(57)【要約】【課題】  パン、チルトの角度変更、ズーム倍率変更、焦点距離変更等の撮像制御によって画角が所定の速度よりも高速で変化した場合でも、画像のぶれが発生しない画像を出力可能なネットワーク対応の撮像装置を提供する。【解決手段】  所定の速度よりも高速で変化した場合、奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した映像信号を出力する。【選択図】      図３
2006229543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信ネットワークを介して監視装置との間で接続されており、前記監視装置側からの撮影制御に応じて、少なくとも撮影画角を変更可能とする構成を有する、通信ネットワーク対応の撮像装置であって、
撮像した画像を奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像とに順次交互に変換してフレーム単位で生成した一方の映像信号を出力する撮像手段と、
前記撮影制御に応じて、前記撮像手段の前記撮影画角を変化させる変化手段と、
前記変化手段の変化速度が所定の速度よりも高速であることを検出出力する検出手段と、
前記奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した他方の映像信号を出力する生成手段と、
前記検出手段から前記検出出力があったときには、前記一方の映像信号から前記他方の映像信号に切換えて前記他方の映像信号を出力する出力手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
通信ネットワークを介して監視装置との間で接続されており、前記監視装置側からの撮影制御に応じて、少なくとも撮影画角を変更可能とする構成を有する、通信ネットワーク対応の撮像装置に用いられる撮像出力方法であって、
撮像した画像を奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像とに順次交互に変換してフレーム単位で生成した一方の映像信号を出力する撮像ステップと、
前記撮影制御に応じて、前記撮影画角を変化させる変化ステップと、
前記撮影画角を変化させる変化速度が所定の速度よりも高速であることを検出出力する検出ステップと、
前記奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した他方の映像信号を出力する生成ステップと、
前記検出出力があったときには、前記一方の映像信号から前記他方の映像信号に切換えて前記他方の映像信号を出力する出力ステップと
を備えたことを特徴とする撮像画像出力方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像した画像を出力する撮像装置に関し、特に画角の移動が可能な撮像装置、撮像出力方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パチンコ店、コンビニエンスストアやスーパーなどの流通店舗、オフィスビル、駅構内などをカメラで監視して構内ＬＡＮやインターネットを通して画像を伝送するネットワークカメラが広く用いられている。
【０００３】
ネットワークカメラは多くがパン・チルト、ズーム駆動が可能なカメラであり、このようなネットワークカメラのパン・チルト角度、ズーム倍率を手動で制御して監視したい場所に画角を合わせたり、監視する場所に応じてネットワークカメラのパン・チルト角度、ズーム倍率をプリセットしておき、ネットワークカメラを設定したプリセットポジションに従って順次パン・チルト駆動して、多くの場所を巡回監視したりしている。
【０００４】
図６は遊技店における監視の例で、６１はネットワークカメラ、６２は遊技台である。ネットワークカメラ６１をパン方向に駆動して、複数の遊技台を順次監視している。
また一般にネットワークカメラでは通信回線の帯域に制限がある場合が多く、画像のフレームレートを落として送出することが多い。フレームレートを１秒に５コマ、即ち１／６秒にひとコマとしたときの画像の例を図７に示す。図７において、７１は第１の画像、７２は第１の画像の１／６０秒後の第２の画像、７３は第１の画像の１／６秒後の第３の画像、７４は第３の画像の１／６０秒後の第４の画像である。また７５は第１の画像を撮像した第１のフィールドの模式図、７６は第２の画像を撮像した第２のフィールドの模式図、７７は第１のフィールド７５と第２のフィールド７６を合成したフレームの模式図である。なおこのときの信号の方式はＮＴＳＣ方式とする。
