳ）、図２９に示すプロセッサ１０の処理は終了する。
【０１３５】
図３０は、連続して撮像された走行中の車両のＮフレーム分の窓ガラス画像に対し、各窓ガラス画像を同一のサイズに拡大する処理を説明する図である。図３０に示すように、１フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ１，…，ＧＺ６になるにつれて、サイズは徐々に大きくなっている。これは、車両ＶＣがカメラ装置５に向かって徐々に近づくように移動しているためである。
【０１３６】
プロセッサ１０は、１フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ１に対し、拡大処理を行うことで、拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ１を得る。ここでは、拡大前の窓ガラス画像ＧＺ１のサイズは、例えば「５５４×１７９」ピクセルである。拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ１のサイズは、例えば「５７０×１８４」ピクセルである。拡大後の画像サイズは、Ｎフレームの窓ガラス画像の中で最も大きな画像サイズと一致するように揃えられる。つまり、図３０では、６フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ６のサイズである「５７０×１８４」ピクセルが拡大処理後の画像サイズとなる。
【０１３７】
同様に、プロセッサ１０は、２フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ２に対し、拡大処理を行うことで、拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ２を得る。ここでは、拡大前の窓ガラス画像ＧＺ２のサイズは、例えば「５５９×１８０」ピクセルである。拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ２のサイズは、同様に「５７０×１８４」ピクセルとなる。
【０１３８】
同様に、プロセッサ１０は、３フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ３に対し、拡大処理を行うことで、拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ３を得る。ここでは、拡大前の窓ガラス画像ＧＺ３のサイズは、例えば「５６３×１８２」ピクセルである。拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ３のサイズは、同様に「５７０×１８４」ピクセルとなる。
【０１３９】
同様に、プロセッサ１０は、４フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ４に対し、拡大処理を行うことで、拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ４を得る。ここでは、拡大前の窓ガラス画像ＧＺ４のサイズは、例えば「５６６×１８３」ピクセルである。拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ４のサイズは、同様に「５７０×１８４」ピクセルとなる。
【０１４０】
同様に、プロセッサ１０は、５フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ５に対し、拡大処理を行うことで、拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ５を得る。ここでは、拡大前の窓ガラス画像ＧＺ５のサイズは、例えば「５６８×１８３」ピクセルである。拡大された窓ガラス画像ＲＧＺ５のサイズは、同様に「５７０×１８４」ピクセルとなる。
【０１４１】
なお、プロセッサ１０は、６フレーム目の窓ガラス画像ＧＺ６に対しては、拡大処理を実行しない。
【０１４２】
図３１は、拡大処理が施された全６フレームの窓ガラス画像を合成する処理を説明する図である。
【０１４３】
例えば、注目画素位置が運転者の目の位置である場合、注目画素の輝度値が所定の閾値以下である窓ガラス画像は、矢印ａ１，ａ２に示すように、１フレーム目の窓ガラス画像ＲＧＺ１と２フレーム目の窓ガラス画像ＲＧＺ２である。従って、この注目画素については、窓ガラス画像ＲＧＺ１の注目画素の画素値と窓ガラス画像ＲＧＺ２の注目画素の画素値との合成値が合成画像（図３２参照）の画素値となる（図２９のステップＳ５９参照）。つまり、注目画素の輝度値が所定の閾値を超える３フレーム目から６フレーム目までの４フレーム分の窓ガラス画像は、合成画像の生成に用いられない（矢印ａ３，ａ４，ａ５，ａ６参照）。これは、注目画素の輝度値が所定の閾値を超える３フレーム目から６フレーム目までの４フレーム分の窓ガラス画像は、例えば木の枝葉の影が窓ガラスｃｇに映り込んで明るく撮像されており、その影の影響を排除するためである。
【０１４４】
また、注目画素位置が助手席側の窓ガラスｃｇの位置である場合、注目画素の輝度が所定の閾値以下である窓ガラス画像は、矢印ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，ｂ６に示すように、存在しない。つまり、全６フレームにおいて注目画素の輝度値が所定の閾値を超える。従って、この注目画素については、窓ガラス画像ＲＧＺ１〜ＲＧＺ５，窓ガラス画像ＧＺ６の全注目画素の画素値の合成値が合成画像（図３２参照）の画素値となる。これは、注目画素の輝度値が所定の閾値を超える全６フレーム分の窓ガラス画像は、例えば木の枝葉の影が窓ガラスｃｇに映り込んでおらず、木の枝葉の影の影響を排除する必要が無いためである。
【０１４５】
図３２は、６フレーム分の窓ガラス画像ＲＧＺ１〜ＲＧＺ５，窓ガラス画像ＧＺ６を合成した合成画像ｍＧＺの一例を示す図である。合成画像ｍＧＺでは、窓ガラス画像の輝度値が所定の閾値以下である画素だけを合成することで、運転者の顔が映っている（つまり木の枝葉の影の影響を受けていない）比較的暗い領域の画像が際立って鮮明になる。また、窓ガラス画像の輝度値が所定の閾値を超える画素を全て合成することで、窓ガラスｃｇで反射している害光（例えば太陽光）等の比較的明るい領域の画像がボケたようになる。
【０１４６】
つまり、カメラ装置５は、窓ガラス画像の輝度値が所定の閾値以下である画素だけを合成することで、運転者ｈｍ１の顔が映っている比較的暗い領域の画像を際立たせて鮮明な画像を生成できる。一方で、カメラ装置５は、窓ガラス画像の輝度値が所定の閾値を超える画素を全て合成することで、窓ガラスｃｇで反射している害光（例えば太陽光）等の比較的明るい領域の画像をぼかした画像を生成できる。運転者の顔を除く背景の一部がボケることで、合成画像に映る運転者の顔がより一層際立つ。従って、枝葉等の影が窓ガラスに映り込む状況であっても、カメラ装置５は、車両内ＶＣの運転者の顔を鮮明に撮像できる。
【０１４７】
