(57)【要約】【課題】  電子カメラにおいて良好なカラー画像を撮像するため光学系に赤外カットフィルターが入っている。低照度下では被写体の撮像感度を上げるために、赤外カットフィルターを抜き、白黒画像を撮影している。カラー画像と白黒画像に応じて適切な圧縮方法が望まれる。【解決手段】  赤外カットフィルター出し入れに応じて画像圧縮手段における圧縮方法を切り替え制御することにより最適な圧縮を可能とする。【選択図】        図１
2006135735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像した画像データに対し複数のデジタル圧縮処理が可能な画像圧縮手段と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段と、を備える撮像装置であって、前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御に応じて前記画像圧縮手段における圧縮方法を切り替え制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
帰還係数を設定する帰還係数制御手段を備える帰還型ノイズリダクション回路と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御に応じて前記帰還係数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
撮像した画像データに対し複数のデジタル圧縮処理が可能な画像圧縮手段と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、フレームレートに応じて前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御と前記画像圧縮手段における圧縮方法の切り替え制御のうち双方またはいずれか一方を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
帰還係数を設定する帰還係数制御手段を備える帰還形ノイズリダクション回路と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、フレームレートに応じて前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御と前記ノイズリダクションの係数を制御のうち双方またはいずれか一方を制御することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は赤外カットフィルター出し入れ機構を備えた監視カメラ装置、撮像装置に適用され、特に動画像データを圧縮処理して画像配信するのに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、取り込んだ映像をネットワークを介して外部へ配信するカメラが多数開発されている。監視やライブ映像などでは高フレームレートが望まれるので映像配信の際には画像のデータ量を減らすために画像圧縮を行う必要がある。これに関する従来技術としては、例えば特許文献１に記載されているように、ネットワークの混雑状況を一定時間ごとに調べ、それに応じてフレームレートを確保するようデータの圧縮方法を変更する例がある。
【０００３】
また、カメラにおいて良好なカラー画像を撮像するため一般的に光学系に赤外カットフィルターが入っている。これにより明るい撮像場所では良好なカラー画像を撮像可能だが、夜間など低照度下においては良好なカラー画像は得られない。そこで低照度下でも被写体の撮像感度を上げるために、低照度の場合には赤外カットフィルターを取り出し白黒画像を撮影し、高照度（普通の照度も含まれる）の場合には赤外カットフィルターを入れカラー画像を撮影するよう設計されている。このようなカメラでは一般的にカラー画像と白黒画像で圧縮方法は同様のものが用いられている。
【特許文献１】特開平７−１２３１３２号公報
【特許文献２】特開平６−３８０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カラー画像はＪＰＥＧ圧縮、白黒画像はＴＩＦＦ−Ｇ４圧縮とそれぞれに適した圧縮方法で圧縮すると白黒画像においてはＪＰＥＧ圧縮した場合に比べ、さらにデータ量１／２ほどにまで減らすことが可能となるので、赤外カットフィルター出し入れ機構を備えたカメラではフレームレートを確保を目的とした場合カラー画像と白黒画像で圧縮方法を切り替えるのが望ましい。赤外カットフィルター出し入れ機構を備えたカメラにおいて撮像する画像がカラー画像であるか白黒画像であるかは赤外カットフィルター出し入れの動作に伴うがこの動作に連動して圧縮方法を切り替えるものは存在していなかった。
