(57)【要約】【目的】  撮像映像上での炎検出を的確に且つ低コストで行うことができる監視カメラ装置を提供する。【構成】  補色フィルターを備える固体撮像素子２のラインＡ１出力及びラインＡ２出力に対して、補正係数Ｃ１，Ｃ２が適宜乗算され、素子出力のバランスが補正される。通常状態の撮影（Ｃ１，Ｃ２が予め決められた定数で固定されている状態）で火災の疑い有りと判定された場合、通常状態の補正係数（Ｃ１、Ｃ２）を炎の炎色反応に最適化された補正係数（Ｃ１′、Ｃ２′）に変更し、軸変更状態の色差信号を生成し、この色差信号に基づいて火災判定を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補色フィルターを備えた撮像素子からの信号に対して、前記撮像素子の特性に鑑みた補正係数を乗算し、この乗算信号に基づいて第１色差信号と第２色差信号とを出力するように構成された監視カメラ装置において、前記補正係数とは別に設定された第２の補正係数を記憶し、前記第２の補正係数を前記撮像素子からの信号に乗算した信号に基づいて出力される軸変更状態の第１色差信号及び第２色差信号のうちの少なくとも一方を用いて火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の監視カメラ装置において、前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号と所定の閾値との比較によって火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の監視カメラ装置において、前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号をフレームメモリ又はフィールドメモリに格納し、フレーム間又はフィールド間で前記軸変更状態の色差信号の変化に基づいて火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の監視カメラ装置において、前記第２の補正係数による軸変更がなされていない色差信号に基づいて予備的な火災判定を行い、この判定で肯定的結果が得られたときに、第２の補正係数による軸変更状態の色差信号を用いて火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の監視カメラ装置において、前記第２の補正係数による軸変更がなされていない色差信号の出力系統とは別の系統として前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号を取り出し、この軸変更状態の色差信号を用いて火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の監視カメラ装置において、前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号の変化を緩和させる積分処理を行った上で火災判定を行うように構成されたことを特徴とする監視カメラ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の監視カメラ装置において、火災と判定された領域が撮像範囲中央に位置するように撮像方向を変更する手段と、変更された撮像方向上で自動合焦処理を行う手段と、を備えたことを特徴とする監視カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、火災判定が行える監視カメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
防犯を目的として従来より監視カメラシステムが提案されており、更に、このようなカメラシステムにおいて火災防止のために炎を検出することが試みられている。炎発生報知の方法として、監視カメラとは別に（外部に）熱センサーなどを備えたアラームセンサーを用いる方法がある。この方法では、アラームセンサーは一般に炎を検出するとアラーム信号を発生するだけであるから、このアラーム信号を監視カメラの外部入力端子等に入力することとしている。近年、監視カメラはマイコン（マイクロコンピュータ）を内蔵しており、一般に、前記端子等を経由して外部の信号を受けた場合に前記マイコンがアラーム信号をエンコードし、このエンコード信号を出力映像信号に重畳して送出するか、又は、制御線などの手段を用いて送出する。そして、前記出力映像信号を受け取る記録機器は受け取った出力映像信号からエンコード信号を分離し、デコードによってアラーム信号を取り出し、アラーム記録処理（記録時間間隔を早くしたり、記録画像の品質（圧縮サイズ等）を上げたりする）等を行う。また、アラームセンサーのアラーム信号を直接に記録機器に送る構成もある。
