(57)【要約】【課題】本発明は、負の歪曲収差を有する結像光学系で撮像した画像に生じる歪みを補正する歪み補正処理を従来よりも高速に実行することができる撮像装置及び歪み補正方法に関する。【解決手段】本発明では、中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、前記補正画像の一部に歪みを補正する代わりに中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いる。【選択図】  図３
2004272578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、
前記補正画像の一部に歪みを補正する代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、
前記画像の歪みを補正する場合に、前記画像の各画素に対して一定の画素間隔で歪みを補正して補正画像を得ること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記画像の一定範囲内の各画素に対しては、全ての画素について歪みを補正すること
を特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正画像の一定範囲内の画像の代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いること
を特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する歪み補正方法において、
前記中央領域を透過した光像による画像を拡大又は縮小するステップと、
前記周辺領域を透過した光像による画像を歪み補正するステップとを備えること
を特徴とする歪み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及び歪み補正方法に関し、特に、負の歪曲収差を有する結像光学系で撮像した画像に生じる歪みを補正する歪み補正処理を従来よりも高速に実行することができる撮像装置及び歪み補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体を撮影する場合に、広視野で撮影したい場合がある。特に、監視カメラでは、監視を目的とする性質上、広視野であることが望ましい。このような要求を満たす撮影方法の一つとして、魚眼レンズや中心窩レンズ等の広歪曲レンズを用いて撮影する方法が考えられる。
【０００３】
広歪曲レンズは、例えば画角１８０度又はそれ以上を写し込むレンズであるから、１８０度の視野を通常の広角レンズと同じように完全な相似形の像として有限の画面内に収めるのは、原理的に無理である。画角１８０度又はそれ以上の視野を有限の画面内に収めるために、広歪曲レンズは、負の歪曲収差が与えられており、画面の中心を通過しない直線は、すべて樽型方向の曲線に写る。
【０００４】
図１４は、広歪曲レンズで撮像した撮像画像及びその歪みを補正した歪み補正画像を示す図である。図１４（Ａ）は、広歪曲レンズで撮像した撮像画像を示す図であり、図１４（Ｂ）は、歪みを補正した歪み補正画像を示す図である。
【０００５】
図１４（Ａ）において、広歪曲レンズで撮像した撮像画像１００１は、上述のように、撮像画像１００１における画像の中心を通過しない直線がすべて樽型方向の曲線に写るため、歪んだ画像となり、肉眼で見える光景と同様な相似形の歪みのない自然な画像とはならない。このため、見る人に違和感を与えるという問題がある。さらに、画像の周辺部分では歪みが大きくなるため、撮像画像１００１に写し込まれている被写体が何であるか判別し難いという視認性の問題も生じる。
【０００６】
そのため、魚眼レンズで撮像した撮像画像については、当該撮像画像の各画素を再配置し、当該撮像画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な画像、つまり、肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像とする歪み補正処理が知られている（例えば、特許文献１参照）。例えば、図１４（Ａ）に示す撮像画像１００１は、歪み補正処理されると、図１４（Ｂ）に示す歪み補正画像となる。
【０００７】
なお、魚眼レンズは、画角１８０度又はそれ以上の範囲を撮像素子の撮像面に円像として完全に写し込むいわゆる円像魚眼レンズと、画角１８０度を撮像素子の撮像面における対角線に対応させて、矩形の撮像面一杯に像を写し込むいわゆる対角線魚眼レンズがある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２４２７７３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この歪みを補正する歪み補正処理は、膨大な計算が必要である。特に、高解像度を得るために画素数を増やすとそれに伴って計算量が増大する。このため、専用のハードウェアで歪み補正処理を行えば、高速に処理することは可能であるが、高コストになるという問題がある。
【００１０】
一方、一般のＬＳＩ、例えばディジタルスチルカメラ向けのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）で歪み補正処理を行えば、安価で歪み補正処理を実現可能であるが、処理速度が遅くなるという問題が生じる。特に、動画の場合には、処理速度が遅くなるとフレームレートが低下することとなるため、被写体の動きがぎこちなくなってしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みて為された発明であり、情報処理能力が同じ回路で歪み補正処理を実行した場合に、従来よりも高速に歪み補正処理を実行することができる撮像装置及び歪み補正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第１の手段では、中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、前記補正画像の一部に歪みを補正する代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いる。
【００１３】
この第１の手段に係る撮像装置は、結像光学系に中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系を用いるので、広い視野の画像が得られるだけでなく、その中央領域を透過した光像の画像が見た目で実質的に歪みを感じない自然な画像となる。このため、中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小し、その拡大又は縮小した画像を補正画像の一部とすることによって、その部分の歪みを補正する歪み補正処理が必要となくなるから、高速に歪み補正処理を実行することができる。特に、補正画像そのものが中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小した画像である場合には、歪み補正処理自体を実行する必要がなくなるので、より高速に補正画像を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る第２の手段では、中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、前記画像の歪みを補正する場合に、前記画像の各画素に対して一定の画素間隔で歪みを補正して補正画像を得る。
