(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像対象物を上空から撮像する撮像装置であって、
前記撮像対象物が所在する領域の数値標高モデルデータを取得する数値標高モデルデータ取得部と、
前記数値標高モデルデータ取得部により取得された前記数値標高モデルデータを解析して、前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況を推定する影発生状況推定部と、
前記影発生状況推定部により推定された前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況に基づき、前記撮像対象物を撮像する際の露出制御値を算出する露出制御値演算部と、
前記露出制御値演算部により算出された前記露出制御値に従って、前記撮像対象物を上空から撮像する撮像部とを有する撮像装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、更に、
前記撮像対象物の位置情報を取得する位置情報取得部を有し、
前記数値標高モデルデータ取得部は、
前記位置情報取得部により取得された前記撮像対象物の位置情報に基づき、前記数値標高モデルデータを取得する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記影発生状況推定部は、
前記数値標高モデルデータで示される標高の分布に基づき、前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況を推定する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像対象物を上空から撮像する撮像装置が、
前記撮像対象物が所在する領域の数値標高モデルデータを取得する数値標高モデルデータ取得ステップと、
前記数値標高モデルデータ取得ステップにより取得された前記数値標高モデルデータを解析して、前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況を推定する影発生状況推定ステップと、
前記影発生状況推定ステップにより推定された前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況に基づき、前記撮像対象物を撮像する際の露出制御値を算出する露出制御値演算ステップと、
前記露出制御値演算ステップにより算出された前記露出制御値に従って、前記撮像対象物を上空から撮像する撮像ステップとを有する撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像対象物を上空から撮像する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像装置は、入射光の輝度を複数の色成分毎にそれぞれ測定する測光部と、前記測光部が出力する前記複数の色成分毎の測光データに基づいて露出制御値を生成する露出制御部と、付属品の装着状態を検出する付属品検出部を備え、前記露出制御部は、前記付属品検出部の出力に応じて前記複数の色成分毎の測光データの重み付けを変化させて前記露出制御値を生成する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０１７５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の撮像装置は、露出制御部が、付属品検出部の出力に応じて複数の色成分毎の測光データの重み付けを変化させて露出制御値を生成する構成とするため、露出制御の際、露出制御値を決めるために測光データを取得する必要がある。
このため、従来の撮像装置では、測光データの取得に時間を要する場合があり、速やかに露出制御値を決めることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決することを主な目的としており、撮像対象物を上空から撮像する際の露出制御値を速やかに決定できる構成を得ることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮像装置は、
撮像対象物を上空から撮像する撮像装置であって、
前記撮像対象物が所在する領域の数値標高モデルデータを取得する数値標高モデルデータ取得部と、
前記数値標高モデルデータ取得部により取得された前記数値標高モデルデータを解析して、前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況を推定する影発生状況推定部と、
前記影発生状況推定部により推定された前記撮像対象物が所在する領域での影の発生状況に基づき、前記撮像対象物を撮像する際の露出制御値を算出する露出制御値演算部と、
前記露出制御値演算部により算出された前記露出制御値に従って、前記撮像対象物を上空から撮像する撮像部とを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、数値標高モデルデータをもとに露出制御値を決定するので、測光データを取得する必要がなく、測光データの取得による時間的なオーバーヘッドが発生しない。
