(57)【要約】【課題】マスクの作成を画像処理で行うと、１フレーム毎に行うと画像処理の負荷が増大して、映像エンジンの発熱が高くなってしまう。そのため、画像処理を用いずにマスクを作成する必要がある。【解決手段】偏光フィルタを備えた光学系および、偏光フィルタの回転機構を備えた撮像装置を備えた監視システムであって、撮像装置で取得した画像の認識結果によって、撮像装置の偏光フィルタの偏光角度を変化させて、反射光によるプライバシーマスクを作成する。【選択図】図１
2020048133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光フィルタを備えた光学系を有する撮像手段と、
偏光フィルタの回転機構と、
前記撮像手段で取得した画像を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じて、反射光により所定の被写体が確認しずらくなるように前記偏光フィルタの偏光角度を変化させる制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記解析手段による解析結果に応じて、前記反射光を低減させるように前記偏光フィルタの偏光角度を変化させ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】
前記偏光フィルタは、偏光の異なる複数の偏光素子で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記偏光フィルタの偏光角度を変化させる際に、前記偏光素子の偏光方向に応じて前記偏光角度を補正することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、偏光フィルタの反射除去率が高い箇所で偏光方向の切り替えを行う請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特に偏光フィルタを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車道や駐車場の出入り口を常時監視する監視カメラにおいて、車内の様子をガラス越しに撮影出来てしまうため、「いつ」「誰が」「どこで」「誰と一緒か」といった個人情報がデータとして残ってしまう。従って、プライバシーの侵害が問題視されている。
【０００３】
撮影データ上のプライバシーを保護するための手法としてプライバシーマスクと呼ばれるものがある。プライバシーマスクとは、撮影した映像内の不要な範囲にマスクデータを重ねて、不要な範囲をユーザーが見えなくあるいは見えにくくするものである。
【０００４】
プライバシーマスク（以下、マスクと呼称する）を作成する従来手法として、画像処理を用いたものがある。この手法では、画像上隠したい箇所に、画像処理を用いてマスク処理を行うものである。
【０００５】
特許文献１では、画像処理を用いたプライバシーマスクを作成する手法について書かれている。この手法では、画像補正部で画像データの所定領域に画像データの位置情報データに基づきマスクデータ記憶部に記憶してあるマスクデータでマスキングしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１２２８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された技術をマスクに適用すると、１フレーム毎にデータの取得を行い、その領域にマスクを作成する必要がある。そのため、フレームレートが高くなると映像エンジンの処理負荷が増大して、映像エンジンが発熱する懸念がある。従って、映像エンジンの発熱を抑えつつマスクを作成するためには、画像処理に依らないマスク処理を行う必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、
偏光フィルタを備えた光学系を有する撮像手段と、
偏光フィルタの回転機構と、
前記撮像手段で取得した画像を解析する解析手段と、
前記解析手段による解析結果に応じて、反射光により所定の被写体が確認しずらくなるように前記偏光フィルタの偏光角度を変化させる制御手段と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る撮像装置によれば、ガラスなど透過面を有する物体を監視する撮像装置において、画像処理の負荷を増大させることなく、マスクの作成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に示す撮像装置
【図２】実施形態１に示す偏光フィルタの特性
【図３】実施形態１に示す偏光の特性
