(57)【要約】【課題】環境に応じて、赤外線カメラから出力される輝度信号の最適な補正するためのオフセット値を変更することができるオフセット値変更装置及びオフセット値変更方法を提供する。【解決手段】複数の撮像素子１１から出力された輝度信号を補正するオフセット値が設定されており、設定されているオフセット値を変更する撮像装置１００において、複数の撮像素子１１から出力された輝度信号から最小輝度値を特定し、特定した最小輝度値から撮像装置１００の撮像範囲内の路面最低温度を算出する。算出した路面最低温度と演算式とに基づいてオフセット値を算出する。算出したオフセット値、及び設定されているオフセット値の差分が閾値以上である場合、設定されているオフセット値を、路面最低温度から算出したオフセット値へ変更する。【選択図】図２
2012014331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線カメラが有する複数の撮像素子から出力された輝度信号を補正するオフセット値が設定されており、設定されているオフセット値を変更するオフセット値変更装置において、
複数の撮像素子から出力された輝度信号から最小輝度値を特定する特定手段と、
該特定手段が特定した最小輝度値に基づいてオフセット値を算出する算出手段と、
該算出手段が算出したオフセット値、及び設定されているオフセット値の差分を算出する手段と、
算出した差分が閾値以上か否かを判定する手段と、
算出した差分が閾値以上と判定された場合、設定されているオフセット値を、前記算出手段が算出したオフセット値へ変更する変更手段と
を備えることを特徴とするオフセット値変更装置。
【請求項２】
前記算出手段は、
前記特定手段が特定した最小輝度値に対応する温度を算出し、算出した温度、及び予め設定された演算式を用いて、オフセット値を算出するようにしてある
ことを特徴とする請求項１に記載のオフセット値変更装置。
【請求項３】
撮像素子と、該撮像素子へ入射させる光を集光するレンズとの間に開閉可能に設けられたシャッタの開閉状態を検知する開閉状態検知手段と、
該開閉状態検知手段がシャッタが閉じていると検知した場合、オフセット値の変更を無効にする手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のオフセット値変更装置。
【請求項４】
前記開閉状態検知手段は、
複数の撮像素子から出力された輝度信号に係る輝度値が一様である場合に、シャッタが閉じていると検知するようにしてある
ことを特徴とする請求項３に記載のオフセット値変更装置。
【請求項５】
前記赤外線カメラの撮像範囲内に複数のエリアを設定する手段
をさらに備え、
前記特定手段は、
設定されたエリア毎に最小輝度値を特定し、
前記算出手段は、
エリア毎に特定された最小輝度値の中の最小値に基づいて、オフセット値を算出するようにしてあり、
設定されたエリア内への物体の進入を検知する進入検知手段と、
該進入検知手段が物体の進入を検知した場合、進入を検知したエリアにおける最小輝度値の特定を停止する手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載のオフセット値変更装置。
【請求項６】
前記進入検知手段は、
設定されたエリア内に対応する撮像素子から異なるタイミングで出力された輝度信号に係る輝度値の差分を算出する手段、及び、
算出した差分が閾値以上か否かを判定する手段
を有し、
差分が閾値以上と判定した場合に、物体の進入を検知するようにしてある
ことを特徴とする請求項５に記載のオフセット値変更装置。
【請求項７】
前記特定手段は、
繰り返し最小輝度値を特定するようにしてあり、
前記特定手段が最小輝度値を特定する都度、特定した最小輝度値を記憶する手段と、
最小輝度値の特定が停止されたエリア以外のエリアの最小輝度値が前記特定手段により特定された場合、特定された前記エリアの最小輝度値、及び記憶された前記エリアの直近の最小輝度値の差分に基づいて、最小輝度値の特定が停止されたエリアの最小輝度値を推定する手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のオフセット値変更装置。
【請求項８】
赤外線カメラが有する複数の撮像素子から出力された輝度信号を補正するオフセット値が設定されており、設定されているオフセット値を変更するオフセット値変更方法において、
複数の撮像素子から出力された輝度信号から最小輝度値を特定し、
特定した最小輝度値に基づいてオフセット値を算出し、
算出したオフセット値、及び設定されているオフセット値の差分を算出し、
算出した差分が閾値以上か否かを判定し、
算出した差分が閾値以上と判定された場合、設定されているオフセット値を、算出したオフセット値へ変更する
