(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系と波長の前記光学系の絞り値倍の３倍以下の画素ピッチを有する固体撮像素子と輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有する固体撮像装置において、映像信号を水平周期遅らせるラインメモリと、前記映像信号を０から７までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを発生する回路と、前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを加算する回路と、を有し、発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に加算した映像信号を出力することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
光学系と３３μｍ以下の画素ピッチを有し水平６４０画素垂直４８０画素以上の８−１４μｍの遠赤外線撮像素子と輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有し、映像信号を水平周期遅らせるラインメモリと、前記映像信号を０から７までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを発生する回路と、前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを加算する回路と、を有し、発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に加算した映像信号を出力する固体撮像装置と、前記光学系に精度がおおよそ（８−１４μｍの中心波長の）１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下のカルコゲナイド製非球面レンズまたは精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡の少なくとも一方と、画像処理装置とを用い、前記固体撮像装置から出力した映像信号を前記画像処理装置で処理することにより移動物体の進入を検出することを特徴とする監視システム。
【請求項３】
光学系と波長の前記光学系の絞り値倍の３倍以下の画素ピッチを有する固体撮像素子と電子増倍ＣＣＤ撮像素子とＣＭＯＳ撮像素子との少なくとも一つの固体撮像素子と、輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有する固体撮像装置において、映像信号を水平周期遅らせるラインメモリと、前記映像信号を０から７までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを発生する回路と、前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを加算する回路と、前記映像信号を０から７までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から加重平均（雑音低減映像）信号を発生する回路と、を有し、所定の映像信号レベル以上（の明部）では、発生した３水平周期成分垂直輪郭補正信号と５水平周期成分垂直輪郭補正信号と７水平周期成分垂直輪郭補正信号とを前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に加算した映像信号を出力し、所定の映像信号レベル以下（の暗部）では、前記映像信号を０から７までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から発生した加重平均（雑音低減映像）信号を前記映像信号を４水平周期分遅らせた映像信号に加算した映像信号を出力することを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
固体撮像素子を用いた撮像装置の監視システム改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近赤外線と中赤外線と遠赤外線との定義は、目的や業界により様々なので、以下赤外線の定量的な区別を大気中の透過性の概略波長で行う。
【０００３】
図６は遠赤外線監視の動作を示す模式図で可視光と赤外線の１．８ｋｍの大気中の透過性の概略である。図６において、太陽光は大気の窓と称される特定波長０．４μｍ−１．３μｍ（可視光と近赤外線の短波長側）と１．５μｍ−１．８μｍ（近赤外線の中央波長）と２μｍ−２．６μｍ（近赤外線の長波長側）と３μｍ−４．２μｍと４．４μｍ−５μｍ（中赤外線）と８−１４μｍ（遠赤外線）で１．８ｋｍの大気を大きく減衰せずに通過する。（非特許文献１参照）ところで８−１４μｍ（遠赤外線）では放射強度と３０℃前後の物体温度とが比例し、太陽光が低レベルである。（非特許文献２参照）
