(57)【要約】【課題】複数のカメラを用いて、照度の分布が不均一な広い監視エリアを撮影する場合に、それぞれのカメラでハレーションを起こさず撮影できる輝度調整装置を提供すること。【解決手段】本発明にかかる輝度調整装置は、監視エリア内の明るさの分布に基づいて、各カメラ１０１の撮影担当領域１０２の明るさの差異が同じ値に近づくように撮影担当領域を割り当てるため、各カメラ１０１が撮影した映像の輝度分布の幅が近い値となり、各カメラ１０１で撮影された映像が全体的に明るすぎたり、暗すぎたり、またはコントラストの低下が少ない、実際の被写体の輝度分布に近い映像として撮影することができる。【選択図】図１
2007282161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラを用いて広い領域を撮影した映像の輝度を調整する輝度調整装置であって、
各カメラの撮影映像に表示される被写体の輝度分布が、実際の被写体の輝度分布に近い分布となるように監視エリア内の明るさの分布に基づいて、各カメラの撮影担当領域内の明るさ（照度）の分布の幅が小さい値に近づくように、撮影担当領域を変更することを特徴とする輝度調整装置。
【請求項２】
請求項１記載の輝度調整装置であって、
各カメラの撮影領域の照度分布を算出する照度分布算出手段と、
撮影領域が接するカメラの撮影領域の照度分布を比較する照度分布比較手段と、
撮影領域が接するカメラ間で、共通となる明るさよりも暗い領域、または明るい領域のうち明るさの差異が小さい方の領域を、撮影領域内の明るさの差異の大きいカメラの撮影担当領域から撮影領域内の明るさの差異の小さいカメラの撮影担当領域に変更する撮影担当領域割当調整部と、
前記撮影担当領域割当調整部で調整された前記監視担当領域全体を撮影するために、カメラの視線方向と画角の調整量を算出し、制御信号を送信するカメラ制御部とを備え、
監視エリアの明るさの分布に基づいて、各カメラが撮影担当領域の明るさの分布の幅が小さい値に近づくように、前記撮影担当領域を割り当てることを特徴とする輝度調整装置。
【請求項３】
請求項１の輝度調整装置であって、
さらに、監視エリア内において重要な撮影ポイントの位置と優先順位を記録した重要撮影ポイント記録部と、
重要な撮影ポイントにカメラを割り当てるカメラを選択するカメラ選択部と
各カメラが前記カメラ選択部により割り当たられた前記重要撮影ポイントを撮影しながらも、撮影担当領域内の明るさの差異が所定の範囲に収まるように前記撮影担当領域を調整する撮影担当領域調整部とを具備し、
優先順位の高い重要撮影ポイントから、各カメラが撮影を担当する領域の明るさの分布の幅が小さい値に近づくように、各カメラの前記撮影担当領域を割り当てることを特徴とする輝度調整装置。
【請求項４】
複数のカメラから構成される監視システムの制御方法であって、
各カメラの映像を取得する処理ステップと、
カメラの撮影領域の照度分布を算出する処理ステップと、
撮影領域が接するカメラ間の照度分布の形状を比較する処理ステップと、
撮影領域が接するカメラ共通となる明るさよりも暗い領域、または明るい領域のうち照度レベルの幅が小さい方の領域を撮影領域内の明るさの差異の大きいカメラの撮影担当領域から撮影領域内の明るさの差異の小さいカメラの撮影担当領域に割当を変更する処理ステップと、
各カメラの撮影領域が前記撮影担当領域の全体を撮影するように前記カメラの撮影領域を調整する処理ステップを
実行することを特徴とする請求項２記載の輝度調整制御方法。
【請求項５】
複数のカメラから構成される監視システムの制御方法であって、
監視エリアにおいて撮影の優先順位の高いに撮影ポイントに対し、前記撮影ポイントを撮影する前記カメラを選択する処理ステップと、
前記撮影ポイントを含み、所定の露光時間で適切な映像を撮影することのできる撮影範囲を撮影担当領域として決定する処理ステップと、
各カメラの撮影領域が前記撮影担当領域の全体を撮影するように前記カメラの撮影領域を調整する処理ステップを
実行することを特徴とする請求項３記載の輝度調整制御方法。
【請求項６】
複数のカメラを連携させて監視エリアを撮影する監視システムの制御プログラムであって、
請求項４記載の制御方法に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
複数のカメラを連携させて監視エリアを撮影する監視システムの制御プログラムであって、
請求項５記載の制御方法に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数のカメラを用いて、広い領域を監視する監視システムにおける、各カメラの撮影映像の輝度レベルを調整する輝度調整装置に関し、特に各カメラの撮影映像の輝度分布（色調）が同じになるように、監視エリア内の明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラが撮影を担当する領域の割り当てを調整する輝度調整装置に関する。
【０００２】
一般的にデジタルビデオカメラ等で利用されているＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子は、銀塩カメラ等と比較してダイナミックレンジの幅が狭く、１台のカメラが撮影する領域内において明るい領域と暗い領域の照度の差異が大きい場合には、カメラの露光時間を適切にとることができず、被写体を映像として適切に表示することができない。
【０００３】
例えば撮像素子が撮影できるダイナミックレンジの幅を超えて明るい領域と暗い領域が混在する領域を撮影する場合に、平均的な明るさの領域に合わせて露光時間を調整して映像を撮影すると、撮影された映像の輝度分布は、図１５（ａ）に示すように輝度分布が輝度レベルの両端に集まった形となり、全体的にコントラストの高く、中間の輝度レベルが少ない映像となってしまう。
【０００４】
また、明るい領域に合わせて露光時間を短くすると、映像の輝度分布が図１５（ｃ）に示すように低輝度領域に集中してしまい、全体的に暗い映像となる。
【０００５】
逆に暗い領域に合わせて露光時間を長めにとると、図１５（ｄ）に示すように映像の輝度分布が高輝度領域に集中してしまい全体的に明るすぎる映像となる。
【０００６】