ことを特徴とするオフセット値変更方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線カメラが有する複数の撮像素子の輝度値を補正するために設定されたオフセット値を更新するオフセット値変更装置及びオフセット値変更方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
交差点等で発生する車両同士の事故、又は車両と歩行者との事故を防止すべく、交差点に設置したカメラで車両又は歩行者を撮像した結果を、交差点に接近する車両へ提供するシステムが提案されている（例えば、特許文献１）。斯かるカメラには、夜でも撮像可能なように、歩行者等の撮像対象が発する赤外光を集光して映像を取得する赤外線カメラが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１０９１９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、赤外線カメラを用いて歩行者等を検出するためには、赤外線カメラが有する撮像素子で測定した輝度信号を、所定の階調（例えば、２５６階調）の画像データに変換し、画像処理を行う。この際、歩行者及び周囲物体の微小な温度差を検出するため、所定の温度幅（例えば、３０度）に含まれる輝度信号のみを、所定階調の画像データに変換する。ここで、所望の温度範囲を撮像するため、撮像素子からの輝度信号に対し、被撮像体の温度に応じた温度範囲補正（オフセット補正）を行うことで、画像データで表現する温度範囲を変更して、被撮像体を画像データで表示できるようにする必要がある。ところが、被撮像体の温度が、設定した温度範囲より高温（又は低温）であれば、画像データにおいて、その部分は白つぶれ（又は黒つぶれ）となって表現される。特許文献１のように、赤外線カメラが撮像する道路は、季節又は昼夜によって温度が変化するため、適切なオフセット補正を行わなければ、画像データにおいて、検出すべき歩行者部分が白つぶれ（又は黒つぶれ）となり、歩行者の検出ができない場合がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、環境に応じて、赤外線カメラから出力される輝度信号に対し、最適なオフセット値を設定することができるオフセット値変更装置及びオフセット値変更方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るオフセット値変更装置は、赤外線カメラが有する複数の撮像素子から出力された輝度信号を補正するオフセット値が設定されており、設定されているオフセット値を変更するオフセット値変更装置において、複数の撮像素子から出力された輝度信号から最小輝度値を特定する特定手段と、該特定手段が特定した最小輝度値に基づいてオフセット値を算出する算出手段と、該算出手段が算出したオフセット値、及び設定されているオフセット値の差分を算出する手段と、算出した差分が閾値以上か否かを判定する手段と、算出した差分が閾値以上と判定された場合、設定されているオフセット値を、前記算出手段が算出したオフセット値へ変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るオフセット値変更装置は、前記算出手段は、前記特定手段が特定した最小輝度値に対応する温度を算出し、算出した温度、及び予め設定された演算式を用いて、オフセット値を算出するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るオフセット値変更装置は、撮像素子と、該撮像素子へ入射させる光を集光するレンズとの間に開閉可能に設けられたシャッタの開閉状態を検知する開閉状態検知手段と、該開閉状態検知手段がシャッタが閉じていると検知した場合、オフセット値の変更を無効にする手段とをさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るオフセット値変更装置は、前記開閉状態検知手段は、複数の撮像素子から出力された輝度信号に係る輝度値が一様である場合に、シャッタが閉じていると検知するようにしてあることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るオフセット値変更装置は、前記赤外線カメラの撮像範囲内に複数のエリアを設定する手段をさらに備え、前記特定手段は、設定されたエリア毎に最小輝度値を特定し、前記算出手段は、エリア毎に特定された最小輝度値の中の最小値に基づいて、オフセット値を算出するようにしてあり、設定されたエリア内への物体の進入を検知する進入検知手段と、該進入検知手段が物体の進入を検知した場合、進入を検知したエリアにおける最小輝度値の特定を停止する手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るオフセット値変更装置は、前記進入検知手段は、設定されたエリア内に対応する撮像素子から異なるタイミングで出力された輝度信号に係る輝度値の差分を算出する手段、及び、算出した差分が閾値以上か否かを判定する手段を有し