【図４】実施形態２に示す偏光を利用したマスクの解除方法
【図５】実施形態２に示す制御シーケンス
【図６】実施形態３に示す偏光素子の切り替え方法
【図７】実施形態３に示す偏光素子の切り替えの画
【図８】実施形態４に示す偏光方向の切り替えタイミング
【図９】実施形態４に示す制御シーケンス
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置である。
【００１２】
（第１の実施形態）
＜撮像装置＞
以下、図１を参照して、本発明の第１の実施例における撮像装置および、撮像装置の制御方法について説明する。撮像装置１００は偏光フィルタ１０１およびレンズ１０２を備えた光学系と、画像処理を行う映像エンジンを有する本体１０３によって構成される。車（動体）２００のフロントガラス２０１で外部からの入射光３００が反射することで、フロントガラスの反射光３０１が発生する。まず、撮像装置の偏光フィルタおよび偏光に関して説明する。
【００１３】
＜偏光フィルタに関して＞
撮像装置１００の偏光フィルタ１０１は、撮像装置１００に入る光をフィルタリングする役割がある。偏光フィルタ１０１は『特定の偏光方向を持った光』のみを透過させる性質を持つ。図２の（ａ）（ｂ）（ｃ）を参照して、偏光フィルタの特性について説明する。
【００１４】
図２の（ａ）では入射する偏光３０２の振動方向と偏光フィルタ１０１の開口方向が一致しているため、光が偏光フィルタ１０１を透過する。図２の（ｂ）は図２の（ａ）に対して偏光フィルタを９０度回転させた場合である。図２の（ｂ）では入射する偏光３０２の振動方向と偏光フィルタ１０１の開口方向が直交しているため、偏光３０２が偏光フィルタ１０１を透過しない。そのため、レンズ１０２に偏光３０２が入射されない。
【００１５】
図２の（ｃ）は入射光が自然光３０３の場合である。自然光は非偏光であるため、振動方向が無数に存在する。そのため、偏光フィルタ１０１によって偏光フィルタと同一の振動方向の光は透過するが、それ以外の振動方向の光は透過しない。
【００１６】
このように偏光フィルタを含む光学結像系では、偏光フィルタの角度や撮像装置に入る偏光の振動方向によって本体に取り込まれる光が決まる。
【００１７】
＜偏光に関して＞
車のフロントガラスに反射して偏光が発生する仕組みおよび偏光角について、図３を参照して説明する。図３は入射光（自然光）３０４が屈折率の異なる二つの物質（物質Ａ４０１、物質Ｂ４０２）の界面４０３に入射光（自然光）３０４が入射される場合について示している。このとき、入射光３０４は反射光３０５および屈折光３０６に分離される。さらに、光の振動は入射面に平行な偏光成分（ｐ偏光）と入射面に垂直な偏光成分（ｓ偏光）に分離される。これは光の波の振動軸と界面の成す角度によって反射率が異なるためである。また、ｐ偏光の反射率はある特定の角度で０となるため、反射光がｓ偏光のみとなる角度が存在する（偏光角（θＢ））。
【００１８】
偏光角（θＢ）の計算式を式１に示す。例えば、空気中（透過率ｎ１：１）からガラス（透過率ｎ２：１．５）に自然光が入射する場合の偏光角は約５６度である。自然光の入射角が偏光角となると、偏光性が最も強くなる。
【００１９】
θＢ＝Ａｒｃｔａｎ（ｎ２／ｎ１）・・・（式１）
続いて、偏光フィルタおよび反射光を利用したマスクの作成方法について図１を参照して説明する。図１は車のフロントガラス３０１に外部からの入射光３００が当たっている場合を示している。このとき、偏光フィルタ１０１の開口の角度はフロントガラスの反射光（ｓ偏光）の振動方向と一致している。そのため、フロントガラス２０１で偏光された反射光３０１は偏光フィルタ１０１で減衰することなく透過する。これに対して、撮像装置にそのまま入射する自然光は偏光フィルタの開口と一致した光のみが透過する。そのため、自然光の光量が落ちて、フロントガラスの反射が目立つようになる。その結果、撮像装置に取り込まれる車内からの光量が、フロントガラスの反射の光量に対して、相対的に減少する。従って、フロントガラスは反射光が支配的となるため、フロントガラスにマスクを作成することができる。
【００２０】
偏光フィルタについて直線偏光の場合を示したが、円偏光や楕円偏光でも良い。撮像装置の構成に関しては、図１のようにレンズ１０２の前段に偏光フィルタ１０１がある構成とは限らず、レンズ１０２の後段に偏向フィルタ１０１がある構成でも良い。また、偏光素子に関しては、偏光フィルタに限らず偏光機構を構造に含む撮像素子など、その種類に依らない。
【００２１】