このように、カメラ装置５は、日中に被写体としての車両ＶＣからの光を結像するレンズＬＺ（例えばフォーカスレンズ）を含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、フォーカスレンズにより結像された車両ＶＣからの光に基づいて撮像する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２により撮像された、時間的に異なる複数枚の車両ＶＣの撮像画像に基づいて、日中の害光（例えば太陽光）の影響を抑圧した、車両ＶＣ内の運転者ｈｍ１の顔画像を生成するプロセッサ１０を有する。
【０１４８】
これにより、例えば木の枝葉等の影が窓ガラスｃｇに映り込む状況に車両ＶＣが位置する場合でも、カメラ装置５は、その車両ＶＣ内の運転者の顔を鮮明に撮像した撮像画像を生成できる。
【０１４９】
また、プロセッサ１０は、それぞれの撮像画像内の運転者ｈｍ１の顔画像を含む車両画像（所定領域の一態様）を抽出し、抽出された車両画像を構成する画素ごとに、その画素における輝度値が所定の閾値以下となる枚数分の撮像画像の平均値を導出し、画素ごとの平均値を用いて、顔画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、車両画像の輝度値が所定の閾値以下である画素だけを合成することで、運転者の顔が映っている、比較的暗い領域の画像を際立たせて鮮明な画像にできる。
【０１５０】
また、プロセッサ１０は、それぞれの撮像画像内の運転者ｈｍ１の顔画像を含む車両画像を抽出し、抽出された車両画像を構成する画素ごとに、その画素における輝度値が閾値より大きい全ての車両画像の平均値を導出し、画素ごとの平均値を用いて、顔画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、窓ガラス画像の輝度値が閾値を超える画素を全て合成することで、窓ガラスｃｇで反射している外光等の比較的明るい領域の画像をぼかした画像にできる。運転者の顔を除く背景の一部がボケることで、合成画像に映る運転者の顔がより一層際立つ。
【０１５１】
（夜間撮像）
次に、例えば夕方あるいは夜間にＩＲ光を照明して走行中の車両ＶＣ内の運転者の顔を連続して撮像する場合、カメラ装置からの距離が離れている程、車両ＶＣ内の運転者の顔は暗く、近づくにつれて明るくなる映像が得られる。この結果、均一な輝度値の映像が得られず、運転者の顔が見づらくなる。カメラ装置５は、走行中の車両ＶＣ内の運転者の顔の撮像映像がほぼ均一な輝度値で得られるようにする。
【０１５２】
図３３は、カメラ装置５からの距離に応じてＩＲ光の照度が変化する原理を説明する図である。カメラ装置５は、例えば視野に対応する道路を俯瞰可能に、ポール３０１の上部に固定的に取り付けられる。カメラ装置５の上側に装着されるＬＥＤ本体部２０の筐体２０ｚの前面には、複数の照明用ＬＥＤ２１が配置される。それぞれの照明用ＬＥＤ２１は、夜間モード時、プロセッサ１０からの制御指示に応じて、カメラ装置５の方向に走行してくる車両ＶＣに対して、ＩＲ光を照射する。
【０１５３】
従来、偏りの無い均一な照度分布を有するＩＲ光が車両等の被写体に向けて照射された場合、そのＩＲ光の光源（例えばＬＥＤ）から車両までの距離が短い程、ＩＲ光は高照度で車両に照射される。一方、ＩＲ光の光源（例えばＬＥＤ）から車両までの距離が長い程、ＩＲ光は低照度で車両に照射される。
【０１５４】
ここで、従来構成のカメラ装置５ｚまでの距離が短い車両位置（例えば２０ｍ）、カメラ装置５ｚまでの距離が中間の車両位置（例えば２５ｍ）、カメラ装置５ｚまでの距離が長い車両位置（例えば３０ｍ）を想定する。中間の車両位置を基準と見なしてＩＲ光の照度をＰ０’とすると、距離の短い車両位置では、ＩＲ光の照度Ｐ１’は、距離比の２乗に比例してＰ０’×（２５／２０）２と高くなる。つまり、距離の短い車両位置では、明るくなり過ぎてしまう。一方、距離の長い車両位置では、ＩＲ光の照度Ｐ２’は、Ｐ０’×（２５／３０）２と低くなる。つまり、距離の長い車両位置では、暗くなり過ぎてしまう。
【０１５５】
これに対し、実施の形態１に係るカメラ装置５では、それぞれの照明用ＬＥＤ２１から車両ＶＣに向けて照射されるＩＲ光は、照明用ＬＥＤ２１から車両ＶＣまでの距離が短い程に低照度となり、照明用ＬＥＤ２１から車両ＶＣまでの距離が長い程に高照度となる照度分布を有する。
【０１５６】
ここで、カメラ装置５までの距離が短い車両位置（例えば２０ｍ）、カメラ装置５までの距離が中間の車両位置（例えば２５ｍ）、カメラ装置５までの距離が長い車両位置（例えば３０ｍ）を想定する。同様に中間の車両位置を基準と見なしてＩＲ光の照度を照射基準強度Ｐ０とすると、距離の短い車両位置では、ＩＲ光の照度Ｐ１は、距離比の２乗に比例してＰ０×（２０／２５）２と低くなる。一方、距離の長い車両位置では、ＩＲ光の照度Ｐ２は、Ｐ０×（３０／２５）２と高くなる。
【０１５７】
図３４は、照明用ＬＥＤ２１の構成および照度分布を示す図である。照明用ＬＥＤ２１は、例えばＬＥＤ素子２１１および凸平レンズ２１２から構成される。ＬＥＤ素子２１１は、例えば波長８５０ｎｍのＩＲ光を発光して照射する。凸平レンズ２１２は、ＬＥＤ素子２１１の中心軸に垂直な方向に対して上方（図１参照）が前面側に傾いて配置される。この傾きは、例えば１５度に設定される。ＬＥＤ素子２１１が発光し、凸平レンズ２１２を透過して出射されるＩＲ光は、ＬＥＤ素子２１１の中心軸に垂直な方向に対し、図３４に示す偏った照度分布で照射される。
【０１５８】
具体的には、ＬＥＤ素子２１１からのＩＲ光の照度分布では、ＬＥＤ素子２１１の中心軸の方向に凸平レンズ２１２を透過したＩＲ光の照度を照射基準強度とすると、図３４の上側（図１参照）に向かう程、照度（照射強度）が高く、図３４の下側（図１参照）に向かう程、照度（照射強度）が低くなる。なお、図３４では、凸平レンズ２１２から出射される光線について、レンズ直近で見ると、直進の光線ｑ２と上向きの光線ｑ１が重なりレンズ下方からの光が強く見えるが、遠方（例えば車両ＶＣが位置する地点）では上向きの光線ｑ１が支配的になり上方の照度（照射強度）が高くなる。従って、照明用ＬＥＤ２１が走行してくる車両ＶＣに向かって照射する場合、遠方の車両ＶＣに対して輝度が高くなり、近付いてくる車両ＶＣに対して輝度が低くなる。これにより、カメラ装置５は、カメラ装置５に向かってくる車両とカメラ装置５との距離の長短に拘わらず、適応的に車両を撮像できるので、車両内に乗車している運転者の顔の高精度な撮像画像を得ることができる。
【０１５９】
このように、カメラ装置５では、照明用ＬＥＤ２１は、カメラ装置５からの所定の距離（例えば２５ｍ）への照射強度を照射基準強度Ｐ０とした場合に、所定の距離より遠い位置（例えば３０ｍ）への照射強度（照度Ｐ２）を照射基準強度Ｐ０より高く、所定の距離より近い位置（例えば２０ｍ）への照射強度（照度Ｐ１）を照射基準強度Ｐ０より低い照度分布を有するＩＲ光を照射する。これにより、カメラ装置５は、走行中の車両ＶＣとカメラ装置５との間の距離に拘わらず、適応的に車両ＶＣをほぼ均一な照度で撮像できる。従って、カメラ装置５により撮像された撮像映像に映る車両ＶＣ内の運転者の顔が見やすくなる。
【０１６０】