、差分が閾値以上と判定した場合に、物体の進入を検知するようにしてあることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るオフセット値変更装置は、前記特定手段は、繰り返し最小輝度値を特定するようにしてあり、前記特定手段が最小輝度値を特定する都度、特定した最小輝度値を記憶する手段と、最小輝度値の特定が停止されたエリア以外のエリアの最小輝度値が前記特定手段により特定された場合、特定された前記エリアの最小輝度値、及び記憶された前記エリアの直近の最小輝度値の差分に基づいて、最小輝度値の特定が停止されたエリアの最小輝度値を推定する手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るオフセット値変更方法は、赤外線カメラが有する複数の撮像素子から出力された輝度信号を補正するオフセット値が設定されており、設定されているオフセット値を変更するオフセット値変更方法において、複数の撮像素子から出力された輝度信号から最小輝度値を特定し、特定した最小輝度値に基づいてオフセット値を算出し、算出したオフセット値、及び設定されているオフセット値の差分を算出し、算出した差分が閾値以上か否かを判定し、算出した差分が閾値以上と判定された場合、設定されているオフセット値を、算出したオフセット値へ変更することを特徴とする。
【００１４】
本発明においては、複数の撮像素子からの輝度信号の最小輝度値に基づいて算出したオフセット値と、設定されているオフセット値との差分が閾値以上の場合に、算出したオフセット値に変更する。最小輝度値は、赤外線カメラが撮像した被撮像体の最低温度であり、例えば、赤外線カメラで道路上の歩行者を撮像する場合、赤外線カメラの撮像範囲内の路面の最低温度である。季節又は昼夜により、歩行者温度及び路面温度は変化するが、歩行者温度と路面最低温度との間には一定の関係式が成立することが実験により明らかになっている。そこで、路面の最低温度に基づいてオフセット値を設定することで、画像中での歩行者の黒つぶれ又は白つぶれを防止することができ、歩行者を特定することができるため、歩行者を精度よく検出することができる。
【００１５】
本発明においては、演算式を予め設定しておき、最小輝度値を特定することで、オフセット値を算出することができる。演算式は、１次式又は２次式であってもよく、実験結果又は経験則から導出される。
【００１６】
本発明においては、シャッタが閉じているときには、赤外線カメラはシャッタを撮像し、路面の最低温度を算出できないため、オフセット値の変更を無効にすることで、無駄な処理を実行させなくすることができる。
【００１７】
本発明においては、シャッタが閉じているときには、シャッタを撮像する撮像素子からは略一様な輝度値が出力されるため、輝度値が略一様な場合にシャッタが閉じていると検知することで、シャッタ開閉を検知するための部品を新たに設ける必要がなくなる。
【００１８】
本発明においては、設定したエリア内に物体が進入した場合には、路面の最低温度を正確に算出できないため、物体が進入したエリアにおける最小輝度値を特定せず、他のエリアの最小輝度値を特定することで、より精度の良いオフセット値を算出及び変更することができる。
【００１９】
本発明においては、輝度値の差分が閾値以上となる場合に、物体の進入を検知することで、物体進入を検知するためのセンサ等の部品を新たに設ける必要がなくなる。
【００２０】
本発明においては、物体が進入したエリアにおける最小輝度値を、他のエリアにおける最小輝度値の変化から推測する。物体進入を検知したエリアにおける最小輝度値を特定しない場合、他のエリアの中から最小輝度値の最小値を選択するが、物体進入が無い場合に予測される最小輝度値との乖離が発生する可能性がある。そこで、他のエリアの最小輝度値の変化から、特定しなかったエリアの最小輝度値を推定することで、より精度の良いオフセット値を算出及び変更することができ、その結果、歩行者を精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、最小輝度値、すなわち、路面の最低温度に基づいてオフセット値を算出し、設定されているオフセット値を算出したオフセット値に変更する。変更されたオフセット値により補正された輝度信号から得られる画像データにおいて、歩行者を特定することができるため、歩行者を精度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態に係る撮像装置を設置した状態を示す模式図である。
【図２】実施の形態の撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態の信号処理部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】実施の形態の画像処理ユニットの構成の一例を示すブロック図である。
【図５】画像データに対して設定された計測エリアを示す模式図である。