このため、本発明によれば、速やかに露出制御値を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る撮像装置の構成例を示す図。
【図２】実施の形態１に係る撮像装置の使用例を示す図。
【図３】実施の形態１に係る撮像装置の動作例を示すフローチャート図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１は、本実施の形態に係る撮像装置１００の構成例を示す。
撮像装置１００は、飛行機や人工衛星等の飛行体に搭載されて、上空から地表方向を撮像する。
【００１０】
撮像装置１００は、図１に示すように、位置情報取得部１０１と、数値標高モデルデータ取得部１０２と、ＤＥＭデータ２０１と、影発生状況推定部１０３と、露出制御値演算部１０４と、撮像部１０５を備える。
【００１１】
なお、撮像部１０５は、図示を省略しているが、撮像レンズ、絞り、シャッタ、撮像素子、画像処理機能、画像記録装置等を備えている。
この撮像部１０５の構成、動作は当業者には既知の内容であり、例えば特許文献１に記載されている。
【００１２】
また、位置情報取得部１０１と、数値標高モデルデータ取得部１０２と、撮像部１０５内の画像処理機能は、例えば、プログラムにより実現される。
これらプログラムは、図１に図示していない、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性メモリに記憶されている。
また、これらプログラムは、図１に図示していないＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）にロードされ、図１に図示していないプロセッサにより実行される。
プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等である。
また、不揮発性メモリには、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）も記憶されている。
そして、ＯＳの少なくとも一部がプロセッサにより実行される。
プロセッサはＯＳの少なくとも一部を実行しながら、前述のプログラムを実行する。
【００１３】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２に、本実施の形態１に係る撮像装置１００の使用例を示す。
以下、この使用例をもとに、本実施の形態に係る撮像装置１００の動作例を説明する。
【００１４】
図２の使用例では、本実施の形態に係る撮像装置１００は飛行機９００に搭載され、地上９２０の撮像対象領域９２１を撮像する。
撮像対象領域９２１は、撮像対象物が所在する領域である。
なお、図２において、符号９１０は図１に示す撮像装置１００の撮像部１０５内の撮像レンズによって決定される視野を示す。
【００１５】
位置情報取得部１０１は、撮像対象物の位置情報（緯度、経度など）を取得する。
【００１６】
数値標高モデルデータ取得部１０２は、撮像対象物の位置情報に基づき、撮像対象領域９２１の数値標高モデルデータ２０１を取得する。
以下、数値標高モデルデータ２０１をＤＥＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ）データ２０１と表記する。
【００１７】
影発生状況推定部１０３は、数値標高モデルデータ取得部１０２により取得されたＤＥＭデータ２０１を解析して、撮像対象領域９２１での影の発生状況を推定する。
【００１８】
露出制御値演算部１０４は、影発生状況推定部１０３の推定値から露出制御値を生成する。
【００１９】
撮像部１０５は、露出制御値演算部１０４により生成された露出制御値に従って、撮像対象物を撮像する。
【００２０】
以下、図３のフローチャートを用いて、本実施の形態に係る撮像装置１００の動作例を説明する。
なお、以下にて説明する手順は、撮像方法の例に相当する。
【００２１】
まず、位置情報取得部１０１が撮像対象物の位置情報（緯度、経度など）を取得する（Ｓ１０１）。
位置情報取得部１０１による、撮像対象物の位置情報の取得方法の第１の例としては、撮像装置１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信機を搭載し、ＧＰＳデータを活用する方法がある。
なお、ＧＰＳ受信機およびＧＰＳデータは当業者には既知であるため、詳細な説明は省略する。
また第２の例としては、位置情報取得部１０１が、飛行機９００の飛行計画や飛行データ（例えば飛行速度、離陸時刻、現在時刻など）から計算する方法がある。
【００２２】
次に、数値標高モデルデータ取得部１０２は、ＤＥＭデータ２０１を取得する（数値標高モデルデータ取得ステップ）（Ｓ１０２）。
より具体的には、数値標高モデルデータ取得部１０２は、飛行機９００に搭載されているＤＢ（Ｄａｔａｂａｓｅ）２００から、撮像対象領域９２１に対応したＤＥＭデータ２０１を読み出す。
なお、早朝であるか夕方であるかといった時間帯によっても影の発生状況は変化する。
このため、ＤＢ２００に、時間帯別のＤＥＭデータが格納されている場合は、数値標高モデルデータ取得部１０２は、撮像対象領域９２１に対応するＤＥＭデータ２０１のうち、現在時刻に対応する時間帯のＤＥＭデータを読み出すようにしてもよい。