これに対し、被写体の映像を実際の輝度分布（色調）に近い適切な映像として撮影したい場合には、図１４に示すように、表示される映像の輝度分布が輝度レベルの中心にピークを持ち、被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示されることが望ましい。
【０００７】
このような、ダイナミックレンジの狭い撮像素子を用いて、被写体を適切な明るさでコントラストの低下が少ない映像として表示する従来技術として、例えば特許文献１がある。特許文献１では、入力された画像信号に基づいて、その画像信号により表わされる画像の画素ごとの輝度レベルより、輝度分布（輝度ヒストグラム）を求め、求められた輝度分布が正規分布に近づくように、画素毎に輝度の階調補正を行うことで、適正な色調の画像を形成することができる画像形成装置が開示されている。
【０００８】
また、複数のカメラを用いて広い領域（監視エリア）を撮影する従来技術として、例えば特許文献２がある。特許文献２では、複数のカメラの映像をつなげて１つのパノラマ映像を作成する際に、パノラマ映像全体の輝度レベルが均一となるように、輝度レベルの低い（暗い）映像は全体的に輝度を上げ、輝度レベルの高い（明るい）映像は全体的に輝度を下げることで、カメラ間のつなぎ目の輝度レベルに差異のないパノラマ映像を取得する画像処理システムが開示されている。
【０００９】
また、複数のカメラで広い領域を撮影する際に、各カメラの撮影領域を自動的に調整する従来技術としては、特許文献３がある。特許文献３では、複数のカメラ間でパン、チルト、フォーカス等の制御パラメータを通知しあい、撮影領域が隣り合うカメラ間で、互いの撮影映像が一定の重なり領域を保ち、かつ撮影映像の精度（解像度）の差異が少なくなるようにカメラの視線方向と、画角を調整することにより、所定の監視エリア全域を均一な精度（解像度）で撮影する監視システムが開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２９５４７７号公報
【特許文献２】特開平７−１９３７４６号公報
【特許文献３】国際公開２００５／０７６６２１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、撮影された映像の輝度分布が正規分布に近い形となるように輝度レベルの階調補正を行うことだけが開示されており、映像に撮影された被写体が持つ実際の輝度分布の特徴を、そのまま表示することは考慮されていない。このため、実際の輝度分布が正規分布から大きくずれた被写体の映像を補正すると、被写体の映像が、実際の輝度分布（色調）となり、被写体の様子を正確に表現できないという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２においても、複数のカメラで撮影された映像全体の輝度を均一にするために、輝度レベルを調整することだけが開示されており、カメラ間での輝度レベルを調整する際に、パノラマ映像に映る被写体の様子が見やすい明るさやコントラストに調整することは考慮されていない。このため、輝度レベルの異なる映像を同じ輝度レベルに均一化する際に、輝度レベルの異なる映像の数だけレベルの調整が必要となり、パノラマ映像に映る被写体の映像が、図１５（ｂ）に示すようなコントラストが低い映像として表示されてしまう場合が発生するという課題がある。
【００１２】
また、撮影映像の輝度が均一になるように複数のカメラの制御パラメータを調整する場合には、各カメラの状態を決定する制御パラメータ以外に、各カメラが撮影している領域内の明るさ（照度）等の、監視エリア（環境）の状態を表わすパラメータが必要となるが、特許文献３では、パン、チルト、フォーカス等のカメラの制御パラメータのみ基づいて、カメラ間の撮影領域の割り当てを調整することだけが開示されており、明るさ（照度）等の監視エリア（環境）内の状態を表わすパラメータに基づいて複数のカメラの撮影領域の割り当てを調整することが考慮されていない。このため、複数のカメラの撮影領域の割り当てや撮影映像の精度（解像度）を均一化することができても、監視エリア内の明るさ（照度）の分布が一様ではない場合には、カメラ毎に映像の輝度分布（色調）までは均一にすることはできないという課題あった。
【００１３】
本発明では、上記の課題に鑑み、複数のカメラを用いて広い領域を監視する監視システムにおいて、監視エリアの明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラの撮影領域内における明るさ（照度）の差異が小さくなるように、各カメラの撮影担当領域の調整を行うことで、適切な露光時間の調整を可能とし、各カメラの撮影映像の輝度分布が、輝度レベルの中心付近にピークを持ち、さらに被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示される映像として撮影を行うことで、撮影映像が全体的に明るすぎたり、暗すぎたりせず、またはコントラストの低下の少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像を撮影することのできる輝度調整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】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明の輝度調整装置は、複数のカメラから構成される監視システムにおける各カメラの撮影映像の輝度特性を調整する輝度調整装置であって、各カメラの撮影担当領域内の照度分布を算出する照度分布算出手段と、撮影領域が接するカメラの撮影領域の照度分布を比較する照度分布比較手段と、撮影領域が接するカメラ間で、共通となる明るさ（照度）よりも暗い領域、または明るい領域を撮影領域内の明るさ（照度）の差異の大きいカメラの撮影担当領域から撮影領域内の明るさ（照度）の差異の小さいカメラの撮影担当領域に変更する撮影担当領域割当調整部と、前記撮影担当領域割当調整部で調整された前記撮影担当領域全体を撮影するために、カメラの視線方向と画角の調整量を算出し、制御信号を送信するカメラ制御部とを備え、監視エリアの明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラの撮影担当領域の明るさ（照度）の差異が小さくなるように、各カメラの撮影担当領域を変更する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、発明の監視システムによれば、複数のカメラを用いて広域を撮影する際に、各カメラが撮影を担当する領域は監視エリアの明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラの撮影担当領域の明るさ（照度）の差異が小さくなるように撮影担当領域が割り当てることで、各カメラは被写体の撮影において適切な露光時間をとることが可能となり、各カメラの撮影映像の輝度分布は。