【図６】実施の形態に係る信号処理部の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態に係る画像処理ユニットの処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るオフセット値変更装置及びオフセット値変更方法の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の実施の形態では、本発明に係るオフセット値変更装置を、道路上の歩行者を撮像する撮像装置として説明する。
【００２４】
図１は本実施の形態に係る撮像装置を設置した状態を示す模式図である。撮像装置１００は、赤外線カメラであり、例えば交差点の横断歩道２０１、及び横断歩道２０１を歩行する歩行者２０２が撮像対象となるよう、信号機が設置される交差点付近の電柱２００に設置される。撮像装置１００により撮像された画像は、撮像装置１００が撮像した撮像対象の温度に応じた輝度で表示される。撮像装置１００は、この画像中の温度差を利用して、歩行者２０２と、その周囲（横断歩道２０１を含む道路等）とのエッジを検出することで、歩行者２０２の有無を検出する。歩行者２０２を検出した場合には、無線機などを介して処理結果を車両へ送信する。車両では、検出した歩行者２０２の情報が、例えば画像表示又は音声により、運転者に注意が喚起される。
【００２５】
なお、撮像装置１００の設置場所、撮像対象等は適宜変更可能である。例えば、撮像装置１００による撮像対象は、歩行者２０２に限らず、二輪車（自転車）に乗った人なども含んでもよいし、横断歩道２０１を含まない道路であってもよい。
【００２６】
図２は本実施の形態の撮像装置１００の構成の一例を示すブロック図である。撮像装置１００は、集光レンズ１、シャッタ３、駆動アクチュエータ４、画像撮像部１０、信号処理部２０、及び画像処理ユニット３０等を備えている。
【００２７】
画像撮像部１０は、基板上に２次元アレイ状に複数配置された撮像素子１１、及び撮像素子１１からの出力を信号処理部２０へ出力する信号読み出し回路１２などを備えている。
【００２８】
集光レンズ１は、外部から入射する赤外光を集光して、撮像素子１１の表面に入射光を照射させるためのものであり、図示しない円筒状の鏡筒内に保持されている。集光レンズ１には、例えば、Ｇｅ、ＺｎＳ、カルコゲナイトガラス等を用いることができる。
【００２９】
シャッタ３は、集光レンズ１と撮像素子１１との間に開閉可能に設けてある。なお、シャッタ３は、集光レンズ１の前面側（画像撮像部１０の反対側）に設けてもよい。シャッタ３は、駆動アクチュエータ４により一定周期（例えば１０秒周期）で開閉駆動される。シャッタ３が閉じられると、集光レンズ１から撮像素子１１へ入射される遠赤外光は遮断される。これにより、撮像素子１１は、一様な輝度のシャッタ３を撮像することになり、一様な温度分布が供給されることになり、撮像素子１１それぞれの感度（温度特性）のばらつきの補正などを行うことができる。なお、シャッタ３の構成は、機械式に限定されるものではなく、他の構成であってもよい。また、シャッタ３は回転式のチョッパであってもよい。
【００３０】
シャッタ３の表面には、表面温度を検出する温度センサ３ａが設けられている。温度センサ３ａは、例えばサーミスタ、半導体温度センサ、熱電対等であり、シャッタ３の集光レンズ１側の表面に取り付けてある。温度センサ３ａは、検出した温度を温度信号として信号処理部２０へ出力する。温度センサ３ａが検出する温度は、信号処理部２０において、撮像素子１１が出力する輝度信号と絶対温度との対応関係を決定するために用いられる。
【００３１】
撮像素子１１は、例えば、ボロメータ型の遠赤外線センサであり、波長が５μｍ以上、より好ましくは７〜１４μｍの遠赤外光を輝度信号に熱電変換し、熱電変換した輝度信号を信号読み出し回路１２へ出力する。なお、撮像素子１１は、ボロメータの他にアモルファスＳｉ、ＳＯＩダイオード等であってもよい。信号読み出し回路１２は、撮像素子１１からの出力（輝度信号）をフレーム単位（例えば、毎秒３０フレームなど）で読み出し、信号処理部２０へ出力する。
【００３２】
駆動アクチュエータ４は、信号処理部２０から出力されるシャッタ制御信号に基づいて、シャッタ３を開閉駆動する。具体的には、駆動アクチュエータ４は、信号処理部２０からシャッタ制御信号を受信した場合に、シャッタ３を閉じ（集光レンズ１からの光を遮断する）、受信しなくなった場合にシャッタ３を開く（集光レンズ１からの光を撮像素子１１へ入射する）ように駆動制御する。
【００３３】
図３は本実施の形態の信号処理部２０の構成の一例を示すブロック図である。信号処理部２０は、例えば、一又は複数のＬＳＩ（Large-Scale Integration）等の演算手段により動作が制御され、データ処理部２１、ＮＵＣ（Non-Uniformity Correction）処理部２２、シャッタ制御部２３、メモリ２４及びオフセット値制御部２５等を備える。