以上により、実施の形態１に係るカメラ装置５は、被写体としての車両からの光を結像するレンズＬＺを含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、レンズＬＺにより結像された車両ＶＣからの光に基づいて撮像する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２に受光される車両ＶＣからの光を制限する偏光フィルタ４２を回転可能に支持するフィルタユニット（前面フィルタ切替モジュール４０）を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２により撮像された車両ＶＣの撮像画像に基づいて、車両ＶＣの車種を判定するプロセッサ１０を有する。プロセッサ１０は、判定された車種に応じて、車種に対応する回転角の分だけ偏光フィルタ４２を回転させる。
【０１６１】
これにより、カメラ装置５は、車両ＶＣ内の運転者の顔を撮像する際、その車両ＶＣが走行する道路の車線や車種が異なっても、窓ガラスｃｇからの反射光をできるだけ入射しないように遮蔽できる。従って、撮像素子１２によって撮像される、運転者の顔画像が鮮明になる。このように、カメラ装置５は、車両ＶＣの車種に合わせて車両内の人物の顔を撮像する時の害光の影響を適応的に低減できるので、撮像画像の画質の劣化を抑制することができる。
【０１６２】
また、プロセッサ１０は、車両ＶＣの撮像画像に基づいて、カメラ装置５から見た車両ＶＣが検知された方向を示す検知角度θｃｃを導出するとともに、車種に対応するフロントガラスと地面とのなす窓ガラス角度θｗと検知角度θｃｃとに基づいて回転角（偏光角θｐｌ）を導出する。これにより、カメラ装置５は、車両ＶＣの車種および車線に対応した偏光フィルタ４２の回転角（つまり偏光角θｐｌ）を正確かつ適応的に算出できる。
【０１６３】
また、カメラ装置５は、車種とフロントガラス角度とを対応付けたテーブルを記憶するメモリ１１を更に有する。これにより、カメラ装置５は、窓ガラス角度θｗをわざわざ幾何学的に算出することなく（言い換えると、算出の処理負荷を要することなく）、簡単に取得できる。
【０１６４】
また、偏光フィルタ４２は、鉛直方向を基準として、カメラ装置５から見て車両ＶＣの運転席側の第１人物（例えば運転者）の方向を示す第１角度Δθ１に傾けられた第１偏光フィルタ（偏光フィルタ４２１）と、カメラ装置５から見て車両ＶＣの助手席側の第２人物（例えば運転者の知人）の方向を示す第２角度Δθ２に傾けられた第２偏光フィルタ（偏光フィルタ４２２）と、が重ね合わされて構成される。これにより、カメラ装置５は、運転席側の窓ガラスｃｇに偏光フィルタ４２の偏光角を合わせて運転席側の窓ガラスからの反射光を遮断できるとともに、助手席側の窓ガラスｃｇに偏光フィルタの偏光角を合わせて助手席側の窓ガラスからの反射光を遮断できる。従って、運転者の顔と助手席に座る乗員の顔を一緒に鮮明に撮像できる。
【０１６５】
また、フィルタユニット（前面フィルタ切替モジュール４０）は、レンズブロック５０より前面側に配置される。これにより、レンズブロック５０に被写体からの光が入射する前に偏光フィルタ４２によって効果的に入射光が制限されるので、レンズブロック５０内のレンズ構成を複雑にすることなく、簡易な構成で撮像素子１２に入射光を受光させることができる。
【０１６６】
また、フィルタユニット（前面フィルタ切替モジュール４０）は、レンズブロック５０より後面側かつ撮像素子１２より前面側に配置される。これにより、前面フィルタ切替モジュール４０の前側にレンズブロック５０が配置されることになり、例えばレンズブロック５０内のレンズの交換が容易となる。
【０１６７】
また、実施の形態１に係るカメラ装置５は、日中に被写体としての車両からの光を結像するレンズを含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、レンズＬＺにより結像された車両ＶＣからの光に基づいて撮像する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、撮像素子１２により撮像された、時間的に異なる複数枚の車両ＶＣの撮像画像に基づいて、日中の害光の影響を抑圧した、車両ＶＣ内に乗車している人物の顔画像を生成するプロセッサ１０を有する。
【０１６８】
これにより、カメラ装置５は、例えば木の枝葉等の影が窓ガラスｃｇに映り込む状況に車両ＶＣが位置する場合でも、その車両ＶＣ内の運転者の顔を鮮明に撮像した撮像画像を生成できる。
【０１６９】
また、プロセッサ１０は、それぞれの撮像画像内の人物の顔画像を含む所定領域を抽出し、抽出された所定領域を構成する画素ごとに、その画素における輝度値が閾値以下となる枚数分の撮像画像の平均値を導出し、画素ごとの平均値を用いて、顔画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、車両画像の輝度値が所定の閾値以下である画素だけを合成することで、運転者の顔が映っている、比較的暗い領域の画像を際立たせて鮮明な画像にできる。
【０１７０】
また、プロセッサ１０は、それぞれの撮像画像内の人物の顔画像を含む所定領域を抽出し、抽出された撮像画像内の所定領域を構成する画素ごとに、その画素における輝度値が閾値より大きい全ての撮像画像の平均値を導出し、画素ごとの前記平均値を用いて、顔画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、窓ガラス画像の輝度値が閾値を超える画素を全て合成することで、窓ガラスｃｇで反射している外光等の比較的明るい領域の画像をぼかした画像にできる。運転者の顔を除く背景の一部がボケることで、合成画像に映る運転者の顔がより一層際立つ。
【０１７１】
また、カメラ装置５は、日中モードを検知する照度センサ１３を更に有する。プロセッサ１０は、日中モードが検知された場合に、顔画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、ＩＲカットフィルタを光軸上に簡単に挿抜できる。また、カメラ装置５は、日中に車両内の運転者の顔を撮像する場合、ＩＲカットフィルタを光軸上に配置するので、ＩＲ光を遮断でき、撮像素子１２によって鮮明なＲＧＢ画像を得ることができる。
【０１７２】
また、カメラ装置５は、日中モードまたは夜間モードを検知する照度センサ１３と、夜間モード中に被写体にＩＲ光を照射する照明部（照明用ＬＥＤ２１）と、を更に有する。フィルタユニット（前面フィルタ切替モジュール４０）は、偏光フィルタ４２とＩＲ光を通過させるバンドパスフィルタ４１とを切り替え可能に支持する。プロセッサ１０は、日中モード中には、偏光フィルタ４２を撮像素子１２の前面側に配置させ、夜間モード中には、バンドパスフィルタ４１を撮像素子１２の前面側に配置させる。これにより、カメラ装置５は、カメラ装置５は、日中において車両のフロントガラス等の窓ガラスからの反射光の入射を抑制して運転者の顔を高精度に撮像できる。また、カメラ装置５は、夜間においてＩＲ光以外の光をバンドパスフィルタ４１を介して遮断できるので、撮像素子１２にて受光されたＩＲ光に基づいて暗さが抑制されたＩＲ画像を撮像できる。
【０１７３】
また、レンズブロック５０は、ＩＲカットフィルタの使用の有無を切り替え可能に支持する。プロセッサ１０は、日中モード中には、ＩＲカットフィルタを撮像素子１２の前面側に配置させる。これにより、カメラ装置５は、日中に車両内の運転者の顔を撮像する場合、ＩＲカットフィルタを光軸上に配置するので、ＩＲ光を遮断でき、撮像素子１２によって鮮明なＲＧＢ画像を得ることができる。
【０１７４】