輝度レベルの中心付近にピークを持ち、さらに被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示されるため、各カメラで撮影される映像が全体的に明るすぎたり、暗すぎたりせず、またコントラストの低下が少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像として撮影することができる。
【００１６】
このため、例えば屋外や、窓のある室内など、日光の位置や照明の状態によって明るさ（照度）の分布が均一ではなく、時間とともに変化する環境であっても、実際の輝度分布（色調）に近い状態で被写体の様子を撮影することに適した監視システムを実現することができる。
【００１７】
また、文献１などの従来の輝度レベルの補正技術と組み合わせて用いる場合においても、監視エリアの明るさ（照度）の分布を考慮せずに撮影された映像を補正する場合と比較して、予め被写体の色調が実際の色調と近い形となるように調整されているため、輝度の補正による映像の変化への影響を少なくすることができるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１における輝度調整装置の構成を示す機能ブロックを、図１を用いて説明する。
【００２０】
図１においてカメラ１０１は、パン、チルト、ズーム等の制御により自身の撮影領域の調整が可能なビデオカメラであり、各カメラ１０１は互いの撮影担当領域１０２が隣接するように設置されており、カメラ１０１は監視担当領域内の映像と明るさ（照度レベル）を取得する機能を備えている。
【００２１】
また実施の形態１では、監視の対象となる領域（以下、監視エリア）に対して複数カメラの撮影担当領域１０２を隣接させて撮影するために必要なカメラが用意されているものとする。
【００２２】
映像回線１０３は、カメラ１０１が取得した映像信号と照度レベル信号を輝度調整装置１０４に伝達する同軸ケーブル等の通信媒体であり、各カメラ１０１と輝度調整装置１０４の映像入力部１０４との間を繋いでいる。
【００２３】
輝度調整装置１０４は、カメラ１０１から送られてた映像信号、輝度レベル信号に基づいて、カメラ１０１の撮影領域を調整する装置であり、映像入力部１０５、照度分布算出部１０６、照度分布比較部１０７、撮影担当領域割当調整部１０８、カメラ制御部１０９から構成されている。
【００２４】
映像入力部１０５は、各カメラから送られてきた映像信号、照度レベル信号を映像に変換するビデオカード等などの画像処理装置である。
【００２５】
照度分布算出部１０６は、カメラが撮影領域に対応する領域の照度分布（照度レベルの度数分布）を算出する演算処理装置である。
【００２６】
照度分布比較部１０７は、撮影担当領域１０２が隣合うカメラが撮影した２つの撮影担当領域の照度分布を比較し、２つの撮影映像内において明るさ（照度）が等しい領域を特定する演算処理装置である。
【００２７】
撮影担当領域割当調整部１０８は、撮影担当領域１０２が接する２台のカメラ間で、共通となる明るさ（照度）よりも暗い領域、または明るい領域のうち、明るさ（照度）の分布の差異が大きい方の領域を、撮影領域内の明るさ（照度）の差異の大きいカメラ１０１の撮影担当領域１０２から、撮影領域内の明るさ（照度）の差異の小さいカメラ１０１の撮影担当領域１０２に割り当てを変更する演算処理装置である。
【００２８】
カメラ制御部１０９は、制御回線１１０を介して各カメラのパン、チルト、ズーム等の制御パラメータを取得してカメラの現在の撮影担当領域を特定し、さらに撮影担当領域割当調整部１０８で調整された撮影担当領域１０２全体を撮影するために必要なカメラのパン、チルト、ズーム等の調整量を算出して、各カメラ１０１に対してパン、チルト、ズーム等の制御信号を送信する演算処理装置である。
【００２９】
制御回線１１０は、各カメラ１０１からカメラ制御部１０８に対して、パン、チルト、ズーム等の現在のカメラの撮影状態を決定する制御パラメータ、またはカメラ制御１０８からカメラ１０１に対し、パン、チルト、ズーム等の制御パラメータを制御信号を伝送するイーサケーブル等の通信媒体であり、カメラ制御部１０９と各カメラ１０１とを繋いでいる。
【００３０】
図１を構成するビデオカメラで使われている撮像素子は、一般的に銀塩カメラ等に比べてダイナミックレンジが狭いため、輝度レベルの幅が大きい被写体を撮影する場合には、適切な露光時間をとることができず、被写体を映像として適切に表示することができない。
【００３１】
例えばカメラが撮影できるダイナミックレンジを超えて明るい領域と暗い領域が混在する領域を、１台のカメラ１０１で撮影する場合には、平均的な明るさをとる領域に合わせて露光時間を調整して映像を撮影すると、撮影された映像の輝度分布は、図７（ａ）に示すように輝度分布が輝度レベルの両端に集まった形となり、全体的にコントラストの高い、中間の輝度レベルがない映像となってしまう。また、明るい領域に合わせて露光時間を短くすると、図７（ｂ）に示すように映像の輝度分布が低輝度領域に集中してしまい全体的に暗い映像となる。逆に暗い領域に合わせて露光時間を眺めにとると、図７（ｃ）映像の輝度分布が高輝度領域に集中してしまい全体的に明るすぎる映像となる。
【００３２】
このため、撮像素子のダイナミックレンジの幅に対し明るい領域と暗い領域の差異が大きい場合には、カメラ１０１によって取得された撮影映像が見づらい映像となってしまう。
【００３３】
また、撮影された映像を表示する際に、輝度分布の補正を行うことでコントラストや明るさの調整し、見やすい映像として表示した場合には、映像の輝度分布（色調）が実際の被写体の輝度分布（色調）と異なってしまう。
【００３４】