【０００５】
また、ノイズリダクションの帰還係数を小さく設定することによって画像劣化を伴うが画像データ量を減らすことができ、解像度を多少落としてもフレームレートを確保したい場合にはこの方法は有効である。ノイズリダクションの帰還係数の制御に関する従来技術としては、特許文献２に記載されているように、被写体の照度及び撮像撮像レンズの絞り位置に応じてノイズリダクションの帰還係数を設定する手段があるが、赤外カットフィルターの出し入れに応じて帰還係数を設定する手段は存在していなかった。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、赤外カットフィルターの出し入れに応じて画像形式に合った圧縮方法で画像圧縮を行い、さらには、被写体の照度に応じてノイズリダクションの係数を設定することで、フレームレートを確保することができる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、フレームレートの確保を目的とする場合、高照度において赤外カットフィルターが入った状態でカラー画像を撮影している状態でも、赤外カットフィルターを取り出し白黒画像を撮像することで低照度の場合の圧縮方法とノイズリダクションの係数を設定することで映像配信時のデータ量を減らすことができる。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、フレームレートに応じて赤外カットフィルターの出し入れを行い、画像の圧縮方法を変更とノイズリダクションの帰還係数を設定し、映像配信時のデータ量を減らすことができる撮像装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は以下の構成を備える。
【００１０】
撮像した画像データに対し複数のデジタル圧縮処理が可能な画像圧縮手段と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御に応じて前記画像圧縮手段における圧縮方法を切り替え制御する点に特徴を備える。
【００１１】
帰還係数を設定する帰還係数制御手段を備える帰還型ノイズリダクション回路と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御に応じて前記帰還係数を制御する点に特徴を備える。
【００１２】
撮像した画像データに対し複数のデジタル圧縮処理が可能な画像圧縮手段と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、フレームレートに応じて前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御と前記画像圧縮手段における圧縮方法の切り替え制御のうち双方またはいずれか一方を制御する点に特徴を備える。
【００１３】
帰還係数を設定する帰還係数制御手段を備える帰還形ノイズリダクション回路と、赤外カットフィルターを出し入れするフィルタ出し入れ手段とを備える撮像装置であって、フレームレートに応じて前記フィルタ出し入れ手段の出し入れ制御と前記ノイズリダクションの係数を制御のうち双方またはいずれか一方を制御する点に特徴を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の実施例によれば圧縮処理方法の切替制御を赤外カットフィルターの出し入れ制御に連動して行うようにしたことにより、被写体の照度に応じて圧縮方法を切り替えることができるので、カラー画像と白黒画像で同じ圧縮方法を用いた場合よりも白黒画像のデータ量を減らすことができフレームレートを確保しやすくなる。
【００１５】
また、帰還型ノイズリダクション回路の帰還係数制御を赤外カットフィルターの出し入れ制御に連動して行うようにしたことにより、被写体の照度に応じて帰還係数を適応的に制御できるので、低照度の時には白黒画像のデータ量を減らすことができるのでフレームレートを確保しやすくなる。
【００１６】
また、本発明の第２の実施例によれば、フレームレートに応じて赤外カットフィルターの出し入れ制御及び圧縮方法を切り替え制御するより、画像データ量を減らすことができるので、フレームレートを確保しやすくなる。
【００１７】
また、フレームレートに応じて赤外カットフィルターの出し入れ制御及びノイズリダクション回路の帰還係数を制御することにより、画像データ量を減らすことができるので、フレームレートを確保しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１９】
以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（第１の実施例）