つまり、５μｍ以下の赤外線を検出する赤外線固体撮像素子を用いた撮像装置を有する監視システムでは、被写体に太陽光が直接当たる状態では太陽光の影響を受け、背景と移動物体との区別が困難である。したがって、従来の撮像装置の全体構成を示すブロック図の図５の様に、８−１４μｍの固体撮像素子とカルコゲナイド(S,Se,Te,Ge,As,Sb)等８−１４μｍの遠赤外線光学系を用い、被写体の８−１４μｍの放射強度を温度で色分けして映像出力する撮像装置を用いる。
【０００４】
しかし、夏の晴天では、直射日光が当たり続けた舗装面温度が、体温以上に上昇し、人体と被写体の８−１４μｍの放射強度が同等以上になり、区別が付かない。具体的には従来の撮像装置の全体構成を示すブロック図の図５の体温と同等温度の背景の１９と、人物６との区別が付かない。２００７年には４０度以上の気温も熊谷等の複数個所で複数回記録した。そこで、体温より高温の背景の１８もありうる。
【０００５】
そのため、侵入物体を検出するセンサ１７が、可視光のガラスレンズ１２と可視光の固体撮像素子とを用いる撮像装置１３と８−１４μｍの遠赤外線撮像装置１１とに併用されていた。
【０００６】
ガラス、金属、結晶の非球面研磨精度が５μｍ以下と遠赤外線波長８−１５μｍと同等以下となり、遠赤外線透過の非球面光学系が実用化された。（非特許文献３参照）マルチ成形研削盤の非球面レンズ加工も０．２μｍ以下の精度で高速化され、非球面補正レンズを用いたシュミットカセグレン天体望遠鏡の納期が１／１２に短縮された。（非特許文献４参照）その結果、遠赤外線レンズの収差とフレアとゴーストが低減し、コントラストと変調度が向上した。
【０００７】
さらに、水平６４０画素垂直４８０画素と従来のテレビジョンと同等画素の遠赤外線撮像素子も製品化された（非特許文献５参照）。
【０００８】
輪郭補正のオーバーシュートやアンダーシュートは温度測定の誤差となるので、輪郭補正は８−１４μｍの撮像装置では実施しないのが一般的だった。
【０００９】
ところで、可視光のカラーカメラでは、ラインメモリを２本有し、０から２までの整数水平周期分遅らせた各映像信号から垂直輪郭補正信号を発生している。さらに、３ＣＣＤの高級監視カメラでは、照度が確保されている、低感度時は、輪郭補正周波数帯域を広くして、画面上の輪郭が細く自然になる様にしている。そして、高感度時に水平輪郭補正の中心周波数を低下させていた（特許文献１参照）。また、雑音を防止するため、小振幅の輪郭補正信号は圧縮制限していた。また、輪郭が過剰に強くなるのを防止するため、大振幅の輪郭補正信号は圧縮制限していた。さらに、放送用カメラでは、輪郭が過剰に強くなるのを防止するため暗部の輪郭補正信号を減衰させ、顔のしわを目立たなくするため肌色の部分は輪郭補正信号を負極性にしていた。
【００１０】
４μｍ以上の赤外線は、可視光用ガラスを透過しない。そのため、カルコゲナイド(S,Se,Te,Ge,As,Sb)製のレンズを組合せて使用するが、可視光用レンズに比較し、収差もフレアも大きく、光学変調度（ＯＴＦ）も低周波数から低く、コントラストも解像度も低い。カメラの総合変調度（ＭＴＦ）はＯＴＦに撮像素子の変調度をかけたものになり、ＯＴＦより低くなる。
【００１１】
カルコゲナイド製等の赤外線用平板も可視光用ガラス製の平板に比較し、平面性が悪く、反射も大きく、光学絞り中心付近に光量減衰（ＮＤ）フィルタ（スポットＮＤ）を配置すると画質劣化が伴う。
【００１２】
さらに、８−１４μｍの赤外線は３００Ｋ付近の温度に比例するから、撮像素子の赤外線放射が、レンズで反射し、高放射物体を撮像した画素の周囲画素の低放射レベルが特に上昇し、高放射物体の輪郭がにじんでしまう。
【００１３】
そのため、水平６４０ｘ垂直４８０のＶＧＡ以上の画素数の固体撮像素子を用いても、波長の光学系の絞り値倍と同等の画素ピッチのため光学分解の理論限界領域になり、収差の少ない高価な非球面レンズを用いても水平方向も垂直方向も低周波数から低い変調度となる。具体的には光学系の絞り値Fnoと光の波長λと垂直有効画素数Nvと有効画面高さhとから空間周波数ωは ω=2*Fno*λ*Nv/hとなり、光学変調度OTFは、OTF=(2*arccos(ω/2)-sin(2*arccos(ω/2))/πとなる。λ＝１０μｍでFnoを1としてもNv＝４８０で画素ピッチ２３．５μｍでｈ＝１１．２８ｍｍならOTFは０．４７５と半減する。
【００１４】