【００３４】
データ処理部２１は、画像撮像部１０から受信した輝度信号をデジタル信号に変換する。なお、撮像素子１１には所定の割合で欠陥が生じている撮像素子が含まれる。したがって、データ処理部２１は、欠陥が生じている撮像素子１１の出力値を、周囲の撮像素子１１の出力値を代表する値、例えば欠陥が生じている撮像素子１１の出力値を除外した周囲の撮像素子１１の出力値の平均値へ補正する。
【００３５】
シャッタ制御部２３は、撮像素子１１ごとの温度特性のばらつき（非均一性）を補正するため、ＮＵＣ処理部２２がＮＵＣ処理を行うべく周期的にシャッタ制御信号を駆動アクチュエータ４へ出力する。シャッタ制御信号は、例えば、矩形状の電圧波形であり、正電圧が出力されている間は、シャッタ３を閉じるように制御する。シャッタ制御信号が出力されなくなった場合（正電圧がゼロ電圧に変化した場合）、閉じていたシャッタ３を開くように制御することができる。なお、制御信号をパルス波形とし、最初のパルス波形が出力された時点でシャッタ３を閉じるように制御し、次のパルス波形が出力された時点でシャッタ３を開くように制御してもよい。
【００３６】
ＮＵＣ処理部２２は、シャッタ３が閉じられているときに、メモリ２４に記憶してあるゲイン値及びオフセット値に基づいて、撮像素子１１ごとに出力された輝度信号を補正する。ゲイン値は、撮像素子１１ごとの所定の温度変化率に対する出力値の差異を補正する係数であり、撮像装置１００で撮像して得られる画像データの単位輝度で表現可能な最小温度（単位は［℃／輝度］）を表す。ゲイン値により、撮像装置１００により撮像された画像データで表現できる温度幅が決定される。例えばゲイン値が０．１２５［℃／輝度］、撮像装置１００が有する性能が８ビット(２５６階調)である場合、表現可能な温度幅は、３２［℃］（２５６×０．１２５）となる。オフセットは、撮像素子１１ごとに所定の温度に対する出力値を補正する係数であり、画像データで表現される温度幅の中心温度を示す。例えば表現可能な温度幅が３２［℃］、オフセット値が２４［℃］の場合、画像データで表現される温度範囲は、８〜４０［℃］となる。この場合、撮像装置１００が撮像した被撮像体は、温度が８〜４０［℃］であれば画像像データにおいて表現され、温度がこの温度範囲外となる被撮像体は、画像データにおいて黒つぶれ又は白つぶれとなる。
【００３７】
また、ＮＵＣ処理部２２は、シャッタ３が閉じられた状態での表面温度を温度センサ３ａから取得し、さらに撮像素子１１から出力された輝度値を取得する。そして、ＮＵＣ処理部２２は、絶対温度と輝度値との対応関係式を算出し、メモリ２４に記憶する。ＮＵＣ処理部２２は、算出した対応関係式により、撮像素子１１からの輝度信号を絶対温度に対応した値へ補正することにより、撮像素子１１からの輝度信号から被撮像体の絶対温度を推定することができる。
【００３８】
メモリ２４は、上述したゲイン値及びオフセット値等を記憶する。なお、メモリ２４は、データ処理部２１又はＮＵＣ処理部２２における処理結果を一時記憶してもよい。なお、本実施の形態では、ゲイン値は、撮像装置１００の電源投入時、又は出荷時等に、撮像装置１００の最小温度分解能と同等となる値がメモリ２４に設定される。温度分解能は、被撮像体の温度を何度の分解精度で計測できるかの性能であり、最小温度分解能とは、撮像素子１１で測定できる最低温度を意味する。
【００３９】
オフセット値制御部２５は、画像処理ユニット３０で算出された後述の目標オフセット値を受信し、メモリ２４に記憶されているオフセット値を目標オフセット値に更新する。オフセット値制御部２５がオフセット値を更新した場合、ＮＵＣ処理部２２は、更新後のオフセット値に基づいて、撮像素子１１ごとに出力された輝度信号を補正する。以下では、画像処理ユニット３０において目標オフセット値を算出し、信号処理部２０においてオフセット値を更新する処理をオフセット値制御処理という。
【００４０】
図４は本実施の形態の画像処理ユニット３０の構成の一例を示すブロック図である。画像処理ユニット３０は、一又は複数のＬＳＩ等の演算手段により動作が制御され、エリア設定部３１、最低温度算出部３２、目標オフセット値算出部３３、目標オフセット値送信部３４、エリア有効判定部３５、歩行者検出部３６及びメモリ３７等を備えている。
【００４１】
エリア設定部３１は、画像データに対して計測エリアを設定する。図５は、画像データに対して設定された計測エリアを示す模式図である。エリア設定部３１は、例えば、横断歩道２０１を含み、道路の車線ごとに計測エリアを設定する。図５では、撮像装置１００は３車線に跨った横断歩道２０１を撮像対象としており、エリア設定部３１が、３つの計測エリア３０１，３０２，３０３を設定した場合を示している。なお、エリア設定部３１は、車線に関係なく一つ又は複数の計測エリアを設定してもよいし、所定サイズ及び形状のエリアを設定してもよい。また、計測エリアは、決められた撮像装置１００の設置場所に従って、予め設定されていてもよいし、撮像装置１００が撮像した画像データの画像処理を行った結果から設定されてもよい。