【０００５】
図７に示すように、１秒に５コマのフレームレートとすると、５／３０秒に一度、即ち１／６秒に一度フレームを撮像する。このときそれぞれのフィールドは７５，７６のような画像である。そしてこの２つのフィールドから生成されるひとつのフレーム７７を、画像圧縮して伝送していた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−３１７３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしカメラがパン、チルト、ズーム方向に駆動され画角が変化した場合は２つのフィールドの画像がぶれてみえる。図７において、２つのフィールドの間には１／６０秒の時間差があるので７１、７２に示すように画面上は被写体が移動している。
第１フィールド７５と第２フィールド７６とはインターレース方式では走査線ごとに交互に組み合わされるので、フレーム７７は櫛形に横方向にぶれた画面となる。特にネットワークカメラは、通信帯域の制限などにより通常のカメラよりもフレームレートが低いことが多いため、次のフレームが送られるまでの間はぶれた画像が静止画としてしばらく表示されるため目立ってしまう。この例では１／６秒後の画像７３と７４が送られるまで、フレーム７７が表示される。
【０００７】
このように従来の撮像装置では、画角が大きく変化する場合ぶれて見え、安定した画像が得られないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、次の構成を有する撮像装置、撮像画像出力方法を提供する。
（１）  図１、図２にそれぞれ示すように、通信ネットワーク１０２を介して（記録装置１０３、モニタ１０４、制御ボタン１０５から少なくとも構成される）監視装置との間で接続されており、前記監視装置側からの（例えば、パン、チルトの角度変更、ズーム倍率変更、焦点距離変更等の）撮影制御に応じて、少なくとも撮影画角を変更可能とする構成を有する、通信ネットワーク対応の撮像装置（カメラ）１０１であって、
撮像した画像を奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像とに順次交互に変換してフレーム単位で生成した一方の映像信号を出力する（レンズ２０１、ＣＣＤ２０２を有する）撮像手段２０１．２０２と、
（ネットワークインターフェース（Ｉ/Ｏ）２０９を介して供給される）前記撮影制御に応じて、前記撮像手段２０２の前記撮影画角を変化させる変化手段（パン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３、ズーム駆動モータ２１４）と、
前記変化手段２１０の変化速度が所定の速度よりも高速であることを検出出力する検出手段（速度検出部）２１１と、
前記奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した他方の映像信号を出力する生成手段（ラインリピータ）２０６と、
前記検出手段から前記検出出力があったときには、前記一方の映像信号から前記他方の映像信号に切換えて前記他方の映像信号を出力する出力手段（画像切り替えスイッチ）２０７を備えたことを特徴とする撮像装置。
（２）  通信ネットワークを介して監視装置との間で接続されており、前記監視装置側からの撮影制御に応じて、少なくとも撮影画角を変更可能とする構成を有する、通信ネットワーク対応の撮像装置に用いられる撮像出力方法であって、
撮像した画像を奇数フィールドの画像と偶数フィールドの画像とに順次交互に変換してフレーム単位で生成した一方の映像信号を出力する撮像ステップと、
前記撮影制御に応じて、前記撮影画角を変化させる変化ステップと、
前記撮影画角を変化させる変化速度が所定の速度よりも高速であることを検出出力する検出ステップと、
前記奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した他方の映像信号を出力する生成ステップと、
前記検出出力があったときには、前記一方の映像信号から前記他方の映像信号に切換えて前記他方の映像信号を出力する出力ステップと