可視光であっても、普及している交換レンズの結像寸法の撮像素子有効画高５．４ｍｍで垂直有効画素数４０００画素以上となると画素ピッチ１.３５μｍと、赤端波長０．７μｍの２倍以下で緑中心波長０．５５μｍの２．４倍となり、光学分解の理論限界領域になり、高価な蛍石や低分散ガラスや高屈折ガラスを組み合わせて収差を低減してもFno２以上の実用領域では、低周波数から低い変調度となる。家電ＨＤＴＶの結像寸法である撮像素子有効画高約３ｍｍで垂直有効画素数２０００画素以上となっても同様となる事が予想される。また、撮像素子の感度に比較して、被写体照度が高く、レンズ等の光学系の絞りを絞り過ぎて光学系の変調度が低くなり過ぎることを防止するため、光量減衰（ＮＤ）フィルタを用いる。放送用カメラでは、複数のＮＤを内蔵し複数のＮＤを切り替えて高い変調度を確保しているが、監視用カメラでは、光学絞り中心付近に光量減衰（ＮＤ）フィルタ（スポットＮＤ）を配置すると画質劣化が伴う。また、可視光の波長による焦点のずれ（分散）の少なさをアッベ数νdで示すが、蛍石のνdは９５．２で、低分散ガラスのνdは８０から９５である。νdが９０以下のガラスのみ用いる３０倍以上のズームレンズやνdが９５以下のガラスのみ用いる７０倍以上のズームレンズでは、望遠端付近で、収差が残り、低周波数から低い変調度となる。
【００１５】
また、電子増倍ＣＣＤ撮像素子（Electron Multiplying-ＣＣＤ以下ＥＭ−ＣＣＤと略す）は、電子冷却と組み合わせて感度を高くできるが、ＥＭ−ＣＣＤの電子増倍を行う水平転送電極（Charge Multiplication Gate以下ＣＭＧと略す）は、ＣＭＧ電圧振幅が高い高電子増倍時は、電子増倍率が揺らぎ、１／ｆ低周波雑音成分が増大する。そのため、ＥＭ−ＣＣＤを特に強く電子冷却してＣＭＧ電圧振幅も最小限にする（非特許文献６参照）。ＣＭＯＳ撮像素子は安価だが、１／ｆ低周波雑音成分が大きくなり易い。波長同等の画素ピッチを有する固体撮像素子も１／ｆ低周波雑音成分が大きくなり易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００３−１０２０２１号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】R.D.Hudson.Jr「INFRADRED SYSTEM ENGINEERINGS」(John Willey & Son.1969)
【非特許文献２】日本建築学会計画系論文集第459号
【非特許文献３】http://www.ikuta-sk.com
【非特許文献４】http://business.nikkeibp.co.jp/article/pba/20080331/151741/
【非特許文献５】日本電気株式会社ＢＧＥ０２７−２００７−０３ＡＦ
【非特許文献６】浜松ホトニクス  高感度カメラの原理と技術  Cat No.SCAS0020J01
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、固体撮像素子の、垂直方向も低周波数から低い変調度を補うこととオーバーシュートやアンダーシュートを押さえることの両立である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を達成するため、本発明では、光学系と波長の前記光学系の絞り値倍の３倍以下の画素ピッチを有する固体撮像素子と輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有する固体撮像装置において、ラインメモリを２Ｎ（Ｎは自然数）＋５本以上有し、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から発生した垂直輪郭補正信号を加算した映像信号を出力することを特徴とする固体撮像装置である。
【００２０】
つまり本発明は、８−１４μｍの遠赤外線固体撮像素子において画素ピッチが（８−１４μｍの中心波長の３倍の）３３μｍ以下の遠赤外線固体撮像素子や撮像素子有効画高５．４ｍｍ以下で垂直有効画素数４０００画素以上の固体撮像素子や撮像素子有効画高約３ｍｍで垂直有効画素数２０００画素以上の固体撮像素子を用いた撮像装置の特有の垂直方向も低周波数から低い変調度を補う信号処理による補正の工夫である。また、撮像素子の感度に比較して、被写体照度が高く、レンズ等の光学系の絞りを絞り過ぎたり、ズームレンズ望遠端の収差補正不足で、光学系の変調度ＯＴＦが低くなった場合の、低周波数から低い変調度を補う信号処理による補正の工夫である。
【００２１】