また、冬であるか夏であるかといった季節によっても影の発生状況は変化する。
このため、ＤＢ２００に、季節別のＤＥＭデータが格納されている場合は、数値標高モデルデータ取得部１０２は、撮像対象領域９２１に対応するＤＥＭデータ２０１のうち、対応する季節のＤＥＭデータを読み出すようにしてもよい。
なお、ＤＥＭデータ２０１自体は既知の情報である。
【００２３】
次に、影発生状況推定部１０３は、撮像対象領域９２１における影の発生状況を推定する（影発生状況推定ステップ）（Ｓ１０３）。
つまり、影発生状況推定部１０３は、数値標高モデルデータ取得部１０２により取得されたＤＥＭデータ２０１を解析して、撮影対象領域９２１での影の多さを推定する。
影発生状況推定部１０３は、例えば、ＤＥＭデータ２０１で示される標高の分布から影の発生状況を推定する。
具体的には、影発生状況推定部１０３は、ＤＥＭデータ２０１で示される標高の最大値と最小値の差が小さいほど、撮像対象物は影ができにくい（すなわち影が少ない）と判断する。
他の例の第１としては、ＤＥＭデータ２０１で示される標高のばらつき具合を示す指標（エントロピーや標準偏差）に基づき、これらの値が大きい程、撮像対象物は影ができやすい（すなわち影が多い）と判断する方法もある。
他の例の第２としては、上記のＤＥＭデータ２０１に基づく推定に、撮像時間帯あるいは撮像対象物が撮像部１０５に対して順光方向に位置するか、逆光方向に位置するかによる影響を加味する。例えば、撮像時間帯が夕方や明け方など太陽高度が低い時であれば影の量は多いと推定し、撮像時間帯が正午に近い時であれば影の量は少ないと推定できる。また、撮像対象物が撮像部対して順光方向に位置すれば影の量は多くなると推定し、逆光方向に位置すれば影の量は少なくなると推定してもよい。撮像対象物が撮像部対して順光方向に位置するか、逆光方向に位置するかは、例えば、位置情報取得部１０１により求める撮像対象物の位置情報と、撮像時間帯および撮像部１０５の取り付け角度を比較することで求めることができる。
なお、影の多さは連続的な値で求めてもよいし、離散的な値で求めてもよい。
【００２４】
露出制御値演算部１０４は、影発生状況推定部１０３により推定された撮像対象領域９２１での影の発生状況に基づき、撮像対象物を撮像する際の露出制御値を算出する（露出制御値演算ステップ）（Ｓ１０４）。
より具体的には、影発生状況推定部１０３が出力する影の多さを表す値が大きい程（すわわち、影が多いと推定されるほど）露出制御値を大きくする。
なお、ここでの露出制御値とは、撮像部１０５内の撮像素子に入射する光量を表しており、露出制御値が大きくなるほど、撮像素子に入射する光量も大きくなる。
【００２５】
最後に、撮像部１０５が、露出制御値演算部１０４により算出された露出制御値に従って、撮像対象物を上空から撮像する（撮像ステップ）（Ｓ１０５）。
なお、撮像部１０５による撮像動作は、当業者にとっては自明なため、詳細な説明は省略する。
【００２６】
＊＊＊実施の形態の効果＊＊＊
本実施の形態に係る撮像装置１００では、位置情報取得部１０１が、撮像対象物の位置情報（緯度、経度など）を取得し、数値標高モデルデータ取得部１０２が、測定対象物の位置情報に基づき、撮像対象領域のＤＥＭデータ２０１を読み出し、影発生状況推定部１０３が、ＤＥＭデータ２０１から、影の多さを推定し、露出制御値演算部１０４が、影発生状況推定部１０３の推定値から露出制御値を生成する。
つまり、露出制御値を生成するのに必要な情報は撮像対象物の位置情報とＤＥＭデータ２０１のみである。
【００２７】
ＤＥＭデータ２０１は実際の撮像とは関係なく、事前に入手可能である。
また、撮像対象物の位置情報も、実際の撮像とは関係なく容易に入手可能である。
言い換えると、本実施の形態による撮像装置１００では、事前あるいは容易に入手可能な情報から露出制御を行うため、速やかな撮像実施が可能である。
【００２８】
一方、特許文献１に記載の撮像装置では、露出制御を行うために、一度測光データを取得する必要があるため、測光データの取得という時間的なオーバーヘッドが生じる。
【００２９】
仮に時間的なオーバーヘッドが生じても、撮像装置と被写体の位置関係が時間によって変化しないのであれば大きな問題とはならない。
しかしながら図２に示すような、上空から被写体を撮像する場合、撮像装置と被写体の位置関係は時間によって変化することが多々ある。
特に撮像装置を飛行機などの空中で静止することができない飛行体に搭載する場合、この問題が顕著になる。
【００３０】
上記を総合すると、本実施の形態に係る撮像装置では、上空から被写体を撮像する場合に、適切な露出制御で速やかに撮像することが可能であり、飛行機などの空中で静止することができない飛行体から被写体を撮像する場合には、特に効果がある。
【符号の説明】
【００３１】
１００  撮像装置、１０１  位置情報取得部、１０２  数値標高モデルデータ取得部、１０３  影発生状況推定部、１０４  露出制御値演算部、１０５  撮像部、２００  ＤＢ、２０１  ＤＥＭデータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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