を備えたことを特徴とする撮像画像出力方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、パン、チルトの角度変更、ズーム倍率変更、焦点距離変更等の撮像制御によって画角が所定の速度よりも高速で変化した場合は、奇数フィールドの画像に基づいて新たな偶数フィールドの画像を生成し、前記奇数フィールドの画像と前記新たな偶数フィールドの画像とを順次交互にフレーム単位で生成した映像信号を出力するよう構成したので、撮像装置の高速での移動中でも、画像のブレおよび垂直解像度が劣化しない良質な撮像画像を出力する撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の撮像装置について、添付図面を参照して説明する。
図１は本発明の撮像装置を用いた監視システム構成図、図２は本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図、図３，図４はそれぞれ本発明の撮像装置による画像の第１，２例を示す図、図５は本発明の撮像装置のフローチャートである。
【００１１】
図１において、１０１は雲台付きのネットワークカメラ、１０２は構内ＬＡＮなどのネットワーク、１０３はパーソナルコンピュータ等の記録装置（ＰＣ）、１０４はネットワーク１０２に接続された画像モニタ、１０５はモニタ画面上の制御ボタン、１０６（１０６ａ、１０６ｂ）は遊技台である。ネットワークカメラ１０１で撮像された映像信号はネットワーク１０２を通して記録装置１０３で閲覧、記録されるとともに、モニタ１０４上の制御ボタン１０５をマウスなどで選択することでネットワークカメラ１０１の、パン、チルトの角度変更、ズーム倍率変更、焦点距離変更等の撮像制御を行うことができる。
【００１２】
図２において、２０１がズームレンズ、２０２はＣＣＤなどの撮像素子、２０３は映像信号処理部（ＤＳＰ）、２０４はフィールドメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）、２０５はフレーム生成部（ＦＬＡＭＥ）、２０６はラインリピータ（Ｌｉｎｅ  ｒｅｐｅａｔｅｒ）、２０７は画像切替スイッチ、２０８は画像圧縮部（ＥＮＣ）、２０９はネットワークインタフェース（Ｉ/Ｏ）、２１０はマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、２１１は速度検知部、２１２はパン駆動モータ（パンＭ）、２１３はチルト駆動モータ（チルトＭ）、２１４はズーム駆動モータ（ズームＭ）である。
【００１３】
ズームレンズ２０１を通した被写体の光学画像は撮像素子２０２で撮像され、映像信号処理部２０３でインターレス方式の映像信号とされる。この映像信号はフィールドメモリ２０４，フレーム生成部２０５とラインリピータ２０６とに送られる。いま撮像素子２０２は５秒に一度ごとに奇数フィールドと偶数フィールドを連続して出力するものとする。
【００１４】
映像信号処理部２０３から奇数フィールドが出力されると、フィールドメモリ２０４に記憶される。そして１／６０秒後に映像信号処理部２０３から偶数フィールドが出力されると、フレーム生成部２０５でフィールドメモリ２０４に記憶された奇数フィールドと、映像信号処理部２０３から出力された偶数フィールドとを合成してフレーム単位で画像を生成する
通常は画像切替スイッチ２０７はフレーム生成部２０５側に切替られているので、フレーム生成部２０５で生成されたフレーム画像が画像圧縮部２０８に送られる。画像圧縮部２０８はＪＰＥＧなどの方式で画像を圧縮し、ネットワークインタフェース２０９を介してネットワーク１０２に送出される。
【００１５】
以下、ネットワークカメラの動作について図５のフローチャートに基づき説明する。図５において、（ａ）は制御系のフローチャート、（ｂ）は画像処理系のフローチャートである。
【００１６】
図１において、記録装置１０３にはカメラ１０１のパン・チルトの角度、ズーム倍率、焦点距離の値からなるプリセットポジションが複数記憶されている。
最初にカメラ１０１は右端の遊技台１０６ａを監視するようパン、チルトの角度、ズーム倍率、焦点距離がプリセットされている。そして記録装置１０３の巡回監視ボタン１０５を押すと、記録装置１０３は記憶している次のプリセットポジションに従ってネットワークインタフェース２０９を通じてカメラのマイクロプロセッサ２１０に対して、目標のパン・チルト角度、ズーム倍率と、最高速度で駆動する指示を行う（ステップＳ１）。
【００１７】
マイクロプロセッサ２１０は記録装置１０３から指示された角度に基づいてパン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４を駆動し、左端の遊技台１０６ｂの方向に向けてカメラ１０１を動かす（ステップＳ２）。