【０００３】
また、監視カメラに搭載されている撮像素子から出力される色信号を用いて炎を検出する構成が知られている（特許文献１参照）。かかる構成では、撮像素子の出力に基づいて色差マトリックス回路によって生成されるＲ，Ｇ，Ｂ信号成分を利用する。すなわち、炎の色には特徴があり、この特徴は前記色差マトリックス回路から生成されるＲ信号及びＧ信号に現れるので、例えばＲ信号とＧ信号の比率を求め、この比率がある閾値を超えた場合に炎であると判断し、アラーム信号を出力する。そして、前記アラームセンサーの構成と同様、映像信号に重畳するなどしてアラーム信号を送信する。
【特許文献１】特開平０９−３２６０９０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、前記アラームセンサーを用いる構成では、監視カメラとは別個にアラームセンサーを備えるため、監視システムの簡素化が図り難く、価格も割高になる。また、撮像信号を利用する構成では、一般にＲ信号とＧ信号（又はＢ信号）の各々を保存するためのフィールド（或いはフレーム）メモリを必要とする。このため、炎検出専用の画像処理エンジンとメモリが必要になり、価格が割高になる。
【０００５】
この発明は、上記の事情に鑑み、撮像映像上での炎検出を的確に且つ低コストで行うことができる監視カメラ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の監視カメラ装置は、上記の課題を解決するために、補色フィルターを備えた撮像素子からの信号に対して、前記撮像素子の特性に鑑みた補正係数を乗算し、この乗算信号に基づいて第１色差信号と第２色差信号とを出力するように構成された監視カメラ装置において、前記補正係数とは別に設定された第２の補正係数を記憶し、前記第２の補正係数を前記撮像素子からの信号に乗算した信号に基づいて出力される軸変更状態の第１色差信号及び第２色差信号のうちの少なくとも一方を用いて火災判定を行うように構成されたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成であれば、補正係数の変更によって炎の特徴的な色が忠実に再現され、この忠実に再現された色差信号にて炎判定を行うから、的確な判定が可能となる。そして、前記補正係数の乗算構成自体は元来的なものであるので、監視カメラシステムの変更は殆ど無く、コスト高も回避できる。
【０００８】
前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号と所定の閾値との比較によって火災判定を行ってもよい。また、前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号をフレームメモリ又はフィールドメモリに格納し、フレーム間又はフィールド間で前記軸変更状態の色差信号の変化に基づいて火災判定を行うようにしてもよい。
【０００９】
前記第２の補正係数による軸変更がなされていない色差信号に基づいて予備的な火災判定を行い、この判定で肯定的結果が得られたときに、第２の補正係数による軸変更状態の色差信号を用いて火災判定を行っても良い。また、前記第２の補正係数による軸変更がなされていない色差信号の出力系統とは別の系統として前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号を取り出し、この軸変更状態の色差信号を用いて火災判定を行うようにしてもよい。
【００１０】
また、これらの構成において、前記第２の補正係数による軸変更状態の色差信号の変化を緩和させる積分処理を行った上で火災判定を行うのがよい。
【００１１】
また、これらの構成において、火災と判定された領域が撮像範囲中央に位置するように撮像方向を変更する手段と、変更された撮像方向上で自動合焦処理を行う手段と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、撮像映像上での炎検出を的確に且つ低コストで行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態における監視カメラ装置を図１乃至図３に基づいて説明する。
【００１４】