【００１５】
この第２の手段に係る撮像装置は、画像の全画素について歪み補正処理をするのではなく、一定の画素間隔で歪み補正処理を行うので、歪み補正処理をしない画素の分だけ、高速に歪み補正処理を実行することができる。
【００１６】
本発明に係る第３の手段では、第２の手段に係る撮像装置において、前記画像の一定範囲内の各画素に対しては、全ての画素について歪みを補正する。
【００１７】
この第３の手段に係る撮像装置は、一定範囲内の各画素に対しては、全ての画素について歪みを補正するので、その範囲においては画質を向上することができる。
【００１８】
本発明に係る第４の手段では、第２の手段に係る撮像装置において、前記補正画像の一定範囲内の画像の代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いる。
【００１９】
この第４の手段に係る撮像装置は、補正画像の一定範囲内の画像の代わりに中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いるので、その範囲においては画質を向上することができる。
【００２０】
本発明に係る第５の手段では、中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目に実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する歪み補正方法において、前記中央領域を透過した光像による画像を拡大又は縮小するステップと、前記周辺領域を透過した光像による画像を歪み補正するステップとを備える。
【００２１】
この第５の手段に係る歪み補正方法は、結像光学系に中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系を用いるので、広い視野の画像が得られるだけでなく、その中央領域を透過した光像の画像が見た目で実質的に歪みを感じない自然な画像となる。このため、中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小し、その拡大又は縮小した画像を補正画像の一部とすることによって、その部分の歪みを補正する歪み補正処理が必要となくなるから、高速に歪み補正処理を実行することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。まず、第１の実施形態の構成について説明する。
（第１実施形態の構成）
第１の実施形態は、本発明に係る撮像装置が一例として監視カメラに適用された場合である。
【００２３】
図１は、第１の実施形態における監視システムの構成を示す図である。図１において、監視システム１は、所定の監視対象領域を撮影する監視カメラ２と、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）や携帯電話などのコントローラ３とを備えて構成され、監視カメラ２とコントローラ３とは、通信ネットワーク４を介して接続される。
【００２４】
監視システム１では、監視カメラ２は、監視対象を撮像すると、その画像の画像データを通信ネットワーク４を介してコントローラ３に送信する。一方、コントローラ３は、監視カメラ２に対する例えば撮影方向を変更する指示等の操作コマンドがユーザによって入力されると、その操作コマンドを通信ネットワーク４を介して監視カメラ２に送信する。そして、監視カメラ２は、その操作コマンドに基づき動作する。これにより、コントローラ３の表示部に監視カメラ２により撮影された画像が表示されるとともに、監視カメラ２の動作を遠隔で操作することができる。
【００２５】
通信ネットワーク４は、無線や有線のどのような伝送媒体によって構築された通信網でもよく、また、どのような通信規格でもよい。例えば、イーサネット（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、商標）（無線ＬＡＮを含む）及びＴＣＰ／ＩＰ等の各種通信プロトコルを利用することができる。さらに、監視カメラ２とコントローラ３とは、ＩｒＤＡやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）等の通信規格による無線や有線ケーブルで直接通信を行う形態でもよい。
【００２６】
図２は、監視システムに使用される監視カメラの構成を示す図である。図２において、監視カメラ２は、カメラ２１、Ｕ字型に屈曲した枠体２２、カメラ２１の光軸（撮影方向、監視方向に相当）Ｌを上下方向（チルト方向）に移動させるギヤードモータ２３及びカメラ２１の光軸Ｌを左右方向（パン方向）に移動させるギヤードモータ２４を備えて構成される。
【００２７】
カメラ２１は、左右の側面に突設されたチルト方向の回転軸２５を枠体２２の側面２２Ａ、２２Ａ’に穿設された孔２２Ｂに貫通させて枠体２２に取り付けられる。側面２２Ａを貫通して突出された回軸軸２５の先端は、ギヤードモータ２３の出力軸が取り付けられる。枠体２２の下面中央には、パン方向の回転軸２６が下方向に突設され、この回転軸２６の先端は、ギヤードモータ２４の出力軸が取り付けられる。ギヤードモータ２３の筐体は、枠体２２に不図示の固定部材によって固定され、枠体２２と一体的にチルト方向に回動可能に構成される。ギヤードモータ２４は、監視カメラ２の支持体２７に固定されている。
【００２８】
このような構成において、ギヤードモータ２４を回転駆動すると、枠体２２が回転軸２６の周りに回転し、これによりカメラ２１の光軸Ｌがパン方向に移動する。一方、ギヤードモータ２３を回転駆動すると、カメラ２１が回転軸２５の周りに回転し、これによりカメラ２１の光軸Ｌがチルト方向に移動する。
【００２９】
なお、以下の説明において、カメラ２１の光軸Ｌがパン方向に移動する監視カメラ２の動作をパン動作、チルト方向に移動する監視カメラ２の動作をチルト動作と呼称することとする。
【００３０】
図３は、監視カメラの構成を示すブロック図である。図３において、監視カメラ２は、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３３、駆動部３４、制御部３５、画像データ記録部３６、記憶部３７、通信Ｉ／Ｆ部３８及びＩ／Ｆ部３９を備えて構成される。
【００３１】
撮像部３０は、結像光学系３０１と撮像素子３０２とを備えて構成される。被写体からの光は、結像光学系３０１によって撮像素子３０２の撮像面上に結像され、被写体の光像となる。