そこで、本発明の実施の形態１の輝度調整装置１０４では、各カメラ１０１が撮影を担当している撮影担当領域１０２内の明るさ（照度）の分布をカメラ１０１の映像と露光時間等の撮影条件から特定し、監視エリア内の明るさ（照度）の分布に合わせて、主に明るい領域を専門に撮影するカメラ１０１と、主に暗い領域を専門にするカメラ１０１と分かれるように各カメラの撮影担当領域１０２の割り当てを変更する。
【００３５】
これにより、各カメラ１０１の撮影担当領域１０２内において、明るい領域と暗い領域との明るさ（照度）の差異を少なくすることができるため、カメラの露光時間を適切な値に調整することが可能となり、図１４に示すように撮影映像の輝度分布が輝度レベルの中心付近にピークを持ち、輝度レベルの中心付近の輝度階調で被写体が表示されることで、全体的に明るすぎたり、暗すぎたりせず、またはコントラストの低下が少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像を撮影することが可能となる。
【００３６】
次に実施の形態１の輝度調整装置により、監視エリアの明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラの撮影担当領域を変更する動作手順について図２と図３を用いて説明する。
【００３７】
図２は、本発明の輝度調整装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３８】
また、フローチャートの説明を補足するために隣り合う撮影担当領域３０１と、夫々の担当領域の明るさ（照度）の分布３０２、及び映像の輝度分布３０３の例を図３に示す。
【００３９】
以下、図２のフローチャートの流れに従って、輝度調整装置１０４の動作を説明する。
【００４０】
輝度調整装置１０４は、映像回線１０３を介して各カメラ１０１の映像を映像入力部１０５により取得する。（ステップ２０１）ここで各カメラ１０１の撮影映像は、互いに接するように割り当てられた自身の撮影担当領域１０２において照度が最も低いところが最低輝度レベル、照度の最も高いところを最高輝度レベルとなるように露光時間が調節されて撮影されるものとする。
【００４１】
各映像が取得されると照度分布算出部１０６において、各カメラ１０１から送られてきた映像信号および照度レベル信号を基に、各輝度レベルに対応する画像の画素数をカウントすることで、輝度分布（輝度ヒストグラム）を作成し、さらに輝度ヒストグラムと、監視エリア内の明るさ（照度）を示す照度レベル信号を基に監視担当領域内の明るさ（照度）分布（照度ヒストグラム）を求める。
【００４２】
図３の撮影担当領域３０１ａにおいて領域Ａ、領域Ｂを撮影した映像の輝度分布は３０２ａのように求められ、また領域Ａ、領域Ｂ内の明るさ（照度）の分布は、図３０２ａのように求められる。
【００４３】
照度分布比較部１０７において、隣り合う撮影担当領域１０２の照度分布を比較し、２つの照度分布の形状が同じかどうかを判定する。
【００４４】
照度分布の形状の違いの判定には、例えばそれぞれの照度分布を全ての明るさ（照度）での度数の総和が１となるように規格化し、２つの分布の相互相関を求めることで定量化することが可能である。そして、定量化された値が所定の閾値以下であれば２つの分布は同じ形と広がりを持つと判断し、閾値以上であれば照度分布の形状が異なる照度分布であると判断する（ステップ２０３）。
【００４５】
ここで照度分布が同じであると判断されればステップ２０１に戻り、ステップ２０１からステップ２０３を繰り返す。
【００４６】
照度分布が異なると判断されればステップ２０４に進む。
【００４７】
図３の撮影担当領域３０１ａの例では、領域Ａ、領域Ｂのそれぞれの映像の照度分布３０３ａの形状が異なるため、ステップ２０４に進む。
【００４８】
照度分布比較部１０７において、隣り合う撮影担当領域１０２の照度分布の形状と広がりが異なると判断すると、２つの撮影担当領域において照度レベルが共通する部分を特定する（ステップ２０４）。
【００４９】
図３の撮影担当領域３０１ａの例では、領域Ａと領域Ｂのうち高輝度な領域の照度レベルが共通となる領域（図３の３０１ａでは「共通」と記載している領域）として特定される。
【００５０】
撮影担当領域割当調整部１０８においては、次の処理（ステップ２０５）を行う。まず、撮影領域内の明るさ（照度）差異が大きいカメラを特定する。図３の３０２ａの例では、領域Ａを撮影しているカメラの明るさ（照度）の最大値と最小値との差異が大きいため、領域Ａを撮影しているカメラが明るさの差異が大きいカメラとして特定される。続いて、撮影担当領域１０２が接する２台のカメラ間で「共通」となる明るさ（照度）を特定し、共通の明るさよりも暗い領域または明るい領域を特定する。図３の３０２ａでは、高輝度部分に「共通」の明るさ領域が存在し、その領域よりも輝度が高い場合に「明るい領域」、その領域よりも輝度が低い場合に「暗い領域」と特定している。続いて、初めに求めた、撮影領域内の明るさ（照度）が大きいカメラから他のカメラ（明るさが小さいカメラ）へ、明るさ（照度）が大きいカメラの「明るい領域」および「暗い領域」のうち領域幅が小さい領域と共通の領域とを撮影領域として割当を変更する。図３の３０２ａでは、撮影担当領域Ａにおける共通領域と明るい領域とが、撮影担当領域Ｂへ割り当てられる。これにより撮影担当領域３０１ａは、撮影担当領域３０１ｂに示すように領域Ａと領域Ｂの割り当てが変更され、領域の輝度分布は、照度分布３０２ｂとなる。
【００５１】
カメラ制御部１０９において、撮影担当領域割当調整部１０８で調整されたそれぞれの撮影担当領域全体を、各カメラ１０１が撮影するように各カメラ１０１のパン、チルト、ズーム等を制御し、撮影領域を調整する（ステップ２０６）。
【００５２】
ここで、各カメラ１０１が撮影担当領域１０２全体を撮影するためにカメラ１０１の画角を広げすぎると撮影された被写体の解像度が低下したり、不必要な領域まで撮影してしまうため、撮影担当領域１０２全体を撮影しながらも、最も画角が小さい値にすることが望ましい。
【００５３】
また、パン、チルト等による視線方向の調整については、撮影担当領域１０２の重心領域が撮影映像の中心に来るように制御することが望ましい。
【００５４】
カメラ１０１の撮影領域の調整が済むと、再びステップ２０１に戻り、ステップ２０１からステップ２０６の処理を同様に繰り返す。
【００５５】