また、照明部（照明用ＬＥＤ２１）は、カメラ装置５からの所定の距離への照射強度を照射基準強度とした場合に、所定の距離より遠い位置への照射強度を照射基準強度より高く、所定の距離より近い位置への照射強度を照射基準強度より低い照度分布を有するＩＲ光を照射する。これにより、カメラ装置５は、走行中の車両ＶＣとカメラ装置５との間の距離に拘わらず、適応的に車両ＶＣをほぼ均一な照度で撮像できる。従って、カメラ装置５により撮像された撮像映像に映る車両ＶＣ内の運転者の顔が見やすくなる。
【０１７５】
また、バンドパスフィルタ４１は、車両ＶＣから照射されるヘッドライトの波長帯域を有する光を遮断する。これにより、カメラ装置５は、夜間でも窓ガラス（例えば車両のフロントガラス）越しに映る、ＩＲ光で照らされた車両内の運転者の顔を適応的に明るく撮像できる。
【０１７６】
また、プロセッサ１０は、車両ＶＣの撮像画像に基づいて、車両ＶＣが走行する車線を判定するとともに、判定された車種および車線に対応する検知角度を導出する。これにより、カメラ装置５は、検知された車両ＶＣ１，ＶＣ２の検知角度θｃｃ１，θｃｃ２を容易に得ることができる。
【０１７７】
また、第１偏光フィルタ（偏光フィルタ４２１）および第２偏光フィルタ（偏光フィルタ４２２）のうち、被写体側の材質が無機製である。これにより、有機製の偏光フィルタは紫外線に弱く劣化が進み易くなり、一方で、無機製の偏光フィルタは紫外線に強く劣化がしにくいため、被写体側（図１に示す前側を参照）の無機製の偏光フィルタが紫外線を遮光し、かつ有機製の偏光フィルタの劣化を保護することができる。
【０１７８】
（実施の形態２の構成に至る経緯）
従来、車両内の運転者の顔とその車両のナンバープレートとの両方をカメラで撮像し、運転者の顔と車両のナンバープレートとを対応付けることが行われていた。これは、車両のナンバープレートは、言うまでもなく車両の識別情報だからである。しかし、夜間においては、車両は、ナンバープレートの両側にそれぞれ配置された一対のヘッドランプからヘッドライトを点灯して走行する。このため、ナンバープレートは、ヘッドランプの保護ガラス内で乱反射されたヘッドライトによって明るく照らされる。ナンバープレートは、例えば金属板で成形されているので光沢性があり、照らされた光をよく反射する。このような夜間の状況で、カメラが運転者の顔とナンバープレートとの両方を撮像すると、窓ガラス越しにある運転者の顔が暗くなるとともに、ナンバープレートが明るくなり過ぎてしまう。この結果、撮像された撮像画像に含まれる運転者の顔が不鮮明になるという課題があった。また、ナンバープレートが白飛びしてナンバーを判読できないという課題もあった。
【０１７９】
そこで、実施の形態２では、夜間においてヘッドライトを点灯して走行している車両に対して、その車両の運転者の顔とその車両のナンバープレートとの両方を鮮明に撮像できるカメラ装置の例を説明する。
【０１８０】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るカメラ装置の内部構成は、実施の形態１に係るカメラ装置５の内部構成と同様の構成を有する。このため、実施の形態２に係るカメラ装置の説明において、実施の形態１に係るカメラ装置５の内部構成と同一の構成要素については同一の符号を用いることで、その説明を簡略化あるいは省略し、異なる内容について説明する。
【０１８１】
実施の形態２に係るカメラ装置５は、実施の形態１と同様に、例えば車両ＶＣ（図３７参照）を被写体とし、車両ＶＣ内に乗車している人物（例えば運転者）の顔とその車両ＶＣのナンバープレートとの両方を鮮明に撮像し、その人物の顔およびナンバープレートの撮像画像（撮像映像）を生成して取得する。つまり、撮像素子１２は、車両ＶＣ内の運転者の顔とナンバープレートとの両方を撮像し、同一の車両ＶＣに対応する運転者の顔画像とナンバープレート画像とを含む撮像画像を生成する。撮像素子１２を用いた撮像時、プロセッサ１０は、複数の撮像条件で撮像素子１２に撮像動作を実行させる。
【０１８２】
撮像条件として、実施の形態１でも説明したが、例えば標準的な露光基準時間に対し、その露光基準時間より露光時間を長くすることと、その露光基準時間より露光時間を短くすることとが挙げられる。
【０１８３】
また、他の撮像条件として、実施の形態１でも説明したような偏った照度分布で照明用ＬＥＤ２１が車両ＶＣを照明して撮像することが挙げられる。
【０１８４】
また、他の撮像条件として、走行する車両ＶＣを遠距離および近距離の２回の撮像タイミングで撮像することが挙げられる。
【０１８５】
また、他の撮像条件として、感度が撮像面のエリアごとに異なる撮像素子を用いて撮像することが挙げられる。
【０１８６】
また、他の撮像条件として、車両画像の窓ガラスを囲むエリアを高感度に撮像することが挙げられる。また、夜間にヘッドライト光を減光して撮像することが挙げられる。
【０１８７】
以下に、上述した各種の撮像条件を使用した場合のカメラ装置５の動作例を具体的に説明する。
【０１８８】
（長時間露光の画像と短時間露光の画像の撮像）
図３５は、実施の形態２に係る長時間露光撮影による撮像画像と短時間露光撮影による撮像画像とを合成して合成画像を生成する処理を示す図である。プロセッサ１０は、例えば図１２のステップＳ１における設定データに基づいて、長時間露光撮影による撮像画像ＧＺ２１と短時間露光撮影による撮像画像ＧＺ２２とを交互に撮像し、２フレーム分の撮像画像を得る。２フレームの撮像画像は、撮像画像ＧＺ２１と撮像画像ＧＺ２２である。
【０１８９】
撮像画像ＧＺ２１は、長めの露光時間が設定された状態で撮像されているので、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔を含む明るく鮮明な顔画像である。
【０１９０】
一方、撮像画像ＧＺ２２は、短めの露光時間が設定された状態で撮像されているので、光沢性の高いナンバープレートＮｐを含む車両ＶＣのナンバーが判読可能なナンバープレート画像である。
【０１９１】
撮像画像ＧＺ２１では、窓ガラス部分および運転者ｈｍ１の顔が暗くても、露光時間を長くすることで明るい画像を撮像できる。但し、この場合、明るいナンバープレートＮｐの部分は、白飛びしてしまう。一方、撮像画像ＧＺ２２では、ナンバープレートの部分が明るくても、露光時間を短くすることで白飛びすることなくナンバーを判読可能に撮像できる。但し、この場合、窓ガラス部分および運転者の顔が暗くなってしまう。
【０１９２】
プロセッサ１０は、これらの同一の車両に対応する撮像画像ＧＺ２１および撮像画像ＧＺ２２をメモリ１１に一時記憶する。更に、プロセッサ１０は、メモリ１１に一時記憶された撮像画像ＧＺ２１および撮像画像ＧＺ２２を、通信部１９を介してネットワークＮＷに接続されたレコーダ９０に記録する。レコーダ９０は、車両ごとの撮像画像ＧＺ２１および撮像画像ＧＺ２２を蓄積する。
【０１９３】
プロセッサ１０は、メモリ１１に一時記憶された、あるいはレコーダ９０に蓄積された撮像画像ＧＺ２１および撮像画像ＧＺ２２を読み出す。プロセッサ１０は、長時間露光による撮像画像ＧＺ２１から窓ガラス部分の画像ＷＧＺを切り抜き、短時間露光による撮像画像ＧＺ２２からナンバープレートＮｐを含む画像ＮＧＺを切り抜き、これらの切り抜き画像を合成し、合成画像ｍＧＺ２を生成する。合成画像ｍＧＺ２のうち、画像ＷＧＺおよび画像ＮＧＺ以外の画像部分については、撮像画像ＧＺ２１と撮像画像ＧＺ２２のいずれの部分を使用してもよいし、空白であってもよい。
【０１９４】