また、車のフロントガラスを例に挙げて説明したが、空気と屈折率の異なる透過物であれば良い。また、自然光については太陽光に限らず街灯などの人工的な光でも良い。また、図１に示す外部からの入射光３００は自然光でなくとも、反射光のｓ偏光と同じ偏光方向の光を有していれば良い。
【００２２】
（第２の実施形態）
実施例１は全ての車のフロントガラスにマスクを作成する方法を示している。実施例２では、異常車を撮影した際にマスクを取り外して車内を見やすくする方法について、図４を参照して説明する。
【００２３】
実施例１では偏光フィルタ１０１の開口の角度が固定されているため、偏光フィルタの開口と同一の振動軸を持った光のみが透過する。そのため、フロントガラスで偏光された反射光は偏光フィルタ１０１を透過して撮像装置の本体に取り込まれる。対して、実施例２では偏光フィルタ１０１に回転機構１０４を持たせることで、撮像装置の本体に取り込むことができる光の振動方向変えている。このように、実施例２では撮像装置に取り込む光の振動方向を可変とする特徴を持つ。
【００２４】
図４は実施例１の図１に対して、偏光フィルタ１０１を９０°回転させた状態を図示している。図１ではフロントガラスの反射光３０１の振動方向と偏光フィルタ１０１の開口が平行である。そのため、反射光３０１は偏光フィルタ１０１を透過している。これに対して図４では、フロントガラスの反射光３０１の振動方向と偏光フィルタ１０１の開口が垂直である。そのため、反射光が偏光フィルタを透過できない。このとき撮像装置で取得した画像には、フロントガラスの反射光は映らず、車内の様子が映る。ただし、フロントガラスの反射光の除去率は偏光性にも依存する。そのため、反射光を除去する際は、偏光性が強くなる偏光角の状態が好ましい。
【００２５】
実施例２における制御シーケンスを、図５を参照して説明する。実施例２のユースケースは車を常時監視している撮像装置である。撮像装置が捉えた車が異常車ではない場合にはマスクを維持して、異常車である場合にはマスクを外すものである。
【００２６】
異常車か否か判断するまでは、プライバシー保護の観点からマスクを作成しておくことが好ましい。そのため、偏光フィルタの回転角を制御してフロントガラスの反射光を多く取り込める角度に調整する（Ｓ０１）。そして車（動体）を、映像エンジンを含む本体１０３の画像処理によって認識して（Ｓ０２）、画像からナンバープレートの識別を行う（Ｓ０３）。ナンバープレートから盗難車や無登録車、偽装車、指名手配車などの異常車ではないか判断する（Ｓ０４、Ｓ０５）。
【００２７】
Ｓ０４でデータを照会した結果、異常車でない場合にはプライバシー保護の観点から、反射光成分が多くなる偏光フィルタの角度を維持することでマスクも維持できる。対して、異常車の場合には偏光フィルタを回転させて、反射光成分が少なくなる偏光フィルタの角度に変更することでマスクを解除できる（Ｓ０６）。このように偏光フィルタの角度を変更することで、マスクの有無を可変とすることができる。
【００２８】
ここでは異常車の判定にナンバープレートを用いているが、車種や車体の特徴で判定を行っても良い。また、異常車とは盗難車や指名手配されている車、違反車を指す。
【００２９】
偏光フィルタの開口角度を変える機構として回転機構を挙げたが、これに限定されない。例えば別の開口方向を有する偏光フィルタを入れ替えても良い。
【００３０】
（第３の実施形態）
実施例２では偏光フィルタに回転機構を持たせて、偏光フィルタの角度を変えている。しかし、偏光フィルタを回転させるためだけに専用の回転機構を設けると、その分コストの増加やサイズの増大が発生してしまう。そこで実施例３では、専用の回転機構を持たせることなく、偏光角度を変える方法ついて、図６を参照して説明する。
【００３１】
図６では、図４の偏光フィルタ１０１の換わりに、撮像素子１０５を使って説明する。偏光素子１０５は偏光フィルタ１０１と異なり、レンズ１０２の後段に配置する。また、偏光素子１０５は同一の偏光素子内で異なる開口軸を持つ。撮像装置１００は、撮像装置１００の撮影方向を変更・調整を行うための駆動機構１０６を有する。そのため、図６に示すように、偏光フィルタの開口角度は撮像装置の画面の位置に依って異なる。図６では画面上側が縦軸方向の開口、画面下側が横軸方向の開口となっている。そのため、車を画面上側で捉えた図６（ａ）と、車を画面下側で捉えた図６（ｂ）の画はそれぞれ図７（ａ）および（ｂ）のようになる。
【００３２】
図７（ａ）では反射光の振動方向と偏光素子の開口の軸が平行であるため、反射光成分が多くなる。逆に図７（ｂ）では反射光の振動方向と偏光素子の開口の軸が垂直であるため、反射光成分が少なくなる。そのため、画面上側で捉えた場合にはマスクを作成でき（図７（ａ）、１０７）、画面下側で捉えた場合にはマスクを解除できる（図７（ｂ）、１０８）。このように監視カメラが有する駆動機構を利用することで、偏光フィルタ専用の駆動機構を有することなく、偏光を透過させる角度を可変としてマスクの切り替えを行うことができる。