図３の撮影担当領域３０１ｂの例では、領域Ａ、領域Ｂの照度分布は、照度分布３０１ｂから照度分布３０２ｂへ変更される。これにより、輝度分解能が向上し、ハレーションを防止できる。すなわち、所定の階調（例えば、２５６階調等）で輝度を分析する場合、照度レベルの幅が小さくなるほど単位階調あたりの輝度幅が小さくなり、輝度分解能が良くなり、全体的に明るすぎたり、暗すぎたりせず、またコントラストの低下が少なくなり、いわゆるハレーションが防止され、見やすい映像として被写体を撮影できるようになる。
【００５６】
（実施例１）
次に実施の形態１における実施例１について説明する。
【００５７】
図４は、実施の形態１における実施例１を説明する図である。
【００５８】
図４では２台のカメラ４０１Ａとカメラ４０１Ｂにより、屋外において被写体（人など）を監視している様子を示している。
【００５９】
カメラ４０１Ａと４０１Ｂは、連続した撮影担当領域４０２Ａと４０２Ｂを撮影するように設置されている。
【００６０】
カメラ４０１Ａと４０１Ｂは、それぞれ映像情報と制御信号を通信する回線４０３によって図１の輝度調整装置１０４の機能を実行することができるＰＣ４０４と接続されている。なお、輝度調整装置１０４は、ＰＣ４０４に必要な演算処理をさせるプログラムの形として実現されても良い。
【００６１】
また、カメラ４０１Ａとカメラ４０１Ｂは、それぞれパン、チルト、ズームの制御が可能なＰａｎ−Ｔｉｌｔ−Ｚｏｏｍカメラ（ＰＴＺカメラ）であり、ＰＣ４０４からの制御信号によって自身の撮影領域を変更が可能であるものとする。
【００６２】
また、実施例においては光源（太陽）４０６と壁４０７により、撮影担当領域４０２Ａは全体に光源（太陽）４０６からの光があたる明るい領域であるのに対し、撮影対象領域４０２Ｂは光源（太陽）４０６が直接あたる明るい領域と、壁４０７の影となる暗い領域が存在している。このためカメラ４０１Ａが撮影した撮影担当領域４０２Ａの映像４０８Ａでは、明るい領域と暗い領域の明るさ（照度）の違いが大きいため、暗い領域にいる被写体も相対的に暗く表示されてしまい、被写体の様子が分かりづらい映像として表示されている。
【００６３】
これに対してカメラ４０１Ｂが撮影した撮影担当領域４０２Ｂの映像４０８Ｂでは、全体的に明るい（照度）の差異が小さいため、映像４０８Ｂに映っている被写体の撮影映像は、輝度分布の中心付近の輝度階調で表示される映像となり、被写体の様子を確認しやすい映像として表示される。
【００６４】
実施例１において、輝度調整装置の機能を備えたＰＣ４０４は、カメラ４０１Ａとカメラ４０１Ｂの撮影担当領域４０２Ａ、４０２Ｂの映像の照度分布に対して比較を行い、その結果、２つの照度分布の形状が違うと判断すると、隣り合う撮影担当領域４０２Ａと４０２Ｂにおいて、明るさ（照度）が共通な領域を特定し、特性された領域を領域内の明るさ（照度）の分布が広い撮影担当領域４０２Ａから撮影担当領域４０２Ｂに割り当てを変更する。
【００６５】
さらにＰＣ４０４は、カメラ４０１Ａと４０１Ｂに対して新たに割り当てを変更された撮影担当領域４０２Ａと４０２Ｂの全体を最小の画角で覆うように、パン、チルト、ズームを制御する信号を送信する。
【００６６】
ＰＣ４０４によってパン、チルト、ズームを調整された後の例を図５に示す。
【００６７】
図５では、図４と同じ構成については同じ番号を付与し説明を省略する。
【００６８】
図５において、ＰＣ４０４によって調整された撮影担当領域５０２Ａ、５０３Ａはそれぞれ、領域内の明るさ（照度）の差異が少ない領域を撮影しているため、各カメラの露光時間を適切に調整することが可能となるため、それぞれのカメラが撮影した映像５０８Ａ、５０８Ｂは、輝度レベルの中心付近にピークを持つ輝度分布となり、被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示されるため、見やすい映像として撮影することができる。
【００６９】
また、屋外などでは光源（太陽）４０６の位置が変わることにより、監視エリアの照度分布が変化する場合が想定される。
【００７０】
このような場合においても、本発明の輝度調整装置４０４では、図２のフローチャートのステップ２０１からステップ２０３で説明した動作を繰り返すことにより、各カメラ４０１が撮影した撮影担当領域４０２の照度分布の形状に差異が存在するかどうかを判断し続け、照度分布に差異が生じた場合には、ステップ２０４に移って照度分布の幅が小さい値に近づくように撮影担当領域１０２の割り当てを変更することが可能である。
【００７１】
このため、監視エリア内の明るさ（照度）の分布が変化する環境であっても、被写体が撮影映像の輝度分布の中心付近の階調で、認識しやすい映像として撮影し続けることができる。
【００７２】
このように、本発明の実施の形態１における輝度調整装置は、複数のカメラにより広い領域（監視エリア）を監視する時に、各カメラの輝度レベルの階調補正を行わなくても、監視エリアの明るさ（輝度）の分布と、分布の変化に合わせて、各カメラの撮影映像は輝度レベルの中心付近に輝度分布のピークを持ち、さらに被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示される映像として撮影されるため、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い、見やすい映像として撮影を行うことができる。
【００７３】
なお、監視エリアの形状や、照明条件などによっては、例えば図６に示すように監視エリアにおいて、同じ照度レベルを持つ領域が分断された状態になる場合が想定される。
【００７４】
この場合、照度分布算出部１０４において、カメラ１０１が撮影している映像のうち、輝度調整装置１０４によって割り当てられた撮影担当領域１０２に対応する領域だけから照度分布を作成し、比較を行ってもよい。
【００７５】
これにより、監視エリア内の明るさ（照度）の分布によって、異なるカメラ１０１が共通の領域を撮影する場合においても、それぞれのカメラ１０１の撮影担当領域１０２を独立した領域と同じように扱うことができる。
【００７６】
なお、本発明の実施の形態１では、各カメラ１０１と輝度調整装置１０４を繋ぐ映像回線及び制御回線が有線である場合を例に説明を行ったが、無線等で通信を行う構成であっても良い。
【００７７】
