(57)【要約】【課題】撮影条件が著しく異なっている人物等の前景と背景の両方を鮮明に自動撮影できる監視カメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラ１１は、５秒間隔で撮影を繰り返し、撮影画像はリファレンス画像としてリファレンス画像メモリ２１に記憶される。センサ１９から検知信号がコントローラ１６に入力されると、デジタルカメラ１１のシャッタが切られ、撮影画像は背景画像として背景画像メモリ２２に記憶される。画像比較部２３で背景画像とリファレンス画像が比較され、相違画像領域が検出される。相違画像領域からマスク画像が生成され、背景画像の相違画像領域が覆われる。デジタルカメラ１１を制御してマスク画像の中心部にフォーカス・測光エリアを設定して撮影を行い、撮影画像は前景画像として前景画像メモリ２４に記憶される。画像合成部２５で前景画像から人物画像が切り出されて背景画像３２のマスク画像３４に嵌め込み合成される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の位置に設置され、一定時間毎に被監視場所を撮影する撮影手段と、前記被監視場所への侵入者を検知する検知手段と、この検知手段が侵入者を検知していない時に撮影手段が撮影した撮影画像の画像データを参照用画像の画像データとして記憶する参照用画像記憶手段と、前記検知手段が侵入者を検知した時に撮影手段が撮影した撮影画像の画像データを第１撮影画像の画像データとして記憶する第１撮影画像記憶手段と、第１撮影画像を参照用画像と比較して相違する相違画像領域を検出する領域検出手段と、前記撮影手段を制御して、前記相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行う撮影制御手段と、前記撮影手段が相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影した撮影画像の画像データを第２撮影画像の画像データとして記憶する第２撮影画像記憶手段と、第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成する画像合成手段とからなることを特徴とする監視カメラ。
【請求項２】
所定の位置に設置され、一定時間毎に被監視場所を撮影する撮影手段と、この撮影手段によって予め撮影された参照用画像の画像データを記憶する参照用画像記憶手段と、前記撮影手段によって一定時間毎に撮影される撮影画像を参照用画像と比較して変化した相違画像領域を検出する領域検出手段と、前記相違画像領域が検出された撮影画像の画像データを第１撮影画像の画像データとして記憶する第１撮影画像記憶手段と、前記撮影手段を制御して、前記相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行う撮影制御手段と、この撮影制御手段によって撮影された撮影画像の画像データを第２撮影画像の画像データとして記憶する第２撮影画像記憶手段と、前記第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成する画像合成手段とからなることを特徴とする監視カメラ。
【請求項３】
前記撮影手段は、デジタルカメラであることを特徴とする請求項１または２記載の監視カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視カメラに関し、更に詳しくは人物等の前景と背景との撮影条件が著しく異なっている場合でも両方の画像を鮮明に自動撮影できる監視カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
監視カメラとしては、例えばコンビニエンスストアのレジ付近を常に撮影するように設置されているビデオカメラが知られている。強盗等の事件が発生した場合には、ビデオカメラによって撮影されたビデオテープを再生して映像を確認できる。しかしながら、指名手配用の写真を作成するには、ノンリニア編集システムによって犯人が写っている映像をキャプチャーしてデジタルの画像データに変換するが、一般的な民生用のビデオカメラの多くは約４０万画素と低い解像度のＣＣＤを用いているため、鮮明な画像を得ることはできない。
【０００３】