監視カメラ装置１は、補色フィルタータイプの固体撮像素子（ＣＣＤ等）２を備える。この固体撮像素子２は、例えば、奇数ラインにおいてＣｙ（シアン）とＹｅ（イエロー）の画素が横方向に交互に並び、偶数ラインにおいてＧ（グリーン）とＭｇ（マゼンダ）の画素が横方向に交互に並ぶ。そして、前記偶数ラインにおいて、或るラインがＧ，Ｍｇの順で並ぶとすると、次の偶数ラインではＭｇ，Ｇの順で並ぶ。
【００１５】
奇数フィールド（Ａフィールド）の或るラインＡ１では、第１加算値（Ｙｅ＋Ｍｇ（＝２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ））と第２加算値（Ｃｙ＋Ｇ（＝Ｂ＋２Ｇ））が交互に出力される。両加算値の差を求めると、２Ｒ−Ｇの信号になる。次のラインＡ２では、第１加算値（Ｙｅ＋Ｇ）と第２加算値（Ｃｙ＋Ｍｇ）が交互に出力される。両加算値の差を求めると、−（２Ｂ−Ｇ）信号になる。それぞれのライン出力上には係数乗算器（増幅器）３が設けられており、ラインＡ１出力及びラインＡ２出力に対して補正係数Ｃ１，Ｃ２が適宜乗算され、素子出力のバランスを補正できるようになっている。補正係数Ｃ１，Ｃ２は係数記憶メモリ５から読み出される。前記補正係数が乗算された各ライン出力がマトリクス回路４に入力され、このマトリクス回路４から色差信号Ｃｒ（２Ｒ−Ｇ）及びＣｂ（２Ｂ−Ｇ）が出力される。なお、偶数フィールド（Ｂフィールド）についても、奇数フィールド（Ａフィールド）と同じ処理が行われる。
【００１６】
Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒは、更にガンマ補正やホワイトバランス補正がなされた後に、図示しない色差マトリクス回路を経て色差信号Ｉ（Ｒ−Ｙ）及びＱ（Ｂ−Ｙ）となって出力される。なお、色差信号Ｉ，Ｑは人の視覚感度に合わせるように軸回転処理された信号であり、炎が撮像された場合のその特徴的な色が忠実に再現されるのを阻むものとなる。
【００１７】
前述したごとく、Ａフィールドの或るラインの出力Ｙｅ＋Ｍｇ（＝２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）にはＣ１が乗算される。Ｃ１は、２Ｒ＝Ｃ１（２Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）を満たす値となる。また、Ａフィールドの或るラインの出力Ｃｙ＋Ｇ（＝Ｂ＋２Ｇ）にはＣ２が乗算される。Ｃ２は、Ｂ＝Ｃ２（Ｂ＋２Ｇ）を満たす値となる。通常の状態では、前記補正係数Ｃ１，Ｃ２は、撮像素子の分光特性に対して最適化され、予め決められた定数として設定される。
【００１８】
前記補正係数によって補正された結果、２Ｒ−Ｂの軸は、次式になる。
【００１９】
２・Ｃ１・Ｒ−（２・Ｃ２＋Ｃ１）・Ｇ−（Ｃ１−Ｃ２）・Ｂ
即ち、炎の特徴である、ＲとＧの成分は、それぞれ
Ｒ→２・Ｃ１（Ｒに対して、２・Ｃ１の係数が掛かる）
Ｇ→２・Ｃ２＋Ｃ１（Ｇに対して２・Ｃ２＋Ｃ１の係数が掛かる）
という係数で表現されるようになる。
【００２０】
通常状態の撮影（Ｃ１，Ｃ２が予め決められた定数で固定されている状態）で火災の疑い有りと判定された（炎が撮像された）場合、前述した通常状態の補正係数（Ｃ１、Ｃ２）を炎の炎色反応に最適化された補正係数（Ｃ１′、Ｃ２′）に変更する処理を行い、軸変更状態を形成する。これにより、色差信号２Ｒ−Ｇは、より炎に対してダイナミックな変化を示すことになる。なお、通常状態の撮影での火災の疑い判定（予備判定）は、画角内（撮像範囲内）で、例えば、色差信号或いは輝度信号の変化の有無に基づいて行えばよい。また、撮像範囲内で火災が起きやすい領域が在るのであれば、その領域に対応させて範囲設定を行うようにしてもよい（検出箇所特定）。
【００２１】
通常状態の撮影で火災の疑い有りとの判定を行った場合、補正係数を例えば赤の方向に重みをつける設定に変更する（補正係数最適化を行う）。先述したごとく、Ｇに対しては２・Ｃ２＋Ｃ１の係数が掛かり、Ｒに対しては２・Ｃ１の係数が掛かるのであるから、最適化された補正係数をそれぞれＣ１′、Ｃ２′とすると、Ｃ１′／Ｃ１＞Ｃ２′／Ｃ２の関係となるようにする。木材置き場などでの出火を想定すると、出火初期段階から赤方向にベクトルの多い炎色反応を起こすので、上記のごとく最適化を行えば良いが、炎色反応のベクトルが緑や青方向にある材料の監視に関しては、設定が逆の関係になる（すなわち、Ｃ１′／Ｃ１＜Ｃ２′／Ｃ２）。かかる最適化は、監視カメラが設置される実際のシチュエーションを想定して実験を行うこと等により実現できる。火災検出用に最適化された補正係数（Ｃ１′，Ｃ２′）は、係数記憶メモリ５に格納しておけばよい。