また、光学系と３３μｍ以下の画素ピッチを有し水平６４０画素垂直４８０画素以上の８−１４μｍの遠赤外線撮像素子と輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有し、ラインメモリを２Ｎ（Ｎは自然数）＋５本以上有し、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号からから発生した垂直輪郭補正信号を加算した映像信号を出力する固体撮像装置と、前記光学系に精度がおおよそ（８−１４μｍの中心波長の）１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下のカルコゲナイド製非球面レンズまたは精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡の少なくとも一方と、画像処理装置とを用い、前記固体撮像装置から出力した映像信号を前記画像処理装置で処理することにより移動物体の進入を検出することを特徴とする監視システムである。
【００２２】
また、光学系と波長の前記光学系の絞り値倍の３倍以下の画素ピッチを有する固体撮像素子と電子増倍ＣＣＤ撮像素子とＣＭＯＳ撮像素子との少なくとも一つの固体撮像素子と、輪郭補正機能を含めた映像信号処理回路とを有する固体撮像装置において、ラインメモリを２Ｎ（Ｎは自然数）＋５本以上有し、所定の映像信号レベル以上（の明部）では、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から発生した垂直輪郭補正信号を加算した映像信号を出力し、所定の映像信号レベル以下（の暗部）では、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から発生した加重平均（雑音低減映像）信号を加算した映像信号を出力することを特徴とする固体撮像装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の固体撮像装置では、垂直方向も低周波数から低い変調度の映像信号しか撮像素子から出力されなくても、オーバーシュートやアンダーシュートを押さえた輪郭補正を実施した映像信号を出力可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図
【図２】本発明の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正を示す模式図（(a)垂直輪郭補正前信号(b)垂直輪郭７H成分補正信号(c)垂直輪郭５H成分補正信号(d)垂直輪郭補正信号３H成分(e)垂直輪郭７H５H３H補正後信号(f)垂直輪郭５H３H補正後信号 (g)垂直輪郭３H補正後信号）
【図３】従来技術の可視光の垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図
【図４】本発明の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図
【図５】従来技術の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図
【図６】遠赤外線監視の動作を示す模式図
【図７】本発明の他の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭／加重平均補正回路の詳細ブロック図
【図８】本発明の他の１実施例の可視光監視システムの全体構成を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】
本発明の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図４と、本発明の１実施例の垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図の図１と、本発明の１実施例の垂直輪郭補正を示す模式図の図２とを用いて本発明の１実施例を説明する。
【００２６】
本発明の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図４と従来技術の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図５との相異は、図５のセンサ１７やガラス光学系１２や可視光撮像装置１３や画像処理装置１４や録画装置１６やモニタ１５がなく、遠赤外光学系１が非球面レンズまたは反射望遠鏡からなり、映像処理部９に７Ｈ等の多Ｈ垂直輪郭補正とを含むかどうかである。
【００２７】
本発明の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図の図１と従来技術の可視光の垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図の図３との相異は、ラインメモリの個数と乗算器の個数である。
【００２８】