【００３３】
（第４の実施形態）
実施例２では、撮像装置が捉えた車が異常車である場合に、偏光フィルタの開口軸の角度を変え、フロントガラスの反射光を除去している。このときフロントガラスに入射する光が偏光角である場合が、最も反射光の除去効果が高い。
【００３４】
そのため、反射の除去率を考慮せずに偏光フィルタの角度を変えてしまうと、マスクを解除したい車の反射の除去率が低いにも関わらず、周囲にあるマスクを維持したい車の反射の除去率が高くなってしまう。従って、画としてみるとマスクの切り替えを行っても、対象となる異常車のマスクの解除がされずに、周囲の車のマスクが解除されてしまう。そこで実施例４では、マスクの切り替えを適切なタイミングで行う制御について、説明する。
【００３５】
まず、図８の概要について説明する。図８は道路２０２の脇に撮像装置１００を設置した例を示している。車は図のＡ点からＢ点方向に動く。また、撮像装置はＡ点およびＢ点を同一の画角内に収めている。Ａ点の車２０３のフロントガラスに対する入射角度は３０度、Ｂ点の車２０４のフロントガラスに対する入射角度は５６度（偏光角）である。
【００３６】
続いて、図８、図９を参照して、実施例４のマスクの切り替えを適切なタイミングで行う制御について説明する。ただし、図５の制御シーケンスの説明と重複する部分は省略する。
【００３７】
図８のＡ点にて、動体を認識する（図９、Ｓ０２）。このとき、Ａ点の車２０３が異常車の場合には偏光フィルタの制御を行い、反射光を除去する。しかし、対象となる車がＡ点にいる場合は偏光角ではないため偏光除去率が低く、マスクが十分に解除されない。しかし、Ｂ点の車２０４は偏光角であるため、偏光の除去率が高く、マスクが解除されてしまう。
【００３８】
そのため、図９のＳ０９のマスクの切り替えは、異常車がＢ点の直前にいるタイミングで切り替わり、Ｂ点ではマスクを解除した画をとる必要がある。このように切り替えタイミングの制御を行うことで、異常車のマスクを最も効果的に除去することができ、さらに異常車以外の車のマスクの解除を抑えることができる。
【００３９】
Ｂ点の位置は、設置時に実際の映像から偏光角となる角度を判断することが好ましいが、式１の理論式から求めても良い。また対象がＢ点に達する前に偏光フィルタの切り替え制御が完了していることが好ましいが、Ｂ点の前後で切り替わりが行われても同様の効果は期待できる。
【００４０】
また、マスクを再度作成するタイミングは、任意に決めれば良い。例えば、偏光角から１０度移動した場合のように画像から算出しても良く、解除後２秒間など時間で決めても良い。
【００４１】
以上が本発明の好ましい実施形態の説明であるが、本発明は、本発明の技術思想の範囲内において、上記実施形態に限定されるものではなく、対象となる回路形態により適時変更されて適応するべきものである。例えば、上述した実施形態で、撮像装置として説明したカメラは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラに適用することができる。
【００４２】
また、本発明は、例えばシステム、装置、方法、コンピュータプログラムもしくは記録媒体などとしての実施形態も可能であり、具体的には、１つの装置で実現しても、複数の装置からなるシステムに適用してもよい。本実施形態に係る撮像装置を構成する各手段および撮像装置の制御方法の各ステップは、コンピュータのメモリなどに記憶されたプログラムが動作することによっても実現できる。このコンピュータプログラムおよびこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  撮像装置、１０１  偏光フィルタ、１０２  レンズ、１０３  本体、
１０４  回転機構、１０５  偏光素子、１０６  駆動機構、
１０７  マスク作成時の画、１０８  マスク解除時の画、２００  車、
２０１  フロントガラス、２０２  道路、２０３  Ａ点の車、２０４  Ｂ点の車、
３００  外部からの入射光、３０１  フロントガラスの反射光、３０２  偏光、
３０３  自然光、３０４  入射光、３０５  反射光、３０６  屈折光、
４０１  物質Ａ、４０２  物質Ｂ、４０３  界面
【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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