そこで、普及タイプでも１５０〜３００万画素のＣＣＤを用いているデジタルカメラを監視カメラとして使用することが考えられるが、人物等の前景と、その背景との距離が大きく、それぞれの明るさも著しく異なっている場合には、デジタルカメラのオートフォーカス機構及び自動露出機構は前景，背景のうちどちらか一方のみに合わせてピント及び露出の調整を行うため、一方のみが鮮明に写るという不都合がある。
【０００４】
撮影条件が著しく異なる前景と背景の両方を鮮明に撮影するには、夜景等の低輝度な背景に合わせてスローシャッタを用いるとともに、シャッタが閉じる直前にストロボ装置を作動させて人物等の前景にストロボ光を照射するカメラが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、多重露光により２つの異なる画像の明るさを合わせて撮影できるカメラが知られている（特許文献２参照）。このカメラは、１回目の撮影で銀塩フイルムにベース画像としての被写体像を露光すると同時に、撮像装置により同じ被写体の電子画像が撮像され、液晶モニタに表示される。次に、撮像装置のみが作動してベース画像上に新たな電子画像（合成画像）が重ねて表示される。
【０００６】
撮影者がカメラの位置を変更すると、ベース画像に対する合成画像の位置が変化するから、液晶モニタの表示を見ながら構図を決定する。また、輝度調整ダイヤルを操作することにより合成画像の明るさが変化するから、液晶モニタの表示を見ながらベース画像と合成画像の明るさのバランスを調整する。輝度調整ダイヤルはカメラのシャッタ制御に連動しており、２度目の撮影を行うと、撮影者の希望通りの構図とベース画像との明るさのバランスのとれた合成画像が銀塩フイルムに露光される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１２２８４４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２１６３５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１記載のカメラでは、前景である人物に対してはスローシャッタによる露光とストロボ光による露光の両方が行われるため、露光中に人物が動いた場合には、スローシャッタによる撮影画像がストロボ光による撮影画像の影のように写り、きわめて不自然な写真となるという欠点がある。また、上記特許文献２記載のカメラでは、２つの画像を両方ともに鮮明に撮影できるものの、構図の決定及び輝度の調節を人の操作によって行っており（輝度調節については自動化も可能であるが）、自動撮影を前提とする監視カメラとしては不適格である。
【０００９】
本発明は、人物等の前景と背景との撮影条件が著しく異なっている場合でも両方の画像を鮮明に自動撮影できる監視カメラを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の監視カメラは、所定の位置に設置され、一定時間毎に被監視場所を撮影する撮影手段と、前記被監視場所への侵入者を検知する検知手段と、この検知手段が侵入者を検知していない時に撮影手段が撮影した撮影画像の画像データを参照用画像の画像データとして記憶する参照用画像記憶手段と、前記検知手段が侵入者を検知した時に撮影手段が撮影した撮影画像の画像データを第１撮影画像の画像データとして記憶する第１撮影画像記憶手段と、第１撮影画像を参照用画像と比較して相違する相違画像領域を検出する領域検出手段と、前記撮影手段を制御して、前記相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行う撮影制御手段と、前記撮影手段が相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影した撮影画像の画像データを第２撮影画像の画像データとして記憶する第２撮影画像記憶手段と、第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成する画像合成手段とからなるものである。
【００１１】