本発明の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図４において、８−１４μｍの遠赤外線の中央波長１１μｍと２倍の２２μｍと３倍の３３μｍとから、１はカルコゲナイド(S,Se,Te,Ge,As,Sb)等８−１４μｍの遠赤外線透過光学系の精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の非球面レンズまたは精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡、２は８−１４μｍの遠赤外線撮像装置であり、３は侵入者検知や不審行動検出等の移動物体画像処理装置、４は映像表示装置（モニタ）、５は録画装置であり、６は移動物体、７は背景であり、８は１４ｂｉｔ以上のＡ／Ｄ含む２３．５μｍ等３３μｍ以下の画素ピッチの遠赤外撮像部、９は多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正含む映像処理部である。
【００２９】
本発明の１実施例の多Ｈ垂直輪郭補正回路の詳細ブロック図の図１において、２０〜２６、３３は加算器であり、Ｍ１〜Ｍ７はラインメモリ部であり、Ｎ１〜Ｎ３とＮ５〜Ｎ７は負の掛け算器であり、Ｐ４は正の掛け算器である。さらに、２７はレベル検出器であり、３１は小振幅大振幅の圧縮制限器であり、３２は正負と増幅度を可変する掛け算器である。
【００３０】
本発明の１実施例の多Ｈ垂直輪郭補正を示す模式図の図２において、(a)は低周波数から低い変調度の垂直輪郭補正前信号、(b)は垂直輪郭補正７Ｈ成分信号、(c)は垂直輪郭補正５Ｈ成分信号、(d)は垂直輪郭補正３Ｈ成分信号であり、(e)は垂直輪郭補正７Ｈ５Ｈ３Ｈ成分補正後信号である。つまり、本発明では、(b)の垂直輪郭補正７Ｈ成分と(c)の垂直輪郭補正５Ｈ成分と(d)の垂直輪郭補正３Ｈ成分とを加算することにより、(e)の垂直輪郭７H５H３H補正後信号は垂直輪郭が再生され、オーバーシュートやアンダーシュートによる画像処理装置３における輪郭検出誤りがほとんどなく輪郭検出が容易となる。また、本発明では、(c)の垂直輪郭補正５Ｈ成分と(d)の垂直輪郭補正３Ｈ成分とを加算することにより、(f)の垂直輪郭５H３H補正後信号は垂直輪郭がおおよそ再生され、画像処理装置３における輪郭検出誤りが少なく輪郭検出が容易となる。それに対し、(g)は従来の可視光用垂直輪郭補正を適用した垂直輪郭３Ｈ補正後信号であり、オーバーシュートやアンダーシュートによる垂直輪郭の前後に偽の負の垂直輪郭が発生し、画像処理装置３における輪郭検出誤りが多くなる。また、雑音を防止し輪郭が過剰に強くなるのを防止するため、本発明も従来と同様に、小振幅大振幅の圧縮制限器３１において小振幅の輪郭補正信号は圧縮制限する。さらに輪郭が過剰に強くなるのを防止するため、本発明も従来と同様に、レベル検出器２７で暗部を検出し、正負と増幅度を可変する掛け算器３２で暗部の輪郭補正信号を減衰させる。そして、加算器３３で４Ｈ映像信号に加算し垂直輪郭７H５H３H補正後の映像信号とする。
【００３１】
したがって、光学系の絞り値Fnoと光の波長λと垂直有効画素数Nvと有効画面高さhとから空間周波数ωは ω=2*Fno*λ*Nv/hとなり、光学変調度OTFは、OTF=(2*arccos(ω/2)-sin(2*arccos(ω/2))/πとなる。λ＝１０μｍでFnoを1としてもNv＝４８０で画素ピッチ２３．５μｍでｈ＝１１．２８ｍｍならOTFは０．４７５と半減しても、本発明の１実施例の多Ｈ垂直輪郭補正により、８−１４μｍの遠赤外線撮像装置から、温度測定精度は狂うが輪郭検出が容易な映像信号を発生させる事が可能となり、画像処理装置３における物体検出が容易になる。そこで、２３．５μｍ等３３μｍ以下の画素ピッチの遠赤外線撮像素子と、精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の非球面レンズまたは、または精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡であれば、８−１４μｍの遠赤外線の中央波長１１μｍ以下の精度で、変調度低下が補正可能な範囲で、本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、画像処理装置３における物体検出が可能となる。
【００３２】
本発明は、加算器やラインメモリ部や掛け算器の個数は７ヶに限定せず、回路規模が許容されるなら、７ヶ以上の自然数でも構わない。加算器やラインメモリ部や掛け算器の個数は奇数の方が、補正信号の上下対称性は良いが、加算器やラインメモリ部や掛け算器の個数が偶数でも８ヶ以上なら、補正信号の上下対称性のずれはおおよそ１／８と小さく、より多い偶数なら補正信号の上下対称性のずれはより少なく、実用上問題ない。
【００３３】