【００１８】
マイクロプロセッサ２１０は、記録装置１０３から指示された速度に基づいて、パン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４の駆動速度を調整する。いま、記録装置１０３は、新しいポジションにおける監視場所をすぐに監視するため、最高速度を指示しているので、マイクロプロセッサ２１０はパン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４を最高速度で駆動する。
【００１９】
なお本実施例ではカメラ１０１の移動速度を記録装置１０３からマイクロプロセッサ２１０に対して指示する例を示したが、パン、チルト角度などの目標値のみを記録装置１０３から送り、速度はネットワークカメラ１０１で判断して設定してもよい。
【００２０】
同時にマイクロプロセッサ２１０内部の速度検知部２１１は、パン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４が所定の速度以上で駆動されているかどうかを検出する（ステップＳ６）。
【００２１】
被写体との距離やズーム倍率など、被写体との関係で画像がぶれてみづらくなる限界の速度が異なることも考えられるので、しきい値となるこの所定の速度は監視の現場に合わせて任意に設定できるようにしたり、パン、チルト、ズームそれぞれに異なる値を設定できるようにするとより好適であるが、設定の簡便のためあらかじめ所定の値を設定しておいてもよい。
【００２２】
速度検知部２１１がパン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４のいずれかひとつでも所定の速度以上の高速で駆動されていることを検出すると、マイクロプロセッサ２１０は画像切替スイッチ２０７をラインリピータ２０６に切り換える（ステップＳ７）。
【００２３】
すると画像圧縮部２０８には、撮像素子２０２で撮像された奇数フィールドの画像と、前記奇数フィールドの画像から生成された偶数フィールドとが順次交互にフレーム単位の映像信号として出力される。（ステップＳ９）。
【００２４】
ラインリピータ２０６には映像信号処理部２０３からの信号が入力されている。図３に示すように撮像素子２０２で画像３１を撮像し、映像信号処理部２０３から奇数フィールドである第１フィールド３２が送られると、ラインリピータ２０６は送られた奇数フィールド３２の信号を１ライン遅延して第２フィールド３３を生成する。そして第１フィールド３２と第２フィールド３３とからフレーム３４を合成し、出力する。第１フィールド３２と第２フィールド３３とはインターレース方式では走査線ごとに交互に組み合わされるが、２つのフィールドに時間的なずれはないため、フレーム３４はぶれはない。
【００２５】
ただし奇数フィールドから偶数フィールドを生成しているので、垂直方向の解像度は１／２となるが、画角が変化している途中なので監視に大きな支障はない。
これにより、カメラの画角が大きく変化しているときには、ブレのない画像を提供することができる。
【００２６】
なお本実施例では奇数フィールドから偶数フィールドを生成する処理としてラインリピータ２０６を用いる例を示したが、例えば奇数フィールドの連続する２つの走査線を平均して偶数フィールドの走査線を生成する平均化による補完処理など、この他の処理でも奇数フィールドから偶数フィールドを生成する処理であればよいことはいうまでもない。
【００２７】
ラインリピータ２０６の代わりに走査線の平均化により偶数フィールドを生成する模式図を図４に示す。ここでは図４の説明においてのみ、ラインリピータ２０６を補完処理部２０６と読替えて説明する。
【００２８】
撮像素子２０２で画像４１を撮像し、映像信号処理部２０３から第１フィールド４２が送られると、補完処理部２０６はいったん一画面分の画像をメモリする。そしてラインＮｏ．１とラインＮｏ．３の信号を平均してラインＮｏ．２の信号を生成するといったように、奇数フィールドのひとつ上のラインの信号とひとつ下のラインの信号を平均して偶数フィールドの信号を生成する。そして第１フィールド４２と第２フィールド４３とからフレーム４４を合成して出力する。この場合も第１フィールド４２と第２フィールド４３とはインターレース方式では走査線ごとに交互に組み合わされるが、２つのフィールドに時間的なずれはないため、フレーム４４にはぶれはない。
【００２９】
また上下のラインを平均して偶数フィールドを生成しているので、ギザギザ感のない画像を提供することができる。