【００４２】
最低温度算出部３２は、エリア設定部３１が設定した計測エリア３０１，３０２，３０３それぞれに含まれる路面の最低温度を算出する。最低温度を算出するために、最低温度算出部３２は、計測エリア３０１，３０２，３０３それぞれで最小輝度の画素を選択（特定）する。次に、最低温度算出部３２は、現在設定されているゲイン値及びオフセット値を取得し、画像データで表現される温度範囲の下限値を取得する。例えば、上述した、画像データで表現される温度範囲が８〜４０［℃］の場合、下限値は８［℃］となる。最低温度算出部３２は、「温度範囲下限値［℃］＋ゲイン値［℃／輝度］×最低輝度値」の式に、取得した各値を代入して、路面最低温度を算出する。
【００４３】
なお、ゲイン値及びオフセット値は、路面最低温度を算出する都度、信号処理部２０から取得してもよいし、画像処理ユニット３０のメモリ３７に記憶していてもよい。また、温度範囲の下限値は、信号処理部２０から取得してもよいし、画像処理ユニット３０で算出されてもよい。
【００４４】
最低温度算出部３２は、シャッタ３の開閉状態を検知し、シャッタ３が閉じている場合には、路面最低温度の算出を停止する。シャッタ３が閉じている際には外部映像が遮断されるため、路面最低温度に基づくオフセット値制御処理を実行すべきではない。そこで、この場合には、オフセット値制御処理を無効化することで、無駄な処理を省くことができる。なお、最低温度算出部３２は、駆動アクチュエータ４又は信号処理部２０からのシャッタ制御信号を受信してシャッタ３の開閉状態を検知してもよいし、あるいはシャッタ３の閉時は画像全体の輝度が略一様になることを利用し、画像の輝度分散を計算して所定の閾値以下であればシャッタ３が閉状態であると判断してもよい。また、オフセット値制御処理の無効化とは、最低温度算出部３２が最低温度の算出を停止することであってもよいし、後述する目標オフセット値の算出、又は算出した目標オフセット値の信号処理部２０への送信を停止することであってもよい。
【００４５】
目標オフセット値算出部３３は、計測エリア３０１，３０２，３０３ごとに最低温度算出部３２が算出した路面最低温度の中から最低温度を選択し、その路面最低温度を用いて、「α×路面最低温度＋β」の式に従い、目標オフセット値を算出する。目標オフセット値は、路面最低温度を基準とした場合に、歩行者２０２の温度を検出できる最適なオフセット値である。α及びβの値はそれぞれ実験又は経験則等により適宜変更可能であるが、例えば、α＝０．７５、β＝７．５となる。
【００４６】
目標オフセット値送信部３４は、目標オフセット値算出部３３が算出した目標オフセット値と、設定されているオフセット値との差分が閾値（例えば、０．２程度）以上であるか否かを判定する。差分が閾値以上である場合、目標オフセット値送信部３４は、目標オフセット値算出部３３が算出した目標オフセット値を信号処理部２０へ送信する。信号処理部２０では、メモリ２４に記憶されているオフセット値が、送信された目標オフセット値に更新される。
【００４７】
エリア有効判定部３５は、エリア設定部３１が設定した計測エリア３０１，３０２，３０３内に物体（歩行者２０２又は車両等）が進入したか否かを判定する。例えば、エリア有効判定部３５は、メモリ３７内に直前フレームの計測エリア３０１，３０２，３０３の画素を記憶しておき、現在の計測エリア３０１，３０２，３０３の画素とメモリ３７内の画素とを比較し、差分が大きい画素の割合が一定値以上になったエリアについては、物体進入と判定する。なお、物体進入が検出されなかった場合には、メモリ３７に記憶してある画素は、現在フレームにおける計測エリア３０１，３０２，３０３の画素に更新される。計測エリア３０１，３０２，３０３内に物体が進入した場合、その計測エリアにおいては適切な路面最低温度の測定が不可となる。そこで、エリア有効判定部３５は、物体進入が検出された計測エリア３０１（又は３０２，３０３）における路面最低温度の算出を停止する。
【００４８】
なお、エリア有効判定部３５は、物体が進入した計測エリアにおける路面最低温度の算出を停止した場合、その計測エリアの路面最低温度を推測するようにしてもよい。物体進入を検出した計測エリア３０１（又は３０２，３０３）を無効化した場合、他の計測エリア３０２，３０３（又は３０１）の中から路面最低温度を選択することとなるが、本来路面最低温度を有する計測エリアにおける路面最低温度算出が停止された場合、物体進入が無い場合に予測される路面最低温度と乖離が発生する可能性がある。そこで、前回の路面最低温度をメモリ３７に記憶しておき、有効な計測エリア３０２，３０３（又は３０１）における路面最低温度との差分平均を計算する。エリア有効判定部３５は、メモリ３７に記憶した前回の計測エリア３０１（又は３０２，３０３）の路面最低温度に、その差分平均を加算することで、無効化された計測エリア３０１（又は３０２，３０３）の路面最低温度を推測する。