また、２３．５μｍ等３３μｍ以下の画素ピッチで水平６４０画素垂直４８０画素と従来のテレビジョンと同等画素以上の遠遠赤外線撮像素子を用いた撮像装置２と、精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下のカルコゲナイド製非球面レンズまたは精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡１とであれば、変調度低下が補正可能な範囲で、本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、３００Ｋ付近の温度に比例する８−１４μｍの赤外線を撮像しても、体温と同等温度の背景の１９と体温より高温の背景の１８と、人物６との区別が付き、踏切の進入者の輪郭や形状を検出でき、撮像装置２の映像信号を、侵入者検知や不審行動検出等の移動物体画像処理装置３に入力して処理するだけで良く、監視システムが簡便で安定に、踏切内の進入者を特定できる。また、２３．５μｍ等３３μｍ以下の画素ピッチで水平３２０画素垂直２４０画素の遠赤外線撮像素子を用いた撮像装置２と、精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下のカルコゲナイド製非球面レンズまたは精度がおおよそ１１μｍ以下でかつ絞り値がおおよそ２以下の反射望遠鏡１でも検出精度が向上し、移動物体画像処理装置３での踏切内の進入者の特定が容易となる。絞り値が２以上のレンズまたは絞り値が２以上の反射望遠鏡またはズームレンズでさらに低周波数から低い変調度になっても本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、検出精度は低下するが、移動物体画像処理装置３での踏切内の進入者の特定が可能となる。画素ピッチが大きくても本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、検出精度は向上する。
【００３４】
また、撮像素子の微細化が進み波長同等の画素ピッチとなったため、波長同等の精度の光学系の収差や光学分解の理論限界による変調度低下が問題になっている撮像装置の実用化や画質改善が容易になる。
【００３５】
具体的には、２３．５μｍ等３３μｍ以下の画素ピッチの遠赤外線撮像素子であれば、８−１４μｍの遠赤外線光学系の精度がおおよそ１１μｍ以下と、非特許文献３の非球面研磨精度の５μｍ以下より緩和されるため、８−１４μｍのカセグレン反射望遠鏡や補正レンズ付きの球面反射望遠鏡の製作が容易になり、海峡や沿岸の２４時間不審船侵入監視が８−１４μｍの遠赤外線の撮像のみで実現できる。
【００３６】
さらに、撮像素子の感度に比較して、被写体照度が高く、レンズ等の光学系の絞りを絞り過ぎて光学系の変調度が低くなり過ぎた場合の、低周波数から低い変調度を補う信号処理による補正の工夫である。画質劣化が伴い易い光学絞り中心付近の光量減衰（ＮＤ）フィルタ（スポットＮＤ）なしで、夜間撮影用の高感度カメラの直射日光下でのレンズ絞り過ぎでの画質も改善される。また、放送局やプロダクションハウスに広く普及している撮像素子有効画高５．４ｍｍの交換レンズでの垂直有効画素数４０００画素以上または家電ＨＤＴＶの結像寸法の撮像素子有効画高約３ｍｍで垂直有効画素数２０００画素以上で画素ピッチ１.３５μｍと赤端波長０．７μｍの２倍以下で緑中心波長０．５５μｍの２．４倍となっても、低分散ガラスや蛍石を組み合わせて色収差を低減し、高屈折ガラスや非球面レンズで球面収差やその他収差を低減し、本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、高画質での撮像も可能になり、スーパーハイビジョンの実用化が容易になる。絞りＦ２以上の実用領域でさらに低周波数から低い変調度になっても本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、高画質での撮像も可能になる。撮像素子有効画高５．４ｍｍの交換レンズでの可視光での垂直有効画素数２０００画素以上水平有効画素数４０００画素以上の４Ｋと呼ばれるビデオ撮影映画の画質も改善される。また、可視光の波長による焦点のずれ（分散）の少なさをアッベ数νdで示すが、蛍石のνdは９５．２で、低分散ガラスのνdは８０から９５である。νdが９０以下のガラスのみ用いる３０倍以上のズームレンズやνdが９５以下のガラスのみ用いる７０倍以上のズームレンズでは、望遠端付近で、収差が残り、低周波数から低い変調度となる。したがって、本技術で低周波数から輪郭を補正すれば、上記ズームレンズの望遠端付近でも高画質での撮像も可能になる。
【００３７】
低価格な撮像素子有効画高約４ｍｍ以下で垂直有効画素数７２０画素以上、特に撮像素子有効画高約３ｍｍ以下で垂直有効画素数２０００画素以上の家電ビデオカメラレコーダの製品化が容易になる。
【００３８】