【００３２】
撮像素子３０２は、受光した光をその光強度に従った電気信号に変換する複数の受光素子を例えばハニカム状又はマトリックス状等に２次元的に配置した光電変換素子であり、例えば、各光電変換素子の撮像面に、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色フィルタが１：２：１の比率で配設されたＣＣＤカラーエリアセンサである。撮像素子３０２は、結像光学系３０１により結像された被写体の光像をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の電気信号（画像信号）に変換し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の画像信号として画像生成部３１に出力する。撮像素子３０２は、制御部３５の制御により、露出動作の開始及び終了や、撮像素子３０２における各画素の出力信号の読出し（水平同期、垂直同期、転送）等の撮像動作が制御される。
【００３３】
なお、撮像装置３０２は、上述のＣＣＤに限らずＣＭＯＳの固体撮像素子でもよく、またカラーの撮像素子に限らずモノクロの撮像素子であってもよい。
【００３４】
結像光学系３０１は、被写体の光像を撮像素子３０２の撮像面に結像するレンズであり、光軸を中心に一定範囲の領域（中央領域）ではその歪曲収差の値が所定値以下であって、中央領域の周りの領域（周辺領域）ではその歪曲収差の値が所定値より大きい。特に、本実施形態の結像光学系３０１は、周辺領域ではその歪曲収差の値が周辺部に行くに従って大きくなる光学系である。
【００３５】
図４は、第１の実施形態における結像光学系の特性を示す図である。図４（Ａ）は、歪曲収差・画角特性を示すグラフであり、その横軸は百分率で示す歪曲収差であり、その縦軸は度（°）単位で示す画角θである。図４（Ｂ）は、画角・像高特性を示すグラフであり、その横軸は画角θであり、その横軸は像高ｈである。
【００３６】
図４（Ａ）に示すように、歪曲収差Ｓと画角θとの関係である歪曲収差・画角特性は、画角θが所定値θｉ以下の領域では歪曲収差Ｓが所定値Ｓｉ以下であり、画角θが所定値θｉを超えると歪曲収差Ｓが急激に大きくなる。ここで、歪曲収差Ｓにおける所定値Ｓｉは、結像光学系３０１の中央領域を透過した被写体光像による画像を人間が見た場合において相似形の略歪みのない自然な画像に見える値であり、例えば、Ｓｉ＝約３％（このときθｉ＝約８°）である。もちろん、所定値Ｓｉを３％以下の値、例えば、約２％や約１％に設定したとしても、見た目に実質的に歪みを感じない自然な画像となる。
【００３７】
なお、図４（Ａ）は、約５０度の半画角で歪曲収差が約−７０％である結像光学系３０１の特性を示している。
【００３８】
この特性により、画角θと、結像光学系３０１により撮像素子３０２の撮像面に結像される光像の高さ（以下、「像高」という）ｈとの関係である画角・像高特性は、図４（Ｂ）に示す曲線となる。即ち、画角θが小さい領域（図４（Ｂ）に示す点線より左側の領域、結像光学系３０１の中央領域に対応）では、画角θに対して像高ｈは、略線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量が大きい。一方、画角θが大きい領域（図４（Ｂ）に示す点線より右側の領域、結像光学系３０１の周辺領域に対応）では、画角θに対して像高ｈは、非線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量は、画角θの増大に伴って徐々に小さくなり、像高ｈは、略一定値に飽和する。つまり、画角θが小さい領域では、解像度が高く、画角θが大きい周辺領域では、情報量は多いが解像度が低い。
【００３９】
このような特性を有する結像光学系３０１の一つに中心窩レンズと呼ばれるレンズがある。中心窩レンズは、視野における注目領域（上述の中央領域に相当）で画像を拡大し、その周辺領域（上述の周辺領域に相当）で画像を圧縮する機能を持つレンズであり、広い視野、注目領域での高解像度及び注目領域で歪みの目立たない自然な画像が得られる等の特徴がある。
【００４０】
第１の実施形態における監視カメラ２は、図４に示す特性を有する結像光学系３０１を用いるので、撮像画像における中央部分（画像中央領域Ｘ）では結像光学系３０１の中央領域を透過した被写体光像による画像であるので、高い解像度で歪みの目立たない自然な画像を得ることができ、広い視野も得ることができる。
【００４１】
図３に戻って、画像生成部３１は、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正及び色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、画像信号から各画素の画像データを生成する。画像生成部３１で生成された画像データは、画像データバッファ３２に出力される。
【００４２】
画像データは、各画素ごとに、画素の位置を表す位置データと画素の輝度を表す輝度データとが対応付けられて構成される。輝度データは、監視カメラ２がモノクロで撮影するものである場合には各画素の輝度値で構成され、監視カメラ２がカラーで撮影するものである場合には各画素における赤成分の輝度値、緑成分の輝度値及び青成分の輝度値、又は、輝度値と各色差の値で構成される。
【００４３】
画像データバッファ３２は、画像データを一時的に記憶するとともに、この画像データに対し画像処理部３３により後述の処理を行うための作業領域として用いられるメモリであり、例えば、ＲＡＭ等である。
【００４４】
画像処理部３３は、画像データバッファ３２の画像データに対し、歪曲収差によって歪んだ画像を肉眼で見える光景と同様な相似形の略歪みのない自然な画像に補正する歪み補正処理及び解像度変換等の画像処理を行う回路である。駆動部３４は、ギヤードモータ２３、２４を含み、制御部３５から出力される制御信号により、カメラ２１（監視カメラ２）の光軸Ｌをパン方向及びチルト方向に駆動する。
【００４５】
画像データ記録部３６は、画像データバッファ３２に記憶されている画像データを記録媒体に記録する回路である。記録媒体は、例えば、ＣＤ−Ｒ、ハードディスク及びメモリカード等である。記憶部３７は、監視カメラ２の動作に必要な各種プログラム、プログラム実行中に必要なデータ、及び、プログラム実行中に生じたデータを記憶する記憶回路であり、例えば、ＲＯＭやＲＡＭを備えて構成される。
【００４６】
通信Ｉ／Ｆ部３８は、通信ネットワーク４との間で通信を行うためのインターフェースであり、コントローラ３への画像データを収容する通信パケットの送信や、コントローラ３からの操作コマンドを収容する通信パケットの受信等を行う。Ｉ／Ｆ部３９は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等の規格に準拠したインターフェースである。
【００４７】