【００２２】
上記補正係数の火災検出用最適化により、出力映像は前述のごとく例えば赤色が強調されたものとなり、かかる出力映像に基づいて本判定（実際に報知を行うかどうかの判定）を行う。この本判定は、マトリクス回路４の出力である色差信号（２Ｒ−Ｇ）と基準電圧（閾値電圧）とをコンパレータによって比較することにより行える。判定結果は、監視カメラ装置のマイコンに供給するようにしておけばよい。なお、予備判定や本判定において閾値との比較対象となる信号は、瞬間的な信号変動に対して判定がなされるのを防止するために、積分回路に通し、数フィールド期間分の積分効果が表れた信号と閾値との比較を行うようにするのが望ましい。また、本判定に際して、予備的判定で炎の発生有りとされた箇所が撮像範囲中央に来るように監視カメラ装置を駆動し（パン，チルト駆動）、変更後の撮像方向に自動的に焦点を合わせるようにしてもよい。
【００２３】
以上の処理の基本的な流れを図２に基づいて説明すると、まず、通常状態の撮影（Ｃ１，Ｃ２が予め決められた定数で固定されている状態）で火災の疑い判定を行い（ステップＳ１）、疑い有りと判定されたら、補正係数を火災検出用に最適化する（ステップＳ２）。そして、色差信号（２Ｒ−Ｇ）と閾値との比較を行い（ステップＳ３）、色差信号が閾値を越えたと判定された場合には、アラーム等の出力を行う（ステップＳ４）。
【００２４】
このように、補正係数の変更によって炎の特徴的な色が忠実に再現され、この忠実に再現された映像信号にて炎判定を行うから、的確な判定が可能となる。そして、前記補正係数の乗算構成自体は元来的なものであるので、監視カメラシステムの変更は殆ど無く、コスト高も回避できる。
【００２５】
なお、閾値との比較をディジタル値で行うこととしてもよく、この場合、ディジタル値である基準電圧値はメモリに保持しておけばよい。また、補正係数を乗算した出力を図示しないＡ／Ｄ変換回路に供給し、ディジタル値とされた補正係数乗算値をフィールドメモリ或いはフレームメモリに格納してもよい。そして、フィールド間或いはフレーム間での対応領域上の補正係数乗算値の変化（値が増加傾向を示している、若しくは、或る閾値以上の値の画素数が増加傾向を示している等）を検出することにより、より高精度に火災発生を判定することができる。また、上記の例では２Ｒ−Ｇの出力で火災判定を行ったが、２Ｂ−Ｇの出力に基づいて火災判定を行うようにしてもよい。更には、２Ｒ−Ｇ及び２Ｂ−Ｇの両方の出力に基づいて火災判定を行うのが判定精度を高めれるが、例えば、各色差信号をディジタル化してメモリような場合には、２倍のメモリが必要になるので、そのコストの上昇等との兼ね合いで決定すればよい。
【００２６】
ところで、補正係数の火災検出用最適化により、出力映像において赤色強調等がなされると、人が見る監視用映像としては色が破綻したものとなる。そこで、図３に示すように、補正係数を乗算する前の撮像信号を別系統として取り出し、人が見る監視用映像については、補正係数Ｃ１，Ｃ２が常時適用されることとする一方で、別系統で取り出した撮像信号に補正係数Ｃ１′，Ｃ２′が乗算される構成としてもよい。別系統上には、補正係数Ｃ１′，Ｃ２′を格納するメモリと乗算器及び色差信号を出力するマトリクス回路の他、アナログ処理用の比較回路、或いはディジタル処理用のＡ／Ｄ変換回路やメモリなどを備えた専用の画像処理回路を設けておけばよい。
【００２７】
また、補正係数の火災検出用最適化を、画角内の予め定められた領域に対してのみ行う構成としてもよい。例えば、撮像素子信号における何ライン目から何ラインとするかの情報及び当該ラインの開始時点からの時間情報に基づいて領域を特定して補正係数Ｃ１，Ｃ２とＣ１′，Ｃ２′との切替を行うこととすれば、当該特定領域を除いて色の破綻を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施形態の監視カメラ装置の主要部を示した説明図である。
【図２】処理内容を簡略的に示したフローチャートである。
【図３】この発明の他の実施形態の監視カメラ装置の主要部を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    監視カメラ装置
２    撮像素子
３    係数乗算器
４    マトリクス回路
５    係数記憶メモリ
【図１】
2005190200.tif 000003
【図２】
2005190200.tif 000004
【図３】
2005190200.tif 000005