なお、上記合成処理は、カメラ装置５で行われたが、カメラ装置５がネットワークＮＷに接続されたサーバ８０（外部装置）に映像データを送信し、サーバ８０が上記合成処理を実行してもよい。
【０１９５】
図３６は、映像配信手順を示すフローチャートである。
【０１９６】
図３６に示す処理は、例えばカメラ装置５の電源がオンされて起動してから電源がオフになるまで繰り返して実行される。なお、図３６に示す処理は、一定の時間間隔ごと、あるいは所定時刻に行われるように予め設定されてもよい。
【０１９７】
図３６において、プロセッサ１０は、メモリ１１に対応付けて蓄積されている映像データと設定データとを読み出して取得する（Ｓ１１１）。
【０１９８】
プロセッサ１０は、ステップＳ１１１において取得された映像データが長時間露光撮影による映像データであるか、あるいは短時間露光撮影による映像データであるかを判別する（Ｓ１１２）。この判別は、例えばデータ量（データサイズ）によって行われる。長時間露光による映像データのデータ量は多く、短時間露光による映像データのデータ量は少ないので、これらの判別は容易である。なお、映像データに紐付けられた設定データに露光時間が含まれる場合、プロセッサ１０は、この設定データを用いて判別してもよい。
【０１９９】
長時間露光である場合、プロセッサ１０は、長時間露光撮影による映像データに適したエンコード処理（つまり符号化処理）を行う（Ｓ１１３）。例えば、プロセッサ１０は、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔を鮮明な顔画像として取得する場合、低圧縮率でエンコード処理（符号化処理）を行う。なお、データ量を減らすために、高圧縮率のエンコード処理を行ってもよい。
【０２００】
一方、短時間露光である場合、プロセッサ１０は、短時間露光撮影による映像データに適したエンコード処理（つまり符号化処理）を行う（Ｓ１１４）。例えば、プロセッサ１０は、ナンバーが容易に判読可能なナンバープレート画像を取得する場合、低圧縮率でエンコード処理を行う。
【０２０１】
プロセッサ１０は、ステップＳ１１３，Ｓ１１４の処理後、エンコード処理された映像データを、通信部１９およびネットワークＮＷを介してサーバ８０に配信する（Ｓ１１５）。映像データを配信する場合、一定期間、長時間露光撮影による映像データを配信し、次の一定期間、短時間露光撮影による映像データを配信する動作を繰り返してもよい。また、配信は逆の順番で行われてもよい。また、所定のフレーム数ごとに長時間露光撮影による映像データと短時間露光撮影による映像データとを交互に切り替えて配信してもよい。例えば、１フレーム単位で切り替えて配信する場合、奇数番目のフレームは、長時間露光撮影による映像データとし、偶数番目のフレームは、短時間露光撮影による映像データとしてもよい。なお、逆の順番でもよい。この後、プロセッサ１０の処理はステップＳ１１１に戻る。
【０２０２】
サーバ８０は、カメラ装置５から長時間露光撮影による映像データと短時間露光撮影による映像データとを受信すると、これらの映像データを合成して合成映像を生成する。
【０２０３】
このように、プロセッサ１０は、撮像素子１２での長い露光時間で得られた画像（第１撮像画像の一態様）と、撮像素子１２での短い露光時間で得られた画像（第２撮像画像の一態様）とを時分割に取得する。プロセッサ１０またはサーバ８０は、長い露光時間で得られた画像から抽出した顔画像と、短い露光時間で得られた画像から抽出したナンバープレート画像とを合成して、同一の車両に対応する顔画像とナンバープレート画像との合成画像を生成する。
【０２０４】
従って、カメラ装置５は、長時間露光撮影による顔画像と短時間露光撮影によるナンバープレート画像とを合成することで、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔が鮮明に撮像され、かつ、ナンバープレートのナンバーが判読可能に撮像された撮像映像を得ることができる。
【０２０５】
なお、メモリ１１に一時記憶された撮像画像ＧＺ２１および撮像画像ＧＺ２２をレコーダ９０に記録する場合も、プロセッサ１０は、上記手順と同様の手順で、通信部１９を介してネットワークＮＷに接続されたレコーダ９０に映像データを配信する。
【０２０６】
このように、実施の形態２に係るカメラ装置５は、車両ＶＣに乗車している運転者ｈｍ１（人物の一態様）の顔と車両ＶＣのナンバープレートＮｐとを含む車両ＶＣ（被写体の一態様）からの光を結像するレンズＬＺ（例えばフォーカスレンズ）を含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、フォーカスレンズにより結像された車両ＶＣからの光に基づいて撮像処理を実行する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、この撮像処理により生成された車両ＶＣの撮像画像に基づいて、同一の車両に対応する車両ＶＣに乗車している運転者ｈｍ１の顔画像とその車両ＶＣのナンバープレート画像とを生成するプロセッサ１０を有する。プロセッサ１０は、車両ＶＣからの光に基づく撮像時に複数の撮像条件を用いて撮像素子１２に撮像処理を実行させる。
【０２０７】
これにより、カメラ装置５は、車両に乗車している運転者ｈｍ１の顔ならびにその車両のナンバープレートＮｐを含む車両ＶＣの撮像画像から運転者ｈｍ１の顔およびナンバープレートＮｐのそれぞれの高画質な画像を生成でき、車両内の運転者ｈｍ１と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援することができる。なお、車両内の人物は、運転者に限らず、助手席や後部座席に座る乗員のいずれでもよい。
【０２０８】
また、プロセッサ１０は、長時間露光（第１撮像条件の一態様）の撮像処理により生成された車両ＶＣの撮像画像から顔画像を抽出し、短時間露光（第２撮像条件の一態様）の撮像処理により生成された車両ＶＣの撮像画像からナンバープレート画像を抽出する。これにより、カメラ装置５は、顔画像の撮像に適した長めの露光時間の設定された状態で得られた鮮明な顔画像と、光沢性があるために反射し易いナンバープレートＮｐの撮像に適した短めの露光時間の設定された状態で得られたナンバープレート画像との両方を生成できる。
【０２０９】
また、長時間露光撮影では、撮像素子１２での露光時間が長く、短時間露光撮影では、撮像素子１２での露光時間が短い。これにより、カメラ装置５は、運転者ｈｍ１の顔が明るい顔画像を撮像でき、ナンバープレートが白飛びしない程度の明るさを有したナンバープレート画像を撮像できる。
【０２１０】
カメラ装置５は、レコーダ９０やサーバ８０との間でデータ通信を行う通信部１９を備える。プロセッサ１０は、同一の車両ＶＣに対応する顔画像とナンバープレート画像とを、通信部１９を介してレコーダ９０に記録させる。これにより、カメラ装置５は、顔画像とナンバープレート画像とが対応付けられた撮像画像のデータを外部のレコーダ９０に蓄積させることが可能である。また、カメラ装置５は、外部のサーバ８０に撮像画像の画像解析あるいは合成処理を要求することで、カメラ装置５の処理負荷を軽減できる。
【０２１１】