制御部３５は、例えば、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部３０、画像生成部３１、画像データバッファ３２、画像処理部３２、駆動部３４、画像データ記録部３６、記憶部３７、通信Ｉ／Ｆ部３８及びＩ／Ｆ部３９の各部を制御する。
【００４８】
図５は、コントローラの構成を示すブロック図である。図５において、コントローラ３は、操作部４１、表示部４２、制御部４３及び通信Ｉ／Ｆ部４４とを備えて構成される。
【００４９】
操作部４１は、パン動作、チルト動作、画像データの記録、画像データの送信要求等の監視カメラ２に対する各種の操作を指示する操作コマンドを入力する装置であり、例えば、コントローラ３がＰＣの場合には、キーボードやマウスに相当し、携帯電話の場合には、テンキーやカーソルキーに相当する。
【００５０】
表示部４２は、監視カメラ２から通信ネットワーク４を介して送信された画像データに係る画像を表示するディスプレイであり、コントローラ３がＰＣの場合には、ＣＲＴディスプレイやＬＣＤ等のモニタに相当し、携帯電話の場合には、ＬＣＤ表示部に相当する。
【００５１】
通信Ｉ／Ｆ部４４は、通信ネットワーク４との間で通信を行うためのインターフェースであり、監視カメラ２から画像データを収容した通信パケットの受信や、監視カメラ２へ操作コマンドを収容した通信パケットの送信等を行う。
【００５２】
制御部４３は、例えばコントローラ３を制御する制御プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭを備えたマイクロコンピュータから構成され、操作部４１、表示部４２及び通信Ｉ／Ｆ部４４を有機的に制御して、コントローラ３の動作を制御する。
【００５３】
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
（第１の実施形態の動作）
第１の実施形態における監視カメラ２は、歪み補正処理において、結像光学系３０１の特性を活かし、中央領域の画像はそのまま歪み補正することなく用いて、周辺領域のみ歪み補正処理を行う実施形態である。
【００５４】
図６は、第１の実施形態における監視カメラの動作を示す図である。図７は、コントローラの表示部に表示される表示画面を示す図である。図８は、歪み補正処理を説明するための図である。図９は、第１の実施形態における望遠の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。図１０は、第１の実施形態における広角の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。
【００５５】
図６において、監視カメラ２の制御部３５は、コントローラ３から監視対象の画像を送信する指示の操作コマンドを通信Ｉ／Ｆ部３８を介して受信すると、監視対象を撮像部３０で撮像し、撮像素子３０２からの画像信号に基づいて画像生成部３１で画像データを生成し、生成した画像データを画像データバッファ３２に記憶する。図４に示す特性を持つ結像光学系３０１で得た画像データによる画像を広歪曲画像と呼称することとする。制御部３５は、この広歪曲画像の画像データを通信Ｉ／Ｆ部３８及び通信ネットワーク４を介してコントローラ３に送信する（Ｓ１１）。
【００５６】
コントローラ３は、この画像データを通信ネットワーク４及び通信Ｉ／Ｆ部４４を介して受信すると、画像データを表示部４２に表示する。なお、このように監視カメラ２の制御部３５とコントローラ３の制御部４３との間における通信では、通信Ｉ／Ｆ部３８、通信ネットワーク４及び通信Ｉ／Ｆ部４４を介して行われるが、以下の説明において、この記述を省略する。
【００５７】
コントローラ３の表示部４２の表示画面は、例えば、図７に示すように、監視カメラ２からの画像データによって生成される画像を表示する領域である画像表示領域１０１と、広角の画像の画像データを送信するように監視カメラ２に指示する操作コマンドを入力するためのボタンである「広角」１０２と、望遠の画像の画像データを送信するように監視カメラ２に指示する操作コマンドを入力するためのボタンである「望遠」１０３と、画像データ記録部３６で画像データを記録媒体に記録するように監視カメラ２に指示する操作コマンドを入力するボタンである「画像記録」１０４とを備えて構成される。なお、「画像記録」１０４には、画像データ記録部３６で画像データを記録媒体に記録するように監視カメラ２に指示するだけでなく、コントローラ３に備えられた画像データ記録部（不図示）に画像表示領域１０１に表示されている画像の画像データを記憶する指示を含めてもよい。そして、「広角」１０２、「望遠」１０３及び「画像記録」１０４は、例えばＰＣの場合ではカーソルをマウスで所望のボタンに合わせ、クリックすることによって、各ボタンに対応する操作コマンドが入力される。
【００５８】
コントローラ３の表示部４１における画像表示領域１０１には、まず、図７に示すように広歪曲画像が表示される。
【００５９】
ユーザは、画像表示領域１０１に表示したい表示画像の画角を「広角」１０２又は「望遠」１０３を用いてコントローラ３に入力する。コントローラ３の制御部４３は、操作部４１及び表示部４２によって入力された画角を監視カメラ２の制御部３５に送信する。
【００６０】
監視カメラ２の制御部３５は、表示すべき表示画像の画角を受信する（Ｓ１２）。制御部３５は、受信した画角が広角であるか望遠であるかを判断する（Ｓ１３）。判断の結果、制御部３５は、望遠である場合（Ｓ１３の“望遠”）にはＳ１４の処理を行い、広角である場合（Ｓ１３の“広角”）にはＳ２１の処理を行う。
【００６１】
Ｓ１４において、制御部３５は、画像処理部３３に広歪曲画像の画像中央領域Ｘのサイズを画像表示領域１０１のサイズに拡大するサイズ変換を行う。
【００６２】
即ち、図８において、広歪曲画像１１１のサイズを水平方向Ｍピクセル（ｐｉｘ）、垂直方向Ｎ（ｐｉｘ）とし、結像光学系３０１の中央領域を透過した被写体光像による画像に対応する領域である画像中央領域Ｘのサイズを水平方向Ａ（ｐｉｘ）（Ａ≦Ｍ）、垂直方向Ｂ（ｐｉｘ）（Ｂ≦Ｎ）とする。また、図９において、画像表示領域１０１のサイズを水平方向Ｋ（ｐｉｘ）（Ｋ≦Ｍ）、垂直方向Ｌ（ｐｉｘ）（Ｌ≦Ｎ）とする。なお、サイズ変換処理を容易に行うために、広歪曲画像１１１の垂直方向画素数に対する水平方向画素数の比率、画像中央領域Ｘの垂直方向画素数に対する水平方向画素数の比率、及び、画像表示領域１０１の垂直方向画素数に対する水平方向画素数の比率を全て同一（Ｍ：Ｎ＝Ａ：Ｂ＝Ｋ：Ｌ）とする。
【００６３】
結像光学系３０１の中央領域は、上述したように、この領域を透過した被写体光像による画像が人間が見た場合において相似形の略歪みのない自然な画像に見える範囲に設定されるので、画像中央領域Ｘの画像は、見た目に実質的に歪みを感じない自然な画像である。
【００６４】