また、所定の位置に設置され、一定時間毎に被監視場所を撮影する撮影手段と、この撮影手段によって予め撮影された参照用画像の画像データを記憶する参照用画像記憶手段と、前記撮影手段によって一定時間毎に撮影される撮影画像を参照用画像と比較して変化した相違画像領域を検出する領域検出手段と、前記相違画像領域が検出された撮影画像の画像データを第１撮影画像の画像データとして記憶する第１撮影画像記憶手段と、前記撮影手段を制御して、前記相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行う撮影制御手段と、この撮影制御手段によって撮影された撮影画像の画像データを第２撮影画像の画像データとして記憶する第２撮影画像記憶手段と、前記第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成する画像合成手段とからなるものである。また、前記撮影手段は、デジタルカメラであるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態である監視カメラを示す図１において、監視カメラ１０は、デジタルカメラ１１と、これを制御する制御装置１２とからなる。デジタルカメラ１１は、周知のクレードル１３及びＵＳＢケーブル１４を介して制御装置１２と電気的に接続されている。また、符号１５は、制御装置１２をイントラネット（企業内ネットワーク）に接続するＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）コードである。なお、デジタルカメラ１１は、例えば３４０万画素のＣＣＤを備え、撮影画像の画像データを２３０４×１５３６ピクセルの画素数で出力できる。
【００１３】
監視カメラ１０は、例えば金庫が置いてある部屋の隅に設置されている。デジタルカメラ１１の撮影レンズ１１ａは、部屋のドアを開けて入って来る人物を撮影できるように、ドア側に向けられており、ピント及び絞りはドア及びその周辺部に合わせてある（図３参照）。なお、監視カメラ１０が設置された部屋は、社内でも一部の限られた人間だけが出入りできる部屋である。
【００１４】
監視カメラ１０の電気的構成を示す図２において、制御装置１２は、コントローラ１６，ＲＯＭ１７，ワークメモリ１８，センサ１９，撮影画像バッファメモリ２０，リファレンス画像メモリ２１，背景画像メモリ２２，画像比較部２３，前景画像メモリ２４，画像合成部２５，出力画像メモリ２６，ＬＡＮカード２７からなる。
【００１５】
コントローラ１６は、ＲＯＭ１７に格納されたプログラムに従って監視カメラ１０全体のシーケンスを制御する。ワークメモリ１８は、コントローラ１６のワークエリアとして使用するメモリである。センサ１９は、光をドア側へ向けて放出する投光部１９ａと反射してきた光を受光する受光部１９ｂとからなり、部屋のドアから入ってくる人間を検知して、その検知信号をコントローラ１６に入力する。撮影画像バッファメモリ２０は、デジタルカメラ１１が撮影した撮影画像の画像データを一旦記憶するメモリである。
【００１６】
リファレンス画像メモリ２１は、部屋に誰もいない状態、すなわちセンサ１９から検知信号がコントローラ１６に入力されていない状態で撮影されたリファレンス画像２８（図３参照）の画像データを記憶する。監視カメラ１０の稼働開始時には、リファレンス画像メモリ２１にリファレンス画像２８が記憶されていないから、デジタルカメラ１１によって初めに撮影された撮影画像の画像データがリファレンス画像２８の画像データとしてリファレンス画像メモリ２１に記憶される。
【００１７】
背景画像メモリ２２は、センサ１９からの検知信号をトリガーとしてデジタルカメラ１１が撮影した撮影画像を背景画像３２（図４参照）としてその画像データを記憶する。背景画像３２には、ドア２９及び部屋３０等の背景がピントよく適正露出で写っており、手前の人物らしき前景はピンぼけかつアンダー露出で写っている。
【００１８】
画像比較部２３は、背景画像メモリ２２から背景画像３２の画像データを読み込むとともに、リファレンス画像メモリ２１からリファレンス画像２８の画像データを読み込み、各画像間の相違を画素単位で検出する。本実施形態では画素毎の輝度値の違いを比較して、所定の閾値以上に相違する相違画像領域３３を背景画像３２から検出する。
【００１９】
コントローラ１６は、画像比較部２３によって検出された相違画像領域３３の輪郭情報から相違画像領域３３を覆うマスク画像３４を生成する（図５参照）。このマスク画像３４は、相違画像領域３３の範囲を明瞭にするために生成される。コントローラ１６がデジタルカメラ１１を制御し、マスク画像３４の中心部にフォーカス・測光エリア３６（図６参照）を設定してピント合わせと測光を行い、撮影を行う。これによって得られた撮影画像の画像データが前景画像３８の画像データとして前景画像メモリ２４に記憶される。
【００２０】