また、プロセッサ１０は、通信部１９を介してサーバ８０に送信可能である。サーバ８０は、各種の処理を行う。例えば、サーバ８０は、画像解析を行って顔画像を認識し、運転者ｈｍ１の顔画像が予め登録されている顔画像と一致するか否かを判別する。また、サーバ８０は、画像解析を行い、ナンバープレートＮｐの画像からナンバーを判読し、予め登録されているナンバーと一致するか否かを判別する。サーバ８０は、運転者ｈｍ１とナンバープレートＮｐとの対応関係を得ることができる。
【０２１２】
（実施の形態２の変形例１）
図３７は、実施の形態２の変形例１に係る照明用ＬＥＤ２１で車両ＶＣを照明する状況を示す図である。説明を分かり易くするために、例えば車両ＶＣは停車中としている。照明用ＬＥＤ２１は、実施の形態１に係るカメラ装置５（例えば図３４参照）と同様に、偏った照度分布を有するＩＲ光を照射する。即ち、車両ＶＣの車体上部には、ＩＲ光が高照度で照射される。一方、車両ＶＣの車体下部には、ＩＲ光が低照度で照射される。
【０２１３】
このように、照明用ＬＥＤ２１（照明部）は、窓ガラスｃｇ（例えばフロントガラス）へのＩＲ光の照射強度を所定の照射基準強度より高く、ナンバープレートＮｐへのＩＲ光の照射強度を所定の照射基準強度より低い照度分布でＩＲ光を照射する。
【０２１４】
これにより、カメラ装置５は、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔とナンバープレートＮｐの両方を撮像する場合、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔を明るく撮像できるとともに、明るく撮像され易いナンバープレートＮｐを、明るさを抑えて撮像できる。従って、撮像画像に含まれる運転者の顔画像が鮮明になり、また、ナンバープレートのナンバーが判読可能となる。
【０２１５】
また、プロセッサ１０は、撮像画像に含まれる運転者ｈｍ１の顔画像とナンバープレートＮｐのナンバープレート画像とを対応付けてメモリ１１に一時記憶する。プロセッサ１０は、メモリ１１に一時記憶された顔画像データとナンバープレート画像データを読み出し、通信部１９を介してレコーダ９０に送信可能である。レコーダ９０は、運転者ｈｍ１の顔画像データとナンバープレートＮｐの画像データを蓄積する。また、プロセッサ１０は、通信部１９を介してサーバ８０に送信可能である。サーバ８０は、上記同様の処理を行う。
【０２１６】
（実施の形態２の変形例２）
図３８は、実施の形態２の変形例２に係るカメラ装置５が遠近で撮像する状況を示す図である。説明を分かり易くするために、車両ＶＣは、カメラ装置５の方向に走行中としている。図３８に示すように、照明用ＬＥＤ２１は、従来構成の照明用ＬＥＤと同様に、均一な照度分布を有するＩＲ光を照射してよい。但し、実施の形態２の変形例２において、照明用ＬＥＤ２１は、実施の形態１に係るカメラ装置５（例えば図３４参照）と同様に、偏った照度分布を有するＩＲ光を照射してもよい。プロセッサ１０は、距離センサ２６の測定結果に基づいて、車両ＶＣまでの距離に関する情報を取得する。
【０２１７】
距離センサ２６による測定の結果、走行中の車両ＶＣがカメラ装置５から遠い距離にある場合、照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光は、距離の２乗に反比例して弱くなる。照明用ＬＥＤ２１は、ＩＲ光を低照度でナンバープレートＮｐに照射する。従って、カメラ装置５は、弱く照らされたナンバープレートＮｐを撮像する。ナンバープレートＮｐが明るくなり過ぎないので、ナンバープレート画像に含まれるナンバーが判読可能である。
【０２１８】
その後、距離センサ２６による測定の結果、走行中の車両ＶＣが近付いてカメラ装置５から近い距離になると、照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光は、距離の２乗に反比例して強くなる。照明用ＬＥＤ２１は、ＩＲ光を高照度で窓ガラスｃｇおよび窓ガラス越しの運転者ｈｍ１の顔に照射する。従って、カメラ装置５は、明るく照らされた窓ガラス越しの運転者ｈｍ１の顔を撮像する。運転者ｈｍ１の顔が暗くならないので、顔画像が鮮明になる。
【０２１９】
このように、実施の形態２の変形例２に係るカメラ装置５は、車両ＶＣまでの距離を計測可能な距離センサ２６を備える。プロセッサ１０は、距離センサ２６の計測結果に基づいて、カメラ装置５から近距離（所定の第１距離の一態様）に車両ＶＣが位置する時にナンバープレートＮｐの撮像処理を撮像素子１２に実行させる。一方、カメラ装置５から遠距離（所定の第２距離の一態様）に車両ＶＣが位置する時に運転者ｈｍ１（人物）の顔の撮像処理を撮像素子１２実行させる。
【０２２０】
これにより、カメラ装置５は、例えば２回の撮像動作によって得られる２フレーム分の映像から、鮮明な運転者の顔画像およびナンバーが判読可能なナンバープレート画像を得ることができる。従って、運転者の顔とナンバープレートの対応付けが容易に行える。
【０２２１】
（実施の形態２の変形例３）
図３９は、実施の形態２の変形例３に係る撮像素子１２の撮像面１２１を示す図である。撮像素子１２の撮像面１２１は、図中上下に異なる感度分布を有してよい。一例として、撮像面１２１の上側エリア１２１ａは、ＩＳＯ感度の高い領域である。撮像面１２１の下側エリア１２１ｂは、ＩＳＯ感度の低い領域である。上側エリア１２１ａのＩＳＯ感度は、下側エリア１２１ｂのＩＳＯ感度に対し、例えば２倍の高感度である。ＩＳＯ感度は、撮像素子に入射した光を電気信号に変える能力を表す。ＩＳＯ感度が２倍になると、撮像素子１２の出力として、２倍の電気信号が得られる。従って、撮像面１２１の上側エリア１２１ａでは、下側エリア１２１ｂと比べて、被写体が暗くても明るく撮像可能である。
【０２２２】
図３９では、撮像面１２１には、車両ＶＣの正面が映っている。窓ガラスｃｇ部分は、撮像面１２１の上側エリア１２１ａに含まれる。上側エリア１２１ａのＩＳＯ感度が大きいので、窓ガラスｃｇ部分が多少暗くても、窓ガラス越しの運転者の顔を明るく撮像できる。
【０２２３】
ナンバープレートＮｐは、撮像面１２１の下側エリア１２１ｂに含まれる。下側エリア１２１ｂのＩＳＯ感度が小さいので、ナンバープレートＮｐがヘッドライト光によって明るく照らされても、撮像素子１２は、白飛びすることなく、ナンバープレート画像を撮像できる。
【０２２４】
実施の形態２の変形例３に係るカメラ装置５では、車両ＶＣ内の運転者ｈｍ１（車両に乗車している人物）が映る撮像素子１２の上側エリア１２１ａ（第１領域）の撮像面１２１は、感度の高い画素で構成される。車両ＶＣのナンバープレートＮｐが映る撮像素子１２の下側エリア１２１ｂ（第２領域）の撮像面１２１は、感度の低い画素で構成される。
【０２２５】
これにより、カメラ装置５は、窓ガラス越しの運転者の顔を明るく撮像でき、また、ナンバープレートを明るさを抑えて撮像できる。従って、鮮明な運転者の顔画像およびナンバーが判読可能なナンバープレート画像を得ることができる。なお、ここでは、高感度なエリアと低感度なエリアとは、撮像面を上下に２分割することで得られたが、撮像面を斜方向に２分割することで得られてもよい。
【０２２６】
（実施の形態２の変形例４）