画像表示領域１０１のサイズと画像中央領域Ｘのサイズがこのように設定されている場合に、画像処理部３３は、画像データバッファ３２に記憶されている画像中央領域Ｘの画像に対応する画像データを、画像中央領域Ｘの画像がＫ／Ａ倍されるように、周知の方法で当該画像データを演算する。つまり、当該画像データにおいて、サイズ変化後の位置を演算し、演算した位置に当該画像データの輝度データを割り当てる。画像中央領域Ｘの画像をＫ／Ａ倍することによって画像中央領域Ｘの画像は、画像表示領域１０１の大きさに拡大される。なお、このサイズ変換は、ディジタルスチルカメラ向けのＡＳＩＣにおけるサイズ変換機能を利用すると高速に処理可能である。
【００６５】
そして、制御部３５は、Ｋ／Ａ倍された画像中央領域Ｘの画像の画像データをコントローラ３に送信する（Ｓ１５）。
【００６６】
コントローラ３の制御部４３は、この画像データを受信すると、この画像データを表示部４２に表示する。例えば、図８の破線で示す領域が画像中央領域Ｘである場合には、この家の部分の画像データがＫ／Ａ倍されることによって図９に示す画像が得られ、コントローラ３に表示される。
【００６７】
このように、望遠の表示画像における歪み補正処理は、中央画像領域Ｘの画像を拡大するだけなので、後述する通常の歪み補正処理を実行する必要がなく、従来に較べて高速に歪み補正処理を実行することができる。
【００６８】
一方、Ｓ２１において、画像処理部３３は、広歪曲画像の中央画像領域Ｘの画角θｘを計算する（Ｓ２１）。この画角θｘは、像高ｈに対する画角θとの関係を示す関数がθ＝ｇ（ｈ）として与えられているとすると、式１から求めることができる。
θｘ＝ｇ（Ａ／２）×２                                    ・・・  （１）
ここで、関数ｇは、例えば、結像光学系３０１の画角・像高特性を実測することによって図４（Ｂ）に示す特性曲線を作成し、関数ｇを求めればよい。
【００６９】
次に、画像処理部３３は、広角の表示画像において広歪曲画像の中央画像領域Ｘに基づく画像を表示する領域である貼付け領域Ｙのサイズを計算する（Ｓ２２）。貼付け領域Ｙのサイズを水平方向Ｃ（ｐｉｘ）（Ｃ≦Ｋ）、垂直方向Ｄ（ｐｉｘ）（Ｄ≦Ｌ）とし、画像表示領域１０１の画角をθｖとすると、貼付け領域Ｙのサイズは、式２及び式３から求めることができる。
Ｃ＝Ｋ×ｔａｎ（θｘ／２）／ｔａｎ（θｖ／２）            ・・・  （２）
Ｄ＝Ｃ×Ｂ／Ａ                                            ・・・  （３）
なお、貼付け領域Ｙの垂直方向画素数に対する水平方向画素数の比率と画像表示領域１０１の垂直方向画素数に対する水平方向画素数の比率とを同一（Ｃ：Ｄ＝Ｋ：Ｌ）とする。
【００７０】
次に、画像処理部３３は、画像データバッファ３２に記憶されている画像中央領域Ｘの画像に対応する画像データを、画像中央領域Ｘの画像がＣ／Ａ倍されるように、周知の方法で当該画像データを演算する（Ｓ２３）。画像中央領域Ｘの画像をＣ／Ａ倍することによって画像中央領域Ｘの画像は、貼付け領域Ｙの大きさに拡大又は縮小される。
【００７１】
次に、画像処理部３３は、画像表示領域１０１における貼付け領域Ｙ以外の領域Ｚの画像における各画素の画像データを、広歪曲画像１１１における中央画像領域Ｘ以外の画像における各画素の画像データに対して通常の歪み補正処理を行うことによって生成する（Ｓ２４）。
【００７２】
以下に、この通常の歪み補正処理の計算方法について説明する。ここで、広歪曲画像の画像データを元画像データ、元画像データを構成する各画素の画素データを元画素データと呼称することとする。広歪曲画像の歪みを補正することによって得られる歪み補正画像における任意の画素を注目画素Ｂと呼称し、その座標をＢ（ｉ，ｊ）とする。歪み補正処理は、注目画素Ｂの座標Ｂ（ｉ，ｊ）と、この注目画素Ｂに対応する元画像の画素Ｑの座標Ｑ（ｕ，ｖ）との関係を求めればよい。この関係を求めることによって演算後の位置に元画像データの輝度データを割り当てて歪み補正画像の画像データを得ることができる。
【００７３】
まず、歪み補正画像において、この画像の中心Ａ（Ｋ／２，Ｌ／２）から注目画素Ｂまでの距離ｄ（ｄｘ：ｘ成分、ｄｙ：ｙ成分）は、式４乃至式６により式７となる。
ｄｘ＝（Ｋ／２−ｉ）                                    ・・・    （４）
ｄｙ＝（Ｌ／２−ｊ）                                    ・・・    （５）
ｄ＝√（ｄｘ２＋ｄｙ２）                                  ・・・      （６）
により、
ｄ＝√｛（Ｋ／２−ｉ）２＋（Ｌ／２−ｊ）２｝                ・・・      （７）
となる。
【００７４】
また、像高Ｙ、焦点距離ｆ、画角Θの関係が、Ｙ＝ｆ・ｔａｎΘで表される通常のレンズを用いて、歪み補正画像を撮影したと仮定した場合に、該歪み補正画像における座標Ｂ（ｉ，ｊ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角φは、元画像における座標Ｑ（ｕ，ｖ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角と同じである。
【００７５】
したがって、歪み補正画像の水平方向の画角をθ（ｒａｄ）とすると、歪み補正画像における座標Ｂ（ｉ，ｊ）に位置する画素の画素データに変換された光の入射角φは、式８及び式９が成り立ち、式１０となる。
Ｘ＝（Ｋ／２）／ｔａｎ（θ／２）                          ・・・    （８）
ｔａｎφ＝ｄ／Ｘ                                            ・・・    （９）
φ＝ｔａｎ−１｛ｄ×ｔａｎ（θ／２）／（Ｋ／２）｝              ・・・  （１０）
そして、元画像において、その中心Ｐ（Ｍ／２，Ｎ／２）から座標Ｑ（ｕ，ｖ）までの距離（像高）をｈとすると、距離ｈは、式（１０）で求めた入射角φをパラメータとする関数ｈ＝ｆ（φ）として表される。この関数ｆは、結像光学系３０１の曲率半径などに応じて求まるが、関数ｇと同様に実測することによって求めてもよい。
【００７６】
一方、式１１及び式１２が成立するので、式１３及び式１４が求まる。
ｈ：ｄ＝（ｕ−Ｍ／２）：ｄｘ                            ・・・  （１１）
ｈ：ｄ＝（ｖ−Ｎ／２）：ｄｙ                            ・・・  （１２）
ｕ＝Ｍ／２＋ｈ×（ｄｘ／ｄ）                            ・・・  （１３）
ｖ＝Ｎ／２＋ｈ×（ｄｙ／ｄ）                            ・・・  （１４）
したがって、ｈ＝ｆ（φ）、式１３及び式１４とから、座標Ｂ（ｉ，ｊ）に位置する画素データに対応する、元画像における画素データの座標Ｑ（ｕ，ｖ）を求めることができる。
【００７７】