【００４９】
歩行者検出部３６は、信号処理部２０から取得した画像データを用いて画像処理を行うことで歩行者２０２を検出する。歩行者検出部３６は、移動体（歩行者２０２）の候補領域検出処理及び移動体種別判定処理等の画像処理を行う。以下、各画像処理の一例について説明する。
【００５０】
候補領域検出処理は、撮像画像の中から移動体の候補となる領域を検出し、検出した領域の画像座標又はワールド座標などを格納した候補領域リストを作成する。候補領域リストは、例えば、移動体の外接四角形を候補領域とし、候補領域の識別符号と外接四角形の四隅の座標などを有する。候補領域検出処理は、具体的には、例えば、撮像画像から予め求められていた背景画像を差し引いて歩行者２０２などの移動体を抽出する背景差分法を用いることができる。また、候補領域検出処理は、現在のフレームと過去のフレームとの差分から歩行者などの移動体を抽出するフレーム差分法（フレーム間差分法）を用いることができる。
【００５１】
移動体種別判定処理は、候補領域リストにおける各領域に対して移動体であるか否かの判定を行い、検出移動体リストを作成する。検出移動体リストは、例えば、移動体の外接四角形を検出領域とし、検出領域の識別符号と外接四角形の四隅の座標などを有する。なお、検出移動体リストは、候補領域リストにおける候補領域ごとに移動体であるか否かを示すフラグを付与するようにしてもよい。移動体種別判定処理は、具体的には、例えば、検出領域の大きさ情報に基づいて歩行者又は車両などの種別判定を行うことができる。また、移動体種別判定処理は、学習機能を組み込んだパターン認識手法の１つであるサポートベクターマシンなどの手法を用いることができる。
【００５２】
図６は本実施の形態に係る信号処理部２０の処理手順を示すフローチャートである。
【００５３】
信号処理部２０は、撮像素子１１の最小温度分解能に基づいてゲイン値を設定する（Ｓ１）。次に、信号処理部２０は、シャッタ３の温度センサ３ａから温度を取得し（Ｓ２）、所定周期（例えば、１０秒周期）となったか否かを判定する（Ｓ３）。所定周期となっていない場合（Ｓ３：ＮＯ）、信号処理部２０は、Ｓ７の処理に移る。所定周期となった場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、駆動アクチュエータ４にシャッタ制御信号を送信して、シャッタ３を閉じる（Ｓ４）。このとき、信号処理部２０は、シャッタ３を閉じたことを画像処理ユニット３０へ知らせるために、シャッタ制御信号を画像処理ユニット３０に送信するようにしてもよい。
【００５４】
シャッタ３を閉じた後、信号処理部２０は、メモリ２４に記憶されているゲイン値及びオフセット値に基づいて、撮像素子１１それぞれの感度（温度特性）のばらつきを補正する（Ｓ５）。次に、信号処理部２０は、Ｓ２で取得した温度センサ３ａの温度（絶対温度）と、撮像素子１１から出力された輝度値との対応関係式を算出する（Ｓ６）。算出された対応関係式は、メモリ２４に記憶される。算出した対応関係式により、撮像素子１１からの輝度信号を絶対温度に対応した値へ補正することができる。
【００５５】
信号処理部２０は、画像処理ユニット３０から目標オフセット値を受信したか否かを判定する（Ｓ７）。目標オフセット値を受信した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、メモリ２４に記憶されているオフセット値を、受信した目標オフセット値に更新する（Ｓ８）。なお、オフセットを更新した後、Ｓ５の撮像素子１１それぞれの感度（温度特性）のばらつきの補正を行ってもよい。更新後、又は目標オフセット値を受信していない場合（Ｓ７：ＮＯ）、信号処理部２０は、例えば撮像装置１００の電源がオフされることで、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ９）。終了しない場合（Ｓ９：ＮＯ）、信号処理部２０は、Ｓ２の処理を実行する。終了する場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、信号処理部２０は、本処理を終了する。
【００５６】
図７は本実施の形態に係る画像処理ユニット３０の処理手順を示すフローチャートである。
【００５７】
画像処理ユニット３０は、計測エリア３０１，３０２，３０３の設定を行なう（Ｓ２０）。この計測エリア３０１，３０２，３０３の設定は、一度のみ行なえばよく、本処理を行う以前に既に実行され、パラメータ等が記憶されている場合には、Ｓ２０の設定処理を省略するようにしてもよい。次に、画像処理ユニット３０は、シャッタ３の開閉状態を検知し、シャッタ３が閉じられているか否かを判定する（Ｓ２１）。シャッタ３の開閉状態の検知方法は、上述したように適宜変更可能である。
【００５８】