図４０は、実施の形態２の変形例４に係る撮像素子１２の撮像面１２１を示す図である。プロセッサ１０は、撮像面１２１に映る撮像画像に対し、画像処理を行い、窓ガラスｃｇ部分を検出する。プロセッサ１０は、窓ガラスｃｇ部分を囲む矩形枠ｗｋを設定し、矩形枠ｗｋ内の画素の感度を上げる処理を行う。画素の感度は、撮像素子１２に含まれるアンプによって増幅される電荷信号のゲインを、ゲイン調整部によって可変することで行われる。また、画素の感度を上げる処理の一例として、プロセッサ１０は、隣接する画素間の位置における画素値を公知の線形補間等の画像処理によって擬似的に感度を上げてもよい。
【０２２７】
また、プロセッサ１０は、矩形枠ｗｋ外の画像（ナンバープレートを含む）に対し、画素の感度を下げる処理を行う。画素の感度を下げることで、ナンバープレート画像の輝度が抑えられる。なお、ナンバープレートが明るくなり過ぎない場合、プロセッサ１０は、画素の感度を下げる処理を行わなくてもよい。
【０２２８】
実施の形態２の変形例４に係るカメラ装置５では、プロセッサ１０は、車両ＶＣの撮像画像に基づいて、車両ＶＣの窓ガラスｃｇ（フロントガラス）を検出し、検出された撮像画像中の窓ガラスｃｇに対応する画素の感度を所定値より上げる。
【０２２９】
このように、カメラ装置５は、窓ガラスｃｇ部分を囲む矩形枠ｗｋ内の画素の感度を上げることで、窓ガラス越しの運転者の顔を明るく撮像でき、また、ナンバープレートを明るさを抑えて撮像できる。なお、照度の状況によっては、プロセッサは、矩形枠ｗｋ内の画素の感度を上げる処理と、矩形枠ｗｋ外の画像の感度を下げる処理とのいずれか一方だけを行ってもよい。
【０２３０】
（実施の形態２の変形例５）
夜間モード時、プロセッサ１０は、バンドパスフィルタ４１が光軸上に位置するように、前面フィルタ切替モジュール４０を切り替える。
【０２３１】
図４１は、実施の形態２の変形例５に係るバンドパスフィルタ４１によるヘッドライトの遮光を説明するグラフである。各グラフの横軸は波長λを示す。図４１では、波長λに対する、ヘッドライトの光強度、バンドパスフィルタ４１の光透過率、および照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光の光強度を表すグラフが示される。
【０２３２】
照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光は、例えば８５０ｎｍの波長を中心とした所定範囲の波長帯域を有する（図４１参照）。ヘッドライトは、広い波長帯域を有し、高い照射強度を有する。バンドパスフィルタ４１は、波長８５０ｎｍの光透過率が大きい特性を有し、図４１に示される略矩形状の波長帯域（つまり、照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光と同等の波長帯域）の光を透過するが、その波長帯域以外の光を遮断（遮光）する。
【０２３３】
図４２は、夜間にヘッドライトｈｄを点灯している車両ＶＣにＩＲ光を照明して撮像する状況を示す図である。カメラ装置５の撮像素子１２は、バンドパスフィルタ４１を透過したＩＲ光の光学像を撮像する。撮像されるＩＲ光の光学像は、主に照明用ＬＥＤ２１によって照射されたＩＲ光のうち、窓ガラスｃｇ部分（例えば窓ガラスｃｇ越しの運転者の顔を含む）で反射された反射光と、ナンバープレートＮｐで反射された反射光とによるものである。ヘッドライトｈｄは、バンドパスフィルタ４１によって、ＩＲ光の波長域を除いて遮断される。従って、カメラ装置５により撮像される撮像画像には、ヘッドライトｈｄがほとんど映り込まず、車両ＶＣの窓ガラスｃｇ部分（例えば窓ガラスｃｇ越しの運転者の顔を含む）と車両ＶＣのナンバープレートＮｐとの両方が映り込む。
【０２３４】
実施の形態２の変形例５に係るカメラ装置５では、バンドパスフィルタ４１は、車両ＶＣから照射されるヘッドライトｈｄの波長帯域のうち、照明用ＬＥＤ２１から照射されるＩＲ光の波長帯域とほぼ同一の波長帯域を除いた波長帯域の光を遮断する。これにより、カメラ装置５は、例えば夜間等の暗い時間帯に、車両ＶＣのナンバープレートＮｐを撮像する際でも、高い照射強度を有するヘッドライトｈｄによる悪影響（つまり、ナンバープレートＮｐが明るくなり過ぎて不鮮明な画像となる現象）を無くすことができ、車両ＶＣの窓ガラスｃｇ部分（例えば窓ガラスｃｇ越しの運転者の顔を含む）と車両ＶＣのナンバープレートＮｐとの両方を含む画像を撮像できる。
【０２３５】
以上により、実施の形態２に係るカメラ装置５は、車両ＶＣに乗車している人物の顔と車両ＶＣのナンバープレートＮｐとを含む被写体からの光を結像するレンズＬＺを含むレンズブロック５０を有する。カメラ装置５は、レンズＬＺにより結像された被写体からの光に基づいて撮像処理を実行する撮像素子１２を有する。カメラ装置５は、撮像処理により生成された被写体の撮像画像に基づいて、同一の車両ＶＣに対応する車両ＶＣに乗車している人物の顔画像とその車両ＶＣのナンバープレート画像とを生成するプロセッサ１０を有する。プロセッサ１０は、被写体からの光に基づく撮像時に複数の撮像条件を用いて撮像素子１２に撮像処理を実行させる。
【０２３６】
これにより、カメラ装置５は、車両に乗車している運転者ｈｍ１の顔ならびにその車両のナンバープレートＮｐを含む車両ＶＣの撮像画像から運転者ｈｍ１の顔およびナンバープレートＮｐのそれぞれの高画質な画像を生成でき、車両内の運転者ｈｍ１と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援することができる。
【０２３７】
また、プロセッサ１０は、第１撮像条件の撮像処理により生成された被写体の撮像画像から顔画像を抽出し、第２撮像条件の撮像処理により生成された被写体の撮像画像からナンバープレート画像を抽出する。これにより、カメラ装置５は、顔画像の撮像に適した長めの露光時間の設定された状態で得られた鮮明な顔画像と、光沢性があるために反射し易いナンバープレートＮｐの撮像に適した短めの露光時間の設定された状態で得られたナンバープレート画像との両方を生成できる。
【０２３８】
また、第１撮像条件は撮像素子での露光時間が所定値より長く、第２撮像条件は撮像素子での露光時間が短い。これにより、カメラ装置５は、運転者ｈｍ１の顔が明るい顔画像を撮像でき、ナンバープレートが白飛びしない程度の明るさを有したナンバープレート画像を撮像できる。
【０２３９】
また、カメラ装置５は、外部装置との間でデータ通信を行う通信部１９を更に有する。プロセッサ１０は、同一の車両ＶＣに対応する顔画像とナンバープレート画像とを、通信部１９を介して外部装置に記録させる。例えば、サーバ８０は、画像解析を行って顔画像を認識し、運転者ｈｍ１の顔画像が予め登録されている顔画像と一致するか否かを判別する。また、サーバ８０は、画像解析を行い、ナンバープレートＮｐの画像からナンバーを判読し、予め登録されているナンバーと一致するか否かを判別する。これにより、サーバ８０は、運転者ｈｍ１とナンバープレートＮｐとの対応関係を得ることができる。
【０２４０】
また、プロセッサ１０は、撮像素子１２での露光時間が長い第１撮像条件を用いて得られた第１撮像画像と、撮像素子１２での露光時間が短い第２撮像条件を用いた得られた第２撮像画像とを時分割に取得する。プロセッサ１０は、第１撮像画像から抽出した顔画像と第２撮像画像から抽出したナンバープレート画像とを合成して、同一の車両ＶＣに対応する顔画像とナンバープレート画像との合成画像を生成する。これにより、カメラ装置５は、長時間露光撮影による顔画像と短時間露光撮影によるナンバープレート画像とを合成することで、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔が鮮明に撮像され、かつ、ナンバープレートのナンバーが判読可能に撮像された撮像映像を得ることができる。