（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２の輝度調整装置について説明する。
【００７８】
実施の形態１では、所定の監視エリアに対して撮影担当領域１０２を隣接させて撮影するために、予め必要なカメラ台数が用意されている場合を想定していた。これに対し実施の形態２では、所定の監視エリア全体の撮影よりも、監視エリア内において、例えばセキュリティの高い部屋の入り口など、監視映像の撮影において特に重要となる撮影ポイントから優先的に、その場所を撮影するカメラを選択し、適切な露光時間で撮影して行くことを目的としている。
【００７９】
このため、実施の形態２の輝度調整装置は、監視エリアの明るさ（照度）の分布やその変化に基づいて、監視において重要となる撮影ポイント（例えば、セキュリティが高い部屋の入り口付近）での被写体の様子を、図１４に示すような適切な露光時間で撮影された映像として撮影するために、各カメラの撮影担当領域の調整を行う。
【００８０】
本発明の実施の形態２における輝度調整装置の構成について図８を用いて説明する。図８は実施の形態の構成を示すブロック図である。
【００８１】
実施の形態２における輝度調整装置８０４は、実施の形態１の輝度調整装置１０４と比べて、撮影担当領域割当調整部１０８を含まず、代わりに重要撮影ポイント記録部８１１と、カメラ選択部８１２と、撮影担当領域調整部８１３をさらに備えていることを特徴とする。図８において実施の形態１と同じ構成については、図１の構成と同じ番号を付与し説明を省略する。
【００８２】
重要撮影ポイント記憶部８１１は、監視エリアにおいて撮影の重要度の高い場所の位置と優先順位を定義した重要撮影ポイント情報を記憶するハードディスクドライブなどの記憶装置である。
【００８３】
重要撮影ポイント記録部８１１に記録されている重要撮影ポイント情報９１４の一例を図９に示す。図９に示すように重要撮影ポイント情報には、監視エリアにおいて重要な撮影ポイントの位置を示す位置座標情報と、その場所を撮影する優先順位、及びその場所を撮影するカメラが、存在しているかどうかを示す情報がセットとなって記録されている。なお、重要撮影ポイント情報９１４は図９に示すテーブル型のデータでなくても、上記の情報を含むデータであれば、どのような表現形態をとっていても良い。
【００８４】
カメラ選択部８１２は、重要撮影ポイント記録部８１１に記録されている重要撮影ポイント情報９１４に記録されている優先順位の高い未撮影の重要撮影ポイントから順に、その場所を撮影するカメラ１０１を選択する処理装置である。
【００８５】
撮影担当領域調整部８１３は、カメラ選択部８１２によって割り当てられえた重要撮影ポイントを撮影担当領域１０２に含みながらも、カメラの撮影担当領域１０２内の明るさ（照度）の分布が一定の差異に収まるように撮影担当領域１０２を調整する処理装置である。
【００８６】
次に本発明の実施の形態２の輝度調整装置８０４の動作について図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、実施の形態１と同じ動作については、図２と同じ番号を付与し、詳細な説明を省略する。
【００８７】
輝度調整装置１０４は、映像回線１０３を介して各カメラ１０１の撮影状態、及び映像を映像入力部１０５により取得する（ステップ２０１）。
【００８８】
カメラ選択部８１２は、カメラ１０１の撮影状態より、重要撮影ポイント記憶部８１１に記録されている各重要撮影ポイントが未撮影状態か、またはいずれかのカメラ１０１によって撮影されているかどうかを特定し、撮影状態の内容を更新する（ステップ１００１）。
【００８９】
さらにカメラ選択部８１２は、重要撮影ポイント記憶部８１１に記録されている重要撮影ポイント情報９１４を参照し、優先順位の高い重要撮影ポイントから、未撮影の重要撮影ポイントを特定する（ステップ１００２）。
【００９０】
さらにカメラ制御部８１２は、重要撮影ポイントを撮影していないカメラ、またはステップ１００１で特定された重要撮影ポイントの優先順位よりも、低い重要撮影ポイントを撮影しているカメラ存在するかどうか判定する（１００３）。
【００９１】
存在する場合にはステップ１００４に進む。存在しない場合はステップ１００５に進む。
【００９２】
カメラ選択部８１２は、優先順位の高い未撮影状態の重要撮影ポイントから順番に、どの重要撮影ポイントも撮影していないカメラ、またはその未撮影状態の重要撮影ポイントよりも優先度の低い重要撮影ポイントを撮影しているカメラを、その未撮影の重要撮影ポイントを撮影するカメラとして選択する。
【００９３】
もし、どの重要撮影ポイントも撮影していないカメラ、またはその未撮影状態の重要撮影ポイントよりも優先度の低い重要撮影ポイントを撮影しているカメラが存在しなくなれば、カメラの選択を終了する（ステップ１００４）。
【００９４】
撮影担当領域調整部８１３は、重要撮影ポイントの明るさ（照度）を基準に、各カメラ１０１がそれぞれ撮影できる範囲で、適切な露光時間で撮影可能な明るさ（照度）を持つ範囲を領域撮影担当領域１０２に設定する。
【００９５】
次に、カメラ制御部８１３で調整されたそれぞれの撮影担当領域１０２全体を、各カメラ１０１が撮影するように各カメラ１０１のパン、チルト、ズーム等を制御し、撮影領域を調整する（ステップ２０６）。
【００９６】
以上のステップ２０１からステップ０６の動作を繰り返すことにより、優先順位の高い撮影ポイントから順番に、その場所での被写体の様子を図１４に示すような、撮影映像の輝度分布が輝度レベルの中心付近にピークを持ち、被写体を輝度レベルの中心付近の輝度階調で表示される映像として撮影できるので、全体的に明るすぎたり、暗すぎたり、またはコントラストの低下等が少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像として撮影されるように複数のカメラを制御することが可能となる。
【００９７】
（実施例１）
次に本発明の実施の形態２における実施例１について説明する。
【００９８】
図１１は、実施の形態１における実施例を説明する図である。
【００９９】
まず図１１の内容について説明する。なお図４、図８と同じ構成については同じ番号を付与し詳細な説明は省略する。
【０１００】