前景画像３８には、相違画像領域３３とほぼ同じ位置（撮影画像３２から前景画像３８を撮影するまでの間に人物が移動した場合はその分だけずれている）にシャープなピントでかつ適正露出に人物３９が写っており、点線で示す背景のドア２９等はぼけて露出オーバーに写っている。
【００２１】
画像合成部２５は、前景画像３８から人物３９の画像を切り出して背景画像３２のマスク画像３４に嵌め込み合成し、出力画像４１（図７参照）を作成する。出力画像メモリ２６は、出力画像４１の画像データを記憶する。
【００２２】
ＬＡＮカード２７は、前記ＬＡＮコード１５を介してイントラネットに接続されている。一方、部屋３０とは別の部屋である管理室には、パーソナルコンピュータが設置されており、このパーソナルコンピュータがイントラネットに接続されている。パーソナルコンピュータを操作することにより液晶モニタに出力画像メモリ２６から読み出された出力画像４１を表示することができる。
【００２３】
このように構成された監視カメラ１０の動作を説明する。制御装置１２には、電源が常に供給されており、デジタルカメラ１１にもＵＳＢケーブル１４とクレードル１３を通して電源が供給されている。コントローラ１６は、ＲＯＭ１７に格納された図８のフローチャートで示されるシーケンスのプログラムに従って監視カメラ１０を制御する。
【００２４】
監視カメラ１０に電源を投入した直後は、リファレンス画像２８の画像データがリファレンス画像メモリ２１に記憶されていないから、最初に撮影された撮影画像がリファレンス画像２８としてリファレンス画像メモリ２１に記憶される。
【００２５】
デジタルカメラ１１は、５秒間隔で撮影を繰り返し行っており、撮影画像は一旦撮影画像バッファメモリ２０に記憶されてからリファレンス画像メモリ２１に送られ、リファレンス画像２８に上書き保存される。すなわち、センサ１９から検知信号がコントローラ１６に入力されない限り、リファレンス画像２８は５秒間隔で常に新しい撮影画像で置き換えられる。
【００２６】
センサ１９から検知信号がコントローラ１６に入力されると、コントローラ１６は、デジタルカメラ１１を制御してデジタルカメラ１１のシャッタを切る。デジタルカメラ１１によって撮影された撮影画像は、撮影画像バッファメモリ２０に一旦記憶されてから背景画像メモリ２２に送られ、背景画像３２として記憶される。なお、検知信号がコントローラ１６に入力された時点からデジタルカメラ１１による５秒間隔毎の撮影は中断される。
【００２７】
コントローラ１６は、背景画像メモリ２２から背景画像３２の画像データを読み出して画像比較部２３に送るとともに、リファレンス画像メモリ２１からリファレンス画像２８の画像データを読み出して画像比較部２３に送る。画像比較部２３は、背景画像３２とリファレンス画像２８とを比較して相違画像領域３３を検出する。
【００２８】
コントローラ１６は、相違画像領域３３の輪郭情報からマスク画像３４を生成して背景画像３２の相違画像領域３３を覆った後、デジタルカメラ１１を制御してマスク画像３４の中心部にフォーカス・測光エリア３６を設定してデジタルカメラ１１のシャッタを切る。
【００２９】
デジタルカメラ１１は、フォーカス・測光エリア３６によりピント合わせと測光を行ってから撮影を行い、撮影画像の画像データを撮影画像バッファメモリ２０に出力する。撮影画像の画像データは、前景画像３８の画像データとして撮影画像バッファメモリ２０から前景画像メモリ２４に転送されて記憶される。
【００３０】
この後、背景画像３２の画像データと前景画像３８の画像データは画像合成部２５に送られ、マスク画像３４に対応する人物３９の画像が前景画像３８から切り取られて背景画像３２のマスク画像３４に嵌め込み合成される。この合成画像の画像データは出力画像４１の画像データとして出力画像メモリ２６に記憶される。
【００３１】
出力画像４１の画像データはＬＡＮカード２７からイントラネットに送り出され、管理室のパーソナルコンピュータの液晶モニタに出力画像４１が表示される。出力画像４１に写っている人物３９及び部屋３０は、いずれも鮮明であるから、管理者は出力画像４１に写っている人物３９が部屋３０への出入りを許可されている人物か否かを即座に判定することができる。部屋３０への出入りを許可されていない人物である場合には、警察に速やかに通報する等の適切な措置を講ずることできる。また、許可されている人物の場合には、管理室のパーソナルコンピュータから監視続行コマンドを制御装置１２に送って５秒間隔の撮影を再開する。
【００３２】