ここで、本発明の他の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図８と、本発明の他の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正／加重平均信号発生回路の詳細ブロック図の図７とを用いて本発明の他の１実施例を説明する。本発明の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図４と本発明の他の１実施例の赤外線監視システムの全体構成を示すブロック図の図８との相異は、遠赤外光学系１の替わりにガラス光学系１２、遠赤外撮像装置２の替わりに多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正／加重平均を含む可視光撮像装置３０があることである。
【００３９】
また、本発明の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正信号発生回路の詳細ブロック図の図１と本発明の他の１実施例の多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正／加重平均信号発生回路の詳細ブロック図の図７との相異は、映像レベル判定器２７で正負と増幅度を可変する掛け算器３２だけでなく、小振幅大振幅の圧縮制限器３１が制御されることである。４Ｈ映像信号が所定レベル以下の暗部では、映像レベル判定器２７により、小振幅大振幅の圧縮制限器３１の小振幅の圧縮制限がなくなり、正負と増幅度を可変する掛け算器３２が負極性となり、輪郭補正信号が１／ｆ低周波雑音成分を含む逆極性となり、７Ｈの加重平均（雑音低減）信号として動作し、７Ｈまでの１／ｆ低周波雑音成分を減衰させる。
【００４０】
また、４Ｈ映像信号が所定レベル以上の明部では、映像レベル判定器２７により、小振幅大振幅の圧縮制限器３１の小振幅と大振幅との圧縮制限がかかり、正負と増幅度を可変する掛け算器３２が正極性となり、図１と同様に多走査線（Ｈ）輪郭補正信号として動作することである。そして、加算器３３で４Ｈ映像信号に加算し垂直輪郭／加重平均（雑音低減）補正後の映像信号とする。
【００４１】
また、加算器やラインメモリ部や掛け算器の個数を７ヶ以上の自然数の２Ｎ＋５として、所定の映像信号レベル以上（の明部）では、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号から垂直輪郭補正信号を発生し、所定の映像信号レベル以下（の暗部）では、０から２Ｎ＋５までの整数水平周期分遅らせた複数の各映像信号の加重平均（雑音低減映像）信号を発生すれば、波長の光学系の絞り値倍の３倍以下の画素ピッチを有する１００万画素以上の固体撮像素子や感度の高い電子増倍ＣＣＤ撮像素子（ＥＭ−ＣＣＤ）やダイナミックレンジが広いＣＭＯＳ撮像素子等付加機能はあるが１／ｆ低周波雑音成分が大きくなり易い固体撮像素子での高感度撮像の画質も改善される。多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正により、スポットＮＤなしで、夜間撮影用の高感度カメラの直射日光下でのレンズ絞り過ぎでの画質も改善されることと合わせて、監視カメラの夜間の画質も昼間の画質も改善される。
【符号の説明】
【００４２】
１，１０：カルコゲナイド(S,Se,Te,Ge,As,Sb)等８−１４μｍの遠赤外線透過光学系または反射望遠鏡
２，１１：８−１４μｍの遠赤外線撮像装置、
３，１４：侵入者検知や不審行動検出等の移動物体画像処理装置、
４，１５：映像表示装置（モニタ）、
５，１６：録画装置、
６：移動物体、      ７：背景、  
１９：移動物体と同等温度の背景  １８：移動物体より高温な背景、
８：１４ｂｉｔ以上のＡ／Ｄ含む遠赤外撮像部、
９：多走査線（Ｈ）輪郭補正含む映像処理部、
１２：Ａ／Ｄ含む遠赤外撮像部、
１３、３０：可視光撮像装置、
２０〜２６，３３：加算器、２７：映像レベル判定器、
２８：Ａ／Ｄ含む可視光撮像部、
２９：多走査線（Ｈ）垂直輪郭補正／加重平均含む映像処理部、
３１：小振幅大振幅の圧縮制限器、３２：正負と増幅度を可変する掛け算器
Ｍ１〜Ｍ７：ラインメモリ部、
Ｎ１〜Ｎ７：負の掛け算器、Ｐ１、Ｐ４：正の掛け算器、
【図１】
0005279605.tif 000002
【図２】
0005279605.tif 000003
【図３】
0005279605.tif 000004
【図４】
0005279605.tif 000005
【図５】
0005279605.tif 000006
【図６】
0005279605.tif 000007
【図７】
0005279605.tif 000008
【図８】
0005279605.tif 000009