図１１では、３台のカメラ４０１Ａ、カメラ４０１Ｂ、４０１Ｃにより、場所によって明るさ（輝度）が異なる窓のある室内を監視している様子を示している。
【０１０１】
図１１では、室内の左側は光源（照明）１１０６によって、また室愛の右側は窓から差し込む光源（太陽）４０６によって照らされており、室内の明るさ（輝度）のレベルが不均一な状態になっている。
【０１０２】
カメラ４０１Ａと４０１Ｂ、４０１Ｃは、それぞれ映像情報と制御信号を通信する回線４０３によって図８の輝度調整装置８０４の機能を実行することができるＰＣ８０４と接続されている。
【０１０３】
なお、輝度調整装置８０４は、Ｐ１１０４に必要な演算処理をさせるプログラムの形として実現されても良い。
【０１０４】
また、カメラ４０１Ａ、カメラ４０１Ｂ、カメラ４０１Ｃは、それぞれパン、チルト、ズームの制御が可能なＰＴＺカメラであり、ＰＣ１１０４からの制御信号によって自身の撮影領域を変更が可能であるものとする。
【０１０５】
また、図１１において重要撮影ポイントは数字の書かれた丸印で示されており、丸印の中の数字はそれぞれの重要撮影ポイントの優先順位を表わしている。
【０１０６】
実施例では、まず部屋への出入り口となるドア、窓の順に重要監視ポイントが割り当てられており、次に人が集まるテーブルとその周辺に対して重要監視ポイントが割り当てられている。
【０１０７】
実施例１において輝度調整装置１１０４は、まずカメラ４０１に対してそれぞれ優先順位の高い重要撮影ポイントから順番にその場所を撮影するカメラを選択する。
【０１０８】
ここでは優先順位の高い重要撮影ポイントから順にカメラ４０１Ａ，カメラ４０１Ｂ、カメラ４０１Ｃがそれぞれ選択されたとして説明を続ける。
【０１０９】
次に重要撮影ポイントの明るさ（輝度）のレベルを基準に、各カメラ４０１は、自身が撮撮影する範囲の明るさ（輝度）の差異が一定の範囲内となるように撮影担当領域４０２を決定する。
【０１１０】
実施例では図１２に示すように各カメラ４０１の撮影担当領域４０２は図１２に示すように撮影担当領域内の明るさ（照度）レベルの差異が２段階以内となるように撮影担当領域４０２を決定する。
【０１１１】
さらに輝度調整装置１１０４は、各カメラ４０１の撮影担当領域４０２全体を、各カメラ１０１が撮影するように各カメラ１０１のパン、チルト、ズーム等を制御し、撮影領域を調整する。
【０１１２】
これにより、監視エリアの明るさ（照度）の分布やその変化に基づいて、監視において重要となる撮影ポイント（例えば、セキュリティが高い部屋の入り口付近）での被写体の様子が適切な輝度分布の映像として撮影される。
【０１１３】
なお、実施の形態２における重要撮影ポイントは、場所に対して付与する例を説明したが、机等の静止物体や、人物等の移動物体を重要撮影ポイントとしてよい。これにより、オフィス等の監視において、レイアウトなどによって適切な輝度レベルで撮影を行いたい机や本棚などの位置が変更されも自動的に、移動された先の照度に合わせて机や本棚を撮影するようにカメラ４０１の向きを調整することができる。
【０１１４】
また、輝度調整装置１１０４は、さらに図１３に示すように制御回線４０３を介して光源（照明）１１０６と接続され、光源（照明）１１０６が光を照射する方向と、出力、範囲が調整される構成であっても良い。
【０１１５】
この時、各照明装置は優先順位の高い重要撮影ポイントの周囲を中心に、監視エリア全体の明るさ（照度）が均一な値に近づくように調整されることが望ましい。
【０１１６】
これにより、監視エリア内の明るさ（輝度）がより一様な状態に近づくため、各カメラの撮影映像の輝度分布は輝度レベルの中心付近にピークを持ち、被写体が輝度レベルの中心付近の輝度階調でより表示されやすくなり、より効率的に全体的に明るすぎたり、暗すぎたりせず、またコントラストの低下が少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像を撮影することができる。
【０１１７】
さらに、照明１１０６の照射方向は、カメラ４０１の視線方向と平行となる方向へ優先的に調整されることが望ましい。
【０１１８】
これにより、照明１１０６から出た光が、監視エリアに反射して戻ってくる際に、反射光の進行方向がカメラ４０１の視線方向と平行とならないため、カメラ４０１の撮影映像に照明１１０６の光の照り返しが映るのを防ぐことができる。
【０１１９】
また、カメラ４０１の視線方向と照明１１０６の反射光が平行となる場合には、照明１１０６の光の出力を下げるように調整して良い。これにより、カメラ４０１の撮影映像にうつる照明１１０６の光の照り返しの影響を抑制することができる。
【０１２０】
また、カメラ４０１と設置距離が近い照明１１０６の光の出力を、カメラとの距離に応じて調整するように制御を行っても良い。
【０１２１】
さらに、カメラ４０１と照明１１０６の距離が近いほど、照明の出力を抑制するように制御することが望ましい。これにより、カメラ４０１に近い照明１１０６の光が直接、カメラの映像に映りこみ、撮影映像内に輝度レベルの高い領域「白とび」が発生するのを防ぐことができる。
【０１２２】
また、撮影担当領域調整部８１３において、カメラの撮影担当領域１０２内に映る被写体映像の精度（解像度）が常に一定の値以上に保たれるようにするために、カメラ１０１の撮影担当領域１０２の範囲の調整において、撮影担当領域１０２を広げられる範囲に制限を設けても良い。これにより、例えば、撮影担当領域１０２の範囲に制限がない状態で、明るさ（輝度）の分布が均一な広い監視エリアを撮影させる場合には、カメラ１０１は、自身の画角が最大となるまで撮影担当領域１０２の範囲を広げてしまい、映像に映る被写体の精度（解像度）が必要以上に低下してしまう場合が発生するが、撮影担当領域１０２の範囲に制限を設けることで、撮影映像に映る被写体を必要な精度（解像度）で撮影し続けることが可能になる。
【０１２３】
また、上記撮影担当領域１０２を広げられる範囲の制限を、撮影映像に映し出される被写体の精度（解像度）として指定しても良く、さらに、監視における様々なシーンでの必要に応じて、撮影映像の精度（解像度）に制限を設けるかどうかの選択、および制限（精度、解像度）の値を変更できることが望ましい。これにより、例えば広いホール等の監視において、人物などの特定の被写体が存在しない場合には、各カメラ１０１の撮影担当領域１０２の映像の精度（解像度）に制限を設けず、できるだけ広い範囲を撮影させ、また、ホール内に詳細に様子を撮影したい人物などが入ってきた場合には、人物を必要な精度（解像度）以上の映像として撮影できるように制限を設けることが可能となる。