また、出力画像４１は、例えば２３０４×１５３６ピクセルの画素数を有しているから、パーソナルコンピュータに接続された高解像度のインクジェットプリンタや昇華型熱転写プリンタで出力すれば、きわめて写真に近い画質でプリントアウトでき、部屋３０に侵入した人物３９を特定するために有効である。
【００３３】
なお、前記マスク画像は、相違画像領域の範囲を明瞭にするため、フォーカス・測光エリアの設定及び嵌め込み合成に有効であるが、相違画像領域の中心部にフォーカス・測光エリアを設定して前景画像を撮影し、この前景画像とリファレンス画像とを比較して相違する領域を検出して、この領域を前景画像から切り出し、これをリファレンス画像に上書き合成することもできる。この場合には、マスク画像の生成を省略することができる。
【００３４】
以上説明した実施形態では、部屋に侵入した人物をセンサが検知した際にデジタルカメラが撮影を行い、この撮影画像を背景画像として記憶するようにしたが、上述した実施形態より短い間隔，例えば１秒間隔で撮影を行い、その撮影画像とリファレンス画像とをその都度比較して相違画像領域を検出した時点の撮影画像を背景画像として記憶するようにしてもよい。この場合には、センサ等の検知手段を省略できる。
【００３５】
また、動きがない状態での撮影間隔を５秒としたが、本発明はこれに限定されることなく、１秒又は１０秒等任意の時間を設定できる。また、前記センサの代わりに、ドアにマイクロスイッチを設けておき、ドアが開いた時にマイクロスイッチからの信号によりデジタルカメラのシャッタを切るようにしてもよい。また、デジタルカメラから出力される撮影画像の画素数は、上記値に限定されないのはもちろんである。
【００３６】
また、上記実施形態は、金庫を設置した部屋の監視を行う監視カメラであったが、本発明はこれに限定されることなく、例えば契約している老人の部屋に監視カメラを設置しておき、その老人に発作等の健康上の異常がないかを監視する監視カメラでもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の監視カメラによれば、侵入者が検知された時に撮影手段が撮影した第１撮影画像を参照用画像と比較し、検出された相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行い、この第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成するので、第２撮影画像の相違画像領域に対応する画像（人物等の前景）と第１撮影画像（背景）との撮影条件が著しく異なっている場合でも両方の画像を鮮明に自動撮影できる。また、撮影手段によって一定時間毎に撮影される撮影画像を参照用画像と比較して変化した相違画像領域を検出し、この相違画像領域の中心部にピント位置及び測光エリアを合わせて撮影を行い、この第２撮影画像から相違画像領域に対応する画像を切り出して第１撮影画像又は参照用画像に嵌め込み合成すれば、検知手段を省略して目的を達成できる。また、撮影手段をデジタルカメラとすると、簡単な構成で目的を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】監視カメラの外観を示す斜視図である。
【図２】監視カメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】リファレンス画像を示す説明図である。
【図４】撮影画像を示す説明図である。
【図５】背景画像を示す説明図である。
【図６】前景画像を示す説明図である。
【図７】出力画像を示す説明図である。
【図８】監視カメラの動作シーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  監視カメラ
１１  デジタルカメラ
１２  制御装置
１６  コントローラ
２１  リファレンス画像メモリ
２２  背景画像メモリ
２３  画像比較部
２４  前景画像メモリ
２５  画像合成部
２６  出力画像メモリ
２８  リファレンス画像
３２  背景画像
３３  相違画像領域
３４  マスク画像
３６  フォーカス・測光エリア
３８  前景画像
４１  出力画像
【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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