【０２４１】
また、車両ＶＣに乗車している人物が映る撮像素子１２の第１領域の撮像面は、感度の高い画素で構成される。車両ＶＣのナンバープレートＮｐが映る撮像素子１２の第２領域の撮像面は、感度の低い画素で構成される。これにより、カメラ装置５は、窓ガラス越しの運転者の顔を明るく撮像でき、ナンバープレートＮｐを、明るさを抑えて撮像できる。従って、鮮明な運転者ｈｍ１の顔画像およびナンバーが判読可能なナンバープレート画像を得ることができる。
【０２４２】
また、プロセッサ１０は、被写体の撮像画像に基づいて、車両ＶＣのフロントガラスを検出し、検出された撮像画像中のフロントガラスの感度を所定値より上げる。これにより、カメラ装置５は、窓ガラスｃｇ部分を囲む矩形枠ｗｋ内の画素の感度を上げることで、窓ガラス越しの運転者の顔を明るく撮像でき、また、ナンバープレートを明るさを抑えて撮像できる。
【０２４３】
また、カメラ装置５は、日中モードまたは夜間モードを検知する照度センサ１３を更に有する。カメラ装置５は、夜間モード中に被写体にＩＲ光を照射する照明部（照明用ＬＥＤ２１）を更に有する。カメラ装置５は、回転可能に支持され、撮像素子１２に受光される被写体からの光を制限する偏光フィルタ４２と、ＩＲ光を通過させるバンドパスフィルタ４１と、を切り替え可能に支持するフィルタユニット（前面フィルタ切替モジュール４０）を更に有する。プロセッサ１０は、日中モード中には、偏光フィルタ４２を撮像素子１２の前面側に配置させ、偏光フィルタを通過した被写体からの光に基づく撮像画像を用いて、車両ＶＣの車種を判定し、判定された車種に応じて、車種に対応する回転角（つまり偏光角θｐｌ）の分だけ偏光フィルタ４２を回転させる。これにより、カメラ装置５は、車両ＶＣ内の運転者の顔を撮像する際、その車両ＶＣが走行する道路の車線や車種が異なっても、窓ガラスｃｇからの反射光をできるだけ入射しないように遮蔽できる。従って、撮像素子１２によって撮像される、運転者の顔画像が鮮明になる。このように、カメラ装置５は、車両ＶＣの車種に合わせて車両内の人物の顔を撮像する時の害光の影響を適応的に低減できるので、撮像画像の画質の劣化を抑制することができる。
【０２４４】
また、レンズブロック５０は、ＩＲカットフィルタの使用の有無を切り替え可能に支持する。プロセッサ１０は、日中モード中には、ＩＲカットフィルタを撮像素子１２の前面側に配置させる。これにより、カメラ装置５は、日中に車両内の運転者の顔を撮像する場合、ＩＲカットフィルタを光軸上に配置するので、ＩＲ光を遮断でき、撮像素子１２によって鮮明なＲＧＢ画像を得ることができる。
【０２４５】
また、プロセッサ１０は、夜間モード中には、バンドパスフィルタ４１を撮像素子１２の前面側に配置させ、照明部（照明用ＬＥＤ２１）から照射されたＩＲ光に対してバンドパスフィルタ４１を通過した被写体からの光に基づく撮像画像を用いて、同一の車両ＶＣに対応する車両ＶＣに乗車している人物の顔画像とその車両ＶＣのナンバープレート画像とを生成する。これにより、カメラ装置５は、例えば夜間等の暗い時間帯に、車両ＶＣのナンバープレートＮｐを撮像する際でも、高い照射強度を有するヘッドライトｈｄによる悪影響（つまり、ナンバープレートＮｐが明るくなり過ぎて不鮮明な画像となる現象）を無くすことができ、車両ＶＣの窓ガラスｃｇ部分（例えば窓ガラスｃｇ越しの運転者の顔を含む）と車両ＶＣのナンバープレートＮｐとの両方を含む画像を撮像できる。
【０２４６】
また、バンドパスフィルタ４１は、車両ＶＣから照射されるヘッドライトの波長帯域を有する光を遮断する。これにより、カメラ装置５は、夜間でも窓ガラス（例えば車両のフロントガラス）越しに映る、ＩＲ光で照らされた車両内の運転者の顔を適応的に明るく撮像できる。
【０２４７】
また、照明部（照明用ＬＥＤ２１）は、人物ｈｍ１の顔へのＩＲ光の照射強度を所定の照射基準強度より高く、ナンバープレートＮｐへのＩＲ光の照射強度を所定の照射基準強度より低い照度分布を有するＩＲ光を照射する。これにより、カメラ装置５は、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔とナンバープレートＮｐの両方を撮像する場合、窓ガラスｃｇ越しの運転者ｈｍ１の顔を明るく撮像できるとともに、明るく撮像され易いナンバープレートＮｐを、明るさを抑えて撮像できる。従って、撮像画像に含まれる運転者の顔画像が鮮明になり、また、ナンバープレートのナンバーが判読可能となる。
【０２４８】
また、カメラ装置５は、カメラ装置５から車両ＶＣまでの距離を計測可能な距離センサ２６を更に有する。プロセッサ１０は、距離センサ２６の計測結果に基づいて、カメラ装置５から所定の第１距離に車両ＶＣが位置する時にナンバープレートＮｐの撮像処理を撮像素子１２に実行させ、カメラ装置５から所定の第２距離に車両ＶＣが位置する時に人物の顔の撮像処理を撮像素子１２に実行させる。これにより、カメラ装置５は、例えば２回の撮像動作によって得られる２フレーム分の映像から、鮮明な運転者の顔画像およびナンバーが判読可能なナンバープレート画像を得ることができる。従って、運転者の顔とナンバープレートの対応付けが容易に行える。
【０２４９】
また、カメラ装置５は、サーバ８０あるいはレコーダ９０等の外部装置との間でデータ通信を行う通信部１９を更に有する。プロセッサ１０は、同一の車両ＶＣに対応する顔画像とナンバープレート画像とを、外部装置に顔画像とナンバープレート画像に対する画像処理を行わせるように通信部１９を介して外部装置に送信する。これにより、カメラ装置５は、顔画像とナンバープレート画像とが対応付けられた撮像画像のデータを外部のレコーダ９０に蓄積させることが可能である。また、カメラ装置５は、外部のサーバ８０に撮像画像の画像解析あるいは合成処理を要求することで、カメラ装置５の処理負荷を軽減できる。
【０２５０】
以上、添付図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各種の実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本開示は、車両に乗車している人物の顔ならびにその車両のナンバープレートを含む被写体の撮像画像から人物の顔およびナンバープレートのそれぞれの高画質な画像を生成し、車両内の人物と車両のナンバープレートとの対応関係を示すデータの構築を支援する撮像装置として有用である。
【符号の説明】
【０２５２】
３  撮像システム
５  カメラ装置
１０  プロセッサ
１２  撮像素子
１３  照度センサ
１４  照明ドライバ
１５  レンズドライバ
１６  前面フィルタ切替ドライバ
１７  レンズ内フィルタ切替ドライバ
１８  偏光フィルタ旋回ドライバ
１９  通信部
２１  照明用ＬＥＤ
２６  距離センサ
４０  前面フィルタ切替モジュール
４１  バンドパスフィルタ
４２  偏光フィルタ
５０  レンズブロック
６０  レンズ内フィルタ切替モジュール
ＬＺ  レンズ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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