図１は本発明の一実施例を示す撮像装置の内部構成を表すブロック図である。図１において、１０１は撮像レンズ、１０２は絞り、１０３は赤外カットフィルター、１０４はＣＣＤ等の撮像素子、１０５はノイズ除去回路及びゲイン制御回路、１０６は信号処理回路、１０７は圧縮処理部、１０８は映像信号を外部へ配信するための通信インターフェース、１０９はフィルタ出し入れ手段、１１０は本装置全体を制御するＣＰＵである。
【００２１】
圧縮処理部１０７は複数の圧縮方法及び圧縮率を備えており、フィルタ出し入れ手段１０９からの信号に応じて圧縮方法を切り替えるように構成されている。本実施例では圧縮方法として、ＪＰＥＧ圧縮及びＴＩＦＦ−Ｇ４圧縮方式を備える。ＪＰＥＧは写真の画像圧縮に適しており、カラー静止画の圧縮が可能で圧縮率を変更できるという特徴がある。
【００２２】
またＴＩＦＦ−Ｇ４は白黒画像しか圧縮可能でないが、圧縮率が高いという特徴がある。
【００２３】
また、出し入れ手段１０９はＣＰＵ１１０からの信号により赤外カットフィルター１０３を出し入れするよう構成されている。赤外カットフィルター１０３を入れた状態の時には絞り１０２を抜けた像は赤外カットフィルター１０３を通過しＣＣＤ１０４で結像するのでカラー画像が撮像され、赤外カットフィルター１０３を取り出した状態の時には絞り１０２を抜けた像は赤外カットフィルターを通過せずＣＣＤ１０４で結像し白黒画像が撮像される。
【００２４】
フィルタ出し入れ手段１０９はＣＰＵ１１０からの信号を受け、赤外カットフィルター１０３の出し入れをすると同時に帰還係数制御回路２０５及び圧縮処理回路１０７に対して信号を送る。
【００２５】
映像配信における一連の流れを説明する。被写体を撮像すると、像は撮像レンズ１０１を通り、絞り１０２で光量調節される。赤外カットフィルター１０３は必要に応じてＣＰＵからの信号を受けてフィルタ出し入れ手段１０９により出し入れされるが、光学系に赤外カットフィルターが入っている状態の時には絞り１０２の像は赤外カットフィルター１０３を通り撮像素子１０４上に結像して画像データに変換され、１フレーム単位でノイズ除去回路及びゲイン制御回路１０５に入力される。ノイズ除去回路及びゲイン制御回路１０５で撮像信号量を最適にするようゲイン制御及び映像信号のノイズを除去されると、信号処理回路１０６に入力されアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＹＵＶやＲＧＢ信号に変換する。変換された信号は１フレーム毎に後述する図２に詳細に示したノイズリダクション回路に入力され、ノイズが低減された後圧縮処理部１０７に入力される。圧縮処理部１０７に入力された１フレームの画像データは圧縮処理部１０７で最適の圧縮方法により圧縮され、通信インターフェース１０８からネットワーク等外部へ送信される。
【００２６】
また、図２は信号処理回路１０６内のノイズリダクション回路の構成を表すブロック図である。図２において、ノイズ除去回路及びゲイン制御回路１０５から信号処理回路１０６に入力される映像信号は減算器２０１と２０２に入力される。減算器２０１の減算出力はノイズ低減後の映像信号として圧縮処理回路１０７へ出力されるとともに、フレームメモリ２０３で１フレーム帰還だけ遅延されたあと減算器２０２へ入力される。減算器２０２では、現フレームの映像信号から１フレーム前の映像信号を減算することにより、その減算出力（差分）はノイズ成分として乗算器２０４へ入力される。フィルタ−出し入れ手段１０９からの入力信号に応じて帰還係数制御回路２０５から帰還係数ｋが出力される。乗算器２０４では帰還係数制御回路２０５から入力される帰還係数ｋを乗算した後、減算器２０１へ入力され現フレームの映像信号から減算される。これにより減算器２０１から出力される信号のノイズ低減が実現している。
【００２７】
すなわち、ノイズ量と画像劣化は帰還係数ｋに関係し、帰還係数ｋが小さいほど、ノイズ低減効果が小さくかつ画像劣化も小さく、逆に帰還係数ｋが大きいほど、ノイズ低減効果が大きくかつ画像劣化も大きい。
【００２８】
次に、本実施の形態の撮像装置の動作について低照度と高照度時の具体例を説明する。
【００２９】
被写体が高照度の場合、ＣＰＵ１１０はフィルタ出し入れ手段１０９に対しフィルタＯＮ信号を送信する。これを受けてフィルタ出し入れ手段１０９は光学系に赤外カットフィルター１０３を入れる制御を行うとともに、この制御に連動して帰還係数制御回路２０５及び圧縮処理部１０７にそれぞれ信号を送る。これにより、帰還係数制御回路２０５はノイズリダクション回路の帰還係数を小さくし、圧縮処理部１０７は圧縮方法をＪＰＥＧ圧縮に切り替える。すなわち赤外カットフィルターを入れた状態ではカラー画像を撮像し画像劣化を少なく、カラー画像に適したＪＰＥＧ圧縮する。これにより画像劣化が少なくカラー画像に最適な圧縮をした映像配信ができる。
【００３０】