図６に戻って、画像処理部３３は、Ｓ２３で生成した貼付け領域Ｙの画像データが画像表示領域１０１の中央に表示され、Ｓ２４で生成した貼付け領域Ｙ以外の領域Ｚの画像データがその周辺に表示されるように、両画像データをコントローラ３に送信する（Ｓ２５）。なお、１枚の画像の画像データに両画像データを合成し、合成した画像データをコントローラ３に送信してもよい。
【００７８】
コントローラ３は、両画像データを受信すると、まず、貼付け領域Ｙの画像データを画像表示領域１０１の中央に表示し、貼付け領域Ｙ以外の領域Ｚの画像データをその周辺に表示する。こうしてコントローラ３の表示部４２には、監視対象の広角の画像が表示される。例えば、図８に示す広歪曲画像は、図１０に示しようにコントローラ３の表示部４２の画像表示領域１０１に表示される。図１０の欠損領域１２１は、広歪曲画像の円像のうち撮像素子３０２によって受光されなかった光像があるために生じる。
【００７９】
なお、ユーザは、表示画像を記録しようとする場合には「画像記録」１０４によって表示画像を記録させる操作コマンドをコントローラ３に入力する。コントローラ３は、図５に不図示の記憶部に画像データを記憶すると共に、この操作コマンドを監視カメラ２に送信する。この操作コマンドを受信した監視カメラ２は、当該画像データを画像データ記録部３６に記録する。
【００８０】
第１の実施形態では、望遠における歪み補正画像を画像表示領域１０１に表示する場合には、表示すべき歪み補正画像を広歪曲画像１１１の中央画像領域Ｘにおける画像を拡大又は縮小することによって生成するので、通常の歪み補正処理する必要がない。このため、望遠における歪み補正画像を従来に較べてより高速に生成し、表示することができる。
【００８１】
また、広角における歪み補正画像を画像表示領域１０１に表示する場合には、表示すべき歪み補正画像の一部の画像を広歪曲画像１１１の中央画像領域Ｘにおける画像を拡大又は縮小することによって生成し、そして、残余の部分の画像を通常の歪み補正処理をすることによって生成する。このため、歪み補正画像の全てを通常の歪み補正処理によって生成する必要がないので、広角における歪み補正画像を従来に較べてより高速に生成し、表示することができる。そして、中央画像領域Ｘは、結像光学系３０１の特性により、見た目に実質的に歪みを感じない自然な画像が得られているので、画像における注目され易い画像の中央の画質を維持することができる。
【００８２】
従って、高速に歪み補正処理を実行することができるので、一般向けのＬＳＩやディジタルスチルカメラ向けのＡＳＩＣ等の安価な集積回路を利用することができるから、監視カメラ２のコストを低減することができる。
【００８３】
また、監視カメラ２が動画を送信する場合に、高速に歪み補正処理を実行することができるので、同等の処理能力を有する回路で歪み補正処理をした場合に、従来に較べてフレームレートを向上させることができるから、よりスムーズな動きの動画を得ることができる。
【００８４】
次に、第２の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第１の実施形態では、望遠の画像は、広歪曲画像における中央画像領域Ｘの画像を画像表示領域１０１のサイズに拡大することによって生成し、広角の画像は、広歪曲画像における中央画像領域Ｘの画像を貼付け領域Ｙのサイズに拡大又は縮小すると共に貼付け領域Ｙ以外の領域Ｚの画像を広歪曲画像１１１に歪み補正処理を実行するによって生成したが、第２の実施形態では、望遠の画像は、広歪曲画像における中央画像領域Ｘの画像を画像表示領域１０１のサイズに拡大することによって生成し、広角の画像は、貼付け領域Ｙについては全画素について通常の歪み補正処理を実行すると共に、貼付け領域Ｙ以外の領域Ｚについてはｓ画素に１画素の割合で通常の歪み補正処理を実行することによって生成する。なお、第１の実施形態における貼付け領域Ｙに相当する領域を第２の実施形態では歪み補正中央領域Ｗと呼称することとする。歪み補正中央領域Ｗのサイズは、Ｅ（ｐｉｘ）×Ｆ（ｐｉｘ）であり、本実施形態では、Ｅ＝Ｃ、Ｆ＝Ｄである。
【００８５】
従って、監視カメラ２の画像処理部３３の処理が後述のように処理する点を除き、監視システム１の構成、監視カメラ２の構成、及び、コントローラ３の構成は、第１の実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００８６】
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
（第２の実施形態の動作）
第２の実施形態における監視カメラの動作は、広角の画像の画像データを生成する処理を除き、第１の実施形態と同様である。つまり、第１の実施形態における図６のＳ１１乃至Ｓ１５の処理は、そのまま第２の実施形態における監視カメラの動作であるので、その説明を省略し、広角の画像の画像データを生成する処理について説明する。
【００８７】
図１１は、広角の画像を生成する場合における監視カメラの動作を示す図である。図１２は、第２の実施形態における広角の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。
【００８８】
図１１において、画像処理部３３は、画像データバッファ３２に記憶されている画像データに基づいて、広歪曲画像を１／ｓに縮小した１／ｓ縮小広歪曲画像の画像データを生成する（Ｓ３１）。
【００８９】
次に、画像処理部３３は、１／ｓ縮小広歪曲画像に対して上述した通常の歪み補正処理を行う（Ｓ３２）。通常の歪み補正処理は、１／ｓに縮小した１／ｓ縮小工歪曲画像に対して行われるので、ｓ画素に１画素の割合で通常の歪み補正処理が実行されることなる。このため、広歪曲画像における各画素に対して一定の画素間隔ｓで歪み補正処理を実行することとなるので、広歪曲画像について歪み補正処理を実行する場合に較べて処理する画素数が減る。その結果、歪み補正処理の処理時間が短縮される。このｓは、歪み補正後に得られる画像に要求される画質等によって決定される値であり、本実施形態では、ｓ＝２とした。
【００９０】
次に、画像処理部３３は、歪み補正処理後の１／ｓ縮小広歪曲画像をｓ倍に拡大する拡大処理を行う。これによって広歪曲画像をそのまま歪み補正処理した場合のサイズになる。ここで、ｓ画素に１画素の割合で歪み補正処理を行ったため、輝度データを持たない画素が生じることとなる。このため、画像処理部３３は、歪み補正処理を実行しなかった画素に対する画像データを隣接画素の画像データに基づいて補間することによって生成する（Ｓ３３）。
【００９１】
この補間は、例えば、当該画素の一方に隣接する画素の輝度データをそのまま当該画素の輝度データとして使用する。また、例えば、当該画素に隣接する両画素の輝度データを用いて位置と輝度との関係を示す一次関数を求め、この一次関数から当該画素の輝度データを求める（線形補間）。また、例えば、当該画素の周辺画素の輝度データを平均することによって当該画素の輝度データを求める。
【００９２】
次に、画像処理部３３は、広歪曲画像の画像中央領域Ｘの画像に対し通常の歪み補正処理を行い、歪み補正処理後の画像データを生成する（Ｓ３４）。
【００９３】