シャッタ３が閉じられている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、画像処理ユニット３０は、Ｓ２８処理へ移る。画像処理ユニット３０は、シャッタ３が閉じている際には外部映像が遮断され、オフセット値制御処理を実行すべきではないため、オフセット値制御処理を無効化することで、無駄な処理を省くことができる。シャッタ３が閉じられていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、画像処理ユニット３０は、計測エリア３０１，３０２，３０３への物体の進入を検知したか否かを判定する（Ｓ２２）。物体の進入を検知した場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、画像処理ユニット３０は、該当計測エリア３０１（又は３０２，３０３）を無効化する。すなわち、計測エリア３０１（又は３０２，３０３）においては適切な路面最低温度の測定が不可となるため、画像処理ユニット３０は、計測エリア３０１（又は３０２，３０３）における路面最低温度の測定を停止する。
【００５９】
物体進入を検知した計測エリア３０１（又は３０２，３０３）を無効にした後、又は、物体の進入を検知していない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、画像処理ユニット３０は、各計測エリア３０１，３０２，３０３の路面最低温度を算出する（Ｓ２４）。路面最低温度は、上述した「温度範囲下限値［℃］＋ゲイン値［℃／輝度］×最低輝度値」の式により算出される。
【００６０】
次に、画像処理ユニット３０は、各計測エリア３０１，３０２，３０３の路面最低温度の中から最低温度を選択し、その最低温度に基づいて、目標オフセット値を算出する（Ｓ２５）。目標オフセット値は、算出した路面最低温度を用いて、「α×路面最低温度＋β」の式に従い算出される。画像処理ユニット３０は、オフセット値の更新を行なうか否かを判定する（Ｓ２６）。具体的には、Ｓ２５で算出した目標オフセット値と、現在設定されているオフセット値との差分を算出し、差分が閾値以上であるか否かを判定する。更新する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、すなわち、差分が閾値以上である場合、画像処理ユニット３０は、信号処理部２０においてオフセット値を更新させるために、算出した目標オフセット値を信号処理部２０へ送信する（Ｓ２７）。送信後、又はオフセット値の更新を行なわない場合（Ｓ２６：ＮＯ）、画像処理ユニット３０は、例えば撮像装置１００の電源がオフされることで、処理を終了するか否かを判定する（Ｓ２８）。終了しない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、画像処理ユニット３０は、Ｓ２１の処理を実行する。終了する場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、画像処理ユニット３０は、本処理を終了する。
【００６１】
以上説明したように、本実施の形態では、撮像素子１１から出力される輝度信号を加算補正するためのオフセット値を、赤外線カメラの撮像範囲内の路面の最低温度に基づいて設定する。季節又は昼夜により、歩行者温度及び路面温度は変化するが、歩行者温度と路面最低温度との間には一定の関係式が成立することが実験により明らかになっている。そこで、路面の最低温度に基づいてオフセット値を設定することで、画像中での歩行者の黒つぶれ又は白つぶれを防止することができ、歩行者を精度よく検出することができる。
【００６２】
なお、上述の実施の形態では、本発明に係るオフセット値変更装置を撮像装置１００として説明したが、オフセット値変更装置を画像処理ユニット３０とし、撮像装置１００とは別個に設けるようにしてもよい。
【００６３】
以上、本発明の好適な一実施の形態について、具体的に説明したが、開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１  集光レンズ
３  シャッタ
１０  画像撮像部
２０  信号処理部
３０  画像処理ユニット
３１  エリア設定部
３２  最低温度算出部（特定手段、開閉状態検知手段）
３３  目標オフセット値算出部（算出手段）
３４  目標オフセット値送信部（変更手段）
３５  エリア有効判定部（進入検知手段）
１００  撮像装置（オフセット値変更装置）
２０２  歩行者
【図１】
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【図２】
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【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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