また、被写体が低照度の場合、ＣＰＵ１１０はフィルタ出し入れ手段１０９に対しフィルタＯＦＦ信号を送信する。これを受けてフィルタ出し入れ手段１０９は光学系から赤外カットフィルター１０３を出す制御を行うとともに、この制御に連動して帰還係数制御回路２０５及び圧縮処理部１０７にそれぞれ信号を送る。これにより、帰還係数制御回路２０５は帰還係数制御回路２０５の帰還係数を大きくし、圧縮処理部１０７は圧縮方法をＴＩＦＦ−Ｇ４圧縮に切り替える。すなわち赤外カットフィルターを出した状態では白黒画像を撮像し画像劣化を大きくし、白黒画像に適したＴＩＦＦ−Ｇ４圧縮する。これにより画像劣化を大きくすることで画像データ量を減らし、ＪＰＥＧ圧縮よりも画像データ量を約１／２に減らすことが可能な白黒画像に最適な圧縮をした映像配信ができフレームレートを確保しやすくなる。
【００３１】
なお、フレームレートを確保する目的で低照度時には帰還係数制御回路２０５の帰還係数ｋを大きくし画像劣化させることで画像データ量を減らしたが、実施例はこの限りではなく画像劣化を避けたい場合には赤外カットフィルター１０３の動作に連動してノイズリダクション回路の帰還係数ｋを変更しなくてもよい。
【００３２】
（第２の実施例）
本発明の第二の実施例において図１及び図２の構成をもとに本実施の形態のフレームレートに応じた撮像装置の動作について説明する。ここでネットワークとクライアント端末の図は省略する。
【００３３】
まず撮像装置の設定権を持ったクライアントがクライアント端末におけるフレームレートを設定し、ネットワークを介して撮像装置の通信インターフェース１０８で受信した後ＣＰＵ１１０でフレームレート設定を行い、それに応じてフレームレートを調節しながら画像配信を行う。映像配信の一連の流れは第１の実施例同様である。映像配信を行う際、一定時間毎にフレームレートを計測する。計測手段としては通信インターフェース１０８からネットワークを介して映像配信された先の表示端末において、１秒間に何回画面が更新されたかを一定時間毎に通信インターフェース１０８で受信する等、さまざまな方法が考えられる。
【００３４】
通常クライアントが設定したフレームレートで映像配信が行われている場合には赤外カットフィルター１０３は入れた状態でカラー画像が撮像され、画像劣化が少なく、カラー画像に適したＪＰＥＧ圧縮をする。
【００３５】
ここで例えばクライアントが１５フレーム／秒で設定したのに対し１０フレーム／秒で画像配信が行われたことを計測手段によりＣＰＵ１１０が検知した場合には、ＣＰＵ１１０はフィルタ出し入れ手段１０９に信号を送る。これを受けてフィルタ出し入れ手段１０９は光学系に赤外カットフィルター１０３を入れるとともに、帰還係数制御回路２０５及び圧縮処理部１０７に対し信号を送る。これを受けて帰還係数制御回路２０５は帰還係数ｋを小さくし、圧縮処理部１０７は白黒画像に適したＴＩＦＦ−Ｇ４等の圧縮方法に切り替える。これにより撮像画像は白黒画像となるが圧縮後の画像データ量を減らすことができるのでフレームレートを確保しやすくなる。
【００３６】
一定時間毎にフレームレートを計測し、クライアントの設定するフレームレートを超えた場合には通常の撮像状態に戻すようにする。
【００３７】
なお、フレームレートを確保する目的で帰還係数制御回路２０５において帰還係数ｋを大きくし画像劣化させることで画像データ量を減らしたが、実施例はこの限りではなく画像劣化を避けたい場合には赤外カットフィルター１０３の出し入れ及び圧縮処理部１０７の切り替え制御のみ行い、帰還係数制御回路２０５において帰還係数ｋを変更しなくてもよい。
【００３８】
また、第１及び第２の実施例ではフィルタ出し入れ手段１０９の赤外カットフィルター１０３の出し入れ制御に連動して、帰還係数制御回路２０５における帰還係数ｋの制御、及び圧縮処理方法の切替制御を実現したが、ハードウェア的に実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施例における撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１の信号処理回路におけるノイズリダクション回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０１  撮像レンズ
１０２  絞り
１０３  赤外カットフィルター
１０４  撮像素子
１０５  ノイズ除去回路及びゲイン制御回路
１０６  信号処理回路
１０７  圧縮処理部
１０８  通信インターフェース
１０９  フィルタ出し入れ手段
１１０  ＣＰＵ
２０１，２０２  減算器
２０３  フレームメモリ
２０４  乗算器
２０５  帰還係数制御回路
【図１】
2006135735.tif 000003
【図２】
2006135735.tif 000004