次に、画像処理部３３は、Ｓ３３で生成した画像が先に表示され、Ｓ３４で生成した画像データが画像表示領域１０１の中央に重ねて表示されるように、両画像データをコントローラ３に送信する（Ｓ３５）。なお、１枚の画像の画像データに両画像データを合成し、合成した画像データをコントローラ３に送信してもよい。
【００９４】
コントローラ３は、両画像データを受信すると、まず、Ｓ３３で生成した画像データを画像表示領域１０１の全体に表示し、Ｓ３４で生成した画像データを画像表示領域１０１の略中央の歪み補正中央領域Ｗに重ねて表示する。こうしてコントローラ３の表示部４２には、監視対象の広角の画像が表示される。例えば、図８に示す広歪曲画像は、図１２に示したようにコントローラ３の表示部４２の画像表示領域１０１に表示される。
【００９５】
第２の実施形態では、広角における歪み補正画像を画像表示領域１０１に表示する場合には、広歪曲画像における各画素に対し一定の画素間隔で通常の歪み補正処理を実行し、画像表示領域１０１の略中央である歪み補正中央領域Ｗでは広歪曲画像における全画素に対して通常の歪み補正処理を実行する。このため、歪み補正画像の全てを通常の歪み補正処理によって生成する必要がないので、広角における歪み補正画像を従来に較べてより高速に生成し、表示することができる。そして、歪み補正中央領域Ｗでは広歪曲画像における全画素に対して通常の歪み補正処理を実行するので、画像における注目され易い画像の中央の画質を維持することができる。
【００９６】
次に、第３の実施形態について説明する。
（第３の実施形態の構成）
第３の実施形態は、第２の実施形態におけるＳ３４の広歪曲画像の画像中央領域Ｘの画像に対する歪み補正処理の代わりに、第１の実施形態と同様に広歪曲画像の画像中央領域Ｘを拡大又は縮小した画像を貼り付ける実施形態である。
【００９７】
従って、監視カメラ２の画像処理部３３の処理が後述のように処理する点を除き、監視システム１の構成、監視カメラ２の構成、及び、コントローラ３の構成は、第１の実施形態と同様なので、その説明を省略する。
【００９８】
次に、第３の実施形態の動作について説明する。
（第３の実施形態の動作）
第３の実施形態における監視カメラの動作は、広角の画像の画像データを生成する処理を除き、第１の実施形態と同様である。つまり、第１の実施形態における図６のＳ１１乃至Ｓ１５の処理は、そのまま第２の実施形態における監視カメラの動作であるので、その説明を省略し、広角の画像の画像データを生成する処理について説明する。
【００９９】
図１３は、第３の実施形態における広角の画像を生成する場合における監視カメラの動作を示す図である。
【０１００】
図１３において、画像処理部３３は、画像データバッファ３２に記憶されている画像データに基づいて、広歪曲画像を１／ｓに縮小した１／ｓ縮小広歪曲画像の画像データを生成する（Ｓ４１）。次に、画像処理部３３は、１／ｓ縮小広歪曲画像に対して通常の歪み補正処理を行う（Ｓ４２）。次に、画像処理部３３は、歪み補正処理後の１／ｓ縮小広歪曲画像をｓ倍に拡大する拡大処理を行う。そして、画像処理部３３は、歪み補正処理を実行しなかった画素に対する画像データを隣接画素の画像データに基づいて補間することによって生成する（Ｓ４３）。
【０１０１】
次に、画像処理部３３は、広歪曲画像の中央画像領域Ｘの画角θｘを式１によって計算する（Ｓ４４）。次に、画像処理部３３は、広角の表示画像において広歪曲画像の中央画像領域Ｘに基づく画像を表示する領域である貼付け領域Ｙのサイズを式２及び式３によって計算する（Ｓ４５）。次に、画像処理部３３は、画像データバッファ３２に記憶されている画像中央領域Ｘの画像に対応する画像データを、画像中央領域Ｘの画像がＣ／Ａ倍されるように、周知の方法で当該画像データを演算する（Ｓ４６）。
【０１０２】
画像処理部３３は、Ｓ４３で生成した画像が先に表示され、Ｓ４６で生成した画像データが画像表示領域１０１の中央に重ねて表示されるように、両画像データをコントローラ３に送信する（Ｓ４７）。なお、１枚の画像の画像データに両画像データを合成し、合成した画像データをコントローラ３に送信してもよい。
【０１０３】
コントローラ３は、両画像データを受信すると、まず、Ｓ４３で生成した画像データを画像表示領域１０１の全体に表示し、Ｓ４７で生成した画像データを画像表示領域１０１の略中央の貼付け領域Ｙに重ねて表示する。こうしてコントローラ３の表示部４２には、監視対象の広角の画像が表示される。
【０１０４】
第３の実施形態では、広角における歪み補正画像を画像表示領域１０１に表示する場合には、広歪曲画像における各画素に対し一定の画素間隔で通常の歪み補正処理を実行し、画像表示領域１０１の略中央である貼付け領域Ｙでは、広歪曲画像１１１の中央画像領域Ｘにおける画像を拡大又は縮小することによって生成する。このため、歪み補正画像の全てを通常の歪み補正処理によって生成する必要がないので、広角における歪み補正画像を従来に較べてより高速に生成し、表示することができる。そして、中央画像領域Ｘは、結像光学系３０１の特性により、見た目に実質的に歪みを感じない自然な画像が得られているので、画像における注目され易い画像の中央の画質を維持することができる。
【０１０５】
なお、第１乃至第３の実施形態では、撮像装置である監視カメラ２とそれを操作するコントローラ３とを別体で構成する実施形態について説明したが、撮像装置とコントローラ３とを一体に構成してもよい。
【０１０６】
以上、本明細書に開示された主な発明を以下にまとめる。
（付記１）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、前記補正画像の一部に歪みを補正する代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いることを特徴とする撮像装置。
（付記２）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系と、複数の受光素子が２次元的に配置されてなる撮像面に前記結像光学系によって結像された光像を前記複数の受光素子で光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、前記画像信号に基づいて前記光像の画像における各画素の画像データを生成する画像生成部と、前記光像の画像が見た目に実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように、前記光像の画像における各画素の画像データを歪み補正して前記補正画像における各画素の画像データに演算する画像処理部とを備えた撮像装置において、前記画像処理部は、前記補正画像における各画素の画像データの一部に、前記中央領域を透過した光像の画像における各画素の画像データを前記歪み補正することなく用いることを特徴とする撮像装置。
（付記３）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する撮像装置において、前記画像の歪みを補正する場合に、前記画像の各画素に対して一定の画素間隔で歪みを補正して補正画像を得ることを特徴とする撮像装置。