【０１２４】
このように監視エリアの状況に応じて、撮影映像の精度（解像度）を優先させるか、それともより広い範囲を撮影させるかを選択した監視を行うことができる。
【０１２５】
また、図１１に示す輝度調整装置（ＰＣ）１１０４は、撮影映像の精度（解像度）に対する制限の有無、および精度の値を調整する操作インターフェイスを備えており、各カメラ１０１に対して個別、または一括して撮影映像の精度（解像度）に対する制限の有無、および精度の値を調整しても良い。
【０１２６】
また、輝度調整装置（ＰＣ）１１０４に備えられている操作インターフェイスには、撮影映像の精度（解像度）に対する制限の有無を決定する操作部と、制限の大きさを決定する操作部を備えていることが望ましい。
【０１２７】
また、実施の形態１の機能と実施の形態２の機能を組み合わせることで、重要な監視ポイントにその場所を撮影するカメラを割り当てた後、撮影担当領域１０２が接するカメラ間で撮影担当領域１０２の割り当てを、夫々の撮影担当領域１０２内の明るさ（照度）の分布に基づいて変更しても良い。これにより、普段は監視エリア全体の撮影を目的に監視を行っている監視システムにおいて、カメラの故障や監視エリアの明るさ（分布）の変化によって監視エリア全体を同時に撮影できない状況となっても、優先順位の高い重要な撮影ポイントが撮影されていないという状況を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明にかかる輝度調整装置は、監視エリア内の明るさ（照度）の分布に基づいて、各カメラの撮影担当領域の明るさ（照度）の差異が同じ値に近づくように撮影担当領域を割り当てるため、各カメラが撮影した映像の輝度分布の幅が近い値となり、各カメラで撮影された映像が全体的に明るすぎたり、暗すぎたり、またはコントラストの低下が少ない、実際の被写体の輝度分布（色調）に近い映像として撮影することができる。
【０１２９】
このため、街頭、スタジアムや窓のある室内など、光源の位置や明るさの変化によって監視エリア内の照度の分布が不均一で、かつその明るさ（照度）の分布が変化してしまう環境において、被写体を実際の輝度分布（色調）に近い映像として、広い領域に渡って撮影する監視システムとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】実施の形態１の構成を示すブロック図
【図２】実施の形態１における輝度調整装置の動作を説明するフローチャート
【図３】実施の形態１における輝度調整装置の動作を説明する図
【図４】実施の形態１の実施例を説明する図
【図５】実施の形態１の実施例を説明する図
【図６】実施の形態１の実施例を説明する図
【図７】（ａ）はコントラストが高い映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図、（ｂ）は全体的に暗い映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図、（ｃ）は全体的に明るい映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図
【図８】実施の形態２の構成を示すブロック図
【図９】重要撮影ポイント情報の一例を示す図
【図１０】実施の形態１における輝度調整装置の動作を説明するフローチャート
【図１１】実施の形態２の実施例を説明する図
【図１２】実施の形態２の実施例を説明する図
【図１３】実施の形態２の実施例を説明する図
【図１４】理想的なカメラの撮影映像と輝度分布を説明する図
【図１５】（ａ）はコントラストが高い映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図、（ｂ）はコントラストが低い映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図、（ｃ）は全体的に暗い映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図、（ｄ）は全体的に明るい映像のカメラ撮影映像とその輝度分布を説明する図
【符号の説明】
【０１３１】
１０１，４０１    カメラ
１０２    撮影担当領域
１０３    映像回線
１０４    輝度調整装置
１０５    映像入力部
１０６    照度分布算出部
１０７    照度分布比較部
１０８    撮影担当領域割当調整部
１０９    カメラ制御部
１１０    制御回線
３０１ａ，３０１ｂ    撮影担当領域
３０２ａ，３０２ｂ    領域の照度分布
３０３ａ，３０３ｂ    映像の輝度分布
４０１Ａ，４０１Ｂ，４０１Ｃ    カメラ
４０２Ａ，４０２Ｂ，４０２Ｃ    撮影担当領域
４０３    映像・制御回線
４０４    ＰＣ（輝度調整装置）
４０５    被写体
４０６    光源（太陽）
４０７    壁
４０８Ａ，４０８Ｂ    カメラの映像
８１１    重要撮影ポイント記憶部
８１２    カメラ選択部
８１３    撮影担当領域調整部
９１４    重要撮影ポイント情報
１１０４    ＰＣ（輝度調整装置）
１１０６    光源（照明）
【図１】
2007282161.tif 000003
【図２】
2007282161.tif 000004
【図３】
2007282161.tif 000005
【図４】
2007282161.tif 000006
【図５】
2007282161.tif 000007
【図６】
2007282161.tif 000008
【図７】
2007282161.tif 000009
【図８】
2007282161.tif 000010
【図９】
2007282161.tif 000011
【図１０】
2007282161.tif 000012
【図１１】
2007282161.tif 000013
【図１２】
2007282161.tif 000014
【図１３】
2007282161.tif 000015
【図１５】
2007282161.tif 000016
【図１４】
2007282161.tif 000017