そしてネットワークカメラ１０１の撮影角度が記録装置１０３に指示された目標のプリセットポジションに到達すると（ステップＳ３）、マイクロプロセッサ２１０はパン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３、ズーム駆動モータ２１４を停止させる（ステップＳ４）。
【００３０】
速度検知部２１１は、パン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３，ズーム駆動モータ２１４がすべて所定の速度以上で駆動されていないことを検知するので、マイクロプロセッサ２１０は画像切替スイッチ２０７をフレーム生成部２０５に切り換える。（ステップＳ８）。
【００３１】
すると画像圧縮部２０８には、撮像素子で撮像された奇数フィールドと偶数フィールドとが出力される。（ステップＳ９）。
そのため、カメラ１０１の移動速度が遅くなると、監視に適した垂直解像度の高い画面が表示される。これにより、監視に支障は生じない。
【００３２】
第２のプリセットポジションで所定の時間、例えば５秒間停止すると、第３のプリセットポジションへ向けて移動する指示が行われる。このようにして複数の監視場所を順次監視していく。
【００３３】
一方、記録装置１０３の制御ボタン１０５をクリックしてネットワークカメラ１０１のパン・チルト角度を手動で制御するときには、カメラ１０１のパン駆動モータ２１２、チルト駆動モータ２１３、ズーム駆動モータ２１４は制御ボタン１０５をクリックした回数に応じた速度で駆動される。
【００３４】
被写体をゆっくり追尾するときには、速度検知部２１１は最高速度の駆動を検出しないので、解像度の高い画面が表示され監視に支障は生じない。
別の場所の被写体にネットワークカメラ１０１を向けるときなど高速でネットワークカメラの向きを移動させるときには、速度検知部２１１が所定の速度以上の駆動を検出するので、ぶれのない画面が表示される。
【００３５】
このように本発明の撮像装置は、所定速度よりも高い速度で撮影画角を変化させる場合は第１のフィールドから（奇数フィールド）生成した第２のフィールド（偶数フィールド）と、第１のフィールドとからフレームを構成して出力することができるので、カメラの移動中でも画像のブレがないと同時に、カメラが静止すると垂直解像度が劣化しない画像を出力することができる。
【００３６】
なお、正確にプリセットポジションに到達するように設定されたプリセットポジションに到達する少し前にパン、チルト駆動モータ２１２、２１３を減速することも好適である。そしてプリセットポジションに到達したときには焦点があった画像をだせるように、プリセットポジションに到達する前にプリセットされた焦点距離になるようフォーカス調整をはじめるとより好適である。
【００３７】
このような場合も本発明の撮像装置は、駆動モータへの指示を検出しているので、実際の速度に応じて画像処理の方法を切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の撮像装置を用いた監視システム構成図。
【図２】本発明の撮像装置の一実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明の撮像装置による画像の第１例を示す図。
【図４】本発明の撮像装置による画像の第２例を示す図。
【図５】本発明の撮像装置のフローチャート。
【図６】撮像装置を設置した店舗の例を示す図。
【図７】従来の撮像装置による画像の例である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１  カメラ、ネットワークカメラ（撮像装置）
１０２  ネットワーク（通信ネットワーク）
１０３  記録装置
１０４  モニタ
１０５  制御ボタン
１０６  遊技台
２０１  ズームレンズ
２０２  撮像素子
２０３  映像信号処理部
２０４  フィールドメモリ
２０５  フレーム生成手段
２０６  ラインリピータ（生成手段）
２０７  画像切り替えスイッチ
２０８  画像圧縮部
２０９  ネットワークインタフェース
２１０  マイクロプロセッサ
２１１  速度検出部（検出手段）
２１２  パン駆動モータ
２１３  チルト駆動モータ
２１４  ズーム駆動モータ
【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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