（付記４）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系と、複数の受光素子が２次元的に配置されてなる撮像面に前記結像光学系によって結像された光像を前記複数の受光素子で光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、前記画像信号に基づいて前記光像の画像における各画素の画像データを生成する画像生成部と、前記光像の画像が見た目に実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように、前記光像の画像における各画素の画像データを歪み補正して前記補正画像における各画素の画像データを演算する画像処理部とを備えた撮像装置において、前記画像処理部は、前記光像の画像における各画素の画像データを一定の画素間隔で歪み補正して前記補正画像における各画素の画像データを演算することを特徴とする撮像装置。
（付記５）  前記画像処理部は、前記光像の画像を縮小する処理部と、縮小した画像に対して歪み補正する処理部と、歪み補正した画像を元の画像のサイズに拡大する処理部とを備えて構成されることを特徴とする付記４に記載の撮像装置。（付記６）  前記画像の一定範囲内の各画素に対しては、全ての画素について歪みを補正することを特徴とする付記３に記載の撮像装置。
（付記７）  前記光像の画像の一定範囲内における各画素の画像データについては、全て歪み補正することを特徴とする付記４に記載の撮像装置。
（付記８）  前記補正画像の一定範囲内の画像の代わりに前記中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小して用いることを特徴とする付記３に記載の撮像装置。
（付記９）  前記補正画像の一定範囲内における各画素の画像データに、前記中央領域を透過した光像の画像における各画素の画像データを前記歪み補正することなく用いることを特徴とする付記４に記載の撮像装置。
（付記１０）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する歪み補正方法において、前記中央領域を透過した光像による画像を拡大又は縮小するステップと、前記周辺領域を透過した光像による画像を歪み補正するステップとを備えることを特徴とする歪み補正方法。
（付記１１）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する歪み補正方法において、前記画像の各画素に対して一定の画素間隔で歪みを補正して補正画像を得るステップと、前記中央領域を透過した光像による画像を拡大又は縮小するステップとを備えることを特徴とする歪み補正方法。
（付記１２）  中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する結像光学系によって得られた画像を見た目で実質的に歪みを感じない自然な補正画像となるように歪みを補正する歪み補正方法において、前記画像の各画素に対して一定の画素間隔で歪みを補正して補正画像を得るステップと、前記画像の一定範囲内の各画素に対しては、全ての画素について歪みを補正するステップとを備えることを特徴とする歪み補正方法。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮像装置は、結像光学系に中央領域に対してその周辺領域が大きな歪曲収差を有する光学系を用いるので、広い視野の画像が得られるだけでなく、その中央領域を透過した光像の画像が見た目で実質的に歪みを感じない自然な画像となる。このため、中央領域を透過した光像の画像を拡大又は縮小し、その拡大又は縮小した画像を補正画像の一部とすることによって、その部分の歪みを補正する歪み補正処理が必要となくなるから、高速に歪み補正処理を実行することができる。
【０１０８】
高速に歪み補正処理を実行することができるので、一般向けのＬＳＩやディジタルスチルカメラ向けのＡＳＩＣ等の安価な集積回路を利用することができるから、撮像装置のコストを低減することができる。
【０１０９】
また、高速に歪み補正処理を実行することができるので、同等の処理能力を有する回路で歪み補正処理をした場合に従来に較べてフレームレートを向上させることができるから、よりスムーズな動きの動画を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における監視システムの構成を示す図である。
【図２】監視システムに使用される監視カメラの構成を示す図である。
【図３】監視カメラの構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態における結像光学系の特性を示す図である。
【図５】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】第１の実施形態における監視カメラの動作を示す図である。
【図７】コントローラの表示部に表示される表示画面を示す図である。
【図８】歪み補正処理を説明するための図である。
【図９】第１の実施形態における望遠の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。
【図１０】第１の実施形態における広角の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。
【図１１】第２の実施形態における広角の画像を生成する場合における監視カメラの動作を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における広角の場合における歪み補正処理後の画像を示す図である。
【図１３】第３の実施形態における広角の画像を生成する場合における監視カメラの動作を示す図である。
【図１４】広歪曲レンズで撮像した撮像画像及びその歪みを補正した歪み補正画像を示す図である。
【符号の説明】
２  監視カメラ
３  コントローラ
３０  撮像部
３１  画像生成部
３２  画像データバッファ
３３  画像処理部
３５、４３  制御部
３６  画像データ記録部
３７  記憶部
４１  操作部
４２  表示部
【図１】
2004272578.tif 000003
【図２】
2004272578.tif 000004
【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】
2004272578.tif 000011
【図１０】
2004272578.tif 000012
【図１１】
2004272578.tif 000013
【図１２】
2004272578.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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